CN108569236B - 自适应的、吸收能量的保险杠 - Google Patents

自适应的、吸收能量的保险杠 Download PDF

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Abstract

本发明公开了由车辆的保险杠支撑的被动能量吸收器。被动能量吸收器可以包括侧向延伸的基部、多个鳍状部和多个止动件。每个鳍状部可以从基部纵向延伸并且与相邻鳍状部侧向间隔开以在其间形成侧向间隙。每个止动件可以与基部的相应部分在不同的侧向间隙中形成三棱柱。基部、多个鳍状部和多个止动件可以由聚合物材料形成。

Description

自适应的、吸收能量的保险杠
技术领域
本发明涉及车辆***，以及更具体地涉及非常适合于处理各种碰撞条件的保险杠的***和方法。
背景技术
车辆前部和后部上的保险杠是重要的安全结构。然而，对于任何一个给定的保险杠很好地处理不同的碰撞条件是困难的。因此，需要的是一种用于改善保险杠在不同碰撞条件下的性能的***和方法。
发明内容
根据本发明，提供一种车辆，包含：
底盘，底盘限定纵向、侧向和垂直方向；
能量吸收器，能量吸收器连接到底盘并且包含
侧向延伸的基部；
多个鳍状部，多个鳍状部的每个鳍状部从基部纵向延伸并且与多个鳍状部的相邻鳍状部侧向间隔开，以及
多个止动件，多个止动件的每个止动件与基部的相应部分在多个鳍状部的相邻鳍状部之间的不同侧向间隔中形成三棱柱。
根据本发明的一个实施例，其中多个鳍状部和多个止动件由聚合物材料形成。
根据本发明的一个实施例，其中与多个止动件的每个止动件相应的三棱柱具有横向延伸的长轴。
根据本发明的一个实施例，其中多个止动件的每个止动件包含第一平面构件和连接到第一平面构件的第二平面构件。
根据本发明，提供一种车辆，包含：
底盘，底盘限定相互正交的纵向、侧向和垂直方向；
底盘具有前端和与前端在纵向方向上间隔开的后端；
被动能量吸收器，被动能量吸收器连接到邻近前端处的底盘；以及
被动能量吸收器包含
在侧向方向上延伸的基部，
多个鳍状部，多个鳍状部的每个鳍状部(a)具有连接到基部的近端和在纵向方向上远离底盘和基部延伸的远端，以及(b)与多个鳍状部的相邻鳍状部在侧向方向上间隔开以形成多个侧向间隙，以及
多个止动件，每个止动件设置在多个侧向间隙的不同侧向间隙内，以及具有(a)第一端和(b)第二端，第一端连接到邻近多个鳍状部的第一相邻鳍状部的近端处的基部，第二端连接到邻近多个鳍状部的第二相邻鳍状部的近端处的基部。
根据本发明的一个实施例，其中：
被动能量吸收器还包含在侧向方向上延伸的顶部；以及
多个鳍状部的每个鳍状部的远端连接到顶部。
根据本发明的一个实施例，其中顶部、基部、多个鳍状部和多个止动件由聚合物材料形成。
根据本发明的一个实施例，其中：
底盘的前端包含前保险杠；以及
被动能量吸收器设置在前保险杠的外侧。
根据本发明的一个实施例，其中多个止动件的每个止动件包含第一平面构件和连接到第一平面构件的第二平面构件。
根据本发明的一个实施例，其中第一和第二平面构件的每个包含近边缘和远边缘。
根据本发明的一个实施例，其中：
第一平面构件的远边缘连接到第二平面构件的远边缘；以及
第一平面构件相对于第二平面构件呈锐角延伸。
根据本发明的一个实施例，其中：
第一平面构件的近边缘形成第一端；以及
第二平面构件的近边缘形成第二端。
根据本发明的一个实施例，其中多个止动件的每个止动件与基部的相应部分在多个侧向间隙的相应的侧向间隙中形成三棱柱。
根据本发明的一个实施例，其中第一平面构件、第二平面构件以及基部的相应部分形成三棱柱的三个侧面。
根据本发明的一个实施例，其中三棱柱具有在垂直方向上延伸的长轴。
根据本发明的一个实施例，还包含与底盘结合以形成承载式车身的车身。
根据本发明，提供一种车辆，包含：
底盘，底盘限定相互正交的纵向、侧向和垂直方向；
底盘具有前保险杠和与前保险杠在纵向方向上间隔开的后保险杠；
被动能量吸收器，被动能量吸收器连接到底盘并且直接设置在前保险杠的外侧；以及
被动能量吸收器包含
在侧向方向上延伸的基部；
顶部，顶部在纵向方向上与基部间隔开，并且与基部平行；
多个鳍状部，多个鳍状部的每个鳍状部(a)具有连接到基部的近端和连接到顶部的远端，以及(b)与多个鳍状部的相邻鳍状部在侧向方向上间隔开以形成多个侧向间隙，以及
