DE102004009766B4 - Vehicle safety device with at least one actuator for moving a component of the outer skin of the vehicle - Google Patents
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Abstract
Fahrzeug-Sicherheitsvorrichtung (10) mit mindestens einem Aktor zum Anheben einer Motorhaube (12) eines Kraftfahrzeugs über eine vordefinierte Weglänge (X), wobei der Aktor derart bemessen ist, dass die Motorhaube (12) durch eine Bewegung des Aktors nur über eine Teilstrecke (A) der vordefinierten Weglänge (X) beschleunigbar ist und nachfolgend die restliche Teilstrecke (B) der gesamten vordefinierten Weglänge (X) aufgrund ihrer Massenträgheit überwinden kann, wobei die Fahrzeug-Sicherheitsvorrichtung (10) mindestens ein Halteelement zum Abstützen der Motorhaube (12) in der angehobenen Stellung in Gestalt einer Stützfeder umfasst, und wobei der Aktor mit einem Stößel (16) zum Bewegen des Bauteils (12), einer Führung (20) zum beweglichen Lagern des Stößels (16) und einem Druckspeicher (22) zum Bewegen des Stößels (16) gestaltet ist, und der Stößel (16), die Führung (20) und der Druckspeicher (22) derart bemessen sind, dass das Bauteil (12) durch Bewegen des Stößels (16) über die Teilstrecke (A) der vordefinierten Weglänge (X) beschleunigbar ist, wobei die Teilstrecke...Vehicle safety device (10) with at least one actuator for lifting a hood (12) of a motor vehicle over a predefined path length (X), wherein the actuator is dimensioned such that the motor hood (12) by a movement of the actuator only over a partial distance ( A) of the predefined path length (X) can be accelerated and subsequently the remaining part of (B) can overcome the entire predefined path length (X) due to their inertia, wherein the vehicle safety device (10) at least one holding element for supporting the hood (12) in the actuator comprises a plunger (16) for moving the member (12), a guide (20) for movably supporting the plunger (16) and a pressure accumulator (22) for moving the plunger (16) is designed, and the plunger (16), the guide (20) and the pressure accumulator (22) are dimensioned such that the component (12) by moving the plunger (16) can be accelerated over the partial section (A) of the predefined path length (X), whereby the partial section ...
Description
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Die Erfindung betrifft eine Fahrzeug-Sicherheitsvorrichtung mit mindestens einem Aktor zum Bewegen eines Bauteils der Außenhaut des Fahrzeugs bei einem Personenaufprall über eine vordefinierte Weglänge, insbesondere zum Anheben einer Motorhaube eines Fahrzeugs über diese vordefinierte Weglänge.The invention relates to a vehicle safety device having at least one actuator for moving a component of the outer skin of the vehicle in a passenger impact over a predefined path length, in particular for lifting a hood of a vehicle over this predefined path length.
Bei der konstruktiven Gestaltung und Auslegung von modernen Fahrzeugen bzw. Automobilen wird großer Wert darauf gelegt, dass bei einem Unfall eine auf die Außenhaut des Fahrzeugs auftreffende Person möglichst unverletzt bleibt. Eine besondere Gefahr stellt bei einem solchen Unfall das Aufprallen der Person mit ihrem Kopf auf der Außenhaut des am Unfall beteiligten Fahrzeugs dar. Diese Gefahr besteht beispielsweise, wenn ein Fußgänger, ein Radfahrer oder ein Motorradfahrer von einem Fahrzeug erfasst wird und der Kopf des Unfallteilnehmers gegen die Motorhaube des Unfallfahrzeugs geschleudert wird.When constructing and designing modern vehicles or automobiles, great importance is attached to ensuring that, in the event of an accident, a person hitting the outer skin of the vehicle remains as unhurt as possible. A particular danger is in such an accident, the impact of the person with his head on the outer skin of the vehicle involved in the accident. This danger, for example, when a pedestrian, a cyclist or motorcyclist is detected by a vehicle and the head of the accident participant against The hood of the accident vehicle is thrown.
