(57)【要約】  衝撃時の分散制御のために空気を閉じ込めるクラッシュボックスを形成するように互いに結合される、２つの成形及び密閉された構成部品と、車両衝突の場合にクラッシュボックスを拡張させるようになっているアクティベータシステムとを含む、エネルギー吸収システム。側方エネルギー分散のために側方空気流を最適に制御するように、チャネルがクラッシュボックスを相互接続する。構成部品は、熱成形、射出成形、又は他の方法で形成することができる。この構成により、クラッシュボックスは、衝撃を受けたときに非展開状態で第１のレベルの静的エネルギー吸収を提供することで、エネルギーが第１の率及びストロークで吸収されるようにする。また、クラッシュボックスは、車両衝突で衝撃を受けたときに第２のレベルの静的エネルギー吸収を提供するように拡張させることができる（すなわち、アクティベータシステムが作動されてクラッシュボックスが拡張すなわち「展開」する）ことで、エネルギーが１つ又は複数の異なる率及びストロークで吸収されるようにする。
2009517264.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の車室用のエネルギー吸収システムであって、
構造構成部品の内面を覆うようになっており、且つ搭乗者が前記内面に叩き付けられて激突する車両衝突時に搭乗者の傷害を減らすためにエネルギー吸収を提供するようになっている、エネルギー吸収システムであって、
前記構造構成部品の前記内面のうちの少なくとも一部を覆う形状であると共に前記内面に対して実質的に垂直に延びる厚みを画定するエネルギー吸収構成部品であって、前記厚みと実質的に平行な方向に衝撃を受けたときに短い第１のクラッシュストローク距離に沿って潰れて第１のエネルギー吸収プロファイルに基づいてエネルギーを吸収するように作られるクラッシュボックス構造を有する、エネルギー吸収構成部品と、
アクティベータであって、前記クラッシュボックス構造に接続され、該クラッシュボックス構造を大きな厚みに入れ子式に拡張させることで、車両衝撃が感知されると、長い第２のクラッシュストローク距離に沿って潰れて第２のエネルギー吸収プロファイルに基づいてエネルギーを吸収させるように作られる、アクティベータであって、前記第１のエネルギー吸収プロファイル及び前記第２のエネルギー吸収プロファイルは、異なる形状であり、異なる率でエネルギーを吸収する、アクティベータと、
を備える、エネルギー吸収システム。
【請求項２】
前記クラッシュボックス構造は複数の離間したクラッシュボックスを含む、請求項1に記載のシステム。
【請求項３】
前記アクティベータと前記クラッシュボックス構造を拡張させる空気源とに動作可能に接続されるプログラマブルコントローラを含む、請求項1に記載のシステム。
【請求項４】
車両の車室内の構造構成部品を覆うエネルギー吸収システムであって、
空気閉じ込め室を画定するように嵌まり合うクラッシュボックスを画定する第１の構成部品及び第２の構成部品であって、前記クラッシュボックスはそれぞれ、厚みを画定し、該厚みと実質的に平行な方向に衝撃を受けたときに潰れてエネルギーを吸収するように作られる、第１の構成部品及び第２の構成部品を備える、エネルギー吸収システム。
【請求項５】
前記クラッシュボックスのうちの少なくともいくつかに接続されて、車両衝撃が感知されると、該クラッシュボックスのうちの少なくともいくつかを大きな厚みに増加拡張させるアクティベータを含む、請求項４に記載のエネルギー吸収システム。
【請求項６】
エネルギー吸収システムであって、
第１のクラッシュストローク距離にわたって第１のレベルの衝撃抵抗を提供する内部構造を有するエネルギー吸収体と、
前記内部構造によるエネルギー吸収を可変に制御して可変レベルの衝撃抵抗を提供するために、互いに且つ前記内部構造に動作可能に接続されるアクティベータ及びコントローラと、
を備える、エネルギー吸収システム。
【請求項７】
前記コントローラは、前記内部構造に接続される通路内の空気流を制御する弁を含む、請求項６に記載のエネルギー吸収システム。
【請求項８】
前記弁は流出空気流を制御する、請求項７に記載のエネルギー吸収システム。
【請求項９】
前記弁は前記内部構造への空気の流入を制御する、請求項７に記載のエネルギー吸収システム。
【請求項１０】
前記内部構造は離間したクラッシュボックスを含む、請求項７に記載のエネルギー吸収システム。
【請求項１１】
車両の車室用のエネルギー吸収システムであって、
構造構成部品の内面を覆うようになっており、且つ搭乗者が前記内面に叩き付けられて激突する車両衝突時に搭乗者の傷害を減らすためにエネルギー吸収を提供するようになっている、エネルギー吸収システムであって、
前記構造構成部品の前記内面のうちの少なくとも一部を覆う形状であると共に前記内面に対して実質的に垂直に延びる厚みを画定するエネルギー吸収構成部品であって、前記厚みと実質的に平行な方向に衝撃を受けたときにクラッシュストローク距離に沿って潰れてエネルギー吸収プロファイルに基づいてエネルギーを吸収するように作られるクラッシュボックス構造を有する、エネルギー吸収構成部品と、
前記クラッシュボックス構造に接続され、該クラッシュボックス構造に対する流体の流入及び流出のうちの一方を制御するように作られる弁と、
車両衝突のタイプに基づいて前記流体の流れを制御し、したがって前記クラッシュボックス構造の前記エネルギー吸収プロファイルを変更するように、車両衝突の程度に基づいて前記弁を操作する装置と、
を備える、エネルギー吸収システム。
【請求項１２】
車両においてエネルギーを吸収するシステムであって、
乗員関連エネルギー吸収部材を有する車室を画定する車体を含み、且つバンパ関連エネルギー吸収部材を有するフロントバンパシステム及びリヤバンパシステムも含む車両であって、前記乗員関連エネルギー吸収部材及び前記バンパ関連エネルギー吸収部材はそれぞれ、各クラッシュストローク中に既知のエネルギー吸収率の各エネルギー吸収プロファイルを有する、車両と、
前記車両上にあり、車両衝撃のタイプ又は程度を感知して該車両衝撃の該タイプ及び該程度に関連する信号を発生するセンサと、
前記センサに動作可能に接続され、且つ前記乗員関連エネルギー吸収部材及び前記バンパ関連エネルギー吸収部材にも動作可能に接続されるコントローラであって、前記信号を受け取るように、且つ前記エネルギー吸収率及び前記クラッシュストロークの長さのうちの少なくとも一方を変えることによって前記乗員関連エネルギー吸収部材及び前記バンパ関連エネルギー吸収部材を前記各エネルギー吸収プロファイルから変えるように構成される、コントローラと、
を備える、車両においてエネルギーを吸収するシステム。
【請求項１３】
車両においてエネルギーを吸収するシステムであって、
少なくとも１つのエネルギー吸収部材が内部に位置決めされる車室を画定する車体を含む車両であって、前記エネルギー吸収部材はエネルギー吸収能力において調整可能である、車両と、
前記車両上にあり、車両衝撃を感知して該車両衝撃に関連する信号を発生するセンサと、
前記センサに動作可能に接続され、且つ前記エネルギー吸収部材にも動作可能に接続される制御部であって、前記信号を受け取るように、且つ前記車両が受ける衝撃のタイプに応じて前記エネルギー吸収部材を調整させるように構成される、制御部と、
を備える、車両においてエネルギーを吸収するシステム。
【請求項１４】
前記エネルギー吸収部材はニーボルスタを含む、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
車両衝突時にエネルギーを吸収する可変エネルギー管理システムであって、
