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CN114599555A - 用于机动车的行人保护装置 - Google Patents

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CN114599555A CN202080073757.7A CN202080073757A CN114599555A CN 114599555 A CN114599555 A CN 114599555A CN 202080073757 A CN202080073757 A CN 202080073757A CN 114599555 A CN114599555 A CN 114599555A
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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的行人保护装置，具有横梁(3)和设置在横梁(3)前面的变形装置(5)，所述变形装置(5)具有弯曲腿(51、52)，所述弯曲腿的端部贴靠在表面(31)上或在机动车发生碰撞时贴靠在该表面(31)上，所述弯曲腿(51、52)的端部(53、54)构造成能由于碰撞而沿所述表面(31)移动的，在该表面(31)上构造有卡锁装置(33、34)，弯曲腿(51、52)的端部(53、54)能由于碰撞而与所述卡锁装置卡锁，变形装置具有多个这种弯曲腿(51、52)，第一弯曲腿(51)和第二弯曲腿(52)彼此相邻地设置，所述第一弯曲腿(51)和第二弯曲腿(52)在弯曲腿(51、52)的移动方向上相互偏移地设置，和/或所述第一弯曲腿(51)的端部(53)和第二弯曲腿(54)的端部(54)构造成能沿相反方向移动。

Description

用于机动车的行人保护装置
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的行人保护装置，所述行人保护装置具有横梁、尤其是保险杠横梁以及设置在横梁前方的变形装置。这种行人保护装置在DE 102015224457 A1中示出。
背景技术
已知的机动车前部例如具有固定在纵梁前端部或碰撞盒上的保险杠横梁以及保险杠饰板。为了保护行人，在保险杠饰板和保险杠横梁之间设置有可在较低的载荷水平下变形的泡沫。由此，在机动车与行人发生碰撞的情况下，保护行人免受与位于后方的刚性结构、如保险杠横梁的直接、立即碰撞。可变形泡沫尤其是在特定的、如20到50km/h的速度范围内在行人保护方面具有效果。
此外，在非常低的、直至如4km/h的速度范围内，在其中由于速度低，行人保护并不重要，还要求机动车在发生碰撞时保持无损坏。
此外，在稍高的、如低于20km/h的速度下——这对于行人保护也还不重要，要求碰撞中的损坏尽可能小并且例如位于车辆前部区域中的散热器结构不被损坏。
在以对于行人保护不再重要的较高速度发生碰撞时，重点是机动车的设计及其用于乘员保护的碰撞结构。为此这样设计车辆前部或者说车头，使得它在一定的变形距离上吸收能量地变形。
然而，行人保护的要求与低速或高速时的要求部分存在矛盾。但这种矛盾原则上可通过较长的车辆悬垂来解决。但长的车辆悬垂导致更大的车辆总长度以及更高的车辆重量。此外，长的车辆悬垂不利地影响车辆的行驶动态。
为了解决由此产生的目标冲突，例如在DE 102010054641 A1中提出一种具有横梁的保险杠组件，该横梁通过碰撞盒固定在车身上。沿行驶方向在横梁前面构造有用于行人的软撞击的行人保护元件。此外，设置有可枢转的能量吸收元件，其可枢转到行人保护元件前面并且由此能够在需要机动车碰撞结构的更高碰撞能量吸收能力的碰撞中实现更高的能量吸收。
