CN105564356B - 车辆碰撞能量吸收器 - Google Patents

Abstract

一种碰撞吸收装置，包括板件和具有面板厚度的面板。中间部具有中间部厚度且在板件和面板之间延伸。中间部限定板件和面板之间的腔室。开口与腔室连通。中间部厚度小于面板厚度。碰撞吸收装置可移动到展开位置以在碰撞过程中接触乘员。因为中间部厚度小于面板厚度，所以中间部更快地膨胀，提供用于乘员的碰撞表面。

Description

车辆碰撞能量吸收器

技术领域

本发明总体涉及车辆乘客保护技术领域，更具体地涉及一种车辆碰撞能量吸收总成及装置。

背景技术

车辆(比如汽车)的内部典型地包括用于在车辆的碰撞过程中吸收来自车辆的乘员的能量的能量吸收器。例如，车辆可以包括定位在车辆内部的前方的仪表板，和通过仪表板支撑的能量吸收器。具体地，仪表板可以包括刚性框架和定位在乘员的膝部和刚性框架之间的膝垫。膝垫可以被配置为吸收能量且减轻乘员的膝部和仪表板的刚性框架之间的碰撞。

能量吸收器可以是被动的，例如，在碰撞之前不被激活，或可以是主动的，例如，当碰撞被感测到时被展开。主动能量吸收器期望用在车辆内部中的一些应用。然而，在车辆的内部内的空间有限，并且，照此，设计仪表板为尽可能地小是令人期望的。仍然有机会来设计具有在展开之前减少的尺寸的主动能量吸收器。

发明内容

根据本发明，提供一种碰撞吸收总成，包含：

仪表板，其具有框架和盖；

碰撞吸收装置，其具有连接到框架的板件、邻近盖的面板、和连接板件和面板的中间部；以及

执行器，其配置为给碰撞吸收装置充气；

其中面板具有面板厚度且中间部具有小于面板厚度的中间部厚度；且

其中面板和中间部是一体的。

根据本发明的一个实施例，其中板件与中间部是一体的。

根据本发明，提供一种碰撞吸收装置，包含：

板件；

面板，其具有面板厚度；

中间部，其具有中间部厚度且在板件和面板之间延伸以及限定板件和面板之间的腔室；

开口，其与腔室连通；

其中中间部厚度小于面板厚度；且

其中面板与中间部是一体的。

根据本发明的一个实施例，其中板件与中间部是一体的。

附图说明

图1是具有处于收起位置的碰撞吸收总成的碰撞吸收装置的车辆的内部的主视图；

图2是具有处于展开位置的碰撞吸收装置的车辆的内部的主视图；

图3A是具有处于收起位置的碰撞吸收装置的车辆的内部的侧视图；

图3B是具有处于收起位置的碰撞吸收装置的车辆的内部的侧视图，其中具有便于展开的斜槽；

图4A是具有处于展开位置的碰撞吸收装置的车辆的内部的侧视图；

图4B是具有处于展开位置的碰撞吸收装置的车辆的内部的侧视图，其中具有便于展开的斜槽；

图5是处于收起位置的碰撞吸收装置的后视图，其中执行器从碰撞吸收装置的板件中分解出来；

图6是处于展开位置的碰撞吸收装置的后视图且示出了以放大视图显示的碰撞吸收装置的中间部的一部分；

图7是处于收起位置的碰撞吸收装置的剖视图；

图8A是处于侧面板指向外部的展开位置的碰撞吸收装置的第二实施例的一个配置的主视图；

图8B是处于侧面板指向内部的展开位置的碰撞吸收装置的第二实施例的另一个配置的主视图。

具体实施方式

参照附图，其中贯穿几个视图，相同的附图标记表示相同的部件，碰撞吸收装置20包括板件22、面板24、和中间部26。中间部26在板件22和面板24之间延伸且限定板件22和面板24之间的腔室28。开口30与腔室28连通。面板24具有面板厚度24t且中间部26具有小于面板厚度24t的中间部厚度26t。

碰撞吸收装置20可以是碰撞吸收总成10的部件。具体地，碰撞吸收总成10包括仪表板12和碰撞吸收装置20。仪表板12具有框架16和盖14，且碰撞吸收装置20的板件22连接到框架16。碰撞吸收装置20的面板24相邻于盖14。执行器32被配置为给碰撞吸收装置20充气。

