專利名稱：用于增強(qiáng)側(cè)面沖撞時(shí)汽車中的乘客保護(hù)的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于汽車的裝置，用于在側(cè)面沖撞時(shí)或者在類似于側(cè)面沖撞的、其中能量輸入基本上在側(cè)面作用在汽車的門區(qū)域上的碰撞時(shí)的乘客保護(hù)，它具有至少一個(gè)對(duì)著基本上在側(cè)面作用在汽車門上的能量輸入使汽車門穩(wěn)定的單元，該單元設(shè)置有至少一個(gè)在內(nèi)部貫穿汽車門的側(cè)面沖撞支架，該側(cè)面沖撞支架在碰撞情況下與圍繞著汽車門的穩(wěn)定的車身區(qū)域內(nèi)的至少兩個(gè)支撐區(qū)域形成作用連接。此外還說明了一種用于增強(qiáng)側(cè)面沖撞情況時(shí)汽車中的乘客保護(hù)的方法。
背景技術(shù)：
汽車中的乘客保護(hù)被認(rèn)為是設(shè)計(jì)及新開發(fā)汽車時(shí)的首要任務(wù)。自身的開發(fā)目的著眼于前部區(qū)域及尾部區(qū)域中的突出的防撞壓部分的設(shè)計(jì)，這些防撞壓部分能夠在前部碰撞及尾部碰撞時(shí)在很大程度上可靠地保護(hù)乘客艙。而在側(cè)面碰撞中，乘客保護(hù)由于汽車的側(cè)面結(jié)構(gòu)的小的可供利用的變形路程及低的吸收能力而存在較大的問題。
用于降低對(duì)于乘客在汽車的側(cè)面碰撞中出現(xiàn)的危險(xiǎn)的公知的解決方案在于加強(qiáng)汽車門。因此例如公開了一些集成在汽車門中的在汽車橫向方向上具有高的強(qiáng)度和/或高的能量接收能力的型材。例如由DE 196 33 637 A1得到一個(gè)具有側(cè)面沖撞保護(hù)的汽車門，在該汽車門的門框架中設(shè)置有一些弧狀地構(gòu)造的保持桿，這些保持桿在碰撞情況中這樣地扭轉(zhuǎn)并且在受拉情況下與捕集網(wǎng)的作用一樣地變形。
然而通過設(shè)置相應(yīng)的縱向支架對(duì)側(cè)門的這種加強(qiáng)，在嚴(yán)重的碰撞情況下對(duì)于保護(hù)乘客是不夠的，因?yàn)樵谕獠康牧ψ饔迷趥?cè)門上時(shí)該側(cè)門被壓穿過汽車車身的門洞，使得乘客的幸存空間被強(qiáng)烈的壓縮并且幸存機(jī)會(huì)以同樣的方式降低。
此外，背景技術(shù)還公開了一系列措施，這些措施適用于使作用在側(cè)門上的力傳遞到汽車車身上。例如通過在門與門洞之間的相應(yīng)大的搭接或者通過一些從門的邊緣伸出的栓釘，這些栓釘在碰撞情況下配合到汽車車身的門洞的被加固的凹槽中。因此由DE AS 22 15 674得到一個(gè)為汽車門設(shè)置的加固裝置，該加固裝置基本上由一個(gè)向外拱曲的支架構(gòu)成，它的端部區(qū)段在該支架由于外部的沖撞引起變形的情況下以伸展的形狀進(jìn)入到門框架內(nèi)部的相應(yīng)穩(wěn)定的凹槽中。該支架優(yōu)選由型材鋼板構(gòu)成，該鋼板通過軋制加工成相應(yīng)的形狀。
為了避免由于上述措施引起的汽車自重的增加，DE 41 25 299 C2中描述了一個(gè)為汽車門而設(shè)置的加固裝置，該加固裝置出于重量減小的原因而由一個(gè)由纖維加強(qiáng)的復(fù)合材料制成的弧狀地成形的加固支架裝置構(gòu)成。并且在這種情況下，該加固裝置完全位于門內(nèi)部，該加固裝置僅在碰撞情況下由于加固支架的伴隨發(fā)生的變形在兩側(cè)以端部區(qū)域從該門凸出來，這些端部區(qū)域本身又與汽車車身的門框中的穩(wěn)定的支撐側(cè)壁形成作用連接。
本發(fā)明的描述從上述背景技術(shù)出發(fā)，本發(fā)明的任務(wù)在于，給出一種優(yōu)化乘客保護(hù)的安全系統(tǒng)，該安全系統(tǒng)能夠在側(cè)面沖撞的情況下提供增強(qiáng)的乘客保護(hù)。尤其是需要這樣地改善該安全系統(tǒng)，使得在碰撞情況下在側(cè)面作用在汽車門上的變形能量有目的地并且可靠地從汽車門的區(qū)域被導(dǎo)走。
另外需要給出一種用于在側(cè)面沖撞情況時(shí)增強(qiáng)汽車中的乘客保護(hù)的相應(yīng)的方法，在該方法中，人員的受傷危險(xiǎn)可相對(duì)于以前的解決方案明顯降低。
本發(fā)明任務(wù)的解決方案在權(quán)利要求1中給出。根據(jù)本發(fā)明的用于增強(qiáng)側(cè)面沖撞時(shí)汽車中的乘客保護(hù)的方法是權(quán)利要求19的技術(shù)方案。有利地進(jìn)一步改進(jìn)本發(fā)明構(gòu)思的特征包含在從屬權(quán)利要求的技術(shù)方案中并且尤其是可由參照實(shí)施例的說明得出。
根據(jù)權(quán)利要求1前序部分的本發(fā)明裝置的突出之處在于，所述側(cè)面沖撞支架和/或所述圍繞著汽車門的車身區(qū)域內(nèi)的這些支撐區(qū)域設(shè)置有至少一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，該執(zhí)行機(jī)構(gòu)可通過一種與由碰撞引起的能量輸入不相關(guān)的能量形式的受控制的輸入被激活并且受控制地導(dǎo)致該側(cè)面沖撞支架與這些支撐區(qū)域之間的作用連接。
