基于專(zhuān)利分析的商用車(chē)駕駛室乘員保護(hù)技術(shù)研究

【歡迎引用】.基于專(zhuān)利分析的商用車(chē)駕駛室乘員保護(hù)技術(shù)研究[].汽車(chē)文摘，2025（5）：44-50.

[Cite this paper】WANGC，WANGLLWANGJ.ResearchonOcupantProtection Technology for CommercialVehicleCab Based on Patent Analysis[J]. Automotive Digest （Chinese）， 2025（5）： 44-50.

中圖分類(lèi)號(hào)：U463.8；G306 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.19822/j.cnki.1671-6329.20240044

Research on Occupant Protection Technology for Commercial Vehicle Cab Based on Patent Analysis

【Abstract】 The braking distance is longer due to the larger sizeand weight of commercial vehicles，resulting in greater collsionenergywhenaccidentsoccur.Inordertoeffecivelyreducetheinjuryof passengers incollision accidents， occupant protection technology forcommercialvehiclecab is widely studied.Using patent analysis methods，the patents related tooccupant protection technology are sorted out in terms of patent disclosuretrends and patent technology composition.Furthermore，relevant patentsof importantenterprisesareinterpreted，andsuggestionsforthedirectionof patent layout in this field are put forward.

Key words： Commercial vehicle cab， Safety， Patent analysis

0 引言

中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2024年國(guó)內(nèi)商用車(chē)全年銷(xiāo)量為296.9萬(wàn)輛，同比下降 ，商用車(chē)行業(yè)處于觸底反彈的復(fù)蘇中，機(jī)遇和挑戰(zhàn)并存。商用車(chē)駕駛室乘員保護(hù)技術(shù)可以有效減輕乘員在碰撞事故中的傷害，提高行車(chē)安全性，保障駕駛員生命安全，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)（EconomicCommissionforEurope，ECE）在制定的相關(guān)法規(guī)（如ECER2902和ECER2903）中對(duì)商用車(chē)駕駛室乘員保護(hù)提出了明確要求，并通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證駕駛室在不同撞擊工況下的乘員生存空間，包括但不限于正面沖擊試驗(yàn)、頂部強(qiáng)度試驗(yàn)以及后圍強(qiáng)度試驗(yàn)，以確保商用車(chē)駕駛室在發(fā)生事故時(shí)能夠有效地保護(hù)乘員安全。隨著GB26512—

2021《商用車(chē)駕駛室乘員保護(hù)》等強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，商用車(chē)駕駛室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)面臨更為嚴(yán)格的規(guī)范和要求。在此背景下，國(guó)內(nèi)汽車(chē)制造商的主要研究方向轉(zhuǎn)向了通過(guò)材料創(chuàng)新、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化等方式提高商用車(chē)駕駛室在碰撞事故中對(duì)乘員的保護(hù)能力。

本文采用專(zhuān)利分析方法在高強(qiáng)度車(chē)身框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、碰撞能量分配與優(yōu)化設(shè)計(jì)、白車(chē)身耐撞性結(jié)構(gòu)優(yōu)化、偏置碰撞生存空間及傳力路徑以及車(chē)身超高強(qiáng)度材料應(yīng)用及成型技術(shù)5個(gè)方面展開(kāi)專(zhuān)利分析，并根據(jù)專(zhuān)利檢索分析結(jié)果提出建議。

1宏觀趨勢(shì)分析

本研究所采用的專(zhuān)利檢索數(shù)據(jù)庫(kù)為中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心自主研發(fā)的全球汽車(chē)專(zhuān)利數(shù)據(jù)庫(kù)。專(zhuān)利選取范圍以公開(kāi)日為入口，自2004年01月01日起，截至2024年12月31日，共檢索商用車(chē)駕駛室碰撞結(jié)構(gòu)相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)量在全球?yàn)?32件。以下關(guān)于一汽集團(tuán)和沃爾沃專(zhuān)利數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，以全球汽車(chē)專(zhuān)利數(shù)據(jù)庫(kù)的企業(yè)庫(kù)中關(guān)于2家企業(yè)的專(zhuān)利統(tǒng)計(jì)為準(zhǔn)。