面板厚度24t和中间部厚度26t之间的差影响碰撞吸收装置20的性能。一通过执行器32充气，中间部26就非常迅速地膨胀，如下面进一步所述，迅速地创建用于与乘员碰撞的更大的表面面积。较厚的面板厚度24t首先展开到车辆中以便中间部26可以向外地膨胀，创建更宽阔的碰撞表面。此外，较薄的中间部厚度26t允许更有效的封装和在制造中使用更少的材料。

碰撞吸收总成10是车辆100的部件。车辆可以是，例如，汽车或任何其它合适的类型的车辆。仪表板12可以以任何合适的方式被安装到车辆100的其余部分。

参照图1和2，当感测到车辆和对象之间的当前的或即将发生的碰撞时，碰撞吸收装置20在如图1中所示的收起位置和如图2中所示的展开位置之间可移动。碰撞吸收装置20从仪表板12膨胀到车辆100的乘客舱(未编号)中。如图1-2中所示，碰撞吸收装置20被定位为吸收来自乘员的腿部的能量，即，碰撞吸收装置20是膝垫。可选择地，碰撞吸收装置20可以被定位在仪表板12的任何部分以向乘员的任何部分展开，包括就座在车辆100的任何座椅上的乘员的头部、躯干等。车辆100可以包括在任意多个位置的任意数量的能量吸收装置。在图1和2中所示的车辆100，例如，包括两个能量吸收装置。

板件22将碰撞吸收装置20连接到仪表板12。板件22例如可以包括至少一个紧固件34。例如，紧固件34可以是连接到仪表板的框架的螺纹紧固件，如图3和4中所示。螺纹紧固件可以穿过仪表板12的框架16延伸且可以用螺纹螺母固定到框架16。可选择地，板件22可以以任何合适的方式连接到仪表板12。

板件22可以限定与执行器32连通的开口30，如图5和7中所示。开口30将驱动介质从执行器32传送到腔室28以将碰撞吸收装置20从收起位置移动到展开位置，如下面进一步所述。具体地，执行器32可以对开口30开放，如图7中最佳所示。可选择地，执行器32可以穿过开口30延伸到腔室28以将驱动介质直接地传递到腔室28。

执行器32可以是任何合适的类型，比如冷气体发生器。冷气体发生器——其可以是执行器的较小的形式——可以节省在碰撞吸收装置20中的封装空间。驱动介质可以是任何合适的类型，比如气体。

如图1和图3A中最佳所示，当碰撞吸收装置20处于收起位置时，面板24面向乘员。当碰撞吸收装置20移动到展开位置时，面板24伸入到车辆100中，如图2和4中所示。

碰撞吸收装置20可以与仪表板12齐平，例如，沿无压痕的边缘对齐。具体地，碰撞吸收装置20的面板24可以与仪表板12的盖14齐平。

碰撞吸收装置20的面板24可以呈现A类表面，即，具体地制造成具有高质量、没有瑕疵的成品的美观外形的表面。A类表面可以具有任何合适的表面纹理，其可以匹配仪表板12的表面纹理。

中间部26将板件22连接到面板24。碰撞吸收装置20一展开，中间部26就从收起位置膨胀到展开位置，如下面进一步所述。中间部26可以是网状的；例如，中间部26可以包括编织成具有多边形开口的设计的线40，比如交叉线。网状的中间部26的另一个示例可以是具有穿孔(未示出)的薄膜。当是网状的时候，中间部26是柔性的、薄的、易于制造、且允许定制化的充气和排气。网状的中间部26也可以减少材料的使用和因此的总成本。中间部26也可以是柔性片或薄固态膜。

面板24和中间部26可以是一体的，即，同时形成为整体结构。整体结构允许更有效率的制造过程和更少的应力集中点。替代于形成一体，面板24和中间部26可以单独地形成，并且随后通过熔化、紧固、粘合剂或其它连接方法连接。此外，板件22可以与面板24和中间部26一体化，即，同时形成为整体结构。

面板24和中间部26可以由相同类型的材料制成，比如尼龙、橡胶塑料混合物、或其它合适的聚合材料。以相同类型的材料形成碰撞吸收装置20允许更容易的制造和减少的重量和成本。使用相同类型的材料也有助于在制造过程中将碰撞吸收装置20的部件连接在一起。

当处于收起位置时，例如，面板厚度24t可以是1-3毫米，且中间部厚度26t可以小于面板厚度24t。因为中间部26可以具有比面板24更大的表面面积，所以减小中间部厚度26t可以显著地节省封装空间。此外，当中间部厚度26t小，例如1mm或更小时，中间部26将比面板24更迅速地充气和膨胀，创建大的表面以吸收碰撞能量。薄的中间部厚度26t也减少了可见的折叠线和应力集中，增加了碰撞吸收装置20的耐久性。

