专利名称：用于调节用于适应性地耗散车辆碰撞能量的装置的控制器、用于适应性地耗散车辆碰撞 ...的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及根据独立权利要求的类型的用于调节用于适应性地耗散(Abbau)车辆碰撞能量的装置的控制器以及用于适应性地耗散车辆碰撞能量的装置以及用于调节用于适应性地耗散车辆碰撞能量的装置的方法。
背景技术：
由Wittemann W(2005)所著的标题为 Adaptive Frontal Structure Design toachieve Optimal Deceleration Pulses (19th International Technical Conference onthe Enhanced Safety of Vehicles, Washington DC, USA, Paper No. 05-0243)的文献已知，对于碰撞兼容性必要的是，在事故对象(Unfallgegners)较重的情况下设置较硬的结 构，而在事故对象较轻的情况下设置较软的结构。作为能量吸收方法，摩擦被视为最佳方法。可以在碰撞之前或者碰撞期间设置针对硬度的调整。由EP I 792 786 A2公知一种碰撞箱(Crashbox)，所述碰撞箱具有带有纵梁侧凸缘板的、壳体状的变形型材，并且由金属板构成折叠结构。所述变形型材由两个类壳型构件组成，其中，在每个类壳型构件上成型有凸缘板区段。类壳型构件是经由将由金属板组成的原始板材(Ausgangsplatinen)折叠，紧接着组合并且借助于电阻焊接点彼此接合而成。这示出的是常规的碰撞箱，并不是毎次都适应碰撞过程。但是，这种适应例如由DE197 45 656 Al公知。在此,提出ー种用于机动车的撞击缓冲器,其中，可以根据预碰撞信号(Precrash-Signal)或者碰撞信号控制变形，所述预碰撞信号是全视野传感装置如雷达传感装置的信号。提出滑块在变形元件上垂直于カ方向运动并且由此锁止变形元件，以使得所述变形元件由于力作用通过基于锁止的塑性变形而耗散碰撞能量。通过并行地布置这种变形元件或者将这种变形元件交错构造，可以实现对碰撞过程的适应。作为另ー示例提出，通过锥化(Verjilngung)将变形元件用于耗散碰撞能量。在此，固定一个用于锥化的元件，并且能够通过滑块释放另一元件，以便減少所述锥化。在此，径向地实现滑块的运动，也就是垂直于カ方向并因此垂直于变形元件纵轴地实现滑块的运动，所述变形元件通常是具有预先给定的壁厚的圆柱体。
发明内容
相比之下，依据本发明的用于调节用于适应性地耗散车辆碰撞能量的装置的控制器或者依据本发明的用于适应性地耗散车辆碰撞能量的装置或者依据本发明的用于调节用于适应性地耗散车辆碰撞能量的装置的方法具有如下优点，即根据至少ー个根据碰撞过程变化的乘客參数来实现调整变形特性。由此能够优化车辆乘客在碰撞中的生物机械(biomechanische)负荷。于是,能够由此减轻事故后果。在此，控制器是ー种电气装置，其处理所提供的信号并且据此输出控制信号。这种控制器例如能够由壳体或者薄膜包围。所述控制器具有自己的传感器，例如用于测量碰撞中的加速度或减速度，和/或所述控制器与安置在控制器外部的传感器相连，所述安置在控制器外部的传感器例如安置在车辆前端和/或车辆侧面上或者某一传感器控制器中。所述装置包括机械部件，其被设置用于耗散碰撞能量。可能的是，所述装置本身(如由从属权利要求得知的那样)包括控制器。但是，控制器也能够例如是用于操控人员保护装置的控制器，所述人员保护装置的控制器还操控安全气囊、安全带拉紧器等。控制器的其他配置也是可能的。适应性地耗散碰撞能量意味着，以适应碰撞过程的方式通过所设置的部件的变形来耗散由碰撞产生的能量。这些耗散的能量不再能对车辆乘客产生影响。因此，根据在碰撞期间或者在碰撞之前所测得的传感器信号来实现适应，例如根据预碰撞和/或碰撞传感装置的信号。所述预碰撞传感装置能够是雷达、视频、超声波或者其他技木，而所述碰撞传感装置通常至少能够是加速度传感装置，但也能够是固体声传感装置、形变传感装置并且例如还能够是空气压カ传感装置，所述空气压カ传感装置安置在车辆的侧面。
