车辆用行人保护装置及包括该装置的车辆.pdf

本发明公开了一种车辆用行人保护装置，包括机盖、机盖锁，所述机盖锁将所述机盖的前部锁合于车身上，其中，该装置还包括：缓冲装置，所述缓冲装置用于在下述碰撞启动装置的启动下将机盖的后部迅速顶起并对行人与所述机盖间的碰撞起缓冲作用；碰撞启动装置，所述碰撞启动装置用于在行人碰撞到车辆前围时启动所述缓冲装置。本发明可以在较大尺度范围内有效缓冲和吸收行人与机盖冲撞的能量，避免了行人与发动机、前挡风玻璃以及左右立柱等高硬度部件的碰撞，结构简单、安装、使用方便。同时，本发明还公开了使用所述车辆用行人保护装置的车辆。

1.  一种车辆用行人保护装置，包括机盖、机盖锁，所述机盖锁将所述机盖的前部锁合于车身上，其特征在于，该装置还包括：
缓冲装置，所述缓冲装置在下述碰撞启动装置的启动下将机盖的后部迅速顶起并对行人与所述机盖间的碰撞起缓冲作用；
碰撞启动装置，所述碰撞启动装置在行人碰撞到车辆前围时启动所述缓冲装置。

2.  如权利要求1所述的车辆用行人保护装置，其特征在于，所述缓冲装置包括：
连杆，在所述缓冲装置未启动时，所述连杆的一端限位在下述高压气体发生筒的底部位置；
高压气体发生筒，在所述缓冲装置启动时，所述高压气体发生筒产生高压气体推动所述连杆解除限位并将所述机盖的后部顶起。

3.  如权利要求2所述的车辆用行人保护装置，其特征在于，所述高压气体发生筒为爆破筒，所述爆破筒的筒底安放有火药，所述碰撞启动装置包括位于所述爆破筒底部的电点火装置，并在行人碰撞到车辆前围时启动电点火装置将所述火药引爆。

4.  如权利要求2所述的车辆用行人保护装置，其特征在于，所述高压气体发生筒上设有安全气囊用气体发生器。

5.  如权利要求1-4中任何一项所述的车辆用行人保护装置，其特征在于，所述机盖锁的锁环为弧形锁环。

6.  如权利要求5所述的车辆用行人保护装置，其特征在于，在所述高压气体发生筒的筒底与连杆的端部之间设有弹簧，所述弹簧在所述缓冲装置未启动时处于压缩状态，并在所述连杆将所述机盖后部顶起时处于伸展状态。

7.  如权利要求6所述的车辆用行人保护装置，其特征在于，还包括铰链装置，所述铰链装置为可折叠刚性杆，两端分别与机盖以及机舱上边梁相铰接，并设置在相对于所述缓冲装置更靠前的位置。

8.  如权利要求7所述的车辆用行人保护装置，其特征在于，在所述高压气体发生筒的口部设有防止所述连杆从所述高压气体发生筒中脱出的限位部。

9.  如权利要求8所述的车辆用行人保护装置，其特征在于，所述铰链装置的各刚性杆体之间的夹角在所述机盖完全顶起时小于180度。

10.  如权利要求9所述的车辆用行人保护装置，其特征在于，所述连杆与所述弹簧之间设有活塞片，同时在所述高压气体发生筒中设有限位片，在所述缓冲装置未启动时，所述限位片通过限制所述活塞片将所述连杆的一端限位在所述高压气体发生筒的底部位置，在所述缓冲装置启动时，所述活塞片的周缘局部破坏或者所述限位片破坏以释放所述连杆。

11.  如权利要求10所述的车辆用行人保护装置，其特征在于，所述缓冲装置的数量为两个，并左右对称设置。

12.  如权利要求11所述的车辆用行人保护装置，其特征在于，所述铰链装置的数量为两个，并左右对称设置。

13.  如权利要求12所述的车辆用行人保护装置，其特征在于，所述连杆与所述机盖之间通过球铰结构连接。

14.  如权利要求13所述的车辆用行人保护装置，其特征在于，所述缓冲装置在车辆前后方向的竖直平面内可转动。

15.  如权利要求14所述的车辆用行人保护装置，其特征在于，所述碰撞启动装置设置在车辆前围的部分为碰撞传感器。

16.  一种具有行人保护装置的车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求1所述的车辆用行人保护装置。

