CN107023236A - 用于车辆发动机罩的铰链 - Google Patents

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Abstract

一种用于车辆的发动机罩的铰链包括第一支架、连接到第一支架并且可相对于第一支架旋转的元件和连接到元件并且可相对于元件旋转的第二支架。致动器包括连接到第一支架的基部和可相对于基部移动的杆。该杆从缩回位置移动到延伸位置与第二支架接触。

Description

用于车辆发动机罩的铰链
技术领域
本发明涉及一种铰链，并且更具体地涉及一种用于车辆发动机罩的铰链。
背景技术
在车辆的前端与行人之间的碰撞期间，行人可能被甩在车辆的发动机罩上。在该运动期间，行人的头部可能接触发动机罩，并且更具体地，可能接触发动机罩邻近车辆的挡风玻璃的后部。发动机罩通常由薄材料(比如薄金属)制成。因此，发动机罩可以变形以吸收来自行人的头部的能量，以降低对行人的头部伤害的可能性。车辆可以被测试用于头部伤害标准(HIC)，其是用来计算在与车辆碰撞期间行人的头部伤害的可能性的生物力学测试。
在一些车辆中，在发动机罩和下面的部件(例如发动机部件)之间的空间受到限制。因此，在与行人的头部碰撞期间的发动机罩的变形可能被下面的部件限制，即，在与行人的头部碰撞期间，发动机罩可能与下面的部件碰撞。在这种车辆中，可以将装置并入到发动机罩的铰链中，以在与行人的碰撞即将来临时升高发动机罩的后部。这增加了发动机罩和下面的部件之间的空间，并且降低了下面的部件干扰发动机罩的变形的可能性。这可能积极地影响车辆的HIC。
用于升高发动机罩的后部的这种装置增加了车辆设计的复杂性。例如，这些装置可以被并入到车辆的车身结构中。在这种情况下，车身结构必须专门设计为容纳装置。此外，由于各种车辆型号的车身结构可能不同，所以每个型号的车身结构必须专门设计用于装置，这增加了车辆设计的成本和时间。用于升高发动机罩的后部的一些装置可能增加铰链的操作的复杂性，这可能增加车辆设计的成本和时间并且可能影响铰链的使用方便性和耐用性。
因此，仍然存在开发一种用于在与行人的碰撞即将来临时升高发动机罩的后部的改进的装置的机会。
发明内容
根据本发明的一方面，提供一种用于车辆的发动机罩的铰链，该铰链包含：
第一支架；
元件，该元件连接到第一支架并且可相对于第一支架旋转；
第二支架，该第二支架连接到元件并且可相对于元件旋转；以及
致动器，该致动器包括基部和杆，基部连接到第一支架，杆可相对于基部从缩回位置移动到延伸位置与第二支架接触。
根据本发明的一个实施例，进一步包含在第二支架和元件之间的易断接头。
根据本发明的一个实施例，其中易断接头被配置为随着杆移动到延伸位置而断裂。
根据本发明的一个实施例，进一步包含在第二支架和元件之间的可旋转接头，该可旋转接头与易断接头间隔开。
根据本发明的一个实施例，其中易断接头是接合第二支架和元件的铆钉、焊缝和/或金属-对-金属压印接头中的至少一个。
根据本发明的一个实施例，其中第一支架包括凸缘，凸缘固定到致动器的基部。
根据本发明的一个实施例，进一步包含可旋转接头和连杆，可旋转接头在元件和第二支架之间，连杆与可旋转接头间隔开并且从元件延伸到第二支架，用于限制第二支架相对于元件的旋转。
根据本发明的一个实施例，其中连杆可相对于元件和第二支架旋转。
根据本发明的一个实施例，其中第二支架包括用于连接到发动机罩的连接特征部件。
根据本发明的一个实施例，其中第一支架包括用于连接到车辆的结构的连接特征部件。
根据本发明的一个实施例，其中致动器包括在基部和杆之间的烟火填料。
根据本发明的另一方面，提供一种行人碰撞***，包含：
传感器；
铰链，该铰链包括第一支架、连接到第一支架的元件和可旋转地到元件的第二支架；
致动器，该致动器固定到第一支架并且可移动到延伸位置与第二支架接触；以及
控制器，该控制器与传感器和致动器通信。
根据本发明的一个实施例，其中控制器被配置为激活致动器以将致动器移动到延伸位置。
根据本发明的一个实施例，其中致动器包括基部和杆，基部连接到元件，杆可从缩回位置移动到延伸位置与第二支架接触。