Bei modernen Fahrzeugen steht insbesondere zwischen der Motorhaube und einem darunter liegenden Antriebsaggregat, beispielsweise einem Verbrennungsmotor, kein ausreichender Raum für eine genügend große Deformation der Motorhaube zur Verfügung. Es besteht daher ein großes Risiko, dass ein aufprallender Kopf eine hohe biomechanische Belastung erfährt und auf das Antriebsaggregat „durchschlägt”. Zur Beurteilung einer solchen Gefahr des „Durchschlagens” eines aufprallenden Kopfes werden in Versuchsreihen so genannte HIC-Werte ermittelt, mittels denen die biomechanische Belastung klassifiziert werden kann.In modern vehicles, in particular between the hood and an underlying drive unit, such as an internal combustion engine, no sufficient space for a sufficiently large deformation of the hood available. There is therefore a great risk that an impacting head experiences a high biomechanical load and "strikes" the drive unit. To assess such a risk of "beating through" an impacting head, so-called HIC values are determined in test series, by means of which the biomechanical load can be classified.
Als Möglichkeit eines verbesserten Personenschutzes ist es bekannt, die Motorhaube bzw. Frontklappe eines Fahrzeugs um mehrere Zentimeter anzuheben, sobald ein Unfall mit einem möglichen Personenaufprall detektiert wird. Durch das Anheben der Motorhaube wird der Abstand zu einem darunter liegenden Aggregat vergrößert und ferner durch die zusätzliche Bewegung der Motorhaube und die damit verbundenen Federkräfte und Massenträgheiten ein Energieabbau über einen vergleichsweise großen Weg erzeugt. Das damit erzielte Verzögerungsniveau für einen aufschlagenden Kopf einer Person sinkt damit auf einen biomechanisch verträglicheren Wert und ein „Durchschlagen” auf ein unter der Motorhaube angeordnetes hochsteifes Antriebsaggregat im Vorderbau des Fahrzeugs wird verhindert.As a possibility of improved personal protection, it is known to raise the hood or front door of a vehicle by several centimeters, as soon as an accident is detected with a possible collision. By raising the hood of the distance is increased to an underlying unit and also generated by the additional movement of the hood and the associated spring forces and inertia energy reduction over a relatively large way. The level of deceleration thus achieved for an impacting person's head thus drops to a biomechanically more tolerable value, and a "strike-through" to a highly rigid drive unit located under the engine hood in the front of the vehicle is prevented.
Aus der
Zugrundeliegende AufgabeUnderlying task
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fahrzeug-Sicherheitsvorrichtung der eingangs genannten Art insbesondere hinsichtlich des dafür erforderlichen Energiebedarfs zu verbessern, wobei gleichzeitig die Kosten und der Herstellungsaufwand für die Fahrzeug-Sicherheitsvorrichtung möglichst verringert werden sollen.The invention has for its object to improve a vehicle safety device of the type mentioned in particular with regard to the energy required for it, while the cost and the production cost of the vehicle safety device should be reduced as possible.
Erfindungsgemäße LösungInventive solution
Die Aufgabe ist gemäß der Erfindung mit einer gattungsgemäßen Fahrzeug-Sicherheitsvorrichtung gelöst, bei der Aktor derart bemessen ist, dass das Bauteil durch eine Bewegung des Aktors nur über eine Teilstrecke der vordefinierten Weglänge beschleunigbar ist und nachfolgend die restliche Teilstrecke der gesamten Weglänge aufgrund seiner Massenträgheit überwinden kann.The object is achieved according to the invention with a generic vehicle safety device in which the actuator is dimensioned such that the component can be accelerated by a movement of the actuator only over a portion of the predefined path length and subsequently overcome the remaining portion of the entire path length due to its inertia can.
Erfindungsgemäß wird das am Fahrzeug zu bewegende Bauteil der Außenhaut, die Motorhaube eines Kraftfahrzeugs, nur über eine bestimmte Teilstrecke hinweg beschleunigt und danach wird das Bauteil gemäß der Impulserhaltung seiner eigenen Massenträgheit überlassen, was dazu führt, dass das Bauteil eine weitere Teilstrecke ohne Beschleunigung bzw. mit einem leichten Abbremsen bedingt durch Luftreibung überwindet. Auf diese Weise wird das zu bewegende Bauteil über eine vordefinierte Weglänge hinweg insgesamt mit vergleichsweise geringem Arbeits- bzw. Energieaufwand bewegt und es wird darüber hinaus ein Bewegungsverhalten des bewegten Bauteils erzeugt, welches im Falle eines Personenaufpralles besonders vorteilhaft ist.According to the vehicle to the moving component of the outer skin, the hood of a motor vehicle, accelerated only over a certain distance and then the component according to the momentum conservation of its own inertia is left, which means that the component is a further leg without acceleration or with a slight deceleration due to air friction overcomes. In this way, the component to be moved is moved over a predefined path length overall with comparatively little labor or energy expenditure, and, moreover, a movement behavior of the moving component is generated, which is particularly advantageous in the event of a collision with a person.
