(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
衝突エネルギーの適応崩壊のための装置であって、
・変形部材（ＤＥ）と、
・アクチュエータ装置（ＡＫＴ）とを有しており、
前記変形部材（ＤＥ）は、衝突エネルギー崩壊のために一方向で第１の運動を行って、先細りにされ、
前記アクチュエータ装置（ＡＫＴ）は、制御信号に依存して、前記適応崩壊のために前記先細りを調節する、衝突エネルギーの適応崩壊のための装置において、
前記アクチュエータ装置（ＡＫＴ）は、前記第１の運動の方向の軸における第２の運動用に構成されており、当該第２の運動によって前記先細りが調節され、
当該第２の運動の結果、前記アクチュエータ装置（ＡＫＴ）は、前記変形部材（ＤＥ）が通される各開口部を備えた少なくとも１つの型プレート（ＭＦ、ＭＰ１、ＭＰ２）を前記先細りの調節のために抑え、当該アクチュエータ装置（ＡＫＴ）によって抑えられる前記型プレート（ＭＦ、ＭＰ１、ＭＰ２）の数は制御信号に依存しており、
抑えられている各型プレートによって、前記変形部材（ＤＥ）が先細りにされる、
ことを特徴とする、衝突エネルギーの適応崩壊のための装置。
【請求項２】
抑えられていない型プレートは、軸に対して垂直に押し出され、
当該型プレートはそれぞれ複数のセグメントを有している、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記装置は弾性部材（ＥＥ）を有しており、前記変形部材（ＤＥ）が動く前に当該弾性部材（ＥＥ）が第１の所定の経路（ΔＬ２）を受容するように、当該弾性部材は被着されている、請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
前記装置の初期設定では、前記変形部材（ＤＥ）の最大先細りが設定されており、全ての型プレート（ＭＰ）が抑えられる、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項５】
前記各型プレートは、最大開口部を備えた型プレートを除いて、それぞれ少なくとも１つの目標分裂箇所を有しており、
当該型プレートが前記アクチュエータ装置（ＡＫＴ）によって抑えられていない場合に当該目標分裂箇所は前記変形部材（ＤＥ）の前記第１の運動によって分裂する、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つの型プレート（ＭＰ１、ＭＰ２）は、摩擦を低減するためのコーティングを有している、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項７】
前記装置は、衝突速度および／または衝突速度変化および／または侵入距離を測定する速度センサを有しており、当該速度センサの出力信号に基づいて、前記制御信号が形成される、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項８】
前記アクチュエータ装置（ＡＫＴ）は、誘導的に操作可能である、請求項１から７までのいずれか１項記載の装置。
【請求項９】
前記アクチュエータ装置（ＡＫＴ）が前記各型プレート（ＭＰ１、ＭＰ２）に対して各管止め輪を結びつけるようにして、前記アクチュエータ装置（ＡＫＴ）は前記各型プレート（ＭＰ１、ＭＰ２）を抑える、請求項１から８までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１０】
衝突エネルギーの適応崩壊のための方法であって、
・衝突エネルギー崩壊のために変形部材（ＤＥ）に一方向で第１の運動をさせて当該変形部材（ＤＥ）を先細りにし、
・制御信号に依存して、アクチュエータ装置（ＡＫＴ）によって、前記適応崩壊のために前記先細りを調節する方法において、
前記方向の軸において前記アクチュエータ装置（ＡＫＴ）に第２の運動をさせ、当該第２の運動によって前記変形部材（ＤＥ）の先細りを調節し、
当該第２の運動の結果、前記アクチュエータ装置は、前記変形部材（ＤＥ）が通される各開口部を備えた少なくとも１つの型プレートを前記先細りの調節のために抑え、当該アクチュエータ装置（ＡＫＴ）によって抑えられる前記型プレートの数は制御信号に依存しており、
