一种能量吸收系统，包括：两个成形且密封的部件，它们结合在一起以形成压扁盒，该压扁盒捕获空气以用于在受冲击时控制分布；以及适于在车辆发生碰撞时伸展压扁盒的执行系统。槽道互连压扁盒，以用于最佳控制空气横向流动，以便横向分布能量。所述两部件可热成形、注射成形或用其它方法成形。通过这种布置，压扁盒在不展开状态受冲击时提供第一水平的静态能量吸收，以便以第一吸收率和行程吸收能量。此外，压扁盒可伸展，以在车辆发生碰撞而受冲击时提供第二水平的静态能量吸收(即执行系统激活，并且压扁盒伸展或“展开”)，以便以一个或多个不同吸收率和行程吸收能量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及适用于可变吸收冲击能量的部件和系统，特别涉及用于车辆前后保险杠和客厢内例如用在车顶结构柱的内表面、车顶衬垫、车门内面板、仪表板和冲击吸收为该部件重要特征的其它部位上的能量吸收器。应该指出，本专利技术的范围不限于汽车，也不只限于载客车辆。
技术介绍
要在为乘客保持舒适的内部空间且保证乘客安全的同时减小车辆大小是很困难的。具体来说，现代车辆客厢内的封装空间随着车辆的小型化而变得越来越严峻(即越来越关键)，这是因为车辆内的客厢必须保持足够的大小以使乘客舒适和活动自如。最终结果是，对于车体结构来说在车辆外部与车辆内部(即客厢)之间的空间极少。例如，车辆的结构柱的大小必须足以结构性地支撑车顶，但为了使得客厢大小最大化其横截面必须尽可能小。提高乘客安全性(即在车辆碰撞时减小乘客受到的伤害)的一种方式是在刚性部件(即在车辆碰撞时会造成乘客伤害的部件)上覆盖能量吸收装饰件或在该装饰件下面的能量吸收层。但是，这些部件和布置倾向于较厚(为了提供较长“压扁行程)，从而造成车辆客厢中内部空间的损失较大。显然，也可将这些部件做得刚性较大，使得它们在车辆碰撞时提供更多的能量吸收(即更大的减速)，但是，由于较高的刚度会造成部件本身对乘客造成伤害，因此刚度的上限非常有限。更具体地，汽车或其它运输工具的客厢内的安全装置的一个目的是在发生高速碰撞时减小乘员受到伤害的严重程度。主要方法是发生撞击时使得乘员以足够慢的速率减速，从而重大伤害、骨折、内伤、头部损伤等不会造成永久性衰弱、长期恢复和治疗或死亡。 采取了几种能量管理策略，通常是以组合的形式。它们为约束，例如安全带；主动系统，其感测撞击的严重程度并展开缓冲装置或启动避开机构；以及被动系统，例如气囊和其它静态的能量吸收结构和材料。使用被动系统时，减小减速速率的能力(将对乘员的载荷和G力减到最小)与想要保持结构所需的最小量空间(即较小部件提供的冲击行程较短)之间通常存在冲突。从物理学可知，乘员减速时的动能等于作用在乘员上的载荷的总和乘以陷入3该结构中的位移量。因此，如果想要保持低的载荷/加速度，就需要更多可用的压扁空间， 而这常与要最大化乘员车厢空间、改善视界和舒适性等相冲突。为了最小化该空间，努力创建可有效吸收能量的结构，即把载荷/加速度保持尽可能恒定地刚好在所需限度以下，直到所有能量被吸收。为此已采用过许多不同种结构，例如膨胀或泡沫材料、注射成形的带肋结构、用多种材料和制作方法制成的各种形状的结构。所有这些结构都受上述物理定律的限制。本专利技术涉及把主动系统和被动系统的要素结合起来，以便在撞击时改变物理学的限制，同时在正常工作状态时又不占用乘员空间。需要能实现最佳能量吸收的改进的能量吸收器，包括更长压扁行程但不减小车辆内部客厢空间。除了“总的”(gross)或总冲击能量吸收以外，还需要提供一种系统，该系统不但在撞击时被动地分布能量吸收，而且在撞击时还主动地横向分布能量。此外，还要求提供一种对车辆碰撞响应迅速的系统，该系统进行主动调节以为特定类型的冲击/车辆碰撞提供最佳冲击吸收特性。例如，第一能量吸收曲线(即表示能量吸收与冲击行程之间关系的曲线)最适合于低速撞击(从而最小化车辆损坏)，第二能量吸收曲线较适合于低速行人撞击(从而最小化对行人的伤害)，第三能量吸收曲线较适合于对固定障碍物的高速撞击(从而最小化正面撞击造成的对乘客的伤害)，第四能量吸收曲线较适合于车辆侧向撞击(从而最小化侧向力造成的对乘客的伤害)，等等。总之，要求一种改进的总的和可变的能量管理系统，该系统最小化车辆损坏的同时优化行人和乘员的安全性。此外，要求提供一种加工成本低、定货交付时间短的能量吸收系统。此外，要求提供一种便于改造而可用于多种车辆样式和型号的能量吸收系统。此外， 要求提供一种对撞击类型作出迅速响应的能量管理系统，该系统响应于来自撞击前传感器或撞击后传感器的特定信号而向外伸出。因此，要求一种具有上述优点、解决上述问题的系统。
技术实现思路