DE 102012112636 A1还示出一种具有保险杠横梁和行人保护元件的保险杠组件，该行人保护元件可借助致动器从刚性状态切换到用于行人保护的相对软的状态。
在DE 102010054641 A1和DE 102012112636 A1中描述的保险杠组件的共同点是：为此需要碰撞或预碰撞传感器系统，基于所述传感器系统的输出信号可在具有高碰撞能量吸收能力的碰撞结构的硬的刚性状态和具有低碰撞能量吸收能力的碰撞结构的软的状态之间进行切换，以利于保护行人。
发明内容
本发明的任务是提供一种行人保护装置，其具有保险杠横梁和设置在保险杠横梁前方的变形装置，该变形装置结构简单并且可独立于传感器系统或致动器在不同的刚度和/或强度之间进行切换，所述行人保护装置易于制造和安装并且在其效果方面得到改善。
所述任务通过具有权利要求1的特征的用于机动车的行人保护装置来解决。本发明的有利实施方式在从属权利要求中给出。
根据本发明的用于机动车、尤其是轿车的行人保护装置具有横梁、尤其是保险杠横梁、如前保险杠横梁，以及设置在横梁前方的变形装置。所述变形装置具有弯曲腿，所述弯曲腿的端部贴靠在一个表面上或在机动车发生碰撞时贴靠在该表面上。在此，所述弯曲腿的端部构造成能由于碰撞而沿所述表面移动，在该表面上构造有卡锁装置，弯曲腿的端部能由于碰撞而与所述卡锁装置卡锁。根据本发明，第一弯曲腿和第二弯曲腿彼此相邻地、尤其是相互邻接地设置。所述第一弯曲腿和第二弯曲腿在弯曲腿的移动方向上彼此偏移地设置。替代地或附加地，所述第一弯曲腿的端部和第二弯曲腿的端部构造成能沿相反方向移动。
因此，根据本发明，当变形元件由于碰撞而变形时可通过弯曲腿卡入来提高变形装置的刚度，而在此无需碰撞传感器系统或致动器。由此，碰撞载荷本身引起变形元件的刚度增加。通过将两个弯曲腿相邻设置并且通过偏移设置，可在行人保护装置的更大区域上实现变形装置的变形效果。
术语“卡入”是指弯曲腿的端部与卡锁装置的形锁合嵌接。
术语“行人”在本发明的意义中也包括其它交通参与者或非乘员、如两轮车驾驶员。因此，该装置也可称为非乘员保护装置。
弯曲腿的端部尤其是弯曲腿的自由端部。
表述“在横梁前方”尤其是指变形装置设置在横梁的外侧上，即横梁的朝向例如保险杠车饰板形式的车身外壳的一侧上。此外，横梁的外侧也可以是朝向预期碰撞载荷来自的方向的一侧。
根据一种优选实施方式，第一弯曲腿和第二弯曲腿基本上具有相同的形状。
这在功能上是有利的，因为基本上相同的弯曲腿具有基本上相同的功能。变形装置或行人保护装置的功能因此可在较大区域上类似地实施。
第一弯曲腿和第二弯曲腿也可具有不同的形状。由此可实现变形装置的非对称效果。
根据本发明的一种优选扩展方案，多个弯曲腿可构造成彼此一体的。
由此简化了变形装置的制造。
有利的是，弯曲腿可由成型金属板制成。
由此，弯曲腿可特别低成本地制造。
有利的是，多个弯曲腿彼此相邻地、尤其是彼此间隔开或直接相互邻接地设置。
根据本发明的一种扩展方案，行人保护装置的变形装置包括具有多个第一弯曲腿的第一变形元件和具有多个第二弯曲腿的第二变形元件，所述第一弯曲腿和第二弯曲腿尤其是彼此梳状配合的(ineinander
Figure BDA0003606919280000041
)。换言之，第一弯曲腿和第二弯曲腿相互交替。
根据另一种优选扩展方案，行人保护装置还具有用于检测与例如行人碰撞的传感器装置。在此有利的是这样调整行人保护装置，使得其基于碰撞检测启动主动的行人保护措施。主动的行人保护措施例如包括抬起前盖或给安全气囊充气。
传感器装置可设置在基座或支架上，该基座或支架设置或固定在横梁上。在此，传感器装置优选设置在弯曲腿和横梁之间的空隙中。
基座可由泡沫材料制成。
由此基座可构造得足够轻。
此外，优选这样构造或设置基座，使得其可在低的力水平下变形。