抑えられている各型プレートによって、前記変形部材（ＤＥ）を先細りにさせる、
ことを特徴とする、衝突エネルギーの適応崩壊のための方法。
【請求項１１】
前記変形部材（ＤＥ）が少なくとも１つのボルト（ＢＺ）によって、各開口部を通る前記第１の運動のために押圧される、請求項１から９までのいずれか１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
従来技術
本発明は、独立請求項の上位概念に記載された、衝突エネルギーの適応崩壊装置および適応崩壊方法に関する。
【０００２】
ＥＰ１７９２７８６Ａ２号から、クラッシュボックスが知られている。このクラッシュボックスは、長手軸方向担体側のフランジプレートを備えたケーシング状の変形プロファイルを有しており、フラットな構造物として金属薄板から形成される。この変形プロファイルは、２つのシェル部分から成る。ここで各シェル部分には、フランジプレート部分が形成されている。これらのシェル部分は、金属薄板から成る原板が折られ、次に組み合わされて、抵抗溶接点によって相互に継ぎ合わされる。これは従来のクラッシュボックスであり、衝突過程にそれぞれ適応されることはない。しかしこのような適応は、例えばＤＥ１９７４５６５６Ａ１号から知られている。この文献では自動車用の衝突緩衝器が提案されており、ここではプレクラッシュ信号に依存して変形が制御される。このプレクラッシュ信号は、レーダーセンサ装置等の周辺視認センサ装置の信号または衝突信号である。変形部材においてスライダーが力方向に対して垂直に動き、これによって変形部材を止めることが提案されている。従ってこの力作用によって変形部材が、この抑止による可塑性の変形によって、衝突エネルギーを崩壊させる。このような変形部材を複数、平行に配置することまたは相互に入れ込んで構成するによって、衝突過程への適応が可能になる。別の例として、先細りによって、衝突エネルギーを崩壊させるために変形部材を利用することが提案されている。ここでは先細りのための１つの部材が固定されており、別の部材はスライダーによって解放され、これによって先細りが低減される。
【０００３】
スライダーの運動は半径方向、すなわち、力方向に対して垂直、ひいては変形部材の長手方向に対して垂直に行われる。変形部材は通常、所定の壁厚を備えた円筒である。
【０００４】
本発明の開示
本発明による衝突エネルギーの適応崩壊装置および適応崩壊方法は、従来技術に対していわゆる型プレートによって変形部材の多段の先細りを容易に行うことができる、という利点を有している。この型プレートは開口部を有しており、変形部材はこの開口部を通される。これは、アクチュエータ装置が、変形部材が動く方向と同じ方向に動き、アクチュエータ装置が軸方向に動かされることによって可能になる。このような配置構成によって、任意の数の型プレートを、アクチュエータ装置によって抑える、先細りのために用いることが可能になる。これによって、先細りの非常に精確な駆動制御ないしは調整を容易に行うことができる。従来技術のコンセプトでは、これは可能ではない。さらに本発明の装置では、従来技術の場合のように、型プレートを抑える、いわゆるスライダーが衝突エネルギーに耐える必要はなく、衝突エネルギーに対する支えは、例えばケーシングを介して行われる。従って、スライダーを有しているアクチュエータ装置がより容易に製造され、それほど堅固に製造される必要はない。
【０００５】
本発明ではこの装置は例えば、少なくとも、アクチュエータ装置を制御信号に依存して駆動制御するために接続端子を有している適応クラッシュボックスである。発展形態においては、衝突過程ないしはプレクラッシュ過程を検出するために、装置自体が固有の制御機器および／またはセンサ装置を有することができる。ここで制御機器はこのようなセンサ信号を処理し、これに依存して制御信号を形成する。
【０００６】
衝突エネルギーの適応崩壊とは、衝突によって生じる衝突エネルギーがクラッシュボックスによって、適切に、可塑性の変形によって、少なくとも部分的に受容されることを意味している。この適応崩壊によってコストが省かれる。乗員保護並びに相手側保護、すなわち事故の相手車の乗員の保護がこれによって改善される。
【０００７】
