CN102781731A - 吸能元件和车辆系统 - Google Patents

Abstract

吸能元件（100）包括：第一支撑壁（110）和第二支撑壁（120）；将所述第一支撑壁与所述第二支撑壁接合在一起以限定可变形区域的溃缩壁（140）；配置成将所述第一和/或第二支撑壁连接到车辆的连接结构（150）。在车辆中使用吸能元件的方法，可以包括：将吸能元件可拆除地连接到车辆上用于车辆部件的支撑位置，一旦所述吸能元件吸收了能量，从所述车辆拆除所述吸能元件；和从所述车辆部件单独更换所述吸能元件。在一些实施例中，所述车辆部件不更换。

Description

吸能元件和车辆系统

技术领域

本公开一般涉及用于车辆中的吸能元件，例如以减少受伤（例如，乘客、行人等受伤）和/或车辆损坏。

背景技术

已经对于在事故中减少人体遭受到的伤害量以及车辆损坏量的方法赋予了更多的重要性。

不同的监督管理委员会在世界范围内评估汽车行人和乘客撞击性能。根据总体性能，车辆得到累积的安全评级。车辆的每一个部件必须满足具体的撞击标准，以便保证该车辆的良好总体评级。

针对车辆损坏，例如由于它们位于车辆前部或拐角处，车辆的头灯是在撞击中被行人接触最多的位置之一，或者在与另一车辆的撞击中被损坏最多的位置之一。

已经提出了若干种不同的设计，用于在撞击过程中让行人受伤最少，以及头灯或前灯损坏最少。它们中的一些设计要求对头灯进行显著的结构改动，这增大了它的体积、重量和/或成本。另一些方案要求对包围头灯区域的车架进行结构改动。

一般来说，头灯以单一组件形式提供，包括透镜、壳体、光源、座圈和反射器。甚至对于头灯组件的任何部件造成非常有限的损坏，也必须更换整个组件。这导致较高的更换和维护成本。

这产生了设计一种统一的吸能方案的需要，该方案将变形和吸收撞击能量以保证良好的车辆安全评级。由于它们固有的几何机构和组装要求，不同部件需要不同的吸能设计方案，以满足撞击标准。因此，汽车工业持续寻求经济的方案，以提高车辆的总体安全评级。因此，存在持续的需求来提供能提高车辆安全评级和/或减少车辆损坏的方案。

还存在降低更换和维护成本的需要，特别是与低撞击能量输入相关。期待出现，减少或消除被撞击的车辆部件的损坏并因此减少更换部件的需求的产品和/或方法。

发明内容

在各种实施例中公开的是吸能元件，所述吸能元件可以结合各种车辆部件一起使用。

在一种实施例中，吸能元件可以包括：第一支撑壁和第二支撑壁；将所述第一支撑壁与所述第二支撑壁接合在一起以限定可变形区域的溃缩壁；配置成将所述第一和/或第二支撑壁连接到车辆的连接结构。

在另一种实施例中，吸能元件可以包括：限定可变形区域的溃缩壁；第一支撑壁和第二支撑壁，所述第一和第二支撑壁连接到所述溃缩壁以形成结构；和用于将所述结构连接到车辆的连接机构。

在另一种实施例总，用于头灯组件的吸能环可以包括：限定用于包围相关联的头灯组件的环圈的第一支撑壁；从所述第一支撑壁延伸以限定可变形区域的溃缩壁；和配置成将所述环连接到车辆的连接机构。

在另一种实施例中，用于相关联的头灯组件的吸能元件可以包括：第一支撑壁和第二支撑壁，每个支撑壁包含开口，头灯组件可以通过该开口插入；多个溃缩壁，所述溃缩壁将所述第一和第二支撑壁接合在一起以限定多个可变形区域并形成环圈；和用于将所述环圈连接到车辆的可溃缩连接件。