所述车辆通常是机动车，例如载客汽车。在此，所述接ロ是指硬件和/或软件接ロ。硬件接ロ例如能够安置在专用集成电路上，和/或能够通过例如微控制器中的软件接ロ实现结合。第一信号被限定为表不即将来临的或者开始的碰撞。由此能够得出，第一信号包括数据，所述数据源自所谓的预碰撞传感装置，所述预碰撞传感装置是全视野传感装置，例如视频、雷达、激光雷达、超声波等，或者碰撞开始时源自碰撞传感装置，如加速度传感装置、固体声传感装置或者空气压カ传感装置等。第一信号能够示出来自传感装置的原始数据、预处理过的数据或者已经示出触发判决、触发时间、碰撞严重程度(Crashschwere)或者算法的类似结果，所述算法例如处理传感器信号以生成第一信号。概念“碰撞过程”表示碰撞从其开始直至其结束。所述开始例如可以通过由加速度信号在3至6g(=重力加速度)超过噪音阈值来标记，或者通过根据雷达信号的估计，以确定碰撞时间点，或者通过根据加速度信号或者其他碰撞信号的曲线图反向推算碰撞时间点。可以把计算单元理解为处理器、集成电路、离散电路或者也可以理解为软件模块，所述计算単元能够实施根据权利要求的教导所要求的计算操作。优选地，可以把所述计算単元理解为微控制器。该计算单元评估第一信号，例如预碰撞传感器信号，并且据此生成第ー控制信号，以用于调节用于适应性地耗散碰撞能量的装置的至少ー个变形元件的变形特性。所述预碰撞传感器信号是以如下方式获得的，即它根据合适的评估提供关于即将来临的碰撞的信息。这些信息能够包含速度、接近角度、车辆搭接的程度、车辆的碰撞点和发生事故的车辆的质量或者刚性。根据这些信息获得所估计的碰撞场景。控制信号据此指示出所述碰撞场景是怎么样的。为此，所述装置通常包括评估器，所述评估器可以解释所述控制信号。用这种方式实现对变形特性(例如或者尤其是刚性)的调节。在碰撞之前或者碰撞期间通过调节变形元件来将变形特性匹配至碰撞场景。所述变形元件塑性地变形，从而通过所述塑性的变形引起碰撞能量的耗散。所述变形元件越是不易弯曲，所能耗散的碰撞能量就越多。
第二信号根据权利要求被限定为如下它表示至少ー个根据碰撞过程变化的乘客參数。所述乘客參数能够例如是乘客的前移量、速度、加速度。这例如能够由所估计的或者所测得的加速度信号本身来估算。在此，能够以简单的形式存储合适的乘客模型，所述乘客模型根据所测得的车辆减速度将乘客的前移量实现为多项式。但是还能够实现的是，借助于乘客传感装置来获取。所述乘客传感装置能够通过摄像头或者利用座椅中的测カ栓通过坐垫、超声波、雷达或者现有技术中的其他公知的方法来測量。不根据碰撞过程变化的參数不属于此类，所以例如车辆乘客的重量就不属于此类。根据所述第二信号，通过计算単元生成第二控制信号。这在碰撞过程中实现，以便在碰撞过程中改变变形特性，这带来了前面提到的优点。所述第二控制信号也被构造为类似于所述第一控制信号。所述至少一个变形元件例如是由金属、塑料、复合材料或者其他材料组成的结构，使该结构锥化以便通过塑性变形耗散碰撞能量。而且，在这里，被压在一起并由此发生塑性变形的变形元件也是合适的。由在从属权利要求中详细阐述的措施和改进方案给出在独立权利要求中限定的发明的具有优点的改进方式。 在此，具有优点的是，所述计算単元借助第二信号确定乘客前移量，并由此确定至少ー个人员保护装置的约束作用的开始，其中，所述第二控制信号指示降低与变形特性有关的刚性。在此，所述乘客前移量是如下行程(Weg)，即乘客由于碰撞过程从其在碰撞开始时的起始位置经过的行程。所述约束作用是如下的力，即安全气囊或者安全带拉紧器将所述カ施加到乘客上，以便将其约束住。依据本发明，认识到的是，在车辆乘客感觉到所述约束作用时，乘客通过所述约束作用得到保护。同样在碰撞过程开始吋，当车辆乘客在为驾驶员的情况下自由地朝向方向盘运动的时候，通过依据本发明的装置可以设置高的刚性，这是因为不能将生物机械影响施加到车辆乘客上。但是，当可能出现生物机械作用的时候，例如在车辆乘客碰到安全气囊上时，在其中可能会发生碰撞的阶段中降低刚性，以便由此减少作用于车辆乘客的生物机械影响。除了安全气囊，当然还有安全带拉紧器、碰撞激活的头部支撑装置等能够作为这种人员保护装置。