Erfindungsgemäß ist nämlich bedingt durch die Luftreibung des Bauteils dessen Geschwindigkeit nahe dem Ende der vordefinierten Weglänge vergleichsweise gering, sodass sich das bewegte Bauteil z. B. einem darauf aufschlagenden Kopf mit vergleichsweise geringer Geschwindigkeit nähert. Dieses Verhalten des bewegten Bauteils ist insbesondere hinsichtlich der dann am Kopf wirkenden biomechanischen Kräfte vorteilhaft.According to the invention, namely due to the air friction of the component whose speed near the end of the predefined path length is comparatively low, so that the moving component z. B. approaching a head striking it at a comparatively slow speed. This behavior of the moving component is advantageous in particular with regard to the then acting on the head biomechanical forces.
Darüber hinaus ist der erfindungsgemäße Aktor besonders für eine Fahrzeug-Sicherheitsvorrichtung geeignet und vorgesehen, die nach einem Bewegen eines Bauteils der Außenhaut eines Fahrzeugs wieder reversibel ist und beispielsweise von einem Nutzer des Fahrzeugs in ihre Ausgangslage zurückbewegt werden soll. Ein solches Zurückbewegen bedingt, dass in den Aktor die von ihm auf das Bauteil ausgeübte Beschleunigungsenergie wieder manuell eingebracht wird. Da nun bei dem erfindungsgemäßen Aktor vergleichsweise wenig Beschleunigungsenergie aufgebracht werden muss, um das Bauteil über die begrenzte Teilstrecke zu beschleunigen, braucht für das Rückstellen des Aktors auch nur vergleichsweise wenig Energie eingebracht zu werden. Die erfindungsgemäße Fahrzeug-Sicherheitsvorrichtung kann daher vergleichsweise leicht mittels einer dort vorgesehenen Rückstelleinrichtung rückgestellt werden. Das Rückstellen ist beispielsweise möglich, indem eine angehobene Motorhaube vom Nutzer des Fahrzeugs vollständig geöffnet und nachfolgend wieder geschlossen wird.In addition, the actuator according to the invention is particularly suitable and provided for a vehicle safety device, which is reversible after moving a component of the outer skin of a vehicle and, for example, to be moved back by a user of the vehicle to its original position. Such a backward movement requires that in the actuator, the acceleration energy exerted by him on the component again manually is introduced. Since comparatively little acceleration energy has to be applied in the actuator according to the invention in order to accelerate the component over the limited path, only comparatively little energy needs to be introduced for the return of the actuator. The vehicle safety device according to the invention can therefore be reset relatively easily by means of a restoring device provided there. The resetting is for example possible by a raised hood completely opened by the user of the vehicle and subsequently closed again.
Der Aktor der erfindungsgemäßen Fahrzeug-Sicherheitsvorrichtung ist besonders kostengünstig mittels eines Stößels, einer Führung und eines Druckspeichers gestaltet, die derart bemessen sind, dass das Bauteil durch Bewegen des Stößels über die Teilstrecke der vordefinierten Weglänge beschleunigt wird.The actuator of the vehicle safety device according to the invention is particularly cost-effective by means of a plunger, a guide and a pressure accumulator designed such that the component is accelerated by moving the plunger over the leg of the predefined path length.
