用于小型城市车辆的能量吸收防护件的制作方法
【专利摘要】本发明涉及用于小型城市车辆的能量吸收防护件。一个变型包括一种产品，所述产品包括：致动器系统，其包括连接到防护件的致动器；控制模块，其用于选择性地致动或展开致动器，其中致动器可以从第一位置移动至远离第一位置的其中防护件延伸一定距离的第二位置。
【专利说明】用于小型城市车辆的能量吸收防护件
【技术领域】
[0001]本公开大体上涉及的领域包括用于车辆的能量吸收系统。
【背景技术】
[0002]涉及车辆的碰撞可能会不时发生。当一车辆与另一车辆或另一危险物相撞时，车辆及其乘员可能会瞬间经受高的加速度。可能产生伤害的这种加速度的量级可通过从碰撞更逐步地转移动量而减轻，这需要更大的距离来实现转移。
【发明内容】
[0003]一个变型可包括一种产品，该产品包括防护件、包括连接到防护件的致动器的致动器系统、以及用于选择性地致动致动器的控制系统，其中防护件可以从第一位置移动至远离第一位置的其中防护件延伸一定距离的第二位置，并且防护件可以从第二位置移动返回第一位置。在一个变型中，防护件可以是车辆保险杠。
[0004]在一个变型中，防护件可以是车身面板。在一个变型中，致动器被构造和布置成使防护件从第一位置到第二位置并从第二位置到第一位置来回移动。
[0005]一个变型可包括一种方法，该方法包括:提供第一车辆，第一车辆具有连接到保险杠或车身面板之一的致动器、可操作地连接到致动器以致动致动器的控制器、以及连接到控制器以用于感测另一车辆到第一车辆的距离并将输入提供至控制器的传感器，控制器被构造和布置成基于来自传感器的输入计算与另一车辆碰撞的可能性，控制器被构造和布置成在计算出较高的碰撞可能性之后致动致动器；在计算出较高的碰撞可能性之后致动致动器；以及在计算出较低的碰撞可能性之后如果碰撞不发生则回缩致动器。
[0006]本发明提供下列技术方案。
[0007]技术方案1.一种产品，包括:防护件；致动器系统，其具有连接到所述防护件的致动器；控制系统，其用于选择性地致动或展开所述致动器，其中所述防护件可以从第一位置移动至远离所述第一位置的其中所述防护件延伸一定距离的第二位置，并且所述防护件可从所述第二位置移动至所述第一位置。
[0008]技术方案2.根据技术方案I所述的产品，其中所述防护件可以是车辆保险杠。
[0009]技术方案3.根据技术方案I所述的产品，其中所述防护件可以是车身面板。
[0010]技术方案4.根据技术方案I所述的产品，其中所述致动器控制器被构造和布置成使所述防护件移动回所述第一位置。
[0011]技术方案5.根据技术方案I所述的产品，其中所述致动器被构造和布置成以小于5米/秒的速度展开所述防护件。
[0012]技术方案6.根据技术方案I所述的产品，其中所述致动器被构造和布置成以小于3米/秒的速度展开所述防护件。
[0013]技术方案7.根据技术方案I所述的产品，其中所述致动器被构造和布置成以小于2米/秒的速度展开所述防护件。[0014]技术方案8.根据技术方案I所述的产品，还包括气体源，所述气体源连接到所述致动器以输送气体流，以便致动所述致动器并使所述防护件从所述第一位置移动至所述第
二位置。
[0015]技术方案9.根据技术方案I所述的产品，还包括气体源，所述气体源连接到所述致动器以输送气体流，以便回缩所述致动器并使所述防护件从所述第二位置移动回所述第
一位置。
[0016]技术方案10.根据技术方案I所述的产品，还包括用于启动所述致动器的气体源,并且其中所述气体源包括干气体。
[0017]技术方案11.根据技术方案10所述的产品,其中所述干气体包括干氮气。
[0018]技术方案12.根据技术方案I所述的产品，其中所述致动器包括接纳在活塞外壳中的活塞，所述活塞外壳具有用于在其中接纳气体流的第一气体室，所述气体流对所述活塞施加力以使所述防护件从所述第一位置移动至所述第二位置。
[0019]技术方案13.根据技术方案12所述的产品，其中所述活塞外壳还包括用于在其中接纳气体流的第二气室，所述气体流对所述活塞施加力以使所述防护件从所述第二位置移动回所述第一位置。
[0020]技术方案14.根据技术方案I所述的产品，其中所述致动器包括连接到马达的活塞。
