DE10247801A1 - Pedestrian actuator for bonnet raising responds to pressure so shifter and lifter elements release raiser spring for immediate bonnet lift into protective position. - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fußgängerschutz-Aktuator zum Verlagern der Fronthaube eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens, in eine relativ zu der Normalposition angehobene Schutzposition, aufweisend eine gespannte Feder, die von einer Verriegelungseinrichtung in der gespannten Position gehalten ist und eine von einer Druckbeaufschlagungseinrichtung druckbeaufschlagbare Verlagerungseinrichtung, die zur Unterstützung der Feder vorgesehen ist.The present invention relates to a pedestrian protection actuator for moving the bonnet of a motor vehicle, in particular of a passenger car, in a raised position relative to the normal position Protective position, having a tensioned spring by a locking device is held in the cocked position and one by a pressurizing device pressurizable relocation device used to support the Spring is provided.
Derartige Aktuatoren sind aus
Demgegenüber lehrt
Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Fußgängerschutz-Aktuator der vorangehend genannten Art bereitzustellen, bei dem einerseits eine zuverlässige Verriegelung im betriebsbereiten Zustand sichergestellt ist, und der andererseits so ausgelegt ist, dass eine zuverlässige Entriegelung nach dem Zünden der Druckbeaufschlagungseinrichtung innerhalb kürzester Zeit ohne großen Energieaufwand erfolgt.It is therefore the object of the present invention a pedestrian protection actuator to provide the aforementioned type, in which on the one hand a reliable Locking is ensured in the operational state, and which, on the other hand, is designed to provide reliable unlocking after ignition the pressurization device within a very short period of time without great energy expenditure he follows.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Verriegelungseinrichtung ein mit einer Anlagefläche zusammenwirkendes Verriegelungselement aufweist, und dass die Anlagefläche derart an der Verlagerungseinrichtung vorgesehen ist, dass betriebsmäßig nach einer Druckbeaufschlagung der Verlagerungseinrichtung die Anlagefläche von der Verlagerungseinrichtung derart verlagert wird, dass die gespannte Feder freigegeben wird.According to the invention, this object solved, that the locking device cooperates with a contact surface Has locking element, and that the contact surface such it is provided on the relocation device that operationally after a pressurization of the displacement device, the contact surface of the shifting device is shifted such that the tensioned Spring is released.
Diese erfindungsgemäße Lösung führt zu einer zwangsweisen Entriegelung und Freigabe der gespannten Feder innerhalb kurzer Zeit mit relativ geringem Kraftaufwand, da lediglich Kraft und Gleitreibung des Verriegelungselements und der Anlagefläche überwunden werden müssen. Insbesondere bei Aktuatoren, die im Bereich der Vorderkante oder Haube angeordnet werden sollen, ist das schnelle Auslösen und Anheben der Haube von wesentlicher Bedeutung. Hier sollte das Anheben der Haube innerhalb von weniger als 40 ms, vorzugsweise weniger als 30 ms, bevorzugt weniger als 25 ms ab dem Erkennen eines Zusammenstoßens erfolgt sein.This solution according to the invention leads to a forced release and release of the tensioned spring inside short time with relatively little effort, since only force and sliding friction of the locking element and the contact surface are overcome Need to become. Especially for actuators in the area of the front edge or hood to be arranged is the rapid release and lifting of the hood from essential. Here the hood should be raised inside less than 40 ms, preferably less than 30 ms less than 25 ms after a crash is detected his.
Es ist günstig, wenn die Entriegelung der Feder zu Beginn der Bewegung der Verlagerungseinrichtung erfolgt.It is convenient if the release the spring takes place at the beginning of the movement of the displacement device.