変形部材は例えば、鋼から成る円筒である。これは衝突過程において、本発明の装置によって先細りにされ、可塑性の変形であるこの先細りによって、衝突エネルギーが解体される。鋼の他に別の材料、例えばプラスチックまたは材料化合物等が使用される。しかし別の幾何学的な形状、例えば円すい、楕円形の横断面を有する円筒また、長方形や正方形の形状も可能である。同じように、その壁厚が長手方向にわたって一定ではない幾何学的形状、例えば、壁厚が増していく円筒状の管も使用可能である。変形部材は殊に中空であり、例えば単なる管であってもよく、また中央部分ないしは複数の中空空間である場合には、中空空間内に様々な材料が充填されていてもよい。これは例えばアルミニウムバブルである。このアルミニウムバブルは、折り曲げに対する高い頑強性の他に、次のような利点を提供する。すなわち、高いエネルギー吸収を保証することができるか、または小さい管直径を使用することができるという利点を提供する。充填材料を効果的に利用する別の選択肢は、管ないしは円筒の薄い壁厚を用いる、ということである。本発明は殊に、本発明による装置の非常にコンパクトな構造を可能にし、これによって、別の構造グループのための構造空間が節約される。
【０００８】
変形部材が動く方向は通常、衝突方向である。正面衝突の場合にはこれは、車両長手軸方向である。車両長手軸方向は通常、Ｘ方向とも称される。このような運動によって、変形部材は型プレートに対して動かされ、型プレートのその時々の開口部を通る。これによって、先細り、ひいては可塑性の変形によって衝突エネルギーの崩壊が生じる。
【０００９】
アクチュエータ装置は衝突過程に適応するために必須であり、通常、アクチュエータ装置は、アクチュエータおよびスライダーを有している。これらはそれぞれ、アクチュエータ状態に応じて、軸方向、すなわち、例えば車両長手軸方向で、出し入れされる。ここでアクチュエータは個々のスライダーを動かすことができるが、複数のスライダーを動かすこともできる。必要なスライダーの数は、型プレートのコンセプトに依存している。スライダーは、ケーシングおよびプレートに対して遊びを有している。従ってアクチュエータ装置はこのスライダーを非常に僅かな摩擦損失で動かすことができる。これによって、非常に短い操作時間が得られる。
【００１０】
アクチュエータに対する主要な要求は、速い調整速度である。アクチュエータは無段階に作動することができる。ここで複数の段階における調節が有利である。なぜなら、最終的に迅速性が得られるからである。質量および摩擦が少ない場合には、高いアクチュエータ動性が保証され、切換え経路は短くなる。切換え経路は型プレートの最適な成形によってさらに短くなり、例えば外径での厚さを薄くすることによってさらに短くなる。
【００１１】
制御信号とは、アクチュエータ装置に、相応の先細りを調節させる信号である。制御信号は装置外部、例えば安全制御機器、殊にエアバッグ制御機器から生じ得る。しかし制御信号が、装置内部で形成されてもよく、これは例えば固有の制御機器または相応の制御回路によって形成され得る。ここでこの制御信号はアナログであっても、デジタルであってもよい。デジタルの場合には、アクチュエータ装置による相応の評価が必要になる。簡単な実施形態では制御信号は例えば３つのレベルだけから成り、これによってアクチュエータ層の３つの異なる状態をシグナリングする。本発明ではアクチュエータ装置は、第１の運動方向の軸で動く。これはすなわち衝突方向ないしは変形部材の運動方向と同軸である。この方向におけるアクチュエータ装置の運動によって、先細りが調節される。ここで、アクチュエータ装置の運動によって、変形部材が通るその時々の開口部を備えた少なくとも１つの型プレートが、先細りを調節するために抑えられる。ここで、次のことに留意されたい。すなわち、より大きい開口部を備えた少なくとも１つの別の型プレートが固定的に調整され、常に先細りを生じさせ、これはアクチュエータ装置によっても全く影響されない、ということに留意されたい。ここで開口部は円形、楕円形または長方形、六角形または別の形状を有することができる。抑えられるべき型プレートの数は、制御信号によって決定される。それぞれ異なる開口部を備えた種々の型プレートが使用される場合、これによって、適応した先細りが行われる。従ってアクチュエータ装置によって、幾つの型プレートが並んで接続されるのかが決められる。スライダーによって抑えられる型プレートが１つだけであっても、先細りを生じさせることができる。なぜなら、そうでない場合には、変形部材はこの型プレートを、設けられている目標分裂箇所に基づいて分裂させ、発生しているセグメントを外側へ、中空空間へと動かすからである。