在一种实施例中，用于吸收车辆撞击能量的方法可以包括：以撞击能量撞击车辆部件；和以可拆除地安装到该车辆的吸能元件吸收该撞击能量。

在一种实施例中，将吸能元件用于车辆部件的方法可以包括：将吸能元件可拆卸地连接到车辆。

这些以及其他非限制性的特征将在下面更为具体地描述。

附图说明

以下是附图的简要说明，该简要说明为了例述文中公开的示例实施例而陈述，并且目的并不是对其进行限制。

图1至9是用于吸能元件的溃缩壁的示例设计的截面视图；

图10是位于机动车的车架内的吸能元件的示例实施例和头灯组件的侧视截面图；

图11是吸能元件的示例实施例的透视图；

图12是包围头灯组件的吸能元件（例如，环圈）的另一种示例实施例的透视图；

图13是位于机动车的车架内的吸能元件的另一种示例实施例和头灯组件的侧视截面图；

图14是吸能元件的示例实施例的透视图；

图15是吸能元件的另一种示例实施例的透视图；

图16是位于机动车的车架内的吸能元件的示例实施例和头灯组件的俯视截面图；

图17是位于机动车的车架内的吸能元件的示例实施例和头灯组件的俯视截面图；

图18是带有吸能元件的方向盘的实施例的局部截面图；

图19是图18的吸能元件的透视图；

图20是不带衬垫或外覆层的车辆座椅的示例图；

图21是不带吸能元件的座椅背部反作用面的示例设计的正视图；

图22是带有吸能元件的座椅背部反作用面的示例设计的正视图；

图23是包括泡沫和吸能元件的示例座椅背部的截面侧视图；

图24是图23的吸能元件的透视图；

图25是包括吸能元件的车辆叶子板的实施例的切除、透视侧视图；

图26是图25的吸能元件的透视图；

图27是车辆内部的示例图示，示出了用于前排座椅乘客和后排座椅乘客的头部撞击位置；

图28是可以用于图27所示任意头部撞击位置的示例吸能元件的透视图。

具体实施方式

在各种实施例中公开的是吸能元件（例如，条带、环圈等），它们可以结合车辆部件一起使用，例如使得撞击中遭受的损坏和/或伤害最小。例如，从而在特定的车辆部件被撞击时，保护车辆部件和/或吸收能量。吸能元件可以定位于例如车辆部件和支撑件（例如，在车辆部件的支撑位置（例如，该部件和其支撑件之间））之间，连接到车辆部件和/或该支撑件，并且可以可选地从车辆拆除（例如，可拆除地连接，即可以在不损坏其所连接的元件的情况下拆除）。因此，在特定车辆部件的位置发生撞击期间，撞击能量可以被吸能元件吸收，由此保护该车辆部件、行人和/或乘客。由于在撞击后，所述吸能元件可以单独从车辆部件拆除，所以所述吸能元件可以更换。所述车辆部件不需要更换，仅仅是因为所述吸能元件已经吸收了能量（例如，被压溃）。

所述吸能元件，例如可以具有开放或闭合结构，有一侧取向为承受撞击（诸如物体撞击（例如，护栏、停车栅栏等）、行人和/或乘客撞击（例如，连接到接收行人和/或乘客撞击的车辆部件））。所述吸能元件的另一侧可以位于坚固的支撑件上，从而能溃缩，例如定位邻近或连接到车架（诸如白车身（BIW）的刚性车架或者其他汽车部件）。由于所述元件设计成发生弹塑性变形（和可选地仅发生弹性变形），所以他们在撞击时吸收能量，

从而相应地减少对行人、乘客和/或车辆的损害。对于在达到材料屈服极限之后开始的弹塑性变形，能量将通过后续的塑形变形而被吸收，由此抑制吸能元件恢复其原始形状。吸能元件可以降低撞击后车辆的维护成本和/或降低各种车辆部件的机械和结构需求（例如，如果用于头灯，则支撑头灯组件的部件的结构强度要求可以降低）。例如，即使在保险杠对保险杠或者保险杠对其他外来部件的撞击中，吸能元件可以减少对头灯的破坏。吸能元件可以从车辆拆除，由此允许方便地更换，例如不需要更换它所连接和/或它所保护的整个车辆部件。

吸能元件可以用于车辆内的各种位置。可能的位置包括那些可能承受行人撞击的位置和/或那些与乘客安全性有关的位置，以及可能承受其他类型的撞击的位置。可能承受行人撞击的一些部件包括乘客头部撞击位置、叶子板、机盖、仪表板、前玻璃、栅格、雨刷器等，而可以考虑的乘客安全相关部件包括方向盘、座椅系统、仪表板、顶棚、饰板、门板、立柱（例如，A柱、B柱、C柱）、地板摇杆、横栏、玻璃面板（例如，玻璃面板固定到车辆（诸如顶棚））、膝垫等。可以采用吸能元件的其他可能的车辆部件和系统包括转向系统（例如，方向盘、转向柱等）、照明部件（例如，头灯组件、后（尾）灯组件、雾灯、指示灯等）、玻璃面板等，以及包括前述至少一种的组合件。

可以使用吸能元件的各种几何形状，例如开放或闭合，取决于该元件的期望位置，并且可以定位在该部件的内部（即，各组件的内侧或者与该部件整体形成并且仍然位于该组件内侧，例如位于汽车座椅内的吸能（EA）带）或者外部（部件组件的外侧，例如方向盘和转向柱之间的EA带）。例如，可以使用闭合型的吸能元件，如果它支撑方向盘的话，而如果支撑叶子板或者机盖的情况下，可以采用开放型吸能元件。在一些实施例中，吸能元件可以位于部件与其支撑件之间存在接触的任何地方，

例如叶子板与BIW的安装位置。换句话说，与吸能元件位于保险杠前方（例如，仅由非结构性元件诸如面板覆盖）的保险杠横梁组件不同，这些吸能元件可以位于部件与其支撑件之间，以保护所述部件不被破坏。

可能的总体吸能几何结构包括条带、环圈、多边形等等，以及包括前述至少其中一种的组合结构。例如，吸能元件可以包括支撑壁（例如，不相交的支撑壁，诸如平行支撑壁），支撑壁带有在它们之间延伸的溃缩壁（例如，具有如图1至9所述的几何结构，或者包括这些几何结构至少一种的组合结构）。在各种实施例中，吸能元件在多于一侧开放（例如，支撑件仅在两侧闭合（例如，仅在两侧存在支撑壁））。