Es ist außerdem günstig, wenn der Aktuator derart ausgelegt ist, dass er mit den Fronthaubenverriegelungen verbunden werden kann, um im Verlauf der Entriegelung der gespannten Feder auch eine Entriegelung der Fronthaube zu bewerkstelligen, so dass in der weiteren Öffnungsbewegung des Aktuators problemlos die Fronthaube angehoben werden kann. Der Gedanke des Anschlusses des Aktuators an die Verriegelungseinrichtungen der Fronthaube und das Entriegeln der Fronthaube im Verlauf einer Auftaktbewegung" des Aktuators wird als selbständig erfinderisch bei Fußgängerschutz-Aktuatoren der genannten Art angesehen, insbesondere ohne die Merkmale der Anlagefläche und das damit zusammenwirkende Verriegelungselement.It is also beneficial if the actuator is such is designed to be connected to the bonnet locks can be to in the course of unlocking the tensioned spring to unlock the bonnet so that in the further opening movement of the actuator, the front cover can be easily raised. The The idea of connecting the actuator to the locking devices the front hood and the unlocking of the front hood in the course of an initial movement of the actuator as independently inventive for pedestrian protection actuators of the type mentioned, in particular without the features of contact surface and the locking element interacting with it.
Vorzugsweise ist die Druckbeaufschlagungseinrichtung ein pyrotechnisches Element. Alternativ kann ein unter Druck stehendes Gas zur Druckbeaufschlagung beispielsweise aus einer Gaspatrone verwendet werden.The pressurizing device is preferably a pyrotechnic element. Alternatively, a pressurized one Gas for pressurization, for example from a gas cartridge be used.
Vorzugsweise weist die Verlagerungseinrichtung ein erstes Hubelement und ein relativ dazu verlagerbares zweites Hubelement auf, und weiterhin vorzugsweise ist die Anlagefläche an dem ersten Hubelement vorgesehen, wobei bei einer Druckbeaufschlagung zuerst das erste Hubelement verlagert wird, bis die Anlagefläche das Verriegelungselement und die gespannte Feder freigibt, und sich im weiteren Verlauf das zweite Hubelement und die Feder im Wesentlichen gemeinsam bewegen. Die Anlagefläche kann integral mit dem ersten Hubelement ausgebildet sein oder an diesem angeschlossen sein. Das erste Hubelement und das zweite Hubelement können an einer gemeinsamen Basisstruktur beweglich angeordnet sein. Die Basisstruktur kann beispielsweise eine Grundplatte sein, die auch zu Befestigungszwecken an dem Fahrzeug verwendet wird. Das zweite Hubelement kann eine der Anlageflächen zum Gespannthalten der gespannten Feder aufweisen. Ferner kann das Verriege lungselement auf das zweite Hubelement einwirken und somit dieses und die Feder im gespannten Zustand halten. Günstigerweise ist das Verriegelungselement an der Basisstruktur vorgesehen. Entsprechend ergibt sich nach der Druckbeaufschlagung eine Relativverlagerung des ersten Hubelements relativ zu der Basisstruktur und dem zweiten Hubelement, wobei die Anlagefläche aus der Zusammenwirkung mit dem Verriegelungselement kommt, und das an dem zweiten Hubelement angreifende Verriegelungselement das zweite Hubelement freigibt und eine Relativbewegung des zweiten Hubelements relativ zu der Basisstruktur erfolgt. Es ist günstig, einen Anschlag für das erste Hubelement vorzusehen, um dessen Bewegung zu stoppen, nachdem die Freigabe des zweiten Hubelements und der Feder abgeschlossen ist. Entsprechend führt das erste Hubelement nach der Druckbeaufschlagung des Aktuators zuerst eine "Auftaktbewegung" aus, die lediglich der Entriegelung des zweiten Hubelements dient und ggf. zusätzlich über beispielsweise einen Bowdenzug oder über einen Mechanismus zur Entriegelung der Fronthaube herangezogen wird, bevor das zweite Hubelement beginnt, sich zu bewegen. Der Bewegungsweg des ersten