АВТОМОБИЛЬНЫЙ ШАРНИР ДЛЯ ЗАЩИТЫ ПЕШЕХОДА
CAR HINGE FOR PEDESTRIAN PROTECTION

Область техники
Изобретение относится к пешеходозащитному опорному шарниру крышки капота.
Уровень техники
В автомобильной промышленности все чаще внедряются технологии защиты пешеходов. Одна из таких технологий заключается в том, чтобы сделать переднюю часть автомобиля, в частности капот, более податливой во время фронтального соударения с пешеходом.
Один из способов поглощения удара пешехода о капот заключается в использовании соединенных с капотом приводов для небольшого поднятия этого капота при столкновении и создания зоны деформации между капотом и моторным отсеком. Как правило, для этого используются пиротехнические приводы совместно с другими системами безопасности транспортных средств, такими как система натяжения ремней безопасности.
Поскольку шарниры должны сохранять свою нормальную функцию, они включают в себя разъединяющее устройство, которое обеспечивает желаемое конструктивное взаимодействие между компонентами шарнира при нормальном рабочем состоянии шарнира, а при приведении в действие привода обеспечивают возможность относительного перемещения определенных элементов шарнира. В случае столкновения с пешеходом при небольшом поднятии капота этот капот должен удерживаться в приоткрытом положении, поскольку пиротехнические приводы стравливают давление после срабатывания (в целях безопасности) и не могут удерживать капот в таком слегка приоткрытом положении.
Другая технология, применяемая в автомобилях с малолитражными двигателями, заключается в том, что при столкновении автомобиля с пешеходом капот остается закрытым. Наличие достаточной зоны деформации между закрытым капотом и небольшим двигателем позволяет капоту «провалиться» в моторный отсек, в результате чего привод поднятия капота при столкновении не требуется.
В одном из примеров выполнения шарнира капота для автомобилей с малолитражными двигателями используется пара рычагов, соединяющих верхний и нижний элементы. Один из рычагов содержит продолговатый паз, в котором расположена скоба. В скобе расположен штифт, выполняющий функцию оси поворота при нормальной работе шарнира и капота. Во время столкновения с пешеходом скоба разрушается, позволяя штифту при смятии капота перемещаться вверх вдоль паза.
Например, в документе US 2013074284 описан шарнирный узел, содержащий шарнирный элемент для соединения с кузовом транспортного средства и шарнирный элемент для соединения с капотом транспортного средства. В документе DE 102008046145 описано устройство, содержащее шарнирную часть, которая соединена с передней створкой посредством поворотных соединительных стержней.
Раскрытие изобретения
Согласно изобретению, автомобильный шарнир для защиты пешехода содержит первую часть и вторую часть, включающую в себя соединенные между собой штифтом первый и второй элементы, один из которых имеет паз с противоположными первым и вторым концами. С первой частью и с первым элементом второй части шарнирно соединены первый и второй рычаги, расположенные на расстоянии друг от друга. Первый и второй рычаги выполнены с возможностью обеспечения перемещения первой и второй частей относительно друг друга между нормальным закрытым и нормальным открытым положениями капота. Шарнир также содержит разъединяющее устройство, включающее в себя скобу, закрепленную на одном из концов паза в одном из элементов, и стопорный штифт, удерживаемый другим элементом. В нормальном закрытом и нормальном открытом положениях стопорный штифт охвачен скобой. Стопорный штифт выполнен с возможностью перемещения к другому концу паза в ответ на сигнал о столкновении, разрушая при этом скобу и позволяя второму элементу повернуться вокруг штифта относительно первого элемента в открытое положение капота при столкновении. Кроме того, шарнир содержит также приводную систему, которая включает в себя привод, выполненный с возможностью взаимодействия со вторым элементом в ответ на сигнал о столкновении для перемещения второго элемента вверх относительно первого элемента с разрушением при этом скобы.
Первый элемент может иметь паз, а стопорный штифт может быть жестко установлен на втором элементе.
