CN105365719B - 用于车辆的自适应吸能装置 - Google Patents

Abstract

一种能量吸收系统，包含车辆保险杠，附接至车辆保险杠的能量吸收元件，以及多个肋，该肋具有铰链式地附接至能量吸收元件的各自的第一端部。肋在能量吸收元件和保险杠之间延伸。肋可以基于来自车载车辆通信网络的速度信息来驱动。

Description

用于车辆的自适应吸能装置

背景技术

对于不同的碰撞情况下的保护车辆前端的需求可能会有冲突。例如，低速损坏承受力(low-speed damageability，LSD)和行人保护需求可以有所不同。LSD需求总体指示在例如低于15千米每小时(KPH)这样的缓慢的速度下，各种车辆前端部件——例如侧梁、散热器支撑件、车门、挡泥板、发动机罩、铰链、前照灯等——不出现损坏或出现轻微的损坏。因此，LSD情况通常需要在15KPH或更低的速度下通过车辆保险杠从碰撞中吸收的大约百分之八十的撞击能量。相比之下，行人保护需求通常设计成在例如大约40千米每小时这样的相对较高的速度下将行人腿部伤害限制在某一膝盖剪切力和弯曲矩目标。因此，相对于彼此，LSD情况通常需要刚性的保险杠系统，而行人保护情况通常需要较柔软的保险杠机构。不幸的是，当前车辆保险杠系统不适于满足这些不同的需求。因此需要一种可以适应于LSD情况和行人保护情况的各自需求的车辆保险杠系统。

附图说明

图1是自适应吸能装置系统的透视图；

图2是图1的自适应吸能装置系统的透视图，其中车辆前护板和保险杠的部分被移除；

图3是图1的自适应吸能装置系统的第一示例的透视图，包括自适应吸能装置和用于在低速情况下展开的肋；

图4是图1的自适应吸能装置系统的第一示例的透视图，包括自适应吸能装置和用于在例如行人保护这样的较高速情况下展开的肋；

图5是说明安装在图3的自适应吸能装置上的带轮和导轨的细节视图；

图6是包括用于在低速情况下展开的肋的自适应吸能装置的第二示例的透视图肋；

图7是包括用于在例如行人保护这样的较高速情况下展开的肋的自适应吸能装置的第二示例的透视图肋；

图8是说明安装在图5和6的自适应吸能装置上的线性驱动器的详细视图；

图9是自适应吸能装置系统的一部分的透视图，说明了肋与拉杆之间的连接的示例；

图10是车辆保险杠控制系统的框图。

具体实施方式

这里在各个附图中所公开和说明的是用于车辆的自适应吸能装置系统10。例如，如图1所示，车辆前护板12——显示该车辆前护板12是为了完整性和上下文，但并不是吸能装置系统10所必需的——可以覆盖保险杠14和贴附至保险杠14的吸能装置16。护板12可以使用低密度泡沫或诸如此类(未示出)贴附在吸能装置16上，以便允许护板12保持所需形状。保险杠14可以为常规的车辆保险杠，例如由钢或诸如此类形成。吸能装置16可以是各种材料中的任何一种，取决于吸收需求，例如弹性材料、金属板等。保险杠14可以进一步拥有贴附于其上的侧面延伸部15以及侧面元件，例如碰撞能量吸收罐(crash can)20。保险杠14，例如碰撞能量吸收20和/或侧面延伸部15，可以以传统的方式附接至车辆前端(未示出)。

如图1和2中所示，吸能装置16可以通过多个肋18从保险杠14偏移。肋18总体由塑料形成，并在各自的第一端部铰链式地附接至吸能装置16，例如，每一个肋18可以通过如图5中所述的塑料铰链30连接至吸能装置16。进一步地，虽然显示为没有孔洞或开口，但只要铰链30设置在肋18和吸能装置16之间，并且只要肋18如这里所描述的具有足够移动吸能装置16的强度，肋18就可以设置有这样的孔洞或开口，以减小重量和材料成本。在任何情况下，正如这里所描述的那样，可以驱动肋18相对于保险杠14和吸能装置16在纵向方向上的铰链式运动——即相对于铰链30位于远端的肋18的第二端部的运动——以改变能量吸收系统10的能量吸收特性。