吸能元件的具体尺寸将取决于其在车辆中的位置和功能。例如，它的长度和宽度将取决于期望的使用位置中可用空间的大小。深度“d”（例如，支撑壁之间的距离）和壁厚，将取决于可用空间、期望的刚度、车辆中使用吸能元件的位置，以及所用材料（或者材料组合）。在许多实施例中，深度“d”（例如，溃缩深度），可以高达500mm，具体来说，10毫米（mm）到300mm，更具体来说，15mm到200mm，更具体来说，对于某些应用而言，20mm到60mm，而对于另一些应用而言，15mm到100mm，对于另一些应用而言80mm到200mm。示例应用和溃缩深度包括用于一些头灯应用的20mm到45mm，用于一些顶棚应用的20mm到45mm，用于一些机盖应用的20mm到60mm，用于一些座椅应用的15mm到100mm，用于一些叶子板应用的20mm到120mm，和用于一些膝垫应用的80mm到200mm。

吸能元件的成分可以包括具有期望的塑形变形和溃缩特性以用于车辆中的所述元件的特定应用（例如，位置）的任何材料。材料的示例特性包括高韧性/延展性、热稳定性、高吸能容量、良好的模量-伸长率和可回收等等，其中“高”和“良好”旨在表示该特性至少满足车辆安全规定和针对给定部件的要求。示例材料包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）；聚碳酸酯；聚碳酸酯/ABS混合物；共聚碳酸酯-聚酯；丙烯酸-苯乙烯-丙烯腈（ASA）；丙烯腈-（乙烯-聚丙烯二胺改性）-苯乙烯（AES）；亚苯基醚树脂；聚苯醚/聚酰胺混合物；聚酰胺；亚苯基硫醚树脂；聚氯乙烯PVC，高冲击聚苯乙烯（HIPS）；低/高密度聚乙烯（L/HDPE）；聚丙烯（PP）；发泡聚丙烯（EPP）和热塑性烯烃（TPO）。其他示例材料包括复合物、功能梯度材料、金属和陶瓷。所述部件可以用包括上述满足期望特性的材料至少任意一种的组合材料制成。在一些实施例中，所述吸能元件不包括金属。例如，所述吸能元件可以用单一塑料形成，塑料材料的组合材料形成，或者该元件的不同区域以不同塑料形成（诸如一种类型的塑料用于支撑壁和另一种类型的塑料用于溃缩壁））。在各种实施例中，所述吸能元件没有金属和/或没有陶瓷。

所述吸能元件可以通过若干方法生产，诸如模制、成型或者任何其他适当的制造技术。所述吸能元件可以制成单件结构或者可以组装在一起的若干部件。例如，溃缩壁和支撑壁可以单独制造，然后通过任何适当的接合技术（例如，粘接（例如，粘结带）、焊接、紧固件（诸如螺栓、螺钉、夹钳、搭扣连接件等））接合在一起。在一些实施例中，吸能元件可以热成型为单一部件。

通过参照附图，可以更为全面地理解文中公开的部件、方法和装置。这些附图（文中也称为“图”）仅仅是在便利和容易说明本公开内容的基础上的示意性表示，因此，用意并不是指示其设备或部件的相对尺寸和尺度和/或定义或限制示例实施例的范围。虽然在以下描述中为了清晰而使用了具体的术语，但是这些术语旨在指代选定在图中示出的实施例的特定结构，而用意并非定义或限制本公开内容的范围。在附图和以下描述中，应该理解相同的附图标记指代功能相同的部件。

图1至9示出了用于吸能溃缩壁2的示例形状。从图中可以看出，吸能元件在支撑侧4之前具有被载荷接触的加载侧6，因为载荷沿着加载方向（由箭头示出）移动。一些示例溃缩壁几何结构在图中示出。图1示出了例如正弦曲线，其中在支撑壁之间，每个溃缩壁向至少两个方向弯曲。图2示出了曲线，其中在支撑壁之间，每个溃缩壁仅向一个方向弯曲。这里，溃缩壁表示为彼此平行。图3示出了对角型，其中溃缩壁从一个支撑壁向另一个支撑壁直线延伸，并且以除了直角之外的角度汇合支撑壁。在图3中，溃缩壁表示为彼此平行。图4示出了三角形，其中溃缩壁以不同的角度对角延伸，从而在支撑壁之间形成三角形几何结构。图5示出了弓形和沙漏几何结构。这里，一对溃缩壁形成凹形/凸形结构，其中每个溃缩壁仅向一个方向弯曲，并且溃缩壁彼此不平行。图6示出了带有峰部和谷部的圆整几何结构；一种振荡波几何结构。图7示出了带有振荡特性的台阶几何结构。图8示出了蜂巢几何结构。图9示出了切圆。此外，在一些实施例中，溃缩壁从一个支撑壁延伸到另一个支撑壁而不会与其他的壁、肋等相交。在各种实施例中，溃缩壁可以是在加载侧和支撑侧之间延伸的光滑壁。可选地，额外的横向壁（例如，位于支撑壁之间并可选地与其平行的连续或不连续的壁）可以定位于支撑壁之间（例如，参见图8中的横向壁）。要注意，这些几何结构每一种可以单独使用或者与其他几何结构组合使用，例如，上述几何结构的两种或更多种的组合结构。此外，溃缩壁可以彼此平行（例如，图1至3）或者不平行（例如，图4至7）。而且，在支撑侧4上，相邻的溃缩壁之间的距离可以小于等于加载侧6上的相邻的壁之间的间隔，例如，溃缩壁可以朝向支撑壁汇聚或发散。