此外，具有优点的是，所述至少ー个第二控制信号通过如下方式影响与刚性有关的变形特性，即最大程度地充分利用乘客由于碰撞从其在碰撞过程开始时的位置直至由至少ー个人员保护装置开始约束作用时的位置的行程，以便减轻乘客的负荷。这再一次在功能上描述了 在乘客的所谓的自由运动(Freiflugs)期间能够实现对碰撞能量的较大程度的耗散，并且也能够在车辆乘客陷入安全气囊期间而不是在碰撞到安全气囊上时实现对碰撞能量的很大程度的耗散。因此，最大程度地充分利用是通过如下方式实现的，即在车辆乘客从其起始位置直至碰撞的行程期间，将该行程用于耗散碰撞能量。此外，具有优点的是，计算元件借助第二信号确定碰撞严重程度并且借助碰撞严重程度生成至少ー个第二控制信号。车辆乘客以多快的速度走完从其初始位置直至安全气囊展开的距离是对所述碰撞严重程度的度量。为此，能够根据加速度信号或者由此导出的信号应用泰勒级数展开。把所述碰撞严重程度理解为表示对车辆乘客造成的后果的大小的量。具有优点的是，控制器安装在所述装置中。由此能够安装自给自足的装置，尤其是当所述装置还配备有相应的传感装置的时候。替代地能够实现的是，所述装置也具有接ロ，控制器或者其他的多个控制器能够附加地连接到所述接口上。以具有优点的方式，所述装置像上面已经显示的那样包括第一变形元件，使该第一变形元件锥化以便塑性地变形并由此耗散碰撞能量。其中，还设置有用于根据第一控制信号和/或第二控制信号对所述锥化进行调节的执行机构。所述执行机构例如能够感应性地借助于电机或者利用其他方法起作用，所述电机或者其他方法能够将用于该锥化的所谓的凹模板(Matrizzenplatten)保持住,使得这些凹模板不会被变形元件挤到旁侧。以具有优点的方式，所述装置还包括第二变形元件，所述第二变形元件由于变形而被压紧，其中设置有支撑元件，所述支撑元件由于第一控制信号和/或第二控制信号而释放用于变形的第二变形元件。在此，第一变形元件和第二变形元件在同一装置中的组合是特别具有优点的，因为由此能够以不同的方式和方法来确定特定的力水平。
本发明的实施例在附图中示出并且在下面的说明书中对其进行详细阐述。图I示出带有依据本发明的控制器的依据本发明的装置的方框图；图2示出依据本发明的控制器的方框图；图3示出用于适应各碰撞过程的力水平的顺序；图4示出车辆乘客在碰撞过程中所经历的各个阶段；图5示出力/时间的曲线图；图6示出流程图；以及图7示出用于耗散碰撞能量的装置的剖面图。
具体实施例方式图I示出依据本发明的所述控制器2. 4的装置10以及传感装置2. 3。传感装置2. 3可以是碰撞传感装置、加速度传感装置、诸如雷达传感装置的预碰撞传感装置等，和/或也可以是用于获取至少ー个乘客參数的传感装置，如视频传感装置，所述传感装置2. 3提供第一信号以及第二信号，其中，这些信号也可以是相同的，并且仅在时间曲线上有所区别，也就是说，第一信号的产生稍早于第二信号。控制器2. 4以依据本发明的方法和方式处理第一和第二信号，以便生成第一控制信号和第二控制信号。在此，第一控制信号传至单元2. 1，所述单元2. I引发对变形特性的调节。在此，例如能够调节所述变形元件的相应的锥化。第二控制信号传至装置2. 2，以便在碰撞过程中调节所述变形。这能够例如通过第二变形元件来实现，从而能够调节不同的变形特征。所述第二控制信号还能够影响锥化的程度，例如通过减小锥化等级，并且为此通过使压在一起或者压紧的变形元件发生变形，来通过机械机构2. 2影响所述变形。控制器2. 4通过线路2. 5实施与其他控制器的数据交换，以便将传感器信息或者相应的评估输送给这些控制器。图2以方框图示出带有所连接的组件的依据本发明的控制器SG。通过能够以硬件和/或软件方式构造的第一接ロ IFl，连接碰撞传感装置CS以及预碰撞传感装置PCS。这些传感器的信号进ー步传递至作为计算元件的微控制器μ C。微控制器μ C借助形成第一信号的该信号在存储器S的辅助下确定第一控制信号，然而所述存储器也能够安置在微控制器yc的芯片上。根据该评估，经由第三接ロ IF3通过线路20输出第一控制信号。然而，控制器SG包括另ー接ロ IF2，所述碰撞传感器CS和乘客传感器IOS连接到该接口上。碰撞传感器CS的连接是可选的，并不是強制性的。