CN107176128B - 保险杠加强总成 - Google Patents

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Abstract

一种车辆前端包括保险杠和附接到保险杠的支架。多个翼片可移动地附接到支架并且彼此间隔开。翼片在横向于保险杠的方向上逐渐变细。翼片可以移动到展开位置以加强保险杠来改善保险杠的低速损坏性，并且翼片可以移动到非活动位置，这可以允许护板相对于展开位置更容易地变形，以提供针对行人碰撞的能量吸收。

Description

保险杠加强总成
技术领域
本发明总体上涉及机动车辆装备领域，更具体地，涉及一种保险杠加强总成。
背景技术
车辆保险杠可以具有由保险杠的材料和结构确定的刚度。然而，保险杠的期望刚度可以根据车辆速度而不同。例如，在低车辆速度下，可能希望较高的刚度以防止损坏保险杠，而在高车辆速度下，可能需要较低的刚度以减少在行人碰撞期间的吸收能量。
一些车辆研究组织针对特定结果发布用于车辆的测试协议和标准。例如，汽车维修研究委员会(Research Council for Automobile Repairs，RCAR)发布了用于车辆的碰撞试验协议和标准。一个示例RCAR碰撞测试协议涉及低速损坏性(Low SpeedDamageability，LSD)，即在15公里/小时(kph)对车辆部件的损坏。在另一个示例中，国家公路交通安全管理局(National Highway Traffic Safety Administration，NHTSA)发布了联邦机动车辆安全标准(Federal Motor Vehicle Safety Standards，FMVSS)第581部分，其描述了用于车辆保险杠系统的LSD的碰撞测试协议。然而，如上所述，用于LSD的保险杠系统的刚度可以不同于在较高车辆速度(例如大于30kph)下行人保护所需的刚度。换句话说，对LSD和行人保护的要求创造了竞争的设计原则。仍然有机会设计一种既应对低速损坏性又应对行人碰撞的车辆保险杠。
发明内容
根据本发明，提供一种车辆前端，包含：
保险杠；
支架，该支架附接到保险杠；以及
多个翼片，该多个翼片可移动地附接到支架并且彼此间隔开；
其中翼片在横向于保险杠的方向上逐渐变细。
根据本发明的一个实施例，还包含连接到翼片的驱动总成，以及连接到驱动总成的致动器。
根据本发明的一个实施例，还包含由支架支撑的齿条和由翼片支撑并且与齿条啮合的小齿轮。
根据本发明的一个实施例，其中每个小齿轮固定到每个翼片。
根据本发明的一个实施例，该车辆前端还包含连接翼片的连杆机构。
根据本发明的一个实施例，其中连杆机构包括彼此枢转地连接的连杆，每个连杆连接到翼片中相邻的翼片。
根据本发明的一个实施例，其中翼片或连杆中的一个各自包括销并且翼片或连杆中的另一个各自包括可移动地接收销中的一个的槽。
根据本发明的一个实施例，该车辆前端还包含由支架支撑并且与翼片连接的致动器。
根据本发明的一个实施例，该车辆前端还包含包括处理器和存储器的控制器，处理器被编程为确定车辆速度，并且基于车辆速度来致动致动器以使翼片相对于保险杠从第一位置移动到第二位置。
根据本发明的一个实施例，其中翼片在第一位置时大体上垂直于保险杠延伸，并且在第二位置时相对于保险杠以非垂直角度延伸。
根据本发明的一个实施例，其中每个翼片是大体上V形的。
根据本发明，提供一种保险杠加强总成，包含：
支架，该支架具有纵向轴线和沿着纵向轴线彼此间隔开的两个端部；以及
翼片，该翼片可移动地附接到支架并且沿着纵向轴线彼此间隔开；
其中翼片在横向于纵向轴线的方向上逐渐变细。
根据本发明的一个实施例，该保险杠加强总成还包含由支架支撑的齿条和由翼片支撑并且与齿条啮合的小齿轮。