图中示出，在图1至9的各种实施例中，加载侧和支撑侧的壁平行。但是，加载侧和支撑侧可能在各种实际情况中并不平行，并且溃缩壁与加载侧和支撑侧壁的接合区域将适当改动。要注意，在各种实施例中，即使加载侧和支撑侧壁不平行，它们也不会相交。这些壁之间总是有一段距离，溃缩壁位于它们之间。

可溃缩壁2以弹塑性方式变形，以吸收能量。在一些实施例中，可溃缩壁2以完全弹性方式变形，或者弹塑性方式变形，以吸收能量。这些壁的溃缩可以采用这样的方式设计，以使较之不带吸能元件的系统而言，包括吸能元件的车辆部件的变形减小。支撑壁4和加载壁6可以具有多种功能，例如将可溃缩壁连接，保证吸能元件的完整性，和/或提供要求的反应表面和向可溃缩壁传递载荷。

支撑壁可以设计地带有连接机构（例如，搭扣配合或者其他替代方案），以使吸能元件可以连接到车辆。吸能元件可以连接到相邻部件（例如，在撞击过程中受到保护的部件和/或另一个相邻部件）和/或连接到车辆车架。例如，吸能元件可以连接（例如，直接、物理连接）到用于车辆部件的支撑位置和/或连接到车辆部件。吸能元件可以位于车辆部件和该车辆部件的支撑件之间，例如让加载侧靠近车辆部件而支撑侧靠近该部件的支撑件。

参照图10，机动车的头灯组件10包括壳体20，壳体封闭内部部件（诸如光源22、透镜24、反射器26等）。壳体20连接到吸能元件（例如，环圈）30，吸能元件又连接到机动车的车架40，其中术语“车架”指代可以安装头灯的多种可能的结构（例如，前端模块（FEM）、白车身（BIW）、栅格开口增强件（GOR）等等），这些结构中的任一结构可以认为是车架。在撞击中，吸能环可以通过高达阈值的塑形变形来吸收能量，在所述阈值点，吸能环失效。吸能环失效导致头灯组件移动到车架内，将剩余撞击能量传递到用于吸收的周围结构50（面板、机盖、栅格、叶子板等）。这避免了损坏头灯组件，以便仅需要更换吸能环。图中示出吸能环30接近头灯组件10的前部，但是可以相对于头灯组件大致定位在任何地方。

图11是吸能环100的示例实施例的透视图。吸能环封闭或包围头灯组件。环圈100包括第一支撑壁110和第二支撑壁120。每个支撑壁包含开口130，头灯组件可以通过该开口插入。

一般来说，全部头灯组件或者头灯组件的一部分需要通过该开口插入。如在图10中所见，组件的一些部分，诸如透镜24，没有通过该开口。作为替代，可以考虑第一支撑壁和第二支撑壁至少其中之一，因为每一个具有环圈形状，塑形成符合头灯组件，或者抵靠头灯组件。图中示出所述开口为矩形，但是，所述开口可以具备支撑（例如，包围）头灯组件所需的任何形状。图中示出第一和第二支撑壁位于彼此相对的侧部。第一和第二支撑壁可以替代地基本上彼此平行。支撑壁本身不需要是平坦形状，而是根据需要符合头灯组件的形状。例如，在图12中，支撑壁略微弯曲。

至少一个溃缩壁140将第一支撑壁与第二支撑壁接合在一起。溃缩壁可以认为限定了两个支撑壁之间的可变形区域。支撑壁为溃缩壁提供完整性和可变形区域。吸能环还具有将一个支撑壁连接到车架的连接机构150，和/或用于将一个支撑壁连接到相关联的头灯组件的连接机构160。

吸能环具有至少一个溃缩壁并且可以具有多个溃缩壁。当存在多个溃缩壁时，溃缩壁可以彼此相同或不同。溃缩壁还可以呈现不同形式，只要它们能通过变形吸收撞击能量即可。例如，在图11中，溃缩壁具有平面形式，而在图12中，溃缩壁具有波纹形式（例如，三角形，也称为锯齿形）。溃缩壁可以调节，以使吸能环根据需要变形。例如，可以通过使用溃缩壁的不同形式来改变吸能环失效的阈值（例如，不同的设计和/或不同的材料）。图中示出的溃缩壁具有相同厚度，但是，溃缩壁的厚度可以变化，以改变吸能环的变形方式。例如，这可以用来控制头灯组件进入车架时的路径。