如圖1所示，自2017年起，商用車(chē)駕駛室乘員保護(hù)技術(shù)相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)量呈現(xiàn)出顯著的增長(zhǎng)趨勢(shì)，并于2023達(dá)到申請(qǐng)高峰，標(biāo)志著該階段此技術(shù)處于上升發(fā)展期。其中發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)量占比為 73% ，顯著高于實(shí)用新型專(zhuān)利的占比，且近年來(lái)的發(fā)明專(zhuān)利占比量呈現(xiàn)逐年上升趨勢(shì)。

如圖2所示，由商用車(chē)駕駛室乘員保護(hù)技術(shù)專(zhuān)利技術(shù)構(gòu)成可以看出，涉及碰撞能量分配與優(yōu)化設(shè)計(jì)領(lǐng)域的專(zhuān)利數(shù)量最多，占比為 46% 。其次為高強(qiáng)度車(chē)身框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，占比 27% 。白車(chē)身耐撞性結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、偏置碰撞生存空間及傳力路徑和車(chē)身超高強(qiáng)度材料應(yīng)用及成型技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠麛?shù)量較少，分別占比14%.7%和 6%。

如圖3所示，全球?qū)＠夹g(shù)來(lái)源國(guó)較高的國(guó)家分別為中國(guó)、德國(guó)、瑞典和法國(guó)，其他國(guó)家在商用車(chē)駕駛室乘員保護(hù)技術(shù)的專(zhuān)利布局較少。

2關(guān)鍵技術(shù)分支專(zhuān)利分析

2.1高強(qiáng)度車(chē)身框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)專(zhuān)利分析

針對(duì)商用車(chē)駕駛室的車(chē)身框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，國(guó)內(nèi)外高校進(jìn)行了相關(guān)理論研究。張厚婷通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)提升了重卡駕駛室側(cè)圍門(mén)框處結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)強(qiáng)度。從專(zhuān)利分析角度出發(fā)，重點(diǎn)強(qiáng)化了前橫梁、側(cè)圍、門(mén)檻以及整體框架設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)整體車(chē)身框架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的提高，如圖4所示。其中，整體框架設(shè)計(jì)在所有改進(jìn)措施中占主導(dǎo)地位，占比超過(guò) 50% ，其次為前橫梁，而側(cè)圍和門(mén)檻的設(shè)計(jì)占比相對(duì)較少。這表明在高強(qiáng)度車(chē)身框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)領(lǐng)域，申請(qǐng)人普遍更重視整體設(shè)計(jì)而非局部設(shè)計(jì)，而局部設(shè)計(jì)中更偏向于研究正面碰撞。

從技術(shù)功效來(lái)看，本研究聚焦于3個(gè)關(guān)鍵優(yōu)化方向：提升安全性、降低成本以及實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)輕量化，開(kāi)發(fā)手段均通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化策略實(shí)現(xiàn)。針對(duì)車(chē)輛前橫梁方向，沃爾沃卡車(chē)在其專(zhuān)利中提出的前部多層疊結(jié)構(gòu)的防鉆撞梁，完全由塑料或聚合物材料制成，能夠同時(shí)滿(mǎn)足安全和輕量化要求。針對(duì)側(cè)圍方向，浙江飛碟汽車(chē)制造有限公司、山東五征集團(tuán)有限公司在專(zhuān)利高強(qiáng)度輕型貨車(chē)駕駛室結(jié)構(gòu)中提出，駕駛室框架在后圍上橫梁總成形成雙緩沖腔結(jié)構(gòu)，在不明顯增加駕駛室質(zhì)量的前提下，可以明顯提高車(chē)身的強(qiáng)度，車(chē)身地板加強(qiáng)和B柱加強(qiáng)均能夠使安全帶固定點(diǎn)更加穩(wěn)定。針對(duì)整體框架方向，中鋁材料應(yīng)用研究院有限公司提出的專(zhuān)利中，將環(huán)形框架，頂蓋骨架總成、底架骨架總成、前圍骨架總成、后圍骨架總成和門(mén)框骨架總成依次連接構(gòu)成多環(huán)形結(jié)構(gòu)，可以解決貨車(chē)駕駛室碰撞安全性弱的問(wèn)題。MANTruckamp;BusSE在專(zhuān)利中提出2個(gè)縱向支撐結(jié)構(gòu)，通過(guò)設(shè)置兩側(cè)的夾層結(jié)構(gòu)形成加強(qiáng)板，可以實(shí)現(xiàn)輕量化和碰撞安全性能上的大幅提升。