根据本发明的一个实施例，其中每个小齿轮固定到每个翼片。
根据本发明的一个实施例，该保险杠加强总成还包含由支架支撑并且连接到齿条的致动器。
根据本发明的一个实施例，该保险杠加强总成还包含连接翼片的连杆机构。
根据本发明的一个实施例，其中连杆机构包括彼此枢转地连接的连杆，每个连杆连接到翼片中相邻的翼片。
根据本发明的一个实施例，其中翼片或连杆中的一个各自包括销并且翼片或连杆中的另一个各自包括可滑动地接收销中的一个的槽。
根据本发明的一个实施例，该保险杠加强总成还包含由支架支撑并且连接到连杆机构的致动器。
根据本发明的一个实施例，其中每个翼片是大体上V形的。
附图说明
图1是具有保险杠、保险杠加强总成和从车辆的其余部分分解的护板的车辆的分解立体图；
图2A是保险杠加强总成的平面图，该保险杠加强总成包括以隐藏线示出的支架和在展开位置中的翼片；
图2B是图2A中标识的保险杠加强总成的放大部分的立体图；
图3是具有处于非活动位置的翼片的保险杠加强总成的平面图；
图4A是具有处于展开位置的翼片的保险杠加强总成的另一个实施例的平面图；
图4B是沿图5的线4B的保险杠加强总成的一部分的横截面图；
图5是具有移动到第二位置的翼片的保险杠加强总成的平面图；
图6是车辆速度感测子系统的框图。
具体实施方式
参考附图，其中在几个视图中相同的附图标记表示相同的部件，用于车辆10的保险杠加强总成16包括支架20和翼片(fin)24。支架20具有纵向轴线A和沿着纵向轴线A彼此间隔开的两个端部22。翼片24可移动地附接到支架20并且沿着纵向轴线A彼此间隔开。翼片24在横向于纵向轴线A的方向上逐渐变细。
翼片24可从如图2A和4A所示的展开位置(也称为“第一位置”)旋转到如图3和5所示的非活动位置(也称为“第二位置”)。翼片24的逐渐变细提供适当的刚度以在翼片24处于展开位置时(例如在低车辆速度时)加强车辆10的护板18以改善车辆的低速损坏性。换句话说，翼片24的逐渐变细可以加强护板18以减少在低速碰撞期间损坏护板18的可能性。翼片24的逐渐变细还提供翼片24相对于支架20从展开位置到非活动位置的摆动角。
参考图1，车辆10可以包括前端12，前端12包括保险杠14和覆盖保险杠14的护板18。车辆10可以是任何类型的乘客或商用车辆，例如汽车、卡车、运动型多用途车(sportutility vehicle)、出租车、公共汽车等。
保险杠14可以吸收来自车辆碰撞的能量并且可以定位在保险杠加强总成16后面，即在车辆向后方向上。具体地，保险杠加强总成16可以设置在保险杠14和护板18之间。保险杠14可以由金属(例如钢、铝等)构造。保险杠14可以以任何合适的方式附接到车辆10的车架84，例如紧固件、焊接、过盈配合等。
护板18可以覆盖保险杠14和保险杠加强总成16以提供美学外观。在车辆碰撞期间，护板18可以接触被碰撞的物体，从物体吸收能量。护板18可以由任何合适的材料构成，例如金属、聚合物(例如塑料)、复合材料等。护板18可以相对于保险杠14是柔性的和/或脆性的。护板18可以附接到车身(未编号)和/或车辆10的车架。
参考图1-5，支架20可以附接到保险杠14或车辆10的任何合适的部件。支架20设置在保险杠14和护板18之间。支架20在沿着纵向轴线A彼此间隔开的两个端部22之间是纵长的。
参考图1-5，保险杠加强总成16可以包括在支架20的端部之间彼此间隔开的任何合适数量的翼片24。例如，翼片24的数量可以基于特定速度和碰撞载荷的能量吸收要求进行选择，例如由汽车维修研究委员会(RCAR)规定的40％偏移低速结构碰撞试验协议。如图1-5所示，保险杠加强总成16可以包括左排翼片24和右排翼片24。左排和右排可以在展开位置和非活动位置之间独立地移动。