如图3和4最佳显示的，例如由双绞线或诸如此类形成的线缆22可以穿过吸能装置16中的开口，或者作为替代地，穿过设置用于每一个肋18中的线缆的开口。线缆22的第一端部和第二端部可以通过例如夹钳或诸如此类的已知机构附接至拉杆26各自的第一端部和第二端部。拉杆26贴附至每一个肋18各自的第二端部。例如，拉杆26可以与肋18的第二端部焊接、粘贴、粘附等肋。作为选择地，虽然在图中没有显示，但需要注意的是，拉杆可以被分放至两处或更多处，拉杆26的多个片铰链式地彼此附接。

可选地或附加地，可以在肋18的第二端部设置槽，以接收拉杆26，该拉杆26可以卡扣到槽中和/或以其他方式粘附或贴附。例如，如图9所示，依据各种部分34、36的第一直径和第二直径，塑料或金属拉杆26或27可以具备本质上圆形的截面。例如，拉杆26、27的第一组部分34可以具有相对于第二组部分36减小的直径。进一步地，每一个肋18的第一端部——即附接至拉杆26或27的端部——可以包括开口38。开口38的尺寸可以以直径等于或略小于杆26或27的减小的部分34的直径的圆的一部分为依据。因此，部分34可以卡扣到各自的肋18的开口38内的位置，借此摩擦将使杆26或27保持在相对于每一个肋18适当的位置，即保持杆26或27与肋18的固定的附接。

如图5中最佳显示，线缆22的移动可以由机动化带轮24的驱动而引起，该机动化带轮24可以使用例如螺钉、螺栓等贴附至吸能装置16。进一步地，可以设置装备一个或更多线缆导轨28以便将线缆22引导进在围绕吸能装置16内的开口和拉杆26内的开口的环路中引导线缆22。例如，如图3和4所示，线缆导轨28可以设置装备在吸能装置16的各自的端部。因此，驱动机动化带轮24来移动线缆22，从而因此导致肋18的第二端部16相对于保险杠14和吸能装置16的纵向运动移动，即驱动机动化带轮24来移动线缆22，导致每一个肋18相对于吸能装置16的各自的角度改变。由带轮24的驱动而获得的肋18的特定的角度可以在各种实施方式例中有所变化，并且取决于系统10的例如吸能装置16这样的各种部组件中所使用的材料、这种部组件的形状、以及所需要的系统10的所需要的能量吸收特性。机动化带轮24的驱动将进一步结合图10进行讨论。

图6-8说明了自适应性吸能装置系统10的第二示例的方面。在这个第二示例中，作为单个拉杆26的替代，系统10包括第一和第二拉杆27。每一个拉杆27总体以如上参照拉杆26所描述的方式贴附至一些但不是全部的肋18的各自的第二端部，该肋18铰链式地附接至吸能装置16。拉杆27总体不附接至相同的肋18，即总体附接至完全不同组的肋18。例如，第一拉杆27可以附接至实质上一半的肋18，并且第二拉杆27可以附接至实质上一半的肋18。

每一个拉杆27的外端被附接至各自的连杆32，该连杆32相应地被附接至各自的机构以影响各自的拉杆27、线性驱动器25的线性运动。拉杆27的“外端”是指拉杆27接近吸能装置16的端部的第一端部，即比拉杆27的第二端部距吸能装置16的端部更近。线性驱动器25例如通过螺钉、螺栓等以已知的方式安装至吸能装置16的各自的端部上或处于该各自的端部。通过相对于吸能装置16和保险杠14在纵向方向上移动线性驱动器25，肋18的第二端部——即没有铰链式地附接至吸能装置16的端部——同样可以在纵向方向上移动。也就是说，当拉杆27通过连杆32被线性驱动器25推或拉时，肋18的第二端部被移动。因此，第一和第二组肋18相对于吸能装置16的各自的角度可以被改变，从而改变系统10的能量吸收特性。需要注意的是，各自的线性驱动器25可以在各自的第一和第二纵向方向上移动各自的拉杆27，例如，如图7所示的朝向吸能装置16的各自的第一和第二端部。进一步地，可以使用其他机构来代替线性驱动器25，例如，螺线管机构。