2.2碰撞能量分配與優(yōu)化設(shè)計(jì)專(zhuān)利分析

針對(duì)商用車(chē)駕駛室的碰撞能量分配與優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究，國(guó)內(nèi)外高校進(jìn)行了相關(guān)理論研究。蔡珍珍8通過(guò)結(jié)構(gòu)參數(shù)靈敏度分析選擇優(yōu)化變量，結(jié)合結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)碰撞高效吸能。在專(zhuān)利分析的視角下，當(dāng)前技術(shù)手段主要為結(jié)構(gòu)優(yōu)化。碰撞能量分配主要通過(guò)能量轉(zhuǎn)化、能量吸收、乘員束縛系統(tǒng)3種研究方向提高駕駛室的安全性，如圖5所示。其中，3個(gè)主要研究方向的專(zhuān)利占比均為 25% 左右，表明商用車(chē)駕駛室的碰撞能量分配與優(yōu)化設(shè)計(jì)領(lǐng)域的研究方向比較分散。

在能量轉(zhuǎn)化方向，戴姆勒股份公司提出用于商用車(chē)車(chē)身的專(zhuān)利，通過(guò)設(shè)置駕駛室支撐結(jié)構(gòu)，使得車(chē)身可以將碰撞時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能，通過(guò)駕駛室重心的升高耗散大量的能量。針對(duì)能量吸收方向，浙江玖和汽車(chē)車(chē)身有限公司提出了一種貨車(chē)駕駛室框架結(jié)構(gòu)，該貨車(chē)駕駛室框架結(jié)構(gòu)在貨車(chē)受到撞擊時(shí)，固定橫梁向內(nèi)擠壓減震橫梁，并對(duì)減震橫梁造成破壞，在阻尼器的作用下緩解撞擊力度，使得整個(gè)防撞框架向后移動(dòng)，有利于對(duì)撞擊進(jìn)行緩沖，確保駕駛員人身安全。東風(fēng)商用車(chē)有限公司在專(zhuān)利中提出，在前圍擋板和多板體之間分別形成多個(gè)腔體，板體偏轉(zhuǎn)潰縮時(shí)吸收碰撞動(dòng)能，保障車(chē)身前部安全性的同時(shí)使成本與質(zhì)量均得到有效控制。針對(duì)乘員束縛系統(tǒng)方向，ABVolvo2]申請(qǐng)的專(zhuān)利，發(fā)明了車(chē)輛踏板安全裝置，在碰撞過(guò)程中如果駕駛者的腳放置在踏板上，該踏板將避開(kāi)并且朝向車(chē)輛的前部和/或朝向車(chē)輛的底板移動(dòng)，降低了腳受傷的風(fēng)險(xiǎn)。MERCEDESBENZGROUPAG申請(qǐng)的專(zhuān)利3設(shè)計(jì)了可以自適應(yīng)鎖定的安全帶扣，其在車(chē)輛前部發(fā)生碰撞或緊急制動(dòng)時(shí)，能夠有效限制乘員向前移動(dòng)，優(yōu)化了前排坐椅的安全性能。

2.3白車(chē)身耐撞性結(jié)構(gòu)優(yōu)化專(zhuān)利分析

針對(duì)商用車(chē)駕駛室的白車(chē)身耐撞性的研究，國(guó)內(nèi)外高校進(jìn)行了相關(guān)理論研究。陳志寧4通過(guò)對(duì)現(xiàn)狀性能分析，基于剛度保持不變的前體，提出輕量化初步方案，通過(guò)靈敏度分析，進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)最少材料應(yīng)用。

從專(zhuān)利角度分析，白車(chē)身耐撞性結(jié)構(gòu)優(yōu)化專(zhuān)利技術(shù)主要集中在白車(chē)身骨架和前圍吸能結(jié)構(gòu)，通過(guò)多種結(jié)構(gòu)形式的吸能腔來(lái)降低重點(diǎn)區(qū)域的變形量，如圖6所示。其中，白車(chē)身骨架的專(zhuān)利占比近 50% ，是該領(lǐng)域最重要的研究方向，前圍吸能結(jié)構(gòu)的專(zhuān)利次之，表明商用車(chē)駕駛室的白車(chē)身耐撞性結(jié)構(gòu)優(yōu)化領(lǐng)域的研究方向較為穩(wěn)定且集中。

