CN109109798A - 碰撞保护装置及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种碰撞保护装置及汽车，涉及汽车碰撞保护技术领域。一种碰撞保护装置包括：第一弹性元件和第二弹性元件；第一弹性元件的第一端用于与第一车身构件连接，第一弹性元件的第二端与第二弹性元件的第一端连接，第二弹性元件的第二端用于与第二车身构件连接；当发生低速碰撞时，第一车身构件受到碰撞而使第一弹性元件压缩，第一弹性元件吸收碰撞能量；当发生高速碰撞时，第一车身构件受到碰撞使第一弹性元件压缩，且第一弹性元件能够使第二弹性元件压缩，使得第一弹性元件和第二弹性元件同时吸收碰撞能量。一种汽车包括碰撞保护装置。缓解了现有装置成本高、结构复杂、低速碰撞维修费用高等问题。

Description

碰撞保护装置及汽车

技术领域

本发明涉及汽车碰撞保护技术领域，尤其是涉及一种碰撞保护装置及汽车。

背景技术

目前最普及的汽车保险杠总成包括保险杠横梁、保险杠附件以及保险杠横梁与保险杠之间的泡沫，该泡沫具有一定的柔性，在较小的载荷水平上可变形，用于行人保护，在一定的碰撞情况下，保护行人防止与坚硬的刚性结构(如保险杠横梁、前纵梁等)直接碰撞。

另外，行业内汽车设计一般有如下要求，在非常低的速度范围内如4km/h，机动车保持无损坏，在该速度范围内，行人保护由于低速度而可不考虑。在相对较低的速度中，碰撞时汽车损坏尽可能的小；在以相对较高的速度碰撞时，保护重点多倾向于乘员保护，保护性能多取决于机动车的设计及碰撞结构。因此，汽车前端设计成能在确定的变形程度上吸能的变形结构。在汽车设计时，上述各种性能目标对汽车的设计要求往往部分彼此矛盾，例如，上述要求需要比较长的车辆前端及较高的质量，但其对汽车轻量化及行驶动力学产生了不利影响。

针对上述情况，现有专利提出了一些解决方案，具体包括：专利DE102010054641A1提供了一种具有横梁的保险杠装置，用于行人的柔软保护，在发生碰撞后能够使吸能元件摆动到行人保护元件前方，提高吸能程度，减小碰撞损害；专利DE102012112636A1提供了一种具有保险杠横梁和行人保护元件的保险杠装置，该行人保护元件能基于促动器从刚性状态转换到柔性状态，以起到行人保护作用；专利CN107148373A公布的用于机动车的行人保护装置，在保险杠横梁的外侧设置了变形元件，该变形元件的第一元件和第二元件能够相对移动或者相对静止，以实现柔性状态和刚性状态之间的切换。

然而，专利DE102010054641A1和DE102012112636A1中的保险杠装置需要碰撞传感器或者预碰撞传感器，成本较高，结构较为复杂，可靠性不如纯机械装置；专利CN107148373A中的行人保护装置属于纯机械装置，但是汽车各类构件基本属于薄壁件，该专利所述的结构如果壁厚尺寸较大，会影响汽车轻量化指标，如果壁厚尺寸较小，则达不到该专利中所述功能，从而影响行人保护装置的正常使用。

基于上述问题，提出一种成本低、结构简单、满足轻量化要求的碰撞保护装置显得尤为重要。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碰撞保护装置及汽车，以缓解上述至少一个问题。

本发明提供的一种碰撞保护装置包括：第一弹性元件和第二弹性元件；

所述第一弹性元件的第一端用于与第一车身构件连接，所述第一弹性元件的第二端与所述第二弹性元件的第一端连接，所述第二弹性元件的第二端用于与第二车身构件连接；

当发生低速碰撞时，所述第一车身构件受到碰撞而使所述第一弹性元件压缩，所述第一弹性元件吸收碰撞能量；当发生高速碰撞时，所述第一车身构件受到碰撞使所述第一弹性元件压缩，且所述第一弹性元件的大量压缩能够使所述第二弹性元件明显压缩，使得所述第一弹性元件和所述第二弹性元件同时吸收碰撞能量。

