CN103754189A - 汽车用行人上腿部保护装置及汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种汽车用行人上腿部保护装置，设置在汽车散热器的前端，所述保护装置包括沿车体前端的轮廓横向排列且依次相连的多个板状吸能单元，所述板状吸能单元与预设的行人上腿部碰撞点的数量相同、位置相对应，每个板状吸能单元包括沿车体前端的轮廓纵向排列且依次相连的上固定板、斜板、下端板和下固定板，所述上固定板和下固定板分别与散热器上横梁的顶端和下端可拆卸地连接，所述下端板水平设置，且所述斜板和下端板的夹角与所在板状吸能单元的位置对应的行人上腿部碰撞点的撞击角度相同。相应地，提供一种包括上述保护装置的汽车。本发明所述汽车用行人上腿部保护装置能够在发生碰撞时较好地保护行人上腿部，且成本较低。
Description
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，具体涉及一种汽车用行人上腿部
保护装置及汽车。
背景技术
随着汽车工业的不断发展与家用轿车的广泛使用，汽车安全保护措施成为汽车设计的重要课题之一，而且对行人的保护越来越受到重视。据统计，在交通事故中，行人的受伤害比例高达65%左右。为减少行人的受伤害程度，各国政府与汽车主机厂在汽车对行人的保护方面越来越重视。2005年，欧盟地区开始强制执行行人保护法规2003/102/EC，Euro NCAP（European New CarAssessment Programme，新车评价体系）已将行人保护作为评价内容之一，因此汽车对行人保护的性能会直接影响车辆安全星级的评定。同年，日本的行人保护法规也开始强制执行。
但是，现有车型对行人上腿部（即大腿）的保护效果都不明显，在已经公布的Euro NCAP车型中，较大部分车型对行人上腿部保护的得分很低，尤其是SUV（Sport Utility Vehicle，运动型多用途汽车），其对行人上腿部保护的得分为0分。对于车辆中间位置处的碰撞点，对行人上腿部保护不得分的主要原因有两个：一是车辆前端的空间（包括撞击空间和硬点占用空间）不足，例如，对于行人上腿部的冲击能量是700J的车辆，如果要得满分的话，一般要求其撞击空间大于200毫米，但是大部分车辆前端的空间都不满足这一要求；二是车辆前端的结构吸收能量的能力不满足要求。
为了解决现有车型对行人上腿部保护不得分的问题，现有技术提出了针对行人上腿部碰撞的保护装置，主要分为形状单一的板状结构和气囊结构。所述板状结构安装于散热器和前保蒙皮之间，在行人上腿部受力时可起到一定的吸收能量的作用，但由于其形状单一，能够吸收的能量十分有限，在行人上腿部的保护方面存在缺陷；所述气囊机构包括安装于车辆前端的气囊，在行人上腿部受力时可起到吸收大部分能量的作用，但其成本较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中所存在的上述缺陷，提供一种能够在发生碰撞时较好地保护行人上腿部且成本较低的汽车用行人上腿部保护装置。
解决本发明技术问题所采用的技术方案：
所述汽车用行人上腿部保护装置，设置在汽车散热器的前端，其特征在于，所述保护装置包括沿车体前端的轮廓横向排列且依次相连的多个板状吸能单元，所述板状吸能单元与预设的行人上腿部碰撞点的数量相同、位置相对应，每个板状吸能单元包括沿车体前端的轮廓纵向排列且依次相连的上固定板、斜板、下端板和下固定板，所述上固定板和下固定板分别与散热器上横梁的顶端和下端可拆卸地连接，所述下端板水平设置，且所述斜板和下端板的夹角与所在板状吸能单元的位置对应的行人上腿部碰撞点的撞击角度相同。
