CN101238012A - 具有下部防护装置的机动车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有下部防护装置(2)的机动车辆、尤其是越野汽车或皮卡，该下部防护装置(2)具有碰撞板(16)，该碰撞板(16)安装在该机动车辆的底面上。为了创造一种改进的下部防护装置，该防撞板(16)可在收起位置和展开位置之间移动地安装在该底面上。

Description

具有下部防护装置的机动车辆

技术领域

本发明涉及一种具有下部防护装置的机动车辆，尤其是越野汽车或皮卡，该下部防护装置包括装在机动车辆底面上的碰撞板。

背景技术

对于具有大的离地间隙和大的外悬角的机动车辆，存在传统轿车较低的前部结构在碰撞时被辗压的危险，这会到导致具有较低前部结构的乘用车驶入具有较大离地间隙的机动车辆的下面。为了避免发生这种辗压，已知为越野汽车或皮卡装备下部防护装置。

DE 10337620A1公开了一种具有预安全(Pre-Safe)***的机动车辆，该***包括至少一个车辆环境识别设备以及一个弹簧和减震设备，该弹簧和减震设备设置在底盘和车身之间，并且可根据车辆环境检测设备接收并在数据处理设备内处理的信号对其控制。车辆环境识别设备的数据处理设备与控制弹簧和减震设备的主动底盘控制***的控制单元相连接，利用该控制***执行为各个碰撞情况预定义的并且至少基本是提升运动的车辆高度调节。

DE 4216025A1公开了一种用于前部装有碰撞体的轨道车辆的保护设备。为了排除人被辗过并持久地减轻使人受到严重伤害的碰撞，该碰撞体覆盖车辆的整个宽度并到达从轨道上边缘起向上大约2m处，并且由很厚的塑料材料制成。碰撞体的下部部分在其后部线上可通过转动铰链安装到该碰撞体其余的、固定部分上。截获体(Fangkrper)可通过至少一个调节元件从上方加载，该调节元件被紧急开关和/或自动制动***和/或驾驶员操作的制动***触发。

发明内容

本发明的目的是，提供一种具有改进的下部防护装置的机动车辆、尤其是越野汽车和皮卡。

为了实现所述目的，提供了具有权利要求1所述特征的机动车辆，该机动车辆包括具有碰撞板的下部防护装置，该碰撞板安装在该机动车辆的底面上。该车辆的特征在于，所述碰撞板可在收起位置和展开位置之间移动地安装在底面上。碰撞板可在机动车辆的底面上设置在前面、后面或侧面。也可在不同位置上设置多块碰撞板。在其收起位置，碰撞板实现了大的离地间隙和高的外悬角。在其展开位置，该碰撞板通过使用设置在低水平高度处、尤其在其防碰撞结构的高度上的碰撞表面或碰撞边，防止具有低前部结构的碰撞对象钻撞。因此，下部防护装置在其展开位置具有防钻撞保护装置的功能。

所述机动车辆的一个优选实施例的特征在于，碰撞板可枢转地安装在该机动车辆的底面上。碰撞板的支承优选通过一个或多个枢转轴承进行，该枢转轴承优选地设置在该机动车辆的前桥的区域内。该可枢转的装配也可通过薄膜铰链的形式的线形减弱部(Schwchungslinie)进行。在一个有利的实施例中，碰撞板铰接到稳定器上，该稳定器又可安装在整体式承载件上。

所述机动车辆的另一个优选实施例的特征在于，碰撞板铰接到该机动车辆的前轴梁上。沿车辆纵向的大的纵向力可由该碰撞板经由该前轴梁引入机动车辆的承载结构。

所述机动车辆的另一个优选实施例的特征在于，碰撞板延伸到机动车辆的保险杠区域、尤其是前保险杠区域。在碰撞板的展开位置处，碰撞板靠外的、尤其是前端部优选地设置在机动车辆的前部或后部保险杠区域与底板之间。由此可减小机动车辆在此区域内的离地间隙。