作为一种进一步的技术方案，所述第一弹性元件及所述第二弹性元件均采用弹簧，且所述第一弹性元件的弹簧系数小于所述第二弹性元件的弹簧系数。

作为一种进一步的技术方案，所述第一弹性元件和/或所述第二弹性元件还包括与所述弹簧对应设置的导向件；

所述导向件至少包括两组导向单元，且相邻两组所述导向单元之间滑动连接；

当所述弹簧压缩或者伸长时，所述导向件能够随着所述弹簧压缩或者伸长。

作为一种进一步的技术方案，所述导向件设置在所述弹簧的内侧或者外侧；

当所述导向件设置在所述弹簧的内侧时，所述导向单元采用导杆结构；当所述导向件设置在所述弹簧的外侧时，所述导向单元采用筒状结构。

作为一种进一步的技术方案，所述导向件采用一组或者两组；

当所述导向件采用一组时，所述导向件包括两组所述导向单元，其中一组所述导向单元的第一端与所述第一车身构件连接，另一组所述导向单元的第二端与所述第二车身构件连接；

当所述导向件采用两组时，每组所述导向件包括两组所述导向单元；与所述第一弹性元件对应设置的其中一组所述导向单元的第一端与所述第一车身构件连接，另一组所述导向单元的第二端与所述第一弹性元件的第二端连接；与所述第二弹性元件对应设置的其中一组所述导向单元的第一端与所述第二弹性元件的第一端连接，另一组所述导向单元的第二端与所述第二车身构件连接。

作为一种进一步的技术方案，相邻两组所述导向单元之间设置有用于阻碍所述导向元件之间运动的阻尼元件。

作为一种进一步的技术方案，所述第二弹性元件的第一端处设置有连接板，所述连接板能够将所述第一弹性元件与所述第二弹性元件连接。

作为一种进一步的技术方案，所述第一车身构件至少包括保险杠覆盖件或缓冲泡沫，所述第二车身构件至少包括保险杠横梁；

所述第一弹性元件及所述第二弹性元件设置于保险杠总成的前后两端之间。

作为一种进一步的技术方案，所述第二车身构件的后部设置有吸能盒，所述吸能盒与碰撞保护装置协同使用，共同用于吸收碰撞能量。

本发明提供的一种汽车包括所述的碰撞保护装置。

与现有技术相比，本发明提供的一种碰撞保护装置及汽车所具有的技术优势为：

本发明提供的一种碰撞保护装置，包括第一弹性元件和第二弹性元件；其中，第一弹性元件的第一端用于与第一车身构件连接，第一弹性元件的第二端与第二弹性元件的第一端连接，所述第二弹性元件的第二端用于与第二车身构件连接；由此，当发生低速碰撞时，第一车身构件受到碰撞而使第一弹性元件压缩，通过第一弹性元件能够将碰撞的能量吸收，从而减轻行人与汽车之间的碰撞程度；当发生中高速碰撞时，第一车身构件受到碰撞后使第一弹性元件压缩，同时，第一弹性元件的大量压缩还能够使第二弹性元件压缩，通过第一弹性元件和第二弹性元件共同吸收碰撞能量，从而能够减轻行人与汽车之间的碰撞程度。

本发明提供的一种碰撞保护装置，通过第一弹性元件及第二弹性元件的相互配合使用，能够减轻碰撞对行人的损伤；另外，该碰撞保护装置采用纯机械结构，不涉及到各类传感器、促动器等，成本较低，逻辑简单，可靠性较好，不存在功能丧失的问题；并且，第一弹性元件与第二弹性元件在碰撞时的运动方向或趋势相同，均沿着长度方向，不存在多个构件运动方向相垂直的问题，因此，运动过程、功能的实现与构件的壁厚不相关，与轻量化不存在冲突问题；同时，在非极端破坏碰撞情况下，该碰撞保护装置的位置及状态基本能够恢复到初始状态，重复使用性较好。

本发明提供的一种碰撞保护装置对低速、中高速碰撞均具有较为合适的缓冲、吸能效果，从而不仅在低速碰撞下保护车身部件，还能在中高速碰撞时对行人、驾驶者以及车身保护起到很好的保护作用。