迄今所公開的解決方案使用碰撞本身的能量來建立汽車門的一些部件——例如根據(jù)DE 41 25 299 C2的貫穿汽車門的由纖維加強(qiáng)的塑料制成的側(cè)面沖撞支架——與直接圍繞著汽車門的車身區(qū)域的一些區(qū)域之間的作用連接，由此出現(xiàn)一些在很大程度上不受控地構(gòu)造的接合連接。相比之下，根據(jù)本發(fā)明，該側(cè)面沖撞支架與穩(wěn)定的車身區(qū)域內(nèi)的、優(yōu)選車門A門柱、車門B門柱和/或車門C門柱內(nèi)的相應(yīng)的支撐區(qū)域由一些合適的執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)地在碰撞事件之前就已經(jīng)形成作用連接，該作用連接具有精確地預(yù)給定的結(jié)構(gòu)上的構(gòu)型以及確定的強(qiáng)度。后者的特性尤其對(duì)于設(shè)計(jì)階段中可利用的數(shù)字上的可計(jì)算性及對(duì)于與此相應(yīng)的理論上的用于汽車門的碰撞強(qiáng)度的優(yōu)化過程是特別重要的。
為了及時(shí)地在真實(shí)的碰撞引起的能量輸入之前建立所述部件之間的作用連接，設(shè)置有一些相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，這些執(zhí)行機(jī)構(gòu)與側(cè)面沖撞支架共同作用并且與一個(gè)額外設(shè)置的用于激活的能量源相連接。原則上一些公知的導(dǎo)致上述部件之間的受控制的作用連接的執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)適合于此。需要以特別有利的方式導(dǎo)致側(cè)面沖撞支架的端部與車門A門柱、車門B門柱或者車門C門柱內(nèi)的相應(yīng)的支撐區(qū)域之間的可脫開地固定的鎖止，它基于形狀鎖合連接?？梢砸院线m的方式使用一些可被電動(dòng)地驅(qū)動(dòng)的執(zhí)行器作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，也可以使用基于液壓的、氣動(dòng)的或者煙氣技術(shù)的作用原理的活塞-缸單元。在最簡單的情況下，執(zhí)行器負(fù)責(zé)側(cè)面沖撞支架的變長，由此該側(cè)面沖撞支架在兩側(cè)伸出汽車門側(cè)面之外并且以它的端部配合在支撐區(qū)域內(nèi)的對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)的凹槽中。借助于這些支撐區(qū)域內(nèi)的合適的執(zhí)行器可使該側(cè)面沖撞支架的這些端部優(yōu)選通過栓釘鎖合連接(Bolzenschlussverbindung)在接合區(qū)域內(nèi)鎖止。
在本發(fā)明的一個(gè)特別有利的進(jìn)一步構(gòu)型中，一些有目的地使用換能材料的智能的結(jié)構(gòu)負(fù)責(zé)在碰撞情況下預(yù)先設(shè)定地形成側(cè)面沖撞支架與設(shè)置在穩(wěn)定的車身區(qū)域中的支撐區(qū)域之間的受控制的接合連接。
與開始所述的背景技術(shù)不同，根據(jù)背景技術(shù)，使汽車門穩(wěn)定的單元總是由一種具有固定地預(yù)給定的由該起穩(wěn)定作用的單元的造型或材料選擇得到的強(qiáng)度的材料或材料組織構(gòu)成，而在側(cè)面沖撞支架和/或所述支撐區(qū)域的構(gòu)造中使用換能材料則提供了這樣的可能性，即通過外來的激活來導(dǎo)致相應(yīng)的部件以內(nèi)在的組織變化(Gefuegeaenderungen)的方式產(chǎn)生形狀變化，它的實(shí)現(xiàn)無需任何執(zhí)行器或多部件系統(tǒng)。
通過有目的地使用由換能材料構(gòu)成的智能的結(jié)構(gòu)——后面將詳細(xì)說明這些結(jié)構(gòu)，可以有目的地調(diào)節(jié)及控制這種結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及強(qiáng)度特性，其中視確定的換能材料的選擇及使用而定，通過相應(yīng)的激活及去激活引起的形狀變化和/或強(qiáng)度變化優(yōu)選可以可逆地復(fù)原(形狀記憶合金(SMA)單程效應(yīng)除外)。后者的特性例如以有利的方式有助于彼此形成作用連接的接合副的鎖止以及去鎖止，對(duì)于它同樣還將詳細(xì)地描述。