【００１２】
型プレートは、非常に堅固な材料から成るプレートであり、衝突時に変形部材を、より小さい直径になるように可塑性に変形させる。変形部材と型プレートの直径の差が大きくなるほど、より多くのエネルギーが吸収される。型プレートは少なくとも１つの目標分裂箇所から成る。しかし有利には、全て１２０°で配置されている３つの目標分裂箇所が設けられている。これらの目標分裂箇所が分裂すると、型プレートは３つの部分に分かれる。型プレートがスライダーによって軸方向で支持されている場合には、これらの目標分裂箇所は分裂せず、変形部材が先細りにされる。しかし型プレートがスライダーによって支持されていない場合には、目標分裂箇所は、変形部材が入り込むことによって分かれる。先細りを生じさせない３つのセグメントが生じる。
【００１３】
択一的に型プレートは、直接的に少なくとも２つの個々のセグメントから製造される。これは、目標分裂箇所を製造するコストを省くが、このために、個々のセグメントをセンタリングするのには手間がかかる。
【００１４】
従属請求項に記載されている手法および発展形態によって、独立請求項に記載された装置ないしは独立請求項に記載された方法の有利な改善が可能である。
【００１５】
さらに、有利には、装置は弾性部材を有している。これは次のように取り付けられている。すなわち、変形部材が動く前にこの弾性部材が第１の所定の距離を受容するように取り付けられている。すなわち、この弾性部材によって短い距離が奪われ、変形部材の先細りが生じない。このような相対的に小さい距離変化によって、侵入距離および侵入速度の測定を実行することが可能になる。これは、衝突構造体の剛性を調整するのに有利である。この弾性部材はさらに、非常に小さい力レベル、例えば駐車時接触を吸収するのを可能にする。これは時速５キロを下回る衝突であり、ダメージを伴わない。さらに弾性部材は、正面構造全体の組み込み公差の補償に用いられる。さらにこれによって、本発明の装置は、軸方向で、衝突構造体に完全には作用しない衝突に対してより頑強になる。従って傾斜部分によるいわゆる現実世界の衝突がこれによって部分的に補償される。弾性部材は例えばバネであり、これは変形部材内に存在し、有利には横方向担体の側面に存在する。択一的にこのバネ部材は、ゴム状のプラスチックから製造される。
【００１６】
さらに、有利には、装置の初期設定では、変形部材の最大先細りが設定されており、全ての型プレートが抑えられる。換言すれば初期設定、すなわち初期状態では、常に、本発明の装置ないしは方法は重度の衝突に合わせて設計されており、従って、変形部材の最大先細りが設定されている。制御信号によって、型プレートを解放し、先細りを低減することができる。これによって、固有の車両に対する最大自己保護が得られる。これは例えば次のことによって実現される。すなわち、１つまたは複数のバネによって、アクチュエータの操作なしに、全ての型プレートが抑えられることによって実現される。別の方法の設定でも標準で全ての型プレートが抑えられ、これによって最大の先細りが実現される。従って初期設定は、アクチュエータ装置を制御信号によって操作せずに存在している設定である。最大の先細りは、最も小さい直径を有する型プレートによって得られる先細りである。しかしこれを徐々に、すなわち最大の開口部と最小の開口部との間で行うことによって、力を衝突させること無く、移行が実現される。通常は、最大直径と最小直径との間の開口部を備えた別の型を有している。
【００１７】
さらに、有利には、最大開口部を有する型プレートを除いた、各型プレートはそれぞれ、少なくとも１つの目標分裂箇所を有している。これは、アクチュエータによって各型プレートが抑えられていない場合には、変形部材が動くことによって分かれる。目標分裂箇所は、抑えられていないときに分裂するので、型プレートないしはその残りのセグメントはこの場合にはラジアル方向で側方へ、変形部材によって押し出され、先細りには用いられない。しかし本発明で重要なのは、より大きい直径を有する型プレートが抑えられることなく、各型プレートが個々に駆動制御されるということである。しかし通常は、第１の型プレートが、上述したように固定的に組み込まれている。従ってこれは、アクチュエータ装置によって抑えられない、または抑えられる必要がない。型プレート内の目標分裂箇所は、レーザビーム法または水柱法によって実現される。これによって、プレートの容易な製造およびより良い操作が可能になる。なぜならこれらは自身でセンタリングするからである。
