车辆框架次组件
技术领域
本发明涉及一种由车辆框架和其它支撑结构限定的前端碰撞载荷路径(front end collision load path)。
背景技术
铰链柱是车辆门通过铰链结合于其上的车辆部件。在前端碰撞时，铰链柱一般不提供对前端结构的主要支撑。对前端结构的主要支撑由限定下载荷路径和上载荷路径的框架构件提供。
下载荷路径和上载荷路径由车辆框架限定，以分析碰撞能量管理和改善乘客舱入侵机制(Intrusion maps)。入侵机制模拟响应于碰撞载荷的车辆能量吸收。上载荷路径将力传递到包括顶棚结构的车辆的上结构。下载荷路径将力传递到包括下边梁(rocker)的下车辆结构。
现在正在开发车顶结构以满足更高期望的车顶耐压强度(crushstrength)，所谓的更高期望的车顶耐压强度需要车顶结构能够支撑四倍于空载车辆重量的重量。车辆设计中的一个改变就在于通过用高强度钢合金形成外罩壳侧内面板(cowl side inner panel)和铰链柱来加强A柱和铰链柱的接合处。通过加强外罩壳侧内面板和铰链柱，将车顶压力载荷从A柱传递到外罩壳侧内面板和铰链柱。
在车辆上的预定位置处监视对乘客舱的入侵。在碰撞测试中，监视设置在乘客舱周围各个位置上的点，以分析碰撞能量管理并改善入侵机制。对于前端碰撞，在铰链柱处测量入侵并将入侵限于50mm内。在入侵机制上，铰链柱的位置与也被测量的仪表板相邻。因为被传递到上载荷路径的载荷通常不导致乘客舱入侵，所以不监视被传递到上载荷路径的载荷。在现有技术的车辆中，一般避免将载荷施加到铰链柱区域或使施加到铰链柱区域上的载荷最小化，以减小到乘客舱的入侵。
前引导件从车辆保险杠延伸到支撑引导件，该支撑引导件将前引导件连接到下边梁。前引导件从下边梁偏移(offset)，并且在前端碰撞过程中施加的载荷导致在支撑引导件与下边梁的前端连接处产生弯矩。弯矩降低了车辆能量吸收，并会不利地影响冲击入侵机制性能。
因此，需要一种改善入侵机制性能而基本不增加前端碰撞能量管理所需的组件的重量的改善的车辆框架。
发明内容
根据本公开的一方面，提供了一种改善的碰撞能量管理载荷路径，该路径利用加强的A柱/铰链柱，所述加强的A柱/铰链柱具有用于增加的车顶耐压强度要求所需的高强度特性。高强度的加强铰链柱和高强度的外罩壳侧内面板在包括下边梁的下载荷路径与包括车辆的车顶结构的上载荷路径之间提供基本上竖直的连接。
根据本公开的另一方面，加强的铰链柱和加强的下外罩壳侧内面板接合在一起以形成盒状通道框架。加强的铰链柱和外罩壳侧内面板被固定到A柱的下端。盒状的外罩壳侧内面板和铰链柱在下边梁的前端重叠。
根据本公开的再一方面，提供了一种车辆框架次组件，该车辆框架次组件包括：铰链柱组件，包括铰链柱加强件、外罩壳侧内面板和外部的铰链柱面板，其中，铰链柱加强件和外罩壳侧内面板被装配在一起以限定竖直延伸的盒形通道；A柱组件，包括A柱加强件、A柱侧内面板和外部的A柱面板，A柱组件被装配到铰链柱组件的上部；上引导件，沿着车辆的纵向延伸并结合到A柱组件和铰链柱组件的上部，其中，上引导件是部分上载荷路径；前引导件，从保险杠延伸到支撑引导件，支撑引导件从前引导件的后部沿着车辆的舱外的方向延伸到下边梁，其中，前引导件、支撑引导件和下边梁限定下载荷路径；其中，上载荷路径和下载荷路径由盒形通道接合，延伸引导件被装配到前引导件和上引导件中的一个，并被装配到盒形通道，以限定到盒形通道的次要路径。
根据本公开的又一方面，提供了一种车辆框架次组件，该车辆框架次组件包括：铰链柱组件，包括铰链柱加强件、外罩壳侧内面板和外部的铰链柱面板，其中，铰链柱加强件和外罩壳侧内面板由两相马氏体钢形成并被装配在一起；A柱组件，包括A柱加强件、A柱侧内面板和外部的A柱面板，A柱组件被装配到铰链柱组件的上部；上引导件，沿着车辆的纵向延伸并结合到A柱组件和铰链柱组件的上部，其中，上引导件是部分上载荷路径；前引导件，从保险杠延伸到支撑引导件，支撑引导件从前引导件的后部沿着车辆的舱外的方向延伸到下边梁，其中，前引导件、支撑引导件和下边梁限定下载荷路径；其中，上载荷路径和下载荷路径通过铰链柱组件接合，该铰链柱组件提供竖直延伸的梁，延伸引导件被装配在前引导件和上引导件中的一个与铰链柱组件之间，以限定中载荷路径，该中载荷路径被连接到铰链柱组件的中部。