Первая часть может быть приспособлена для установки на корпусе автомобиля, а вторая часть может быть приспособлена для установки на капоте. Второй конец паза может быть расположен выше первого конца.
Скоба может быть выполнена из пластмассы. Скоба может иметь ломающиеся соединения, представляющие собой ослабленные области для разрушения.
Шарнир может содержать удерживающий узел, включающий в себя упругий выступ на одном элементе и наклонную поверхность на другом элементе. В нормальном закрытом и нормальном открытом положениях капота упругий выступ и наклонная поверхность перекрывают друг друга, а когда второй элемент поворачивается вокруг штифта относительно первого элемента в открытое положение капота при столкновении в ответ на сигнал о столкновении, упругий выступ и наклонная поверхность способны скользить друг относительно друга. В открытом положении капота при столкновении упругий выступ взаимодействует с опорной поверхностью, сохраняя наклон первого элемента относительно второго.
Изобретение также относится к другому автомобильному шарниру для защиты пешехода, содержащему первую часть и вторую часть, включающую в себя соединенные между собой штифтом первый и второй элементы, один из которых имеет паз с противоположными первым и вторым концами. С первой частью и с первым элементом второй части шарнирно соединены первый и второй рычаги, расположенные на расстоянии друг от друга. Первый и второй рычаги выполнены с возможностью обеспечения перемещения первой и второй частей относительно друг друга между нормальным закрытым и нормальным открытым положениями капота. Шарнир также содержит удерживающий узел, который включает в себя упругий выступ на одном элементе и наклонную поверхность на другом элементе. В нормальном закрытом и нормальном открытом положениях капота упругий выступ и наклонная поверхность перекрывают друг друга, а когда второй элемент поворачивается вокруг штифта относительно первого элемента в открытое положение капота при столкновении в ответ на сигнал о столкновении, упругий выступ и наклонная поверхность способны скользить друг относительно друга. В открытом положении капота при столкновении упругий выступ взаимодействует с опорной поверхностью, сохраняя наклон первого элемента относительно второго.
Упругий выступ и наклонная поверхность образуют, соответственно, взаимодействующие друг с другом первую и вторую поверхности, способные повышать силу сопротивления при перемещении второго элемента относительно первого элемента в ответ на сигнал о столкновении.
Упругий выступ может быть выполнен с возможностью отклонения в сторону от первого элемента при повороте второго элемента вокруг штифта относительно первого элемента.
Упругий выступ может быть выполнен с возможностью отклонения к первому элементу в положение упора и за пределы положения взаимного перекрытия упругого выступа и наклонной поверхности.
Упругий выступ может иметь конец, упирающийся в опорную поверхность на первом элементе.
Шарнир может содержать разъединяющее устройство, включающее в себя скобу, закрепленную на одном из концов паза в одном из элементов, и стопорный штифт, удерживаемый другим элементом. Стопорный штифт в нормальном закрытом и нормальном открытом положениях капота охвачен скобой и выполнен с возможностью перемещения к другому концу паза в ответ на сигнал о столкновении, разрушая при этом скобу и позволяя второму элементу повернуться вокруг штифта относительно первого элемента в открытое положение капота при столкновении.
Изобретение также относится к способу приведения в действие автомобильного шарнира для защиты пешехода. Способ включает в себя этапы, на которых приводят в действие привод в ответ на сигнал о столкновении для перемещения капота автомобиля вверх; разрушают скобу стопорным штифтом и перемещают этот стопорный штифт вдоль паза при повороте второго элемента вокруг штифта относительно первого элемента; и удерживают капот автомобиля в открытом положении при столкновении.
Способ может содержать этап, на котором обеспечивают взаимодействие второго элемента с приводом для начала разрушения скобы.
Способ может содержать этап, на котором перемещают стопорный штифт вниз вдоль паза.
Способ на этапе удержания капота может включать в себя размещение упругого выступа на опорной поверхности.