优选地，所述板状吸能单元沿其排列方向上的长度n=100毫米。
优选地，所述保护装置还包括多个板状过渡单元，且所述板状过渡单元与板状吸能单元间隔设置，用于使相邻两个板状吸能单元的上固定板、斜板、下端板、下固定板之间平缓过渡。
优选地，所述板状过渡单元沿其排列方向上的长度m=10～30毫米，所述板状吸能单元沿其排列方向上的长度n=100-m毫米。
优选地，所述板状过渡单元沿其排列方向上的长度m=20毫米，所述板状吸能单元沿其排列方向上的长度n=80毫米。
优选地，所述保护装置采用脆性材料制成，且所述保护装置为一体成型结构。
优选地，所述保护装置采用塑料制成。
优选地，所述上固定板上设置有螺栓，并通过螺栓与散热器上横梁的顶端可拆卸地连接；
所述下固定板上设置有卡扣，并通过卡扣与散热器上横梁的下端可拆卸地连接。
优选地，各个板状吸能单元的上固定板上设置的螺栓的总数为4～6个；各个板状吸能单元的下固定板上设置的卡扣的总数为4～6个。
优选地，所述上固定板水平设置；所述下固定板竖直设置，并与下端板垂直。
优选地，所述板状吸能单元的斜板包括相连且夹角为钝角的第一子斜板和第二子斜板，所述第一子斜板与上固定板相连，所述第二子斜板与下端板相连；所述第一子斜板上设置有凸台，以安装固定汽车的前保蒙皮；所述第二子斜板和下端板的夹角与所在板状吸能单元的位置对应的行人上腿部碰撞点的撞击角度相同。
优选地，各个板状吸能单元的第一子斜板上设置的凸台的总数为4～6个。
本发明还提供一种包括上述汽车用行人上腿部保护装置的汽车。
有益效果：
1）本发明所述汽车用行人上腿部保护装置的多个板状吸能单元与预设的行人上腿部碰撞点的数量相同、位置相对应，且每个板状吸能单元的斜板和下端板的夹角与所在板状吸能单元的位置对应的行人上腿部碰撞点的撞击角度相同，因此，即使车辆前端的空间不足（例如其撞击空间小于200毫米），所述保护装置也能在行人上腿部遭撞击而受力时吸收大部分能量，并使其对行人上腿部的保护能够多得分，既增强了汽车的安全性，又增加了汽车在行业内的竞争力；而且，所述保护装置具有的特殊结构还使得车辆前端的空间利用率达到最大；
2）本发明所述汽车用行人上腿部保护装置采用板状结构，且优选采用塑料制成，因此成本较低。
附图说明
图1为本发明实施例2所述汽车用行人上腿保护装置的结构示意图；
图2为图1的俯视图。
图3为本发明实施例2所述板状吸能单元的结构示意图；
图4为图3的侧视图；
图中：1－上固定板；2－斜板；201－第一子斜板；202－第二子斜板；3－下端板；4－下固定板；5－散热器上横梁；α1－第一子斜板与下端板之间的夹角；α2－第一子斜板与第二子斜板之间的夹角；α3－上固定板与第一子斜板之间的夹角。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。
现有的Euro NCAP上腿部模型的顶端和低端分别安装有用于测试大腿（即上腿部）受力的传感器，而大腿受力可分为下部大腿受力和上部大腿受力，其中，下部大腿受力主要由上格栅的刚度决定，而上格栅的刚度受到车辆造型的限制，改动空间十分有限；上部大腿受力主要由散热器上横梁的顶端结构和发动机罩的前端结构决定，且散热器上横梁的顶端在上部大腿受力而产生的能量的吸收方面起主要的作用。因此，本发明所述保护装置主要用于吸收上部大腿受力而产生的能量。以下将结合现有的EuroNCAP上腿部模型详细说明本发明所述保护装置的结构。