机动车辆的另一个优选实施例的特征在于，设置用于使碰撞板移动的致动器设备，该致动器设备作用在该碰撞板上，例如在其与机动车辆的前保险杠区域相邻的区域内作用在该碰撞板上。根据第一变型实施例，致动器设备用于使碰撞板从其收起位置枢转到其展开位置，以及相反地枢转。根据第二变型实施例，致动器设备仅用于使展开的碰撞板复位到其收起的基本位置。在这种变型实施例中，碰撞板从其收起位置到其展开位置的移动例如由于碰撞板的固有重量而自动进行，有时还可借助于弹簧力的辅助来进行。

致动器设备可设置在(前)碰撞吸能盒/直齿轮变速箱(Crashbox)的前面、上面或后面。致动器设备优选地安装在碰撞吸能盒后面，以便防止在较小的事故中致动器设备受损。

机动车辆的另一个优选实施例的特征在于，致动器设备在前保险杠区域后面安装在机动车辆的承载结构上。致动器设备优选地安装在该承载结构的横梁或者机动车辆的保险杠弯曲梁上。致动器设备优选地设置在碰撞吸能盒后面，以便防止在低速碰撞时致动器设备受损。

机动车辆的另一个优选实施例的特征在于，致动器设备包括多个致动器元件，当碰撞板处于其展开位置时，这些致动器元件能为碰撞对象形成一个支承基部。在碰撞板的展开位置，致动器元件优选地沿垂直方向、即基本垂直于地面延伸。

机动车辆的另一个优选实施例的特征在于，碰撞板设计成可按确定的方式沿机动车辆的纵向变形。通过碰撞板的预期的、确定的变形可实现，在与碰撞对象碰撞时，可吸收碰撞力。

机动车辆的另一个优选实施例的特征在于，碰撞板具有高的固有刚度，尤其是沿机动车辆的纵向。基本上设计成面形的、即板状的碰撞板的固有刚度优选地由该碰撞板的壁厚，或者碰撞板上的优选沿机动车辆的纵向的相应的压纹来实现。具有压纹的碰撞板也可通过封闭板构造成两层外壳的形式，从而形成支承元件。碰撞板也可在其前侧通入支承件，当可枢转结构模块被启动时，该支承件提供了分配载荷的作用。

所述机动车辆的另一个优选实施例的特征在于，碰撞板具有靠外的、尤其是前部的设置有折叠辅助件的刚性区域和靠内的、尤其是后部的刚性区域，该刚性区域的尤其是沿机动车辆的纵向方向的固有刚度远大于该靠外的、尤其是前部的刚性区域的刚度。发生碰撞时，该前部区域优选地与弯曲横梁和碰撞吸能盒一起被启动，也就是说，一起受到碰撞对象施加的力。后部区域优选地沿纵向方向具有很高的固有刚度。在高速碰撞时，能通过附加的负荷路径将能量/力引入到车辆承载结构的一体式构件中。尤其是双层外壳形式的碰撞板可通过相应的加强筋几何结构或外壳的不同壁厚、例如通过被柔性轧制的原材料(Einsatzmaterial)，在力水平方面有针对性地与具体要求相匹配。利用外壳的特定压纹可实现更好的与事故对方的重叠(berlagerung)。碰撞板可在前部和/或后部设计成可多级或连续变形的。刚度优选地从前部到后部尤其是连续地增加的。

机动车辆的另一个优选实施例的特征在于，靠外的、尤其是前部的变形段设计成可更换的。由此简化了下部防护装置的维修。另外，节约了成本，因为在低速事故之后，不必更换整个碰撞板，而仅须更换碰撞板的一部分。

机动车辆的另一个优选实施例的特征在于，该碰撞板包括安装在靠内的、尤其是后部的支承段上的靠外的、尤其是前部的变形段，其中该支承段的刚度高于该靠外的变形段。不同的刚度旨在对于低速碰撞实现这样一种变形特性，该特性避免车辆承载结构的位于该下部防护装置后面的整体式承载件受损。因此，前部区域在致动器连接区域的前面可这样设计，使得该区域设计成可更换的。

机动车辆的另一个优选实施例的特征在于，该变形段可枢转地安装在该支承段上。该可枢转性可例如通过确定的弯曲边缘或线形减弱部或通过一个或多个枢转轴承来实现。

机动车辆的另一个优选实施例的特征在于，碰撞板可机动或手动地从收起位置移动到展开位置。通过机动地降低碰撞板而在机动车辆的前端结构内形成入口，该入口也可用于其它方面并且提供一系列其它的可能性，例如用于容纳工具。