图6显示了用于在例如LSD情况这样的情况下展开的肋18，在这种情况下，保险杠系统10需要更大的刚度，即保险杠系统10应该配置成吸收更大量的能量，留下较少的能量被车辆中的其他部件吸收。因此，相比之下，图7显示了用于在涉及相对较高的车辆速度下的例如行人保护情况这样的情况下展开的肋18，在这种情况下，保险杠系统10应该配置成吸收较少的能量，从而允许更多的撞击能被车辆中的其他部件吸收。如图6中所示，当对于LSD情况下而展开时，肋18可以实质上垂直于吸能装置16，或垂直于在吸能装置16的纵向中心处的切线，性能装置16在该切线处为纵向曲线。另一方面，在图7中，例如当对于行人保护情况下而展开时，肋18相对于吸能装置16或其切线呈一定角度——例如10度或一些其他的角度——以提供系统10的所需的能量吸收特性。

图10是车辆保险杠控制系统100的框图。系统100包括通信地连接至一个或更多驱动器115的控制器105。控制器105总体包括处理器和存储器，存储器储存由处理器可执行的指令。进一步地，控制器105可以在车载网络和/或通信机制上通信，例如控制器局域网络(CAN)或诸如此类。因此，除了一个或更多驱动器115以外，控制器105可以通信地连接至一个或更多速度传感器110。速度传感器110可以是许多已知的用于向车辆控制器105提供车辆速度的指示的机制中的任意一个，例如作为CAN通信或诸如此类。图9所示的驱动器115是用于影响吸能装置系统10的变化的驱动器的一般表示，例如，上文所讨论的驱动器24、25中的一个。

依据计算机105的存储器中储存的指令来执行的程序包括以下步骤：当车辆在运动时，使用来自一个或更多速度传感器110的数据来确定是否依据低速情况或高速情况——例如LSD情况或行人保护情况——展开保险杠系统10。例如，当车辆正以15千米每小时或更低的速度行驶时，可以识别为低速情况，而对于任何高于该速度的速度可以被识别为高速情况。在任何情况中，根据识别的情况，控制器105可以发送信号——例如CAN通信——至驱动器115，以便移动肋18以获得系统10所需的吸能特性。因此，在撞击事件中，系统10可以对于撞击的速度提供适当的吸能特性。

正如这里所使用的，修饰形容词的副词“实质上”意味着形状、结构、尺寸等可能由于材料、加工、制造等的缺陷而偏离精确描述的几何形状、距离、尺寸等。

在附图中，相同的附图标记指示相同元件。此外，这些元件中的一些或全部可以改变。因此，应当理解的是，上述说明书旨在说明并非限制。

通过阅读上述说明书，除了提供的示例以外的许多实施例和应用对本领域技术人员来说将是显而易见的。本发明的范围应该不应参照上述说明书确定，而是应该参照所附的权利要求连同这些权利要求所享有的全部等同范围而确定。可以预期和想到的是未来的发展将出现在这里所述的领域中，且公开的系统和方法将结合入这些未来的实施例中。总之，应当理解的是，本发明能够修改和变化并且仅由下面的权利要求限定。

在权利要求中使用的全部术语，旨在被给予如本领域技术人员所理解的它们的通常含义，除非在此作出与此相反的明确指示。特别地，单数冠词的使用，如“一”，“这”，“所述”等应该被理解为描述一个或多个指示的元件，除非权利要求中描述了与此相反的明确限制。

Claims (20)

1.一种能量吸收系统，包含：

车辆保险杠；

附接至所述车辆保险杠的能量吸收元件；以及

多个肋，所述肋具有铰链式地附接至所述能量吸收元件的各自的第一端部；

其中所述肋在所述能量吸收元件和所述保险杠之间延伸。

2.根据权利要求1所述的系统，进一步包含至少一个拉杆，所述至少一个拉杆固定地附接至所述肋的各自的第二端部。

3.根据权利要求2所述的系统，进一步包含线缆，其中所述线缆穿过所述能量吸收元件中的开口和所述肋中的开口中的一个，并且进一步地，其中所述线缆的第一和第二端部分别附接至至少一个所述拉杆的第一和第二端部。

4.根据权利要求3所述的系统，进一步包含机动化带轮，其中当驱动所述带轮时所述线缆被移动，以使所述拉杆被移动，从而移动所述肋的所述第二端部。

5.根据权利要求2所述的系统，其中所述肋的每一个所述第二端部都设置有开口，以容纳至少一个所述拉杆。

6.根据权利要求5所述的系统，其中至少一个所述拉杆包括具有第一直径的多个第一部分，以及具有相对于所述第一直径减小的第二直径的多个部分，并且进一步地，其中所述第二直径等于或大于所述肋的每一个所述第二端部内的所述开口的直径。