針對(duì)前圍吸能結(jié)構(gòu)方向，安徽江淮汽車(chē)集團(tuán)股份有限公司15申請(qǐng)的專(zhuān)利，通過(guò)前圍內(nèi)板總成的橫梁和框架式結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，焊接后形成有效腔體結(jié)構(gòu)，并涂有膨脹膠，在正面碰撞時(shí)吸收撞擊能量，減小前圍的潰縮變形，保護(hù)乘員不受傷害。針對(duì)白車(chē)身骨架方向，一汽解放汽車(chē)有限公司在其專(zhuān)利中提出一種高安全承載商用車(chē)白車(chē)身中駕駛室前圍雙層、A柱整體式雙腔結(jié)構(gòu)，頂蓋梁采用倒“幾\"字反扣連接形式，前圍、A柱及頂蓋強(qiáng)度有了較大地提高。一汽解放還提出將駕駛室頂蓋梁總成、側(cè)圍A柱及側(cè)圍內(nèi)板總成和后圍梁總成形成在頂壓、后擠、側(cè)拍等重點(diǎn)碰撞區(qū)域的能量傳遞通道，降低重點(diǎn)碰撞區(qū)域的變形量，有效保證駕駛室的安全。

2.4偏置碰撞生存空間及傳力路徑專(zhuān)利分析

針對(duì)商用車(chē)駕駛室的碰撞能量分配與優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究，國(guó)內(nèi)外高校進(jìn)行了相關(guān)理論研究。陸善彬[18]通過(guò)有限元建模仿真驗(yàn)證了高度可調(diào)式與擴(kuò)脹管吸能式2種新型后防護(hù)裝置，在提高碰撞生存空間的優(yōu)越性能。

從專(zhuān)利分析的角度出發(fā)，主要通過(guò)駕駛室框架、側(cè)圍和門(mén)框設(shè)計(jì)策略提升商用車(chē)駕駛室安全性，以改善傳力路徑，保護(hù)駕乘人員，如圖7所示。其中，駕駛室框架的專(zhuān)利占比超 57% ，是該領(lǐng)域最重要的研究方向。側(cè)圍和門(mén)框的專(zhuān)利數(shù)量均較少，表明商用車(chē)駕駛室的偏置碰撞生存空間及傳力路徑領(lǐng)域的研究方向較為集中。

針對(duì)駕駛室框架方向，中國(guó)重汽集團(tuán)濟(jì)南動(dòng)力有限公司提出一種商用車(chē)駕駛室加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，通過(guò)多加強(qiáng)柱、輪罩加強(qiáng)板及后圍加強(qiáng)板配合提升應(yīng)對(duì)駕駛室本體面對(duì)A柱及側(cè)面的強(qiáng)度，多加強(qiáng)柱間留有間隙，以斷開(kāi)A柱受到碰撞之后向下傳力路徑。北汽福田汽車(chē)股份有限公司[2申請(qǐng)了駕駛室碰撞安全性的優(yōu)化方法、駕駛室和車(chē)輛專(zhuān)利，通過(guò)局部框架的支撐點(diǎn)將碰撞過(guò)程中在駕駛室框架內(nèi)傳遞的力卸載到車(chē)架上，進(jìn)一步設(shè)置用于卸載B柱的力的傳力結(jié)構(gòu)。針對(duì)側(cè)圍方向，安徽江淮汽車(chē)股份有限公司2提出一種重型卡車(chē)的側(cè)圍總成結(jié)構(gòu)，其側(cè)圍結(jié)構(gòu)通過(guò)復(fù)雜的A柱、B柱結(jié)構(gòu)與頂蓋及地板連接貫通，使駕駛室整個(gè)框架形成完整的回路，當(dāng)駕駛室受到碰撞或頂壓時(shí)，可以更好地分散力。針對(duì)門(mén)框方向，東風(fēng)小康汽車(chē)有限公司重慶分公司2提出一種窗框內(nèi)加強(qiáng)板總成、車(chē)門(mén)及汽車(chē)的專(zhuān)利，通過(guò)窗框?qū)⑴鲎材芰糠稚⒌杰?chē)門(mén)鉸鏈和車(chē)門(mén)門(mén)鎖處，削弱了碰撞能量對(duì)車(chē)門(mén)的破壞強(qiáng)度，提高了乘員安全性。