所述连接机构可以呈现若干不同形式和/或可以具有不同的刚性。它们可以独立地制作成根据需要与一个或者两个支撑壁整体形成。作为替代，它们可以独立制作为单独的部件，然后连接到支撑壁，诸如通过搭扣配合机构。搭扣配合机构例如可以是扭转搭扣配合机构或者悬臂搭扣配合机构，正如图11中示出的连接机构150。用于将支撑壁连接到车架的机构和用于将支撑壁连接到头灯组件的机构，可以替代地或者也可以是连接支架，所述连接支架允许经由凹凸构件接合或者通过紧固件诸如螺钉或者螺栓连接，正如图11中示出的连接机构160。根据需要，用于连接的机构也可以是粘结剂（例如，胶水或焊膏）。用于将支撑壁连接到头灯组件的另一种可能的机构可以围绕头灯组件形成沟槽，吸能环置于所述沟槽中。一般来说，可以使用有利于方便组装和拆解的任何连接机构。

用于将一个支撑壁连接到车架的机构和用于将一个支撑壁连接到头灯组件的机构，也可以设计成变形和吸收能量。它们可能在拉伸应力或压缩应力下失效，取决于它们如何形成和塑形。例如，图10中的连接支架170将在压缩下失效，而图13中的连接支架170将在拉伸下失效。

用于将一个支撑壁连接到车架的机构和用于将一个支撑壁连接到头灯组件的机构的数量可以根据需要而变化。通常，每个连接机构至少有两个，以防止可能围绕轴线发生旋转。在一些具体实施例中，吸能环有3个或更多个用于将一个支撑壁连接到车架的连接机构。

如图所示，吸能环可以是连续结构。但是，根据需要，吸能环可以形成许多离散单元的组件。这些离散单元可以相同或不同，并且可以通过各种方法彼此连接，诸如搭扣配合机构或者任何适当的连接机构。而且，每个离散单元可以用作独立/孤立的吸能元件。

图14示出了吸能元件200的示例实施例，该吸能元件根据需要可以用作组件的一部分，以形成吸能环。所述元件具有至少一个溃缩壁210。第一支撑壁220和第二支撑壁230将溃缩壁连接，以形成结构。如图所示，支撑壁在一侧弯曲。同样，存在将所述结构连接到车架的连接机构240和将所述结构连接到头灯组件的连接机构250。

在一些实施例中，吸能元件将进一步包括位于该结构的第一端270的第一连接机构260和位于该结构的第二端290的第二连接机构280。第一和第二连接机构应该彼此互补，以使多个吸能元件可以连接，以形成构成吸能环的组件。示例互补件包括悬臂搭扣配合的悬臂部分和凹陷部分，或者两个雌雄同体连接件。这允许吸能元件与其他的离散单元连接，以形成吸能环。

作为替代，吸能元件可以由其本身用来保护头灯组件。对于这种应用，为了防止旋转，将会存在多个将所述结构连接到车架的机构和/或多个将所述结构连接到头灯组件的机构。例如，在图14中，存在两个将所述结构连接到车架的搭扣配合机构240，和将所述结构连接到头灯组件的连接支架250（例如，两个连接支架）。多个吸能元件则用作中间部件，将头灯组件连接到车架。

图15是吸能环的另一个示例实施例。从图中可见，支撑壁可以大致呈现所需的任何形状。而且，溃缩壁可以不完全填充两个支撑壁之间的空间。最后，用于连接的机构可以沿着支撑壁定位在任何地方。

图16示出了置于机动车中的时候，所述吸能环的功能。如图所示，头灯组件300形成车辆周长310的一部分。为了讨论，还示出了车辆的机盖320。机动车的发动机舱内的空间通常富余，并且可以包含比头灯组件更换起来昂贵的多的其他部件（例如，电子盒等）。当吸能环330失效且头灯组件300移动到发动机舱时，一般希望控制头灯组件的路径。例如，可以将阻挡壁340放置于车架内，以使头灯组件进入发动机舱的侵入程度受到控制和/或向其其中一个连接件提供可变的刚性，由此来实现上述效果。作为替代，从图17看出，头灯组件的运动方向可以通过调节吸能环来控制和，以使一侧350在另一侧360失效之前失效，允许头灯组件扭转和/或进入发动加仓的不同部分或者毗邻空间中。

在另一种实施例中，吸能元件可以用于汽车转向系统中。吸能元件可以定位在转向柱和方向盘之间（例如，接近转鼓区域）和/或可以位于它能得到期望的叠压（溃缩）空间的其他适当位置。在撞击过程中，吸能元件将变形并且减少乘客身体或头部遭受的反作用力。

一个这种吸能元件在图18和19示出。吸能元件具有可溃缩壁440、支撑壁450和加载壁460。

如上所述，吸能元件可以应用于整个车辆。另一个示例实施例在图20至24中示出。汽车座椅系统遭受各种类型的撞击载荷。在前排座椅的情况下，它们可能遭受乘客头部撞击和/或滑橇撞击（来自背后的撞击载荷），而后排座椅可能在碰撞过程中遭受滑橇撞击（保留在后备箱里的物品）。