多个止动件，每个止动件设置在多个侧向间隙的不同侧向间隙内，以及具有(a)第一端和(b)第二端，第一端连接到邻近多个鳍状部的第一相邻鳍状部的近端处的基部，第二端连接到邻近多个鳍状部的第二相邻鳍状部的近端处的基部。
根据本发明的一个实施例，其中顶部、基部、多个鳍状部和多个止动件由聚合物材料形成。
根据本发明的一个实施例，其中：
多个止动件的每个止动件包含第一平面构件和第二平面构件；
第一和第二平面构件的每个包含近边缘和远边缘；
第一平面构件的远边缘连接到第二平面构件的远边缘；以及
第一平面构件相对于第二平面构件呈锐角延伸。
根据本发明的一个实施例，其中：
第一平面构件的近边缘形成第一端；以及
第二平面构件的近边缘形成第二端。
根据本发明，提供一种车辆，包含：
能量吸收器，能量吸收器包含
侧向安装到车辆底盘支撑件的基部；
第一鳍状部，第一鳍状部具有邻近基部的一端和远离基部延伸的另一端；
第二鳍状部，第二鳍状部具有邻近基部的一端和远离基部延伸的另一端，第二鳍状部在基部中通过侧向间隙与第一鳍状部间隔开；以及
止动件，止动件包括第一表面和第二表面，第一表面的边缘在侧向间隙内与基部相交，第二表面的边缘在侧向间隙内与基部相交，第一表面和第二表面远离基部延伸并且相交以形成三棱柱，基部的一部分处在侧向间隙内第一表面和第二表面的相交部分之间。
根据本发明的一个实施例，其中第一鳍状部、第二鳍状部和止动件由聚合物材料形成。
根据本发明的一个实施例，其中所形成的三棱柱横向延伸穿过基部。
根据本发明的一个实施例，还包含：
第三鳍状部，第三鳍状部具有邻近基部的一端和邻近基部延伸的另一端，第三鳍状部通过第二侧向间隙与第二鳍状部间隔开；
第二止动件，第二止动件包括第一表面和第二表面，第二止动件的第一表面的边缘在第二侧向间隙内与基部相交，第二止动件的第二表面的边缘在第二侧向间隙内与基部相交，第二止动件的第一表面和第二表面远离基部延伸并且相交以形成第二三棱柱，基部的一部分在第二侧向间隙内。
根据本发明，提供一种车辆，包含：
底盘，底盘限定相互正交的纵向、侧向和垂直方向；
底盘具有前端和与前端在纵向方向上间隔开的后端；
被动能量吸收器，被动能量吸收器连接到邻近前端处的底盘；以及
被动能量吸收器包含
在侧向方向上延伸的基部，
多个鳍状部，多个鳍状部的每个鳍状部(a)具有连接到基部的近端，(b)具有在纵向方向上远离底盘和基部延伸的远端，以及(c)与多个鳍状部的相邻鳍状部在侧向方向上间隔开以形成多个侧向间隙，以及
多个止动件，每个止动件包括第一表面和第二表面，每个止动件设置在多个侧向间隙的不同侧向间隙内，以及具有(a)第一表面的近边缘、(b)第二表面的近边缘、以及(c)第一表面的远边缘和第二表面的远边缘，第一表面的近边缘连接到邻近多个鳍状部的第一相邻鳍状部的近端处的基部，第二表面的近边缘连接到邻近多个鳍状部的第二相邻鳍状部的近端处的基部，第一表面的远边缘和第二表面的远边缘远离基部纵向延伸并且彼此相交以形成三棱柱，基部的一部分在不同的侧向间隙中第一表面的连接处和第二表面的连接处之间，相交部分位于距基部指定的纵向距离。
根据本发明的一个实施例，其中：
被动能量吸收器还包含在侧向方向上延伸的顶部；以及
顶部以距基部第二指定的纵向距离将多个鳍状部中的每个相邻鳍状部的远端彼此连接，第二距离大于第一距离。
根据本发明的一个实施例，其中顶部、基部、多个鳍状部和多个止动件由聚合物材料形成。
根据本发明的一个实施例，其中：
底盘的前端包含前保险杠；以及
被动能量吸收器设置在前保险杠的外侧。
根据本发明的一个实施例，相交部分横向延伸第一表面的一侧的长度并且横向延伸第二表面的相应侧的长度，以及相交部分是三棱柱的距基部纵向最远的部分。
根据本发明的一个实施例，其中第一表面包含第一平面构件并且第二表面包含第二平面构件。
根据本发明的一个实施例，其中：
相交部分在第一表面和第二表面之间形成锐角。
根据本发明的一个实施例，还包含：
多个第二止动件，多个第二止动件的每个止动件包括第一表面和第二表面，多个第二止动件中的每个止动件连同多个止动件中的止动件一起设置在多个侧向间隙的不同侧向间隙内，以及具有(a)第一表面的近边缘、(b)第二表面的近边缘、以及(c)第一表面的远边缘和第二表面的远边缘，第一表面的近边缘连接到邻近多个鳍状部的第一相邻鳍状部的近端处的基部，第二表面的近边缘连接到邻近多个鳍状部的第二相邻鳍状部的近端处的基部，第一表面的远边缘和第二表面的远边缘远离基部纵向延伸并且彼此相交以形成另一三棱柱，基部的一部分在不同的侧向间隙中，相交部分位于距基部第二指定的纵向距离，第二指定距离不同于指定距离。
