专利名称：机动车辆的车架的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种具有逆变器系统控制器模块作为其动力传动系一部分的混合动力电动车辆，尤其涉及用于支撑发动机舱内的逆变器系统控制器模块的结构。
背景技术：
由于汽车制造商试图增加具有电动和混合动力电动动力传动系的车辆数目，已经作出一些努力以将这种电动或混合动力传动系改造至原本围绕常规内燃机设计的现有的车辆平台内。为了避免制造复杂性和相关的重量和成本的增加，车辆制造商通常将试图执行平台共享策略，其中最大实用量的原始常规驱动的车辆被转换为电动/混合动力版本的车辆。因为在动力传动系部件要求的构造和尺寸上的差别，在原本设计用于内燃机的车辆平台内封装电动/混合动力车辆动力传动系是困难的。一些类型的电动/混合动力传动系包括逆变器系统控制器模块(ISCM)，其将存储在电池内的高电压DC电源转换为由电动/混合动力变速箱内的电机使用的高电压AC电源。ISCM通常比常规的14伏机动车辆电池稍大并且通常重量大约为20kg。在一些系统中，ISCM直接地连接至混合动力变速箱壳体并且组合单元安装在发动机舱内。为了封装的灵活性以及其它原因，将ISCM与混合动力变速箱分离可能较为有利。这种分离带来了必须在携带车身结构的发动机舱内的已经有限的空间封装环境中支撑独立的ISCM、并且在不以牺牲安全性、耐用性、NVH和成本以及重量有效的前提下使其实现的挑战。
发明内容
根据本发明的实施例，提供一种机动车辆的车架，其包括总体上平行于车辆的横轴延伸的横梁、向前延伸并且总体上平行于车辆的纵轴的纵梁以及设备支架。设备支架包括连接至横梁并且以斜角向上和向前延伸的倾斜部、在倾斜部上端前方的总体上水平的托盘、以及连接至托盘前端并且总体上横向延伸以连接纵梁的横向支撑。公开的车架几何尺寸允许逆变器系统控制器模块(ISCM)支撑在混合动力电动变速箱上方同时使用从非混合动力版本车辆平台转用的发动机舱内的结构部件。在从非混合动力版本的车辆中转用的结构部件的示例中，连接至纵梁的电池安装支架可用于支撑横向支撑的外侧端。根据公开实施例的又一方面，倾斜部和托盘之间的接合处包括设计用于在正面碰撞的情况下弯曲的变形触发器。通过适当地设计变形触发器，设备支架可吸收在碰撞期间由ISCM后向运动导致的动能。根据本发明另一方面，提供一种车辆，包括彼此分离并且总体上平行于车辆的纵轴延伸的第一纵梁和第二纵梁；在第一纵梁和第二纵梁之间延伸并且连接至其上的横梁， 第一纵梁和第二纵梁和横梁形成发动机舱；延伸越过发动机舱并且形成发动机舱的上边界的罩；设置于发动机舱内的混合动力电动变速箱；设备支架，包含连接至横梁并且以斜角向上延伸进发动机舱内的倾斜部、连接至倾斜部且自其向前突出并且总体上水平设置于混合动力电动变速箱之上的托盘、具有连接至托盘前端的内侧端和连接至第一纵梁的外侧端的横向支撑；支撑在设备支架的上表面上的逆变器系统控制器模块。根据本发明的一个实施例，横向支撑通过固定至第一纵梁的支撑支架连接至第一纵梁，混合动力电动变速箱的变速箱安装件也连接至支撑支架。根据本发明的一个实施例，所述车辆还包含在第一纵梁和横向支撑之间并且连接至其上的支撑支架，该支架进一步连接至混合动力电动变速箱的支撑件。根据本发明的一个实施例，倾斜部和托盘之间的接合处包含设计用于在正面碰撞的情况下弯曲的变形触发器。根据本发明的一个实施例，变形触发器包含在倾斜部和托盘之间的弯曲过渡部。根据本发明的一个实施例，设备支架倾斜部包含两个总体上平行的腿，每个腿均独立地连接至横梁。根据本发明的一个实施例，至少一个腿螺栓连接至焊接于横梁的连接支架。根据本发明的一个实施例，横杆在腿之间邻近横梁横向延伸。根据本发明的另一方面，提供一种具有混合动力电动动力传动系的车辆，包含设置在发动机舱内的混合动力电动变速箱，发动机舱由总体上平行于车辆的横轴延伸的横梁、自横梁向前延伸并且总体上平行于车辆的纵轴的第一纵梁和第二纵梁、以及在发动机舱上方延伸并且形成发动机舱的上边界的罩形成。ISCM位于混合动力电动变速箱和罩之间并且由设备支架支撑，设备支架包含连接至横梁并且以斜角向上向前延伸的倾斜部；连接至倾斜部且自其向前突出并且设置于混合动力电动变速箱之上的总体上水平的托盘，倾斜部和托盘之间的接合处包含变形触发器；及连接至托盘前端、总体上横向于第一纵梁延伸并连接至第一纵梁的横向支撑。