为了适当的充气和封装，在收起位置，面板24可以与板件22隔开，如图7中所示。将面板24和板件22隔开允许中间部26折叠在面板24和板件22之间，如图7，减少对碰撞吸收装置20需要的空间的总量。间隔也允许面板24在展开过程中膨胀，与保持固定的板件22不同。

如上所述，中间部26限定板件22和面板24之间的腔室28。一经碰撞，腔室28就被充气，使中间部26膨胀成碰撞表面。作为设计因素，腔室28的尺寸可以改变，取决于中间部26如何连接板件22和面板24。腔室28的设计尺寸——其可以被改变——可以在展开过程中影响充气速度。

板件22具有板件周缘22p且面板24具有面板周缘24p。中间部26可以将板件周缘22p连接到面板周缘24p，使腔室28的尺寸最大化。将板件周缘22p连接到面板周缘24p也简化了制造，同时允许更多的中间部26被折叠在面板24和板件22之间。

如上所述，碰撞吸收总成10可以包括与腔室28连通的执行器32。一经碰撞，执行器32就通过开口30给碰撞吸收装置20充气。执行器32可以被定位在开口32内或可以通过碰撞吸收装置20的另一个部件与腔室28连通。执行器32可以支撑在板件22上和/或可以通过另一个部件(例如仪表板12)支撑。

执行器32可以与碰撞传感器(未示出)和控制器(未示出)通信。碰撞传感器被配置为感测车辆与对象的外部碰撞。碰撞传感器可以感测碰撞或可以感测即将发生的碰撞。碰撞传感器可以是任何合适的类型，例如，使用加速度计、雷达、激光雷达、和/或视觉系统。视觉系统可以包括一个或多个摄像机、CCD(电荷耦合器件)图像传感器、和/或CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器等。

控制器可以是基于微处理器的控制器。碰撞传感器与控制器通信以将数据传送到控制器。基于通过碰撞传感器传送的数据，控制器指示执行器激活。

控制器和碰撞传感器可以连接到车辆100的通信总线，比如控制器局域网(CAN)总线。控制器可以使用来自通信总线的信息以控制执行器32的激活。执行器32可以可选择地连接到控制器或连接到通信总线。

图3A示出了处于收起位置的碰撞吸收总成10的剖面侧视图。图4A示出了处于展开位置的碰撞吸收总成10。一经通过执行器32充气，面板24和中间部26就膨胀到车辆中，提供碰撞表面。因为中间部厚度26t小于面板厚度24t，所以中间部26膨胀成比面板24更大的碰撞表面。具体地，执行器32用驱动介质给腔室28充气以至少伸展中间部26和使腔室28膨胀。

为了便于中间部26的平顺展开，可以有如图3B和4B中所示的斜槽36。斜槽36可以从框架16延伸到盖14，围绕面板周缘24p延伸。斜槽36可以由任何合适的材料构成，比如塑料。斜槽36允许中间部26更快地膨胀，减少直到碰撞表面被创建的时间量。斜槽36可以是整体结构的或被分割以与中间部26的不同部件相互作用。

碰撞吸收装置20的后视图在图5和6中被示出。在图5中，碰撞吸收装置20处于收起位置。面板24靠近板件22，通过中间部26连接。开口30穿过板件22延伸，并且执行器32被放置在开口30，这里以分解图显示。图6示出了处于展开位置的碰撞吸收装置20。面板24和中间部26膨胀成碰撞表面。执行器32在通过板件22限定的开口30中被示出。

碰撞吸收装置20开始处于如图5中所示的收起位置。在正常的车辆操作过程中，碰撞吸收装置20将保持在收起位置。当感测到车辆与对象之间的碰撞时，执行器32给碰撞吸收装置20充气，移动到如图6中所示的展开位置。当面板24和中间部26向乘员膨胀时，碰撞表面被迅速地生成。碰撞吸收装置20，例如，至少中间部26，在多个方向上从收起位置膨胀到展开位置。

当处于展开位置时，现在膨胀的中间部26具有很少或没有可见的折叠线。这防止中间部26中的应力集中且延长碰撞吸收装置20的寿命。面板24、板件22、和中间部26的单一类型的材料的使用也减少了应力集中和折叠线。如果中间部26是网状的，则中间部26的膨胀可以进一步被控制。