根据本发明的一个实施例，其中第二指定距离大于第二指定距离。
根据本发明的一个实施例，其中多个止动件配置为比多个鳍状部更刚性。
根据本发明的一个实施例，其中三棱柱具有在垂直方向上延伸的轴线。
根据本发明的一个实施例，还包含与底盘结合以形成承载式车身的车身。
根据本发明，提供一种车辆，包含：
底盘，底盘限定相互正交的纵向、侧向和垂直方向；
底盘具有前保险杠和与前保险杠在纵向方向上间隔开的后保险杠；
被动能量吸收器，被动能量吸收器连接到底盘并且直接设置在前保险杠的外侧；以及
被动能量吸收器包含
在侧向方向上延伸的基部；
顶部，顶部在纵向方向上与基部间隔开，并且与基部平行延伸；
多个鳍状部，多个鳍状部的每个鳍状部(a)具有连接到基部的近端，(b)连接到顶部的远端，以及(c)与多个鳍状部的相邻鳍状部在侧向方向上间隔开以形成多个侧向间隙，
第一止动件，第一止动件设置在多个侧向间隙的侧向间隙内，第一止动件包括第一表面和第二表面，第一止动件具有(a)第一表面的近边缘、(b)第二表面的近边缘、以及(c)第一表面的远边缘和第二表面的远边缘，第一表面的近边缘连接到邻近多个鳍状部的第一相邻鳍状部的近端处的基部，第二表面的近边缘连接到邻近第二止动件的第一表面的近端处的基部，第一表面的远边缘和第二表面的远边缘远离基部纵向延伸并且彼此相交以形成三棱柱，基部的一部分在侧向间隙中，以及
设置在侧向间隙内的第二止动件，第二止动件包括第一表面和第二表面，第二止动件具有(a)第一表面的近边缘、(b)第二表面的近边缘、以及(c)第一表面的远边缘和第二表面的远边缘，第一表面的近边缘连接到邻近第一止动件的第二表面的近端处的基部，第二表面的近边缘连接到邻近多个鳍状部的第二相邻鳍状部的近端处的基部，第一表面的远边缘和第二表面的远边缘远离基部纵向延伸并且彼此相交以形成另一三棱柱，基部的另一部分在侧向间隙中。
根据本发明的一个实施例，其中顶部、基部、多个鳍状部、第一止动件、以及第二止动件由聚合物材料形成。
根据本发明的一个实施例，其中：
第一止动件的第一表面和第二表面的相交部分形成锐角。
根据本发明的一个实施例，其中：
被动能量吸收器还包含在侧向方向延伸的顶部，顶部将多个鳍状部中的每个鳍状部的远端彼此连接。
附图说明
为了容易理解本发明的优势，通过参考附图中示出的具体实施例，将给出上面简要描述的本发明的更具体的描述。应当理解的是，这些附图仅描述了本发明的典型实施例，并且因此不被认为是对本发明范围的限制，将通过使用附图以更多的特征和细节来描述和解释本发明，其中：
图1是示出了根据本发明的保险杠***可以在其中操作的技术背景的一个实施例的示意图；
图2是根据本发明的保险杠***的一个实施例的俯视图的示意图；
图3是物体碰撞图2的保险杠***的示意图；
图4是根据本发明的能量吸收器的一个实施例的选定长度的芯结构的分解透视图；
图5是图4的选定长度的芯结构的组装剖面透视图；
图6是图4的芯结构的选定部件的分解的局部透视图；
图7是根据本发明的在碰撞物体的初始阶段的能量吸收器的一个实施例的俯视图示意图；
图8是根据本发明的在碰撞物体的中间阶段的能量吸收器的一个实施例的俯视图示意图；
图9是根据本发明的在碰撞物体的末期阶段的能量吸收器的一个实施例的俯视图示意图；
图10是根据本发明的选定长度的芯结构的一个实施例的俯视图示意图；
图11是根据本发明的选定长度的芯结构的可供替代的实施例的俯视图示意图；
图12是根据本发明的选定长度的芯结构的另一可供替代的实施例的俯视图示意图；
图13是根据本发明的选定长度的芯结构的另一可供替代的实施例的俯视图示意图；
图14是图13的选定长度的芯结构的剖面透视图；
图15是根据本发明的选定长度的芯结构的另一可供替代的实施例的俯视图示意图；
图16是根据本发明的选定长度的芯结构的另一可供替代的实施例的俯视图的示意图；以及
图17是根据本发明的选定长度的芯结构的另一可供替代的实施例的俯视图示意图。
具体实施方式
将容易理解的是，如本文附图中总体描述和示出的本发明的部件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，如在附图中表示的本发明的实施例的以下更详细的描述并不旨在限制如要求保护的本发明的范围，而仅仅是代表根据本发明的当前设想的实施例的某些示例。通过参考附图可以最好地理解目前描述的实施例，其中相同的部分始终由相同的附图标记表不。