实施例1：
本实施例提供一种汽车用行人上腿部保护装置，其设置在汽车散热器的前端。
所述保护装置包括沿车体前端的轮廓横向排列且依次相连的多个板状吸能单元，所述板状吸能单元与预设的行人上腿部碰撞点的数量相同、位置相对应。其中，所述行人上腿部碰撞点的数量和位置可由本领域技术人员根据Euro NCAP并结合具体车型预先设置。
每个板状吸能单元包括沿车体前端的轮廓纵向排列且依次相连的上固定板、斜板、下端板和下固定板，所述上固定板和下固定板分别与散热器上横梁的顶端和下端可拆卸地连接，所述下端板水平设置，且所述斜板和下端板的夹角与所在板状吸能单元的位置对应的行人上腿部碰撞点的撞击角度相同，也就是说，每个板状吸能单元的斜板和下端板的夹角会随其对应的行人上腿部碰撞点的撞击角度不同而有所差异，且只有在每个板状吸能单元的斜板和下端板的夹角与对应的行人上腿部碰撞点的撞击角度相同时，吸能才能达到最大。其中，所述斜板既可采用单一斜面的板状（平面板和弧面板均可）结构，也可以采用变斜面的板状（平面板和弧面板均可）结构，即所述斜板可由两个或两个以上的子斜板拼接而成，且所述子斜板也是沿车体前端的轮廓纵向排列且依次相连，此时，所述斜板和下端板的夹角为，该斜板中与下端板相连的子斜板和下端板的夹角。
优选地，所述保护装置采用脆性材料制成，例如陶瓷、玻璃或塑料等，从成本和效果方面考虑，优选采用塑料制成，且所述保护装置为一体成型结构，从而使得所述保护装置能够在行人上腿部与车辆发生碰撞后的前10毫秒对上腿部起到支撑作用，以最大程度吸收行人上腿部与车辆碰撞时产生的能量；并在10毫秒以后发生断裂，以降低车辆前端的刚度，使得行人上腿部受力能够维持在5kN左右，避免了行人上腿部撞击到后端的硬点，减少了对行人上腿部的伤害。
可见，本实施例所述保护装置能够在不改变车辆前端的造型及原有布置的前提下，设置在散热器前端，即，任何车型无需进行改造就能应用本实施例所述保护装置；并且，即使在车辆前端的空间不足（例如其撞击空间小于200毫米）的情况下，也能在行人上腿部与车辆发生碰撞时吸收大部分能量，从而使所述保护装置对行人上腿部的保护能够多得分；所述保护装置的结构还使得车辆前端的空间利用率达到最大。
本实施例还提供一种包括上述保护装置的汽车。
实施例2：
本实施例提供一种汽车用行人上腿部保护装置，其设置在汽车散热器的前端，并位于汽车散热器与前保蒙皮之间；所述保护装置为一体成型结构，且采用塑料制成，即所述保护装置为一体成型的塑料件，从而在碰撞发生的0～10毫秒内对行人上腿部起到支撑作用，10毫秒后发生断裂，以减小车辆前端的刚度。
如图1、2所示，所述保护装置包括沿车体前端的轮廓横向排列且依次相连的多个板状吸能单元，所述板状吸能单元与预设的行人上腿部碰撞点的数量相同、位置相对应。由于各个板状吸能单元在排列方向上是无缝拼接（相连）的，故图1、2中并未明确区分每个板状吸能单元，且图3、4所示的板状吸能单元通过无缝拼接构成了图1、2所示的保护装置。