2.5車(chē)身超高強(qiáng)度材料應(yīng)用及成型技術(shù)專(zhuān)利分析

針對(duì)商用車(chē)駕駛室的車(chē)身超高強(qiáng)度材料應(yīng)用及成型技術(shù)的研究，國(guó)內(nèi)外高校進(jìn)行了相關(guān)理論研究，高強(qiáng)度鋼[23-25]和鋁合金[26等材料被廣泛應(yīng)用，確保駕駛室抗撞性的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量與成本之間的平衡。

從專(zhuān)利分析角度看，車(chē)身超高強(qiáng)度材料應(yīng)用及成型技術(shù)主要通過(guò)制造工藝、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和材料設(shè)計(jì)3個(gè)方向進(jìn)行專(zhuān)利布局，如圖8所示。其中，制造工藝的專(zhuān)利占比超 50% ，表明該領(lǐng)域更偏向于制造工藝的研究。

在制造工藝方向，東風(fēng)商用車(chē)有限公司申請(qǐng)了一種超高強(qiáng)度商用車(chē)前下防護(hù)的制造工藝，首先對(duì)前下防護(hù)橫梁進(jìn)行分割，將其均等分成兩半。采用熱成型鋼分別對(duì)其進(jìn)行處理。完成冷沖壓成形后，通過(guò)焊接形成熱成型鋼型材。在此橫梁型材上，分別焊接左右2個(gè)連接支架，并在2個(gè)連接支架之間安裝支撐夾具。然后，將前下防護(hù)焊接總成零件放入加熱爐中加熱至 880～930degree ，并保持 5～7min ，實(shí)現(xiàn)均勻奧氏體化。加熱完成后，需在10s內(nèi)將前下防護(hù)零件從加熱爐轉(zhuǎn)移到冷卻水槽中。淬火前，確保零件溫度不低于$650＼mathrm{^＼circC}$ 。通過(guò)冷卻水對(duì)零件進(jìn)行淬火處理，冷卻至常溫后取出，冷卻速率需大于 ，以確保完全馬氏體化。最后，將支撐夾具從總成零件上分離，從而完成所需產(chǎn)品的制備。針對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，業(yè)諾車(chē)輪有限公司提出一種用于商用車(chē)身的高強(qiáng)度型材，通過(guò)橫向加強(qiáng)件采用凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，增加型材基板在橫向、豎向2個(gè)方向的整體強(qiáng)度以及在零部件組裝焊接時(shí)的焊接強(qiáng)度。針對(duì)材料設(shè)計(jì)，塔塔鋼鐵荷蘭科技有限責(zé)任公司[29]的專(zhuān)利公開(kāi)了一種具有優(yōu)異延展性和可拉伸翻邊性的高強(qiáng)度鋼片。該鋼片具有不含滲碳體的顯微組織，以及至少 570MPa 的屈服強(qiáng)度、至少 760MPa 的拉伸強(qiáng)度、至少 10.3% 的總延伸率和至少 70% 的擴(kuò)孔比值。

3重點(diǎn)汽車(chē)企業(yè)專(zhuān)利布局分析

3.1一汽集團(tuán)專(zhuān)利布局分析

一汽集團(tuán)于2014年首次在商用車(chē)駕駛室乘員保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域提出了專(zhuān)利申請(qǐng)，如圖9和表2所示，除2019年突增情況外，近幾年的專(zhuān)利申請(qǐng)量未見(jiàn)明顯增加，但其發(fā)明專(zhuān)利占比呈現(xiàn)穩(wěn)步上升趨勢(shì)。

如圖10所示，從關(guān)鍵技術(shù)分支來(lái)看，高強(qiáng)度車(chē)身框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)（占比 40% ）和白車(chē)身耐撞性結(jié)構(gòu)優(yōu)化（占比 24% ）為一汽集團(tuán)的研發(fā)重點(diǎn)，二者合計(jì)占比超 60%。

如圖11所示，從專(zhuān)利分析來(lái)看，一汽集團(tuán)在高強(qiáng)度車(chē)身框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)持續(xù)產(chǎn)出專(zhuān)利。近3年，其在白車(chē)身耐撞性結(jié)構(gòu)優(yōu)化和偏置碰撞生存空間及傳力路徑方面的關(guān)注度逐步提高。