根据本发明的一个实施例，其中致动器包括在基部和杆之间的烟火填料，并且控制器被配置为激活烟火填料以将杆移动到延伸位置。
根据本发明的一个实施例，进一步包含在第二支架和元件之间的易断接头。
根据本发明的一个实施例，其中第一支架包括凸缘，凸缘固定到致动器的基部。
根据本发明的一个实施例，其中第二支架包括用于连接到发动机罩的连接特征部件。
根据本发明的一个实施例，其中第一支架包括用于连接到车辆的结构的连接特征部件。
附图说明
图1是车辆的透视图，其中车辆的发动机罩的铰链以虚线示出并且处于未展开位置；
图2是车辆的透视图，其中处于展开位置的发动机罩铰链向上提升发动机罩；
图3是处于未展开位置的发动机罩铰链和沿着图1中的线3的发动机罩的一部分的侧视图；
图4是处于未展开位置的发动机罩铰链和沿着图1中的线4的发动机罩的一部分的侧视图；
图5是铰链的分解图；
图6是发动机罩铰链和发动机罩的一部分的侧视图，其中发动机罩铰链处于打开位置；
图7是处于展开位置的发动机罩铰链和沿着图2的线7的发动机罩的一部分的侧视图；
图8是处于展开位置的发动机罩铰链和沿着图2的线8的发动机罩的一部分的侧视图；以及
图9是行人碰撞***的框图。
具体实施方式
参照附图，贯穿若干视图，相同的附图标记表示相同的部件，一种用于车辆14的发动机罩12的铰链10包括第一支架16、可旋转地连接到第一支架16的元件18和可旋转地连接到元件18的第二支架20。致动器22包括连接到第一支架16的基部24和可相对于基部24从缩回位置移动到延伸位置与第二支架20接触用于相对于元件18旋转第二支架20的杆26。
如下所述，当与行人(未示出)的前端碰撞即将来临时，致动器22可以被激活，即杆26从缩回位置移动到延伸位置。通过在延伸位置接触第二支架20，致动器22的杆26施加向上的力到第二支架20，以相对于元件18和第一支架16旋转第二支架20。这迫使发动机罩12的后部28向上，以增加发动机罩12和部件(未示出)——例如在发动机罩12下面的发动机部件——之间的空间。换句话说，当致动器22的杆26处于缩回位置时，铰链10处于未展开位置，如图1所示。随着杆26移动到延伸位置，铰链10移动到展开位置，如图2所示，例如，发动机罩12的后部28向上移动以增加发动机罩12和发动机罩12下面的部件之间的空间。这积极地影响车辆14的头部伤害标准(HIC)。
铰链10的设计复杂性通过致动器22的杆26在延伸位置接触第二支架20而降低。这种设计消除了致动器22和第二支架20之间的中间部件，并且允许对第二支架20直接施加力。
由于致动器22的基部24连接到铰链10的第一支架16，所以铰链10是组合式的，即连接到车辆14的其余部分作为单个单元。因此，铰链10可以与具有对铰链10相对较小的设计变化——例如，尺寸变化——的各种不同型号和样式的车辆14一起使用。对车辆14的车身结构的大量设计不需要适应铰链10。
车辆14可以是任何类型的车辆14，例如机动车，如图所示。车辆14可以包括用于支撑发动机罩12的一个或多个铰链10，例如如图所示的两个铰链10。如下面进一步所述，发动机罩12可以在如图1所示的关闭位置和如图6所示的打开位置之间围绕铰链10旋转。
发动机罩12——其也可以被称为的引擎盖——可以是任何合适的结构。发动机罩12可以由例如金属制成。发动机罩12可以被配置为一经与行人碰撞就变形以在碰撞期间吸收能量，以降低对行人造成伤害的可能性。
第一支架16被配置为将铰链10安装到车辆14的其余部分。例如，第一支架16被配置为安装到车辆14的结构(未标号)，例如车身结构。第一支架16包括用于连接到车辆14的结构的连接特征部件30。连接特征部件30可以是例如如图所示的一个或多个孔，该一个或多个孔用于接收接合车辆14的结构的螺栓或其它紧固件。孔可以是开槽的或可以是圆形的。供选择地，连接特征部件可以是用于将第一支架16连接到车辆14的其余部分的任何合适的特征部件。
