專利名稱：用于行人、乘員、車輛的可變能量管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適用于可變吸收沖擊能量的部件和系統(tǒng)，特別涉及用 于車輛前后保險(xiǎn)杠和客廂內(nèi)例如用在車頂結(jié)構(gòu)柱的內(nèi)表面、車頂襯墊、 車門內(nèi)面板、儀表板和沖擊吸收為該部件重要特征的其它部位上的能 量吸收器。應(yīng)該指出，本發(fā)明的范圍不限于汽車，也不只限于載客車
紐
背景技術(shù)：
要在為乘客保持舒適的內(nèi)部空間且保證乘客安全的同時(shí)減小車輛 大小是很困難的。具體來說，現(xiàn)代車輛客廂內(nèi)的封裝空間隨著車輛的 小型化而變得越來越嚴(yán)峻(即越來越關(guān)鍵)，這是因?yàn)檐囕v內(nèi)的客廂必 須保持足夠的大小以使乘客舒適和活動自如。最終結(jié)果是，對于車體 結(jié)構(gòu)來說在車輛外部與車輛內(nèi)部(即客廂)之間的空間極少。例如， 車輛的結(jié)構(gòu)柱的大小必須足以結(jié)構(gòu)性地支撐車頂，但為了使得客廂大 小最大化其橫截面必須盡可能小。
提高乘客安全性(即在車輛碰撞時(shí)減小乘客受到的傷害)的一種 方式是在剛性部件(即在車輛碰撞時(shí)會造成乘客傷害的部件)上覆蓋 能量吸收裝飾件或在該裝飾件下面的能量吸收層。但是，這些部件和布置傾向于較厚(為了提供較長"壓扁行程)，從而造成車輛客廂中內(nèi) 部空間的損失較大。顯然，也可將這些部件做得剛性較大，使得它們 在車輛碰撞時(shí)提供更多的能量吸收(即更大的減速)，但是，由于較高 的剛度會造成部件本身對乘客造成傷害，因此剛度的上限非常有限。
更具體地，汽車或其它運(yùn)輸工具的客廂內(nèi)的安全裝置的一個目的 是在發(fā)生高速碰撞時(shí)減小乘員受到傷害的嚴(yán)重程度。主要方法是發(fā)生 撞擊時(shí)使得乘員以足夠慢的速率減速，從而重大傷害、骨折、內(nèi)傷、 頭部損傷等不會造成永久性衰弱、長期恢復(fù)和治療或死亡。采取了幾
種能量管理策略，通常是以組合的形式。它們?yōu)榧s束，例如安全帶； 主動系統(tǒng)，其感測撞擊的嚴(yán)重程度并展開緩沖裝置或啟動避開機(jī)構(gòu)； 以及被動系統(tǒng)，例如氣嚢和其它靜態(tài)的能量吸收結(jié)構(gòu)和材料。使用被 動系統(tǒng)時(shí)，減小減速速率的能力(將對乘員的載荷和G力減到最小) 與想要保持結(jié)構(gòu)所需的最小量空間(即較小部件提供的沖擊行程較短) 之間通常存在沖突。從物理學(xué)可知，乘員減速時(shí)的動能等于作用在乘 員上的載荷的總和乘以陷入該結(jié)構(gòu)中的位移量。因此，如果想要保持 低的載荷/加速度，就需要更多可用的壓扁空間，而這常與要最大化乘 員車廂空間、改善視界和舒適性等相沖突。為了最小化該空間，努力 創(chuàng)建可有效吸收能量的結(jié)構(gòu)，即把載荷/加速度保持盡可能恒定地剛好 在所需限度以下，直到所有能量被吸收。為此已采用過許多不同種結(jié) 構(gòu)，例如膨脹或泡沫材料、注射成形的帶肋結(jié)構(gòu)、用多種材料和制作 方法制成的各種形狀的結(jié)構(gòu)。所有這些結(jié)構(gòu)都受上述物理定律的限制。 本發(fā)明涉及把主動系統(tǒng)和被動系統(tǒng)的要素結(jié)合起來，以便在撞擊時(shí)改 變物理學(xué)的限制，同時(shí)在正常工作狀態(tài)時(shí)又不占用乘員空間。
需要能實(shí)現(xiàn)最佳能量吸收的改進(jìn)的能量吸收器，包括更長壓扁行 程但不減小車輛內(nèi)部客廂空間。除了"總的"(gross)或總沖擊能量吸 收以外，還需要提供一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)不但在撞擊時(shí)被動地分布能量 吸收，而且在撞擊時(shí)還主動地橫向分布能量。
此外，還要求提供一種對車輛碰撞響應(yīng)迅速的系統(tǒng)，該系統(tǒng)進(jìn)行 主動調(diào)節(jié)以為特定類型的沖擊/車輛碰撞提供最佳沖擊吸收特性。例如，第 一 能量吸收曲線(即表示能量吸收與沖擊行程之間關(guān)系的曲線) 最適合于低速撞擊(從而最小化車輛損壞)，第二能量吸收曲線較適合 于低速行人撞擊(從而最小化對行人的傷害)，第三能量吸收曲線較適 合于對固定障礙物的高速撞擊(從而最小化正面撞擊造成的對乘客的 傷害)，第四能量吸收曲線較適合于車輛側(cè)向撞擊(從而最小化側(cè)向力 造成的對乘客的傷害)，等等。
總之，要求一種改進(jìn)的總的和可變的能量管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)最小 化車輛損壞的同時(shí)優(yōu)化行人和乘員的安全性。此外，要求提供一種加 工成本低、定貨交付時(shí)間短的能量吸收系統(tǒng)。此外，要求提供一種便 于改造而可用于多種車輛樣式和型號的能量吸收系統(tǒng)。此外，要求提 供一種對撞擊類型作出迅速響應(yīng)的能量管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)響應(yīng)于來自 撞擊前傳感器或撞擊后傳感器的特定信號而向外伸出。
因此，要求一種具有上述優(yōu)點(diǎn)、解決上述問題的系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明著重于一種新途徑。該途徑認(rèn)識到，當(dāng)今在幾乎所有的車 輛上通常都使用感測撞擊嚴(yán)重程度和類型的傳感器。這些傳感器一般 用于改變安全帶的張緊程度和適當(dāng)展開被動輔助充氣約束物(氣囊)。 氣囊設(shè)置在車輛周圍各種部位上，例如方向盤、乘客一側(cè)的儀表板上 以及目前很多時(shí)候在車門或上門檻上，以防乘員受到側(cè)向沖擊。這些 裝置昂貴且無法復(fù)位。 一旦展開，它們必須被完全更換且常損壞車輛 上的其它周圍結(jié)構(gòu)。此外，它們在本質(zhì)上十分有限，即其設(shè)置在特定 部位，無法應(yīng)對所有類型的撞擊情況。因此，除了氣嚢，還在車輛周 圍工程師認(rèn)為乘員會接觸的各種部位設(shè)置其它能量吸收部件。這些部 位通常為車頂襯墊、柱裝飾、車門面板、護(hù)膝墊(IP封閉面板)、座 椅靠背等。如前所述，所有這些可能接觸部位都必須設(shè)計(jì)和優(yōu)化成符