在展开位置，翼片24可以在与保险杠14在大体上垂直的方向上延伸。因此，在展开位置，翼片24可以通过将力从护板18传递到保险杠14来加强护板18。此外，翼片24可以在碰撞期间例如通过变形、断裂等吸收能量，减少由例如保险杠14和护板18吸收的能量。例如，如下所述，翼片24可以当车辆10以低速行驶时处于展开位置以减少在前端撞击期间损坏护板18的可能性。在非活动位置，翼片24可以在不垂直于保险杠14的方向上延伸。换句话说，翼片24可以相对于保险杠14变平。例如，在非活动位置，翼片24可以在相对于翼片24在展开位置时延伸的方向顺时针或逆时针40度的方向上延伸。因此，在非活动位置，翼片24不加强护板18并且相对于展开位置降低护板18的刚度。当车辆10以更高的速度行驶时，翼片24可以移动到非活动位置以在行人车辆撞击期间吸收来自行人的能量。换句话说，保险杠加强总成16提供可变刚度以减少在低速下损坏车辆10的可能性并且降低在较高速度下行人受伤的可能性。
如上所述，翼片24可以在横向于纵向轴线A的方向上逐渐变细。具体地，参考图2A和4A，翼片24可以当翼片24处于展开位置时在横向于纵向轴线A的方向上逐渐变细。在展开位置，翼片24可以在横向于保险杠14的方向上逐渐变细。在展开位置，每个翼片24在从护板18朝向保险杠14的方向上变宽，即在车辆向后方向上变宽。作为一个实施例，翼片24可以在横向于纵向轴线A和/或保险杠14的方向上形成大致V形。或者，翼片24可以以任何合适的形状逐渐变细。
如图2B所示，翼片24可以各自包括顶板34、侧板36和底板44。在图2B的示例中，翼片24包括两个侧板36。侧板36可以各自从顶板34延伸到底板44。当受到力时，例如在碰撞期间，顶板34和底板44连接侧板36并加强侧板36。顶板34和底板44可以成形为在横向于纵向轴线A的方向上(例如，以大体上三角形形状)逐渐变细。侧板36可以以任何合适的方式成形，例如，以从顶板34延伸到底板44的大体上矩形形状。
每个翼片24可以包括沿着侧板36延伸的肋46。肋46在受到轴向力时加强侧板36以防止屈曲。每个翼片24可以包括从侧板36中的一个延伸到顶板34和底板44之间的侧板36中的另一个的搁板48。当受到轴向力时搁板48加强侧板36、顶板34和底板44以防止屈曲。
如上所述，翼片24可移动地附接到支架20。例如，翼片24可以可旋转地附接到支架20。具体地，翼片24可以沿着支架20设置以允许翼片在展开位置和非活动位置之间旋转。
作为一个实施例，翼片24和支架20中的一个可以包括销42，以及翼片24和支架20中的另一个包括可旋转地接收销42的孔50。例如，如图所示，翼片24各自包括销42并且支架包括可旋转地接收销的孔50。销42保持在孔50中。
一些或所有的翼片24可以在尺寸和形状上相对于彼此变化。例如，如图2A-5所示，一些翼片24可以具有共同的尺寸和形状，并且一些翼片24可以具有不同的尺寸和形状。翼片24可以由任何合适的材料构成，例如聚合物(例如塑料)、复合材料、金属等。例如，翼片24和销42可以由与形成支架20的塑料不同的塑料构成，以减小翼片24和在支架20的孔50中旋转的销42的阻力。翼片24可以各自成型到支架20中作为整体结构，并且通过成型到支架20中并与翼片24接合的销42与支架20接合。
保险杠加强总成16包括连接到翼片24的驱动总成52和连接到驱动总成52的致动器28。驱动总成52将来自致动器28的运动传递到翼片24，以使翼片24在展开位置和非活动位置之间移动。驱动总成52的第一实施例在图2A-3中示出，以及驱动总成52的第二实施例在图4A-5中示出。