少なくとも１つの展開可能なエネルギー吸収部材が内部に位置決めされる車室を画定する車体を含み、且つ少なくとも１つの第２の展開可能なエネルギー吸収部材を有するバンパシステムを含む車両と、
前記車両上にあり、車両衝撃を感知して該車両衝撃に関連する少なくとも１つの信号を発生するセンサと、
前記センサに動作可能に接続され、且つ前記第１のエネルギー吸収部材及び前記第２のエネルギー吸収部材にも動作可能に接続されるコントローラであって、前記信号を受け取るように構成され、且つ前記第１のエネルギー吸収部材及び前記第２のエネルギー吸収部材のうちの一方又は両方を少なくとも３つの異なる方法で選択的に展開させるようにプログラムされ、第１の方法は前記バンパシステムによってはねられた歩行者の傷害を最小限に抑える方法であり、第２の方法は車両衝突時に前記車両に乗っている乗員の傷害を最小限に抑える方法であり、第３の方法は前記車両の損傷を最小限に抑える方法である、コントローラと、
を備える、可変エネルギー管理システム。
【請求項１６】
車両衝突時にエネルギーを吸収する可変エネルギー管理システムであって、
少なくとも１つの展開可能なエネルギー吸収部材が内部に位置決めされる車室を画定する車体を含み、且つ少なくとも１つの第２の展開可能なエネルギー吸収部材を有するバンパシステムを含む車両と、
前記車両上にあり、車両衝撃を感知して該車両衝撃に関連する少なくとも１つの信号を発生するセンサと、
前記センサに動作可能に接続され、且つ前記第１のエネルギー吸収部材及び前記第２のエネルギー吸収部材にも動作可能に接続されるコントローラであって、前記信号を受け取るように構成され、且つ前記第１のエネルギー吸収部材及び前記第２のエネルギー吸収部材を車両衝突の激しさに応じてそれに関連する方法で選択的に展開させるようにプログラムされる、コントローラと、
を備える、可変エネルギー管理システム。
【請求項１７】
方法であって、
複数の拡張可能なクラッシュボックスを含む複数のエネルギー吸収構成部品を設けるステップと、
前記クラッシュボックスの衝撃時に空気流を制御するために該クラッシュボックスに接続されるアクチュエータを設けるステップと、
少なくとも２つの異なるタイプの車両衝撃を感知するセンサを設けるステップであって、前記２つの異なるタイプは異なるタイプ及び程度のものである、センサを設けるステップと、
コントローラを前記センサ、前記アクチュエータ、及び前記クラッシュボックスのうちの少なくともいくつかに接続するステップと、
前記異なるタイプの車両衝撃のそれぞれに対応して所望のエネルギー吸収を達成するために前記クラッシュボックスを選択的に拡張させるように前記コントローラをプログラムするステップと、
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衝撃エネルギーを可変吸収するようになっている構成部品及びシステムに関し、より詳細には、車両のフロントバンパ及びリヤバンパ上、並びに構造ルーフピラー、ヘッドライナ、ドアインナーパネル、インストルメントパネルの内面等の車両の車室内、並びに衝撃吸収が構成部品の重要な特徴である他の場所で用いられる、エネルギー吸収体に関する。本発明の範囲は、自動車に限定されるものでも乗用車のみに限定されるものでもないことが意図される。
【０００２】
［関連出願の相互参照］
本願は、２００５年１１月２３日に出願された「IMPACT ENERGY ABSORBER WITH ACTIVE AND PASSIVE ASPECTS」と題する、本発明の譲受人に譲渡された米国仮特許出願第６０／７３９，５０８号の米国特許法第１１９条（ｅ）項の下での利益を主張し、上記出願の内容全体が本明細書に完全に援用される。
【背景技術】
【０００３】
搭乗者にとって快適な量の内部空間を維持すると共に搭乗者の安全も維持しつつ、車両のサイズを縮小することは困難である。具体的には、車両内の車室は搭乗者に高い快適性及び移動性を与えるのに十分なサイズを保たなければならないため、現代の車両の車室内のパッケージング空間は、車両が小型になるほどより過酷に（すなわちより厳しく）なる。最終的な結果として、車両の外側と車両の内側（すなわち車室）との間の車両の車体構造のための空間が少なくなる。例えば、車両の構造ピラーは、車両のルーフを構造的に支持するのに十分なサイズでなければならないが、車室のサイズを最大にするために断面ができる限り小さくなければならない。
【０００４】
搭乗者の安全性を高める（すなわち、車両衝突時の搭乗者の傷害を減らす）１つの方法は、堅い構成部品（すなわち、車両衝突時に搭乗者に対し傷害を引き起こし得る構成部品）をエネルギー吸収トリム構成部品又はこのトリム構成部品の下にあるエネルギー吸収層で覆うことである。しかしながら、このような構成部品及び構成は、（「クラッシュストローク」を長く取るために）厚くなる傾向がある。その結果として、車両の車室の内部空間が大きく損なわれることになる。明らかに、車両衝突時に大きなエネルギー吸収（すなわち、大きな減速度）を提供するように構成部品の剛性を高めることもできる。しかし、剛性レベルが高いと構成部品自体が搭乗者に傷害を与える可能性があるため、使用できる剛性レベルの上限にすぐに達してしまう。
【０００５】
より具体的には、自動車の車室内又は他の輸送モードの安全装置のうちの１つの目的は、高速衝突に遭ったときの乗員の傷害度を低減することである。主な手法は、大怪我、骨折、内部損傷、頭部外傷等が永久的な衰弱、広範囲の復元及び治療、又は死亡を引き起こすことのない十分に遅い速度で、衝撃時に乗員を減速させることである。いくつかのタイプのエネルギー管理戦略が、通常は組み合わせて行われる。これらは、シートベルト等の拘束装置、衝撃の程度を感知して緩衝装置を展開させるか又は回避機構及びエアバッグ等の受動システムを始動させる能動システム、並びに他の静的エネルギー吸収構造及び材料である。受動システムでは、減速度を小さくする（乗員に対する荷重及びＧ力を最小にする）能力と、構造が必要とする最小空間量の維持に対する要求とが通常は対立する（すなわち、部品が小さいほど衝撃ストロークが短くなる）。物理学によれば、乗員の減速に伴う運動エネルギーは、乗員に加わる荷重の和に構造への変位量を掛けたものに等しい。したがって、荷重／加速度を小さく保つことが望まれる場合、利用可能なクラッシュ空間をより大きくする必要があるが、これは車室空間の最大化、視界及び快適性の改善等への要求と対立することが多い。空間を最小限に抑えるために、エネルギーを効率的に吸収できる構造を作製する、すなわち全てのエネルギーが吸収されるまで荷重／加速度を所望の限度以下でできる限り一定に維持するのに、多大な努力がなされる。この目的を果たすために、発泡材料又はフォーム材料、射出成形リブ付き構造、多くのタイプの材料及び製造法による様々な形状の構造等、多くの異なるタイプの構造が用いられてきた。これらの構造はそれぞれ、上述の物理法則に制限される。本発明は、正常動作状態時に乗員空間を侵害することなく衝撃事象時にこの物理学の限度を変えるように能動システムの要素と受動システムの要素とを組み合わせることを含む。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
車両の内部車室を小さくすることなくより長いクラッシュストロークを含む最適なエネルギー吸収を提供する、改良型エネルギー吸収体が望まれる。「総」すなわち全衝撃エネルギー吸収に加えて、衝撃時のエネルギー吸収を受動的に分散するだけでなく、さらに衝撃時のエネルギーを能動的に側方に分散するシステムを提供することも望ましい。
【０００７】