Hubelements kann relativ kurz gehalten sein. Entsprechend kann auch die für diese Bewegung benötigte Menge an Energie der Druckbeaufschlagungseinrichtung relativ gering sein, so dass der weitaus überwiegende Teil der zur Verfügung stehenden Energie der Druckbeaufschlagungseinrichtung der Verlagerung des zweiten Hubelements und der Motorhaube zur Verfügung steht. Vorzugsweise ist ein Endanschlag für die Feder vorgesehen. Dieser Endanschlag kann entweder direkt auf die Feder wirken oder kann über das zweite Hubelement auf die Feder wirken.The displacement device preferably has a first lifting element and a second lifting element that can be displaced relative to it, and further preferably the contact surface is provided on the first lifting element, the first lifting element being displaced when pressure is applied until the contact surface is the locking element and releases the tensioned spring, and in the further course the second lifting element and the spring move essentially together. The contact surface can be formed integrally with the first lifting element or connected to it. The first lifting element and the second lifting element can be arranged movably on a common base structure. The base structure can be, for example, a base plate that is also used for fastening purposes to the vehicle. The second lifting element can have one of the contact surfaces for holding the tensioned spring under tension. Furthermore, the locking element can act on the second lifting element and thus keep this and the spring in the tensioned state. The locking element is advantageously provided on the base structure. Accordingly, after the application of pressure, there is a relative displacement of the first lifting element relative to the base structure and the second lifting element, the contact surface coming from the interaction with the locking element, and the locking element engaging the second lifting element releasing the second lifting element and a relative movement of the second lifting element relative to the basic structure. It is expedient to provide a stop for the first lifting element in order to stop its movement after the release of the second lifting element and the spring has been completed. Accordingly, after the actuator has been pressurized, the first lifting element first executes a "start-up movement" which only serves to unlock the second lifting element and, if appropriate, is also used, for example, via a Bowden cable or via a mechanism for unlocking the front hood before the second lifting element begins, to move. The movement path of the first lifting element can be kept relatively short. Accordingly, the amount of energy of the pressurization device required for this movement can also be relatively small, so that the vast majority of the available energy of the pressurization device is available for the displacement of the second lifting element and the engine hood. An end stop for the spring is preferably provided. This end stop can either act directly on the spring or can act on the spring via the second lifting element.
Vorzugsweise ist die Feder eine Schraubendruckfeder. Die Feder kann günstigerweise so ausgelegt sein, dass sie bzw. ihre Federkennlinie in erster Linie auf die Erfordernisse des Fußgängerschutzes abgestimmt ist. Die Druckbeaufschlagungseinrichtung, insbesondere ein pyrotechnisches Element, kann kräftig genug sein, die Fronthaube in die angehobene Schutzposition zu bringen.The spring is preferably a helical compression spring. The spring can conveniently be designed so that they or their spring characteristic in the first place on the requirements of pedestrian protection is coordinated. The pressurization device, in particular a pyrotechnic element, the front cover can be strong enough in the raised protective position.