7.根据权利要求2所述的系统，其中所述至少一个拉杆为两个拉杆。

8.根据权利要求7所述的系统，进一步包含用于第一拉杆的线性运动的第一机构，以及用于第二拉杆的线性运动的第二机构。

9.根据权利要求8所述的系统，进一步包含第一和第二连杆，所述第一连杆连接所述第一机构和所述第一拉杆，以及所述第二连杆连接所述第二机构和所述第二拉杆。

10.根据权利要求8所述的系统，其中所述第一机构和所述第二机构中的至少一个包括线性驱动器和螺线管中的一个。

11.根据权利要求2所述的系统，进一步包含控制器，所述控制器包括处理器和存储器，所述存储器储存由所述处理器可执行的指令，所述指令包括确定车辆速度的指令，以及基于车辆速度发送信号以驱动至少一个所述拉杆的运动以便影响所述肋相对于所述能量吸收元件的角度来获取所需的能量吸收特性的指令。

12.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统安装于车辆中。

13.一种能量吸收系统，包含：

车辆保险杠；

附接至所述车辆保险杠的能量吸收元件；

多个肋，所述肋具有铰链式地附接至所述能量吸收元件的各自的第一端部，其中所述肋在所述能量吸收元件和所述保险杠之间延伸；

拉杆，所述拉杆固定地附接至所述肋的各自的第二端部；以及

线缆，所述线缆附接至所述拉杆，以使所述线缆的运动使所述拉杆在相对于所述能量吸收元件在纵向方向上移动，因此所述肋相对于所述能量吸收元件的角度改变。

14.根据权利要求13所述的系统，进一步包含线缆和机动化带轮；

其中所述线缆穿过所述能量吸收元件中的开口和所述肋中的开口中的一个，并且进一步地，其中所述线缆的第一和第二端部分别附接至至少一个所述拉杆的第一和第二端部；以及

进一步地，其中当驱动所述带轮时所述线缆被移动，以使所述拉杆被移动，从而移动所述肋的所述第二端部。

15.根据权利要求14所述的系统，其中所述肋的每一个所述第二端部都设置有开口，以容纳至少一个所述拉杆，以及所述拉杆包括具有第一直径的多个第一部分，以及具有相对于所述第一直径减小的第二直径的多个部分，并且进一步地，其中所述第二直径等于或大于所述肋的每一个所述第二端部内的所述开口的直径。

16.根据权利要求14所述的系统，进一步包含控制器，所述控制器包括处理器和存储器，所述存储器储存由所述处理器可执行的指令，所述指令包括确定车辆速度的指令，以及基于所述车辆速度发送信号以驱动所述拉杆的运动以便影响所述肋相对于所述能量吸收元件的角度来获取所需的能量吸收特性的指令。

17.一种能量吸收系统，包含：

车辆保险杠；

附接至所述车辆保险杠的能量吸收元件；

多个肋，所述肋具有铰链式地附接至所述能量吸收元件的各自的第一端部，其中所述肋在所述能量吸收元件和所述保险杠之间延伸；

第一和第二拉杆，其中所述第一拉杆固定地附接至第一组所述肋，并且所述第二拉杆固定地附接至第二组所述肋；以及

用于所述拉杆的第一个的线性运动的第一机构，以及用于所述拉杆的第二个的线性运动的第二机构。

18.根据权利要求17所述的系统，进一步包含第一和第二连杆，所述第一连杆连接所述第一机构和所述第一拉杆，以及所述第二连杆连接所述第二机构和所述第二拉杆。

19.根据权利要求17所述的系统，其中所述第一机构和所述第二机构中的至少一个包括线性驱动器和螺线管中的一个。

20.根据权利要求17所述的系统，进一步包含控制器，所述控制器包括处理器和存储器，所述存储器储存由所述处理器可执行的指令，所述指令包括确定车辆速度的指令，以及基于车辆速度发送信号以驱动至少一个所述拉杆的运动以便影响所述肋相对于所述能量吸收元件的角度来获取所需的能量吸收特性的指令。

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