根据本发明一个实施例，变形触发器包含在倾斜部和托盘之间的弯曲过渡部。根据本发明一个实施例，所述车辆还包含连接横向支撑和第一纵梁的支撑支架， 支撑支架还支撑混合动力电动变速箱的变速箱安装件。根据本发明一个实施例，设备支架倾斜部包含两个总体上平行的腿，每个腿均独立地连接至横梁。根据本发明一个实施例，至少一个腿螺栓连接至焊接于横梁的连接支架。根据本发明一个实施例，横杆在腿之间邻近横梁横向延伸。本发明的其它特征和优点在阅读后面的描述并且结合附图下将变得更易理解，并且同样变得更明白。
现将通过示例参照附图描述本发明的实施例。图1为依照本发明实施例的车辆车架和动力传动系部件的部分立体图。图2为图1的车辆车架和动力传动系部件的另一部分立体图。图3为前面附图的车辆车架和动力传动系部件的另一部分立体图。图4为依照本发明实施例的ISCM支架视图。图5为前面附图的车辆车架和动力传动系部件的另一部分立体图。图6为前面附图的车辆车架和动力传动系部件在正面碰撞之后的概念视图。
图7为单件式ISCM支架的立体图。
具体实施例方式参考图1，机动车辆的车架总体上用10指示并且包括左纵梁12、右纵梁14，向前延伸并且总体上平行于车辆的纵轴延伸；横梁16，总体上平行于车辆的横轴延伸。通过焊接、螺栓和/或机动车辆领域内已知的其它合适的紧固方法将左纵梁12、右纵梁14和横梁 16彼此连接，并且形成发动机舱18。发动机舱18的前边界未显示，但是可包含缓冲梁和/ 或连接至纵梁12、14的前端的其它结构。车架10和发动机舱18具有在原本设计为包括常规内燃机(未显示)的机动车辆内使用的一般构造并且已经被转换以允许安装混合动力电动动力传动系。混合动力电动变速箱(HET) 20和逆变器系统控制器模块(ISCM) 22位于发动机舱 18内。尽管为了清楚从一些视图中省略了 HET 20，但是图1中可看到ISCM支架沈在HET 20之上延伸并且支撑ISCM 22。如在图3中可见，罩M在上方延伸并且形成发动机舱18 的上边界。如在图4中可见，ISCM支架沈包括两个主要部件连接至横梁16并且越过HET 20向上和向前延伸的弓形支架40，和邻近其前端连接至弓形支架40并且延伸至左纵梁12 的横向支撑32。弓形支架40包括连接至横梁16并且以斜角向上和向前延伸的倾斜部分观和自倾斜部分向前突出以在HET20上方总体上水平设置的托盘30。倾斜部分观包含由横杆34连接的总体上平行的一对腿^a J8b。腿观3、2813的下端例如通过焊接或螺纹紧固件分别连接至横梁16。在图2至图4所示的实施例中，左腿28a螺栓连接至连接支架36 (其相应焊接至横梁16)，而右腿28b螺栓连接或直接焊接至横梁。横杆34在腿^a、28b之间邻近横梁16横向延伸。横向支撑32可通过任意合适的方法(例如焊接和/或螺纹紧固件)紧固至托盘 30。横向支撑32的外侧端经由支撑支架38连接至左纵梁12。支撑支架38可为从非混合动力版本车辆转用的结构部件。在说明的实施例中，支撑支架38与用于支撑在非混合动力版本的车辆平台中使用的低电压电池托盘(未显示)的支架的构造相同。在混合动力驱动版本的车辆平台中，低电压电池已经移至车辆内的其它位置，使得支撑支架38可用于其它目的。类似地，连接支架36 (左腿28a栓接至其上)可为先前用于支撑电池托盘的部件或非混合动力版本车辆平台中的类似部件。利用例如从非混合动力版本的平台转用的支撑支架38和连接支架36的部件是对工程资源和制造资源的有效利用。弓形支架40的倾斜部分观和托盘30相接的部分包含弯曲变形触发器42。如在本文中使用，变形触发器宽泛地定义为特别设计或工程设计用于在车辆与其它物体碰撞期间以已知的并且可预见的方式塑性变形以便吸收动能的结构部件。在当前的例子中，变形触发器42位于腿^aJSb的上部前端邻近腿与托盘30相接的位置处。变形触发器42包含在倾斜部分28和托盘30之间的弯曲过渡部分。相对于车辆结构的邻近部分，腿^aJSb 的设计(包括几何尺寸和材料类型)允许控制相对重的ISCM 22的后向运动以及由弓形支架40的塑性变形吸收的动力。