机动车辆的另一个优选实施例的特征在于，碰撞板在机动车辆正常运行期间处于其展开位置，仅在需要时才移动到其收起位置。碰撞板可在越野运行模式中例如经由手动控制***向上移动、尤其是枢转。

机动车辆的另一个优选实施例的特征在于，碰撞板在机动车辆正常运行期间处于其收起位置，仅在需要时才移动到其展开位置。优选通过相应的预碰撞(Pre-Crash)控制***或预安全(Pre-Safe)控制***来控制碰撞板的移动。仅在预碰撞(Pre-Crash)情况或预安全(Pre-Safe)情况下启动降低和在展开位置、也被称为相容位置处的锁定。

附图说明

从下文的说明书中可了解本发明的其它优点、特征和细节，在说明书中参照附图详细说明了各种实施例。这里，权利要求书和说明书中给出的特征可以分别本身单独地或者以任意组合地构成本发明的实质。

附图示出：

图1示出具有下部防护装置的机动车辆的前部区域的剖视图，其中，该下部防护装置的碰撞板处于其收起位置；

图2示出根据图1的机动车辆的前部区域，其中，碰撞板处于其展开位置；

图3示出根据第二实施例的具有下部防护装置的机动车辆的前部区域的剖视图，其中，碰撞板处于其收起位置；

图4示出图3的局部视图，其中，碰撞板处于其展开位置；

图5示出在与壁障碰撞时的图3和4中以局部视图示出的机动车辆；

图6示出根据第三实施例的具有下部防护装置的机动车辆的前部区域；

图7示出在以较低速度碰撞时的图6中的下部防护装置；

图8示出根据第四实施例的与图7中的下部防护装置类似的下部防护装置；及

图9示出根据本发明的下部防护装置的第五实施例的透视图。

具体实施方式

图1示意性地示出机动车辆的承载结构1的前部区域的剖视图。在承载结构1上安装有一下部防护装置2。承载结构1包括纵梁5的前端4。从该纵梁5的前端4沿机动车辆的纵向延伸出一连接件7。在该连接件7的前端上安装有横梁9。横梁9用于固定仅简略示出的前保险杠10。

此外，从该车辆承载结构1的上部纵梁5垂直向下延伸出一连接件12。在连接件12下端，另一个下部纵梁14稳定该连接件12。在连接件12的下端上，可枢转地装有一具有后端17和前端18的碰撞板16。碰撞板16在其后端17可绕垂直于车辆纵向且垂直于图1的图面的轴线20枢转地安装在连接件12的下端上。轴线20构成碰撞板16在承载结构1上的铰接位置。

碰撞板16在其前端18具有另一个铰接位置22，借助于该铰接位置，碰撞板16铰接在仅用双箭头示出的致动器设备24的一端上。致动器设备24的另一端通过铰接位置25铰接在承载结构1的横梁9上。

图1示出处于其收起位置的碰撞板1。在该收起位置处，碰撞板16实现了高外悬角和大的离地间隙。在碰撞板16的前端18和保险杠10之间实际上不存在物体能落入或进入的间隙。

图2以实线示出处于其展开位置的碰撞板16，并以虚线26示出处于其收起位置的碰撞板16。在其展开位置处，碰撞板16还为较低的碰撞对象例如传统的乘用车提供了支承结构，该小型车辆的前端结构可作用在该支承结构上。这样可以可靠地避免装备有根据本发明的下部防护装置2的越野车辆辗压在较低的车辆上。

根据本发明的下部防护装置2优选地装在前轴梁的下面，并且一直升高到保险杠区域。碰撞板16在其后端17以铰接的方式与前轴梁或者也被称为车体支架的承载结构1的另一个承载元件相连接，并且可在该处将大的纵向力导入车身承载结构内。碰撞板16在其前端18通过致动器设备24与前部横梁9或者保险杠弯曲梁相连接。致动器设备24包括例如可枢转的、可收起或展开的或肘杆式的致动器元件。通过这些致动器元件，碰撞板16可围绕其后部铰链状紧固件20枢转。这些致动器元件可优选地这样设计，使得它们向前朝车辆正面形成用于碰撞的车辆或其它碰撞对象的支承基部。