合某些傷害標(biāo)準(zhǔn)，例如FMVSS201、 FMVSS208以及具有上述限制的 其它標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明要實(shí)現(xiàn)的一個新穎方面/途徑是按照"所感測到的"撞 擊把結(jié)構(gòu)的形狀從最小包裝狀態(tài)的靜態(tài)狀態(tài)改變成發(fā)生撞擊時(shí)提高可用壓扁空間的展開狀態(tài)。這樣，與靜態(tài)有關(guān)的物理學(xué)限制得到克服， 從而有機(jī)會大大減小作用在乘員上的加速度水平而不犧牲正常工作狀 態(tài)時(shí)的空間。這樣，可在測試/工程專業(yè)人員否則無法包裝或處理的許 多部位實(shí)現(xiàn)沖擊能量的吸收。
在本發(fā)明一個方面中，提供一種用于車輛客廂的能量吸收系統(tǒng)， 該能量吸收系統(tǒng)適于覆蓋結(jié)構(gòu)部件的內(nèi)表面，并用于在車輛碰撞過程 中乘客被甩向該內(nèi)表面并撞擊該內(nèi)表面時(shí)吸收能量以減小對乘客的傷
害。該能量吸收系統(tǒng)包括能量吸收部件，該能量吸收部件成型為覆 蓋該結(jié)構(gòu)部件的該內(nèi)表面的至少一部分，且該能量吸收部件限定了基 本上與該內(nèi)表面垂直延伸的厚度。該能量吸收部件具有壓扁盒結(jié)構(gòu)， 所述壓扁盒結(jié)構(gòu)被構(gòu)造成當(dāng)在與所述厚度基本平行的方向上被撞擊時(shí) 沿較短的第一壓扁行程距離壓扁并基于第一能量吸收曲線吸收能量。 執(zhí)行器與所述壓扁盒結(jié)構(gòu)連接，并且該執(zhí)行器被構(gòu)造成將所述壓扁盒 結(jié)構(gòu)伸縮式地?cái)U(kuò)張到增加的厚度，從而在感測到車輛撞擊時(shí)使壓扁盒 結(jié)構(gòu)沿較長的第二壓扁行程距離壓扁并基于第二能量吸收曲線吸收能 量，第一和第二能量吸收曲線的形狀和能量吸收率不同。
在本發(fā)明另一方面中，車輛客廂內(nèi)具有覆蓋結(jié)構(gòu)部件內(nèi)表面至少 一部分的能量吸收系統(tǒng)，該能量吸收系統(tǒng)包括至少一個能量吸收部件， 其適于在車輛碰撞過程中乘客被甩向并撞擊所述內(nèi)表面時(shí)吸收能量以 減小對乘客的傷害。 一種改進(jìn)的能量吸收部件限定了基本上與該內(nèi)表 面垂直延伸的厚度，并且該能量吸收部件具有壓扁盒，所述壓扁盒構(gòu) 造成在受到與該厚度基本平行方向上的撞擊時(shí)沿^^短第一壓扁行程距 離壓扁并基于第一能量吸收曲線吸收能量。這些壓扁盒適于與執(zhí)行器 連接，并可伸縮式伸展到增加的尺寸，從而在感測到較嚴(yán)重車輛撞擊 時(shí)沿較長第二壓扁行程距離壓扁和基于第二能量吸收曲線吸收能量。 第一和第二能量吸收曲線的形狀和不同碰撞情況下沖擊吸收所需能量
吸收率不同。
在本發(fā)明另一方面中，用于覆蓋車輛客廂中結(jié)構(gòu)部件的能量吸收 系統(tǒng)包括第一和第二板，它們限定形成壓扁盒，壓扁盒互相配合以限定空氣捕獲室。每一壓扁盒限定了厚度，并構(gòu)造成在與該厚度基本平 行方向上受到?jīng)_擊時(shí)壓扁并吸收能量。
在本發(fā)明另一方面中， 一種能量吸收系統(tǒng)包括能量吸收器，其具 有內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)部結(jié)構(gòu)提供在第一壓扁行程距離上的第一水平的 沖擊阻力。執(zhí)行器和控制器可操作地互相連接且與所述內(nèi)部結(jié)構(gòu)連接， 以便通過該內(nèi)部結(jié)構(gòu)來可變地控制能量吸收，從而提供可變水平的沖 擊阻力。
在本發(fā)明另一方面中， 一種用于車輛客廂的能量吸收系統(tǒng)，該能 量吸收系統(tǒng)適于覆蓋結(jié)構(gòu)部件的內(nèi)表面，并適于在車輛碰撞過程中乘 客被甩向并撞擊該內(nèi)表面時(shí)吸收能量以減小對乘客的傷害。該系統(tǒng)包 括能量吸收部件，該能量吸收部件成型為覆蓋該結(jié)構(gòu)部件內(nèi)表面的至 少 一部分，并且該能量吸收部件限定了基本上與該內(nèi)表面垂直延伸的 厚度。該能量吸收部件具有壓扁盒結(jié)構(gòu)，所述壓扁盒結(jié)構(gòu)構(gòu)造成在與 該厚度基本平行的方向上受沖擊時(shí)沿壓扁行程距離壓扁并基于能量吸 收曲線吸收能量。閥與壓扁盒結(jié)構(gòu)連接并構(gòu)造成控制流體(例如，空
氣或COJ流入或流出壓扁盒結(jié)構(gòu)。提供了一裝置，該裝置用于基于
車輛碰撞的嚴(yán)重程度操作該閥，以控制流體流動并從而基于車輛碰撞 類型以及乘員體型和位置而改變壓扁盒結(jié)構(gòu)的能量吸收曲線。
在本發(fā)明另一方面中， 一種用于在車輛中吸收能量的系統(tǒng)包括車 體，該車體限定了具有乘員相關(guān)能量吸收部件的客廂，還包括具有保 險(xiǎn)杠相關(guān)能量吸收部件的前后保險(xiǎn)杠系統(tǒng)。乘員相關(guān)能量吸收部件和 保險(xiǎn)杠相關(guān)能量吸收部件分別具有在各自壓扁行程中能量吸收率已知 的各自能量吸收曲線。設(shè)于車輛上的傳感器用于感測車輛撞擊的類型 或嚴(yán)重程度，并用于產(chǎn)生與車輛撞擊類型或嚴(yán)重程度有關(guān)的信號。控 制器可操作地與傳感器連接且與乘員相關(guān)能量吸收部件和保險(xiǎn)杠相關(guān)
能量吸收部件連接；該控制器設(shè)計(jì)用于接收所述信號，并通過改變能 量吸收率和壓扁行程長度中的至少一個來使得乘員相關(guān)能量吸收部件 和保險(xiǎn)杠相關(guān)能量吸收部件改變各自能量吸收曲線。
在本發(fā)明另一方面中，用于在車輛中吸收能量的系統(tǒng)包括車體，該車體限定了具有可展開護(hù)膝墊能量吸收部件的客廂。車輛上設(shè)有傳