参照图1-3，在选定的实施例中，可以根据包含基本上彼此正交的纵向方向11a、侧向方向11b和垂直方向11c的坐标系来限定或描述根据本发明的车辆10。纵向方向11a可以沿着车辆10的长度或长轴延伸。侧向方向11b可以从一边到另一边延伸并且对应于车辆10的宽度。垂直方向11c可以上下延伸并且对应于车辆10的高度。
根据本发明的车辆10可以包含结构***12。结构***12可以包括车架或底盘、车身或者它们的一些组合(例如，既起到框架又起到车身的作用的整体式车身(或“承载式车身”)。在某些实施例中，结构***12可以包括和/或支撑一个或多个保险杠***14。例如，结构***12可以包括和/或支撑彼此在纵向方向11a上间隔开的并且紧邻结构***12的相对的纵向末端设置的前保险杠***14a和后保险杠***14b。
如果车辆10前进或倒退碰到物体16，保险杠***14可以保护车辆10和/或其他物体16。该保护可能对保险杠***14提出相冲突的要求。例如，适合于40公里/小时的与行人的腿部的碰撞的保护可能会非常不同于适合于15公里/小时的与其他车辆的碰撞的保护。因此，根据本发明的保险杠***14可以被配置为可接受地对一组不同的碰撞作出响应。
在选定的实施例中，为了可接受地对一组不同的碰撞作出响应，保险杠***14可以包括支撑件18(例如，相对刚性的后部)和能量吸收器20(例如，可变形的前部)。支撑件18可以基本上是刚性的并且起到常规的保险杠的作用。例如，支撑件18可以配置为以保护车辆10的乘员的方式来消耗轻微碰撞的力并且使修理费用最小化。在某些实施例中，支撑件18可以由包含钢(例如高强度钢)、铝等的金属板(例如，冲压金属板)制成。因此，支撑件18可以被称为保险杠。
能量吸收器20可以形成或提供小的撞击缓冲区。在选定的实施例中，能量吸收器20可以由聚合物材料诸如塑料制成。能量吸收器20可以安装到支撑件18的直接位于支撑件18外侧的位置。因此，到达支撑件18的碰撞力(例如，纵向碰撞力)可以首先穿过能量吸收器20。因为碰撞的一些能量可以在能量吸收器20的扭曲中被吸收或耗散，可以降低需要通过支撑件18消耗的力。而且，在某些实施例中，包含支撑件18和能量吸收器20的保险杠***14可以被配置为可接受地对一组不同的碰撞作出响应。
例如，能量吸收器20可以非常适合吸收与某些相对低能量的碰撞相关的能量。因此，对于某些相对低能量的碰撞，能量吸收器20可以防止相应的支撑件18和物体16被损坏或过度损坏。然而，这样的能量吸收器20可能不能非常适合吸收与某些相对高能量的碰撞相关的能量。因此，对于那些相对高能量的碰撞，大部分能量(例如，碰撞的总能量减去能量吸收器20能够吸收或消耗的那部分)可能传递到相应的支撑件18，该支撑件18可以配备用以更好地消耗该能量。
参考图4-6，在选定的实施例中，保险杠***14可以被设计为满足相冲突的要求。对于在4公里/小时下的低速碰撞(例如钟摆测试)，保险杠***14可以被设计为足够硬以使损害最小化。在汽车修理研究委员会(RCAR)的在15公里/小时下的损害性测试中，由此产生的保险杠***14还可以使对发动机罩和其他结构部件的损害最小化。另外，为了在40公里/小时的碰撞下保护行人的腿部，保险杠***14可以足够柔性(例如，不硬)以使腿部伤害最小化。
因此，根据本发明的保险杠***14可以在低速度保险杠碰撞和RCAR测试中减轻保险杠损害(例如，对保险杠***14的支撑件18的损害)以及对保险杠***14后面的结构(例如，散热器等)的损害，并且在低速度损害性(LSD)行人保护测试中减轻行人腿部的伤害。保险杠***14可以凭借能量吸收器20来实现这一点，该能量吸收器20是高性价比并且重量轻的，并且不需要任何感测或主动结构。此外，能量吸收器20可以容易地改装到现有的车辆上(例如，其中现有车辆的保险杠可以起到根据本发明的保险杠***14中的支撑件18的作用或者作为根据本发明的保险杠***14中的支撑件18)。