吸能元件可以用于吸收头部和/或侧部撞击能量。例如，吸能元件480（例如，图22至24）将置于座椅（见图20）的泡沫层和座椅靠背之间。这可以允许吸能元件从座椅骨架获得反作用表面（图21中的座椅靠背反作用面）。衬垫（例如，泡沫）和/或皮革覆层可以用于包封所述系统以产生感官和美学感受。

在另一种实施例中，吸能元件可以结合车辆的单纯美学部件来使用，诸如叶子板、机盖、后备箱和/或能在碰撞过程中承受行人头部撞击的其他美学元件，以及包括这些元件至少其中一种的组合件（例如，排除并非仅用作美学元件的保险杠）。示例组装叶子板几何结构在图25中描绘。如图所示，可以使用具有加载壁520、支撑壁530和溃缩壁540的吸能元件500。元件500可以设计成在撞击过程中，在叶子板变形之前变形。由于该元件可以拆除，所以它可以在撞击后方便地更换，而不需要更换整个叶子板。这里，叶子板510不需要因为吸能元件500变形而更换，因为吸能元件设计成让叶子板损坏最小。

车辆机盖可能在行人撞击过程中承受儿童和成人头部撞击。这里，吸能元件可以位于例如机盖及其支撑位置之间。吸能元件将溃缩并且吸收撞击能量，因此降低头部撞击过程中的头部受伤标准（HIC）值。

可以采用吸能元件的一些其他示例区域在图27中示出。在该附图中，车辆前排座椅乘客和后排座椅乘客的乘客头部撞击位置以“.”标记表示。这些标记也是吸能元件的可能位置。例如，小型模块化吸能元件（例如，带材诸如图28中所示）可以放置在期望的位置以提供柔软性和吸能能力。在一些实施例中，吸能元件可以与头部衬垫整体形成，以减少总体顶棚吸能元件。

类似的吸能带也可以设计用于其他汽车部件。可以应用该构思的其他汽车部件包括膝垫、侧门、门把手、玻璃面板等。可以进一步将这些元件翻新到现有车辆和/或部件中。

当前的吸能元件具有众多优势，包括吸能元件可以在撞击后方便地更换，因此降低了维护成本。这些元件可以针对车辆的各个区域定制，由此提高了塑形和/或弹性吸能能力，并且减少了车辆损坏和/或减少了受伤（例如，乘客和/或行人）。

这些元件可以是模块化部件，可以安装到车辆中希望具有吸能性和有足够可用空间的任何区域。换句话说，吸能元件可以可拆卸地连接到车辆并且可以配置成在车辆部件吸收能量之前吸收能量，以使例如吸能元件接收事故中的损坏，而非车辆部件。在这种情况下，仅仅需要更换吸能元件。由于它可拆卸地连接到车辆区域，所以吸能元件可以更换而非整个车辆部件和吸能器。这样降低了维修成本和保险成本。

吸能元件也可以设计成翻新到现有车辆中。例如，它们可以具有允许它们用于现有车辆中的尺寸和形状。在这种设计中，粘结剂（例如，带材等）或者抓持车辆的搭扣配件，可以用于将该元件固定（例如，可拆卸地固定）到车辆。

类似地，该元件可以设计成连接在一起（例如，所述元件可以在该元件的端部和/或沿着支撑壁包括用于连接其他元件的连接件，以使所述元件可以并排、头对头和/或彼此叠置地布置（并连接在一起），诸如串列或并行，从而允许刚度（例如，吸能量）能在元件已经生产出来之后并且根据特定的车辆以及车辆上使用这些元件的位置进行定制。例如，车身车间可以通过调节元件数量而将相同的元件用于各种车辆和车辆中的各个位置。

这种吸能元件在低能量撞击（例如，行人与除了保险杠的车辆外部发生撞击、乘客与车辆内部撞击，低速（例如，小于15公里每小时（kmph））车辆与车辆撞击等）。它们可以位于车辆的许多区域内，并且可以阻止车辆部件损坏和/或乘客/行人受伤，由此降低保险成本和车辆维修成本。这些吸能元件本身（即，这些单个元件）可以从横向和垂直载荷吸收能量。所公开的元件和方法可以减少或消除被撞击的车辆部件的损坏并因此减少更换部件的需求。吸能元件可以吸收撞击（例如，在低撞击能量时），并且可以独立更换，由此减少或消除了车辆部件更换要求。

在一些实施例中，吸能元件可以包括：第一支撑壁和第二支撑壁；将所述第一支撑壁与所述第二支撑壁接合在一起以限定可变形区域的溃缩壁；配置成将所述第一和/或第二支撑壁连接到车辆（例如，连接到车辆部件和/或车辆上用于该车辆部件的支撑位置）的连接结构（例如，可拆卸的连接机构）。例如，从而在特定的车辆部件被撞击时，保护车辆部件和/或吸收能量。

在一些实施例中，吸能元件可以包括：限定可变形区域的溃缩壁；第一支撑壁和第二支撑壁，所述第一和第二支撑壁连接到所述溃缩壁以形成结构；和用于将所述结构连接到车辆（例如，连接到车架、连接到车辆部件（例如，针对撞击能量受到保护的部件）和/或另一个车辆部件）的连接机构。