第一支架16可以包括止动件32，该止动件32被配置为当发动机罩12/铰链10处于打开位置时接合元件18，如图6所示。随着发动机罩12/铰链10从关闭位置移动到打开位置，止动件32可以横向于元件18——例如，横向于元件18的运动——延伸。止动件32可以在如图2所示的打开位置邻接元件18。
第一支架16可以由任何合适的材料制成。例如，第一支架16可以由钢制成。第一支架16可以是任何合适的形状。
第二支架20被配置为安装到发动机罩12。第二支架20包括用于连接发动机罩12——例如发动机罩12的后部28——的连接特征部件34。连接特征部件34可以是例如一个或多个孔，如图所示，一个或多个孔用于接收接合发动机罩12的螺栓36或其它紧固件。孔可以是开槽的或可以是圆形的。供选择地，连接特征部件34可以是用于将第二支架20连接到发动机罩12的任何合适的特征部件。
第二支架20可以呈现用于支撑发动机罩12的平台38。平台38可以呈现纵长的且邻接发动机罩12用于将发动机罩12的重量分布在第二支架20上的顶表面40。当致动器22被致动时，平台38的底表面42可以接合致动器22。具体地，致动器22的杆26可以接触平台38的底表面42，并且如图2所示随着杆26移动到延伸位置以将铰链10移动到展开位置，施加向上的力到底表面42。
第二支架20可以由任何合适的材料制成。例如，第二支架20可以由钢制成。第二支架20可以是任何合适的形状。
元件18在第一支架16和第二支架20之间延伸，并且可旋转地连接到第一支架16和第二支架20。元件18将第一支架16连接到第二支架20。随着发动机罩12从如图3和4所示的关闭位置移动到如图6所示的打开位置，元件18相对于第一支架16和第二支架20旋转。随着发动机罩12从如图3和图4所示的未展开位置移动到如图7和8所示的展开位置，第二支架20相对于元件18旋转。
元件18可以限定用于接合止动件32的切口44。切口44被配置为当铰链10从打开位置旋转到关闭位置时提供在元件18和第一支架16之间的间隙。当如图6所示铰链10处于打开位置时，切口44的表面邻接止动件32。
元件18可以由任何合适的材料制成。例如，元件18可以由钢制成。元件18可以是任何合适的形状。
可旋转接头46设置在第一支架16和元件18之间。接头46从第一支架16延伸到元件18。参照图5，第一支架16和元件18可以各自限定接收接头46的孔48。接头46可以与每个孔48可旋转地接合。
可旋转接头50设置在第二支架20和元件18之间。接头50从第二支架20延伸到元件18。参照图5，第二支架20和元件18可以各自限定接收接头50的孔52。接头50可以与每个孔52可旋转地接合。
致动器22的杆26可伸缩地接收在致动器22的基部24中。参照图3和图7，当致动器22被激活时，杆26从基部24可伸缩地延伸。当杆26处于缩回位置时，杆26可以与第二支架20的底表面42接触，如图3所示。供选择地，当杆26处于缩回位置时，杆26可以与底表面42间隔开。
第一支架16支撑致动器22。具体地，致动器22的基部24固定到第一支架16。例如，第一支架16可以包括凸缘54，并且致动器22可以固定到凸缘54。致动器22可以以任何合适的方式——例如焊接、紧固件等——固定到第一支架16的凸缘54。作为一个示例，凸缘54可以限定接收致动器22的基部24的孔56(如图5中标号所示)，并且致动器22的基部24可以固定到孔56中的凸缘54。例如，致动器22可以包括固定到致动器22的基部24的板82。板82可以例如通过焊接、紧固件等固定到凸缘54。另外，或者作为板82的可选方案，凸缘54可以包括例如通过焊接、紧固件等固定到致动器22的基部24的边缘58。在这种情况下，致动器22的基部24可以包括接合孔56和/或凸缘54的边缘58的特征部件(未示出)，比如唇缘、突起等。
第一支架16的凸缘54可以是用于致动器22的基部24的反作用表面。具体地，例如，凸缘54可以提供板82的反作用表面。换句话说，当致动器22被激活时，即当杆26从缩回位置移动到延伸位置时，凸缘45相对于致动器22的板82固定，用于支撑致动器22的基部24。随着致动器22的杆26从缩回位置移动到延伸位置，第一支架16的凸缘54可以相对于第一支架16的其余部分保持静止。