Изобретение также относится к другому способу приведения в действие автомобильного шарнира для защиты пешехода. Этот способ включает в себя этапы, на которых приводят в действие привод в ответ на сигнал о столкновении для перемещения вверх капота автомобиля; обеспечивают скольжение упругого выступа относительно наклонной поверхности при повороте второго элемента вокруг штифта относительно первого элемента; и удерживают капот автомобиля в открытом положении при столкновении посредством размещения упругого выступа на опорной поверхности.
На этапе обеспечения скольжения упругого выступа относительно наклонной поверхности способ может включать в себя отклонение этого упругого выступа в сторону от первого элемента.
На этапе удержания капота способ может включать в себя размещение конца упругого выступа на опорной поверхности первого элемента для поддержания открытого положения капота при столкновении.
Способ может содержать этап, на котором стопорным штифтом разрушают скобу и перемещают этот стопорный штифт вдоль паза при повороте второго элемента вокруг штифта относительно первого элемента.
Изобретение станет более понятным из дальнейшего описания со ссылками на чертежи.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показан автомобильный шарнир капота для защиты пешехода, вид сбоку;
на фиг. 2 - шарнир по фиг. 1 в нормальном закрытом положении капота, вид в перспективе с противоположной стороны;
на фиг. 3 - шарнир по фиг. 2 в открытом положении капота при столкновении, вид в перспективе;
на фиг. 4A - первый и второй элементы второй части шарнира с извлеченным стопорным штифтом для демонстрации скобы;
на фиг. 4B - первый и второй элементы по фиг. 4A с разрушенной скобой в открытом положении капота при столкновении;
на фиг. 5A - удерживающий узел в нормальном рабочем состоянии шарнира;
на фиг. 5B - удерживающий узел по фиг. 5A, вид с противоположной стороны;
на фиг. 6A - удерживающий узел с выступом, расположенном на опорной поверхности, в открытом положении капота при столкновении;
на фиг. 6B - удерживающий узел по фиг. 6A, вид сбоку.
Осуществление изобретения
Все варианты выполнения, примеры и альтернативы, указанные в описании, формуле изобретения и показанные на чертежах, включая их любые различные аспекты или соответствующие отдельные особенности, могут использоваться по отдельности или в комбинациях друг с другом. Особенности одного варианта выполнения применимы ко всем другим возможным вариантам выполнения, если только они не являются технически несовместимыми.
На фиг. 1 показана часть транспортного средства 10. Транспортное средство 10 содержит капот 16, удерживаемый шарниром 12 относительно кузова 14, представляющего собой боковую стенку моторного отсека. Капот 16 закрыт относительно кузова 14 в положении P1, которое является нормальным закрытым положением капота. В нормальном рабочем состоянии шарнира 12 капот 16 открывают и перемещают в полностью открытое положение P2, соответствующее его нормальному открытому положению для обеспечения доступа к моторному отсеку при проведении техобслуживания.
В момент столкновения с пешеходом капот 16 частично приподнимается в положение P3, соответствующее открытому положению капота при столкновении с пешеходом, для лучшего поглощения энергии удара и повышения безопасности пешехода.
Шарнир 12 содержит первую часть 18, установленную на кузове 14, и вторую часть 20, которая соединена с первой частью 18 первым и вторым рычагами 22, 24. Противоположные концы каждого из рычагов соединены с первой и второй частями 18, 20 посредством соединительных штифтов 26, позволяющими указанным элементам поворачиваться друг относительно друга.
Вторая часть 20 шарнира содержит первый и второй элементы 28, 30, которые во время нормального рабочего состояния шарнира перемещаются совместно. Первый и второй элементы 28, 30 соединены штифтом 32, позволяющим второму элементу 30 поворачиваться относительно первого элемента 28 в ответ на сигнал о столкновении с пешеходом.
Приводной узел 34 включает в себя привод 36, связанный с контроллером 38. Датчик 40 обнаруживает информацию, указывающую на столкновение с пешеходом или предстоящее столкновение пешехода с передней частью автомобиля, и передает эту информацию на контроллер 38. Когда контроллер 38 определяет, что желательно частично приподнять капот 16 из положения P1 в положение P3, чтобы поглотить энергию удара, срабатывает привод 36, и часть привода 36 перемещается вверх, контактируя со вторым элементом 30, как показано стрелкой F.