在一些实施例中，用于车辆头灯组件的吸能环可以包括：限定用于包围相关联的头灯组件的环圈的第一支撑壁；从所述第一支撑壁延伸以限定可变形区域的溃缩壁；和配置成将所述环连接到车辆的连接机构。

在一些实施例中，用于相关联的头灯组件的吸能元件可以包括：第一支撑壁和第二支撑壁，每个支撑壁包含开口，头灯组件可以通过该开口插入；多个溃缩壁，所述溃缩壁将所述第一和第二支撑壁接合在一起以限定多个可变形区域并形成环圈；和用于将所述环圈连接到车辆的可溃缩连接件。在一种实施例中，将吸能元件用于车辆部件的方法可以包括：将吸能元件可拆卸地连接到车辆。

在一种实施例中，用于吸收车辆撞击能量的方法包括：以撞击能量撞击车辆部件；和以可拆除地安装到该车辆的吸能元件吸收该撞击能量。在一些实施例中，车辆部件不更换，例如在撞击之后没有损坏。例如，所述吸能元件是单独模块化的部件，用在车辆部件和车辆中的支撑件之间。在撞击（例如，能量足够大的撞击，但是对于吸能元件的吸收性而言，被撞击的车辆部件被损坏），所述吸能元件被更换，它无法重复使用。

在各种实施例中，（i）所述第一和第二支撑壁可以基本上彼此平行；（ii）所述第一和第二支撑壁可以位于所述溃缩壁的相对侧上；（iii）所述溃缩壁将具有波纹形式；（iv）所述连接机构可以是搭扣配合机构；（v）所述连接机构可以是可溃缩连接件；（vi）所述第一和第二支撑壁可以连接到每个溃缩壁以形成结构；和可选地，所述结构可以具有环圈形状；（vii）所述吸能元件为模块化的；（viii）所述吸能元件可以方便地从车辆部件拆下（例如，和更换）；（ix）所述连接机构可以可拆卸地连接到所述车辆部件（例如，所述吸能元件不形成车辆部件的整体的单体部件，它可以独立于所述车辆部件进行更换）；（x）撞击时，所述吸能元件发生弹塑性变形；（xi）撞击时，所述吸能元件发生弹性变形（例如，单纯弹性变形）；（xii）所述吸能元件提供被动吸能性；（xiii）所述吸能元件可以可拆卸地连接到车架、用于所述车辆部件的支撑位置和/或所述车辆部件（例如，以使所述吸能元件可以独立地更换而不需要更换所述车辆部件）；（xiv）其中所述吸能元件位于车架和所述车辆部件之间；（xv）所述车辆部件可以从以下构成的组中选择：乘客头部撞击位置、叶子板、机盖、前玻璃、栅格、雨刷器、座椅系统、仪表板、顶棚、车门（例如，门面板、门把手）、A柱、B柱、C柱、玻璃面板、膝垫、转向系统、照明部件以及包括前述各项至少其中一种的组合件；（xvi）所述车辆部件排除保险杠；和/或（xvii）所述方法可以进一步包括从车辆拆除所述吸能元件；和从所述车辆部件单独更换所述吸能元件。各种实施例可以可选地进一步包括：位于所述结构的第一端的第一连接机构；和位于所述结构的第二端的第二连接机构，其中所述第一和第二连接机构彼此互补（例如，可配合）。

文中公开的区间包括端点，并且端点可以彼此独立组合（例如，区间“高达25%（重量）”，或者更具体地说，5%（重量）到20%（重量），包括区间“5%（重量）到20%（重量）”的端点和全部中间值，等等）。“组合”包括掺合料、混合物、合金、反应产物等。此外，术语“第一”、“第二”等，在文中并不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于将元件彼此区分。术语“一”和“一”和“所述”在文中并不表示任何数量限制，并且应该理解为覆盖单数和复数，除非文中指明相反或者与上下文相冲突。文中所用后缀“（s）”旨在包括它所修饰的术语的单数和复数，从而包括一个或多个该术语（例如，膜料包括一个或多个膜料）。说明书全文中述及“一种实施例”、“另一种实施例”、“实施例”等，指的是针对该实施例描述的特定元件（例如，特征、结构和/或特性）包括在文中所述的至少一种实施例中，并且可以或者不可以存在于其他实施例中。此外，应该理解，所述元件可以在各种实施例中以任何适当的方式组合。

虽然已经描述了特定的实施例，但是目前是或者可能是无法预见的替代方案、改动方案、变形方案、改进方案和实质等同方案可以被申请人或者本领域其他技术人员获悉。因此，已提交并且可能被修改的附带权利要求书旨在包括全部这些替代方案、改动方案、变形方案、改进方案和实质等同方案。

Claims (19)