[0021]技术方案15.根据技术方案14所述的产品，还包括用于将所述致动器锁定在所述第二位置的锁。
[0022]技术方案16.根据技术方案14所述的产品，还包括具有形成于其中的螺旋凹槽的导向条或杆，并且其中所述马达骑跨在所述条或杆上以使所述致动器从所述第一位置移动至所述第二位置，并且从所述第二位置移动至所述第一位置。
[0023]技术方案17.根据技术方案I所述的产品，其中所述防护件为第一车身面板，所述产品包括其它车身面板，并且其中所述第一车身面板在所述第一位置与所述其它车身面板齐平，并且其中所述第一车身面板在所述第二位置与所述其它车身面板间隔一定距离。
[0024]技术方案18.—种方法，所述方法包括:提供第一车辆，所述第一车辆具有连接到保险杠、减震器或车身面板之一的致动器、可操作地连接到所述致动器以致动所述致动器的控制器、以及连接到所述控制器以用于感测另一车辆到所述第一车辆的距离并将输入提供至所述控制器的传感器，所述控制器被构造和布置成基于来自所述传感器的输入计算与另一车辆碰撞的可能性，所述控制器被构造和布置成在计算出较高的碰撞可能性时致动所述致动器；在计算出较高的碰撞可能性时致动所述致动器；以及在碰撞不发生时回缩所述致动器。
[0025]本发明的其它示例性变型将从下文提供的详细描述变得显而易见。应当理解，详细描述和具体示例虽然公开了本发明的可选变型，但其旨在仅用于举例说明目的，而并非旨在限制本发明的范围。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]从详细描述和附图将更充分地理解本发明的变型的所选示例，在附图中:
图1是根据本发明的许多变型的包括致动器系统的车辆的透视前视图。[0027]图2是根据本发明的许多变型的包括致动器系统的车辆的透视后视图。
[0028]图3是根据本发明的一个变型的致动器的图示。
[0029]图4是根据本发明的许多变型的包括气体源的用于推进和回缩致动器的致动器系统的不意图。
[0030]图5示出根据本发明的一个变型的包括沿螺旋路径行进的马达的致动器。
[0031]图6是根据本发明的许多变型的控制和使用致动器系统的方法的示意图。
【具体实施方式】
[0032]各变型的以下描述本质上仅为示例性的，而绝不旨在限制本发明、其应用或用途。
[0033]图1是根据本发明的许多变型的包括致动器系统的车辆10的透视前视图。车辆10可包括具有前保险杠或前车身面板14的前端12。车辆可具有两个相对侧16，其具有减震器(runner)或侧车身面板18。多个Doppler声波单元或其它传感器24可以沿车辆的前端12、侧面16和/或后端20设置以用于确定另一车辆与车辆10碰撞的可能性。
[0034]类似地，图2是车辆10的透视后视图，示出了可包括后保险杠或后车身面板22的后端20。致动器可附接到车辆保险杠、减震器或车身面板14、16、18 (图1-2)。
[0035]现在参看图3，在一个变型中，致动器26可连接到车身面板18并可包括马达20，马达20被构造和布置成例如通过接纳在活塞室30中的活塞28使车身面板18从与其它车身面板齐平的第一位置移动至从其它车身面板延伸的第二位置。在一个变型中，可以提供可选的锁30以在致动器展开之后将活塞28锁定在伸出位置。在致动器26在展开后锁定的情况中，致动器可能在碰撞期间被压碎并且用来吸收碰撞的一部分能量。在另一个变型中，不提供锁30，并且碰撞的相当大一部分能量被附接到致动器的车身面板18或保险杠或减震器吸收。