感器，用于感測車輛撞擊并產(chǎn)生與車輛撞擊有關(guān)的信號。控制器可操 作地與該傳感器且與該護(hù)膝墊能量吸收部件連接。該控制器設(shè)計(jì)用于 接收該信號，并使得該護(hù)膝墊能量吸收部件伸展，從而改變該護(hù)膝墊 能量吸收部件的壓扁行程長度。從而根據(jù)乘員體型和位置控制碰撞抗 力。
在本發(fā)明另一方面中， 一種用于在車輛中吸收能量的系統(tǒng)包括車 體，該車體限定了客廂，該客廂中有至少一個能量吸收部件，該能量 吸收部件的能量吸收能力可調(diào)節(jié)。車輛上設(shè)有傳感器，該傳感器用于 感測車輛撞擊并產(chǎn)生與車輛撞擊有關(guān)的信號?？刂破骺刹僮鞯嘏c該傳
感器且與該能量吸收部件連接；該控制器設(shè)計(jì)成接收所述信號，并且 使該能量吸收部件根據(jù)車輛受撞擊的類型來調(diào)節(jié)該能量吸收部件。
在本發(fā)明另一方面中， 一種用于在車輛發(fā)生碰撞時(shí)吸收能量的可 變能量管理系統(tǒng)包括車體，該車體限定了客廂，至少一個可展開能量 吸收部件設(shè)于該客廂內(nèi)，該車體還包括具有至少一個第二可展開能量 吸收部件的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)。車輛上設(shè)有傳感器，該傳感器用于感測車輛 撞擊并產(chǎn)生與車輛撞擊有關(guān)的至少一個信號?？刂破骺刹僮鞯嘏c該傳 感器且與所述第一和第二能量吸收部件連接。該控制器設(shè)計(jì)成接收所 述信號且編程成以至少三種不同方式選擇性展開所述第一和第二能量 吸收部件中的之一或兩者，第一種方式是最小化對該保險(xiǎn)杠系統(tǒng)撞擊 的行人造成的傷害，第二種方式是最小化車輛碰撞時(shí)對車輛中的乘員 造成的傷害，第三種方式是最小化對車輛的損壞。
在本發(fā)明另一方面中， 一種用于在車輛碰撞時(shí)吸收能量的可變能 量管理系統(tǒng)包括車體，該車體限定了客廂，至少一個可展開能量吸收 部件設(shè)于該客廂內(nèi)，該車體還包括具有至少一個第二可展開能量吸收 部件的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)。車輛上設(shè)有傳感器，該傳感器用于感測車輛撞擊 并產(chǎn)生與車輛撞擊有關(guān)的至少一個信號?？刂破骺刹僮鞯嘏c該傳感器 且與所述第一和第二能量吸收部件連接。該控制器設(shè)計(jì)成接收所述信 號且編程成以與車輛碰撞嚴(yán)重程度增加相關(guān)的方式來選擇性展開所述第一和第二能量吸收部件。
在本發(fā)明另一方面中， 一種方法包括下列步驟提供多個能量吸 收部件，所述多個能量吸收部件包括若干可伸展壓扁盒；提供致動器， 該致動器與所述壓扁盒連接，以用于在壓扁盒受沖擊時(shí)控制空氣流動； 提供傳感器，所述傳感器用于感測至少兩種不同的車輛撞擊，這兩種 車輛撞擊的類型和嚴(yán)重程度不同。該方法包括將控制器與所述傳感器、 致動器和至少一些壓扁盒連接；以及把該控制器編程成選擇性伸展壓 扁盒以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)于所述不同類型車輛撞擊的每一種所需的能量吸收。
本發(fā)明的一個目的是把可展開能量吸收件與周圍結(jié)構(gòu)結(jié)合成一 體，以提供其它功能，例如連接、減噪、支撐等等。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可從以下說明書、權(quán)利要求和附圖明白和理 解本發(fā)明上述和其它方面、目的和特征。


圖1為一車輛的側(cè)^L立體圖。
圖2為圖1車輛的"A"柱的側(cè)視圖，包括該結(jié)構(gòu)柱、裝飾和它們 之間的能量吸收板部件。
圖3-4為沿圖2中III-III線剖取的剖面圖，圖3示出用于吸收能 量的靜態(tài)布置，圖4示出用于吸收能量的展開"伸展"布置。圖5為示出圖3-4的靜態(tài)布置和展開布置的能量吸收的力-偏移曲線。
圖6為示出能量吸收的更精細(xì)的多步驟序列的力-偏移曲線。 圖7為與圖3類似的剖面圖，但示出形狀和大小不同的壓扁盒。 圖8為用一對配對熱成形板制成的能量吸收器板部件的橫截面圖。
圖9為車輛的俯視圖，包括與車輛的車頂襯墊相關(guān)的能量吸收部件。
圖10為正面碰撞順序的流程圖，包括應(yīng)用可變能量吸收管理系統(tǒng)。圖11為圖IO可變能量管理系統(tǒng)提供的不同能量吸收曲線圖。 圖12為包括可展開能量吸收壓扁盒的車頂襯墊的俯視圖，圖
13-14為圖12壓扁盒陣列的立體圖，圖13示出用于能量吸收第一曲
線的未展開壓扁盒，圖14示出用于能量吸收第二曲線的展開壓扁盒。 圖15為支撐車頂?shù)?A"柱的側(cè)視圖，包括能量吸收部件，該能量
吸收件有位于"A"柱上的壓扁盒，圖16為圖15能量吸收部件的立體圖。
圖17為車門面板的車內(nèi)側(cè)視圖，該車門面板包括覆蓋該車門面板 的一些部分的能量吸收件，該部件包括被可展開壓扁盒陣列覆蓋的一 些部位。
圖18-18A為車輛的側(cè)視圖，該車輛有護(hù)膝墊和可展開能量吸收部 件，可展開能量吸收部件使護(hù)膝墊伸展以增加對駕駛員膝蓋的保護(hù)， 圖18示出能量吸收部件未展開，圖18A示出在撞擊過程中乘員移動 之前能量吸收部件展開并使護(hù)膝墊移動更靠近乘員。
圖18B-18C為車輛的側(cè)視圖，該車輛有固定的護(hù)膝墊和護(hù)膝墊表 面上的可展開能量吸收部件用于提高對駕駛員膝蓋的保護(hù)，圖18B示 出能量吸收部件未展開，圖18C示出撞擊時(shí)乘員移動前展開的能量吸 收部件。
圖18D示出圖18和18B中能量吸收部件和護(hù)膝墊的力與偏移之 間的關(guān)系曲線，第一曲線表示壓扁行程較長的展開能量吸收部件，第 二曲線表示靜態(tài)(未展開)能量吸收部件的較短壓扁行程。
圖19為車輛保險(xiǎn)杠系統(tǒng)的側(cè)視圖，該保險(xiǎn)杠系統(tǒng)包括位于保險(xiǎn)杠 加固梁的面上的可展開能量吸收部件，圖19A為類似的視圖，但能量 吸收部件展開。
圖20為圖19能量吸收部件的立體圖。
圖21為能量吸收部件的立體圖，包括用熱塑性材料制成的定制能 量吸收壓扁盒。
圖22為構(gòu)成儀表板組成部分的熱塑性部件的后側(cè)的正視圖，該部 件包括構(gòu)成儀表板上有用特征的結(jié)構(gòu)，例如空氣導(dǎo)管和雜物箱，還包括可向著乘客伸出的可展開壓扁盒。