在第一实施例中，驱动总成52包括连接翼片24的连杆机构26。连杆机构26将致动器28连接到翼片24，并且将来自致动器28的运动传递到翼片24以在展开位置和非活动位置之间移动翼片24。
连杆机构26可以包括彼此枢转地联接的连杆30。每个连杆30可以连接到翼片24中相邻的翼片上。例如，翼片24或连杆30中的一个各自包括销38，并且翼片24或连杆30中的另一个各自包括可移动地(例如可滑动地)接收销38中的一个的槽32。具体地，在图2A-3所示的实施例中，翼片24各自包括一个销38并且连杆30各自包括接收相应销38的一个槽54。连杆30可以各自具有特定长度以指定每个翼片24从展开位置旋转到非活动位置的角度，例如40度。连杆30的特定长度允许翼片24在不与其它翼片24接触的情况下在非活动位置旋转到较大角度。连杆30可由任何合适的材料构造，例如聚合物(例如塑料)、复合材料、金属等
如下所述，致动器28可以移动连杆30以在展开位置和非活动位置之间移动翼片24。例如，参考图2A-3，致动器28可以拉动连杆30以将翼片24从展开位置移动到非活动位置，并且可以推动连杆30以将翼片24从非活动位置移动到展开位置。或者，致动器28可以推动连杆30以将翼片24移动到非活动位置并且可以拉动连杆30以将翼片24移动到展开位置。随着致动器28推动/拉动连杆30，连杆30的销38随着每个翼片24围绕保持在孔50中的销42旋转而在它们各自的槽32中滑动。
参考图2B，每排翼片24可以包括端部翼片56和第二翼片54。致动器28可以例如利用连杆30直接连接到第二翼片54。在该构造中，另一连杆30可以将第二翼片54连接到端部翼片56。这里，因为支架20中的空间可以朝向端部22被约束，端部翼片56可能太短而不能支撑槽32中的一个和销38中的一个。连杆机构36可以包括从致动器28延伸到第二翼片54的较长的连杆30，并且第二翼片54可以包括将第二翼片54连接到端部翼片56的连杆30，例如连接到第二翼片54的底板44和端部翼片56。当致动器28拉动连接到第二翼片54的连杆30时，将第二翼片54连接到端部翼片56的连杆30推动端部翼片56。
驱动总成52的第二实施例在图4A-5中示出。图4A-5的驱动总成52包括齿条58和多个小齿轮60。齿条58将致动器28连接到翼片24，并将来自致动器28的运动传递到翼片24以使翼片24从如图4A所示的展开位置移动到如图5所示的非活动位置。
齿条58可以是具有齿62的纵长杆，齿62啮合小齿轮60的齿64，如图4B所示。齿62可以被成形为啮合小齿轮60使得齿条58的运动导致小齿轮60的旋转。也就是说，齿条58的每个齿62可以适合小齿轮60的齿64之间的间隙并且当齿条58纵向移动时，即沿着纵向轴线A移动时，齿62推动或拉动齿64。随着小齿轮60旋转，一些齿64远离齿条58旋转，并且一些齿64朝向齿条58旋转，与齿62啮合。因此，齿条58的纵向运动可以转换为小齿轮60的旋转运动。齿条58可由任何合适的材料构成，例如聚合物(例如，塑料)、复合材料、金属等。
每个翼片24固定到小齿轮60中的一个，即相应的翼片24和小齿轮60作为一个单元一起移动。如图4B所示，每个小齿轮60可以包括延伸穿过支架20中的孔50中的一个并连接到翼片24中的一个的销42之一。销42可以固定地附接到小齿轮60和翼片24，使得小齿轮60的旋转运动通过销42的旋转传递到翼片24。也就是说，当齿条58推动小齿轮60使得小齿轮60旋转时，销24随后围绕销42旋转，使翼片24从展开位置旋转到非活动位置。小齿轮60可以间隔开使得每个翼片24可以旋转到非活动位置而不接触其它翼片24，如图5所示。小齿轮60可以是大体上圆形或任何合适的形状以使翼片24从展开位置到非活动位置。