致动器22可以是烟火致动器。例如，致动器22可以包括在基部24和杆26之间的烟火填料(未示出)。烟火填料可以通过电脉冲点燃，如下面进一步所述的。当点燃烟火填料时，烟火填料燃烧以使杆26相对于基部24移动到延伸位置。在这样的实施例中，基部24可以限定圆柱形腔室(未示出)，并且杆26可以用作活塞，烟火填料在腔室和杆26之间。
易断接头(frangible joint)60可以连接第二支架20和元件18。易断接头60与可旋转接头50间隔开。易断接头60相对于第二支架20和/或元件18是易断的。易断接头60被配置为当致动器22未被激活时将铰链10保持在未展开位置，并且被配置为当致动器22被激活时断裂以允许铰链10移动到展开位置，例如以允许第二支架20相对于元件18旋转。换句话说，当致动器22的杆26处于缩回位置时，易断接头60相对于元件18可旋转地固定第二支架20。当致动器22被激活时，杆26使易断接头60断裂，并且随着杆26移动到延伸位置而围绕元件18旋转第二支架20。易断接头60可以被定尺寸且被成形，并且由合适的材料制成，以随着杆26从缩回位置移动到延伸位置而断裂。
易断接头60可以是接合第二支架20和元件18的铆钉。铆钉被示出在例如图5中的预装配状态。铆钉在图3和图7中被示出已装配。铆钉可以被定尺寸和被成形，并且由适当的材料制成，以随着杆26从缩回位置移动到延伸位置而断裂。供选择选地或另外，易断接头60可以是在第二支架20和元件18之间的压印接头(clinched joint)和/或焊缝，例如金属-对-金属压印接头和/或焊缝，其被配置为当杆从缩回位置移动到延伸位置时，即当致动器22被激活时，通过由致动器22的杆26施加的力而脱离。
连杆62可以从元件18延伸到第二支架20。连杆62与可旋转接头50间隔开并且从元件18延伸到第二支架20，用于限制第二支架20相对于元件18围绕可旋转接头50的旋转，如图7和8所示。当铰链10处于展开位置时，连杆62限定第二支架20和元件18的相对位置。换句话说，在致动器22被激活之后，当第二支架20到达展开位置时，连杆62抵消杆26的运动。
连杆62在连接点64处连接到第二支架20和元件18。连杆62在连接点64处与第二支架20和元件18可旋转地和/或可滑动地接合。例如，连杆62可旋转地连接到第二支架20并且可滑动地且可旋转地连接到元件18。
连杆62可以限定接合元件18和/或第二支架20的连接点64的至少一个槽66。例如，图5、7和8所示的连杆62包括在元件18处的槽66，以当第二支架20相对于元件18围绕可旋转接头50旋转时允许连杆62相对于元件18滑动，即相对于元件18平移。
参照图9，行人碰撞***68可以包括铰链10、用于感测车辆14和行人之间的碰撞的至少一个传感器和与传感器和致动器22通信的控制器70，该控制器70用于当传感器感测到车辆14和行人之间的碰撞时用于激活致动器22，例如用于提供脉冲给烟火填料。控制器70被配置为当传感器感测到车辆14和行人之间的碰撞时激活致动器22以将致动器22移动到延伸位置。参照图9，作为感测碰撞的可选方案或除了感测碰撞之外，行人碰撞***68可以被配置为在车辆14和行人之间的碰撞之前感测行人，即预碰撞感测。
传感器可以被配置为感测与行人的碰撞。供选择地或另外，传感器可以被配置为感测行人预碰撞。传感器可以被配置为感测车辆14的状态。传感器可以例如进一步限定为相同或不同类型的多个传感器。例如，多个传感器可以包括连接到控制器以在视野内对象(例如，行人)存在的情况下生成对象信号的远程对象传感器72。远程对象传感器72可以包括一种或多种类型的传感器，包括雷达、激光雷达和/或视觉***。视觉***可以包括一个或多个摄像机、电荷耦合器件(CCD)图像传感器和/或互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器等。远程对象传感器72被配置为感测来自车辆14的对象的存在和距离，并且可以确定所检测到的对象的特性，比如对象的雷达反射性能、面积、高度和/或宽度。
