安装到车辆车架的可展开装置的制作方法

本发明涉及车辆技术领域，并且更具体地涉及安装到车辆车架的可展开装置。

背景技术：

在车辆的偏移正面撞击期间，撞击从车辆的主要结构部件偏移。偏移正面撞击可以使用小偏移刚性障碍物(“sorb”)正面碰撞试验进行模拟。公路安全保险研究所(“iihs”)为sorb正面碰撞试验设定了标准。在sorb正面碰撞试验中，车辆以40英里/小时的速度撞击刚性障碍物，车辆前端的外部部分的25％与刚性障碍物重叠。

在sorb撞击期间，刚性障碍物可能倾向于错过车辆的主要结构部件，例如车架纵梁。因此，刚性障碍物可能直接撞击车辆的车轮，从而将车轮推向车辆的客舱。在这种情况下，车轮的方向可以确定车轮进入客舱的可能性，例如通过车辆的地板或前围板(dash)。转向远离车辆的车架纵梁的车轮可能会降低车轮进入客舱的可能性。车轮进入车辆客舱的入侵是在iihssorb正面碰撞测试中记录的一个度量。

技术实现要素：

根据本发明，提供一种车辆，包括：

车架；

由车架支撑的车轮；和

固定到车架的装置，装置包括充气机和与充气机流体连通的可充气元件，可充气元件可远离车架充气并且与车轮接触。

根据本发明的一个实施例，其中车架包括具有外侧的车架纵梁，外侧面向车轮，装置在外侧上。

根据本发明的另一个实施例，其中车架纵梁包括与外侧相对的内侧，充气机安装在内侧上。

根据本发明的另一个实施例，其中可充气元件包括充气室，并且充气机设置在充气室中。

根据本发明的另一个实施例，该车辆进一步包括由车架支撑的避震塔支架，其中装置相对于避震塔支架在车辆向后的位置固定到车架。

根据本发明的另一个实施例，其中车轮可围绕旋转轴线旋转，装置沿着车架相对于旋转轴线安装在车辆向后方向上。

根据本发明的另一个实施例，该车辆进一步包括下边梁，其中装置沿着车架安装在旋转轴线和下边梁之间。

根据本发明的另一个实施例，其中可充气元件由热塑性弹性体形成。

根据本发明的另一个实施例，其中热塑性弹性体的厚度为1至4毫米。

根据本发明的另一个实施例，其中可充气元件粘附到车架。

根据本发明的另一个实施例，该车辆进一步包括控制器，控制器被编程为响应于车辆与另一物体的偏移撞击而指示充气机使可充气元件充气。

根据本发明的另一个实施例，该车辆进一步包括固定到车架的驾驶室安装支架和支撑在驾驶室安装支架上的车身。

根据本发明，提供一种车车辆架，包括：

车架纵梁；

由车架纵梁支撑的避震塔支架；和

相对于避震塔支架在车辆向后位置固定到车架纵梁的装置，装置包括充气机和与充气机流体连通并且可远离车架纵梁充气的可充气元件。

根据本发明的另一个实施例，其中车架纵梁沿着纵向轴线是纵长的，并且具有关于纵向轴线彼此相对的外侧和内侧，其中装置安装在外侧上并且充气机安装到内侧。

根据本发明的另一个实施例，其中可充气元件包括充气室，并且充气机设置在充气室中。

根据本发明的另一个实施例，该车辆车架进一步包括由车架纵梁支撑的避震塔支架，其中装置相对于避震塔支架在车辆向后位置固定到车架。

根据本发明的另一个实施例，其中可充气元件由热塑性弹性体形成。

根据本发明的另一个实施例，其中热塑性弹性体的厚度为1至4毫米。

根据本发明的另一个实施例，其中可充气元件粘附到车架纵梁。

根据本发明的另一个实施例，其中车架纵梁包括空腔，装置设置在空腔中。

附图说明

图1是前端的25％与小偏移刚性障碍物重叠的车辆的俯视图；

图2是包括车架、车轮和固定到车轮后面的车架的处于未展开位置的装置的车辆的一部分的透视图；

图3是装置处于展开位置的图2的透视图；

图4是包括容纳该装置的空腔的车架的一部分的部分分解透视图；

图5是处于展开位置的装置的透视图；

图6是充气机设置在可充气元件的充气室中的处于未展开位置的装置的横截面视图；

图7是处于展开位置的装置的横截面视图；

图8是车架的内侧的一部分的透视图，其中装置固定到车架的外侧，并且充气机固定到车架的内侧；

图9是车辆的控制系统的框图。

具体实施方式

参考附图，其中相同的附图标记在整个几个视图中表示相同的部件，车辆10包括车架12、由车架12支撑的车轮14和固定到车架12的装置16。装置16包括充气机18和与充气机18流体连通的可充气元件20。可充气元件20可远离车架12充气并且与车轮14接触。