为了增加支撑引导件的能量吸收并提高入侵机制性能，可在下边梁之上的位置设置被固定到支撑引导件上和铰链柱上的延伸件。此外，沿着上载荷路径施加的力可被用于提供从上引导件到铰链柱和外罩壳侧内面板的结构载荷路径的叉或其他结构分开。加强的铰链柱和外罩壳侧内面板可被缚于上前引导件和下前引导件，以为偏移载荷提供更加牢固的载荷路径，并且还可提供多个载荷路径。
通过附图和下面对附图详细的描述，本发明的这些和其它方面将被更好地理解。
附图说明
图1是根据本发明制造的车辆框架次组件的分解透视图；
图2是车辆框架次组件的侧视图；
图3是车辆框架次组件的前侧透视图。
具体实施方式
参照图1，以分解透视图的形式示出了车辆框架次组件10。车辆框架次组件10包括铰链柱组件12。铰链柱组件12包括铰链柱加强件16，该铰链柱加强件16的内侧结合到外罩壳侧内面板18。外部的铰链柱面板20结合到铰链柱加强件16的外侧上。铰链柱加强件16和外罩壳侧内面板18一起形成盒形通道22。铰链柱加强件16和外罩壳侧内面板18最好由两相材料(dural phasematerial)形成，例如DP-600，DP-600是一种两相马氏体钢合金。
A柱组件26包括A柱加强件28，该A柱加强件28的内侧结合到A柱外罩壳侧内面板30上。外部的A柱面板32装配到A柱加强件28的外侧上，以实现A柱组件26。A柱组件26的上端连接到在图1中示意性地表示并由标号34标识的车顶上。
铰链柱组件12的上部36结合到A柱组件26。上引导件38装配到铰链柱组件12的上部36。前引导件40通过支撑引导件42连接到下边梁46。支撑引导件的延伸件48装配到支撑引导件42的上部，并装配到铰链柱组件12。支撑引导件的延伸件48最好形成盒形通道截面(box channel section)50，该盒形通道截面50给支撑引导件的延伸件48增加强度。
叉形引导件52可结合到上引导件38和铰链柱组件12。
参照图2，显示车辆框架次组件10与保险杠56装配在一起。车辆框架次组件10包括铰链柱组件12、A柱组件26和下边梁46。上载荷路径由箭头60表示。上载荷路径60通过上引导件38将碰撞冲击载荷传递到铰链柱组件12的上部36。由箭头62示出的下载荷路径将碰撞冲击载荷从保险杠56传递到前引导件40。施加到前引导件40的载荷依次被施加给支撑引导件42，接着被施加给下边梁46。上中载荷路径由箭头66示意性地表示。上中载荷路径66通过叉形引导件52(在图1中显示)将载荷从上引导件38传递到铰链柱组件12。
下中载荷路径由箭头68表示。下中载荷路径68通过支撑引导件的延伸件48将载荷从前引导件40和支撑引导件42传递到铰链柱组件12。
中载荷路径66、68提供将碰撞冲击载荷分散到铰链柱组件12的三个或四个不同部分的载荷路径。通过外罩壳侧内面板18和铰链柱加强件16形成的强度增加的盒形通道22(尤其是当为了车顶耐压强度而用DP-600合金形成时)提供了一种更加牢固的车辆框架次组件10，该车辆框架次组件10有助于增加能量吸收和提高入侵机制测试。
参照图3，以透视图的形式显示了车辆框架次组件10。车辆框架次组件10包括铰链柱组件12。在图3中示出了外部的铰链柱面板20。A柱组件26结合到铰链柱组件12的上端36。外部的A柱面板32是A柱组件26在图3中可见的部分。
在前端碰撞的情况下，保险杠56初始接收碰撞冲击载荷，该碰撞冲击载荷通过前引导件40传递到支撑引导件42。施加到支撑引导件42的载荷通过支撑引导件的延伸件48被传递到铰链柱组件12和下边梁46。盒形通道截面50允许支撑引导件的延伸件48在提高入侵机制测试的结果时将增加的载荷传递到铰链柱组件12。来自前端碰撞冲击的其它载荷通过上引导件38和叉形引导件52被传递到铰链柱组件12的互相隔开的部位，叉形引导件52在图2和3中不可见，但在图1中示出了。
虽然已经详细描述了实现本发明的最佳模式，但是熟悉本发明所涉及的领域的技术人员应当认识到由权利要求限定的用于实施本发明的各种替代设计和实施例。