车辆用行人保护装置及包括该装置的车辆
技术领域
本发明涉及车辆用行人保护装置，尤其是涉及一种车辆碰撞行人时可对行人身体以及头部进行缓冲保护的行人保护装置，本发明还涉及使用所述行人保护装置的车辆。
背景技术
行人是车辆碰撞事故中的高危人群，是城市交通中最易受到伤害的人群。欧洲每年有超过7000人死于车辆行人交通事故，日本为3000人，美国5000人。欧盟各国行人交通事故的死亡率也各不相同，瑞典为14％，英国高达32％。据统计，在中国，汽车交通事故中车辆与行人相撞的比例最高，共占汽车交通事故总数的27％。而在车辆-行人交通事故中，轿车等小型车辆是此类碰撞中最为常见的车型，约占事故车辆的60％～85％。大量的交通事故调查结果表明，汽车前部碰撞行人的交通事故约占行人被汽车碰撞总数的70％～85％。而轿车发动机罩和前挡风玻璃是头部致伤的结构部件。行人头部损伤约占损伤总数的30％，并常常是造成行人死亡的主要原因。因此，交通事故中行人的保护已经成为一个全世界相关研究人员共同关注的课题。
为此，现有技术中的一种做法是采用行人保护气囊来达到保护行人的目的。然而，采用保护气囊的做法是当碰撞发生时，在机盖或者前挡风玻璃等上面覆盖气囊，由于仅仅利用气囊的厚度来缓冲冲击力，缓冲距离不大，因此其缓解冲击力的效果比较有限。再者，为了获得较完全的缓冲保护，需要在多处设置气囊，比如需要分别针对机盖、前挡风玻璃等设置气囊，结构及安装均比较复杂。此外，使用气囊的做法还存在气囊打开时容易被风吹动而偏移出正常位置等其它缺陷。
现有技术中另一种保护行人的做法是当碰撞发生时，使机盖迅速向上升起。如题为“行人保护装置”的发明专利(CN1669849)，其中公开了当碰撞发生时，通过提升单元迅速将机盖升起，并通过机盖较大的变形量来吸收冲击能量，因此在一定程度上可缓解车辆对行人的冲撞强度。然而，由于该做法仅仅通过机盖本身的塑性和弹性形变来吸收行人与机盖碰撞时的冲击能量，因此仍然存在难以有效避免行人由于受到强烈冲撞而致害等问题。
发明内容
本发明的目的旨在至少解决现有技术中的上述问题之一。
为此，作为本发明的一个方面，提供一种车辆用行人保护装置，包括机盖、机盖锁，所述机盖锁将所述机盖的前部锁合于车身上，其中，该装置还包括：
缓冲装置，所述缓冲装置在下述碰撞启动装置的启动下将机盖的后部迅速顶起并对行人与所述机盖的碰撞起缓冲作用；
碰撞启动装置，所述碰撞启动装置在行人碰撞到车辆前围时启动所述缓冲装置。
作为本发明的另一个方面，提供一种具有行人保护装置的车辆，该车辆包括上述的车辆用行人保护装置。
本发明车辆用行人保护装置由于在机盖本身之外，专门设置了起缓冲作用的缓冲装置，因而除了可以通过机盖本身的塑性和弹性形变吸收冲击能量，更可以通过缓冲装置在较大尺度范围内有效缓解和吸收行人与机盖冲撞的能量，避免了行人与发动机、前挡风玻璃以及左右立柱等高硬度部件的冲撞，结构简单、安装和使用方便。
同样，使用上述车辆用行人保护装置的车辆，可以更为有效地缓冲车辆对行人的冲撞和伤害，安全可靠。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明的一个实施例的车辆用行人保护装置在未发生碰撞时正常开启机盖状态的正视图；
图2是根据本发明的一个实施例的车辆用行人保护装置在发生碰撞时为保护行人机盖打开状态的正视图；
图3是根据本发明的一个实施例的车辆用行人保护装置的左视图；
图4是根据本发明的一个实施例的车辆用行人保护装置的俯视图；
图5是根据本发明的一个实施例的车辆用行人保护装置的爆破弹簧缓冲器未起爆时的等轴视图；
图6是根据本发明的一个实施例的车辆用行人保护装置的爆破弹簧缓冲器未起爆时的剖视图；
图7是根据本发明的一个实施例的车辆用行人保护装置的爆破弹簧缓冲器起爆后的等轴视图；
图8是根据本发明的一个实施例的车辆用行人保护装置的爆破弹簧缓冲器起爆后的剖视图；
图9是根据本发明的一个实施例的车辆用行人保护装置中机盖锁的弧形锁环工作状态示意图；
图10是所述弧形锁环的一种形状的示意图；