在某些实施例中，根据本发明的能量吸收器20可以包含芯结构22(例如，拓扑上最佳的芯结构)，该芯结构22根据不同的保险杠碰撞情况(例如低速度保险杠碰撞、RCAR碰撞测试和行人腿部碰撞)被动地适应和变形。例如，在选择的实施例中，能量吸收器20可以包含被塑料盖(例如，被A类型塑料护板覆盖)包裹或覆盖的芯结构22。在某些实施例中，芯结构22可以包括基部24、顶部26、多个鳍状部28、多个止动件30等或其组合或子组合。
基部24可以是主要在侧向方向11b并且其次在垂直方向11c上延伸的元件(例如，平面元件)。顶部26可以是在纵向方向11a上与基部24间隔开或从基部24偏移的元件(例如，平面元件)。顶部26可以基本上平行于基部24延伸。因此，顶部26可以主要在侧向方向11b延伸，以及其次在垂直方向11c延伸。在选定的实施例中，基部24可以设置为靠近或邻近支撑件18，并且顶部26可以设置在基部24的外侧。
多个鳍状部28的每个鳍状部28可以具有连接到基部24的近端32和在纵向方向11a上远离车辆12(和基部24)延伸的远端34。在某些实施例中，每个鳍状部28可以是主要在纵向方向11a上并且其次在垂直方向11c上(或者主要在垂直方向11c上并且其次在纵向方向11a上)延伸的元件(例如，基本上平面元件)。在某些实施例中，一个或多个鳍状部28的远端34可以连接顶部26。
每个鳍状部28可以在侧向方向11b上与相邻的鳍状部28间隔开。相邻的鳍状部28之间的间隔可以形成多个侧向间隙36。在选定的实施例中，多个止动件30的每个止动件30可以被设置在不同的侧向间隙36内。每个止动件30可以具有第一端38和第二端40，该第一端38连接到邻近第一相邻的鳍状部28(例如，限定侧向间隙36的第一边界的鳍状部28，相应的止动件30被设置在该侧向间隙36内)的近端32处的基部24，该第二端40连接到邻近第二相邻的鳍状部28(例如，限定侧向间隙36的第二相对的边界的鳍状部28，相应的止动件30被设置在该侧向间隙36内)的近端32处的基部24。
在选定的实施例中，一个或多个止动件30可以包括第一平面构件42和连接到第一平面构件42的第二平面构件44。第一和第二平面构件42、44的每个可以包含近边缘46和远边缘48。第一平面构件42的远边缘48可以连接到第二平面构件48的远边缘48。第一平面构件42的近边缘46可以形成相应的止动件30的第一端38。第二平面构件44的近边缘46可以形成相应的止动件30的第二端40。第一平面构件42可以相对于第二平面构件44呈锐角延伸。
在某些实施例中，每个止动件30可以与基部24的相应部分50在相应的侧向间隙36中形成三棱柱。例如，第一平面构件42、第二平面构件44和基部24的相应部分50可以形成三棱柱的三个侧面。三棱柱可以具有在垂直方向11c上延伸的长轴。由此产生的三角形止动件30可以使得它们比相邻的鳍状部28更加刚性(例如，更耐挠曲或弯曲)。
参考图7-9，在物体16和安装到支撑件18的能量吸收器20之间的碰撞期间，能量吸收器20的芯结构22可以挠曲、弯曲和/或扭曲。例如，在碰撞的初始阶段期间，一个或多个受碰撞的鳍状部28(例如，位于受碰撞区域中的鳍状部28)可以挠曲、弯曲和/或扭曲。由于止动件30呈角度地远离与其相邻的受碰撞的鳍状部28，所以这些止动件30可能最初不会干扰受碰撞的鳍状部28的挠曲、弯曲和/或扭曲。因此，受碰撞的鳍状部28的该初始挠曲、弯曲和/或扭曲可以相对不受(至少止动件30)限制地进行。最初使受碰撞的鳍状部28挠曲所需的能量可以取决于被碰撞物体16的侧向方向11b的宽度。物体16越宽，使受碰撞的鳍状部28初始挠曲所需的能量越大。
如果在受碰撞的鳍状部28的初始挠曲、弯曲和/或扭曲期间碰撞的能量没有被完全吸收，则物体16可以继续前进到能量吸收器20中。这样的前进可以增加受碰撞的鳍状部28的挠曲、弯曲和/或扭曲。最终，碰撞鳍状部28可能被充分地扭曲，从而鳍状部28与邻近他们的止动件30接触。
止动件30可以是明显比鳍状部28更耐挠曲、弯曲和/或扭曲的(例如，归因于三角形形状)。因此，当碰撞鳍状部28接触止动件30时，止动件30可以倾向于原地不动。止动件30可以抵抗受碰撞的鳍状部28的进一步的挠曲。因此，可能逐渐需要更多的能量来使物体16前进到能量吸收器20中。
最终，如果碰撞能量没有被预先完全吸收，则碰撞能量基本上可以直接通过物体16施加到止动件30。也就是说，在某一时刻，受碰撞的鳍状部28的进一步的挠曲、弯曲和/或扭曲可能是不可能的。此时，能量可以通过受碰撞的止动件30传递到支撑件18。在某些实施例中，受碰撞的止动件30本身最终可以挠曲、弯曲和/或扭曲，这可以吸收更多的能量。可供替代地，止动件30可以足够坚固以简单地将碰撞的所有剩余能量传递到支撑件18而没有挠曲、弯曲和/或扭曲。