由此，传感器装置可更容易地或以更高精度检测碰撞。
优选传感器装置包括可变形的充气的软管和用于测量软管中的气体压力的压力测量装置。
根据一种优选扩展方案，所述弯曲腿、弯曲腿的端部、表面和卡锁装置构造成配合作用的，使得弯曲腿的端部在小于预定碰撞动量的碰撞动量下与卡锁装置卡锁并且弯曲腿的端部在等于或大于预定碰撞动量的碰撞动量下不与卡锁装置卡锁并且可进一步移动。在后一种情况下，弯曲腿的端部到达或越过卡锁装置并且因此可进一步移动。尤其是在后一种情况下弯曲腿的端部可沿所述表面进一步移动或移位。
因此，变形装置可借助简单的装置在利用碰撞动量的情况下根据碰撞动量具有刚性较低的、柔软的状态，在其中弯曲腿或弯曲腿的端部没有卡入，或者具有刚性较高的、坚硬的状态，在其中弯曲腿的端部卡入。
根据行人保护装置的一种优选扩展方案，在碰撞情况下，当所述弯曲腿的前端与卡锁装置卡锁时，所述变形装置可在较高的力水平下变形或在较高的力水平下脆性失效(Versagen)，并且当弯曲腿的前端未与卡锁装置卡锁时，所述变形装置可在较低的力水平下变形或在较低的力水平下脆性失效。
优选第一弯曲腿和/或第二弯曲腿构造成大致弓形和/或U形的。
此外，卡锁装置是凹部、尤其是凹槽，所述弯曲腿的端部可形锁合地嵌入这些凹部中。
因此，变形装置可借助简单的装置在利用碰撞动量的情况下根据碰撞动量具有刚性较低的、柔软的状态，在其中弯曲腿或弯曲腿的端部没有卡入，或者具有刚性较高的、坚硬的状态，在其中弯曲腿的端部卡入。
优选所述表面基本上横向于(主)碰撞方向或车辆纵向方向或至少平行于车辆竖直方向设置。尤其是所述表面可基本上横向于机动车的主行驶方向设置。作为替代定义，弯曲腿端部的移动方向横向于、优选基本上垂直于碰撞方向延伸。碰撞方向是指可以预期碰撞对象的碰撞载荷来自的方向。
所述表面可以是平面。但该表面也可具有其它形状。例如该表面可在卡锁装置区域中具有台阶。所述表面也可以适合的方式呈波浪状。
此外，所述表面可在弯曲腿的端部和卡锁装置之间的部位处具有激活斜面，该激活斜面在此辅助弯曲腿的端部，使得它们可从预定的碰撞动量起越过卡锁装置并允许变形元件在较低的载荷水平下变形。
所述表面可构造在横梁上或固定在横梁上的部件上。所述表面例如可以是横梁的组成部分。尤其是该表面可构造在异形横梁的封闭板中。
变形装置可在碰撞方向上和/或纵向方向上具有50至150mm、优选70至110mm的长度。
该长度对于行人保护尤为重要。
附图说明
本发明的上述扩展方案可尽可能且合理地任意相互组合。附图如下：
图1示出根据本发明一种实施例的行人保护装置的示意性剖面侧视图；
图2示出根据本发明实施例的行人保护装置的示意性透视图；
图3示出根据本发明实施例的行人保护装置在具有高碰撞动量的碰撞中的示意性剖面侧视图；
图4示出根据本发明实施例的行人保护装置在具有低碰撞动量的碰撞中的示意性剖面侧视图。
具体实施方式
下面参考图1至4说明本发明的一种实施例。
如图1中的示意性剖视图所示，根据本发明实施例的机动车、尤其是轿车的行人保护装置1具有前保险杠横梁3和变形装置5，该变形装置设置在前保险杠横梁3前方并且固定在其上。在前保险杠横梁3上构造有基本上向前或向外定向的表面31。该表面31构造成基本上平行于车辆竖直方向并且特别是垂直于车辆纵向方向，具有表面31的保险杠横梁3也可在其端部区段上稍微向后弯曲，如图2所示，使得表面31尤其是在该区域中可不构造成垂直于车辆纵向方向的。在表面31中构造有根据本发明的呈凹槽33、34形式的卡锁装置或凹部。表面31构造在保险杠横梁3的前封闭板(Schlieβblech)上。