針對(duì)高強(qiáng)度車(chē)身框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，中國(guó)第一汽車(chē)股份有限公司30提出了一種商用車(chē)用的前防撞裝置，將過(guò)渡支架通過(guò)凸臺(tái)與翻轉(zhuǎn)支架的背面固定連接，過(guò)渡支架底座處固定連接在前橫梁上，減小了對(duì)前保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)影響的同時(shí)，增加了對(duì)駕駛室前端的保護(hù)，便于整車(chē)布置。同時(shí)中國(guó)第一汽車(chē)股份有限公司3還提出一種可分離式平頭重型卡車(chē)駕駛室，和傳統(tǒng)的平頭重型商用車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)相比，駕駛艙與生活艙采用可分離式結(jié)構(gòu)，發(fā)動(dòng)機(jī)檢修時(shí)僅翻轉(zhuǎn)駕駛艙，液壓舉升固定點(diǎn)處受力小，生活艙在檢修過(guò)程不翻轉(zhuǎn)，保證了生活艙內(nèi)能夠布置衛(wèi)生間廚房等生活設(shè)施，同時(shí)生活艙采用鋁合金框架結(jié)構(gòu)，大大提高了駕駛室的頂壓安全性能。

針對(duì)白車(chē)身耐撞性結(jié)構(gòu)優(yōu)化，中國(guó)第一汽車(chē)股份有限公司32提出一種保險(xiǎn)杠橫梁及其制備方法，通過(guò)將第一金屬嵌體位于梁體的一端且嵌于梁體和筋體之間，第二金屬嵌體位于梁體的另一端且嵌于梁體和所述筋體之間，能夠減輕保險(xiǎn)杠橫梁的質(zhì)量，有利于車(chē)身的輕量化設(shè)計(jì)。

3.2沃爾沃專(zhuān)利布局分析

安全性是沃爾沃重要的品牌標(biāo)簽，沃爾沃在商用車(chē)駕駛室碰撞安全領(lǐng)域近20年在全球范圍內(nèi)共申請(qǐng)專(zhuān)利97件，且全部為發(fā)明專(zhuān)利。如圖12所示，其專(zhuān)利年申請(qǐng)數(shù)量于2009年達(dá)到峰值14項(xiàng)，之后有所回落并維持在較低的水平，表明沃爾沃在商用車(chē)駕駛室碰撞安全領(lǐng)域近年研發(fā)投入和專(zhuān)利產(chǎn)出均處于較低位狀態(tài)。

從關(guān)鍵技術(shù)分支來(lái)看，如圖13所示，碰撞能量分配與優(yōu)化設(shè)計(jì)（占比 61% ）是沃爾沃的研發(fā)重點(diǎn)，其次是白車(chē)身耐撞性結(jié)構(gòu)優(yōu)化（占比 20% ），其他技術(shù)分支專(zhuān)利量較少。

如圖14所示，從專(zhuān)利受理局角度分析沃爾沃專(zhuān)利申請(qǐng)地域，可以看出其主要布局的國(guó)家或地區(qū)為中國(guó)（36%） 美國(guó) （24%） 歐洲 （20%） 和德國(guó) （7%） ，側(cè)面反映出沃爾沃對(duì)中國(guó)和美國(guó)市場(chǎng)專(zhuān)利布局的重視程度。

針對(duì)高強(qiáng)度車(chē)身框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，VOLVOLASTVAGNARAB33]提出了一種具有框架結(jié)構(gòu)的駕駛室的專(zhuān)利，通過(guò)在駕駛室車(chē)頂部分設(shè)置指向A柱的變形去，降低了車(chē)頂橫梁在變形區(qū)外以不受控制的方式折斷或彎曲的風(fēng)險(xiǎn)。VOLVOTRUCKCORPORATION34提出的重型車(chē)輛前部防鉆撞裝置，通過(guò)在防撞梁內(nèi)設(shè)置通道，在不同通道的內(nèi)部布置不同材料的加強(qiáng)構(gòu)件，保證防撞梁強(qiáng)度的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了輕量化設(shè)置。VOLVOCARCORPORATION35提出采用可伸縮多單元擠壓側(cè)梁的汽車(chē)副車(chē)架總成，通過(guò)設(shè)置副車(chē)架組件通過(guò)塑性變形、壓皺和向下彎曲來(lái)提供前端或后端碰撞能量吸收，橫向設(shè)置的縱向側(cè)軌構(gòu)件各自提供筆直的、基本上不間斷的下部負(fù)載路徑，以將碰撞能量從碰撞管理系統(tǒng)梁和碰撞盒等傳遞到聯(lián)接到電池車(chē)架，并最終傳遞到電池框架，以避免部件堆疊和侵入乘員艙。沃爾沃卡車(chē)公司36]提出用于車(chē)輛的防鉆撞保護(hù)系統(tǒng)，通過(guò)附接到車(chē)架連接器的梁，該車(chē)架連接器機(jī)械地附接到車(chē)輛的縱向延伸的車(chē)架部分，車(chē)架連接器被布置成當(dāng)施加力時(shí)在基本平行于水平面的位移方向上移動(dòng)，避免了一些碰撞情形中，碰撞的小車(chē)輛處在鉆入重型車(chē)輛下方的風(fēng)險(xiǎn)。