参照图10，可以选择、控制和/或修改芯结构22的各种设计参数以在碰撞期间提供期望的性能。这样的设计参数可以包括形成基部24的材料、形成基部24的材料的厚度、形成顶部26的材料、形成顶部26的材料的厚度、形成鳍状部28的材料、形成鳍状部28的材料的厚度、鳍状部28在纵向方向11a上的长度52、鳍状部28在垂直方向11c上的宽度、鳍状部之间的间隔54、形成止动件30的材料、形成止动件30的材料的厚度、止动件30在纵向方向11a上的高度56、止动件30在垂直方向11c上的宽度、止动件30之间的间隔54等，或其组合或子组合。
在选定的实施例中，基部24、顶部26、多个鳍状部28、多个止动件30等或其组合或子组合可以由高韧性塑料形成。例如，它们可以由热塑性烯烃(例如，材料包含：诸如聚丙烯、聚乙烯，嵌段共聚物聚丙烯等的热塑性塑料；弹性体或橡胶；以及填料)、XENOY(SabicInnovative Plastics沙伯基础创新塑料公司生产的PC/PBT、PC/PET塑胶原料的商品名)(例如，半结晶聚酯(诸如聚对苯二甲酸丁二酯或聚对苯二甲酸乙二酯)和聚碳酸酯的共混物)等形成。在某些实施例中，根据本发明的芯结构22可以通过成型工艺(例如，注塑成型工艺)形成为整件。
在某些实施例中，芯结构22可以由XENOY形成，其中鳍状部28的厚度设定为大约3mm、鳍状部28的长度52设定为大约100mm、止动件30的厚度设定为大约7mm、止动件30的高度56设定为大约25mm、鳍状部28之间的侧向间隙36设定为大约30mm。具有这些特征的芯结构22通过软件建模，并且在三种不同的案例中产生了有利的结果。以下总结该三种案例。该三种案例是实际影响模式的近似值。可以使用恰当的计算机辅助工程(CAE)模型通过***优化所有相关设计参数(例如，本文中识别的设计参数)来建立可行的制造设计。
第一建模案例涉及在4公里/小时下的低速度保险杠碰撞模式。碰撞物宽度(也就是，物体16在侧向方向11b上的宽度)在16-24英寸之间并且质量高(也就是，相当于车辆整备重量)。该案例的目标是使芯结构22轴向变形最小化(也就是，沿纵向方向11a的变形)，以及从而使保险杠损害最小化。模拟结果显示平均变形低(也即是约25mm)，并且平均力约25KN。
第二建模案例涉及40公里/小时下的行人腿部碰撞。腿部碰撞物宽度(也就是，物体16在侧向方向11b上的宽度)在大约3英寸至大约3.5英寸的范围内并且质量低(也就是，大约13.8kg)。该案例的目标是允许更多的变形以使对腿部造成的伤害最小化。模拟结果显示高的平均变形(也就是，大约70mm)和大约7KN的平均力。因此，第二建模案例比第一建模案例显示出更大的变形和更小的力。
第三建模案例涉及15公里/小时下的RCAR损害性影响模式。碰撞物宽度(也就是，物体16在侧向方向11b上的宽度)大约为保险杠***14在侧向方向11b上的宽度的40％并且质量高(也就是，相当于车辆整备重量)。该案例的目标是容纳能量吸收器20本身内的轴向变形(也就是，纵向方向11a上的变形)以使车辆前端的损害最小化。模拟结果显示变形完全被能量吸收器20所容纳。这将表明应该减轻了保险杠***14后面的发动机罩和车辆前端的损害。
参照图11，在选定的实施例中，第一平面构件42和第二平面构件44之间的界面58或连接部可以是相对尖锐的。在其他实施例中，界面58或连接部可以是圆形的或由半径限定的。该圆化可以降低相应的止动件30的三角形化，并且因此使得止动件30更易曲。因此，界面58或一个或多个止动件30的顶点处的连接部的圆化程度可以是可以被改变和/或优化以获得期望的性能的另一个设计参数。
参考图12，在选定的实施例中，不只一个止动件30可以设置在每个侧向间隙36内。例如，芯结构22可以在每个侧向间隙36内包括两个止动件30a、30b(例如，较高的、外部止动件30a和位于较高的、外部止动件30a内侧的较短的、内部止动件30b)。相对高的(也就是，具有较大高度56)外部止动件30a可以更快地接触并加强挠曲的鳍状部28。相对短的(也就是，具有较低高度56)内部止动件30b可以更刚性。这可以提供对相应的芯结构22的能量吸收的更多控制。因此，每个侧向间隙36内的止动件30数量及它们各自的尺寸可以是可以改变和/或优化以获得期望性能的附加设计参数。