その上さらに、車両衝突に対応すると共に、特定のタイプの衝撃／車両衝突にとって最適な衝撃吸収特性を提供するように能動的に適応するシステムを提供することが望ましい。例えば、第１のエネルギー吸収プロファイル（すなわち、エネルギー吸収対衝撃ストローク曲線）が、（車両損傷を最小限に抑えるように）低速衝撃に最も適している場合があり、第２のエネルギー吸収プロファイルが、（歩行者の傷害を最小限に抑えるように）低速歩行者衝撃により適している場合があり、第３のエネルギー吸収プロファイルが、（前方衝撃からの車両搭乗者の傷害を最小限に抑えるように）固定バリアに対する高速衝撃により適している場合があり、第４のエネルギー吸収プロファイルが、（横力からの車両乗員の傷害を最小限に抑えるように）車両側面衝撃により適している場合等がある。
【０００８】
要するに、車両損傷を最小限に抑えつつ、歩行者及び乗員の安全性を最適化する改良型の総合的で可変のエネルギー管理システムが望まれる。さらに、長いリードタイムを伴う高価なツーリングを必要としないエネルギー吸収システムを提供することが望ましい。さらに、複数の車両型式及びモデルに合わせて容易に変更及び使用することができるエネルギー吸収システムを提供することが望ましい。その上さらに、衝撃のタイプに対応し、且つ衝突前センサ又は衝撃後センサからの特定の信号に応答して外方に拡張するエネルギー管理システムを提供することが望ましい。
【０００９】
したがって、上述の利点を有すると共に上述の問題を解決するシステムが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、新たな手法に焦点を当てる。衝撃事象の程度及びタイプを感知するセンサがほぼ全ての車両で今や標準になっていることが認識されている。これらのセンサは通常、シートベルトの張力を変えると共に受動補助拘束装置（エアバッグ）を適切に展開させるために用いられる。エアバッグは、ハンドル、助手席側のダッシュボード内、及び現在では多くの場合、側面衝撃から乗員を保護するドア又はアッパーシル(upper sill)等、車両周辺の様々な場所に配置される。これらの装置は、非常に高価でありもとに戻すことができない。一度展開されてしまうと、これらは完全に交換しなければならず、多くの場合は車両上の他の周囲構造に損傷を与え得る。さらに、これらには性質上かなりの制限があり、すなわち特定の場所に配置され、全てのタイプの衝撃状況に対応することができない。したがって、エアバッグに加えて、乗員が接触し得ると技術者が考える車両における様々な区域に、他のエネルギー吸収構成部品が配置される。これらは通常、ヘッドライナ、ピラートリム、ドアパネル、ニーボルスタ（ＩＰクローズアウトパネル）、背もたれ等にある。上述のように、これらの接触の可能性のある区域はそれぞれ、ＦＭＶＳＳ  ２０１、ＦＭＶＳＳ  ２０８等の特定の傷害基準、及び上記のような制限に関する他の傷害基準に合格するように設計され最適化されなければならない。本発明が追求する１つの新たな態様／手法は、「感知された」衝撃に応じて、最小状態にまとまった静的状態から衝撃事象時に利用可能なクラッシュ空間を増加させる展開状態へ構造の形状を変えることである。このようにすると、静的状態に関連する物理学の制限が克服されるため、正常動作状態時に空間を犠牲にすることなく乗員に加わる加速度レベルを大幅に減らす機会が与えられる。このように、試験／設計専門家によってパッケージング可能でもなく対処もされていなかった多くの区域に衝撃エネルギー吸収を提供することも可能となる。
【００１１】
本発明の一態様では、車両の車室用のエネルギー吸収システムであって、構造構成部品の内面を覆うようになっており、且つ搭乗者が内面に叩き付けられて激突する車両衝突時に搭乗者の傷害を減らすためにエネルギー吸収を提供するようになっている、エネルギー吸収システムが提供される。当該システムは、構造構成部品の内面のうちの少なくとも一部を覆う形状であると共に内面に対して実質的に垂直に延びる厚みを画定するエネルギー吸収構成部品を含む。エネルギー吸収構成部品は、この厚みと実質的に平行な方向に衝撃を受けたときに、短い第１のクラッシュストローク距離に沿って潰れて第１のエネルギー吸収プロファイルに基づいてエネルギーを吸収するように作られるクラッシュボックス構造を有する。アクティベータは、クラッシュボックス構造に接続され、クラッシュボックス構造を大きな厚みに入れ子式に拡張させることで、車両衝撃が感知されると、より長い第２のクラッシュストローク距離に沿って潰れて第２のエネルギー吸収プロファイルに基づいてエネルギーを吸収するように作られ、第１のエネルギー吸収プロファイル及び第２のエネルギー吸収プロファイルは、異なる形状であり、異なる率でエネルギーを吸収する。
【００１２】
本発明の別の態様では、構造構成部品の内面のうちの少なくとも一部を覆うエネルギー吸収システムを有する車両の車室において、エネルギー吸収システムは、搭乗者が内面に叩き付けられて激突する車両衝突時に搭乗者の傷害を減らすためにエネルギー吸収を提供するようになっている、少なくとも１つのエネルギー吸収構成部品を含む。改良型のエネルギー吸収構成部品は、内面に対して実質的に垂直に延びる厚みを画定し、この厚みと実質的に平行な方向に衝撃を受けたときに短い第１のクラッシュストローク距離に沿って潰れて第１のエネルギー吸収プロファイルに基づいてエネルギーを吸収するように作られるクラッシュボックスを有する。クラッシュボックスは、アクティベータに接続されるようになっており、大きな寸法に入れ子式に拡張可能であることで、より激しい車両衝撃が感知されると、長い第２のクラッシュストローク距離に沿って潰れて第２のエネルギー吸収プロファイルに基づいてエネルギーを吸収する。第１のエネルギー吸収プロファイル及び第２のエネルギー吸収プロファイルは、異なる形状であり、異なる衝突条件下での衝撃吸収の所望に応じて異なる率でエネルギーを吸収する。
【００１３】
本発明の別の態様では、車両の車室内の構造構成部品を覆うエネルギー吸収システムが、空気閉じ込め室を画定するように嵌まり合うクラッシュボックスを画定する第１のシート及び第２のシートを含む。クラッシュボックスはそれぞれ、厚みを画定し、厚みと実質的に平行な方向に衝撃を受けたときに潰れてエネルギーを吸収するように作られる。
【００１４】
本発明の別の態様では、エネルギー吸収システムであって、第１のクラッシュストローク距離にわたって第１のレベルの衝撃抵抗を提供する内部構造を有するエネルギー吸収体を含む。アクティベータ及びコントローラは、内部構造によるエネルギー吸収を可変に制御して可変レベルの衝撃抵抗を提供するために、互いに且つ内部構造に動作可能に接続される。
【００１５】
本発明のさらに別の態様では、車両の車室用のエネルギー吸収システムであって、構造構成部品の内面を覆うようになっており、且つ搭乗者が内面に叩き付けられて激突する車両衝突時に搭乗者の傷害を減らすためにエネルギー吸収を提供するようになっている、エネルギー吸収システムが提供される。当該システムは、構造構成部品の内面のうちの少なくとも一部を覆う形状であると共に内面に対して実質的に垂直に延びる厚みを画定するエネルギー吸収構成部品を含む。エネルギー吸収構成部品は、この厚みと実質的に平行な方向に衝撃を受けたときにクラッシュストローク距離に沿って潰れてエネルギー吸収プロファイルに基づいてエネルギーを吸収するように作られるクラッシュボックス構造を有する。弁がクラッシュボックス構造に接続され、クラッシュボックス構造に対する流体（例えば、空気又は二酸化炭素）の流入及び流出のうちの一方を制御するように作られる。車両衝突のタイプ並びに乗員のサイズ及び位置に基づいて流体の流れを制御し、したがってクラッシュボックス構造のエネルギー吸収プロファイルを変更するように、車両衝突の程度に基づいて弁を操作する装置が提供される。