Typischerweise ist das gefährdetste Körperteil eines Fußgängers oder Radfahrers bei der Kollision mit einem Kraftfahrzeug, und insbesondere einem Personenkraftwagen, der Kopf des Fußgängers. Entsprechend wird für die Abschätzung der Unfallfolgen ein sog. HIC-Wert (Head Injury Criterium) herangezogen. Empirische Untersuchungen haben gezeigt, dass ein HIC-Wert von größer 1000 bleibende Schäden zur Folge hat. Entsprechend ist es wünschenswert, den HIC-Wert unter 1000 und insbesondere deutlich unter 1000 zu senken. Beim Aufprall des Kopfes auf die angehobene Motorhaube treten verschiedene Verzögerungsmechanismen auf. Zum einen die Verformung der Haut der Fronthaube, die bei Fahrzeugen, deren Antrieb vorne sitzt, erst durch das Anheben der Haube möglich ist, da bei geschlossener Haube praktisch kein Verformungsweg in Folge der unmittelbar darunter liegenden Motorteile gegeben ist. Ein weiterer Mechanismus ist die Ausweichbewegung der angehobenen Motorhaube. Hier muss zum einen die Haube selbst beschleunigt werden. Dieser Beschleunigung wirkt die Masse der Haube entgegen. Die dafür erforderliche Kraft und damit der HIC-Wert kann beispielsweise durch eine deutliche Massereduzierung abgesenkt werden. Als Weiteres ist es erforderlich, die Haube gegen die Kraft der Feder zu beschleunigen. Hier spielt die Federkennlinie eine große Rolle. So hat es sich gezeigt, dass bei vier Aktuatoren an einer Fronthaube mit einer Masse von 15 bis 20 kg die Federkraft einer Feder bei geöffneter Haube unter 200 N, vorzugsweise unter 175 N und besonders bevorzugt 150 N oder darunter betragen sollte. Bei dem Haubengewicht von 20 kg ergibt sich damit eine Restfederkraft von unter 150 N, vorzugsweise unter 125 N und besonders bevorzugt von 100 N, um einen geeigneten HIC-Wert im Bereich von etwa 1000 zu erreichen. Eine Restfederkraft bei vier Aktuatoren von deutlich unter 100 N kann zu einer Erhöhung des HIC-Werts führen.Typically the most vulnerable body part a pedestrian or Cyclist in the collision with a motor vehicle, and in particular a passenger car, the head of the pedestrian. Accordingly, the assessment of A so-called HIC value (Head Injury Criterium) was used. Empirical studies have shown that the HIC value is greater than 1000 permanent damage has the consequence. Accordingly, it is desirable to keep the HIC value below 1000 and in particular significantly lower than 1000. When the Various delay mechanisms occur when the bonnet is raised on. On the one hand, the deformation of the skin of the front hood, which in vehicles, whose drive is at the front, is only possible by lifting the hood, with practically no deformation path in succession when the hood is closed of the engine parts immediately below it. Another Mechanism is the evasive movement of the raised hood. On the one hand, the hood itself has to be accelerated here. This The mass of the hood counteracts acceleration. The necessary Strength and thus the HIC value can, for example, by a clear Mass reduction can be reduced. Furthermore, it is necessary to accelerate the hood against the force of the spring. Here is playing the spring characteristic a large one Role. It has been shown that with four actuators on one Front hood with a mass of 15 to 20 kg the spring force of a Spring when open Hood below 200 N, preferably below 175 N and particularly preferred Should be 150 N or less. With the hood weight of 20 kg, this results in a residual spring force of less than 150 N, preferably below 125 N and particularly preferably from 100 N, by a suitable HIC value to reach in the range of about 1000. A residual spring force at four Actuators significantly below 100 N can increase the Lead HIC value.
Aus diesen Überlegungen erkennt man problemlos, welchen großen Einfluss die Steifigkeit oder die Härte der Feder auf die Unfallfolgen hat. Bei ansonsten fest vorgegebenen Werten, beispielsweise Gewicht der Haube, Dicke des Haubenmaterials, etc. kann der HIC-Wert über die Auswahl der Feder eingestellt werden. Dabei kann das Kriterium des Fußgängerschutzes bei der Federauswahl so weit gehen, dass der Beitrag der Feder für das Öffnen der Haube bzw. für den Antrieb des Aktuators relativ gering ist oder gar zu vernachlässigen ist und die gesamte Öffnungskraft über die Druckbeaufschlagungseinrichtung zur Verfügung gestellt wird.From these considerations you can easily see what great Influence the stiffness or hardness of the spring on the consequences of the accident Has. For otherwise fixed values, such as weight of the hood, thickness of the hood material, etc., the HIC value over the Selection of the spring can be set. The criterion of pedestrian protection When choosing the spring, go as far as the contribution of the spring for opening the hood or for the drive of the actuator is relatively low or can even be neglected and the total opening force over the Pressurization device is provided.