[0036]包括连接到车身面板18、保险杠或减震器的致动器的系统对于相对较小的城市车辆尤其有利。例如，在一个变型中，长2.0米、宽1.5米的城市车辆可以被构造成具有长1.5米、宽1.3米的乘客舱和在乘客舱之后长0.3米、宽1.3米的载货空间。这样的车辆将仅具有乘员和货物周围100毫米的空间，其中50毫米可能是内部填料，并且50毫米可能是结构和外部面板。100毫米可能不会为乘员提供最高的安全等级，因为在尤其是与固定物体或重型车辆碰撞期间可能需要更多线性距离以可接受的速率加速车辆和乘员。因此，围绕乘员的50毫米的结构“层”可包括可展开或可回缩(即，可重复使用的)表面和结构，其可以在预计碰撞之前立即向外移动。在车辆的侧面上，距离可能为例如附加的300毫米，足以缓冲侧面冲击。如果防护件响应于在3米(约10英尺)的距离处以20米/秒(约45英里/小时)的速度行驶的车辆而启动，那么防护件将具有超过1/8秒来延伸0.3米，并且其在展开期间的平均速度将仅需要为2.2米/秒(约5英里/小时)。在障碍物检测中的低成本和低误报风险提供了避免漏报的方式并且允许在关于碰撞是否将实际发生仍存在不确定性时致动器的相对早的启动。致动器的早启动使致动器危险最低并且有助于对误报的低风险因子。附接到致动器的可展开且可回缩的表面结构是可重复使用的，并且比例如施加到车辆外部的不可重复使用的其它常规气囊启动成本低得多。
[0037]图4示出包括致动器26的本发明的多个变型，致动器26可包括活塞外壳38，活塞外壳38包括第一室40，以用于通过经管道连接到第一室40的第一气体管线36接收来自气体源34的气体。致动器26可通过使来自气体源34的气体流过第一气体管线36并进入第一室40而展开,在第一室40中，气体推压附接到活塞28的活塞推板42,在活塞28上附接有车身面板18、保险杠或减震器。第二气体管线46可连接到气体源34和活塞外壳38的第二室44。流过第二气体管线46并进入第二室44的气体可推压推板42的相对侧以回缩致动器。第一阀门48可连接到第一室以在活塞28的回缩期间从第一室排放气体。第二阀门50可连接到第二室44以在致动器26的启动期间排放第二室44中的气体。如果需要，在气体源34中可设置隔板52以提供用于启动和回缩致动器的单独的气体源。在一个变型中，气体源34可包括干氮气并且可以通过可替换配件(未示出)容易地再充气。
[0038]在另一个变型中，气体源34可包括泵。在一个变型中，气体源34可包括由空气泵泵送的空气。
[0039]图5是包括马达32的致动器26的一个变型的示意图，马达32连接到导向条或杆54，导向条或杆54具有形成于其中的螺旋导向凹槽56，以允许具有通过杆58附接到其的车身面板18或保险杠或减震器的马达32启动致动器，以便使车身面板18远离其它车身面板延伸或使车身面板回缩至其中车身面板18与其它车身面板齐平的位置。在一个变型中，Doppler声波单元或其它传感器24可附接到车身面板18，以便在面板18处于伸出位置时防止面板18妨碍传感器24。传感器24可用来检测另一车辆或其它危险物70，例如建筑物、柱子、墙或人。
[0040]图6是根据本发明的许多变型的用于控制致动器26的系统的示意图。控制器或电子控制模块60可以被提供并且可以接收来自Doppler声波或其它传感器24的关于接近车辆10的其它车辆的输入。多个Doppler声波或其它传感器24可由控制模块60用来检测正在接近的危险物70。电子控制模块60可包括构造和布置成估计另一车辆撞到车辆10的可能性的硬件或软件。电子控制模块60可接收来自包括加速计的其它传感器62的其它输入和发动机操作状态，可用来确定另一车辆撞到车辆10的可能性。电子控制模块60可提供输出到致动器26并且接收来自致动器26的反馈以选择性地在由电子控制模块确定碰撞可能发生时推进致动器并在碰撞不发生的情况下回缩致动器。在一个变型中，储气罐34可被提供和连接到气体输送管线36并且被构造和布置成使气体通过由控制模块60操作的阀门66流入充气袋64(例如，气囊)。充气袋64可附接到在面板18之后的车辆支撑结构68。一个或多个回缩弹簧72可连接在面板18和支撑结构68之间以使面板18从伸出位置(第二位置)返回至其中面板18与车辆10的表面的剩余部分齐平的位置(第一位置)。在此过程中，袋64中的气体可通过小排气口或孔推出袋64外，并且袋64塌缩回可重复使用状态。