齿条58可以利用突出部66可移动地连接到支架20。例如，支架20可以包括多个突出部66，突出部66接合齿条58以允许齿条58的纵向运动。突出部66可以从支架20延伸且接合齿条58。如图4B所示，突出部66中的一个可以包括允许齿条58仅沿着纵向轴线A移动的凸缘68。其它突出部66中的一个可以被定位为使得齿条58在小齿轮60和突出部66之间，防止齿条58横向于纵向轴线A移动并且失去与小齿轮60的接触。也就是说，突出部66可以确保齿条58仅沿着纵向轴线A移动。突出部66可以与支架20同时形成，即突出部66可以是与支架20的整体构造。
驱动总成52可以包括两个齿条58，其中齿条58中的一个连接到致动器28中的一个并且移动左排翼片24，并且齿条58中的另一个连接到另一个致动器28并且移动右排翼片24。齿条58可以沿着一个方向(例如，围绕销42顺时针)移动左排翼片24，并且沿另一个方向(例如围绕销42逆时针)移动右侧翼片24，如图5所示。
如上所述，保险杠加强总成16包括致动器28。具体地，如图2A-5所示，保险杠加强总成16可以包括两个致动器28。换句话说，致动器28中的一个可以移动左排翼片24并且致动器28中的另一个可以移动右排翼片24。支架20可以例如在每个端部22处支撑致动器28。
致动器28可以是例如步进马达。致动器28可以以任何合适的方式连接到驱动总成52。例如，如图2A-3所示，致动器28可以包括连接到连杆机构26的臂82。致动器28可以利用线束86连接到电源(未示出)，如图2B所示。在图4A和图5的示例中，致动器28可以以任何合适的方式线性地(即，沿着线性运动路径)移动齿条58。例如，致动器28可以各自包括接合齿条58以驱动齿条58来旋转翼片24的小齿轮60中的一个。在另一个示例中，致动器28可以是线性致动器、螺线管等或在沿着纵向轴线A的方向上驱动齿条58的任何其它合适的装置。
图6示出了车辆速度感测子系统70。子系统70包括控制器72、致动器28、多个传感器78和通信总线80。子系统70可以基于车辆的速度使翼片24相对于保险杠14从展开位置移动到非活动位置。例如，控制器72可以响应于来自传感器78的车辆10的速度低于阈值(例如在15-30千米/小时之间的值)的指令而指示致动器28将翼片24移动到展开位置。控制器72可以响应于来自传感器78的车辆10的速度高于阈值(例如在15-30千米/小时之间的值)的指令而指示致动器28将翼片24移动到非活动位置。传感器78可以是例如感测车辆的速度并将车辆的速度传送到控制器72的速度传感器。
控制器72包括处理器74和存储器76。处理器74可以被编程为接收存储在存储器76中的指令并且向致动器28发送指令以移动连接元件。处理器74可以包括被编程为接收和处理通过子系统70发送的信号的任何数量的电子部件。处理器74通常从传感器78接收数据并且可以生成控制致动器28的指令。存储器76可以是数据存储器，例如硬盘驱动器、固态驱动器、服务器或任何易失性或非易失性介质。存储器76可以存储由传感器78收集的数据。
处理器74可以被编程为检测车辆速度。传感器78(例如，速度计)可以检测车辆10的速度并将速度发送到处理器74。基于车辆速度，处理器74可以向致动器28发送指令以移动连接元件，从而将翼片24从展开位置移动到非活动位置。
传感器78包括各种设备。例如，传感器78可以是收集与例如车辆速度、加速度、系统和/或部件功能等相关的数据的设备。此外，传感器78可以包括如雷达、激光雷达、声纳等的机构。
子系统70包括通信地连接传感器78、致动器28和控制器72的通信总线80。总线80在整个子系统70上发送和接收数据，例如将指令从处理器74发送到致动器28以移动连接元件。总线80可以是控制器局域网(Controller Area Network，CAN)总线。