当感测到车辆10的撞击时，例如偏移正面撞击(诸如小偏移刚性障碍物(sorb)撞击)，装置16从如图2中所示的未展开位置充气到如图3中所示的展开位置。具体地，装置16的可充气元件20远离车架12充气并且与车轮14接触。当可充气元件20接触车轮14时，可充气元件20迫使车轮14远离车架12。

参考图4，车架纵梁22沿着纵向轴线l是纵长的。车架纵梁22的纵向轴线l可以沿车辆向前方向vf和车辆向后方向vr延伸，如图1中所示。

参考图4，车架12可以包括彼此间隔开并且沿着车辆向前方向vf和车辆向后方向vr大体上平行延伸的一对车架纵梁22。具体地，一对车架纵梁中的一个可以在车辆10的左侧26处，并且一对车架纵梁22中的另一个可以在车辆10的右侧28处。在图中所示的示例中，装置16安装到左侧26处的车架纵梁22。替代或另外，另一装置16可以安装到右侧28处的车架纵梁22。在这样的示例中，装置16可以相同或几乎相同，并且可以是彼此的镜像。

车架纵梁22具有外侧30和与外侧30相对的内侧32。具体地，每个车架纵梁22的外侧30和内侧32关于纵向轴线l彼此相对，即，相对于纵向轴线l彼此间隔开。外侧30和内侧32各自沿着纵向轴线l是纵长的。外侧30背离车辆10的中心线(未标记)，如图1中所示，并且内侧32面向车辆10的中心线。

车架纵梁22可以支撑车辆10的其他部件。车架纵梁22可以设计成在感测到撞击(例如，sorb正面撞击)期间以受控的方式吸收能量并且变形。车架纵梁22可以由金属(例如钢、铝等)或任何其它合适的材料构成。车架纵梁22可以是管状的或任何其它合适的形状。

参考图4，车架12包括横梁36，横梁36在横跨车辆方向cv上从车架纵梁22中的一个延伸到车架纵梁22中的另一个。横梁36可以例如通过焊接、紧固等固定到车架纵梁22。横梁36将结构刚度增加到车架12的其余部分，并且可以支撑其他部件。横梁36中的一个可以更具体地是支撑车辆10的动力传动系统的部件(例如发动机、变速器等)的发动机支架。

车身38和车架12可以具有非承载式车身(body-on-frame)结构(也称为非承载式客舱结构(cab-on-frameconstruction))。换句话说，车身38和车架12是单独的部件，即是模块化的，并且车身38被支撑在车架12上并且固定到车架12上。作为另一示例，车身38和车架12可以是承载式车身(unibody)结构。在承载式车身结构中，底部车架12和包括柱和车顶纵梁的车身38是一体的，即连续的一件式单元。或者，车身38和车架12可以具有任何合适的结构。车身38和/或车架12可以由任何合适的材料形成，例如钢、铝等。

参考图1，车辆10可以包括前保险杠40和后保险杠42。前保险杠40和后保险杠42各自由车架纵梁22支撑，即直接或间接地通过中间部件支撑。前保险杠40和后保险杠42在横跨车辆方向cv上延伸。车架纵梁22可以从前保险杠40连续延伸到后保险杠42。

继续参考图4，车架12可以包括避震塔支架(shocktowerbracket)44。避震塔支架44可以由车架纵梁22支撑，并且更具体地，可以例如通过焊接、紧固等固定到车架纵梁22。避震塔支架44可以例如为悬架部件(例如减振器、支柱、弹簧等)提供支撑。如图4中所示，车架12可以包括两个避震塔支架44，即每个车架纵梁22上的一个。