图11是所述弧形锁环的另一种形状的示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
另外，需要说明的是，在本发明的描述中所使用的术语以及关于位置关系的名词仅仅是为了方便本发明的描述，而不能解释为对本发明的限制。
参考图1～11，根据本发明一个实施例的车辆用行人保护装置，包括机盖10(又称机舱盖)、机盖锁20，所述机盖锁20将所述机盖10的前部锁合于车身上，其中，所述车辆用行人保护装置还包括缓冲装置30和碰撞启动装置(图中未示出)。所述碰撞启动装置用于在行人碰撞到车辆前围时启动所述缓冲装置30，所述缓冲装置30用于在所述碰撞启动装置的启动下将机盖10的后部迅速顶起并对行人与所述机盖10之间的冲撞起到缓冲作用。
与现有技术相比，本发明由于专门设置了起缓冲作用的缓冲装置30，因而除了可以通过机盖10本身的塑性和弹性形变吸收冲击能量外，更可以通过缓冲装置30在较大尺度范围内有效缓解和吸收行人与机盖10冲撞的能量，同时避免了行人与发动机、前挡风玻璃以及左右立柱等高硬度部件的冲撞，结构简单、安装和使用方便。
所述缓冲装置30安装在对应于所述机盖10后部的位置，其一端与所述机盖10的后部相铰接，另一端连接到车身比如前舱上边梁60上。这样，在所述机盖10部的后部可以不另行设置铰链结构，在打开机盖锁20掀开机盖10前部时，缓冲装置30与机盖10之间的铰接结构可以起到普通机盖铰链结构的作用，实现机盖10的正常的开启和闭合。
根据本发明的一个实施例，参考图5～9，所述缓冲装置30采用如下结构：
即包括：连杆31和高压气体发生筒32，其中所述连杆31的一端与所述机盖10铰接，另一端伸入所述高压气体发生筒32中，所述高压气体发生筒32与车身连接。在所述缓冲装置30未启动时，所述连杆31的所述另一端被限位在所述高压气体发生筒32的底部位置；并且在所述缓冲装置30启动时，所述高压气体发生筒32产生高压气体推动所述连杆31解除限位并将所述机盖10的后部顶起。当行人撞到所述机盖10的后部时，高压气体发生筒中的弹性气柱可有效缓解和吸收冲击能量。
需要强调的是，本发明的缓冲装置并不局限上述气体缓冲形式，也可以采用任何其它具有缓冲效果的结构。
根据本发明的一个实施例，所述高压气体发生筒32为爆破筒，所述爆破筒的筒底安放有火药321，所述碰撞启动装置包括位于所述爆破筒底部的电点火装置40，并在行人碰撞到车辆前围时启动所述电点火装置40将所述火药321引爆。
在满足高压气体发生速率要求的前提下，可替换地，在本发明的一个实施例中，所述高压气体发生筒32还可采用现有技术中的安全气囊用气体发生器(图中未示出)来产生高压气体。
在机盖10满足缓冲保护要求的情形，由于机盖10需要被顶起的角度不大，以基本上能够防止行人与前挡风玻璃、左右立柱等发生碰撞为宜，并且鉴于所述缓冲装置启动时可以产生很大的举升力、现有普通机盖锁本身存在配合间隙以及机盖锁锁合部位、机盖本身受力后的形变，使用现有普通机盖锁基本上能够满足所述机盖10后部抬起的角度要求。换言之，当发生碰撞，机盖10的后部可以以现有普通机盖锁锁合的部位为轴向上翻转抬起并容许所述机盖锁整体上在车辆前后方向上的一个很小的位移量。
然而，为了避免或减小机盖锁的锁体与锁环间的摩擦，使机盖绕着锁扣能顺利转动以及降低机盖后部升起对机盖锁可能的破坏，以及进一步增大行人碰撞到机盖上时机盖整体向后的位移量以进一步改善缓冲效果，根据本发明的一个实施例，所述机盖锁20的锁环设计为弧形锁环21，其安装点与普通机盖锁基本一致。请参见图10和11，所述锁环可以有各种不同的变化形式，只要满足锁合状态下所述机盖10的后部能够以锁合部位为轴顺利抬起、减小摩擦或变形以及容许增大行人碰撞到机盖10上时机盖10整体向后的位移量即可。与此相应，所述高压气体发生筒32铰接到车身上，使得所述缓冲装置30在车辆前后方向的竖直平面内可转动。此外，所述连杆的一端与机盖10之间采用球铰结构311相铰接，球铰套焊接到机盖10上。