【００１８】
さらに、有利には、少なくとも１つの型プレートは、摩擦を低減するためのコーティングを有している。これによって、型プレートセグメントのラジアル方向押し出しの際の摩擦を低減することができ、これによって、この押し出しを容易にすることができる。このコーティングは例えば、テフロンまたは滑りコーティングによって行われる。同様に、型プレートの外径でのコーティングが有利である。これによってスライダーと型プレートとの間の摩擦が低減される。
【００１９】
さらに、有利には、この装置は、衝突速度を検出する速度センサを有している。ここではこのセンサの出力信号に基づいて、制御信号が形成される。この速度センサは例えばレーダーであり、これは変形部材の中央軸に配置されており、通常は中空である変形部材を監視し、これによって衝突対象物を検出し、衝突直前に衝突速度も求めることができる。さらにこれによって、制限されているが、プレクラッシュ分析も可能である。容量性、誘導性、光学式、超音波またはリニアポテンショメータであり得るこの速度センサの信号の他に、別のセンサ、例えばプレクラッシュセンサの信号でもよい。これは例えばレーダー、モノラルビデオまたはステレオビデオまたは容量性センサである。有利には、このような構成によって、車両正面での加速度センサである、いわゆるアップフロントセンサを組み込む必要がなくなる、またはこれが直接的に本発明の装置内に組み込まれる。
【００２０】
さらに、有利には、アクチュエータ装置は誘導的に操作可能である。装置が初期設定状態にある場合、すなわち、全ての型プレートが抑えられ、最大の先細りが設定されている場合には、アクチュエータ装置の誘導性の構造によって、例えばコイルの励磁によって、スライダーがアクチュエータ装置内に戻され、これによって型プレートが抑えられなくなる。従って、この場合には型プレートは変形部材によって押し出され得る。ここで例えば、抑えられている型プレートに対して、別のコイルが加えられる。しかし電流強度を介してもこれを調節することができる。
【００２１】
さらに、有利には、アクチュエータ装置は各型プレートを次のように抑える。すなわち、アクチュエータ装置が各型プレートに対して、各管止め輪を結び付けるようにして抑える。アクチュエータ装置によって、例えばピンが、管止め輪内に挿入され、これによって管止め輪を固定的に保持する。また、ピンが引き抜かれると、これはもはや保持されず、相応の型プレートが押し出される。このような構成の場合でも、元来の状態のコンセプトは、先細りが無電流状態において、最大である、とうことである。通電されていない状態において、各型プレートは自身の属する管止め輪によって抑えられ、この管止め輪が共通のピンによって保持される。軽度の衝突が検出されると、アクチュエータ装置はこのピンを戻し、これによって、１つまたは複数の型プレートが管止め輪によって抑えられなくなり、該当する型プレートの目標分裂箇所が分かれる。利点は、１つのアクチュエータと１つのピンだけしか必要でない、ということである。しかし、その中に必要に応じて管止め輪の弓形部分が動いて行く中空空間（構造空間）がより大きく設計されていなければならない。
【００２２】
有利には、変形部材はボルトによって、型プレートの開口部を通って押圧される。このために、変形部材は、はじめに開口部を通る終端部で、少なくとも部分的に閉鎖されている。従って、ボルトはこの閉鎖された終端部に対して案内される。これによって、一種の深絞り加工が存在する。ボルトはここで、横方向担体と次のように接続されている。すなわち、ボルト上での衝突が、衝突方向に力を及ぼすように接続されている。これによって、ボルトは変形部材を、各開口部を通るように押圧する。
【００２３】
本発明の実施例を図示し、以下の明細書でより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明による装置の第１の断面図