圖23為可展開壓扁盒的側(cè)視示意圖，包括與該可展開壓扁盒連接 的可變能量管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于控制空氣流入和流出該壓扁盒 的控制閥。
圖24為2x3壓扁盒陣列的立體圖；以及
圖25為一小區(qū)域(與圖24比較)中三個相鄰壓扁盒受沖擊時(shí)的 能量吸收曲線圖(即力與偏移關(guān)系圖)，較高較短曲線示出三個相鄰壓 扁盒密封而截留空氣，較低較長曲線示出三個相鄰壓扁盒不密封，從 而只是由壓扁盒的被壓扁材料吸收能量。
圖25A為一小區(qū)域中相鄰密封壓扁盒受沖擊時(shí)的能量吸收曲線圖 (即力與偏移關(guān)系圖)，三條曲線表示單一密封壓扁盒、兩個相鄰密封 壓扁盒和三個相鄰密封壓扁盒受沖擊。
具體實(shí)施例方式
車輛10 (圖1)包括與其它支柱一起支撐車頂12的"A"柱11。所 示"A"柱11包括豎直延伸的結(jié)構(gòu)金屬梁13、美觀地覆蓋梁13內(nèi)表面 可見部分的裝飾蓋13A和位于梁13與裝飾蓋13A之間的能量吸收板 部件14。部件14可與蓋13A制成一體，或可與蓋13A分開。所示部 件14包括一對結(jié)合或密封在一起的熱成形聚合物板14A和14B (見 圖3-4)，以限定在壓扁盒16 (也稱為"壓扁罐，，和/或"內(nèi)部結(jié)構(gòu)"，其 適合例如在車輛發(fā)生碰撞時(shí)乘客頭部撞擊"A"柱時(shí)吸收能量)內(nèi)的空 氣捕獲空腔15。應(yīng)該指出，該能量吸收器也可用吹塑法制成或把熱成 形板粘接在第二表面(例如粘接到裝飾蓋13A或結(jié)構(gòu)件/柱11)上而 成。此外，板可為用注射成形法或其它方法制成的成形和密封部件。 這些部件可以任何方式結(jié)合，例如旋轉(zhuǎn)焊接、振動焊接和其它用于結(jié) 合在一起的手段，以形成密封。
在一優(yōu)選形式中，每一壓扁盒16經(jīng)通道17與其它壓扁盒互連， 以最佳地控制空氣橫向流動，以便橫向分布能量。執(zhí)行系統(tǒng)18包括流 體源，流體例如是來自類似于展開車輛客廂中氣嚢所用的起爆劑的氣體，或例如是來自二氧化碳壓縮氣體筒中的氣體。該流體源與通道17 和/或一個或多個壓扁盒16相連，以用于在感應(yīng)到車輛發(fā)生碰撞時(shí)伸 展(即"展開")壓扁盒16。
通過這種布置，當(dāng)受到?jīng)_擊時(shí)壓扁盒16提供第一水平的"靜態(tài)" (未展開)能量吸收(圖3 )(即執(zhí)行系統(tǒng)18不激活)，以便部件14在 其沖擊行程中沿第一力-偏移曲線19吸收能量。此外，壓扁盒16在車 輛發(fā)生碰撞中受到?jīng)_擊時(shí)提供第二水平的"動態(tài)"(展開)能量吸收(圖 4)(即執(zhí)行系統(tǒng)18激活，壓扁盒伸展或"展開")，以便部件14沿第二 (不同的)力-偏移曲線20吸收能量。 一部分動態(tài)能量吸收為由于受控 氣體/空氣的流動造成的從壓縮氣體接收的緩沖型能量吸收。另一部分 的能量吸收是在壓扁盒壓扁時(shí)壓扁盒自身的熱塑性材料變形造成。應(yīng) 該指出，"靜態(tài)"未展開曲線19 (圖5)和"主動"(展開)曲線20視特 定設(shè)計(jì)的不同而在其沖擊行程上的抗沖擊率不同和/或沖擊行程不同 和/或能量吸收率(即力乘以距離)不同。通過優(yōu)化材料類型以及部件 幾何學(xué)(例如壓扁盒的壁的尺寸、形狀和厚度)，并且通過優(yōu)化注入(或 受控地流出)空腔15的流體的壓力和類型，以及通過控制通道17和 放氣孔21的尺寸、形狀和位置，以及通過熱成形板的材料的選擇，力 -偏移曲線的形狀可被控制成所需"最佳形狀"。因此，可提供具有被動 和主動外形的精細(xì)能量吸收器，其中，主動外形提供增加的沖擊行程 和主動控制的能量分布。此外，只在感測到車輛發(fā)生碰撞時(shí)提供增加 的沖擊行程，以便增加的沖擊行程并不減小客廂空間，直到增加的沖 擊行程為優(yōu)先考慮因素(即由于車輛碰撞)時(shí)為止。
圖6示出力-偏移曲線寸設(shè)計(jì)成阻力(y軸)在壓扁行程(x軸) 中階梯式增加(或減小)。這可例如通過在壓扁盒16的側(cè)壁的上部26 和下部27之間提供一個或多個偏移25來實(shí)現(xiàn)(見圖4 )。這也可通過 在壓扁方向上階梯式(或逐漸)改變壓扁盒壁厚或仿形壓力源而實(shí)現(xiàn)。
圖7示出兩塊板14A和14B均為熱成形的中空、突出、壓扁盒似 的形狀，它們相互配合以形成多個空氣捕獲空腔15。頂板14A具有較 深的壓扁盒似的形狀，而底板14B具有較淺的壓扁盒似的形狀。底板14B中還形成有通道17，并且還具有供來自執(zhí)行系統(tǒng)18的氣體流出 的放氣孔。還應(yīng)該指出，這兩塊熱成形板14A和14B可都成形為配合 在它們所覆蓋的"A"柱(或其它結(jié)構(gòu)件)的曲線形外表面上。
圖8示出壓扁盒可呈矩形、正交或平側(cè)面的形狀，而不必呈圓柱 形，也不必呈圓錐形。但是，在可展開壓扁盒中，側(cè)壁具有折回區(qū)的 壓扁盒因生成伸縮式伸展結(jié)構(gòu)而便于展開。
圖9示出支撐在車頂12下方的車頂村墊50。所示車頂襯墊50包 括位于各種關(guān)鍵部位的能量吸收器部件(例如壓扁盒陣列)，例如位于 駕駛員頭部上方的部位51或位于乘客頭部上方的部位52。此外，類 似部件可位于靠近駕駛側(cè)車窗的乘客頭部上方或旁邊(例如車門面板 或門檻區(qū)域)的部位53，或位于車輛后區(qū)的部位54。圖9還示出該系 統(tǒng)可用在車輛的內(nèi)部車門面板的部位56，或沿著車頂襯墊的邊緣，該 能量吸收器靠近車窗從前到后伸長。
修正
