一种并于机动车中以在正面撞击的情况中保护行人的安全装置的触发冲程致动器

摘要

本发明提供了一种具有带缓冲地返回冲程的触发冲程致动器。根据本发明，致动器容纳有活塞(15)和包括快速燃烧打火装料的气体发生器(19)，并还容纳有燃烧慢于所述气体发生器(19)的燃烧的打火装料(38)。

说明书

技术领域

本发明涉及一种触发冲程致动器，其构成安装于机动车的安全系统的驱动元件，并用于在与行人碰撞的情况中迅速抬起车辆发动机盖。

本发明更具体地涉及这样的改进，所述改进使所述致动器的连杆能够带缓冲地返回，且因此致使发动机盖在撞击之后带缓冲地回复运动，并且，在没有撞击的情况中，允许发动机盖在触发之后一旦经过了一定量的时间便在其自身重量的作用下或通过施加柔和的力而复位至其初始位置。

背景技术

专利FR 2 878 212描述了一种用于保护被机动车撞击的行人的安全系统。该系统包括使得机动车发动机盖在碰撞的情况中迅速地抬高的机构。当发生所述碰撞时，行人的头部经常撞到车辆的发动机盖。头部与发动机盖的撞击造成发动机盖变形。当变形了一定程度之后，发动机盖与发动机部件以及发动机周围的所有刚性部件接触。此刻行人的头部会经受最大的减速，这可造成严重伤害。基于此原因，上述系统设计为迅速将发动机盖抬高一定高度，以防止行人、特别是是行人的头部在发动机盖变形之后撞到发动机部件。发动机盖在其后端、即在挡风玻璃附近被抬高。发动机盖仍然固定于机动车的前部。

于是，若这种安全系统由适当的检测装置来及时致动，则该安全系统能在检测到即将发生的撞击之后的几十毫秒内、即非常迅速地将发动机盖抬高几十毫米(其中几十毫秒例如为30ms，几十毫米例如为80mm)。所述系统的驱动元件优选地包括一种类型的触发冲程致动器，所述类型的触发冲程致动器包括电点燃的打火装料。装料的燃烧所产生的气体推动致动器的活塞，所述活塞连接于连杆，所述连杆用于使抬高发动机盖的机构致动，或甚至直接致动发动机盖本身。

人们公知，当发动机盖抬高之后，允许其带缓冲地进行返回运动，以伴随对发动机盖的碰撞同时发生，并降低发动机盖对行人的撞击。返回缓冲系统优选地与用于抬高发动机盖的致动器结合。以此方式，由发动机盖、抬高机构以及致动器的活塞构成的组件在撞击下(在发动机盖抬高和变形之后)在被制动的同时缩回，且随后被阻挡。缓冲装置布置于主体中。其使用了机械装置。

一种提供带缓冲的抗返回作用的方式是使致动器的压力室保持在可以限制其返回运动的足够高的压力下。该时长通常具有300ms的持续时段。通过使用合适的更大量的打火装料来既对活塞提供压力以迅速释放致动器又在活塞室中提供持续的压力，这是无法想象的。这种打火装料会致使致动器被过于突然地释放，并具有破坏释放机构和发动机盖的风险。

因此，本领域的技术人员仍希望得到一种用于致动器的装置，该装置简单，即不需要特定的机构，并能够使致动器在短时间(通常30ms)内以弱力进行释放，并随后在长时间(通常300ms)内保持带缓冲的抗返回力，随后通过释放力，以使致动器能够在通常为几秒的长时间之后在弱力作用下返回，例如仅在重力作用下返回。

发明内容

本发明首先用于通过使用更简单的装置而提供这种使发动机盖带缓冲地返回的功能。

为此，本发明提供了一种触发冲程致动器，其包括主体，所述主体容纳有活塞以及受控的气体发生器，所述活塞与从所述主体的一端伸出的连杆连接，所述气体发生器面向所述活塞而安装于所述主体中，并位于距所述活塞在触发之前的初始位置的预定距离处，从而在所述气体发生器和所述活塞之间限定出膨胀室，所述气体发生器包括快速燃烧打火装料，所述致动器的特征在于，该致动器包括燃烧慢于所述气体发生器的燃烧且容纳于与所述膨胀室连通的位置中的打火装料。优选地，慢速燃烧打火装料由所述快速燃烧打火装料的燃烧点燃。

慢速燃烧打火装料可容纳于包括快速燃烧打火装料的所述气体发生器中，即，例如容纳于具有线状管道的塑料壳体中，所述线状管道使所述打火装料可在控制下引发。在优选的第二变化例中，所述快速燃烧打火装料和慢速燃烧打火装料分开容纳于致动器中，且与膨胀室连通。该变化例用于将装料的功能分开，从而可以根据每种应用场合的需要而独立地变化每种装料的功能。

还可能出现未发生事故、例如由于错误检测而使安全系统致动并因此使发动机盖抬高的情况。还可能出现行人未撞击发动机盖的情况。在所述情况下，希望发动机盖在从触发起经过一定时长之后能够返回至其初始位置。

本发明也可使发动机盖自动地完成所述复位，例如在其自身重量的作用下复位。

为此，贯穿活塞、并可能贯穿连杆而形成有已校准的泄漏通道，以便排出已驱动过活塞的气体。

优选地，活塞和连杆彼此刚性地固定，且泄漏通道开口穿过连杆的表面而通往限定于连杆和主体的内壁之间的环状空间中。

以此方式，仅当致动器已被触发时，泄漏通道的出口与外部连通。在致动器未被触发的整个时段期间，无需不担心发生腐蚀，且可保护打火装料免受外部介质的影响。致动器内的金属元件可由便宜的金属制成，而不需要任何特定的抗腐蚀处理。

