CN105365720B - 用于车辆的自适应吸能装置 - Google Patents

Abstract

一种吸能系统，其包含车辆保险杠。吸能元件被附接至保险杠，该吸能元件包含第一片和第二片。线性驱动器将吸能元件连接至保险杠。驱动器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和车辆前护板的示例的透视图；

图2是自适应吸能装置系统在第一状态下的示例的透视图；

图3是图1的自适应吸能装置系统在第二状态下的透视图；

图4是图1的自适应吸能装置系统在第一状态下的端部的透视图；

图5是图1的自适应吸能装置系统在第二状态下的端部的透视图；

图6是图1的自适应吸能装置系统的中部的透视图，包括线性驱动器的细节视图；

图7是包括驱动器头部支架和车辆保险杠在内的线性驱动器的细节透视图；

图8是用于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。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。图2显示了包括吸能装置16的系统10，该吸能装置16处在第一状态下，例如，处在适应低速损坏承受力需求的位置。图3显示了包括吸能装置16的系统10，该吸能装置16处在第二状态下，例如，处在适应行人保护需求的位置，即较高的速度。在第一状态下，系统10被展开以吸收比在第二状态下被展开时更大量的撞击能。

参照图1-3，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，取决于吸能需求，例如弹性材料、金属板等。另外，吸能装置16总体包括由这种材料制成的第一片17和第二片18。片17、18可以通过各种机制彼此相互固定，例如粘合剂和/或摩擦。保险杠14可以进一步拥有贴附于其上的侧面元件，例如碰撞能量吸收罐(crash can)15。保险杠14，例如通过碰撞能量吸收罐15，可以以传统的方式附接至车辆前端(未示出)。

吸能装置16的第一端部和第二端部——例如第一端部为第一片17的端部，并且第二端部为第二片18的端部——可以附接至保险杠14的各自的第一端部和第二端部。例如，可以将枢轴销22穿过位于吸能装置16的第一端部和第二端部的各自的固定耳片34而插入，并穿过设置在保险杠14中的开口，从而枢转地将片17、片18各自固定至保险杠14。

设置线性驱动器20，例如螺旋式线性驱动器或诸如此类，以便相对于保险杠14移动吸能装置16，例如将吸能装置16从如前所述的第一状态移动至第二状态。也就是说，可以使用驱动器20将吸能装置16远离保险杠14延伸，以达到第一状态，即用于LSD情况的展开。进一步地，可以使用驱动器20将吸能装置16向保险杠14拉拽，以达到第二状态，即用于行人保护情况的展开。驱动器20包括保险杠固定夹具23，该保险杠固定夹具23可以焊接至、粘合至或以其他方式固定至保险杠14。进一步地，驱动器20被连接至吸能装置16，总体通过挠曲机构连接至片17、18二者，该挠曲机构允许驱动器20适应片17、18相对于彼此以及相对于保险杠14的挠曲和移动。在本示例中，挠曲机构为铰链式头部支架26。支架26可以使用粘合剂或其他固定机制来固定至吸能装置16。

如图4中所示，吸能装置16的片17可以包括耳片34，在该耳片34具有在其中的容纳销22的开口36。需要注意的是，虽然在图4中显示了从片17的顶侧延伸的一个耳片34和开口36，但是应当理解的是包括位于第二耳片34的第二开口36的第二个对应的耳片34总体同样地从片17的底侧延伸，第二开口36同样容纳销22。开口36可以是细长的，例如，具有稍大于销22直径的宽度，以及具有数倍于销22的直径的长度，例如3至4倍。设置具有细长形状的开口36的目的是为了允许片17在吸能装置16从第一状态过渡至第二状态(或它们之间的一些状态)时，围绕销22枢转，并相对于保险杠14沿纵长的方向移动。

例如，图4显示了包括片17、处在对应于的第一状态的吸能装置16。当驱动线性驱动器20以在朝向保险杠14的方向上移动吸能装置16时，吸能装置16过渡至对应于图3的第二状态。在这次过渡中，片17以由箭头A所指示的方向移动。

图5显示了包括片17、处在对应于图3的第二状态的吸能装置16，例如，当驱动器已经将吸能装置16从第一状态移动至第二状态时。相反地，可以使用驱动器20将位于第一状态的吸能装置16远离保险杠14移动，以过渡至第二状态。虽然没有在例如图4和5这样的细节视图中显示，但是应当理解的是，吸能装置16的第二片18同样可以包括具有插入销22穿过的开口36的耳片34。因此，以刚刚描述的方式，包含于吸能装置16中的片17、18可以相对于保险杠14可移动地、纵向地和/或枢转地固定至保险杠14。