【００１６】
本発明のさらに別の態様では、車両においてエネルギーを吸収するシステムが、乗員関連エネルギー吸収部材を有する車室を画定すると共に関連エネルギー吸収部材を有するフロントバンパシステム及びリヤバンパシステムも含む車体を含む。乗員関連エネルギー吸収部材及びバンパ関連エネルギー吸収部材はそれぞれ、各クラッシュストローク中に既知のエネルギー吸収率を有する各エネルギー吸収プロファイルを有する。車両衝撃のタイプ又は程度を感知して車両衝撃のタイプ及び程度に関連する信号を発生するセンサは車両に位置付けられる。制御部は、センサに動作可能に接続され、且つ乗員関連エネルギー吸収部材及びバンパ関連エネルギー吸収部材にも動作可能に接続される。当該制御部は、信号を受け取るように、且つエネルギー吸収率及びクラッシュストロークの長さのうちの少なくとも一方を変えることによって乗員関連エネルギー吸収部材及びバンパ関連エネルギー吸収部材を各エネルギー吸収プロファイルから変えるように構成される。
【００１７】
本発明の別の態様では、車両においてエネルギーを吸収するシステムが、展開可能なニーボルスタエネルギー吸収部材を有する車室を画定する車体を含む。車両衝撃を感知して車両衝撃に関連する信号を発生するセンサが車両に位置付けられる。制御部がセンサに動作可能に接続され、ニーボルスタエネルギー吸収部材にも動作可能に接続される。コントローラは、信号を受け取ると共にボルスタエネルギー吸収部材を拡張させてニーボルスタエネルギー吸収部材のクラッシュストロークの長さを変えさせるように構成される。したがって、衝突抵抗は、乗員のサイズ及び位置に適合するように制御される。
【００１８】
本発明のさらに別の態様では、車両においてエネルギーを吸収するシステムが、少なくとも１つのエネルギー吸収部材が内部に位置決めされる車室を画定する車体を含み、エネルギー吸収部材は、エネルギー吸収能力を調整可能である。車両衝撃を感知して車両衝撃に関連する信号を発生するセンサが車両に位置付けられる。コントローラは、センサに動作可能に接続され、且つエネルギー吸収部材にも動作可能に接続される。当該コントローラは、信号を受け取るように、且つ車両が受ける衝撃のタイプに応じてエネルギー吸収部材を調整させるように構成される。
【００１９】
本発明のさらに別の態様では、車両衝突時にエネルギーを吸収する可変エネルギー管理システムが、少なくとも１つの展開可能なエネルギー吸収部材が内部に位置決めされる車室を画定すると共に少なくとも１つの第２の展開可能なエネルギー吸収部材を有するバンパシステムを含む車体を含む。車両衝撃を感知して車両衝撃に関連する少なくとも１つの信号を発生するセンサが車両に位置付けられる。コントローラは、センサに動作可能に接続され、且つ第１のエネルギー吸収部材及び第２のエネルギー吸収部材にも動作可能に接続される。コントローラは、信号を受け取るように構成され、且つ第１のエネルギー吸収部材及び第２のエネルギー吸収部材のうちの一方又は両方を少なくとも３つの異なる方法で選択的に展開させるようにプログラムされ、第１の方法はバンパシステムによってはねられた歩行者の傷害を最小限に抑える方法であり、第２の方法は車両衝突時に車両に乗っている乗員の傷害を最小限に抑える方法であり、第３の方法は車両の損傷を最小限に抑える方法である。
【００２０】
本発明の別の態様では、車両衝突時にエネルギーを吸収する可変エネルギー管理システムが、少なくとも１つの展開可能なエネルギー吸収部材が内部に位置決めされる車室を画定すると共に、少なくとも１つの第２の展開可能なエネルギー吸収部材を有するバンパシステムを含む車体を含む。車両衝撃を感知して車両衝撃に関連する少なくとも１つの信号を発生するセンサが車両に位置付けられる。コントローラは、センサに動作可能に接続され、且つ第１のエネルギー吸収部材及び第２のエネルギー吸収部材にも動作可能に接続される。コントローラは、信号を受け取るように構成され、且つ第１のエネルギー吸収部材及び第２のエネルギー吸収部材を車両衝突の激しさに応じてそれに関連する方法で選択的に展開させるようにプログラムされる。
【００２１】
方法が、複数の拡張可能なクラッシュボックスを含む複数のエネルギー吸収構成部品を設けるステップと、クラッシュボックスの衝撃時に空気流を制御するためにクラッシュボックスに接続されるアクチュエータを設けるステップと、少なくとも２つの異なるタイプの車両衝撃を感知するセンサを設けるステップであって、上記２つの異なるタイプは異なるタイプ及び程度のものである、センサを設けるステップとを含む。当該方法は、コントローラをセンサ、アクチュエータ、及びクラッシュボックスのうちの少なくともいくつかに接続すること、及び異なるタイプの車両衝撃のそれぞれに対応して所望のエネルギー吸収を達成するためにクラッシュボックスを選択的に拡張させるようにコントローラをプログラムすることを含む。
【００２２】
本発明の目的は、取り付け、騒音軽減、支持等の他の機能を提供するように、展開可能なエネルギー吸収部材を周囲構造に組み込むことである。
【００２３】
本発明のこれら及び他の態様、目的、及び特徴は、以下の明細書、添付の特許請求の範囲、及び添付の図面を検討すれば当業者には理解及び認識されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
車両１０（図１）は、他のピラーと共にルーフ１２を支持する「Ａ」ピラー１１を含む。図示の「Ａ」ピラー１１は、垂直に延びる構造用金属ビーム１３、ビーム１３の内面の可視部分を美的に覆うトリムカバー１３Ａ、及びビーム１３とトリムカバー１３Ａとの間に位置決めされるエネルギー吸収シート構成部品１４を含む。構成部品１４は、カバー１３Ａと一体であっても別個であってもよい。図示の構成部品１４は、クラッシュボックス１６（車両衝突時に搭乗者の頭が「Ａ」ピラーに激突した場合等にエネルギーを吸収するようになっている「クラッシュカン」及び／又は「内部構造」とも呼ばれる）内に空気閉じ込めキャビティ１５を画定するように互いに結合又は密閉される一対の熱成形ポリマーシート１４Ａ及び１４Ｂ（図３及び図４を参照）を備える。エネルギー吸収体は、ブロー成形によって、又は熱成形シートを第２の表面に（トリムカバー１３Ａ又は構造部品／ピラー１１等に）接着することによって作製することもできることに留意されたい。また、シートは、射出成形及び他の方法で作製された成形（formed）及び密閉された構成部品であってもよい。構成部品は、スピン溶接、振動溶接、及び気密シールを形成するように互いに結合する他の手段等によって、任意の様式で結合させることができる。
【００２５】
好適な形態では、各クラッシュボックス１６は、側方エネルギー分散のために側方空気流を最適に制御するように、チャネル１７を介して他のクラッシュボックスと相互接続される。アクティベータシステム１８が、車両の車室においてエアバッグを展開させるのに用いられるものと同様の火薬から生じるガス等、又はＣＯ２の圧縮ガスカートリッジから生じるガス等の流体源を含む。流体源は、車両衝突が発生していることを感知するとクラッシュボックス１６を拡張させる（すなわち「展開させる」）ために、チャネル１７に、且つ／又はクラッシュボックス１６のうちの１つ又は複数に動作可能に接続される。
【００２６】