继续参考图4，车架12可以包括驾驶室安装支架46。具体地，驾驶室安装支架46可以例如通过焊接、紧固等固定到车架纵梁22上。驾驶室安装支架46可以例如固定在车架纵梁22的外侧30上，如图中所示，或固定在车架纵梁22的内侧32上。驾驶室安装支架46支撑车身38并且可以固定到车身38，例如通过接合车身38和驾驶室安装支架46的连接器(未示出)，从而将车身38与车架12结合。驾驶室安装支架46可以由金属构成，例如钢、铝等。

车架纵梁22可以包括容纳装置16的空腔48。如图4中所示，空腔48可以相对于避震塔支架44在车辆向后方向vr上、处于车架纵梁22的外侧30上。具体地，空腔48可以位于避震塔支架44和驾驶室安装支架46之间。空腔48在未展开位置和展开位置两者中容纳装置16。空腔48允许装置16以不显眼的方式设置在车架纵梁22上的空腔48内。例如，当容纳空腔48中处于未展开位置时，装置16可以与外侧30的其余部分齐平或相对于外侧30的其余部分凹入。

车辆10可以包括下边梁50，即，车身38包括下边梁50。下边梁50沿着平行于纵向轴线l的第二轴线(未示出)是纵长的。第二轴线在车辆向前方向vf和车辆向后方向vr上沿车架12延伸。下边梁50可以与车身38的其余部分集成，即，一起形成单一连续单元，或单独形成，并且随后附接到车身38的其余部分。下边梁50沿车身38的底部边缘设置。

车辆10包括由车架12支撑的车轮14。车轮14可以沿着纵向轴线l与避震塔支架44对齐。如图2至3中所示，车轮14可相对于下边梁50位于车辆向前方向vf上，并且相对于前保险杠40即前车轮位于车辆向后方向vr上。车架纵梁22的外侧30面向车轮14。车轮14可绕旋转轴线54旋转。

车辆10的车身38包括车轮舱56。车轮14设置在车轮舱56中。装置16定位在车轮舱56中。车身38可以包括填充车轮舱56的覆盖层(例如由塑料形成)。在这种示例中，当装置16充气时，装置16可以移动和/或冲破覆盖层以撞击车轮14。

参考图5至7，可充气元件20包括前面板58和后面板60。后面板60可以在未展开位置与前面板58间隔开并且在展开位置与前面板58间隔开。可充气元件20可以包括折叠部62，例如手风琴形折叠部，当可充气元件20未展开时折叠部62折叠并且当可充气元件20展开时折叠部62未折叠。折叠部62可以完全围绕装置16的周边从后面板60延伸到前面板58。

装置16包括限定在后面板60、前面板58和折叠部62之间的充气室64。充气室64可以用如下进一步阐述的充气介质来充气，以使可充气元件20从未展开位置充气到展开位置。

如图4中所示，装置16沿着车架纵梁22定位以接触车轮14并且迫使车轮14远离车架纵梁22。装置16可以例如固定到车架纵梁22的外侧30。装置16可以相对于避震塔支架44在车辆向后方向vr上固定到车架12。具体地，装置16可以沿着纵向轴线l相对于车轮14定位在车辆向后方向vr中，即，装置16可以沿着纵向轴线l相对于车轮14的旋转轴线54定位在车辆向后方向vr上。更具体地，装置16可以例如沿着纵向轴线l定位在旋转轴线54和下边梁50之间。

装置16相对于车架纵梁22定位，包括以上描述的定位，以防止当装置16处于未展开位置时对车轮14的转向的干涉，即，当车辆10转向时对转向半径的干涉。除了以上描述的定位之外，如上所述，装置16可以设置在车架纵梁22的空腔48中。设置在空腔48中的装置16可以与车架纵梁22的外侧30的其它部件齐平或相对于车架纵梁22的外侧30的其它部件凹入，即，装置16的厚度可以小于或等于空腔48的深度。

装置16(例如，可充气元件20)可以用紧固件66固定到车架纵梁22。作为一个示例，粘合剂可以将装置16连接到车架纵梁22。具体地，粘合剂可以将可充气元件20的后面板60连接到车架纵梁22，例如在空腔48中。粘合剂可以例如是环氧粘合剂、丙烯酸粘合剂等。

替代地，或除了粘合剂之外，紧固件66可以是固定到装置16和车架纵梁22的销、夹子、圣诞树紧固件等。特别地，紧固件66可以成型在可充气元件20的后面板60上，并且可以与车架纵梁22上的孔52相接合。紧固件66可以由与后面板60相同或不同的材料形成。作为一个示例，紧固件66可以是塑料的。