枢转运动可手动或者通过预碰撞(Pre-Crash)控制***或预安全(Pre-Safe)控制***来触发。手动控制时，下部防护装置2的正常位置位于碰撞板16的降低或展开位置。碰撞板16仅在越野运行模式下向上枢转。在预碰撞控制或预安全控制时，碰撞板16在正常运行状态下处于其收起位置。仅在预碰撞状况或预安全状况下，启动碰撞板16降低和锁定在其也被称为相容位置的展开位置处。碰撞板16的枢转运动优选可逆地进行。对于碰撞板16启动后而没有发生碰撞的情况，碰撞板可复位到其初始位置。复位运动可手动执行，或者优选地借助于致动器设备24自动执行。

碰撞板16的固有刚度使得在碰撞时，该碰撞板16形成碰撞吸收器，并因此对于较小，更确切地说，车身高度低的车辆形成相容的结构。利用根据本发明布置和设计的碰撞板16，可减小机动车辆的底面相对于水平面的倾角。另外，碰撞板16的根据本发明的设计沿纵向方向提供了一变形元件。碰撞板16的固有刚度由相应的壁厚或者板状碰撞板16相应的压纹来实现，该压纹优选地沿机动车辆的纵向延伸。可枢转碰撞板的原理基本上也适合于机动车辆的后部结构以便避免后部的钻撞，并且适合于机动车辆的侧面结构以便降低碰撞结果的严重程度。

图3示出根据另一个实施例的机动车辆的前部区域的剖视图。下部防护装置42装在承载结构41上。承载结构41包括纵梁45的前端44。从该纵向构件45的前端44向前延伸出一连接件47，而在该连接件47的前端上安装有一(前)碰撞吸能盒48。在该碰撞吸能盒48的前端上又固定有一横梁49。连接件52的下端沿车辆的纵向方向支承在另一个纵梁54上。

碰撞板56可枢转地安装在承载结构41的连接件52的下端上。碰撞板56具有后端57和前端58。碰撞板56以其后端17在铰接位置60处铰接到连接件52的下端上。在碰撞板56的中心附近设置另一个铰接位置62，致动器设备64的一端通过该铰接位置62铰接到碰撞板56上。致动器设备64的另一端在铰接位置65处铰接到承载结构41的连接件47上。

在图3中，碰撞板56处于其收起位置。在图4中，碰撞板56处于其展开位置。碰撞板56在前部和后部区域具有不同的刚度。前部区域优选地设有折叠辅助件，并且发生碰撞时与弯曲横向构件和(前)碰撞吸能盒一起被碰撞对象激活。碰撞板56的后部区域在车辆纵向方向上具有明显高于前部区域的固有刚度。发生碰撞时，后部区域形成附加的负荷路径，在碰撞时通过该路径将能量引入车辆承载结构41中。碰撞板56可以设计成单层外壳或双层外壳式。力等级可通过加强筋几何结构或外壳的不同壁厚、例如通过被柔性轧制的原材料有针对性地与希望的要求相匹配。可通过外壳的特定压纹实现更好的与事故对方的重叠。特别是，避免尖棱的端部区域。考虑到产生的维修成本，碰撞板56的两个区域优选可单独地拆卸。

手动或自动降低碰撞板56会使得在前端结构内形成入口，该入口还可用于其它方面。由此，还得到以下可能性和优点：

1、接近牵引装置：可在该入口区域内设置包括至少一个牵引挂钩的牵引装置。牵引挂钩可直接固定在车体支架或者碰撞板的面向车辆内部空间的内侧上。可选择地，牵引装置还可具有牵引套管，该牵引挂钩可安装例如旋拧在该牵引套管上，该牵引挂钩可从该套管上拆除。当碰撞板被设置在展开位置时，可接近牵引挂钩/套管。由于当碰撞板设置在收起位置时牵引挂钩/套管被隐藏，可实现较大的设计自由度。另外，已知的牵引装置具有设置在前保险杠装置中的开口内的用于容纳牵引挂钩的牵引套管，相对于这些已知的牵引装置，可省去用于该开口的盖板，由此可降低成本。