所述接ロ IF2还与微控制器连接，以传递传感器数据，并且所述微控制器又在所述存储器S的辅助下确定第二控制信号，所述第二控制信号通过接ロ IF3和线路20被进ー步引导至依据本发明的装置。图3以图a、b和c示出在碰撞过程中如何调节所述变形特性。在图3a中，碰撞过程开始时，通过凹模板MP推动变形元件DE并且因此变形元件DE经历锥化并因此塑性变形，所述塑性变形使得碰撞能量得以耗散。通过滑块S，将所述凹模板MP保持位并因此不被变形元件DE推移开。但是，还存在另ー种变形结构，更确切地说是，带有支撑元件AE以及第二变形元件DE2，所述第二变形元件已经包括如下结构，即它能够以简单的方式和方法实现所述第二变形元件DE2的整体压紧(Zusammenstauchen)。所有组件当前都是旋转对称地 实施的。因此，所述变形元件DE2也是管筒。通过带有锥化部的结构传递的能量由支撑元件AE导出。在图3b中，使所述锥化部复原，方法是使所述滑块S向上运动，从而使得下面的凹模板MP向侧面移动并因此不再导致锥化。这意味着，所耗散的碰撞能量较少。但是，在图3c中，所述支撑元件AE进ー步向外运动，并且所述凹模板MP又通过滑块S被保持住，从而通过依据本发明的装置不仅实现最大程度的锥化，而且通过变形元件DE2的压紧实现对塑性能量的最大可能的耗散。这可能例如尤其发生在车辆乘客陷入安全气囊中的时候。图4在图a至c中示出车辆乘客DO关于方向盘LR和安全气囊AB的不同阶段。在图4a中，没有出现乘客与车辆的触接(Ankopplung)或者仅出现它们之间的很小的触接。乘客由于安全带松动和没有接触安全气囊而不会与约束机构触接。短而高的加速度尖峰不会导致负面的生物机械负荷。很高的减速度已经从碰撞中消耗一部分能量，并且提供用于触发人员保护装置的信号。在图4b中涉及的是中间的碰撞阶段，而图4a描述的是较早的碰撞阶段。在所述中间的碰撞阶段中，约束机构例如安全气囊发挥其作用。车辆乘客相对于车辆建立起速度。能够通过在碰撞到气囊上时相对于安全气囊的较低速度来降低乘客的负荷。因此，相对于较早的阶段，较小的减速度是具有优点的。在根据图4c的最后的碰撞阶段中，不仅安全气囊触接乘客，而且安全带也触接乘客，并且最佳地例如以带有力限制的方式工作。能够通过高的减速度而从系统中消耗能量。通过良好地调节的约束机构而使乘客最佳地关联到所谓的车辆缓冲(vehicle ride down)上。车辆缓冲是车辆减速。乘客与车辆减速关联，从而通过整个可用的内部空间降低其相对于车辆结构(例如方向盘或者仪表控制台)的速度。这时，高的减速度水平是必须的。以如下帯有力限制的方式调节约束系统，从而使得减速度尖峰和相对高的减速度水平导致最优的生物机械负荷。图5示出力/时间的曲线图。在此，力在纵坐标上用F标示，而时间在横坐标上用t标示。所示出的力是车辆车头的力水平，所述力水平还控制乘客运动。图5以曲线
1、2和3示出图3a、3b和3c的情況。其中，情况a相应于情况1，图3b相应于情况2，而图3c相应于曲线3。在曲线3中，力水平下降，以便降低乘客相对于车辆结构的速度消耗(Geschwindigkeitsaufnahme)。这能够通过附加的变形结构DE2来实现。在与约束机构接触之后,力再次升高。图6示出本发明的流程图。这里在步骤600中提供第一信号，所述第一信号表示即将来临的或者开始的碰撞过程。然后，根据所述第一信号，在步骤601中生成第一控制信号，以用于调节用于在步骤602中适应性地耗散碰撞能量的装置的至少ー个变形元件的变形特性。然后，在步骤603中提供第二信号，所述第二信号表示至少ー个根据碰撞过程变化的乘客參数。利用接下来的步骤604，根据所述第二信号生成第二控制信号，以用于在步骤605中在碰撞过程期间调节变形特性。图7示出用于耗散碰撞能量的装置的剖面图。碰撞能量F通过减震器70挤压所述变形元件72。滑块71是理论断裂部位。如果所述滑块是激活的，那么生成很高的起始 水平。于是，所述滑块71在持续的负载下断裂。锥化的减震器70是有效的。力水平下降。如果减震器70耗尽了，那么车头中的其他结构发生变形并且所述水平再次升高。在这种转变中，不必在碰撞期间进行切換。所述滑块71的断裂就是开关。
权利要求