变形装置5具有多个弯曲腿51、52，它们的前端部53、54与表面31接触，在图1中示出两个相邻的弯曲腿51和52。变形装置5以适合的方式与保险杠横梁3形锁合、材料锁合和/或摩擦锁合地连接。在图1中示出弯曲腿51，相邻的弯曲腿52基本上镜像相反地并且相对于所示弯曲腿51在竖直方向上向下偏移地设置。弯曲腿51的构造有前端部53的区域在所示的初始位置中贴靠在传感器基座17的向下定向的侧面上。类似地，弯曲腿52的构造有前端部54的区域在所示的初始位置中贴靠在传感器基座17的向上定向的侧面上。
如图2所示，变形装置5在保险杠横梁3的整个宽度上延伸。保险杠横梁3通过在图2中未示出的左纵梁和右纵梁上的碰撞盒7固定在车辆车身上。表面31和凹槽33、34也在保险杠横梁3的整个宽度上延伸。
如图2进一步所示，变形装置5包括具有弯曲腿51的上部区段501和具有弯曲腿52的下部区段502。上部区段501具有缘板(Leiste)55，弯曲腿51从该缘板向下和向前延伸。缘板55和弯曲腿51彼此一体地由成型金属板构成。弯曲腿51彼此间隔开地设置并且相应地由成型金属板冲裁而成。缘板55以适合的方式固定在保险杠横梁3或表面31的上部区域上。下部区段502具有缘板56，弯曲腿52从该缘板向上和向前延伸。缘板56和弯曲腿52彼此一体地由成型金属板制成。弯曲腿52彼此间隔开地设置并且相应地由金属板冲裁而成。缘板56以适合的方式固定在保险杠横梁3或表面31的下部区域上。这样设置变形装置5的上部区段501和变形装置5的下部区段502，使得弯曲腿51和弯曲腿52彼此梳状配合
Figure BDA0003606919280000071
从而弯曲腿51和52相互交替并且始终有一个弯曲腿51与一个弯曲腿52相邻地构造。在图2中，弯曲腿51和弯曲腿52彼此间隔开地设置，但它们也可直接相互邻接。弯曲腿51和52在车辆竖直方向上相互偏移地设置并且在横向方向上在保险杠横梁3的中间区域中重叠，如尤其是在图1中可以清楚看到的。
根据当前实施例的行人保护装置1还具有传感器，该传感器构造用于检测机动车——尤其是与行人——的碰撞。传感器包括充有空气的可变形软管15。此外，还设有用于检测软管内的空气压力的压力传感器。基于由软管15的突然变形引起的软管内的压力变化，控制装置可得出碰撞的结论并启动行人保护措施，如抬起前盖或触发行人保护气囊。软管15基本上在保险杠横梁3的整个宽度上延伸。软管15设置在基座17中。基座17固定在保险杠横梁3上并且基本上在保险杠横梁3的整个宽度上在弯曲腿51和52以及保险杠横梁3之间延伸。基座17由轻质泡沫材料制成并且基本上完全包围软管15。尤其是在图1中可以看出，基座17的横截面基本上具有等腰三角形的形状，软管15设置在基座17的前端部上，即在三角形的顶点区域中。
下面参照图3和4说明行人保护装置1的功能和行人保护装置1的不同刚度特性。
在机动车的碰撞、尤其是正面碰撞情况下，在其中载荷基本上在车辆纵向方向上作用，变形装置5朝向保险杠横梁3方向受负荷。换言之，变形装置5在碰撞方向上(参见图3和4中的方向箭头)被压向保险杠横梁3方向。由此，弯曲腿51、52、尤其是弯曲腿51、52的端部53、54沿表面31横向于保险杠横梁3，在当前情况下向下或向上被挤压，在此期间变形装置5被压缩或变形。因此，弯曲腿51、52的端部53、54在碰撞期间横向于保险杠横梁3或保险杠横梁3上的表面31运动。
图3示出机动车与行人的正面碰撞和变形装置5在从约20km/h到约50km/h范围内的速度下或相应高的碰撞动量下的相应变形。变形装置5和保险杠横梁3设计成这样共同作用的，使得在机动车与行人在超过20km/h的速度下，即以高于碰撞动量阈值的碰撞动量发生正面碰撞时，弯曲腿51、52的端部53、54沿表面31滑动，然后越过相配的凹槽33、34并且因此不卡入这些凹槽33、34中。在越过相配的凹槽33、34之后，弯曲腿51、52的端部53、54可进一步沿表面31滑动，在此期间碰撞载荷将受碰撞载荷影响的弯曲腿51、52越来越压向保险杠横梁3或表面31方向并且相应地使其变形。