2、接近可拆除或折叠式的挂车装置：可在该入口区域内设置挂车装置，该挂车装置固定在车体支架、弯曲梁或碰撞吸能盒上，并且在不使用时可拆除。根据本发明的第二变型实施例，挂车装置固定地安装在车体支架、弯曲梁或碰撞吸能盒上，并且可在碰撞板处于展开位置时被展开到其作用位置。当碰撞板处于收起位置时，挂车装置优选地被完全隐藏。挂车装置设置在车辆的前部区域使得可简化挂车的停靠和操纵。

3、接近雾灯：可在该入口区域内设置雾灯，该雾灯是折叠式的或者被位于收起位置的碰撞板遮盖。当手动或自动启动/关闭雾灯时，碰撞板可以受控的方式降低/复位。雾灯可设置/固定到在优选也用作车底罩的碰撞板附近的与车辆固定的部件例如横梁或碰撞吸能盒上，或者设置/固定在碰撞板上。雾灯的这种布置对于具有大的离地间隙的越野车来说尤其有利，这使得雾灯可布置得更加靠近车道。此外，有利的是，隐藏布置的雾灯还实现了较大的设计自由度，并且在越野行驶中得到更好的保护。另外，与已知的将雾灯设置在前保险杠装置内的车辆相比，可降低保险杠的成本。

4、在下部防护装置被机动致动时，利用空气动力学效应；

5、改进发动机冷却：需要时，折叠式的碰撞板能实现空气附加地经由该入口从下方进入，因此空气还附加地被导入到有时可能正好设置在所述开口后面的发动机机舱内，空气有助于更好地冷却驱动装置。由此可大大降低驱动装置过热的危险。另外，在此使用示例中，碰撞板可手动或以受控方式展开，其中，对于控制可组合或单独使用以下参数：

-发动机温度；

-车速，例如速度限制；

-车道情况和/或环境情况，例如在越野旅行期间没有被触发。

如上所述，通过降低碰撞板开始对发动机进行冷却，在充分冷却、速度增加、预定的一段时间和/或另外的或不同的条件之后，碰撞板被手动或自动地复位到其收起位置。

6、行人保护装置的改进；

7、更大的设计可能性；

8、经由附加的负荷路径将能量更好地引入车体支架中；

9、可在特定负荷情况下的额外地吸收能量，由此可减小“侵入”。

图5示出在与壁障69碰撞的情况下的图4的机动车辆。在图5中可见，碰撞吸能盒48差不多被压缩了其长度的一半(与图3相比)。另外，设置在前端58和铰接位置62之间的具有固有刚度的前部区域变形，而碰撞板56的具有固有刚度的后部区域和汽车的承载结构41没有变形。

图6到8中示出与图1到5内所示的下部防护装置类似的下部防护装置。其中使用相同标号标记相同部件。为了避免重复，参考前文对图1到5的说明。下文仅将更详细地说明各个实施例之间的不同之处。

在图6中所示的实施例中，碰撞板70以后端71和前端72铰接到连接件12的下端上。碰撞板70大致在其中央具有铰接位置74，碰撞板70借助于该铰接位置74铰接到致动器设备75的一端上。致动器设备75的另一端通过铰接位置76铰接到车辆承载结构1的连接件7上。在图6中示出了处于其展开位置的碰撞板70。用虚线77示出了处于其收起位置的碰撞板70。

碰撞板70包括一也被称为变形段的前部段81和一也被称为支承段的后部段82。这两段81、82以铰接的方式被线形减弱部83相互分隔开。支承段82仅在产生的力大于使前部段81变形/压缩的力的情况下才变形。用于致动器设备75的铰接位置74设置在后部段82的区域内，从而当更换前部段81时，不必拆除/拆卸致动器设备75。此外，在与行人碰撞时，前部段81使得腿部可支承在保险杆下方的第二区域上。该第二区域由碰撞板70的前端72形成。第二下部区域使得可避免在车辆侧向撞击行人时行人的膝关节发生严重的侧向弯曲。在此情况下，第二下部区域的变形刚度可与位于保险杠外壳之下的用于保护行人的变形泡沫相同。这确保腿部被平行地上推。在图6所示的实施例中，前部段81的变形通过线形减弱部83周围的倾斜部来实现。