Vorzugsweise ist das zweite Hubelement der Verlagerungseinrichtung becherförmig, und vorzugsweise ist die gespannte Feder in dem zweiten Hubelement angeordnet. Diese Ausbildung ermöglicht eine sehr kompakte, gekapselte Ausführung des Aktuators. Außerdem kann das Innere des Bechers den Raum für die Druckbeaufschlagung definieren.The second lifting element is preferably the displacement device is cup-shaped, and is preferably the tensioned spring is arranged in the second lifting element. This Training enables one very compact, encapsulated version of the actuator. Moreover the inside of the cup can define the space for pressurization.
Vorzugsweise weist die Verlagerungseinrichtung ein Führungselement auf, an dem das zweite Hubelement geführt ist. Dieses Führungselement kann vorzugsweise rohrförmig sein, wobei das zweite Hubelement entweder an der Außenseite des Führungselements oder an der Innenseite des Führungselements geführt sein kann. Bei einem becherförmigen zweiten Hubelement und einer rohrförmigen Führung sind diese teleskopisch verfahrbar miteinander angeordnet und definieren in ihrem Inneren den druckbeaufschlagten Raum. Führung und zweites Hubelement können so ausgebildet sein, dass ein Endanschlag für die Hubbewegung des Aktuators gebildet ist.The displacement device preferably has a guide element on which the second lifting element is guided. This guide element can preferably be tubular, wherein the second lifting element can be guided either on the outside of the guide element or on the inside of the guide element. In the case of a cup-shaped second lifting element and a tubular guide, these are telescopically arranged with one another and define the pressurized space in their interior. The guide and the second lifting element can be designed such that an end stop for the lifting movement of the actuator is formed.
Vorzugsweise ist das erste Hubelement der Verlagerungseinrichtung im einsatzbereiten Zustand von der gespannten Feder gehalten. Ebenso bevorzugt ist, wenn eine separate Haltefeder zum Halten des ersten Hubelements im einsatzbereiten Zustand vorgesehen ist. Das Vorsehen einer Feder zum Halten des ersten Hubelements im einsatzbereiten Zustand ermöglicht einerseits, dass die Druckbeaufschlagungseinrichtung das erste Hubelement gegen die Kraft der Feder relativ problemlos verlagern kann. Außerdem ist sichergestellt, dass das erste Hubelement und damit die Anlagefläche im einsatzbereiten Zustand sicher gehalten sind. So sollte die Feder so ausgelegt sein, dass sie das erste Bauteil bei dem typischen bei Fahrzeugbetrieb auftretenden Belastungen sicher in Position hält. So ist es insbesondere günstig, diese Feder so auszulegen, dass sie bei Beschleunigung des Fünffachen, Zehnfachen, Zwanzigfachen und besonders bevorzugt Dreißigfachen der Erdbeschleunigung einen sicheren Halt des ersten Hubelements gewährleistet.The first lifting element is preferably the shifting device in the ready-to-use state from the cocked Spring held. It is also preferred if a separate retaining spring provided for holding the first lifting element ready for use is. The provision of a spring for holding the first lifting element ready for use on the one hand that the pressurizing device is the first lifting element can move relatively easily against the force of the spring. Besides, is ensures that the first lifting element and thus the contact surface are ready for use are kept safe. So the spring should be designed so that the first component in the typical component that occurs during vehicle operation Holds loads securely in position. So it's especially convenient to design this spring so that it accelerates five times, Ten times, twenty times and particularly preferably thirty times the first acceleration element holds securely due to gravitational acceleration guaranteed.