本发明提供的一种汽车，包括上述碰撞保护装置，由此，该汽车所达到的技术优势及效果包括上述碰撞保护装置所达到的技术优势及效果，此处不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的第一种形式的碰撞保护装置的第一示意图；

图2为本发明实施例提供的第一种形式的碰撞保护装置的第二示意图；

图3为本发明实施例提供的第二种形式的碰撞保护装置的第一示意图；

图4为本发明实施例提供的第二种形式的碰撞保护装置的第二示意图；

图5为本发明实施例提供的第二种形式的碰撞保护装置的第三示意图；

图6为本发明实施例提供的第三种形式的碰撞保护装置的第一示意图；

图7为本发明实施例提供的第三种形式的碰撞保护装置的第二示意图；

图8为本发明实施例提供的第三种形式的碰撞保护装置的第三示意图。

图标：

100－第一弹性元件；200－第二弹性元件；300－第一车身构件；

400－第二车身构件；500－导向件；510－导向单元；600－连接板。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

具体结构如图1－图8所示。

本实施例提供的一种碰撞保护装置，包括第一弹性元件100和第二弹性元件200；其中，第一弹性元件100的第一端用于与第一车身构件300连接，第一弹性元件100的第二端与第二弹性元件200的第一端连接，第二弹性元件200的第二端用于与第二车身构件400连接；由此，当发生低速碰撞时，第一车身构件300受到碰撞而使第一弹性元件100压缩，通过第一弹性元件100能够将碰撞的能量吸收，从而减轻行人与汽车之间的碰撞程度；当发生中高速碰撞时，第一车身构件300受到碰撞后使第一弹性元件100压缩，同时，第一弹性元件100的大量压缩还能够使第二弹性元件200压缩，通过第一弹性元件100和第二弹性元件200共同吸收碰撞能量，从而能够减轻行人与汽车之间的碰撞程度。

本实施例提供的一种碰撞保护装置，通过第一弹性元件100及第二弹性元件200的相互配合使用，能够减轻碰撞对行人的损伤；另外，该碰撞保护装置采用纯机械结构，不涉及到各类传感器、促动器等，成本较低，逻辑简单，可靠性较好，不存在功能丧失的问题；并且，第一弹性元件100与第二弹性元件200在碰撞时的运动方向或趋势相同，均沿着长度方向，不存在多个构件运动方向相垂直的问题，因此，运动过程、功能的实现与构件的壁厚不相关，与轻量化不存在冲突问题；同时，在非极端破坏碰撞情况下，该碰撞保护装置的位置及状态基本能够恢复到初始状态，重复使用性较好。

本实施例提供的一种碰撞保护装置对低速、中高速碰撞均具有较为合适的缓冲、吸能效果，从而不仅在低速碰撞下保护车身部件，还能在中高速碰撞时对行人、驾驶者以及车身保护起到很好的保护作用。

本实施例的可选技术方案中，第一弹性元件100及第二弹性元件200均采用弹簧，且第一弹性元件100的弹簧系数小于第二弹性元件200的弹簧系数。

本实施例中，第一弹性元件100及第二弹性元件200均采用弹簧，且第一弹性元件100的弹簧系数小于第二弹性元件200的弹簧系数，这样一来，使得低速碰撞时，第一弹性元件100变形量较大，承担主要缓冲作用，而第二弹性元件200变形量较小(或几乎不变形)，起到的缓冲作用小，从而能够对保护汽车前端部件起到一定的作用；而在中高速碰撞时，第一弹性元件100产生最大的变形量，同时吸收碰撞能量，第二弹性元件200同样产生较大的变形量，吸收较多的碰撞能量，如果碰撞对象是行人，两组弹性元件的变形和吸能效果起到了缓冲作用，对行人起到了保护作用，如果碰撞对象是汽车或者其他障碍物，两组弹性元件能够吸收碰撞能量，对乘员起到保护作用。需要说明的是，当然不仅限于两组弹性元件，也可以是更多组，只要能够起到良好的缓冲效果即可。