在图7所示的实施例中示出，碰撞板70的前部刚度段的变形还可通过绕铰链连接88的旋转来进行。低速碰撞时的或者在与行人碰撞时的变形路径用91标示。具有高刚度的变形路径由92标示。

在图8中示出，碰撞板70的前部段也可设计成自身可变形的。低速事故时的变形路径用101标示。变形路径102具有高刚度。仅在发生高速事故时才使用变形路径102。

图9示出机动车辆的整体式承载件121的透视图。在该整体式承载件121上装有两个发动机轴承124、125。另外，在该整体式承载件121上还装有稳定器130。根据本发明的另一个方面，具有变形结构的双层外壳碰撞板132铰接到该稳定器130上。如果触发元件135被触发，则碰撞板132借助于致动器装置138、139绕稳定器130枢转。

Claims (16)

1.一种具有下部防护装置(2；42)的机动车辆、尤其是越野汽车或皮卡，所述下部防护装置(2；42)具有可在收起位置和展开位置之间移动并安装在所述机动车辆的底面上的碰撞板(16；56；70)，其特征在于，所述碰撞板(16；56；70)具有刚度不同的区域。

2.根据权利要求1所述的机动车辆，其特征在于，所述碰撞板(16；56；70)可枢转地安装在所述机动车辆的底面上，尤其是安装在一稳定器上。

3.根据上述权利要求中任一项所述的机动车辆，其特征在于，所述碰撞板(16；56；70)至少间接铰接到所述机动车辆的前轴梁上。

4.根据上述权利要求中任一项所述的机动车辆，其特征在于，所述碰撞板(16；56；70)延伸到所述机动车辆的保险杠区域，尤其是前保险杠区域。

5.根据权利要求4所述的机动车辆，其特征在于，所述碰撞板(16；56；70)尤其在所述机动车辆的前保险杠区域的后面，安装在一致动器设备(24；64；75)上。

6.根据权利要求5所述的机动车辆，其特征在于，所述致动器设备(24；64；75)在前保险杠区域后面安装在所述机动车辆的承载结构(1；41)上。

7.根据权利要求5或6所述的机动车辆，其特征在于，所述致动器设备(24；64；75)包括多个致动器元件，当所述碰撞板(16；56；70)处于其展开位置时，所述致动器元件形成用于发生碰撞的碰撞对象的支承基部。

8.根据上述权利要求中任一项所述的机动车辆，其特征在于，所述碰撞板(16；56；70)设计成可沿机动车辆的纵向变形。

9.根据上述权利要求中任一项所述的机动车辆，其特征在于，所述碰撞板(16；56；70)尤其是沿机动车辆的纵向具有高的固有刚度。

10.根据上述权利要求中任一项所述的机动车辆，其特征在于，所述碰撞板(56)具有靠外的、特别是前部的刚性区域和靠内的、特别是后部的刚性区域，其中，所述靠内的刚性区域沿机动车辆的纵向方向的固有刚度远大于所述靠外的、特别是前部的刚性区域。

11.根据上述权利要求中任一项所述的机动车辆，其特征在于，所述碰撞板(70)包括靠外的、特别是前部的变形段(81)，所述变形段(81)安装在靠内的、特别是后部的支承段(82)上，所述支承段(82)的刚度高于所述变形段(81)。

12.根据权利要求11所述的机动车辆，其特征在于，所述靠外的、特别是前部变形段(81)设计成可更换的。

13.根据权利要求11或12所述的机动车辆，其特征在于，所述靠外的、特别是前部变形段(81)可枢转地安装在所述支承段(82)上。

14.根据上述权利要求中任一项所述的机动车辆，其特征在于，所述碰撞板(16；56；70)可机动或手动地从收起位置移动到展开位置。

15.根据上述权利要求中任一项所述的机动车辆，其特征在于，在所述机动车辆的正常运行期间所述碰撞板(16；56；70)处于其展开位置，并且仅在需要时移动到收起位置。

16.根据权利要求1到14中任一项的机动车辆，其特征在于，在所述机动车辆的正常运行期间所述碰撞板(16；56；70)处于其收起位置，并且仅在需要时移动到展开位置。

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