Für das Anheben einer Motorhaube eines Kraftfahrzeugs ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die Motorhaube innerhalb einer Gesamtzeit von ca. 40 bis 60 ms angehoben wird und dabei mittels des Stößels die Motorhaube „nur” über eine Zeitdauer von ca. 20 bis 40 ms, insbesondere von ca. 30 ms vom Aktor bzw. Stößel der erfindungsgemäßen Fahrzeug-Sicherheitsvorrichtung beschleunigbar ist.For the lifting of a hood of a motor vehicle, it is particularly advantageous if the hood is raised within a total time of about 40 to 60 ms while using the plunger, the hood "only" over a period of about 20 to 40 ms, in particular of About 30 ms from the actuator or plunger of the vehicle safety device according to the invention can be accelerated.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn die anzuhebende Motorhaube insgesamt über eine vordefinierte Weglänge von ca. 40 bis 80 mm bewegt wird und dazu die Motorhaube vom Aktor bzw. Stößel über eine Teilstrecke von ca. 20 bis 40 mm, insbesondere von ca. 26 mm beschleunigbar ist.Furthermore, it is advantageous if the engine bonnet to be lifted is moved in total over a predefined path length of approximately 40 to 80 mm and, for this purpose, the engine bonnet can be accelerated by the actuator or tappet over a partial distance of approximately 20 to 40 mm, in particular approximately 26 mm is.
Hinsichtlich der vom Aktor bzw. Stößel erzeugten maximalen Druckkraft sollte die für das Anheben einer Motorhaube vorgesehene Fahrzeug-Sicherheitsvorrichtung maximal ca. 700 bis 900 N, insbesondere ca. 800 N erzeugen.With regard to the maximum compressive force generated by the actuator or ram, the vehicle safety device provided for lifting an engine hood should produce a maximum of approximately 700 to 900 N, in particular approximately 800 N.
Ausgehend von dieser maximalen Druckkraft ist es besonders vorteilhaft, wenn der Druckspeicher eine im Wesentlichen linear abfallende Federkennlinie aufweist. Das zu bewegende Bauteil der Außenhaut des Fahrzeugs wird bei einer solchen linear abfallenden Federkennlinie mit zunehmendem Weg immer schwächer beschleunigt, sodass der Übergang zu der unbeschleunigten, freien Bewegung des Bauteils allein aufgrund seiner Massenträgheit fließend sein kann. Eine linear abfallende Federkennlinie kann besonders vorteilhaft mit Hilfe einer Spiralfeder als Druckspeicher oder mit einem Gasdruckspeicher bereitgestellt werden. Alternativ oder zusätzlich zu einem solchen Druckspeicher kann für den Aktor auch ein pyrotechnischer Energiespender, beispielsweise in Form eines Airbags, vorgesehen sein, der durch seine Ausdehnung das Bauteil der Fahrzeughaut über die Teilstrecke der gesamten vordefinierten Weglänge bewegt.Based on this maximum pressure force, it is particularly advantageous if the pressure accumulator has a substantially linearly sloping spring characteristic. The moving component of the outer skin of the vehicle is accelerated at such a linearly decreasing spring characteristic with increasing distance always weaker, so that the transition to the unaccelerated, free movement of the component can be flowing solely due to its inertia. A linearly decreasing spring characteristic can be provided particularly advantageously with the aid of a helical spring as an accumulator or with a gas pressure accumulator. As an alternative or in addition to such an accumulator, a pyrotechnic energy dispenser, for example in the form of an airbag, may be provided for the actuator, which by way of its extension moves the component of the vehicle skin over the partial path of the entire predefined path length.
Damit eine Motorhaube eines Kraftfahrzeugs bei einem Personenunfall in ihrer Gesamtheit ausreichend genau und gleichmäßig bewegt werden kann, sollten an ihr insgesamt vier erfindungsgemäße Aktoren bzw. Stößel mit jeweils einer zugehörigen Führung und einem zugehörigen Druckspeicher vorgesehen sein. Die Aktoren bzw. Stößel sollten gleichzeitig ausgelöst werden, was beispielsweise durch eine Kopplung der jeweils vorgesehenen Auslösemechaniken mit Hilfe von Bowdenzügen möglich ist.So that an engine hood of a motor vehicle can be moved sufficiently accurately and uniformly in its entirety in the case of a personal accident, four actuators or plungers according to the invention, each with an associated guide and an associated pressure accumulator, should be provided on it. The actuators or plunger should be triggered simultaneously, which is possible for example by coupling the respective release mechanism provided by means of Bowden cables.