1.一种用于调节用于适应性地耗散车辆碰撞能量的装置的控制器(SG)，所述控制器具有 -第一接口(IFl)，其提供第一信号，所述第一信号表示即将来临的或者开始的碰撞过程; -计算元件(P C)，其根据所述第一信号生成第一控制信号，以用于调节所述用于适应性地耗散碰撞能量的装置的至少一个变形元件的变形特性，其特征在于，所述控制器(SG)包括第二接口(IF2)，所述第二接口提供第二信号，所述第二信号表示至少一个根据所述碰撞过程变化的乘客参数；且所述计算元件(yC)根据所述第二信号生成至少一个第二控制信号，以用于在所述碰撞过程期间调节所述变形特性。
2.根据权利要求I所述的控制器，其特征在于，所述计算元件(μC)根据所述第二信号确定乘客前移量并且由此确定至少一个人员保护装置的约束机构作用的开始，其中，所述第二控制信号指示降低与所述变形特性有关的刚性。
3.根据权利要求I或2所述的控制器，其特征在于，所述至少一个第二控制信号通过如下方式影响与刚性有关的所述变形特性，即最大程度地充分利用乘客由于碰撞从其在碰撞过程开始时的位置直至由所述至少一个人员保护装置开始约束作用时的位置的行程，以便降低车辆乘客的负荷。
4.根据前述权利要求之一所述的控制器，其特征在于，所述计算元件(yc)根据所述第二信号确定碰撞严重程度，并且根据所述碰撞严重程度生成所述至少一个第二控制信号。
5.一种用于适应性地耗散车辆碰撞能量的装置，所述装置具有 -至少一个变形元件，所述变形元件的变形特性能够根据用于适应性地耗散所述碰撞能量的第一控制信号调节，其特征在于，所述变形特性能够在所述碰撞期间根据至少一个第二控制信号操控，其中，所述至少一个第二控制信号能够根据至少一个根据所述碰撞过程变化的乘客参数生成。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置包括根据权利要求I至4之一所述的控制器(SG)。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置包括用于连接根据权利要求I至4之一所述的控制器的接口。
8.根据权利要求5至7之一所述的装置，其特征在于，所述装置包括第一变形元件(DEl)，使所述第一变形元件锥化以耗散所述碰撞能量，其中设置有用于根据所述第一控制信号和/或所述第二控制信号调节所述锥化的执行机构。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置具有第二变形元件(DE2)，所述第二变形元件通过如下方式安置，即所述第二变形元件由于变形而被压紧，其中，至少一个支撑元件(AE)由于所述第一控制信号和/或所述第二控制信号释放用于所述变形的所述第二变形元件。
10.一种用于调节用于适应性地耗散车辆碰撞能量的装置的方法，其中，提供第一信号，所述第一信号表示即将来临的或者开始的碰撞过程，其中，根据所述第一信号生成第一控制信号，以用于调节所述用于适应性地耗散所述碰撞能量的装置的至少一个变形元件的变形特性，其特征在于，提供第二信号，所述第二信号表示至少一个根据所述碰撞过程变化的乘客参数，并根据所述第二信号生成至少一个第二控制信号，以用于在所述碰撞过程期间调节 所述变形特性。
全文摘要
本发明提供一种用于调节用于适应性地耗散车辆碰撞能量的装置的控制器(SG)、相应的装置以及相应的方法。所述控制器具有第一接口(IF1)，其提供第一信号，所述第一信号表示即将来临的或者开始的碰撞过程。此外，还设置有计算元件(MC)，所述计算元件根据所述第一信号生成第一控制信号，以用于调节所述用于适应性地耗散碰撞能量的装置的至少一个变形元件的变形特性。所述控制器(SG)还具有第二接口(IF2)，其提供第二信号，所述第二信号表示至少一个根据所述碰撞过程变化的乘客参数。所述计算元件(MC)根据所述第二信号生成至少一个第二控制信号，以用于在所述碰撞过程期间调节所述变形特性。
文档编号B60R19/26GK102666210SQ201080052929
公开日2012年9月12日 申请日期2010年11月22日 优先权日2009年11月23日
发明者H·弗赖恩斯泰恩, M·科宁 申请人:罗伯特·博世有限公司