在图8A和8B中所示的第二实施例中，碰撞吸收装置20具有连接到中间部26、板件22和面板24的至少一个侧面板50，其中侧面板50具有大于中间部厚度26t的侧面板厚度50t。与中间部26不同，侧面板50不从面板24向外地膨胀，进一步允许碰撞吸收装置20的受控制的膨胀。

侧面板50可以包括连接到板件22的第一部分52、连接到面板24的第二部分54、和第一部分52和第二部分54之间的褶皱56。侧面板50如图8中所示可以被折叠在板件22和面板24之间。当碰撞吸收装置20处于展开位置时，褶皱56可以如图8A膨胀为从碰撞吸收装置20指向外部，或可以如图8B保持在板件22和面板24之间。碰撞吸收装置20可以包括面向取决于碰撞吸收装置20的期望的充气特性的任何合适的方向的任何合适数量的侧面板。侧面板50可以具有多个褶皱56。

本发明已经以说明性的方式进行了描述，并且应当理解的是，已经使用的术语旨在采用词语的描述性质而不是限制性质。鉴于上述教导，本发明的许多修改和变化是可能的，并且可以与具体描述的内容不同地实践本发明。

Claims (20)

1.一种碰撞吸收总成，包含：

仪表板，其具有框架和盖；

碰撞吸收装置，其具有连接到所述框架的板件、邻近所述盖的面板、和直接连接所述板件和所述面板的中间部；以及

执行器，其配置为给所述碰撞吸收装置充气；

其中所述面板具有面板厚度且所述中间部具有小于所述面板厚度的中间部厚度以使中间部能够以迅速创建更大的碰撞表面的方式向外膨胀。

2.根据权利要求1所述的碰撞吸收总成，其中所述板件、所述面板、和所述中间部是一体的。

3.根据权利要求1所述的碰撞吸收总成，其中所述碰撞吸收装置的所述面板与所述仪表板的所述盖齐平。

4.根据权利要求1所述的碰撞吸收总成，进一步包含碰撞传感器和与所述碰撞传感器和所述执行器通信的控制器。

5.根据权利要求1所述的碰撞吸收总成，其中所述面板厚度是1-3毫米且所述中间部厚度小于所述面板厚度。

6.一种碰撞吸收装置，包含：

板件；

面板，其具有面板厚度；

中间部，其具有中间部厚度且在所述板件和所述面板之间延伸以及限定从所述板件延伸到所述面板的腔室；

开口，其与所述腔室连通；

其中所述中间部厚度小于所述面板厚度以使中间部能够以迅速创建更大的碰撞表面的方式向外膨胀。

7.根据权利要求6所述的碰撞吸收装置，其中所述板件、所述面板、和所述中间部是一体的。

8.根据权利要求7所述的碰撞吸收装置，其中所述面板和所述中间部由相同类型的材料构成。

9.根据权利要求8所述的碰撞吸收装置，其中所述板件由与所述面板和所述中间部相同类型的材料构成。

10.根据权利要求6所述的碰撞吸收装置，其中所述中间部是网状的。

11.根据权利要求6所述的碰撞吸收装置，其中所述面板与所述板件间隔开。

12.根据权利要求6所述的碰撞吸收装置，其中所述开口延伸穿过所述板件。

13.根据权利要求6所述的碰撞吸收装置，其中所述板件具有板件周缘且所述面板具有面板周缘，并且其中所述中间部从所述板件周缘延伸到所述面板周缘。

14.根据权利要求6所述的碰撞吸收装置，其中所述中间部被折叠在所述面板和所述板件之间。

15.根据权利要求6所述的碰撞吸收装置，进一步包含通过所述开口与所述腔室连通的执行器。

16.根据权利要求6所述的碰撞吸收装置，其中所述面板厚度是1-3毫米且所述中间部厚度小于所述面板厚度。

17.根据权利要求6所述的碰撞吸收装置，进一步包含配置为平顺地展开所述中间部的斜槽。

18.根据权利要求6所述的碰撞吸收装置，进一步包含连接到所述中间部、所述板件、和所述面板的至少一个侧面板，其中所述至少一个侧面板具有大于所述中间部厚度的侧面板厚度。

19.根据权利要求18所述的碰撞吸收装置，其中所述至少一个侧面板包括连接到所述板件的第一部分、连接到所述面板的第二部分、以及在所述第一部分和所述第二部分之间的至少一个褶皱。

20.根据权利要求19所述的碰撞吸收装置，其中所述至少一个侧面板被折叠在所述面板和所述板件之间。

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