この構成により、クラッシュボックス１６は、衝撃を受けたときに第１のレベルの「静的」（非展開）エネルギー吸収を提供する（図３）（すなわち、アクティベータシステム１８が作動されない）ことで、構成部品１４がその衝撃ストローク中に第１の力−撓み曲線１９に沿ってエネルギーを吸収するようにする。また、クラッシュボックス１６は、車両衝突で衝撃を受けたときに第２のレベルの「動的」（展開）エネルギー吸収を提供する（図４）（すなわち、アクティベータシステム１８が作動されてクラッシュボックスが拡張すなわち「展開」される）ことで、構成部品１４が第２の（異なる）力−撓み曲線２０に沿ってエネルギーを吸収するようにする。動的エネルギー吸収の一部は、ガス／空気の流れの制御により圧縮ガスから受ける緩衝型のエネルギー吸収による。残りのエネルギー吸収は、クラッシュボックスの圧潰時のクラッシュボックス自体の熱可塑性材料の変形による。「静的」非展開曲線１９（図５）及び「能動的」（展開）曲線２０は、特定の設計に応じて、その衝撃ストロークにわたって異なる抵抗率を有し、且つ／又は異なる衝撃ストロークを有し、且つ／又は異なるエネルギー吸収率（すなわち、力×距離）を有することに留意されたい。力−撓み曲線の形状は、材料タイプ及び部品の幾何学的形状（例えば、クラッシュボックスのサイズ、形状、及び肉厚）を最適化することによって、またキャビティ１５に注入される（又はキャビティ１５からの流出が制御される）流体の圧力及びタイプを最適化することによっても、またチャネル１７及び排気開口２１のサイズ、形状、及び場所を制御することによっても、また熱成形シートの材料選択によっても、所望の「最善形状」になるように制御することができる。したがって、受動的態様及び能動的態様を有する高性能なエネルギー吸収体を提供することができ、能動的態様では、衝撃ストロークが長くなると共にエネルギー分散が能動的に制御される。さらに、車両衝突が発生したことを感知したときにのみ長い衝撃ストロークが提供されるため、長い衝撃ストロークが優先される（すなわち、車両衝突に起因して）ようなときまでストロークの増加は車室空間を損ねることがない。
【００２７】
図６は、クラッシュストローク中（軸ｘ）に抵抗力（軸ｙ）を段階的に増加させる（又は減少させる）ように力撓み曲線が設計され得ることを示す。これは、クラッシュボックス１６の側壁の上側部分２６と下側部分２７との間に1つ又は複数のオフセット２５を設けること等によって行うことができる。（図４を参照。）これは、クラッシュボックスの肉厚を圧潰方向に段階的に（すなわち徐々に）変えることによって、又は圧力源のプロファイリングによって行うこともできる。
【００２８】
図７は、２つのシート１４Ａ及び１４Ｂそれぞれが、複数の空気閉じ込めキャビティ１５を形成するように嵌まり合う熱成形中空突出クラッシュボックス状形状を有することを示す。上シート１４Ａは、比較的深いクラッシュボックス状形状を有し、下シート１４Ｂは、比較的浅いクラッシュボックス状形状を有する。下シート１４Ｂにはさらに、チャネル１７が形成されており、アクティベータシステム１８からガスが出るための排気開口も有する。熱成形シート１４Ａ及び１４Ｂの両方が、各自が覆う「Ａ」ピラー（又は他の構造部品）の湾曲外面の周りに嵌まるように成形され得ることにも留意されたい。
【００２９】
図８は、クラッシュボックスが矩形の、直交の、又は平坦面の形状であってもよく、それらが円筒形である必要も円錐形である必要もないことを示す。しかしながら、展開可能なクラッシュボックスにおいて、側壁に折り返し領域があるクラッシュボックスという概念が、入れ子式に拡張可能な構造を作製することによる展開を容易にする。
【００３０】
図９は、車両ルーフ１２の下で支持されるヘッドライナ５０を示す。図示のヘッドライナ５０は、場所５１における車両運転者の頭上、又は場所５２における助手席搭乗者の頭上等、様々な危険区域に位置付けられるエネルギー吸収体構成部品（例えば、クラッシュボックスの列）を含む。また、場所５３における運転席側窓付近の車両搭乗者の頭の上又は横に（例えば、ドアパネル又はドアシル区域に）、又は場所５４における車両の後部区域に、同様の構成部品を位置付けることができる。図９は、本システムを場所５６における車両のドアインナーパネルで、又はヘッドライナの縁部に沿って用いることができることも示しており、この場合、エネルギー吸収体は車窓付近で前部から後部まで細長く延びている。
【００３１】
［変更形態］
図１０は、０秒を基準点とした衝撃時間に基づいて車両正面衝突の典型的なシーケンスを示す時系列である。この時系列は、２つの異なるデータセットを含み、左側は比較的低速の車両衝撃速度（３６Ｋｍ／時）のデータセットであり、右側は比較的高速の車両衝撃速度（７２Ｋｍ／時）のデータセットである。シーケンスは、衝突前センサ（複数可）が物体追跡を開始するステップ１００（距離が５ｍ、時間が低速で−５００ミリ秒、高速で−２５０ミリ秒）、衝突前センサが物体のタイプ、速度、及び衝撃場所を定義するステップ１０１（距離が３ｍ、時間が低速で−３００ミリ秒、高速で−１５０ミリ秒）、変形／加速度センサが衝突の程度を判定するステップ１０２（距離が０．２ｍ、時間は低速で−２０ミリ秒、高速で−１０ミリ秒）、衝突開始の時点１０３（距離が０、時間が０）、エネルギー吸収体のクラッシュボックスが展開するか又はエネルギー吸収体構成部品が堅くなるステップ１０４（距離は測定対象に応じて決まり、時間が２０ミリ秒）、乗員の移動が開始するステップ１０５（時間が低速で３０ミリ秒、高速で４５ミリ秒）、及び衝突が終了するステップ１０６（例えば、時間が約１２０ミリ秒）を含む。ステップ１０２の間、展開可能なシステムを起動して特定のエネルギー吸収構成部品のうちの１つ又は複数のクラッシュストロークを長くし且つ／又は剛性を高める（すなわち変える）か否かを可変エネルギー管理システムのコントローラ１１０が決定する、オプションのステップ１０７が発生する。例えば、クラッシュストロークは、より長いクラッシュストロークを提供するようにクラッシュボックスを展開する（例えば、入れ子式に拡張する）ことによって、又は（例えば、クラッシュボックスに圧縮ガスを加えること又は弁若しくは制限オリフィスを用いて空気流出量を制御することにより）クラッシュボックスの剛性を変えることによって、変えることができる。ステップ１０７において展開又は剛性変更が開始される場合、ステップ１０８の期間を通して構造及び剛性の変更が行われ、好ましくはステップ１０４又は１０５のあたりで終了する。ステップ１０９は、衝突の開始時（ステップ１０３）又はその直後の或る時点で開始して、衝突が終了する（ステップ１０６）まで続く、実際の構造変形及び衝突エネルギーの吸収を表す。
【００３２】
図１１は、達成され得る異なるエネルギー吸収プロファイル（すなわち、異なる抵抗力対異なる衝撃ストローク）を異なる線で表す、可変起動システムのエネルギー吸収能力を示す。線１１１は、エネルギー吸収体構成部品のいずれも展開されておらず（すなわち、衝撃時に全ての構成部品がその受動的／非展開エネルギー吸収状態のままであり）、全てのエネルギー吸収が非展開「静的」構成部品の塑性変形から得られるようになっている、非常に低速の衝撃を表す。線１１２は、おそらく１つのエネルギー吸収体構成部品が展開されている、低速衝撃を表す。例えば、線１１２は、歩行者衝撃状況で好ましい場合がある（バンパ前部展開に関する図１９又は図２０を参照）。線１１３は、中間レベルのエネルギー吸収のために１つ又は複数のエネルギー吸収構成部品が展開されている、中間速度衝撃を表す。例えば、線１１３は、バンパ構成部品の展開（図１９又は図２０）と、クラッシュボックス間を交差して流れる空気の放出を遅らせる弁の起動（図２３を参照）とを含み得る。線１１４は、大きなエネルギー吸収を必要とする比較的高レベルの衝突を表す。線１１４は、クラッシュボックスを展開／拡張させるだけでなくそれらの剛性を高めてエネルギー吸収及び散逸のための空気圧を提供し、且つそれらのエネルギー吸収能力を高めるための、様々なクラッシュボックスへの空気の導入を含み得る。例えば、これは、衝突のタイプに応じて、助手席及び運転席のエアバッグ、ヘッドライナ衝撃吸収構成部品、及び他の選択構成部品の起動を含み得る。（図２３、及び図９、図１２〜図２２の構成部品を参照。）線１１５は、搭乗者の生存が危うく、全ての適切な該当するエネルギー吸収構成部品がその最も適切な展開状態になるように起動される、壊滅的衝突を表す。低速衝撃用であり所望されるエネルギー吸収が小さいが、衝撃ストロークを短くして高価な構成部品の損傷を避けることが望まれる場合、線１１５と同様の別の線が引かれる場合があることに留意されたい。