继续参照图9，多个传感器还可以包括用于检测车辆14的速度的速度传感器74、用于测量车辆14的轨迹(例如直线，转弯等)的轨迹检测器76、用于测量方向盘的旋转的方向盘转角传感器78等。另外或供选择地，传感器可以包括任何合适数量或类型的传感器。
控制器70可以是基于微处理器的控制器。传感器与控制器70通信以将数据传送到控制器70。基于由传感器传送的数据，控制器70指示致动器22激活。具体地，控制器70可以包括处理器、存储器等。控制器70的存储器可以存储指令，该指令包含编程为接收来自传感器的指令和激活致动器22。
控制器70和传感器可以连接到车辆14的通信总线80，比如控制器局域网(CAN)总线。控制器70可以使用来自通信总线80的信息来控制致动器22的激活。致动器22可以连接到控制器70，如图9所示，或者可以连接到通信总线80。
本发明已经以说明性的方式进行了描述，并且应当理解的是，已经使用的术语旨在是描述性词语的性质，而不是限制性的。根据上述教导，本发明的许多修改和变化是可能的，并且本发明可以以不同于具体描述的方式来实践。

Claims (19)

1.一种用于车辆的发动机罩的铰链，所述铰链包含：
第一支架；
元件，所述元件连接到所述第一支架并且可相对于所述第一支架旋转；
第二支架，所述第二支架连接到所述元件并且可相对于所述元件旋转；以及
致动器，所述致动器包括基部和杆，所述基部连接到所述第一支架，所述杆可相对于所述基部从缩回位置移动到延伸位置与所述第二支架接触。
2.如权利要求1所述的铰链，进一步包含在所述第二支架和所述元件之间的易断接头。
3.如权利要求2所述的铰链，其中所述易断接头被配置为随着所述杆移动到所述延伸位置而断裂。
4.如权利要求2所述的铰链，进一步包含在所述第二支架和所述元件之间的可旋转接头，所述可旋转接头与所述易断接头间隔开。
5.如权利要求2所述的铰链，其中所述易断接头是接合所述第二支架和所述元件的铆钉、焊缝和/或金属-对-金属压印接头中的至少一个。
6.如权利要求1所述的铰链，其中所述第一支架包括凸缘，所述凸缘固定到所述致动器的所述基部。
7.如权利要求1所述的铰链，进一步包含可旋转接头和连杆，所述可旋转接头在所述元件和所述第二支架之间，所述连杆与所述可旋转接头间隔开并且从所述元件延伸到所述第二支架，用于限制所述第二支架相对于所述元件的旋转。
8.如权利要求7所述的铰链，其中所述连杆可相对于所述元件和所述第二支架旋转。
9.如权利要求1所述的铰链，其中所述第二支架包括用于连接到所述发动机罩的连接特征部件。
10.如权利要求1所述的铰链，其中所述第一支架包括用于连接到所述车辆的结构的连接特征部件。
11.如权利要求1所述的铰链，其中所述致动器包括在所述基部和所述杆之间的烟火填料。
12.一种行人碰撞***，包含：
传感器；
铰链，所述铰链包括第一支架、连接到所述第一支架的元件和可旋转地连接到所述元件的第二支架；
致动器，所述致动器固定到所述第一支架并且可移动到延伸位置与所述第二支架接触；以及
控制器，所述控制器与所述传感器和所述致动器通信。
13.如权利要求12所述的行人碰撞***，其中所述控制器被配置为激活所述致动器以将所述致动器移动到所述延伸位置。
14.如权利要求12所述的行人碰撞***，其中所述致动器包括基部和杆，所述基部连接到所述元件，所述杆可从缩回位置移动到延伸位置与所述第二支架接触。
15.如权利要求14所述的行人碰撞***，其中所述致动器包括在所述基部和所述杆之间的烟火填料，并且所述控制器被配置为激活所述烟火填料以将所述杆移动到所述延伸位置。
16.如权利要求12所述的行人碰撞***，进一步包含在所述第二支架和所述元件之间的易断接头。
17.如权利要求12所述的行人碰撞***，其中所述第一支架包括凸缘，所述凸缘固定到所述致动器的基部。
18.如权利要求12所述的行人碰撞***，其中所述第二支架包括用于连接到所述发动机罩的连接特征部件。
19.如权利要求12所述的行人碰撞***，其中所述第一支架包括用于连接到所述车辆的结构的连接特征部件。
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