An der Motorhaube ist ferner mindestens ein Stützelement zum Halten der Motorhaube in der angehoben Stellung und/oder ein Rückhaltehaken, insbesondere eines herkömmlichen Motorhaubenschlosses, vorgesehen sein, mittels denen/dem die vordefinierte Weglänge des Anhebens der Motorhaube auf den gewünschten Maximalwert begrenzt und auch gehalten werden kann. Im Falle eines Auslösens der erfindungsgemäßen Fahrzeug-Sicherheitsvorrichtung wird dann z. B. zunächst das Schloss gelöst und die Motorhaube mittels des Aktors über die Teilstrecke der vordefinierten gesamten Weglänge beschleunigt. Nachfolgend legt die Motorhaube die restliche Teilstrecke der gesamten Wegstrecke aufgrund ihrer Massenträgheit zurück, bis sie vom Rückhaltehaken des Motorhaubenschlosses aufgehalten wird.Furthermore, at least one support element for holding the engine hood in the raised position and / or a retaining hook, in particular a conventional engine hood lock, by means of which the predefined path length of the lifting of the engine hood is limited to the desired maximum value and also held, must be provided on the engine hood can. In the case of triggering the vehicle safety device according to the invention then z. B. first solved the lock and accelerates the hood by means of the actuator over the leg of the predefined total path length. Subsequently, the hood covers the remaining leg of the entire distance due to their inertia, until it is stopped by the retaining hook of the hood lock.
Etwa zum Zeitpunkt dieses „Fangens” der Motorhaube mit Hilfe des Motorhaubenschlosses wird bei einem Personenaufprall an der Front des Fahrzeugs der Kopf der auftreffenden Person auf der dann angehobenen Motorhaube aufschlagen, wodurch gewährleistet ist, dass der Kopf die Motorhaube vergleichsweise weit verformen kann, ohne auf ein darunter angeordnetes Antriebsaggregat zu stoßen.At about the time of this "catching" the hood with the help of the hood lock in a collision at the front of the vehicle, the head of the impinging person hit the then raised hood, thereby ensuring that the head can deform the hood comparatively far without on to encounter a drive unit arranged thereunder.
Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fahrzeug-Sicherheitsvorrichtung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:Hereinafter, an embodiment of a vehicle safety device according to the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying schematic drawings. It shows:
Detaillierte Beschreibung des AusführungsbeispielsDetailed description of the embodiment
In den
Die Fahrzeug-Sicherheitsvorrichtung
Damit der Stößel
Auf diese Weise ist mit dem Druckelement
Die Drehfalle
Indem die schwenkende Drehfalle
Mit der Bewegung der Motorhaube
Damit die Motorhaube
Damit die Motorhaube
In den
In der
Zum Rückstellen des Stößels
Insgesamt ist erfindungsgemäß die zu erzeugende Arbeit (schraffierte Fläche) für das Rückstellen vergleichsweise klein, denn die erfindungsgemäß angehobene Motorhaube
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Fahrzeug-SicherheitsvorrichtungVehicle safety device
- 1212
- MotorhaubeEngine Hood
- 1414
- Antriebs-AggregatDrive assembly
- 1616
- Stößeltappet
- 1818
- Widerlagerabutment
- 2020
- Führungguide
- 2222
- Druckspeicheraccumulator
- 2424
- Verriegelungseinrichtunglocking device
- 2626
- Druckelementpressure element
- 2828
- Zugelementtension element
- 3030
- erstes Gelenkfirst joint
- 3232
- zweites Gelenksecond joint
- 3434
- drittes Gelenkthird joint
- 3636
- Drehfallecatch
- 3838
- Sperrklinkepawl
- 4040
- Elektromagnetelectromagnet
- 4242
- RückhaltehakenRetention hook
- 4444
- Hakenhook
- 4646
- Schlosslock
- 4848
- SchlosshakenCastle hook
- 5050
- Drehfallecatch
- 5252
- Winkelhebelbell crank
- XX
- gesamte vordefinierte Weglängeentire predefined path length
- AA
- erste Teilstreckefirst leg
- BB
- zweite Teilstreckesecond leg
- YY
- Kraft-Weg-Kennlinie des AnhebensForce-displacement curve of lifting
Claims (7)
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2004
- 2004-02-28 DE DE102004009766A patent/DE102004009766B4/en not_active Expired - Lifetime
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Legal Events
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---|---|---|---|
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R016 | Response to examination communication | ||
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