【００３３】
ステップ１００〜１０３で言及したセンサは、様々な異なるセンサを含み得ることが特に意図される。例えば、センサは、現在市販されているものであり、現代の乗用車において搭乗者の安全のためにエアバッグを作動させるのに一般的に用いられる。センサはさらに、車両において車両乗員の重量、サイズ、及び位置を感知するために用いられる。センサは、車体及びその周辺の内側及び外側の両方に配置できることが意図される。また、センサは、物体認識センサ、近接センサ、及び赤外線センサ等の非接触センサ、並びに加速度計及び他の感知手段を含み得る。本説明は、当業者が本発明を理解するのに十分であり、センサ及びセンサ技術のより詳細な説明は必要ないと考えられる。
【００３４】
図示のヘッドライナ１２０（図１２）は、パネル１２１と、展開可能／拡張可能なクラッシュボックス１２２の列とを含む。クラッシュボックス１２２は、中央領域１２３で第1のレベルのエネルギー吸収を提供するように構成及び配置され、車両の後部側ドアの上に沿った側部領域１２４で第２のレベルのエネルギー吸収を提供するように構成及び配置される。図示のヘッドライナ１２０は、サンルーフ用等の開放区域１２５を含む。特に、ヘッドライナ１２０は、クラッシュボックス１２２が目に見えて、美的に形成されるように作られ得る。代替的に、ヘッドライナ１２０は、クラッシュボックスを隠す底面処理又は外板を含んでもよい。図１３は、展開されていない（すなわち、「受動」状態の）クラッシュボックス１２２を示し、図１４は、展開／拡張されたクラッシュボックス１２２を示す。
【００３５】
「Ａ」ピラーカバー１３０（図１５）は、車両の車室と一致するように美的に処理された外板１３１と、展開可能なクラッシュボックス１３３を有するエネルギー吸収構成部品１３２とを含む。カバー１３０は細長く、車両の「Ａ」ピラーを受け入れるチャネルを画定し、カバー１３０の上部はヘッドライナ構成部品まで延びており、カバー１３０の下部はドアインナーパネルまで延びている。車両の「Ａ」ピラーは、車両のルーフを支持し、前部ドアの前且つ車両のフロントガラスの横に位置決めされる。エネルギー吸収構成部品１３５（図１６）は、車両の前部ドアの後ろ且つ後部座席ドアの前にあるルーフ支持要素である「Ｂ」ピラーで用いられるように構成される。構成部品１３５は、ハウジング１３７内に複数の展開可能なクラッシュボックス１３６を含み、図示のクラッシュボックス１３６は互いに整列している。
【００３６】
ドアインナーパネル１４０（図１７）は、ドアの車内側を全体的に覆い、且つ車両の車室の装飾と一致させるパネル１４１を含む。ドアインナーパネル１４０は、ドアの上部／後部に沿って第1の列の展開可能なクラッシュボックス１４２を含み、下側区域に沿って第２の列の展開可能なクラッシュボックス１４３を含む。クラッシュボックス１４２は、エネルギーを吸収し、（側面衝撃型の車両衝突時等に）搭乗者の頭の衝撃を緩衝するように構成され、クラッシュボックス１４３は、搭乗者の膝、足首、脚、又は腰の衝撃を緩衝するように構成される。
【００３７】
ニーボルスタ構成部品１５０（図１８）が、車両のインストルメントパネル１５１の下で、運転席側のハンドル１５２の下（又は助手席側のグローブボックスの下）に位置決めされる。ニーボルスタ構成部品１５０は、激しい前端部衝突時に乗員が車両のインストルメントパネルの下に投げ出される傾向を減らすのに役立つ。構成部品１５０は、車両衝突の場合にニーボルスタ構成部品を搭乗者の膝１５４に近付けるように拡張させることができる展開可能なクラッシュボックス１５３を含む。例えば、典型的なニーボルスタ構成部品１５０は、非展開状態（図１８）では運転者の膝（又は助手席搭乗者の膝）から約４〜５インチであるが、展開状態（図１８Ａ）のときには膝から約２〜３インチである。図１８Ｂは、図１８と同様であるが、クラッシュボックス１５３を有するエネルギー吸収構成部品がニーボルスタ構成部品１５０の面上に位置決めされる。この配置により、ニーボルスタ構成部品１５０が固定されたままである一方で、クラッシュボックス１５３が乗員の膝に向かって拡張する（図１８Ｃ）。
【００３８】
図１８〜図１８Ｃは、車両に対する出入りを快適で容易にするように脚の余地を最大にするという有利な効果を示す。これらの図は、衝突時にニーボルスタ又はエネルギー吸収構成部品を乗員（運転者又は助手席搭乗者）に近付けるように構成部品を展開させることができることも示す。この近付けた位置は、乗員を座席に座らせた状態に保ち、乗員がインストルメントパネルの下に「投げ出される」ことを阻止するのに役立つ。脚の傷害の低減に加えて、乗員を座席上で上側のエアバッグ展開の効果を得る位置に保つことが重要である。
【００３９】
図１８Ｄは、図１８（又は図１８Ｂ）のエネルギー吸収構成部品及びニーボルスタの力対撓みを示すグラフであり、このグラフは、展開エネルギー吸収構成部品が長いクラッシュストローク、したがって所望量のエネルギーを吸収するように長い期間にわたって小さな抵抗力を提供する能力を有することを表す第１の線と、静的（非展開）エネルギー吸収構成部品のクラッシュストロークが短いこと、したがって乗員の膝に望まれる衝撃抵抗及びエネルギー吸収を提供するために短い期間にわたって大きな抵抗力が必要であることを表す第２の線とを示す。図１８Ｄは、非展開システムと比較したときの展開システムでの負荷段階の働き方を示す。展開システムでは、同量のエネルギーを吸収しつつ、乗員にかかる荷重を減らすことができ、しかも乗員の総移動量がより少なくて済む。これにより、長いクラッシュストローク及び小さな抵抗ピークの両方から、また乗員を車両の座席上で車両のインストルメントパネル内のエアバッグの効果を得る位置に保つことによっても、傷害が減る。
【００４０】
ニーボルスタ構成部品１５０又は上述の他の構成部品と同様のエネルギー吸収体も、グローブボックスのドア、車両のヘッドレスト、車両の座席ユニット（例えば、座席又は背もたれ又は肘掛け）、（頭上又は床上に取り付けられる）コンソール、ハンドル等、車両の他の場所に加えられ得る。これらの特徴の成形性及び構造構成部品へのそれらの組み込み能力を利用して、取り付け、消音、並びに構造的な支持及び機能を構成部品に提供させることもできる。
【００４１】
バンパシステム１６０（図１９〜図２０）は、ロール成形管状補強ビーム１６１と、展開可能なクラッシュボックス１６３を有するポリマーエネルギー吸収体１６２と、バンパシステム１６０を美的に覆うファシア１６４Ａとを含む。空気を閉じ込めるようにバックシート１６５がクラッシュボックス１６３を覆い、クラッシュボックスによって画定されるキャビティに出入りする空気流を制御するために、弁（図２３を参照）が空気出口オリフィスに配置される可能性がある。クラッシュボックス１６３は、衝撃ストロークを追加するために展開／拡張させることができ（図１９の破線を参照、図１９Ａも参照）、歩行者が衝撃を受けたときのためにさらにいくらかの衝撃ストロークを追加するか又は剛性を変えるために加圧空気（又は制限及び／若しくは制御される流出空気流若しくは交差空気流）で膨張させることもできる。