為此，一個(gè)實(shí)施例在汽車門內(nèi)部這樣地具有至少一個(gè)長形地或擠壓型材狀(Strangprofilartig)地構(gòu)造的側(cè)面沖撞支架，即該側(cè)面沖撞支架水平地貫穿汽車門，其中該側(cè)面沖撞支架的彼此相反的端部優(yōu)選與相應(yīng)的汽車門側(cè)壁齊平地結(jié)束，使得該側(cè)面沖撞支架完全集成在門中且不會(huì)影響車門的正常的操作舒適性。(必要時(shí)一個(gè)稍微的超出會(huì)是有意義的但不可妨礙門操作)該擠壓型材狀地構(gòu)造的側(cè)面沖撞支架優(yōu)選完全地或僅部分區(qū)段地由可激活的換能材料制成，該換能材料例如通過引入熱能或者施加電壓這樣地經(jīng)歷自發(fā)的組織變化，即由相應(yīng)的材料制作的側(cè)面沖撞支架區(qū)段的形狀及尺寸能夠受控制地變化。如果所使用的換能元件例如是形狀記憶金屬或者形狀記憶合金(例如NiTi)，則在合適地電熱激活該材料時(shí)出現(xiàn)該側(cè)面沖撞支架的自發(fā)的可依賴于電或熱的能量輸入控制的體積變大，由此該側(cè)面沖撞支架由于變長而在側(cè)面伸出汽車門之外。該側(cè)面沖撞支架的在兩側(cè)伸出汽車門之外的端部本身各伸入到緊鄰地圍繞著車門的汽車車身內(nèi)的剛性的結(jié)構(gòu)中，在側(cè)面沖撞進(jìn)程中的力輸入的主要載荷被導(dǎo)入到這些結(jié)構(gòu)中。
汽車車身內(nèi)的這些穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)以特別有利的方式設(shè)置有一些與側(cè)面沖撞支架的端部區(qū)段相適配的支撐區(qū)域，使得側(cè)面沖撞支架的端部與這些支撐區(qū)域之間的接合以一個(gè)定義的方式實(shí)現(xiàn)，以便避免隨意出現(xiàn)的夾緊力或剪切力。優(yōu)選這些支撐區(qū)域以及該側(cè)面沖撞支架的這些端部這樣地構(gòu)造，即兩個(gè)接合副各通過一個(gè)鎖止機(jī)構(gòu)彼此形成作用連接，該鎖止機(jī)構(gòu)能夠保證固定的、要是有利的話可脫開地固定的接合連接。通過設(shè)置一個(gè)本身可以以合適的方式由換能材料構(gòu)造的鎖止機(jī)構(gòu)以便通過相應(yīng)地激活相應(yīng)的換能材料來觸發(fā)鎖止過程，在碰撞情況下以受控制的方式得到的、具有可事先精確確定的強(qiáng)度以及力傳遞特性的接合連接，能夠受控制地接收并從門區(qū)域有目的地導(dǎo)出側(cè)面沖撞能量。
視側(cè)面沖撞支架的支撐區(qū)域以及端部區(qū)域中所使用的換能材料的選擇及類型而定，可以通過可被激活的可逆地起作用的組織變化再形成這些接合對(duì)的打開的初始狀態(tài)并且以此方式實(shí)現(xiàn)接合連接或鎖止的打開或脫開。如果不出現(xiàn)車門與車身區(qū)域之間的任何其它的由側(cè)面沖撞引起的、阻止車門從其余的車身上的不受阻地脫開的材料變形，則通過上述措施使這種碰撞情況之后的乘客救生相對(duì)于背景技術(shù)明顯容易。
除了上述設(shè)置至少一個(gè)水平的、貫穿汽車門的擠壓型材狀地構(gòu)造的側(cè)面沖撞支架這一方案——該側(cè)面沖撞支架優(yōu)選視汽車類型而定在碰撞情況下可被支撐在相應(yīng)的車身區(qū)域中的車門A門柱與車門B門柱之間或者在車門A門柱與車門C門柱之間或者在車門B門柱與車門C門柱之間，也可以考慮并且可能的是，以垂直的配置在汽車門內(nèi)設(shè)置至少一個(gè)相應(yīng)地構(gòu)造的側(cè)面沖撞支架，它在碰撞情況下在車頂區(qū)域及底部區(qū)域中通過相應(yīng)的長度撐開獲得穩(wěn)定的錨固部位。
在碰撞情況下變長的側(cè)面沖撞支架的另一個(gè)有利的構(gòu)型涉及在圍繞著門的穩(wěn)定的車身內(nèi)的支撐區(qū)域的區(qū)域中設(shè)置一些至少部分地吸收碰撞進(jìn)程中的沖撞能量的消耗結(jié)構(gòu)，變長的側(cè)面沖撞支架的端部可配合到這些消耗結(jié)構(gòu)中，并且碰撞情況中的沖撞能量可有目的地被耗散在這些消耗結(jié)構(gòu)中。
此外作為對(duì)這種消耗結(jié)構(gòu)的替換方案或者與它們的組合，可在支撐區(qū)域內(nèi)部設(shè)置一些可主動(dòng)控制的或者被動(dòng)阻尼的部件，以便在碰撞情況下為耗散沖撞能量作出附加的貢獻(xiàn)。這種可主動(dòng)控制的、用于有目的地控制能量耗散過程的部件的構(gòu)造可借助于一些合適地選擇的換能材料實(shí)現(xiàn)，這些換能材料例如基于形狀記憶效應(yīng)、壓電效應(yīng)或者磁致伸縮效應(yīng)。
除了本發(fā)明的有目的受控制地導(dǎo)致變長的側(cè)面沖撞支架支撐在車身的穩(wěn)定的側(cè)面區(qū)域內(nèi)的構(gòu)思外，特別有利的還在于，附加地這樣構(gòu)造側(cè)面沖撞支架，使得該支架在碰撞情況下表現(xiàn)為沿著它的擠壓型材狀地構(gòu)造的型廓朝著能量輸入彎曲，由此提供一個(gè)附加的變形路程，并且此外可實(shí)現(xiàn)由能量輸入作用在被彎曲的支架部件上的負(fù)載矢量分解成橫向力及縱向力。側(cè)面沖撞支架的可主動(dòng)控制的彎曲可這樣地實(shí)現(xiàn)，其方式是該側(cè)面沖撞支架完全地或部分地由換能材料制成，它本身具有預(yù)彎曲并且在被相應(yīng)地激活時(shí)沿著它的縱向延伸經(jīng)歷已彎曲的形狀的加強(qiáng)，其中該被預(yù)彎曲的長形的側(cè)面沖撞支架這樣地集成在門內(nèi)部，使得該側(cè)面沖撞支架的凸的側(cè)朝著門外壁并且在可能的側(cè)面沖撞中通過曲率的增大提供一個(gè)附加的防撞壓部分。因此可考慮使用一些由換能材料構(gòu)成的被預(yù)彎曲地構(gòu)造的側(cè)面沖撞支架，這些側(cè)面沖撞支架以上述方式裝配在汽車門內(nèi)部，其中被預(yù)彎曲的側(cè)面沖撞支架的凸的側(cè)緊鄰地在汽車門的外部的板邊界的內(nèi)側(cè)旁延伸。在碰撞情況中，側(cè)面沖撞支架被這樣地激活，使得該側(cè)面沖撞支架的曲率半徑減小并且同時(shí)該側(cè)面沖撞支架的凸的側(cè)從內(nèi)部突出于朝外的門板，以便提供附加的變形空間或附加的側(cè)面的防撞壓部分。