可充气元件20可以由热塑性弹性体形成。可充气元件20可以例如由任何合适的塑料材料(例如聚丙烯(pp)、聚乙烯(pe)等)形成。热塑性弹性体是具有热塑性和弹性性质两者的聚合材料。合适等级的tpe(热塑性弹性体)材料可以例如是热塑性烯烃(tpo)。可充气元件20的塑料材料的特性允许可充气元件20从车架12朝向车轮14延伸到展开位置。热塑性弹性体可以为1至4毫米厚。由塑料材料提供的制造灵活性可允许可充气元件20形成(例如吹塑、注射成型等)为任何合适的形状、尺寸和厚度。

参考图4至9，装置16包括充气机18。充气机18可以与可充气元件20流体连通，使得充气机18使可充气元件20充气。充气机18可以位于装置16即可充气元件20的内部或者外部。作为一个示例，如图8中所示，充气机18可以固定在车架纵梁22的内侧32上，并且通过填充管78与可充气元件20流体连通。填充管78可以例如穿过将充气机18连接到可充气元件20的车架纵梁22。替代地或者另外，填充管78可以在车架纵梁22上方和/或下方通过。

作为另一示例，充气机18可以设置在充气室64中。在该构造中，例如，装置16可以限定充气室64中的至少一个夹子68，其将充气机18固定到可充气元件20。夹子68可以具有任何合适的尺寸和形状以将充气机18固定到可充气元件20。夹子68可以例如与前面板58、后面板60和/或折叠部62成一体，如图5至7中所示，即，与前面板58、后面板60和/或折叠部62同时形成为单个连续单元。或者，夹子68可以与前面板58、后面板60和/或折叠部62单独形成并且随后连接到前面板58、后面板60和/或折叠部62。

一经从例如控制器70接收到信号，充气机18就可以用诸如气体的可充气介质来使充气室64充气。充气机18可以是例如使用化学反应来驱动充气介质到可充气元件20的烟火充气机。充气机18可以是任何合适的类型，例如冷气充气机。

装置16可以包括覆盖件(未示出)。覆盖件可以部分地或完全地覆盖可充气元件20以保护可充气元件20免受诸如雨、雪、路盐等的因素的影响。覆盖件可以由抵抗上述因素的任何合适的材料形成。覆盖件可以相对于可充气元件20是易碎的，使得当装置16展开时，可充气元件20破坏覆盖件。覆盖件可以包括撕裂缝(未示出)，其在装置16展开到展开位置期间促进覆盖件破裂。

参考图9，车辆10可以包括具有与充气机18和/或撞击传感器74通信的控制器70的控制系统72。控制器70、充气机18和撞击传感器74可以通过通信网络76进行通信。

控制器70可以是基于微处理器的控制器。控制器70可以包括处理器、存储器等。控制器70的存储器可以存储可由控制器70执行的指令。

撞击传感器74可以与控制器70通信。撞击传感器74适于检测对车辆10的撞击，例如偏移正面撞击。撞击传感器74可以是任何合适的类型，例如，后接触传感器(例如加速度计、压力传感器、接触开关)；和预撞击传感器(例如雷达、lidar(激光雷达)和视觉感测系统。视觉感测系统可以包括一个或多个照相机、ccd(电荷耦合器件)图像传感器，cmos(互补金属氧化物半导体)图像传感器等。撞击传感器74可以位于车辆10中或车辆10上的多个点处。

控制系统72可以通过通信网络76(例如控制器局域网(can)总线)、以太网和/或任何其它有线或无线通信网络来发送信号。

如图9中所示，响应于车辆10与另一物体的撞击(例如偏移撞击)，撞击传感器74可以通过通信网络76向控制器70发送指令。控制器70可以被编程以指示装置16(即，充气机18)使可充气元件20充气。如上所述，可充气元件20可远离车架纵梁22充气并且与车轮14接触以迫使车轮14远离车架纵梁22。车轮14背离车架12的位置可以减小车轮14进入车辆10的客舱的可能性。

已经以说明性方式描述了本公开，并且应当理解，已经使用的术语旨在是描述性而不是限制性的词语。根据上述教导，本公开的许多修改和变化是可能的，并且本公开可以以不同于具体描述的方式实施。