1.一种用于车辆部件的吸能元件，包括：

第一支撑壁和第二支撑壁；

将所述第一和第二支撑壁接合在一起以限定可变形区域的溃缩壁；

配置成将所述第一和/或第二支撑壁可拆除地连接到车辆的可拆除连接机构；

其中所述车辆部件从以下构成的组中选择：乘客头部撞击位置、叶子板、机盖、前玻璃、栅格、雨刷器、座椅系统、仪表板、顶棚、车门、饰板、A柱、B柱、C柱、玻璃面板、膝垫、转向系统、照明部件和包括前述至少一种的组件件。

2.一种用于车辆部件的吸能元件，包括：

限定可变形区域的溃缩壁；

第一支撑壁和第二支撑壁，所述第一和第二支撑壁连接到所述溃缩壁以形成结构；和

用于将所述结构连接到车辆的连接机构；

其中所述车辆部件从以下构成的组中选择：乘客头部撞击位置、叶子板、机盖、前玻璃、栅格、雨刷器、座椅系统、仪表板、顶棚、车门、饰板、A柱、B柱、C柱、玻璃面板、膝垫、转向系统、照明部件和包括前述至少一种的组件件。

3.一种用于头灯组件的吸能环，包括：

限定用于包围所述头灯组件的环圈的第一支撑壁；

溃缩壁，所述溃缩壁从所述第一支撑壁延伸以限定可变形区域；和配置成将所述环连接到车辆的连接机构。

4.如权利要求3所述的吸能环，进一步包括连接到所述溃缩壁的第二支撑壁。

5.如权利要求3至4任一项所述的吸能环，进一步包括配置成将所述吸能环连接到所述头灯组件的连接机构。

6.一种用于头灯组件的吸能元件，包括：

第一支撑壁和第二支撑壁，每个支撑壁包含开口，所述头灯组件能通过所述开口插入；

多个溃缩壁，所述溃缩壁将所述第一和第二支撑壁接合在一起，以限定多个可变形区域并形成环圈；和

用于将所述环圈连接到车辆的可溃缩连接件。

7.如权利要求1至6任一项所述的吸能元件，其特征在于，所述第一和第二支撑壁不相交。

8.如权利要求1至7任一项所述的吸能元件，其特征在于，所述所述吸能元件弹塑性变形。

9.如权利要求1至8任一项所述的吸能元件，其特征在于，所述溃缩壁具有选自如下构成的组中的几何结构：波纹形式、正弦形、三角形、弓形、沙漏形、带有峰部和谷部的圆整形、台阶形、蜂巢形、切圆形和包括前述几何结构至少一种的组合形状。

10.如权利要求1至9任一项所述的吸能元件，其特征在于，所述连接机构是搭扣配合机构。

11.如权利要求1至10任一项所述的吸能元件，其特征在于，所述连接机构是可溃缩连接件。

12.如权利要求1至11任一项所述的吸能元件，其特征在于，所述结构为环圈形。

如权利要求1至12任一项所述的吸能元件，其特征在于，所述第一和第二支撑壁基本上彼此平行。

13.如权利要求1至13任一项所述的吸能元件，其特征在于，所述第一和第二支撑壁位于所述溃缩壁的相对侧上。

14.如权利要求1至14任一项所述的吸能元件，其特征在于，所述溃缩壁具有选自如下构成的组中的几何结构：波纹形式、正弦形、三角形、弓形、沙漏形、带有峰部和谷部的圆整形、台阶形、蜂巢形、切圆形和包括前述几何结构至少一种的组合形状。

15.如权利要求1至15任一项所述的吸能元件，进一步包括：位于所述结构的第一端的第一连接机构；和位于所述结构的第二端的第二连接机构，其中所述第一和第二连接机构彼此互补。

16.一种将吸能元件用于车辆部件的方法，包括：

将吸能元件可拆除地连接到车辆，

其中所述车辆部件从以下组成的组中选择：乘客头部撞击位置、叶子板、机盖、前玻璃、栅格、雨刷器、座椅系统、仪表板、顶棚、车门、饰板、A柱、B柱、C柱、玻璃面板、膝垫、转向系统、照明部件和包括前述至少其中一种的组合件，并且其中所述吸能元件包括第一支撑壁和第二支撑壁，将所述第一支撑壁和所述第二支撑壁接合在一起以限定可变形区域的溃缩壁；和连接机构。

17.一种吸收车辆中的撞击能量的方法，包括：

以撞击能量撞击车辆部件；和

利用可拆除地的安装到所述车辆的吸能元件吸收所述撞击能量，其中所述吸能元件包括：

第一支撑壁和第二支撑壁；

将所述第一和第二支撑壁接合在一起以限定可变形区域的溃缩壁；和

将所述第一和/或第二支撑壁连接到车辆的可拆除连接机构；

其中所述车辆部件从以下构成的组中选择：乘客头部撞击位置、叶子板、机盖、前玻璃、栅格、雨刷器、座椅系统、仪表板、顶棚、车门、A柱、B柱、C柱、玻璃面板、膝垫、转向系统、照明部件和包括前述至少一种的组件件。

18.如权利要求17至18所述的方法，其特征在于，一旦所述吸能元件吸收了能量，从所述车辆拆除所述吸能元件；和从所述车辆部件单独更换所述吸能元件。

19.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述车辆部件不更换。

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