作為完全由能夠進(jìn)行上述形狀變化的換能材料、例如形狀記憶金屬構(gòu)成側(cè)面沖撞支架的替換方案，也可以考慮，通過在側(cè)面沖撞支架的兩個(gè)端部上主動(dòng)地鐓壓或變長來導(dǎo)致在汽車門內(nèi)部以預(yù)彎曲的形狀預(yù)給定的側(cè)面沖撞支架的曲率增大。在這個(gè)作為替換方案的構(gòu)思的進(jìn)一步構(gòu)型中也可以實(shí)現(xiàn)這樣一個(gè)實(shí)施形式，在該實(shí)施形式中，貫穿汽車門的側(cè)面沖撞支架盡管本身不是由換能材料構(gòu)成，但是在碰撞情況中與側(cè)面沖撞支架形成作用連接的車身區(qū)域內(nèi)的一些穩(wěn)定的、與汽車門緊鄰的支撐區(qū)域這樣地具有一些可受控制地被激活的智能的結(jié)構(gòu)，使得這些結(jié)構(gòu)在碰撞情況中通過相應(yīng)的形狀變化分別在側(cè)面進(jìn)入到門區(qū)域中并且通過相應(yīng)地構(gòu)造的接合連接與設(shè)置在汽車門內(nèi)部的側(cè)面沖撞支架形成作用連接，由此側(cè)面沖撞支架以有目的地鐓粗的方式經(jīng)歷一個(gè)所期望的如前所述的彎曲。當(dāng)然也可以考慮一些組合的實(shí)施形式，在這些實(shí)施形式中，不僅在支撐區(qū)域中設(shè)置有換能材料，而且側(cè)面沖撞支架也由換能材料構(gòu)成。也可通過一些傳統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)所述鐓粗或變長，其中這些執(zhí)行機(jī)構(gòu)由于有限的剛度也許對(duì)于碰撞應(yīng)用不是有意義的。
根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思原則上除了包括優(yōu)選選擇及使用由固體構(gòu)成的換能材料——例如形狀記憶金屬或形狀記憶合金、壓電金屬及壓電陶瓷、磁致伸縮合金——外，還可包括選擇及使用粘性的或液態(tài)的換能材料，例如壓電聚合物、電流變或磁流變的流體，但這些流體應(yīng)集成在合適的容器中，以便可以以合適的方式吸收壓力及必要時(shí)承受拉力。因此這種材料能夠通過有目的地產(chǎn)生內(nèi)力來有目的地改變它們的結(jié)構(gòu)力學(xué)上的特性，由此除了已提及的形狀變化性能外也可實(shí)現(xiàn)有目的地調(diào)節(jié)例如結(jié)構(gòu)剛度和/或阻尼特性。
上述換能材料的有目的的激活視所使用的材料的選擇而定以各種方式實(shí)現(xiàn)。例如形狀記憶金屬應(yīng)通過熱的或電熱。能量輸入，即與電激活相聯(lián)系的局部加熱，在所出現(xiàn)的歐姆熱損耗的范圍內(nèi)轉(zhuǎn)瞬間被激活，由此這些材料經(jīng)歷所期望的形狀變化和/或結(jié)構(gòu)變化。以相同的方式，基于壓電效應(yīng)的材料也可被激活到相應(yīng)的形狀變化?；诖胖律炜s效應(yīng)的材料的有目的的激活的另一個(gè)可能性為產(chǎn)生磁場，這些磁場也可短時(shí)間地借助于合適的電磁裝置產(chǎn)生。
對(duì)于上述智能結(jié)構(gòu)的激活需要至少一個(gè)觸發(fā)信號(hào)，該觸發(fā)信號(hào)借助于一些安裝在汽車中的結(jié)構(gòu)力學(xué)的傳感器獲得，這些傳感器記錄在側(cè)面沖撞進(jìn)程中作用在汽車上的能量輸入。這些為了乘客保護(hù)而設(shè)置的措施在這種情況下以能量輸入到汽車后的一個(gè)很小的時(shí)間延遲被激活。但一個(gè)改進(jìn)的實(shí)施形式提出，通過一些合適的設(shè)置在汽車上的傳感器來探測(cè)一個(gè)在時(shí)間上即將發(fā)生的側(cè)面沖撞情況。這例如可通過合適地設(shè)置的無接觸地工作的物距傳感器來執(zhí)行，即所謂的以本身公知的方式基于超聲波技術(shù)、紅外技術(shù)或感應(yīng)技術(shù)的接近傳感器。借助于這樣的接近傳感器可以在真正的由側(cè)面沖撞引起的力輸入緊之前激活上述用于增強(qiáng)汽車門的側(cè)向穩(wěn)定性的保護(hù)機(jī)構(gòu)，由此在該真正的力輸入之前就已經(jīng)形成了最大的穩(wěn)定性并且產(chǎn)生增大的防撞壓部分。合適的傳感器對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是熟知的并且因此在此無需進(jìn)一步描述。