【００４２】
図２０によって示すように、エネルギー吸収体１６２は、３つの細長いクラッシュボックスを含み、中央のものがクラッシュボックス１６３であり、外側のものがクラッシュボックス１６４である。中央のクラッシュボックス１６３の場所１６６の中央区域が、歩行者の脚等に当たって衝撃を受けた場合、中央区域は圧縮される。クラッシュボックス１６３のキャビティの外端部に空気が流れて、クラッシュボックス１６３の場所１６７を前方に膨らませる。これは、歩行者の脚に対する衝撃を和らげる働きをし、さらにクラッシュボックス１６３を部分的に丸めて脚の形状をとらせることで、傷害を減らすように脚に対する力を分散させる。外側のクラッシュボックス１６４において、それらの中央区域１６８が衝撃を受けた場合、内側区域１６９が外方に膨らんで、歩行者を矢印１７０に沿って横方向に逸らせる。特に、外側のクラッシュボックス１６４を外端部の方が薄い楔形にすることによって、両方のクラッシュボックスが、丸みを帯びた角を形成するのを助けることによって現代車両によく見られる空気力学的形状を支持し、さらに上述の膨らみ動作が、（野球のグローブがボールを捕らえるように歩行者の脚を「捕らえる」のではなく）衝撃を受けた歩行者を横方向に蹴る傾向がある。
【００４３】
上述のように、歩行者の脚に対するような局所的衝撃の場合は反応が穏やかである。同時に、壁又は別の車に対するようなより広い衝撃の場合、クラッシュボックス全体がその正面全体に対する力によって加圧されるため、クラッシュに対する抵抗がより大きい。これにより、クラッシュに対する抵抗が大きいほど、（衝撃の程度に応じて）ストロークが短くなる可能性があり、車両が受ける損傷が小さくなる可能性がある。具体的には、ガスの圧力と体積との関係はよく知られており、Ｐ1Ｖ1＝Ｐ2Ｖ2＝ｍＲＴである。密閉されたクラッシュボックスが衝撃を受けると、体積は減るが圧力は上昇する。したがって、クラッシュに対する抵抗が高まる。体積又は空気が、隣接するクラッシュボックスに移動することができる場合、空気の総体積が変わらないため圧力は上昇しない。しかしながら、クラッシュボックスからの流出空気流が（例えば弁又はオリフィスによって）制限されるか、又は（例えば、クラッシュボックスが密閉されており空気が逃げることができない場合に）流出空気流が阻止される場合、空気圧が上昇して衝撃抵抗が大きくなる。
【００４４】
図２１は、バックパネル１８１及びバックパネル１８１から前方に延びるクラッシュボックス１８２を有する射出成形構成部品１８０を示す。クラッシュボックス１８２は、六角形を画定し、前方成形（forwardly-formed）角錐状外側壁１８３、前方変形（forwardly-deformed）シェルフ１８４、後方成形（rearwardly-formed）角錐状内側壁１８５、及び内部パネル１８６を含むように特注製造される。バックパネル１８１から複数の安定リブ１８７が延び、外側壁１８３を支持する。さらに、外側壁１８３は、段階的な圧潰をもたらすように起伏している。内部パネル１８６は、バックパネル１８１と同一平面上にないため、クラッシュストローク中にクラッシュボックス１８２が潰れると、壁１８５／１８６によって形成される内部柱が関与して同じく潰れ始めるときに総エネルギー吸収率が突然著しく上昇する。
【００４５】
図２２は、ハイブリッドビームの後半部又はエアダクトの後半部等、車両のインストルメントパネルの構造部品を形成する、インストルメントパネル構成部品１９０を示す。構成部品１９０は、少なくとも１つの展開可能なクラッシュボックス１９１、物品装着用の装着場所１９２（例えば、ブラケット状の取り付け場所）、及び機能構造を形成するパネル１９３（例えば、グローブボックス又はグローブボックスを支持する表面の一部を形成するパネル）を含む。
【００４６】
図２３は、複数の構成部品２０１、２０１Ａ、及び２０１Ｂに接続された可変エネルギー管理システム２００を開示している。構成部品２０１は、展開可能／拡張可能なクラッシュボックス２０２を有するものとして図示されている。クラッシュボックス２０２は、オフセット折り返し部分２０５によって接続された側壁２０３及び２０４を含む。クラッシュボックス２０２は、キャビティ２０６を画定し、シート２０７が、入口／出口オリフィス２０８を除いてキャビティ２０６を閉じるようにクラッシュボックス２０２に結合される。オフセット部分２０５は、圧縮流体がオリフィス２０８を通してキャビティ２０６に押し込まれるとき等にクラッシュボックス２０２を拡張させることができる。オリフィス２０８には流体ライン２０９が接続され、当該流体ライン２０９は弁２１０まで延びる。弁２１０は、コントローラ２１１に（電気的接続等で）動作可能に接続され、コントローラ２１１は、車両センサ２１２及び２１２Ａから入力データを受け取り、構成部品２０１、２０１Ａ、及び２０１Ｂを選択的に操作する弁２１０の動きを選択的に制御するようにプログラムされる。弁２１０は、大気中に流出空気を逃がす第１のベント２１３、空気の流出を制限する第２の制限ベント２１４、空気を隣接するクラッシュボックスに向け直す第３のベント２１５、又は圧縮流体（エアバッグ膨張装置からの圧縮空気等）をキャビティ２０６に導いてクラッシュボックス２０２を展開させる第４のベント２１６を含む、様々な接続位置に可動である。
【００４７】
コントローラ２１１は、感知される車両衝突のタイプ及び程度に応じて、衝突時点での乗員のサイズ及び物理的位置に応じて、且つ政府規制に応じて、協調的に（同時に、順次、又は部分的に）展開するように、複数の異なるセンサ及び展開可能なエネルギー吸収構成部品に接続できることに留意されたい。コントローラ２１１のアルゴリズム及びプログラミングを変更することによって、所望のエネルギー吸収特性を提供するように同じエネルギー吸収システムを調整することができる。エネルギー吸収システムの調整は非常に迅速に行うことができるため、これは車両開発に大きな融通性を与える。また、異なるエネルギー吸収特性が望まれる場合でも、コントローラのプログラミングを変更するだけで、異なる車両型式及びモデルで同一のエネルギー吸収構成部品を用いることが可能になる。
【００４８】
図２４は、６つのクラッシュボックス２２１を有する構成部品２２０を開示している。クラッシュボックス２２１は、起伏のある側壁２２２及び上壁２２３を含み、２×３の直交パターンで配置される。図示のクラッシュボックス２２１は、全てが同一の形状であり（但し、異なっていてもよい）、交差通路を有する空気搬送トンネル２２４によって相互接続される。（特に、所望であれば、含まれるクラッシュボックスの数を変えてもよく、また異なる形状及びサイズのクラッシュボックスを含んでもよいことが意図される。）衝撃物体２２５で示すように、２つのクラッシュボックス２２１が衝撃時に関与する場合、空気が他の４つのクラッシュボックス２２１に流入して第１のエネルギー吸収プロファイルが得られる。他方、衝撃物体２２７で示すように、４つのクラッシュボックス２２１が衝撃時に関与する場合、空気が他の２つのクラッシュボックス２２１に流入して異なるエネルギー吸収プロファイルが得られる。２つの異なるプロファイルのエネルギー吸収能力の差は、衝撃を受けるクラッシュボックスの数の比だけではない。換言すれば、１つではなく２つのクラッシュボックスに激突した場合、抵抗力は２倍よりも大きくなる場合が多い。これは、空気が４つのクラッシュボックスから２つのクラッシュボックスへ流れること（すなわち、線２２８）に関連した困難及び乱流と比較して、空気が２つのクラッシュボックスから４つのクラッシュボックスへ流れ易いこと（すなわち、線２２６）等、複数の異なる要因に起因し得る。また、隣接するクラッシュボックス同士が、衝突したときに隣接するクラッシュボックスの安定性に影響を及ぼし得る。