[0041]控制器60和任何控制子系统可包括与致动器和传感器通信的一个或多个控制器(未单独示出)，以用于接收和处理传感器输入并发送致动器输出信号。(多个)控制器可包括一个或多个合适的处理器和存储装置(未单独示出)。存储器可被构造成提供数据和指令的存储，该数据和指令提供发动机系统的至少一些功能并且可由(多个)处理器执行。该方法的至少一部分可由在存储器中作为查找表、公式、算法、映射、模型等存储的一个或多个计算机程序和各种发动机系统数据或指令来使能。在任何情况下，控制子系统可以通过从传感器接收输入信号、根据传感器输入信号执行指令或算法以及发送合适的输出信号到各个致动器而控制发动机系统参数。如本文所用，术语“模型”可包括任何构造，其代表使用变量的某种事物，例如，查找表、映射、公式、算法等。模型可以是任何给定发动机系统的准确设计和性能规格具体的和特定的应用。
[0042]在本发明的许多变型中，致动器被构造和布置成将车身面板18、保险杠或减震器以相对缓慢的速率(例如，小于5米/秒、小于3米/秒、小于2米/秒或小于I米/秒)展开到伸出位置。低速度的展开在限制在不正确展开的事件中可能存在的任何潜在危险方面可能是优点。当碰撞的可能性不确定并且因此不正确展开更加可能时，包括任何潜在危险的低展开总成本在允许相对早地引发展开方面是优点，因此允许展开相对较慢。而且，低速度的展开在设计致动器方面可以是优点，从而可能不需要烟火装置，并且致动器可以是可重复使用的。
[0043]一个变型可包括一种方法，该方法包括提供第一车辆，第一车辆具有连接到保险杠、减震器或车身面板之一的致动器，并且控制器可以可操作地连接到致动器以致动该致动器。传感器可连接到控制器以用于感测另一车辆到第一车辆的距离并且提供输入到控制器。控制器也可接收来自第一车辆上的诸如加速计、转向位置传感器等的其它传感器的输入，以确定第一车辆的速度和方向并且在进行关于碰撞发生的可能性的计算时考虑该速度和方向。控制器可被构造和布置成基于来自传感器的输入计算与另一车辆碰撞的可能性。控制器可被构造和布置成在计算出较高碰撞可能性之后致动致动器。如果已计算出较高碰撞可能性，控制器可以造成致动器启动并且造成防护件从第一位置移动至与第一位置间隔一定距离的第二位置。第二位置使得冲击点比当防护件处于第一位置时更远离车辆乘员，从而为乘员提供更大的安全空间缓冲。控制器可使用来自传感器的输入来确定碰撞是否未发生。如果碰撞未发生，控制器可以造成致动器回缩，以造成防护件从第二位置移动回第一位置。
[0044]以下对变体的描述仅仅是对认为在本发明的范围内的部件、元件、动作、产品和方法的说明，而绝不旨在将这种范围限制到具体公开或未明确阐述的内容。本文所述部件、元件、动作、产品和方法可以组合和重新布置成本文所明确描述的以外的情形，并且仍被认为是在本发明的范围内。
[0045]变型I可包括一种产品，该产品包括防护件、包括连接到防护件的致动器的致动器系统、以及用于选择性地致动致动器的控制系统，其中防护件可以从第一位置移动至远离第一位置的其中防护件延伸一定距离的第二位置，并且防护件可以从第二位置移动返回
第一位置。
[0046]变型2可包括如变型I所述的产品，其中防护件可以是车辆保险杠。
[0047]变型3可包括如变型1-2中的任一项所述的产品，其中防护件可以是车身面板。
[0048]变型4可包括如变型1-3中的任一项所述的产品，其中致动器控制器被构造和布置成使防护件移动回第一位置。
[0049]变型5可包括如变型1-4中的任一项所述的产品，其中致动器被构造和布置成以小于5米/秒的速度展开防护件。
[0050]变型6可包括如变型1-5中的任一项所述的产品，其中致动器被构造和布置成以小于3米/秒的速度展开防护件。
[0051]变型7可包括如变型1-6中的任一项所述的产品，其中致动器被构造和布置成以小于2米/秒的速度展开防护件。[0052]变型8可包括如变型1-7中的任一项所述的产品，还包括气体源，该气体源连接到致动器以输送气体流，以便致动致动器并使防护件从第一位置移动至第二位置。
[0053]变型9可包括如变型1-8中的任一项所述的产品，还包括气体源，该气体源连接到致动器以输送气体流，以便回缩致动器并使防护件从第二位置移动回第一位置。
[0054]变型10可包括如变型1-9中的任一项所述的产品，还包括用于启动致动器的气体源,并且其中气体源包括干气体。
[0055]变型11可包括如变型10所述的产品，其中干气体包括干氮气。