圖IO示出車輛正面碰撞的典型時(shí)序，所基于的撞擊時(shí)間的基準(zhǔn)點(diǎn) 為0秒。該時(shí)序包括兩組不同數(shù)據(jù)，左邊為車輛撞擊速度較慢(36km/h ) 的數(shù)據(jù)，右邊為車輛撞擊速度較快(72km/h)的數(shù)據(jù)。該次序包括 步驟IOO，在該步驟中，碰撞前傳感器開始對象跟蹤(距離為5m，時(shí) 間在低速撞擊時(shí)為-500毫秒，在高速撞擊時(shí)為-250毫秒)；步驟IOI， 在該步驟中，碰撞前傳感器確定對象類型、速度和撞擊位置(距離為 3m，時(shí)間在低速撞擊時(shí)為-300毫秒，在高速撞擊時(shí)為-150毫秒)；步 驟102，在該步驟中，變形/加速度傳感器確定碰撞嚴(yán)重程度(距離為 0.2m，時(shí)間在低速撞擊時(shí)為-20亳秒，在高速撞擊時(shí)為-10毫秒)；碰 撞開始點(diǎn)103 (距離為0，時(shí)間為O);步驟104，在該步驟中，能量吸 收器中的壓扁盒展開或能量吸收器部件加強(qiáng)(距離取決于所測量的是 什么，時(shí)間為20毫秒)；步驟105，在該步驟中，乘員開始移動(時(shí) 間在低速撞擊時(shí)為30毫秒，在高速撞擊時(shí)為45毫秒)；以及步驟106, 在該步驟中，碰撞結(jié)束(例如，時(shí)間約為120毫秒)。在步驟102時(shí)，有一可選步驟107發(fā)生，在該步驟中，該可變能量管理系統(tǒng)的控制器 110確定是否激活可展開系統(tǒng)以擴(kuò)展(即改變)壓扁行程和/或一個或 多個能量吸收部件的剛度。例如，可通過展開(例如伸縮式伸展)壓 扁盒以提供更長的壓扁行程或通過改變壓扁盒剛度(例如增加流入壓 扁盒的壓縮空氣或使用閥或限流孔來控制空氣的流出)來改變壓扁行 程。如果在步驟107開始展開或改變剛度，則在步驟108時(shí)段中改變 結(jié)構(gòu)和剛度，優(yōu)選在大約步驟104或105的時(shí)間結(jié)束。步驟109表示 從碰撞開始(步驟103)或碰撞開始后不久開始一段時(shí)間并一直持續(xù) 到碰撞結(jié)束(步驟106)時(shí)的實(shí)際結(jié)構(gòu)變形和碰撞能量的吸收。
圖11示出可變執(zhí)行系統(tǒng)的能量吸收能力，其中，不同的線表示可 實(shí)現(xiàn)的不同能量吸收曲線(即阻力與不同沖擊行程之間的關(guān)系)。線 111表示非常低速的撞擊，此時(shí)沒有一個能量吸收器部件展開(即， 撞擊時(shí)所有部件保持被動/不展開的能量吸收狀態(tài))，以便通過不展開 的"靜態(tài)"部件的塑性變形進(jìn)行所有的能量吸收。線112表示低速撞擊， 此時(shí)也許一個能量吸收部件展開。例如，線112在行人撞擊情況時(shí)是 優(yōu)選的(見圖19或20的保險(xiǎn)杠前部配置)。線113表示中速撞擊，此 時(shí)一個或多個能量吸收部件展開以實(shí)現(xiàn)中等水平的能量吸收。例如， 線113可包括保險(xiǎn)杠部件的配置(圖19或20)以及閥激活而減慢在 壓扁盒之間橫流空氣的釋放(見圖23)。線114表示需要大量吸收能 量的較高水平的撞擊。線114可包括把空氣注入各壓扁盒中，以便展 開/擴(kuò)張壓扁盒以及增加壓扁盒的剛度，提供用于能量吸收和消散的空 氣壓力及它們吸收能量的能力。例如，這可包括視碰撞類型而定的激 活乘客和駕駛員氣嚢、車頂襯墊的沖擊吸收部件和其它選定部件(見 圖23和圖9、 12-22中的部件)。線115表示乘客生命受到威脅的災(zāi)難 性碰撞，此時(shí)所有合適和相關(guān)的能量吸收部件都激活成最合適的展開 狀態(tài)。應(yīng)該指出，可以畫出與線115類似的另一線，其用于低速撞擊， 所需能量吸收較低，但需要減小沖擊行程，防止昂貴部件受到損壞。
特別預(yù)想的是，步驟100-103中所述的傳感器可包括各種不同傳 感器。例如， 一般用來引爆現(xiàn)代載客車輛中保護(hù)乘客安全的氣嚢且在市場上有售的傳感器。傳感器還用在車輛中用來感測乘員的體重、體 型和位置。預(yù)想的是，傳感器可置于車體內(nèi)中和車體周圍，包括車體 內(nèi)部和外部。此外，傳感器可包括非接觸傳感器，例如對象識別傳感 器、接近傳感器和紅外傳感器，以及加速度計(jì)和其它傳感裝置。本領(lǐng) 域普通技術(shù)人員從本討論足以理解本發(fā)明，沒必要更詳細(xì)說明傳感器 和傳感器技術(shù)。
所示車頂襯墊120 (圖12 )包括面板121和可展開/可擴(kuò)張壓扁盒 122的陣列。壓扁盒122構(gòu)造和布置成在中央?yún)^(qū)123提供第一水平的 能量吸收以及構(gòu)造和布置成在沿著車輛后部側(cè)門和后部側(cè)門上方的側(cè) 區(qū)124提供第二水平的能量吸收。所示車頂襯墊120包括開放區(qū)125, 例如用于天窗。值得注意的是，車頂襯墊120可構(gòu)造成使得壓扁盒122 是可見的并且美觀地形成?？蛇x地，車頂襯墊120也可包括底部處理 或底殼，以隱藏壓扁盒。圖13示出壓扁盒122未展開(即處于"凈皮動" 狀態(tài))，圖14示出壓扁盒122展開/伸出。
"A"柱蓋130 (圖15)包括被美觀處理以與車輛客廂相配的外殼 131和具有可展開壓扁盒133的能量吸收部件132。蓋130呈伸長形， 限定了用于接納車輛"A"柱的槽道，蓋130的頂部向車頂襯墊部件延 伸，蓋130的底部向車門內(nèi)面板延伸。車輛的"A"柱支撐車頂，并位 于前門前方和車輛擋風(fēng)玻璃旁邊。能量吸收部件135 (圖16)設(shè)計(jì)用 在"B"柱上，"B"柱為車輛前門后面和后乘客門前面的車頂支撐件。部 件135包括位于殼體137中的多個可展開壓扁盒136,所示壓扁盒136 成一直線。
車門內(nèi)面板140 (圖17)包括用于基本上覆蓋門的內(nèi)側(cè)并用于與 車輛客廂裝飾相配的面板141。車門內(nèi)面板140包括沿著車門頂部/后 部布置的第一陣列可展開壓扁盒142并包括沿著下部區(qū)域布置的第二 陣列可展開壓扁盒143。壓扁盒142用于吸收能量以緩沖對乘客頭部 的沖擊(例如在側(cè)面撞擊型的車輛碰撞時(shí))，壓扁盒143用來緩沖對乘 客膝蓋、腳踝、腿或臀部的沖擊。
護(hù)膝墊部件150 (圖18)位于車輛儀表板151下方、駕駛員一側(cè)的方向盤下方(或乘客一側(cè)雜物箱下方)。護(hù)膝墊部件150有助于嚴(yán)重 的前端碰撞時(shí)減小乘員下沉到車輛儀表板底下的傾向。部件150包括 可展開壓扁盒153，車輛發(fā)生碰撞時(shí)該可展開壓扁盒153可伸展以使 護(hù)膝墊部件移動更靠近乘客膝蓋154。例如，典型的護(hù)膝墊部件150 在未展開狀態(tài)下(圖18)離開駕駛員膝蓋(或乘客膝蓋)約4-5英寸， 而在展開狀態(tài)下(圖18A)離開膝蓋約2-3英寸。圖18B與圖18相似， 但具有壓扁盒153的能量吸收部件位于護(hù)膝墊部件150的表面上。通 過這種布置，護(hù)膝墊部件150保持固定，而壓扁盒153向乘員膝蓋伸 出(圖18C)。