由于弯曲腿51、52或弯曲腿51、52的端部53、54没有嵌入/卡入凹槽33或34中，变形装置5发生变形的载荷(力)相对低。因此，变形装置5可满足在例如约20至50km/h的速度范围内对行人保护的要求。
在变形装置5变形期间，向保险杠横梁3方向运动的弯曲腿51、52很快撞到为简单起见在图3和图4中未示出的、其中容纳有软管15的基座17上，从而传感器装置检测到碰撞并随后启动行人保护措施。在此，基座17在极低的力水平下被压缩并被压入表面31中或保险杠横梁的封闭板中的上述凹部中，因此弯曲腿51、51可在较低的力水平下弯曲，直到贴靠在表面31上。
图4示出机动车在下述情况下的正面碰撞，在其中机动车在较低的速度下，即在低于20km/h、尤其是低于4或5km/h的速度下，即在所谓的低速碰撞中发生碰撞，这种低速对于行人保护不太重要。相应于较低的速度，在此碰撞动量较低，因此当变形装置5因碰撞载荷而变形时，弯曲腿51、52的前端部53、54不会越过凹槽33、34，而是形锁合地卡入相配的凹槽33、34中。这样设计变形装置5，使得由此变形装置5在碰撞方向上，即朝向保险杠横梁3的变形明显更困难并且因此通过变形装置5形锁合地嵌入凹槽33、34中，变形装置5的变形要么基本上根本不发生(在所谓的低速碰撞中)，要么在明显较高的力水平下发生(图4中已经可以看到弯曲腿51、52在嵌入凹槽33、34之后的变形)。变形装置5可通过变形和可能的脆性失效吸收足够的碰撞能量，从而避免设置在保险杠横梁3后方的机动车元件、如散热器损坏。因此，可在低速碰撞中保持较低的维修费用。
如果碰撞动量足够低，则变形装置5在变形装置5形锁合地嵌入凹槽33、34的范围内不变形或仅以很小程度变形。弯曲腿51和52的前端部53、54移动到凹槽中，在此一开始(取决于载荷)弯曲腿不进一步运动。通过基座17前端部和弯曲腿51、52前端部之间的距离，弯曲腿51、52前端部不与基座17接触，从而软管15不变形并且因此传感器不会检测到碰撞。这在直至约4或5km/h的所谓低速碰撞中是有利的，例如所谓的驻车碰撞事故或该速度范围内的轻微追尾碰撞事故。在这种情况下，传感器不会检测到碰撞，因为没有弯曲腿51、52撞击具有软管的基座17，并且相应地不采取不必要的行人保护措施。此外，当机动车与质量较小的碰撞对象相撞时，即使在较高的、在与行人发生碰撞时通常需要采取行人保护措施的速度下，碰撞动量也足够低。这种碰撞对象可能是质量比行人低得多的小动物。因此，在这种情况下，即使车辆在对于行人保护重要的速度范围内运动，也不会检测到碰撞，因此不会启动不必要的行人保护措施。
在图3和4中描述仅一个弯曲腿51、52的功能原理。在碰撞或载荷引入时，弯曲腿51、52的前端部53、54在相反的方向上运动，即弯曲腿51的前端部53向下运动并且弯曲腿52的前端部54向上运动。此外，弯曲腿51和52在车辆竖直方向上相互偏移地设置。总体而言，变形装置5的有利效果因此分布在车辆前部或保险杠横梁3的更大区域上。换言之，当碰撞载荷不是从根据碰撞载荷模型的理想方向作用在保险杠横梁上，而是偏离该理想方向或可能稍微倾斜于该理想方向时，变形装置5仍然可具有足够的效果。

Claims (14)

1.用于机动车的行人保护装置，所述行人保护装置具有横梁(3)和设置在横梁(3)前方的变形装置(5)，所述变形装置(5)具有弯曲腿(51、52)，所述弯曲腿的端部(53、54)贴靠在一个表面(31)上或在机动车发生碰撞时贴靠在该表面(31)上，所述弯曲腿(51、52)的端部(53、54)构造成能由于碰撞而沿所述表面(31)移动，在该表面(31)上构造有卡锁装置(33、34)，弯曲腿(51、52)的端部(53、54)能由于碰撞而与卡锁装置卡锁，所述变形装置具有多个这种弯曲腿(51、52)，