子系统70可以通过通信网络80(例如控制器局域网(CAN)总线)、以太网和/或通过任何其它有线或无线通信网络来传送信号。控制器72可以使用来自通信网络80的信息来控制致动器28。
已经以说明的方式描述了本发明，以及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。依据上述教导，本发明的很多修改及改变是可能的，以及本发明也可以以除了具体的阐述的以外的方式来实施。

Claims (20)

1.一种车辆前端，包含：
保险杠；
覆盖所述保险杠的护板；
支架，所述支架附接到所述保险杠，以及所述支架设置在所述保险杠和所述护板之间；支架具有沿着所述保险杠的方向上彼此间隔开的端部；以及
多个翼片，所述多个翼片可移动地附接到所述支架并且在所述支架的端部之间彼此间隔开；
其中所述翼片在横向于所述保险杠的方向上逐渐变细,所述翼片在从所述护板朝向所述保险杠的方向上变宽。
2.根据权利要求1所述的前端，还包含连接到所述翼片的驱动总成，以及连接到所述驱动总成的致动器。
3.根据权利要求1所述的前端，还包含由所述支架支撑的齿条和由所述翼片支撑并且与所述齿条啮合的小齿轮。
4.根据权利要求3所述的前端，其中每个所述小齿轮固定到每个所述翼片。
5.根据权利要求1所述的前端，还包含连接所述翼片的连杆机构。
6.根据权利要求5所述的前端，其中所述连杆机构包括彼此枢转地连接的连杆，每个所述连杆连接到所述翼片中相邻的所述翼片。
7.根据权利要求6所述的前端，其中所述翼片或所述连杆中的一个各自包括销并且所述翼片或所述连杆中的另一个各自包括可移动地接收所述销中的一个的槽。
8.根据权利要求1所述的前端，还包含由所述支架支撑并且与所述翼片连接的致动器。
9.根据权利要求8所述的前端，还包含包括处理器和存储器的控制器，所述处理器被编程为确定车辆速度，并且基于所述车辆速度来致动所述致动器以使所述翼片相对于所述保险杠从第一位置移动到第二位置。
10.根据权利要求9所述的前端，其中所述翼片在所述第一位置时大体上垂直于所述保险杠延伸，并且在所述第二位置时相对于所述保险杠以非垂直角度延伸。
11.根据权利要求1所述的前端，其中每个翼片是大体上V形的。
12.一种保险杠加强总成，包含：
支架，所述支架具有纵向轴线和沿着所述纵向轴线彼此间隔开的两个端部；以及
翼片，所述翼片可移动地附接到所述支架并且沿着所述纵向轴线彼此间隔开；
其中所述翼片在横向于所述纵向轴线的方向上逐渐变细，所述翼片在车辆向后方向上变宽。
13.根据权利要求12所述的保险杠加强总成，还包含由所述支架支撑的齿条和由所述翼片支撑并且与所述齿条啮合的小齿轮。
14.根据权利要求13所述的保险杠加强总成，其中每个所述小齿轮固定到每个所述翼片。
15.根据权利要求13所述的保险杠加强总成，还包含由所述支架支撑并且连接到所述齿条的致动器。
16.根据权利要求12所述的保险杠加强总成，还包含连接所述翼片的连杆机构。
17.根据权利要求16所述的保险杠加强总成，其中所述连杆机构包括彼此枢转地连接的连杆，每个所述连杆连接到所述翼片中相邻的所述翼片。
18.根据权利要求16所述的保险杠加强总成，其中所述翼片或所述连杆中的一个各自包括销并且所述翼片或所述连杆中的另一个各自包括可滑动地接收所述销中的一个的槽。
19.根据权利要求16所述的保险杠加强总成，还包含由所述支架支撑并且连接到所述连杆机构的致动器。
20.根据权利要求12所述的保险杠加强总成，其中每个所述翼片是大体上V形的。
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