【図２】本発明による方法のフローチャート
【図３】本発明による装置の第２の断面図
【図４】当該実施形態の平面図
【図５】変形部材の種々の形状
【図６】力経過特性ダイヤグラム
【図７】別の力経過特性ダイヤグラム
【図８】管止め輪原理を使用している、本発明による装置の平面図
【図９】当該実施形態の断面図
【図１０】本発明による装置の別の実施形態
【実施例】
【００２５】
図１は、変形部材ＤＥを有する本発明の装置を示している。この変形部材は軸方向で、衝突方向ＣＲに配向されている。すなわち衝突ないしは衝突力が変形部材ＤＥを長手方向、または軸方向で型プレートＭＦないしはＭＰ１およびＭＰ２の方向へと押す。しかし、軽度の衝突、例えば軽い駐車時接触を除外するために、事前に、弾性部材ＥＥが圧縮されていなければならない。これによって、本発明の装置を使用する車両の修理コストが低減される。この弾性部材ＥＥは従って通常は、圧縮可能な弾性材料、およびゴム等の材料または相応のプラスチックから製造される。弾性部材ＥＥは、例えば金属から成る少なくとも１つのバネとして構成されてもよい。変形部材ＤＥが例えば円筒として構成されている場合には、このことは、この場合にリングとして構成されている弾性部材ＤＥに対しても当てはまる。これは図面においても、破線で示されている対称軸によって表されている。
【００２６】
変形部材ＤＥはまず、ケーシングＧ上に支承された型プレートＭＦによって、先細りにされる。この型プレートＭＦは固定されており、常に、変形部材ＤＥを先細りにさせる。別の型プレートＭＰ１、ＭＰ２と並んで、この型プレートＭＦも、変形部材ＤＥよりも硬い材料から製造されている。これによって、変形部材ＤＥの先細りが可能になる。そうでない場合には、型プレートＭＦが変形されてしまうだろう。ケーシングＧ上の支承によって、加えられた衝突力はケーシングＧを介して、長手方向担体等に導出される。しかしこの可塑性の変形によって既に、型プレートＭＦによって衝突エネルギーが解体される。
【００２７】
弾性部材ＥＥは、衝突過程に対するノイズスレッショルドのように作用する。すなわち、衝突過程の特定の強さを越えてはじめて、さらなる圧縮が可能でない程に弾性部材ＥＥが圧縮され、これによって変形部材ＤＥが型プレートＭＦ、ＭＰ１およびＭＰ２の方向へと動かされる。従って、変形部材ＤＥは、このノイズスレッショルドを上回った後には、常に、型プレートＭＦによって可塑性に変形される。さらなる型プレートＭＰ１およびＭＰ２は、必要に応じて、アクチュエータ装置ＡＫＴによって抑えられ、さらなる先細りが行われる。従ってこのような型プレートＭＰ１ないしＭＰ２によって、衝突過程に対する適応化が行われる。すなわち、衝突過程が強くなるほど、より多くの型プレートが使用される。図１では、型プレートが３つだけ示されている。しかし、これをさらに細分化することができる。ここでは３つより多くの型プレートが使用される。本発明では、任意の数のこのような型プレートの駆動制御が可能である。アクチュエータ装置ＡＫＴは、衝突方向ＣＲにおける運動を生じさせ、ひいては変形部材ＤＥの長手方向、従って軸方向における運動を生じさせる。ここで型プレートＭＦは常にケーシングＧによって支承されているので、アクチュエータ装置はこの型プレートＭＦの後方に配置され、これによって、他の型プレートＭＰ１ないしＭＰ２が必要時に抑えられ、変形部材ＤＥが付加的に先細りにされる。これによって、衝突エネルギーがさらに解体される。アクチュエータ装置ＡＫＴは制御信号に応答する。この制御信号は、ここには示されていないが、本発明による装置外から生じ得る。制御信号は例えばエアバッグ制御機器から生じる。しかしこのような制御機器が装置自体内に存在していてもよく、これによって、制御信号はセンサ信号に基づいて、または制御機器の別の信号に基づいて形成される。ビデオ、レーダー、ライダー等の周辺視認の他に、制動信号等の別のプレクラッシュ信号または別のＥＳＰ信号またはナビゲーションデータも、衝突をより良くあらわすために使用可能である。
【００２８】
この実施例では、回転軸にセンサ装置Ｓが配置されている。これは例えば、レーダーであり、変形部材ＤＥをのぞき見て、衝突対称物を監視し、これによって衝突速度が定められる。このようにして、レーダーセンサのセンサ信号がさらに処理されて、制御信号が得られる。このセンサは、ワンチップレーダーの代わりに、別の特性も有することができる。これは例えばライダー、超音波センサ、誘導性センサまたは容量性センサである。