圖18-18C示出腿部空間最大化以利舒適以及便于進(jìn)出車輛的有 益效果，還示出能量吸收部件在車輛發(fā)生碰撞時(shí)可展開以把護(hù)膝墊部 件或能量吸收部件移動更靠近乘員(駕駛員或乘客)。該更靠近的位置 有助于把乘員保持在座位上，以防止乘員"下沉，，到儀表板底下。除了 減小腿部傷害，重要的是把乘員保持在座位上并處于能受到上氣嚢保 護(hù)的位置。
圖18D為示出圖18(或圖18B)中能量吸收部件和護(hù)膝墊的力與 偏移之間關(guān)系的曲線圖，該圖中第 一曲線表示展開的能量吸收部件， 其壓扁行程較長，從而能在較長時(shí)間中提供較低阻力以吸收所需量的 能量，第二曲線表示靜態(tài)(未展開)能量吸收部件的較短壓扁行程， 從而為了給乘員膝蓋提供所需沖擊阻力和能量吸收，需要較短時(shí)間中 的較高阻力。圖18D示出與未展開系統(tǒng)比較在展開系統(tǒng)時(shí)各加載階段 是如何工作的。展開系統(tǒng)能在吸收同樣數(shù)量的能量的同時(shí)減小對乘員 的負(fù)荷，并且乘員總移動量較小，從而由于壓扁行程的增加和阻力峰 值的減小以及通過把乘員保持在車座上受車輛儀表板中氣嚢保護(hù)的位 置而減小了傷害。
預(yù)想的是，還可在車輛中其它部位例如雜物箱門、車輛頭靠、車 輛就坐單元(例如座位或靠背或扶手上)、操縱臺(安裝在頭部上方或 地板上)、方向盤等部位增加類似于護(hù)膝墊部件150的能量吸收器或上 述其它部件。這些部件的可成形性和能夠與結(jié)構(gòu)部件一體化的能力可被采用，以使這些部件還可提供連接、隔音以及結(jié)構(gòu)支撐和功能。
保險(xiǎn)杠系統(tǒng)160 (圖19-20)包括輥壓成形的管狀加固梁161、具 有可展開壓扁盒163的聚合物能量吸收器162和美觀地覆蓋保險(xiǎn)杠系 統(tǒng)160的蒙皮164A。后板165覆蓋壓扁盒163，以便把空氣截留在其 中，并且在出氣孔處可設(shè)有閥(見圖23)以控制空氣從由壓扁盒限定 的空腔流入或流出。壓扁盒163可展開/伸出(見圖19中虛線以及圖 19A)以提供額外的沖擊行程，并且壓扁盒163也可用加壓空氣充氣 (或限制和/或控制空氣流出或空氣橫流)，以便在撞擊行人時(shí)提供一些 額外的沖擊行程或剛度的改變。
如圖20所示，能量吸收器162包括三個伸長的壓扁盒，中間一個 為壓扁盒163，兩側(cè)為壓扁盒164。如果中間壓扁盒163在部位166 處的中央?yún)^(qū)域受沖擊，例如撞擊行人腿部，則中央?yún)^(qū)域壓縮。空氣流 到壓扁盒163空腔外端，造成壓扁盒163在部位167向前鼓起。這樣 可減輕對行人腿部的沖擊，并且還使壓扁盒163部分地折疊和形成與 腿部相適的形狀，從而以減小傷害的方式分布腿部受到的沖擊力。在 外壓扁盒164中，如果中央?yún)^(qū)域168撞擊，則內(nèi)側(cè)區(qū)域169向外鼓起， 以使行人在沿著箭頭170所示的側(cè)向方向上被偏轉(zhuǎn)。特別是，通過把 外側(cè)壓扁盒164做成外端較薄的楔形，這樣有助于壓扁盒形成圓角從 而不僅支持當(dāng)今車輛中普遍的空氣動力學(xué)形狀，而且上述鼓起作用傾 向于把受撞擊的行人向側(cè)向彈開(而不是象棒球手套接球那樣"抓住，， 行人腿部)。
如上所述，對于局部沖擊例如撞擊行人腿部時(shí)來說，反應(yīng)是柔和 的。同時(shí)，對于較寬的撞擊例如撞擊墻或另一汽車時(shí)，由于整個壓扁 盒被其整個前面所受的力施壓，因此壓扁阻力較大。這造成壓扁阻力 較大，可能造成行程較短(視撞擊嚴(yán)重程度而定)，...可能造成對車輛 的損壞減小。具體來說，氣體壓力與體積之間的關(guān)系是已知 的…PiV產(chǎn)P2V尸mRT。當(dāng)密封壓扁盒受撞擊時(shí)，體積減小但壓力上升。 因此，壓扁阻力升高。如果內(nèi)容物或空氣能轉(zhuǎn)移到相鄰壓扁盒，則空 氣總體積不變，因此壓力不增加。但是，在壓扁盒的空氣流出受到限制(例如用閥或節(jié)流孔)或空氣無法流出壓扁盒(例如壓扁盒是密封 的且空氣無法逸出)時(shí)，空氣壓力增加，從而抗沖擊性提高。
圖21示出的注射成形部件180具有后面板181和從后面板181 向前延伸的壓扁盒182。該壓扁盒182呈六面的六邊形，定制成包括 向前成形的錐體狀外側(cè)壁183、向前變形的隔板184、向后成形的錐體 狀內(nèi)側(cè)壁185和內(nèi)面板186。多個穩(wěn)固肋條187從后面板181伸出并 支撐外側(cè)壁183。此外，外側(cè)壁183呈波狀以便可逐步壓扁。內(nèi)面板 186與后面板181不共面，以《更壓扁盒182在壓扁4亍程中壓扁時(shí)，總 能量吸收率在由壁185/186形成的內(nèi)柱參與并開始也被壓扁時(shí)突然地 急劇增加。
圖22示出儀表板部件190，其構(gòu)成車輛儀表板的結(jié)構(gòu)件，例如合 成梁的后半部或空氣管道的后半部。部件190包括至少一個可展開壓 扁盒191，和用于安裝物品的安裝部位192 (例如支架狀連接部位)， 和構(gòu)成功能結(jié)構(gòu)的面板193 (如構(gòu)成雜物箱組成部分的面板或用于支 撐雜物箱的表面)。