除了使用上述具有相應(yīng)的激活的智能的結(jié)構(gòu)外，也可以被動(dòng)地驅(qū)動(dòng)換能材料，即無需激活。已經(jīng)證明，例如通過使用一個(gè)由形狀記憶金屬制成的水平地位于內(nèi)部地貫穿汽車門的側(cè)面沖撞支架，允許通過在制造技術(shù)上或材料技術(shù)上調(diào)節(jié)剛度變化來實(shí)現(xiàn)與側(cè)面沖撞時(shí)的能量輸入的匹配。在此情況下例如形狀記憶金屬具有超彈性以及基于材料遲滯的結(jié)構(gòu)阻尼，這種結(jié)構(gòu)阻尼在以特殊的方式合適地調(diào)節(jié)的情況下用作吸收變形能量的部件。因此優(yōu)選由固體構(gòu)成的換能材料——所有的前面多次提及的形狀記憶材料，與作用在相應(yīng)的材料上的能量輸入相關(guān)地經(jīng)歷一個(gè)確定的組織變化，該組織變化最后導(dǎo)致依賴于力輸入的材料剛度。此外也可以是，材料剛度的特性除了所提及的能量輸入外通過給材料有目的地供應(yīng)電能來調(diào)節(jié)。這些可能性最后導(dǎo)致這樣的認(rèn)識(shí)，即這種材料可以以非常有利的方式在汽車的領(lǐng)域中用于吸收變形能量。
根據(jù)權(quán)利要求19前序部分的用于增強(qiáng)側(cè)面沖撞時(shí)汽車中的乘客保護(hù)的本發(fā)明方法基于這種認(rèn)識(shí)，在該方法中，側(cè)面沖撞支架和/或圍繞著汽車門的車身區(qū)域內(nèi)的一些支撐區(qū)域可通過受控制地輸入與由碰撞引起的能量輸入無關(guān)的能量形式被激活，由此受控制地導(dǎo)致該側(cè)面沖撞支架與這些支撐區(qū)域之間的作用連接。
本發(fā)明的簡要說明以下參考附圖結(jié)合一些實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行示范性說明，它不是對(duì)普遍性的發(fā)明構(gòu)思的限制。其中圖1處于汽車的車門A門柱與車門B門柱之間的汽車門的示意性縱截面圖，帶有一個(gè)根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的起穩(wěn)定作用的單元；圖2a，b用于帶有車門A、B及C門柱的汽車的替換實(shí)施形式，及圖3帶有垂直延伸的起穩(wěn)定作用的單元的汽車門的示意性側(cè)視圖。
本發(fā)明的實(shí)施方式、實(shí)用性圖1中示出了一個(gè)汽車門1的非常簡化的示意性縱截面圖，該汽車門1設(shè)置在一個(gè)未進(jìn)一步示出的汽車的車門A門柱2與車門B門柱3之間。該汽車門1以本身公知的方式在側(cè)面朝外由一個(gè)外板4、相對(duì)于內(nèi)空間由一個(gè)內(nèi)板5、相對(duì)于車門A門柱2及車門B門柱3各由門側(cè)壁6及7構(gòu)成邊界。在汽車門1的內(nèi)部設(shè)置有一個(gè)側(cè)面沖撞支架8形式的起穩(wěn)定作用的單元，該側(cè)面沖撞支架以圖1中所給出的方式(參見實(shí)線的描繪)以水平的定向貫穿汽車門1?？梢约僭O(shè)，側(cè)面沖撞支架8由換能材料(Wandlerwerkstoff)、優(yōu)選由形狀記憶金屬-合金(NiTi)構(gòu)成并且具有向著外板4凸地彎曲的形狀。擠壓型材狀構(gòu)成的、具有圓形的或帶角的橫截面的側(cè)面沖撞支架8的兩個(gè)端部與門側(cè)邊緣6及7齊平地結(jié)束。附加地，在側(cè)面沖撞支架8的兩個(gè)端部上各設(shè)置有一個(gè)支撐元件9，該支撐元件以門功能、即打開及關(guān)閉、不受不利影響的方式位于開設(shè)在門側(cè)壁6、7中的凹入的輪廓10中。
如果一個(gè)可借助于一些未示出的、合適地設(shè)計(jì)的、無接觸地工作的傳感器檢測(cè)到的、在時(shí)間上緊將發(fā)生的側(cè)面沖撞狀況的情況出現(xiàn)，則由換能材料構(gòu)成的側(cè)面沖撞支架8被通過供給電能這樣地激活，使得基于側(cè)面沖撞支架8的組織變化產(chǎn)生形狀變化，該形狀變化不僅導(dǎo)致側(cè)面沖撞支架8變長，而且導(dǎo)致預(yù)彎曲變大。這個(gè)情況在圖1中通過點(diǎn)劃線的描繪示出。由于側(cè)面沖撞支架8變長，這些支撐元件9分別與對(duì)應(yīng)的車門A門柱2及車門B門柱3形成緊密的壓接觸，該車門A門柱及車門B門柱各設(shè)置有用于支撐元件9的合適的支撐面。車門A門柱2及車門B門柱3是穩(wěn)定的車身區(qū)域，在這些車身區(qū)域之間，變長的側(cè)面沖撞支架8通過相應(yīng)的支撐元件9獲得機(jī)械上穩(wěn)定的支撐。此外，側(cè)面沖撞支架8在車門A門柱2及車門B門柱3上的這種兩側(cè)的支撐起到使側(cè)面沖撞支架8在朝汽車門1的外板4的方向上的彎曲程度變大，由此，相對(duì)于在側(cè)面作用在汽車門1上的力輸入K形成附加的防撞壓部分。
最后，側(cè)面沖撞支架8的可有目的地激活的形狀變化導(dǎo)致?lián)Q能材料的材料剛度提高。由此，側(cè)面沖撞支架8能夠?qū)⒆饔迷谄囬T1上的力輸入K有效地從門區(qū)域?qū)щx，導(dǎo)出到車門A門柱及車門B門柱的穩(wěn)定地構(gòu)造的車身區(qū)域中。同時(shí)，組織變化引起材料阻尼的變化。