[0056]变型12可包括如变型1-11中的任一项所述的产品,其中致动器包括接纳在活塞外壳中的活塞，活塞外壳具有用于在其中接纳气体流的第一气体室，该气体流对活塞施加力以使防护件从第一位置移动至第二位置。
[0057]变型13可包括如变型12所述的产品，其中活塞外壳还包括用于在其中接纳气体流的第二气室，该气体流对活塞施加力以使防护件从第二位置移动回第一位置。
[0058]变型14可包括如变型1-13中的任一项所述的产品，其中致动器包括连接到马达的活塞。
[0059]变型15可包括如变型1-14中的任一项所述的产品，还包括用于将致动器锁定在第二位置的锁。
[0060]变型16可包括如变型1-15中的任一项所述的产品，还包括具有形成于其中的螺旋凹槽的导向条或杆，并且其中马达骑跨在条或杆上以使致动器从第一位置移动至第二位置，并且从第二位置移动至第一位置。
[0061]变型17可包括如变型1-16中的任一项所述的产品，其中防护件为第一车身面板，该产品包括其它车身面板，并且其中第一车身面板在第一位置与其它车身面板齐平，并且其中第一车身面板在第二位置与其它车身面板间隔一定距离。
[0062]变型18可包括一种方法，该方法包括:提供第一车辆，第一车辆具有连接到保险杠、减震器或车身面板之一的致动器、可操作地连接到致动器以致动致动器的控制器、以及连接到控制器以用于感测另一车辆到第一车辆的距离并将输入提供至控制器的传感器，控制器被构造和布置成基于来自传感器的输入计算与另一车辆碰撞的可能性，控制器被构造和布置成在计算出较高的碰撞可能性之后致动致动器；在计算出较高的碰撞可能性之后致动致动器；以及在碰撞不发生时回缩致动器。
[0063]变型19可包括使用如变型1-17中的任一项所述的产品执行的如变型18所述的方法。
[0064]本发明的实施例的所选示例的以上描述在本质上仅仅为示例性的，因此其变型或变体不被认为是脱离本发明的精神和范围。
【权利要求】
1.一种产品，包括:防护件；致动器系统，其具有连接到所述防护件的致动器；控制系统，其用于选择性地致动或展开所述致动器，其中所述防护件可以从第一位置移动至远离所述第一位置的其中所述防护件延伸一定距离的第二位置，并且所述防护件可从所述第二位置移动至所述第一位置。
2.根据权利要求1所述的产品，其中所述防护件可以是车辆保险杠。
3.根据权利要求1所述的产品，其中所述防护件可以是车身面板。
4.根据权利要求1所述的产品，其中所述致动器控制器被构造和布置成使所述防护件移动回所述第一位置。
5.根据权利要求1所述的产品，其中所述致动器被构造和布置成以小于5米/秒的速度展开所述防护件。
6.根据权利要求1所述的产品，其中所述致动器被构造和布置成以小于3米/秒的速度展开所述防护件。
7.根据权利要求1所述的产品，其中所述致动器被构造和布置成以小于2米/秒的速度展开所述防护件。
8.根据权利要求1所述的产品，还包括气体源，所述气体源连接到所述致动器以输送气体流，以便致动所述致动器并使所述防护件从所述第一位置移动至所述第二位置。
9.根据权利要求1所述的产品，还包括气体源，所述气体源连接到所述致动器以输送气体流，以便回缩所述致动器并使所述防护件从所述第二位置移动回所述第一位置。
10.一种方法，所述方法包括:提供第一车辆，所述第一车辆具有连接到保险杠、减震器或车身面板之一的致动器、可操作地连接到所述致动器以致动所述致动器的控制器、以及连接到所述控制器以用于感测另一车辆到所述第一车辆的距离并将输入提供至所述控制器的传感器，所述控制器被构造和布置成基于来自所述传感器的输入计算与另一车辆碰撞的可能性，所述控制器被构造和布置成在计算出较高的碰撞可能性时致动所述致动器；在计算出较高的碰撞可能性时致动所述致动器；以及在碰撞不发生时回缩所述致动器。
【文档编号】B60R19/38GK103921747SQ201410011343
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年1月10日 优先权日:2013年1月11日
【发明者】A.G.霍尔姆斯 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司