Vorzugsweise ist das erste Hubelement der Verlagerungseinrichtung topfförmig ausgebildet und auf einem Führungselement, vorzugsweise einem Führungszapfen verschieblich geführt, wobei ein Raum zwischen Führungszapfen und topfförmigem ersten Hubelement ausgebildet ist und die Druckbeaufschlagungseinrichtung an diesen Raum angeschlossen ist. Weiterhin sind vorzugsweise in den seitlichen Topfwänden Überströmöffnungen vorgesehen, durch welche sich der Druck in einen Hubraum ausbreiten kann, der von dem zweiten Hubelement und dem Führungselement definiert ist. Dabei sind die Überströmöffnungen so ausgebildet, dass diese ein wesentliches Überströmen dann zulassen, wenn die mit dem ersten Hubelement verbundene Anlagefläche seine Bewegung im Wesentlichen abgeschlossen hat und das Verriegelungselement freigegeben hat. Diese Konstruktion – stellt sicher, dass nach der Druckbeaufschlagung in jedem Fall zuerst die Entriegelung erfolgt, bevor der Hubraum druckbeaufschlagt wird, um die eigentliche Bewegung des Aktuators auszuführen.The first lifting element is preferably the displacement device is pot-shaped and on one Guide element preferably a guide pin slidably guided, with a space between the guide pins and cup-shaped first Lifting element is formed and the pressurizing device is connected to this room. Furthermore, preferably in overflow openings on the side walls of the pot provided, through which the pressure spread into a cubic capacity can, which is defined by the second lifting element and the guide element. Here are the overflow openings designed in such a way that they allow a substantial overflow when the with the first lifting element connected to its movement surface essentially has completed and released the locking element. This construction - represents sure that after the pressurization first the Unlocking takes place before the displacement is pressurized, to carry out the actual movement of the actuator.
Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug aufweisend einen einer Fronthaube zugeordneten Fußgängerschutz-Aktuator gemäß einem der vorangehenden Ansprüche. Vorzugsweise ist der Fußgängerschutz-Aktuator mit einem Schloss für die Fronthaube derart verbunden, dass betriebsmäßig nach einer Druckbeaufschlagung der Verlagerungseinrichtung des Aktuators das Schloss der Fronthaube geöffnet und die Fronthaube freigegeben wird.The invention further relates to a Motor vehicle having a pedestrian protection actuator assigned to a front hood according to one of the preceding claims. The pedestrian protection actuator is preferably with a lock for the front hood connected in such a way that operationally after pressurization the shifting device of the actuator the lock of the bonnet open and the front hood is released.
Die Erfindung und Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es gilt:The invention and refinements the invention are described below using exemplary embodiments explained. The following applies:
Insbesondere ist das Verriegelungselement
Man erkennt, dass die Anlagefläche
Man erkennt ferner, dass der Führungszapfen
In der
Durch das Aufheben der Verriegelung
des Hubtopfes
In der
Man erkennt, dass es relativ leicht
möglich ist,
nach dem Auslösen
des Aktuators
Man erkennt, dass sich insbesondere
bei Verwendung einer pyrotechnischen Druckbeaufschlagungseinrichtung
Wie in den Figuren gezeigt, kann
der schnelle Druckaufbau in dem Aktuator noch dadurch verstärkt werden,
dass die Hubräume
In der
An der Führung
Das erste Hubelement
Ein Hubraum
Bei einer Druckbeaufschlagung dieses
Hubraums
Die Bewegung des ersten Hubelements
Wie bei der ersten Ausführungsform
ist es möglich,
den Aktuator im ausgefahrenen Zustand gegen die Federkraft einzudrücken, so
dass der Aufprall eines Fußgängers abgemildert
werden kann. Ferner ist es auch möglich, den Aktuator
Die gezeigten Ausführungsformen des Fußgängerschutz-Aktuators besitzen eine im Wesentlichen rotationssymmetrische bzw. zylinderförmige Gestalt. Es ist jedoch grundsätzlich auch möglich, an Stelle davon eine andere z.B. mehreckige oder rechteckige bzw. quadratische Konfiguration vorzusehen.The embodiments shown of the pedestrian protection actuator have an essentially rotationally symmetrical or cylindrical shape. However, it is fundamental also possible, instead of another e.g. polygonal or rectangular or square configuration.
Es ist auch möglich, bei der Ausführungsform
gemäß
Typischerweise sind vier Aktuatoren
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