基于圖1的實(shí)施例，圖2a及圖2b示出了兩個(gè)起穩(wěn)定作用的單元的共同作用，這些單元沿著一個(gè)汽車側(cè)面設(shè)置在前門及后門中。因此圖2a示出了初始狀態(tài)，而圖2b表示碰撞情況緊之前的被激活的狀態(tài)。
圖2a及圖2b分別示出了兩個(gè)門12及13，它們分別設(shè)置在車門A門柱14與車門B門柱15之間以及車門B門柱15與車門C門柱16之間。可與根據(jù)圖1的實(shí)施例相比較，這些門12及13具有相應(yīng)的構(gòu)造成起穩(wěn)定作用的單元的側(cè)面沖撞支架8。車門B門柱15在根據(jù)圖2a及圖2b示出的實(shí)施例中這樣地構(gòu)造，即它朝著汽車外壁4的方向設(shè)置有一個(gè)可運(yùn)動(dòng)的部件17。該可運(yùn)動(dòng)的部件17的功能可在圖2b中示出的情況狀態(tài)中看出。可以假設(shè)，在碰撞情況中，兩個(gè)側(cè)面沖撞支架8可被激活并且呈現(xiàn)變長的形狀，由此，這些側(cè)面沖撞支架固定地與車門A門柱14及車門B門柱15或者與車門B門柱15及車門C門柱16形成作用連接。這些側(cè)面沖撞支架8通過它們的相應(yīng)的支撐元件9的支撐在車門B門柱15的兩側(cè)這樣地進(jìn)行，即它們不直接壓在車門B門柱15上而是在兩側(cè)壓在所述可運(yùn)動(dòng)的部件17上，如圖2b所示。附加地，在碰撞情況下可由車門B門柱15撐出的阻尼部件18負(fù)責(zé)使可運(yùn)動(dòng)的部件17向汽車門外側(cè)4的方向上間隔開由此提供了另一個(gè)相對(duì)于汽車內(nèi)部區(qū)域附加的防撞壓部分。這些阻尼部件18優(yōu)選與側(cè)面沖撞支架8一樣由一種換能材料制作，例如由可在碰撞情況下以所述方式有目地被激活的形狀記憶材料構(gòu)成。
當(dāng)然，圖2中示出的各個(gè)側(cè)面沖撞支架8由于它們的曲率變化而附加地有助于防撞壓部分的變大，此處無需重復(fù)詳細(xì)探討。
圖3a、圖3b示出了一個(gè)實(shí)施例，在該實(shí)施例中設(shè)置有一個(gè)在汽車門1內(nèi)部垂直地設(shè)置的側(cè)面沖撞支架8，這些側(cè)面沖撞支架的支撐元件9在碰撞情況下與車頂區(qū)域19及門檻區(qū)域20中的穩(wěn)定的車身區(qū)域形成作用連接。圖3b示出了側(cè)面沖撞支架8安裝在門1內(nèi)部時(shí)的截面，該門與


一樣設(shè)置有一個(gè)門外區(qū)域4、一個(gè)門內(nèi)區(qū)域5。在碰撞情況下，側(cè)面沖撞支架8借助設(shè)置在兩個(gè)端部上的支撐元件9與車頂結(jié)構(gòu)19以及與門檻區(qū)域20形成作用連接。
當(dāng)然，根據(jù)圖3的垂直地延伸的側(cè)面沖撞支架裝置以及根據(jù)圖1及圖2的水平地定向的側(cè)面沖撞支架裝置可以在單個(gè)汽車門內(nèi)部任意地組合。
參考標(biāo)號(hào)清單1汽車門2車門A門柱3車門B門柱4車門外側(cè)5車門內(nèi)側(cè)
6、7車門側(cè)壁區(qū)域8側(cè)面沖撞支架9支撐元件10凹入的輪廓11配合輪廓12、13汽車門14車門A門柱15車門B門柱16車門C門柱17可運(yùn)動(dòng)的部件18阻尼部件19車頂車身區(qū)域20門檻車身區(qū)域
權(quán)利要求
1.用于在側(cè)面沖撞時(shí)或者在類似于側(cè)面沖撞的、其中能量輸入基本上在側(cè)面作用在汽車的門區(qū)域上的碰撞時(shí)的乘客保護(hù)的汽車用的裝置，其中一個(gè)汽車座位于汽車門的背對(duì)能量輸入的側(cè)上，該裝置具有至少一個(gè)針對(duì)基本上在側(cè)面作用在該汽車門上的能量輸入使該汽車門穩(wěn)定的單元，該單元設(shè)置有至少一個(gè)在內(nèi)部貫穿該汽車門的側(cè)面沖撞支架，該側(cè)面沖撞支架在碰撞情況下與圍繞著該汽車門的穩(wěn)定的車身區(qū)域內(nèi)的至少兩個(gè)支撐區(qū)域形成作用連接，其特征在于所述側(cè)面沖撞支架和/或所述圍繞著該汽車門的車身區(qū)域內(nèi)的這些支撐區(qū)域設(shè)置有至少一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，該執(zhí)行機(jī)構(gòu)可通過一種與由碰撞引起的能量輸入無關(guān)的能量形式的受控制的輸入被激活并且受控制地導(dǎo)致該側(cè)面沖撞支架與這些支撐區(qū)域之間的作用連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于該作用連接是沿著至少一個(gè)被定義地預(yù)給定的接合面的、可脫開地固定的接合連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的裝置，其特征在于該作用連接是形狀鎖合連接，它具有一個(gè)可主動(dòng)控制的鎖止機(jī)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中一項(xiàng)的裝置，其特征在于該執(zhí)行機(jī)構(gòu)可被電動(dòng)地或磁動(dòng)地、液壓地或氣動(dòng)地、或者煙火技術(shù)地激活。