如图3、4所示，每个板状吸能单元包括沿车体前端的轮廓纵向排列且依次相连的上固定板1、第一子斜板201、第二子斜板202、下端板3和下固定板4。所述上固定板1和下固定板4分别与散热器上横梁5的顶端和下端可拆卸地连接（图中未示出），以使得所述保护装置固定在散热器上横梁5上；所述上固定板1和下端板3均水平设置；所述下固定板4竖直设置，并与下端板3垂直；所述第二子斜板202和下端板3的夹角α1与所在板状吸能单元的位置对应的行人上腿部碰撞点的撞击角度（即图2中上腿部模型与水平面的夹角）相同；所述第一子斜板201与第二子斜板202之间的夹角α2，第一子斜板201与上固定板1之间的夹角α3，均为钝角，且夹角α2与夹角α3的具体数值与车型有关，可由本领域技术人员根据实际车辆前端的造型在不影响车辆前端布置的情况下自行设定。其中，第一子斜板201和第二子斜板202构成斜板2。本实施例中，所述上固定板1、第一子斜板201、第二子斜板202、下端板3和下固定板4既可采用平面板状结构，也可采用弧面板状结构。
优选地，所述板状吸能单元沿其排列方向（即所述多个板状吸能单元沿车体前端的轮廓横向排列的方向）上的长度（也即该板状吸能单元中的上固定板1、第一子斜板201、第二子斜板202、下端板3和下固定板4的长度）n=100毫米，以尽可能地吸收行人上腿部与车辆前端任意位置处发生碰撞时所产生的能量。也就是说，按照100毫米的跨度将所述保护装置分为多段（每段为一个板状吸能单元），分别对应车辆前端的多个碰撞区域（每个碰撞区域对应一个行人上腿部碰撞点）。例如，若车辆前端分为7个碰撞区域，则所述保护装置就分为7段。
优选地，所述保护装置还包括多个板状过渡单元，且所述板状过渡单元与板状吸能单元间隔设置，用于使相邻两个板状吸能单元的上固定板1、斜板2（包括第一子斜板201和第二子斜板202）、下端板3、下固定板4之间平缓过渡，从而使得与各个行人上腿部碰撞点的位置对应的板状吸能单元在发生碰撞时吸收的能量达到最大化。其中，所述板状过渡单元沿其排列方向上的长度m=10～30毫米，所述板状吸能单元沿其排列方向上的长度n=100-m毫米，以尽可能地吸收行人上腿部与车辆前端任意位置处发生碰撞时所产生的能量。优选地，所述板状过渡单元沿其排列方向上的长度m=20毫米，所述板状吸能单元沿其排列方向上的长度n=80毫米。
需要说明的是，每个板状吸能单元中的上固定板1、第一子斜板201、第二子斜板202、下端板3和下固定板4的宽度可由本领域技术人员根据车辆前端的造型及内部布置情况自行设定，例如，上固定板1的宽度可根据散热器上横梁5顶端的宽度进行设计与调整。
汽车前保蒙皮一般安装在散热器上横梁顶端，且前保蒙皮的最前端与其安装固定点之间有一定的距离要求，一般为小于100毫米，如果要满足该距离要求，既会占用车辆前端的空间，又会给行人上腿部增加撞击硬点，从而增加碰撞时对行人上腿部的伤害。为了解决上述问题，优选地，所述第一子斜板201上设置有凸台2011（如图1、2所示），以安装固定汽车的前保蒙皮，且各个板状吸能单元的第一子斜板201上设置的凸台2011的总数需满足前保蒙皮的安装要求，优选总数为4～6个。即，每个凸台2011均为前保蒙皮的一个安装固定点，从而既能满足前保蒙皮的安装要求，并支撑了前保蒙皮，防止其下垂，又能够保证行人上腿部的撞击空间不被占用，还能减少行人上腿部的撞击硬点，减少碰撞时对行人上腿部的伤害。
本实施例中，所述上固定板1与散热器上横梁5的顶端可拆卸地连接具体为，所述上固定板1上设置有螺栓，并通过螺栓与散热器上横梁5的顶端可拆卸地连接，且各个板状吸能单元的上固定板1上设置的螺栓的总数需满足该保护装置的安装刚度要求，优选总数为4～6个。所述下固定板4与散热器上横梁5的下端可拆卸地连接具体为，所述下固定板4上设置有卡扣，并通过卡扣与散热器上横梁5的下端可拆卸地连接，且各个板状吸能单元的下固定板4上设置的卡扣的总数需满足该保护装置的安装要求，优选总数为4～6个。其中，上固定板1通过螺栓与散热器上横梁5的顶端连接，是为了保证所述保护装置既能够对行人上腿部起到支撑作用，又能对前保蒙皮起到支撑作用，防止前保蒙皮下垂；下固定板4通过卡扣与散热器上横梁5的下端连接，是为了当行人上腿部与车辆前端发生碰撞时，卡扣受到Z向（即垂直于水平面的方向）的冲击力后能够断裂而使得所述保护装置向下移动，从而减少车辆前端的刚度，并减小对行人上腿部的伤害。需要说明的是，各个板状吸能单元的上固定板1上不一定都设置有螺栓，且下固定板4上也不一定都设置有卡扣。