根据本发明的一个实施例，在所述高压气体发生筒32的筒底与连杆31的端部之间进一步设有弹簧33，所述弹簧33在所述缓冲装置30未启动时处于压缩状态，并在所述连杆31将所述机盖10后部顶起时处于伸展状态。弹簧33可以增加和调节缓冲力并且能够提高缓冲装置30启动以及缓冲的可靠性。
根据本发明的一个实施例，本发明车辆用行人保护装置的一个实施例中还包括铰链装置50，所述铰链装置50为可折叠刚性杆，优选为由两根刚性杆体51相互铰接组成上述可折叠刚性杆，所述铰链装置50的两端分别与机盖10以及机舱上边梁60相铰接。所述铰链装置50可以选择设置在与所述缓冲装置30平行的位置，即在车辆的横向方向，所述铰链装置50和所述所述缓冲装置30大致位于同一直线上。不过，考虑到机盖后部下方空间狭小带来设计上的约束较多，根据本发明的一个实施例将铰链装置50设置在相对于所述缓冲装置30更靠前的位置。这样，在平时没有发生碰撞事故而正常检查维护发动机等时，所述铰链装置50可以加强机盖与车身之间连接的强度，降低单纯依靠所述缓冲装置30的铰接所可能对缓冲装置10的损坏。另外，当所述铰链装置50设置在相对于所述缓冲装置30更靠前的位置时，从前面掀开机盖10时，所述铰链装置还可起到一定的支撑作用。
根据本发明的一个实施例，在所述高压气体发生筒32的口部设有防止所述连杆31脱出所述高压气体发生筒32的限位部323。
此外，所述铰链装置50的各刚性杆体51之间的夹角在所述机盖完全顶起时小于180度。这是为了保证缓冲时所述铰链装置50不会因为位于一条直线上而出现死点，提高车辆用行人保护装置工作的可靠性。
此外，在所述缓冲装置30未启动时，所述连杆31一端的限位是通过活塞片34和限位片322实现的。所述活塞片34设置在所述连杆31与所述弹簧33之间并固定在连杆31的下端，所述限位片322设置在所述高压气体发生筒32的内壁上并位于所述活塞片34之上。在所述缓冲装置30未启动时，所述限位片322将所述活塞片34限制在所述高压气体发生筒32的底部位置，并且在所述缓冲装置30启动时，所述活塞片34的周缘局部破坏或者所述限位片322破坏以释放所述连杆31。所述活塞片34和限位片322可选用塑料、木材等材质制成。
另外，所述缓冲装置30的数量优选为两个，并左右对称地设置。同样，所述铰链装置的数量也优选为两个且左右对称地设置。
另外，所述碰撞启动装置设置在车辆前围的部分为碰撞传感器(图中未示出)。所述前围包括车辆前保险杠(图中未示出)等在发生行人碰撞事故时容易与行人发生撞击的任何部位。所述碰撞传感器可以设置多个，可以设置在车辆前保险杠上，也可以在车辆前保险杠上以及前围的其它部位分别设置。所述碰撞启动装置可以使用例如美国专利4329549公开的碰撞传感器、中国发明专利CN2503460公开的惯性式传感器，以及对于普通技术人员而言任何容易想到的能够及时检测碰撞并启动所述电点火装置40的碰撞传感器。另外，所述碰撞启动装置不限于电子型式，如机械型式等容易想到的其它型式也包括在本发明的保护范围内。
在车辆行驶过程中，通常是行人的下半身如腿部首先碰撞到车辆前围，由于行人被撞时的惯性作用，其头部多倒向机盖10的中后部。在车速30km/h时，成年人头部的加速度能达到1000N/m，碰撞开始后5ms的时候是人头部受到冲击力最强的时候。
本发明实施例综合了快速爆破以及弹簧和弹性气柱的缓冲作用。在发生碰撞时，所述碰撞启动装置的碰撞传感器检测到碰撞并立即启动设置在所述高压气体发生筒32中的电点火装置40点火，引爆所述爆破筒的筒底安放的火药321，瞬间产生高压气体，所述活塞片34的周缘局部受力过大破坏或者限位片破坏，解除限位，高压气体推动所述活塞片34和连杆31上行，将所述机盖10在撞到行人后可在5ms内由后向前弹起，从而可以使倒在机盖10上的行人的头部和身体受到的冲击力得到有效缓冲而减小生命危险。
下面描述具有上述行人保护装置的车辆。
具有行人保护装置的车辆包括上述实施例所描述的行人保护装置。需要说明的是，在本发明的实施例中，能够利用本发明车辆用行人保护装置的车辆可以是各种小轿车、跑车、越野车、小型商务车以及尖头小货车等车型。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。