本实施例的可选技术方案中，第一弹性元件100和/或第二弹性元件200还包括与弹簧对应设置的导向件500；导向件500至少包括两组导向单元510，且相邻两组导向单元510之间滑动连接；当弹簧压缩或者伸长时，导向件500能够随着弹簧压缩或者伸长。

本实施例的可选技术方案中，导向件500设置在弹簧的内侧或者外侧；当导向件500设置在弹簧的内侧时，导向单元510采用导杆结构；当导向件500设置在弹簧的外侧时，导向单元510采用筒状结构。

本实施例的可选技术方案中，导向件500采用一组或者两组；当导向件500采用一组时，导向件500包括两组导向单元510，其中一组导向单元510的第一端与第一车身构件300连接，另一组导向单元510的第二端与第二车身构件400连接；当导向件500采用两组时，每组导向件500包括两组导向单元510；与第一弹性元件100对应设置的其中一组导向单元510的第一端与第一车身构件300连接，另一组导向单元510的第二端与第一弹性元件100的第二端连接，此处可以包括固定连接或者滑动连接，当导向单元510采用杆状结构时，采用滑动连接方式，当导向单元510采用筒状结构时，采用固定连接方式；与第二弹性元件200对应设置的其中一组导向单元510的第一端与第二弹性元件200的第一端连接，另一组导向单元510的第二端与第二车身构件400连接。

本实施例的可选技术方案中，相邻两组导向单元510之间设置有用于阻碍导向元件之间运动的阻尼元件。

需要指出的是，在碰撞过程中，受力方向可能与两组弹性元件的延伸方向之间存在一定的夹角，由此，会使弹性元件出现扭曲现象而影响缓冲效果，基于此，本实施例中增设了导向件500，每组导向件500至少包括两组滑动连接的导向单元510，且导向件500可以单独设置在第一弹性元件100内侧或外侧，或者单独设置在第二弹性元件200内侧或外侧，或者同时设置在第一弹性元件100的内侧或外侧、第二弹性元件200的内侧或外侧，具体方案包括：

第一种方案为：导向件500设置在第一弹性元件100、第二弹性元件200的内侧，即一组或两组弹簧均套设在导向件500上，且弹簧与导向件500之间留有一定的间隙，以防止相互之间出现运动干扰，这样一来，当弹簧被压缩时，导向单元510之间相互移动，以达到缩短的目的，并且，弹簧被压缩的最大行程与导向件500收缩的最大行程相适应，从而不影响弹簧的压缩吸能作用，同时，导向件500能够对弹簧起到支撑作用，以防止弹簧出现扭曲现象。

第二种方案为：导向件500设置在一组或两组弹簧的外侧，即各个导向单元510均设置呈缸筒状，当两组弹簧均置入导向件500内时，导向件500的前端则与第一车身构件300(保险杠覆盖件或缓冲泡沫)连接，后端则与第二车身构件400(保险杠横梁或其他车身部件)连接，该种方案的工作原理与第一种方案的工作原理相似，此处不做详细阐述。

另外，为了起到更好的缓冲效果，还可以在在导向件500上加装阻尼元件，或者直接将导向单元510做成阻尼器(具体原理可参考悬架避震器)，由此，导向件500在对弹簧起到支撑作用的同时，还可以给弹簧的变形施加阻尼作用，进一步提高缓冲效果。

本实施例的可选技术方案中，第二弹性元件200的第一端处设置有连接板600，连接板600能够连接第一弹性元件100与第二弹性元件200。

为了能够使第一弹性元件100及第二弹性元件200之间更好的安装、连接，本实施例中在两者之间设置了连接板600，从而能够将两组弹簧的端部连接在一起。

需要说明的是，当导向件500设置在弹簧内侧或者外侧时，连接板600还能够起到连接导向单元510的作用，即，第一组弹簧与第二组弹簧连接位置处；当然，当导向件500设置在弹簧外侧时，还可以不设置连接板600，而是通过导向单元510的端部进行连接。

本实施例的可选技术方案中，第一车身构件300至少包括保险杠覆盖件或缓冲泡沫，第二车身构件400至少包括保险杠横梁；第一弹性元件100及第二弹性元件200设置于保险杠总成的前后两端之间。