圖23示出與多個部件201、 201A和201B連接的可變能量管理系 統(tǒng)200。所示部件201具有可展開/可伸出的壓扁盒202。壓扁盒202 包括由折回偏移部205連接的側(cè)壁203和204。壓扁盒202限定了空 腔206，板207被結(jié)合在壓扁盒202上，以便除了入口/出口孔208之 處封閉空腔206。偏移部205使得壓扁盒202可伸展，例如在壓縮流 體被驅(qū)使經(jīng)孔208進(jìn)入空腔206中時(shí)。流體管線209與孔208連接且 延伸到閥210。閥210與控制器211可操作地(例如電)連接，控制 器211從車輛傳感器212和212A接收輸入數(shù)據(jù)且控制器211被編程 成選擇性控制閥210的移動，以選擇性操作部件201、 201A和201B。 閥210可移動到各個連接位置，包括用于把流出空氣排放到大氣中的 第一排放口 213、用于限制空氣流出的第二限制排放口 214、用于把空 氣轉(zhuǎn)向相鄰壓扁盒的第三排放口 215或用于把壓縮流體(例如來自氣 嚢充氣裝置的壓縮空氣)導(dǎo)入空腔206中以展開壓扁盒202的第四排 放口 216。應(yīng)該指出，控制器211可與多個不同傳感器和可展開能量吸收部 件連接，以用于根據(jù)感測到的車輛碰撞類型和嚴(yán)重程度、根據(jù)發(fā)生碰 撞時(shí)乘員的體型和實(shí)際位置以及根據(jù)政府法規(guī)而協(xié)調(diào)地(同時(shí)、相繼 或部分地)展開。通過改變控制器211的算法和編程，可把同一能量 吸收系統(tǒng)調(diào)整成提供所需能量吸收特性。由于可迅速對能量吸收系統(tǒng) 進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此這賦予車輛開發(fā)以巨大靈活性。此外，，即使所需的能 量吸收特性不同，只需改變控制器的編程就可使得同樣的能量吸收部 件用于不同的車輛樣式和型號。
圖24示出具有六個壓扁盒221的部件220。壓扁盒221包括波形 側(cè)壁222和頂壁223，并且壓扁盒221布置成2x3正交型式。所示壓 扁盒221的形狀都相同(但也可不同)，并且由具有跨接通道的傳氣道 224互連(應(yīng)該指出，預(yù)想到如果需要的話可包括更多或更少的壓扁 盒以及大小和形狀不同的壓扁盒)。如果兩個壓扁盒211在撞擊過程中 如圖所示被撞擊物體225涉及，那么空氣流入另四個壓扁盒221并得 出第一能量吸收曲線。另一方面，如果四個壓扁盒211在撞擊過程中 如圖所示被撞擊物體227涉及，則空氣流入另兩個壓扁盒221并得出 一不同的能量吸收曲線。這兩個不同曲線的能量吸收能力的差別不單 是受撞擊的壓扁盒數(shù)量的比例。換句話說，如果撞擊兩個壓扁盒而不 是一個壓扁盒，阻力常常比加倍還要大。這是由多種不同因素造成的， 例如與空氣從四個壓扁盒流入兩個壓扁盒(即曲線228)的困難和湍 流相比，空氣從兩個壓扁盒流入四個壓扁盒(即曲線226)要容易。 此外，相鄰壓扁盒壓扁時(shí)會影響到相鄰壓扁盒的穩(wěn)定性。
圖25為一小區(qū)域(與圖24比較)中三個相鄰壓扁盒受沖擊時(shí)的 能量吸收曲線圖(即力與偏移關(guān)系圖)。標(biāo)為"密封"的較高較短曲線表 示三個相鄰壓扁盒受沖擊時(shí)的力和偏移，每一壓扁盒被密封以截留空 氣。標(biāo)為"不密封"的較低較長曲線表示三個相鄰壓扁盒受沖擊時(shí)的力 和偏移，每一壓扁盒不密封以便不截留空氣，只是由壓扁盒被壓扁的 材料吸收能量。
圖25A為一小區(qū)域中相鄰密封壓扁盒受沖擊時(shí)的能量吸收曲線圖(即力與偏移關(guān)系圖)，三條曲線表示單個密封壓扁盒、兩個相鄰密封 壓扁盒和三個相鄰密封壓扁盒受沖擊。
應(yīng)該理解，可在不偏離本發(fā)明原理的情況下對上述結(jié)構(gòu)作出種種 改動和修正，還應(yīng)理解，這些原理由后附權(quán)利要求所涵蓋，除非這些 權(quán)利要求的表述另外明確指出。
權(quán)利要求
1、 一種用于車輛客廂的能量吸收系統(tǒng)，該能量吸收系統(tǒng)適于覆蓋 結(jié)構(gòu)部件的內(nèi)表面，并用于在車輛碰撞過程中乘客被甩向該內(nèi)表面并撞擊該內(nèi)表面時(shí)吸收能量以減小對乘客的傷害，該能量吸收系統(tǒng)包括 能量吸收部件，該能量吸收部件成型為覆蓋該結(jié)構(gòu)部件的該內(nèi)表 面的至少一部分，且該能量吸收部件限定了基本上與該內(nèi)表面垂直延 伸的厚度，該能量吸收部件具有壓扁盒結(jié)構(gòu)，所述壓扁盒結(jié)構(gòu)被構(gòu)造 成當(dāng)在與所述厚度基本平行的方向上被撞擊時(shí)沿較短的第一壓扁行程 距離壓扁并基于第一能量吸收曲線吸收能量；以及執(zhí)行器，該執(zhí)行器與所述壓扁盒結(jié)構(gòu)連接，并且該執(zhí)行器被構(gòu)造 成將所述壓扁盒結(jié)構(gòu)伸縮式地?cái)U(kuò)張到增加的厚度，從而在感測到車輛 撞擊時(shí)使壓扁盒結(jié)構(gòu)沿較長的第二壓扁行程距離壓扁并基于第二能量 吸收曲線吸收能量，第一和第二能量吸收曲線的形狀和能量吸收率不 同。
2、 按權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于，該壓扁盒結(jié)構(gòu)包括多 個相間隔的壓扁盒。
3、 按權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括與該執(zhí)行 器和用于擴(kuò)張壓扁盒結(jié)構(gòu)的空氣源可操作地連接的可編程控制器。
4、 一種用于覆蓋車輛客廂中結(jié)構(gòu)部件的能量吸收系統(tǒng)，包括 第一部件和第二部件，它們限定了壓扁盒，壓扁盒互相配合以限定空氣捕獲室，每一壓扁盒限定了厚度并被構(gòu)造成在與該厚度基本平 行的方向上受到?jīng)_擊時(shí)壓扁且吸收能量。
5、 按權(quán)利要求4所述的能量吸收系統(tǒng)，其特征在于，該能量吸收 系統(tǒng)包括執(zhí)行器，該執(zhí)行器與至少一些壓扁盒連接，以在感測到車輛 撞擊時(shí)使所述至少一些壓扁盒擴(kuò)張到增加的厚度。
6、 一種能量吸收系統(tǒng)，包括能量吸收器，其具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)部結(jié)構(gòu)提供在第一壓扁行 程距離上的第一水平的沖擊阻力，以及執(zhí)行器和控制器，它們可操作地互相連接且與所述內(nèi)部結(jié)構(gòu)連接， 以便通過該內(nèi)部結(jié)構(gòu)來可變地控制能量吸收，從而提供可變水平的沖 擊阻力。
7、 按權(quán)利要求6所述的能量吸收系統(tǒng)，其特征在于，該控制器包 括用于控制與該內(nèi)部結(jié)構(gòu)連接的通道中空氣流的閥。
8、 按權(quán)利要求7所述的能量吸收系統(tǒng)，其特征在于，該閥控制空 氣的5充出。
9、 按權(quán)利要求7所述的能量吸收系統(tǒng)，其特征在于，該閥控制空 氣流入該內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