在事故期间，另外的慢速燃烧打火装料在释放之后大约十分之三秒内耗尽，并保持足以使发动机盖带缓冲地返回的室内压力。

相反，在触发之后未出现撞击的情况中，需要更长的时间以使气体经由泄漏通道逸出。活塞随后缩回到致动器主体中，并使发动机盖能够在其自身重量的作用下或因施加于发动机盖本身的柔和的力而返回至其通常位置。

附图说明

参照下面对根据本发明的原理的触发冲程致动器的目前优选的实施例的描述，可更好地理解本发明并更清楚本发明的其它优点，所述描述仅仅为示例性的并且参照了附图，所述附图中：

图1为根据本发明的触发冲程致动器的图解纵剖面图；且

图2是表示由致动器产生的力与从触发开始的时间之间的函数关系的图。

具体实施方式

图1表示具有大致呈圆筒状的主体13的触发冲程致动器11，主体13容纳有连接于连杆17的活塞15，连杆17轴向地从主体的一端18伸出。主体13还容纳有气体发生器19，气体发生器19优选地为电控的线状管道气体微型发生器，并面向活塞隔开预定距离安装于主体中。气体发生器19借助于主体的另一端21中的缩进部22以及后基台23而在主体的另一端21保持固定。在气体发生器19和主体的内壁之间布置有环状衬垫25。在发生器和活塞之间布置有易碎或可断的连接元件27。于是，易碎或可断的连接元件27使活塞15保持在距气体发生器的预定距离处，以使活塞15和连杆17的位置在致动前稳定，并在气体发生器与所述活塞的对立面之间限定出膨胀室30的初始体积。

气体发生器19包括快速燃烧打火装料。当点燃装料时，气体喷入膨胀室30中，造成连接元件27破碎或断开，并推动活塞和连杆组件，从而使所述连杆迅速地并在轴向上从主体的端部伸出。该运动用于触发用来抬高发动机盖的机构(未图示)。连杆甚至可以以简单和优选的方式而直接铰接于发动机盖。

在主体的有连杆伸出的那一端部，可设有缩进部35，缩进部35在连杆和主体的内壁之间形成纵向环状空间36。如图所示，在连杆的向外伸出的端部附近，连杆安装有密封衬垫37。该衬垫在连杆17和主体的对应端部18附近的内壁之间延伸。于是，在点燃之前的时段中，环状空间36与外部介质隔离。环状空间还通过位于所述活塞15和所述主体13之间的O形圈39与膨胀室隔离。

根据本发明的重要特点，致动器11还包括打火装料38，打火装料38的燃烧慢于所述气体发生器的燃烧。该第二装料以紧密粉丸的形式容纳于与膨胀室30连通的位置，以便由快速燃烧打火装料的燃烧点燃。

在图示的例子中，慢速燃烧打火装料布置于活塞的腔40中，腔40开口通往膨胀室中。

装料38通过一个中央贯通并配合在腔40的开口中的盖而保持在位。

优选地，该腔在轴向上面向气体发生器而开口通往膨胀室30。

图2表示两种装料的连续燃烧的组合的结果。通过气体的膨胀而轴向传递至活塞的力沿纵轴标绘，时间沿横轴标绘。可以看出，通过快速燃烧装料，在短暂的时段(A)中传递出非常高强度的推力。该推力超过1000牛顿(N)，但是在几十毫秒、通常为30ms的时段内非常迅速地回落至大约500N。这对应于活塞的运动且从而使用于抬高发动机盖的安全系统触发。该迅速回落不能提供充分的返回缓冲。然而，根据本发明，慢速燃烧打火装料38也被点燃，从而产生一定强度的力，如图所示，所述强度更加缓慢地减少。据估计，所产生的力通常是足够的，且必须在长达十分之几秒(B)的时间内足够缓慢地减少，以便得到所期望的缓冲，而由活塞施加的力的变化范围为几百牛顿(C)。

而且，根据另一优选的特点，在活塞中以及(可选地)在连杆中形成有已校准的泄漏通道45，以便排出燃烧气体。该已校准的泄漏通道45足够小，以使得在膨胀室30由于两种打火装料的燃烧而受压的阶段中不会产生显著影响。对通道的尺寸进行调节，以允许随后使膨胀室30中所包含的燃烧气体的泄漏速率足以确保返回力在指定范围(D)上减少，并从而使发动机盖几乎不需要力、例如在其自身重量的作用下便可返回至其位置。

在所描述的例子中，活塞和连杆彼此刚性地固定，泄漏通道45开口穿过连杆的表面而通往上述环状空间36中。泄漏通道45与活塞的装有慢速燃烧打火装料38的腔40连通。此外，过滤器47在活塞中布置于腔40和已校准的泄漏通道45之间。该过滤器用于避免燃烧产生的颗粒堵塞已校准的泄漏通道。

该配置使得膨胀室中的压力缓慢降低，并因此使得活塞所产生的力在对应于活塞的带缓冲返回的时间之外的时段中缓慢降低。该压力的降低和力的降低持续降低到一个小到足以使发动机盖在未被破坏的有利情况下自动地返回至其初始位置的值，而所述自动返回通常在几秒之后发生。