本实施例的可选技术方案中，第二车身构件400的后部设置有吸能盒，吸能盒与碰撞中保护装置协同使用，共同用于吸收碰撞能量。

本实施例提供的一种汽车，包括上述碰撞保护装置，由此，该汽车所达到的技术优势及效果包括上述碰撞保护装置所达到的技术优势及效果，此处不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种碰撞保护装置，其特征在于，包括：第一弹性元件(100)和第二弹性元件(200)；

所述第一弹性元件(100)的第一端用于与第一车身构件(300)连接，所述第一弹性元件(100)的第二端与所述第二弹性元件(200)的第一端连接，所述第二弹性元件(200)的第二端用于与第二车身构件(400)连接；

当发生低速碰撞时，所述第一车身构件(300)受到碰撞而使所述第一弹性元件(100)压缩，所述第一弹性元件(100)吸收碰撞能量；当发生高速碰撞时，所述第一车身构件(300)受到碰撞使所述第一弹性元件(100)压缩，且所述第一弹性元件(100)能够使所述第二弹性元件(200)压缩，使得所述第一弹性元件(100)和所述第二弹性元件(200)同时吸收碰撞能量。

2.根据权利要求1所述的碰撞保护装置，其特征在于，所述第一弹性元件(100)及所述第二弹性元件(200)均采用弹簧，且所述第一弹性元件(100)的弹簧系数小于所述第二弹性元件(200)的弹簧系数。

3.根据权利要求2所述的碰撞保护装置，其特征在于，所述第一弹性元件(100)和/或所述第二弹性元件(200)还包括与所述弹簧对应设置的导向件(500)；

所述导向件(500)至少包括两组导向单元(510)，且相邻两组所述导向单元(510)之间滑动连接；

当所述弹簧压缩或者伸长时，所述导向件(500)能够随着所述弹簧压缩或者伸长。

4.根据权利要求3所述的碰撞保护装置，其特征在于，所述导向件(500)设置在所述弹簧的内侧或者外侧；

当所述导向件(500)设置在所述弹簧的内侧时，所述导向单元(510)采用导杆结构；当所述导向件(500)设置在所述弹簧的外侧时，所述导向单元(510)采用筒状结构。

5.根据权利要求3所述的碰撞保护装置，其特征在于，所述导向件(500)采用一组或者两组；

当所述导向件(500)采用一组时，所述导向件(500)包括两组所述导向单元(510)，其中一组所述导向单元(510)的第一端与所述第一车身构件(300)连接，另一组所述导向单元(510)的第二端与所述第二车身构件(400)连接；

当所述导向件(500)采用两组时，每组所述导向件(500)包括两组所述导向单元(510)；与所述第一弹性元件(100)对应设置的其中一组所述导向单元(510)的第一端与所述第一车身构件(300)连接，另一组所述导向单元(510)的第二端与所述第一弹性元件(100)的第二端连接；与所述第二弹性元件(200)对应设置的其中一组所述导向单元(510)的第一端与所述第二弹性元件(200)的第一端连接，另一组所述导向单元(510)的第二端与所述第二车身构件(400)连接。

6.根据权利要求3所述的碰撞保护装置，其特征在于，相邻两组所述导向单元(510)之间设置有用于阻碍所述导向元件之间运动的阻尼元件。

7.根据权利要求1－6任一项所述的碰撞保护装置，其特征在于，所述第二弹性元件(200)的第一端处设置有连接板(600)，所述连接板(600)能够将所述第一弹性元件(100)与所述第二弹性元件(200)连接。

8.根据权利要求1－6任一项所述的碰撞保护装置，其特征在于，所述第一车身构件(300)至少包括保险杠覆盖件或缓冲泡沫，所述第二车身构件(400)至少包括保险杠横梁；

所述第一弹性元件(100)及所述第二弹性元件(200)设置于保险杠总成的前后两端之间。

9.根据权利要求1－6任一项所述的碰撞保护装置，其特征在于，所述第二车身构件(400)的后部设置有吸能盒，所述吸能盒与碰撞保护装置协同使用，共同用于吸收碰撞能量。

10.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1－9任一项所述的碰撞保护装置。