10、 按權(quán)利要求7所述的能量吸收系統(tǒng)，其特征在于，該內(nèi)部結(jié) 構(gòu)包括相間隔的壓扁盒。
11、 一種用于車輛客廂的能量吸收系統(tǒng)，該能量吸收系統(tǒng)適于覆 蓋結(jié)構(gòu)部件的內(nèi)表面，并適于在車輛碰撞過程中乘客被甩向并撞擊該內(nèi)表面時(shí)吸收能量以減小對乘客的傷害，該系統(tǒng)包括能量吸收部件，該能量吸收部件成型為覆蓋該結(jié)構(gòu)部件內(nèi)表面的 至少一部分，并且該能量吸收部件限定了基本上與該內(nèi)表面垂直延伸 的厚度，該能量吸收部件具有壓扁盒結(jié)構(gòu)，所述壓扁盒結(jié)構(gòu)構(gòu)造成在 與該厚度基本平行的方向上受沖擊時(shí)沿壓扁行程距離壓扁并基于能量 吸收曲線吸收能量；以及閥，該閥與壓扁盒結(jié)構(gòu)連接并構(gòu)造成控制流體流入或流出壓扁盒 結(jié)構(gòu)；以及裝置，該裝置用于基于車輛碰撞的嚴(yán)重程度操作該閥，以控制流 體流動并從而基于車輛碰撞類型而改變壓扁盒結(jié)構(gòu)的能量吸收曲線。
12、 一種用于在車輛中吸收能量的系統(tǒng)，包括車輛，該車輛包括車體，該車體限定了具有乘員相關(guān)能量吸收部 件的客廂，該車輛還包括具有保險(xiǎn)杠相關(guān)能量吸收部件的前后保險(xiǎn)杠 系統(tǒng)，乘員相關(guān)能量吸收部件和保險(xiǎn)杠相關(guān)能量吸收部件分別具有在 各自壓扁行程中能量吸收率已知的各自能量吸收曲線；車輛上的傳感器，用于感測車輛撞擊的類型或嚴(yán)重程度，并用于產(chǎn)生與車輛撞擊類型或嚴(yán)重程度有關(guān)的信號；以及控制器，該控制器可操作地與傳感器連接且與乘員相關(guān)能量吸收 部件和保險(xiǎn)杠相關(guān)能量吸收部件連接；該控制器設(shè)計(jì)用于接收所述信 號，并通過改變能量吸收率和壓扁行程長度中的至少一個來使得乘員 相關(guān)能量吸收部件和保險(xiǎn)杠相關(guān)能量吸收部件改變各自能量吸收曲 線。
13、 一種用于在車輛中吸收能量的系統(tǒng)，包括車輛，該車輛包括車體，該車體限定了客廂，該客廂中有至少一 個能量吸收部件，該能量吸收部件的能量吸收能力可調(diào)節(jié)；車輛上的傳感器，該傳感器用于感測車輛撞擊并產(chǎn)生與車輛撞擊 有關(guān)的信號；以及控制器，該控制器可操作地與該傳感器連接且與該能量吸收部件 連接；該控制器設(shè)計(jì)成接收所述信號，并使得該能量吸收部件根據(jù)車 輛受撞擊的類型來調(diào)節(jié)該能量吸收部件。
14、 按權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，該能量吸收部件包 括護(hù)膝墊。
15、 一種用于在車輛發(fā)生碰撞時(shí)吸收能量的可變能量管理系統(tǒng)， 包括車輛，該車輛包括車體，該車體限定了客廂，至少一個可展開能 量吸收部件設(shè)于該客廂內(nèi)，該車輛還包括具有至少一個第二可展開能 量吸收部件的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)；車輛上的傳感器，該傳感器用于感測車輛撞擊并產(chǎn)生與車輛撞擊 有關(guān)的至少一個信號；以及控制器，該控制器可操作地與該傳感器連接且與所述第一和第二 能量吸收部件連接；該控制器設(shè)計(jì)成接收所述信號且編程成以至少三 種不同方式選擇性展開所述第一和第二能量吸收部件中的之一或兩 者，第一種方式是最小化對該保險(xiǎn)杠系統(tǒng)撞擊的行人造成的傷害，第 二種方式是最小化車輛碰撞時(shí)對車輛中的乘員造成的傷害，第三種方 式是最小化對車輛的損壞。
16、 一種用于在車輛碰撞時(shí)吸收能量的可變能量管理系統(tǒng)，包括 車輛，該車輛包括車體，該車體限定了客廂，至少一個可展開能量吸收部件設(shè)于該客廂內(nèi)，該車輛還包括具有至少一個第二可展開能 量吸收部件的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)；車輛上的傳感器，該傳感器用于感測車輛撞擊并產(chǎn)生與車輛撞擊 有關(guān)的至少一個信號；以及控制器，該控制器可操作地與該傳感器連接且與所述第一和第二 能量吸收部件連接；該控制器設(shè)計(jì)成接收所述信號且編程成以與車輛 碰撞嚴(yán)重程度增加相關(guān)的方式來選擇性展開所述第 一和第二能量吸收 部件。
17、 一種方法，包括下列步驟提供多個能量吸收部件，所述多個能量吸收部件包括若干可伸展 壓扁盒;提供致動器，該致動器與所述壓扁盒連接以用于在壓扁盒受沖擊時(shí)控制空氣流動；提供傳感器，所述傳感器用于感測至少兩種不同的車輛撞擊，這兩種車輛撞擊的類型和嚴(yán)重程度不同；將控制器與所述傳感器、致動器和至少一些壓扁盒連接；以及 把該控制器編程成選擇性伸展壓扁盒以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)于所述不同類型車輛撞擊每一種所需的能量吸收。
全文摘要
一種能量吸收系統(tǒng)，包括兩個成形且密封的部件，它們結(jié)合在一起以形成壓扁盒，該壓扁盒捕獲空氣以用于在受沖擊時(shí)控制分布；以及適于在車輛發(fā)生碰撞時(shí)伸展壓扁盒的執(zhí)行系統(tǒng)。槽道互連壓扁盒，以用于最佳控制空氣橫向流動，以便橫向分布能量。所述兩部件可熱成形、注射成形或用其它方法成形。通過這種布置，壓扁盒在不展開狀態(tài)受沖擊時(shí)提供第一水平的靜態(tài)能量吸收，以便以第一吸收率和行程吸收能量。此外，壓扁盒可伸展，以在車輛發(fā)生碰撞而受沖擊時(shí)提供第二水平的靜態(tài)能量吸收(即執(zhí)行系統(tǒng)激活，并且壓扁盒伸展或“展開”)，以便以一個或多個不同吸收率和行程吸收能量。
文檔編號B60R21/045GK101312858SQ200680043831
公開日2008年11月26日 申請日期2006年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月23日
發(fā)明者D·埃文斯 申請人:奈特夏普能源管理有限公司