参考图13和14，在选定的实施例中，一个或多个鳍状部28可以包括延伸以将一个鳍状部28连接到一个或多个相邻鳍状部28的交叉元件60。例如，各种鳍状部28的远端34可以通过一个或多个交叉拱形部60彼此链接。在某些实施例中，这种交叉元件60可以代替顶部26。可供替代地或此外，这种交叉元件60(例如，圆形交叉拱形部60)可以降低碰撞的初始力峰值。因此，一个或多个交叉元件60的形状和位置可以是可以被改变和/或优化以获得期望的性能的附加设计参数。
参考图15-17，在选定的实施例中，一个或多个鳍状部28可以设置和/或定向成使得它们不垂直于基部24和顶部26中的一者或两者。例如，选定的鳍状部28(例如，彼此相邻的选定的鳍状部28)可以朝向彼此倾斜。在某些实施例中，选定的相邻的鳍状部28可以朝向彼此充分地倾斜以形成具有顶点(例如顶部26处或顶部26附近的顶点)的三角形。因此，与某些实施例中的止动件30类似，选定的鳍状物28可以与基部24(或顶部26的相应部分)的相应部分形成三棱柱。
在选定的实施例中，一个止动件38可以位于每个连续的侧向间隙36内。图15提供了这种构造的示例。可供替代地，在某些实施例中，不同数量的止动件30可以设置在不同的侧向间隙36内。例如，一个止动件30可以设置在每隔一个侧向间隙36内。因此，彼此相邻的选定的鳍状部28于其间可以不具有止动件30。图16提供了这种构造的示例。还在其他实施例中，多个止动件30可以位于某些侧向间隙36内。例如，如图17所示，两个止动件30可以并排设置在每隔一个侧向间隙36内，而另一个侧向间隙36不包含止动件30。因此，止动件30的数量和间隔以及一个或多个鳍状部28的取向是可以被选择、控制和/或修改地附加设计参数，以在碰撞期间提供期望的性能。
在上面的发明中，已经参考了形成其一部分的附图，并且在附图中通过图示的方式示出了可以在其中实施本发明的具体实施方式。应当理解的是，可以利用其他实施方式，并且可以在不脱离本发明的范围的情况下进行结构改变。说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”、“选定的实施例”、“某些实施例”等的引用表明所描述的该实施例(theembodiment)或实施例(embodiments)可以包括特定的特征、结构、或特性，但是每个实施例可能不一定包括特定的特征、结构或特性。而且，这样的短语不一定是指相同的实施例。此外，当结合实施例描述特定特征、结构或特性时，认为结合其他实施例(无论是否明确描述)来影响这种特征、结构或特性是在本领域技术人员的知识范围内的。
尽管以上已经描述了本发明的各种实施例，但是应当理解，仅仅通过示例来呈现它们，而不是限制。对于相关领域的技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以在其中进行形式和细节上的各种改变。因此，本发明的广度和范围不应该被任何上述示例性实施例限制，而是应该仅根据以下权利要求及它们的等同物来限定。前面的描述是为了说明和描述的目的而提出的。这并不旨在是穷尽的或将本发明限制为所公开的确切形式。鉴于上述教导，许多修改和改变是可能的。此外，应该注意的是，可以以期望的任何组合来使用任一个或全部前述可供替代的实施方式以形成本发明的另外的混合实施方式。

Claims (13)

1.一种车辆，包含：
底盘，所述底盘限定彼此相互正交的纵向、侧向和垂直方向；
所述底盘具有前端和与所述前端在所述纵向方向上间隔开的后端；
被动能量吸收器，所述被动能量吸收器连接到邻近所述前端处的所述底盘；以及
所述被动能量吸收器包含：
在所述侧向方向上延伸的基部，
多个鳍状部，所述多个鳍状部的每个鳍状部（a）具有连接到所述基部的近端和在所述纵向方向上远离所述底盘和所述基部延伸的远端，以及（b）与所述多个鳍状部的相邻鳍状部在所述侧向方向上间隔开以形成多个侧向间隙，以及
多个止动件，每个所述止动件包括第一平面构件和第二平面构件，每个所述止动件设置在所述多个侧向间隙的不同侧向间隙内，以及具有（a）第一平面构件的近边缘、（b）第二平面构件的近边缘、以及（c）第一平面构件的远边缘和第二平面构件的远边缘，第一平面构件的近边缘连接到邻近多个鳍状部的第一相邻鳍状部的近端处的基部，第二平面构件的近边缘连接到邻近多个鳍状部的第二相邻鳍状部的近端处的基部，第一平面构件的远边缘和第二平面构件的远边缘远离基部纵向延伸并且彼此相交以与基部的一部分形成三棱柱，所述基部的所述一部分在不同的侧向间隙中第一平面构件的近边缘与基部的连接处和第二平面构件的近边缘与基部的连接处之间，相交部分位于距基部指定的纵向距离。