本实施例还提供一种包括上述保护装置的汽车。
本实施例中的其他结构及作用都与实施例1相同，这里不再赘述。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (13)
1.一种汽车用行人上腿部保护装置，设置在汽车散热器的前端，其特征在于，所述保护装置包括沿车体前端的轮廓横向排列且依次相连的多个板状吸能单元，所述板状吸能单元与预设的行人上腿部碰撞点的数量相同、位置相对应，每个板状吸能单元包括沿车体前端的轮廓纵向排列且依次相连的上固定板、斜板、下端板和下固定板，所述上固定板和下固定板分别与散热器上横梁的顶端和下端可拆卸地连接，所述下端板水平设置，且所述斜板和下端板的夹角与所在板状吸能单元的位置对应的行人上腿部碰撞点的撞击角度相同。
2.根据权利要求1所述保护装置，其特征在于，所述板状吸能单元沿其排列方向上的长度n=100毫米。
3.根据权利要求1所述保护装置，其特征在于，所述保护装置还包括多个板状过渡单元，且所述板状过渡单元与板状吸能单元间隔设置，用于使相邻两个板状吸能单元的上固定板、斜板、下端板、下固定板之间平缓过渡。
4.根据权利要求3所述保护装置，其特征在于，所述板状过渡单元沿其排列方向上的长度m=10～30毫米，所述板状吸能单元沿其排列方向上的长度n=100-m毫米。
5.根据权利要求4所述保护装置，其特征在于，所述板状过渡单元沿其排列方向上的长度m=20毫米，所述板状吸能单元沿其排列方向上的长度n=80毫米。
6.根据权利要求1所述保护装置，其特征在于，所述保护装置采用脆性材料制成，且所述保护装置为一体成型结构。
7.根据权利要求6所述保护装置，其特征在于，所述保护装置采用塑料制成。
8.根据权利要求1所述保护装置，其特征在于，
所述上固定板上设置有螺栓，并通过螺栓与散热器上横梁的顶端可拆卸地连接；
所述下固定板上设置有卡扣，并通过卡扣与散热器上横梁的下端可拆卸地连接。
9.根据权利要求8所述保护装置，其特征在于，各个板状吸能单元的上固定板上设置的螺栓的总数为4～6个；各个板状吸能单元的下固定板上设置的卡扣的总数为4～6个。
10.根据权利要求8所述保护装置，其特征在于，所述上固定板水平设置；所述下固定板竖直设置，并与下端板垂直。
11.根据权利要求1所述保护装置，其特征在于，所述板状吸能单元的斜板包括相连且夹角为钝角的第一子斜板和第二子斜板，所述第一子斜板与上固定板相连，所述第二子斜板与下端板相连；所述第一子斜板上设置有凸台，以安装固定汽车的前保蒙皮；所述第二子斜板和下端板的夹角与所在板状吸能单元的位置对应的行人上腿部碰撞点的撞击角度相同。
12.根据权利要求11所述保护装置，其特征在于，各个板状吸能单元的第一子斜板上设置的凸台的总数为4～6个。
13.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求1～12中任一项所述的汽车用行人上腿部保护装置。
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