【００４９】
図２５は、（図２４と比較して）小さな面積内にある３つの隣接するクラッシュボックスが衝撃を受けたときのエネルギー吸収プロファイル（すなわち、力対撓み）を示すグラフである。「密閉」と記された高く短い方の線は、それぞれが空気を閉じ込めるように密閉された激突する３つの隣接するクラッシュボックスの力及び撓みを示す。「非密閉」と記された低く長い方の線は、空気が閉じ込められずにクラッシュボックスの潰れた材料のみからエネルギー吸収が行われるように、それぞれが密閉されていない激突する３つの隣接するクラッシュボックスの力及び撓みを示す。
【００５０】
図２５Ａは、小さな面積内にある隣接する密閉クラッシュボックスが衝撃を受けたときのエネルギー吸収プロファイル（すなわち、力対撓み）を示すグラフであり、３つの線は、１つの密閉クラッシュボックス、２つの隣接する密閉クラッシュボックス、及び３つの隣接する密閉クラッシュボックスに対する衝撃を表す。
【００５１】
本発明の概念から逸脱しない限り、上記構造に対して変形及び変更を行うことができることを理解されたい。さらに、添付の特許請求の範囲がその文言によって別段に明示しない限り、かかる概念はこれらの特許請求の範囲に包含されることが意図されることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】車両の側面斜視図である。
【図２】構造ピラー、トリム、及びそれらの間のエネルギー吸収シート構成部品を含む、図１の車両の「Ａ」ピラーの側面図である。
【図３】エネルギー吸収のための静的構成を示す、図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図である。
【図４】エネルギー吸収のための展開「拡張」構成を示す、図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図である。
【図５】図３の静的構成及び図４の展開構成でのエネルギー吸収を示す力−撓み曲線である。
【図６】より高性能なエネルギー吸収の多段階シーケンスを示す力−撓み曲線である。
【図７】図３と同様であるが異なる形状及びサイズのクラッシュボックスを示す断面図である。
【図８】一対の嵌め合い熱成形シートから作られるエネルギー吸収シート構成部品を示す断面図である。
【図９】車両のヘッドライナに関連するエネルギー吸収構成部品を含む車両の平面図である。
【図１０】可変エネルギー吸収管理システムの適用を含む正面衝突のシーケンスを示すフロー図である。
【図１１】図１０の可変エネルギー管理システムによって提供される種々のエネルギー吸収プロファイルを示すグラフである。
【図１２】展開可能なエネルギー吸収クラッシュボックスを含むヘッドライナの平面図である。
【図１３】第１のエネルギー吸収プロファイル用に構成される非展開クラッシュボックスを示す、図１２のクラッシュボックスの列の斜視図である。
【図１４】第２のエネルギー吸収プロファイル用に構成される展開クラッシュボックスを示す、図１２のクラッシュボックスの列の斜視図である。
【図１５】クラッシュボックスを有するエネルギー吸収構成部品がその上に位置決めされている、車両ルーフを支持する「Ａ」ピラーの側面図である。
【図１６】図１５のエネルギー吸収構成部品の斜視図である。
【図１７】展開可能なクラッシュボックスの列によって覆われる領域を含む、ドアパネルの諸所を覆うエネルギー吸収構成部品を含む、ドアパネルの車内側の側面図である。
【図１８】ニーボルスタと、車両運転者の膝保護を加えるためにニーボルスタを延ばす展開可能なエネルギー吸収構成部品とを有する車両の側面図であり、非展開状態のエネルギー吸収構成部品を示す。
【図１８Ａ】ニーボルスタと、車両運転者の膝保護を加えるためにニーボルスタを延ばす展開可能なエネルギー吸収構成部品とを有する車両の側面図であり、衝撃時の乗員の移動前に展開されてニーボルスタを乗員に近付けている状態のエネルギー吸収構成部品を示す。
【図１８Ｂ】固定ニーボルスタと、ニーボルスタの表面上にあり車両運転者の膝保護を加えるために展開可能なエネルギー吸収構成部品とを有する車両の側面図であり、非展開状態のエネルギー吸収構成部品を示す。
【図１８Ｃ】固定ニーボルスタと、ニーボルスタの表面上にあり車両運転者の膝保護を加えるために展開可能なエネルギー吸収構成部品とを有する車両の側面図であり、衝撃時の乗員の移動前に展開された状態のエネルギー吸収構成部品を示す。
【図１８Ｄ】図１８及び図１８Ｂのエネルギー吸収構成部品及びニーボルスタの力対撓みを示すグラフであり、展開エネルギー吸収構成部品のクラッシュストロークが長いことを表す第１の線と、静的（非展開）エネルギー吸収構成部品のクラッシュストロークが短いことを表す第２の線とを示す。
【図１９】バンパ補強ビームの面上に展開可能なエネルギー吸収構成部品を含む車両バンパシステムの側面図である。
【図１９Ａ】図１９と同様の図であるが、エネルギー吸収構成部品が展開されている。
【図２０】図１９のエネルギー吸収構成部品の斜視図である。
【図２１】熱可塑性材料製の特注のエネルギー吸収クラッシュボックスを含む、エネルギー吸収構成部品の斜視図である。
【図２２】インストルメントパネルの一部を形成し、エアダクト及びグローブボックス等のインストルメントパネル上の有用な機能を形成する構造を含み、且つ搭乗者に向かって拡張可能である展開可能なクラッシュボックスも含む、熱可塑性構成部品の背面の立面図である。
【図２３】展開可能なクラッシュボックスに接続され、クラッシュボックスに対する空気の流出入を制御する制御弁を含む可変エネルギー管理システムを含む、展開可能なクラッシュボックスの概略側面図である。
【図２４】２×３列のクラッシュボックスの斜視図である。
【図２５】（図２４と比較して）小さな面積内にある３つの隣接するクラッシュボックスが衝撃を受けたときのエネルギー吸収プロファイル（すなわち、力対撓み）を示すグラフであり、高く短い方の線が、空気を閉じ込めるように密閉された３つの隣接するクラッシュボックスを示し、低く長い方の線が、クラッシュボックスの潰れた材料のみからエネルギー吸収が行われるように密閉されていない３つの隣接するクラッシュボックスを示す。
【図２５Ａ】小さな面積内にある隣接する密閉されたクラッシュボックスが衝撃を受けたときのエネルギー吸収プロファイル（すなわち、力対撓み）を示すグラフであり、３つの線が、１個の密閉クラッシュボックス、２個の隣接する密閉クラッシュボックス、及び３個の隣接する密閉クラッシュボックスを表す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１８Ｄ】
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【図１９】
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【図１９Ａ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２５Ａ】
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【国際調査報告】
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