В результате взаимодействия привода 36 со вторым элементом 30 разъединяющее устройство 42 позволяет второму элементу 30 повернуться относительно штифта 32, перемещаясь относительно первого элемента 28. После того, как капот 16 достигает положения P3, он удерживается в этом положении удерживающим узлом 60 для поглощения энергии удара.
Как показано на фиг. 2-4B, разъединяющее устройство 42 включает в себя паз 44, выполненный во втором элементе 30, скобу 46, установленную на втором элементе 30 и закрепленную на первом конце 56 паза 44. К первому элементу 28 прикреплен стопорный штифт 48, имеющий шейку 52, проходящую сквозь отверстие в скобе 46. На конце шейки 52 имеется головка 50.
Когда в ответ на сигнал о столкновении срабатывает привод 36, второй элемент 30 перемещается вверх, разрушая пластмассовую скобу 46 по ломающимся соединениям 54, представляющих собой ослабленные области. При ударе стопорный штифт 48 перемещается ко второму концу 58 паза 44 в открытое положение капота.
Удерживающий узел 60, более подробно показанный на фиг. 2, 3 и 5A-6B, в одном из вариантов его выполнения содержит упругий выступ 62, отходящий от второго элемента 30 и перекрывающий первый элемент 28 в нормальном закрытом и нормальном открытом положениях капота при нормальном рабочем состоянии шарнира. Первый элемент 28 включает в себя наклонную поверхность 64, образующую вторую поверхность 72, взаимодействующую с первой поверхностью 70 упругого выступа 62. Когда второй элемент 30 поворачивается вокруг штифта 32 относительно первого элемента 29, перемещаясь в открытое положение капота в ответ на сигнал о столкновении, упругий выступ 62 и наклонная поверхность 64 скользят относительно друг друга. Между первой и второй поверхностями 70, 72 возникает трение, которое при смещении возрастает, обеспечивая контролируемое замедление и тормозящее усилие при перемещении капота 16 вверх. Контролируемое замедление желательно для предотвращения резкого «распахивания» капота и возрастания ускорения контакта пешехода с автомобилем при достижении системой концевого ограничителя при столкновении с пешеходом. Таким образом, желательно, чтобы капот перемещался вверх как можно быстрее, а затем как можно медленнее останавливался, и чтобы весь процесс в целом занимал порядка 30 мс.
При повороте второго элемента 30 вокруг штифта 32 относительно первого элемента 28, упругий выступ 62 отклоняется в сторону от первого элемента 28 в первом направлении D1. Упругий выступ 62 отгибается к первому элементу 28 во втором направлении D2, перемещаясь в положение упора, которое находится за исходным положением упругого выступа 62, когда он перекрывает наклонную поверхность 64 в нормальном рабочем состоянии шарнира.
Конец 68 упругого выступа взаимодействует с опорной поверхностью 66 первого элемента 28 в открытом положении P3 капота при столкновении, что обеспечивает наклон второго элемента 30 относительно первого элемента 28, как лучше всего показано на фиг. 3.
Следует отметить, что в рассматриваемом варианте выполнения показана конкретная конструкция и на ее основе возможны другие конструкции. Несмотря на то, что выше описаны конкретные последовательности действий, следует иметь в виду, что действия могут выполняться в любой последовательности, по отдельности и комбинироваться друг с другом, если не указывается иначе, и такие варианты будут по-прежнему охватываться изобретением.
Хотя на чертежах показаны конкретные компоненты, варианты осуществления изобретения не ограничиваются ими. Компоненты или особенности одного из примеров выполнения шарнира могут использоваться в комбинации с особенностями или компонентами из других примеров.
Описан только один из возможных вариантов осуществления изобретения, и среднему специалисту в этой области техники понятно, что возможны и другие варианты, не выходящие за объем изобретения, определяющийся его формулой.