其特征在于，
第一弯曲腿(51)和第二弯曲腿(52)彼此相邻地设置，所述第一弯曲腿(51)和第二弯曲腿(52)在弯曲腿(51、52)的移动方向上彼此偏移地设置，和/或
所述第一弯曲腿(51)的端部(53)和第二弯曲腿(54)的端部(54)构造成能沿相反方向移动。
2.根据权利要求1所述的行人保护装置，其中，所述第一弯曲腿(51)和第二弯曲腿(52)基本上具有相同的形状。
3.根据权利要求1或2所述的行人保护装置，其中，多个弯曲腿(51、52)彼此一体式地构造或连接。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的行人保护装置，其中，所述弯曲腿(51、52)由成型金属板构成。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的行人保护装置，其中，多个弯曲腿(51、52)彼此相邻地、尤其是彼此间隔开地或直接相互邻接地设置。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的行人保护装置，其中，所述变形装置(5)包括具有多个第一弯曲腿(51)的第一变形元件(501)和具有多个第二弯曲腿(52)的第二变形元件(502)，所述第一弯曲腿(51)和第二弯曲腿(52)尤其是彼此梳状配合。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的行人保护装置，所述行人保护装置还具有用于检测与例如行人碰撞的传感器装置(15)，以便尤其是启动主动的行人保护措施。
8.根据权利要求7所述的行人保护装置，其中，所述传感器装置(15)设置在一个基座(17)上，该基座设置在横梁(3)上，所述传感器装置(15)设置在弯曲腿(51、52)和横梁(3)之间。
9.根据权利要求8所述的行人保护装置，其中，所述基座(17)能在低的力水平下变形并且尤其是由泡沫制成。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的行人保护装置，其中，所述传感器装置(15)包括可变形的充气的软管和用于测量软管中的气体压力的压力测量装置。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的行人保护装置，其中，所述弯曲腿(51、52)、弯曲腿(51、52)的端部(53、54)、所述表面(31)和卡锁装置(33)构造成配合作用的，使得弯曲腿(51、52)的端部(53、54)在小于预定碰撞动量的碰撞动量下与卡锁装置(33)卡锁并且弯曲腿(51、52)的端部(53、54)在等于或大于预定碰撞动量的碰撞动量下不与卡锁装置(33)卡锁并且能进一步移动。
12.根据权利要求11所述的行人保护装置，其特征在于，在碰撞情况下，当所述弯曲腿(51、52)的前端部(53、54)与卡锁装置(33)卡锁时，所述变形装置(5)能在较高的力水平下变形或脆性失效，并且当弯曲腿(51、52)的前端部(53、54)未与卡锁装置(33)卡锁时，所述变形装置(5)能在较低的力水平下变形或脆性失效。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的行人保护装置，其中，所述第一弯曲腿(51)和/或第二弯曲腿(52)构造成大致弓形和/或U形的。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的行人保护装置，其特征在于，所述卡锁装置是凹部(33)、尤其是凹槽，所述弯曲腿(51、52)的端部(53、54)能形锁合地嵌入这些凹部中。
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