4總結(jié)與建議

本文深人剖析了商用車(chē)駕駛室乘員保護(hù)技術(shù)在全球及國(guó)內(nèi)專(zhuān)利布局的現(xiàn)狀，旨在為企業(yè)研發(fā)戰(zhàn)略的規(guī)劃與專(zhuān)利布局策略的制定提供堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)支撐。

首先，該行業(yè)專(zhuān)利申請(qǐng)量正穩(wěn)步攀升，凸顯出兩大核心研究方向：碰撞能量分配的優(yōu)化設(shè)計(jì)與高強(qiáng)度車(chē)身框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。其中，中國(guó)與德國(guó)以顯著的專(zhuān)利布局?jǐn)?shù)量領(lǐng)跑，揭示了商用車(chē)企業(yè)在這一領(lǐng)域的持續(xù)投資與活躍態(tài)勢(shì)。

同時(shí)，各研究方向內(nèi)的專(zhuān)利布局呈現(xiàn)出鮮明的側(cè)重點(diǎn)。在高強(qiáng)度框架領(lǐng)域，專(zhuān)利聚焦于駕駛室整體框架、側(cè)圍門(mén)框及橫梁等局部加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，而框架加工成型技術(shù)的專(zhuān)利相對(duì)較少，展現(xiàn)出了較大的專(zhuān)利申請(qǐng)潛力；在碰撞能量分配的優(yōu)化設(shè)計(jì)方面，專(zhuān)利主要集中在吸能盒與吸能構(gòu)件的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新上，國(guó)外申請(qǐng)者憑借新穎的材料與零件工藝設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了吸能效率的提升，相比之下，國(guó)內(nèi)在此領(lǐng)域的專(zhuān)利申請(qǐng)尚顯不足，函需加強(qiáng)以縮小差距；白車(chē)身碰撞優(yōu)化設(shè)計(jì)的專(zhuān)利則多圍繞橫梁與A柱等部件的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，而外蒙皮的結(jié)構(gòu)優(yōu)化幾乎構(gòu)成了專(zhuān)利布局的空白點(diǎn)，為后續(xù)的專(zhuān)利挖掘提供了寶貴的啟示；在高強(qiáng)度材料及混合材料的應(yīng)用領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)專(zhuān)利數(shù)量與國(guó)際水平存在較大差距，鑒于國(guó)外專(zhuān)利在通過(guò)材料改進(jìn)提升車(chē)輛結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與輕量化方面的成功布局，國(guó)內(nèi)企業(yè)應(yīng)以此為鑒，將材料研發(fā)作為重點(diǎn)突破方向，加速相關(guān)技術(shù)的研發(fā)進(jìn)程與專(zhuān)利布局。

綜上所述，為了全面提升國(guó)內(nèi)商用車(chē)駕駛室乘員保護(hù)技術(shù)的整體水平與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，必須加強(qiáng)對(duì)上述關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)與專(zhuān)利布局，特別是在框架加工成型方式、吸能構(gòu)件設(shè)計(jì)、外蒙皮優(yōu)化以及新型材料應(yīng)用等專(zhuān)利布局較為薄弱的環(huán)節(jié)，應(yīng)作為后續(xù)研發(fā)和專(zhuān)利布局的重點(diǎn)，以期構(gòu)建一個(gè)更為全面、系統(tǒng)的專(zhuān)利保護(hù)網(wǎng)絡(luò)，為行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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（責(zé)任編輯梵玲）