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中一項(xiàng)的裝置，其特征在于該起穩(wěn)定作用的單元具有至少一個(gè)智能的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)基于至少一種換能材料通過受控制的能量輸入經(jīng)歷一個(gè)使該起穩(wěn)定作用的單元加強(qiáng)的作用和/或通過形狀變化起機(jī)械地支撐的作用。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的裝置，其特征在于該換能材料由下面的材料類別的至少一種構(gòu)成壓電陶瓷、壓電聚合物、電致伸縮陶瓷、電流變流體、聚合物膠、磁流變流體、形狀記憶合金、形狀記憶聚合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6的裝置，其特征在于該側(cè)面沖撞支架或該側(cè)面沖撞支架的至少一部分由換能材料構(gòu)成并且在側(cè)面沖撞情況緊之前或期間這樣地經(jīng)歷一個(gè)形狀變化，使得該側(cè)面沖撞支架在兩側(cè)伸出汽車門之外并且與穩(wěn)定的車身區(qū)域內(nèi)的相鄰的支撐區(qū)域形成機(jī)械上固定的接合連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中一項(xiàng)的裝置，其特征在于這些穩(wěn)定的車身區(qū)域是汽車的車門A門柱與車門B門柱，車門A門柱與車門C門柱和/或車門B門柱與車門C門柱；該側(cè)面沖撞支架基本上水平地貫穿汽車門。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至7中一項(xiàng)的裝置，其特征在于這些穩(wěn)定的車身區(qū)域是汽車的車頂區(qū)域及底部區(qū)域；該側(cè)面沖撞支架基本上垂直地貫穿汽車門。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中一項(xiàng)的裝置，其特征在于該側(cè)面沖撞支架以長形的擠壓型材的形式構(gòu)造。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的裝置，其特征在于該擠壓型材整體地或部分地由所述換能材料構(gòu)成，優(yōu)選由形狀記憶金屬或形狀記憶合金構(gòu)成。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11的裝置，其特征在于該擠壓型材分別在其相反的端部區(qū)域上設(shè)置由換能材料構(gòu)成的區(qū)域。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至11中一項(xiàng)的裝置，其特征在于該側(cè)面沖撞支架具有一個(gè)縱向延伸，沿著該縱向延伸該側(cè)面沖撞支架具有一個(gè)朝著在側(cè)面沖撞進(jìn)程中由碰撞引起的能量輸入的、具有一個(gè)第一曲率半徑的曲率；該側(cè)面沖撞支架在側(cè)面沖撞情況緊之前或期間這樣地經(jīng)歷一個(gè)形狀變化，使得該側(cè)面沖撞支架獲得一個(gè)具有一個(gè)可受控制地調(diào)節(jié)的第二曲率半徑的曲率，該第二曲率半徑小于所述第一曲率半徑。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的裝置，其特征在于該側(cè)面沖撞支架在所述第二曲率半徑的狀態(tài)中，與該側(cè)面沖撞支架具有所述第一曲率半徑時(shí)的狀態(tài)相比，占據(jù)一個(gè)逆著能量輸入作用在汽車門上的方向凸出的空間的位置并且因此提供一個(gè)附加的防撞壓部分。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14的裝置，其特征在于該側(cè)面沖撞支架的形狀變化可通過在兩側(cè)握持該側(cè)面沖撞支架的端部方式借助于一些設(shè)置在這些穩(wěn)定的支撐區(qū)域中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)來受控制地鐓粗該側(cè)面沖撞支架引起；和/或該側(cè)面沖撞支架的形狀變化可通過所述至少部分地由換能材料構(gòu)成的側(cè)面沖撞支架的可受控制地激活的內(nèi)在的組織變化的方式來引起。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至15中一項(xiàng)的裝置，其特征在于這些支撐區(qū)域各設(shè)置有一個(gè)具有智能的結(jié)構(gòu)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)；在側(cè)面沖撞情況之前或期間，這些支撐區(qū)域中的智能的結(jié)構(gòu)分別與所述側(cè)面沖撞支架形成作用連接并且與該側(cè)面沖撞支架形成一個(gè)構(gòu)成傳力鏈的和/或形狀鎖合的接合連接。
17.根據(jù)權(quán)利要求5至16中一項(xiàng)的裝置，其特征在于所述智能的結(jié)構(gòu)作為自動(dòng)調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)基于電子自適應(yīng)(Adaptronik)地工作。