如在图2和图5中可见，支撑支架38也可作用为变速箱安装件44的连接点。出于清楚的原因，变速箱安装件未在一些视图中显示。变速箱安装件44可为流体和/或黏弹性安装件并且使用螺栓或其它合适的装置通过安装板46连接至支撑支架38。变速箱安装件44连接至变速箱20并且支撑变速箱的外侧端或最左侧端。如在图2中最佳可见，ISCM支架沈将ISCM 22直接定位于变速箱20之上并接近变速箱20的上限，而托盘30底部和变速箱20之间的间隙量最小。同样，如在图3中可见， 在ISCM 22的顶部和罩M的下表面之间的间隙量最小。图6中说明了在与其它物体(未显示)正面碰撞期间变形触发器42的工程变形示例，其中ISCM 22已经被迫向后导致弓形支架40在变形触发器42的位置处扣住。另外地， 弓形支架40已经在邻近腿^a、28b下端处变形。弓形支架40的变形的优点在于由ISCM 22 运动产生的力几乎全部由弓形支架吸收而不是被传递至横梁16，这样当车辆平台被重新设计以接受HEV动力传动系时不需要额外加强横梁16或其它附近结构。图7说明了根据本发明可替代实施例的ISCM支架126。ISCM支架126为整体单件式，其可例如通过冲压金属板材经济地成形。单件式支架126总体上包括弓形支架部分 140和横向支撑部分132。弓形支架部分140包括托盘部分130和通过横杆部分134连接的一对倾斜腿128a、U8b。倾斜腿U8a、128b包括在它们连接托盘部分130的位置处的弯曲变形触发器142。尽管已经详细描述了最佳实施例，但是本领域技术人员可以发现本发明的权利要求范围内的多种可选设计和实施例。尽管已经描述了关于一个或多个期望特性的多种实施例可能具有优点或相较于其他实施例更为优选，本领域技术人员应该意识到，取决于具体应用和执行，为了达到期望系统属性可对一个或多个特性妥协。这些属性包括，但不限于成本、强度、耐用性、寿命周期成本、可销售性、外观、装配、尺寸、适用性、重量、可制造性、易于组装等。这里论述的实施例在一个或多个属性上相对于其他实施例或现有技术应用不令人满意也未超出本发明范围之外，并且可满足特殊应用。
权利要求
1.一种机动车辆的车架，包含总体上平行于所述车辆的横轴延伸的横梁；向前延伸并且总体上平行于所述车辆的纵轴延伸的纵梁；设备支架，包含连接至所述横梁并且以斜角向上和向前延伸的倾斜部、在所述倾斜部上端前方总体上水平的托盘、连接至所述托盘前端并且总体上横向延伸以连接所述纵梁的横向支撑。
2.如权利要求1所述的机动车辆的车架，其特征在于，所述倾斜部和所述托盘之间的接合处包含设计用于在正面碰撞的情况下弯曲的变形触发器。
3.如权利要求2所述的机动车辆的车架，其特征在于，所述变形触发器包含在所述倾斜部和所述托盘之间的弯曲过渡部。
4.如权利要求1所述的机动车辆的车架，其特征在于，还包含在所述横向支撑和所述纵梁之间的支撑支架。
5.如权利要求1所述的机动车辆的车架，其特征在于，所述设备支架倾斜部包含两个总体上平行的腿，每个腿均独立地连接至所述横梁。
6.如权利要求5所述的机动车辆的车架，其特征在于，所述腿中至少一个螺栓连接至焊接于所述横梁的连接支架。
7.如权利要求5所述的机动车辆的车架，其特征在于，横杆在所述腿之间邻近所述横梁横向延伸。
全文摘要
本发明提供一种机动车辆的车架。一种混合动力电动车辆具有发动机舱，该发动机舱通过总体上平行于车辆的横轴延伸的横梁、自横梁向前延伸并且总体上平行于车辆的纵轴的第一纵梁和第二纵梁，以及在发动机舱上方延伸并且形成发动机舱的上边界的罩形成。混合动力电动变速箱位于发动机舱内并且逆变器系统控制器模块(ISCM)支撑于在混合动力电动变速箱和罩之间延伸的设备支架上。设备支架包括连接至横梁并且以斜角向上并向前延伸的倾斜部、自倾斜部向前突伸于混合动力电动变速箱之上的总体上水平的托盘、自托盘前端横向于第一纵梁延伸的横向支撑。倾斜部和托盘之间的接合处形成吸收碰撞负荷的变形触发器。
文档编号B62D21/02GK102161349SQ20111003765
公开日2011年8月24日 申请日期2011年2月11日 优先权日2010年2月12日
发明者埃德加·爱德华·都纳碧迪安, 布兰登·G·都彬斯 申请人:福特全球技术公司