图6和7包括用于系统10中的线性驱动器20的细节视图。驱动器凸缘24和驱动器螺纹圆柱25构成驱动器保险杠夹具23。凸缘24可以通过各种固定机制贴附至保险杠14，例如，焊接或粘附。螺纹圆柱25的内部具有螺纹，以对应于由此穿过的设置在驱动器螺钉21上的螺纹。螺钉21可旋转地固定至铰链式头部支架26。例如，螺钉21可以装备有边缘或凸缘，以便将螺钉21固定至头部支架中心元件中的开口，允许支架26在螺钉21的轴线方向上朝向和远离保险杠14移动。

进一步地，正如刚刚所提到的，螺钉21的固定机制允许螺钉相对于支架26的中心元件32旋转或转动。支架26进一步装备有通过铰链28铰链式地附接至中心元件32的侧面元件30。可以由金属板或诸如此类制成的侧面元件30连同中心元件32使用例如焊接这样的固定机制分别固定至片17、18。因此，当驱动器20被用于影响吸能装置16在螺钉21的轴线方向朝向或远离保险杠14的运动时，铰链28和/或中心元件30的柔韧性与片17、18相对于彼此的移动相适应。

例如，当吸能装置16朝向保险杠14移动时，片17、18可以彼此移开，特别是在元件30附接的侧面上。铰链28——可能连同中心元件32的柔韧性——适应两个元件30之间的距离的变化，例如距离变得更大。同样地，当吸能装置16远离保险杠14移动时，片17、18可以朝向彼此移动，直到在元件30附接的侧面上的片17、18之间没有间隙。因此，铰链28和/或中心元件30的柔韧性可以适应两个元件30之间的距离的变化，例如距离变得更小。

图8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8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，上文所讨论的线性驱动器20。

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，以便移动吸能装置16以获得系统10所需的吸能特性。例如，如前所述，吸能装置16可以从第一状态移动至第二状态，和/或反之亦然。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 (16)

1.一种吸能系统，包含：

车辆保险杠；

枢转地附接至所述保险杠的吸能元件，所述吸能元件包含第一片和第二片；以及

线性驱动器，所述线性驱动器将所述吸能元件连接至所述保险杠。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述线性驱动器的运动引起了所述吸能元件在至少一个方向上的运动，所述至少一个方向为朝向和远离所述车辆保险杆中的一个。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述线性驱动器包括螺钉和具有螺纹圆柱的保险杠夹具，所述螺钉和所述螺纹圆柱螺纹配合。

4.根据权利要求3所述的系统，其中所述保险杠夹具被固定至所述保险杠。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述线性驱动器包括挠曲机构。

6.根据权利要求5所述的系统，其中所述挠曲机构为铰链式头部支架。

7.根据权利要求6所述的系统，其中所述铰链式头部支架包括中心元件和两个侧面元件，所述中心元件具有附接至其上的所述线性驱动器的螺钉，以及所述侧面元件被固定至所述吸能元件。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述吸能元件的所述第一片和所述第二片各自包括一对固定耳片，所述耳片具有在其中的开口。

9.根据权利要求8所述的系统，其中所述吸能元件的所述第一片和所述第二片通过穿过所述耳片开口和所述保险杠中的开口而插入的第一枢轴销和第二枢轴销分别固定至所述保险杠。

10.根据权利要求9所述的系统，其中所述耳片开口各自设置为允许所述第一片和所述第二片中的每一个当驱动所述线性驱动器时相对于所述保险杠既能枢转地移动又能纵向地移动。

11.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一片和所述第二片由塑料和金属板中的至少一个制成。

12.根据权利要求1所述的系统，其中所述保险杠由钢制成。

13.根据权利要求1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线性驱动器的运动来获得所需的吸能特性的指令。

14.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统安装于车辆上。

15.一种吸能系统的使用方法，包含：

确定车辆速度；以及

基于所述车辆速度，发送信号以驱动线性驱动器的运动来获得吸能系统的所需的吸能特性，所述吸能系统包括保险杠和枢转地附接至所述保险杠并具有第一片和第二片的吸能元件，其中所述线性驱动器将所述吸能元件连接至所述保险杠。

16.一种控制器，其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，发送信号以驱动线性驱动器的运动来获得吸能系统的所需的吸能特性的指令，所述吸能系统包括保险杠和枢转地附接至所述保险杠并具有第一片和第二片的吸能元件，其中所述线性驱动器将所述吸能元件连接至所述保险杠。

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