2.根据权利要求1所述的车辆，其中所述基部、多个鳍状部、以及多个止动件由聚合物材料形成。
3. 根据权利要求2所述的车辆，其中：
所述被动能量吸收器还包含在所述侧向方向上延伸的顶部；以及
所述顶部以距基部第二指定的纵向距离将多个鳍状部中的每个相邻鳍状部的远端彼此连接，所述第二指定的纵向距离大于所述指定的纵向距离。
4.根据权利要求3所述的车辆，其中所述顶部由聚合物材料形成。
5. 根据权利要求2、3或4所述的车辆，其中：
所述底盘的所述前端包含前保险杠；以及
所述被动能量吸收器设置在所述前保险杠的外侧。
6.根据权利要求1所述的车辆，其中相交部分横向延伸第一平面构件的一侧的长度并且横向延伸第二平面构件的相应侧的长度，以及相交部分是三棱柱的距基部纵向最远的部分。
7.根据权利要求1所述的车辆，其中相交部分在第一平面构件和第二平面构件之间形成锐角。
8.根据权利要求7所述的车辆，所述被动能量吸收器还包含：
多个第二止动件，多个第二止动件的每个止动件包括第三平面构件和第四平面构件，多个第二止动件中的每个止动件连同多个止动件中的止动件一起设置在多个侧向间隙的不同侧向间隙内，以及具有（a）第三平面构件的近边缘、（b）第四平面构件的近边缘、以及（c）第三平面构件的远边缘和第四平面构件的远边缘，第三平面构件的近边缘连接到邻近多个鳍状部的第一相邻鳍状部的近端处的基部，第四平面构件的近边缘连接到邻近多个鳍状部的第二相邻鳍状部的近端处的基部，第三平面构件的远边缘和第四平面构件的远边缘远离基部纵向延伸并且彼此相交以与基部的一部分形成另一三棱柱，所述基部的所述一部分在不同的侧向间隙中，相交部分位于距基部第三指定的纵向距离，第三指定的纵向距离不同于所述指定的纵向距离。
9.根据权利要求8所述的车辆，其中第三指定的纵向距离大于所述指定的纵向距离。
10.根据权利要求2所述的车辆，其中多个止动件配置为比多个鳍状部更刚性。
11.根据权利要求5所述的车辆，其中所述三棱柱具有在所述垂直方向上延伸的长轴线。
12.根据权利要求11所述的车辆，还包含与所述底盘结合以形成承载式车身的车身。
13.一种车辆，包含：
底盘，所述底盘限定相互正交的纵向、侧向和垂直方向；
所述底盘具有前保险杠和与所述前保险杠在所述纵向方向上间隔开的后保险杠；
被动能量吸收器，所述被动能量吸收器连接到所述底盘并且直接设置在所述前保险杠的外侧；以及
所述被动能量吸收器包含：
在所述侧向方向上延伸的基部；
顶部，所述顶部在所述纵向方向上与所述基部间隔开，并且与所述基部平行延伸；
多个鳍状部，所述多个鳍状部的每个鳍状部（a）具有连接到所述基部的近端和连接到所述顶部的远端，以及（b）与所述多个鳍状部的相邻鳍状部在所述侧向方向上间隔开以形成多个侧向间隙，
第一止动件，第一止动件设置在所述多个侧向间隙内，第一止动件包括第一平面构件和第二平面构件，第一止动件具有（a）第一平面构件的近边缘、（b）第二平面构件的近边缘、以及（c）第一平面构件的远边缘和第二平面构件的远边缘；以及
设置在侧向间隙内的第二止动件，第二止动件包括第三平面构件和第四平面构件，第二止动件具有（a）第三平面构件的近边缘、（b）第四平面构件的近边缘、以及（c）第三平面构件的远边缘和第四平面构件的远边缘，
其中，第一平面构件的近边缘连接到邻近多个鳍状部的第一相邻鳍状部的近端处的基部，第二平面构件的近边缘连接到邻近第二止动件的第三平面构件的近端处的基部，第一平面构件的远边缘和第二平面构件的远边缘远离基部纵向延伸并且彼此相交以与基部的一部分形成三棱柱，基部的一部分在侧向间隙中；并且
第三平面构件的近边缘连接到邻近第一止动件的第二平面构件的近端处的基部，第四平面构件的近边缘连接到邻近多个鳍状部的第二相邻鳍状部的近端处的基部，第三平面构件的远边缘和第四平面构件的远边缘远离基部纵向延伸并且彼此相交以与基部的另一部分形成另一三棱柱，基部的另一部分在侧向间隙中。
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