本专利技术着重于一种新途径。该途径认识到，当今在几乎所有的车辆上通常都使用感测撞击严重程度和类型的传感器。这些传感器一般用于改变安全带的张紧程度和适当展开被动辅助充气约束物(气囊)。气囊设置在车辆周围各种部位上，例如方向盘、乘客一侧的仪表板上以及目前很多时候在车门或上门槛上，以防乘员受到侧向冲击。这些装置昂贵且无法复位。一旦展开，它们必须被完全更换且常损坏车辆上的其它周围结构。此外，它们在本质上十分有限，即其设置在特定部位，无法应对所有类型的撞击情况。因此，除了气囊， 还在车辆周围工程师认为乘员会接触的各种部位设置其它能量吸收部件。这些部位通常为车顶衬垫、柱装饰、车门面板、护膝垫(IP封闭面板)、座椅靠背等。如前所述，所有这些可能接触部位都必须设计和优化成符合某些伤害标准，例如FMVSS201、FMVSS208以及具有上述限制的其它标准。本专利技术要实现的一个新颖方面/途径是按照“所感测到的”撞击把结构的形状从最小包装状态的静态状态改变成发生撞击时提高可用压扁空间的展开状态。这样， 与静态有关的物理学限制得到克服，从而有机会大大减小作用在乘员上的加速度水平而不牺牲正常工作状态时的空间。这样，可在测试/工程专业人员否则无法包装或处理的许多部位实现冲击能量的吸收。在本专利技术一个方面中，提供一种用于车辆客厢的能量吸收系统，该能量吸收系统4适于覆盖结构部件的内表面，并用于在车辆碰撞过程中乘客被甩向该内表面并撞击该内表面时吸收能量以减小对乘客的伤害。该能量吸收系统包括能量吸收部件，该能量吸收部件成型为覆盖该结构部件的该内表面的至少一部分，且该能量吸收部件限定了基本上与该内表面垂直延伸的厚度。该能量吸收部件具有压扁盒结构，所述压扁盒结构被构造成当在与所述厚度基本平行的方向上被撞击时沿较短的第一压扁行程距离压扁并基于第一能量吸收曲线吸收能量。执行器与所述压扁盒结构连接，并且该执行器被构造成将所述压扁盒结构伸缩式地扩张到增加的厚度，从而在感测到车辆撞击时使压扁盒结构沿较长的第二压扁行程距离压扁并基于第二能量吸收曲线吸收能量，第一和第二能量吸收曲线的形状和能量吸收率不同。在本专利技术另一方面中，车辆客厢内具有覆盖结构部件内表面至少一部分的能量吸收系统，该能量吸收系统包括至少一个能量吸收部件，其适于在车辆碰撞过程中乘客被甩向并撞击所述内表面时吸收能量以减小对乘客的伤害。一种改进的能量吸收部件限定了基本上与该内表面垂直延伸的厚度，并且该能量吸收部件具有压扁盒，所述压扁盒构造成在受到与该厚度基本平行方向上的撞击时沿较短第一压扁行程距离压扁并基于第一能量吸收曲线吸收能量。这些压扁盒适于与执行器连接，并可伸缩式伸展到增加的尺寸，从而在感测到较严重车辆撞击时沿较长第二压扁行程距离压扁和基于第二能量吸收曲线吸收能量。 第一和第二能量吸收曲线的形状和不同碰撞情况下冲击吸收所需能量吸收率不同。在本专利技术另一方面中，用于覆盖车辆客厢中结构部件的能量吸收系统包括第一和第二板，它们限定形成压扁盒，压扁盒互相配合以限定空气捕获室。每一压扁盒限定了厚度，并构造成在与该厚度基本平行方向上受到冲击时压扁并吸收能量。在本专利技术另一方面中，一种能量吸收系统包括能量吸收器，其具有内部结构，所述内部结构提供在第一压扁行程距离上的第一水平本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于在车辆发生碰撞时吸收能量的可变能量管理系统，包括：车辆，该车辆包括车体，该车体限定了客厢，至少一个可展开能量吸收部件设于该客厢内，该车辆还包括具有至少一个第二可展开能量吸收部件的保险杠系统；车辆上的传感器，该传感器用于感测车辆撞击并产生与车辆撞击有关的至少一个信号；以及控制器，该控制器可操作地与该传感器连接且与所述第一和第二能量吸收部件连接；该控制器被构造成接收所述信号且被编程成以至少三种不同方式选择性展开所述第一和第二能量吸收部件中的之一或两者，第一种方式是最小化对该保险杠系统所撞击的行人造成的伤害，第二种方式是最小化车辆碰撞时对车辆中的乘员造成的伤害，第三种方式是最小化对车辆的损坏。
【技术特征摘要】
2005.11.23 US 60/739,508;2006.11.22 US 11/562,7751.一种用于在车辆发生碰撞时吸收能量的可变能量管理系统，包括车辆，该车辆包括车体，该车体限定了客厢，至少一个可展开能量吸收部件设于该客厢内，该车辆还包括具有至少一个第二可展开能量吸收部件的保险杠系统；车辆上的传感器，该传感器用于感测车辆撞击并产生与车辆撞击有关的至少一个信号；以及控制器，该控制器可操作地与该传感器连接且与所述第一和第二能量吸收部件连接； 该控制器被构造成接收所述信号且被编程成以至少三种不同方式选择性展开所述第一和第二能量吸收部件中的之一或两者，第一种方式是最小化对该保险杠系统所撞击的行人造成的伤害，第二种方式是最小化车辆碰撞时对车辆中的乘员造成的伤害，第三种方式是最小化对车辆的损坏。2.一种用于在车辆碰撞时吸收...
【专利技术属性】
技术研发人员：D·埃文斯，
申请(专利权)人：沙普公司，
类型：发明
国别省市：US
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