18.根據(jù)權(quán)利要求1至16中一項(xiàng)的裝置，其特征在于所述智能的結(jié)構(gòu)作為自動(dòng)調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)基于電子機(jī)械(Mechatronik)地工作。
19.用于在側(cè)面沖撞時(shí)或者在類似于側(cè)面沖撞的、其中能量輸入基本上在側(cè)面作用在汽車的車門區(qū)域上的碰撞時(shí)加強(qiáng)乘客保護(hù)的方法，其中一個(gè)汽車座位于汽車門的背對(duì)能量輸入的側(cè)上，其中設(shè)置有至少一個(gè)針對(duì)基本上在側(cè)面作用在該汽車門上的能量輸入使該汽車門穩(wěn)定的單元，該單元設(shè)置有至少一個(gè)在內(nèi)部貫穿該汽車門的側(cè)面沖撞支架，該側(cè)面沖撞支架在碰撞情況下與圍繞著該汽車門的、穩(wěn)定的車身區(qū)域內(nèi)的至少兩個(gè)支撐區(qū)域形成作用連接，其特征在于所述側(cè)面沖撞支架和/或所述圍繞著該汽車門的車身區(qū)域內(nèi)的這些支撐區(qū)域可借助于受控制輸入與由碰撞引起的能量輸入無關(guān)的能量形式這樣地激活，使得受控制地導(dǎo)致該側(cè)面沖撞支架與這些支撐區(qū)域之間的作用連接。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其特征在于該側(cè)面沖撞支架的和/或這些支撐區(qū)域的激活借助于至少一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)施。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，其特征在于所述至少一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的激活導(dǎo)致該側(cè)面沖撞支架與這些支撐區(qū)域之間的形狀鎖合的鎖止。
22.根據(jù)權(quán)利要求19至21中一項(xiàng)的方法，其特征在于該側(cè)面沖撞支架和/或這些支撐區(qū)域借助于一些由智能的結(jié)構(gòu)構(gòu)成的執(zhí)行機(jī)構(gòu)構(gòu)造，這些執(zhí)行機(jī)構(gòu)能夠基于至少一種換能材料進(jìn)行可控制地激活的形狀變化，通過該形狀變化產(chǎn)生所述作用連接。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其特征在于該側(cè)面沖撞支架至少部分地由換能材料構(gòu)造并且在碰撞情況下通過激活經(jīng)歷一個(gè)長度增大，通過該長度增大，該側(cè)面沖撞支架在兩側(cè)以它的端部伸入到所述支撐區(qū)域中，在這些支撐區(qū)域內(nèi)，該側(cè)面沖撞支架的這些端部與這些支撐區(qū)域進(jìn)入緊密的作用連接。
24.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其特征在于這些支撐元件在側(cè)面沖撞的情況中這樣地經(jīng)歷一個(gè)形狀變化，使得該側(cè)面沖撞支架的這些端部被構(gòu)成傳力鏈地和/或形狀鎖合地握持。
25.根據(jù)權(quán)利要求19至24中一項(xiàng)的方法，其特征在于所述激活由一些設(shè)置在汽車上的傳感器觸發(fā)，借助于這些傳感器探測(cè)緊將發(fā)生的碰撞。
全文摘要
用于在側(cè)面沖撞時(shí)或者在類似于側(cè)面沖撞的、其中能量輸入基本上在側(cè)面作用在汽車的門區(qū)域上的碰撞時(shí)的乘客保護(hù)的汽車用的裝置及方法，其中一個(gè)汽車座位于汽車門的背對(duì)能量輸入的側(cè)上，具有至少一個(gè)針對(duì)基本上在側(cè)面作用在該汽車門上的能量輸入使該汽車門穩(wěn)定的單元，該單元設(shè)置有至少一個(gè)在內(nèi)部貫穿該汽車門的側(cè)面沖撞支架，它在碰撞情況下與圍繞著該汽車門的、穩(wěn)定的車身區(qū)域內(nèi)的至少兩個(gè)支撐區(qū)域形成作用連接。其中，所述側(cè)面沖撞支架和/或所述圍繞著該汽車門的車身區(qū)域內(nèi)的支撐區(qū)域設(shè)置有至少一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，該執(zhí)行機(jī)構(gòu)可通過一種與由碰撞引起的能量輸入無關(guān)的能量形式的受控制的輸入被激活并且受控制地導(dǎo)致該側(cè)面沖撞支架與這些支撐區(qū)域之間的作用連接。
文檔編號(hào)B62D25/04GK1849227SQ200480025762
公開日2006年10月18日 申請(qǐng)日期2004年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月8日
發(fā)明者托比亞斯·梅爾斯, 米夏埃多·馬蒂亞斯, 蒂洛·拜恩, 埃里克·齊默爾曼 申請(qǐng)人:福雷奇亞內(nèi)室系統(tǒng)有限公司