【００２９】
先細りによって解体されるエネルギーは、変形部材ＤＥの材料選択並び壁厚および、場合によっては変形部材ＤＥの充填物にも依存する。これによって解体されるべき最大エネルギーは、前もって、車両タイプおよび仕様に応じて定められる。
【００３０】
図２は、フローチャートで、本発明の方法を示している。ステップ２０１では、センサ装置Ｓは衝突速度、時間にわたった衝突速度変化および衝突対象物上での侵入距離を検出する。ステップ２２０では、これに依存して、アクチュエータ装置ＡＫＴによって、必要な先細りの調節が行われる。これは例えば表を介して行われ、この表では、衝突速度が特定の先細りに割り当てられている。衝突によって、ステップ２００では、弾性部材ＥＥによって定められたノイズスレッショルドを上回った後に、変形部材ＤＥが型プレートＭＦ、ＭＰ１およびＭＰ２の方向へ動く。すなわち相応に調整された先細りによって、相応する型プレートがアクチュエータ装置ないしはそのスライダーによって抑えられ、変形部材ＤＥはセンサ装置Ｓ上での衝突方向での運動時に先細り、これによって衝突エネルギーが可塑性の変形によって崩壊する。さらなるエネルギーがケーシングＧを介して導出される。
【００３１】
図３は、本発明による装置の例示的な構造を示している。ここでも矢印ＣＲによって、衝突方向が示されている。衝突対象物はまずは、バンパーにぶつかる（図示されていない）。この衝突は直接的に、横方向担体ＱＴへ伝達される。横方向担体は、実質的に車両安定性および衝突安全性に寄与しており、２つの長手方向担体ないしは２つの衝突構造体を相互に接続している。センサから到来するレーダー波をより良好に反射するために、反射体Ｒが使用される。横方向担体ＱＴは、厚さΔＬ１を有している。この後に、弾性部材ＥＥを備えた変形部材ＤＥが続く。弾性部材ＥＥの厚さは、ΔＬ２である。この後に、固定されている型プレートＭＰが続き、これは先細り経路ΔＬ３を有している。固定されている型プレートＭＰの後方には、制御機器ＳＧとアクチュエータ装置ＡＫＴも配置されている。このアクチュエータ装置は、位置ＳＴ１、ＳＴ２およびＳＴ３におけるスライダーＳＣを有している。位置ＳＴ１は、いわゆる初期位置または前進位置である。すなわち、本発明の装置は初期状態において、最大先細りが可能であるように設定されており、これによって、重度の衝突の場合にはアクチュエータ装置ＡＫＴによる変化が必要ではなくなる。位置ＳＴ１は例えば、相応するバネ作用によって保証されており、別の位置ＳＴ２およびＳＴ３へ移行するのに、アクチュエータ装置に対して作動しなければならない。位置ＳＴ２はここで、固定されている型プレートの他に１つ別の型プレートのみを抑え、位置ＳＴ３では、スライダーＳＣは常に使用可能な型プレートＭＰの後方に位置する。ケーシングＧを介して、型プレートが支承されており、ここでこのケーシングＧは長手方向担体ＬＴと接続されている。センサ装置Ｓは同様に、回転軸上に配置されており、これによって、変形部材ＤＥを覗いて衝突対象物が監視される。ここでは特徴Ｍが強調されている。この特徴Ｍは、中央型プレートおよび右側型プレートＭＰが配置される方法を示している：このようなアンダーカット、または簡単に言えばこのエッジは二つの機能を有している：
【００３２】
・プレートのセンタリング：全てのプレートは、その数に係わらず、自動的にセンタリングされ、これによって変形部材および型プレートが同一の軸を有する。
・目標分裂箇所の分裂後のプレートの押し出し：位置ＳＴ３では、管、すなわち変形部材ＤＥが、左側プレートによってのみ、すなわち常に固定されている型プレートＭＰによってのみ先細りにされる。すなわち、中央型プレートも右側型プレートも外側へ押し出される。このような特徴Ｍが設けられておらず、型プレートが従来の座金のように配置されているならば、位置ＳＴ３において、中央型プレートのみが外側へ押し出され、右側型プレートは押し出されないであろう。従って、変形部材ＤＥは、右側のプレートの平らな面に衝突するであろう。不所望な大きい力ピークが発生してしまうであろう。なぜなら先細りが、規則にかなって行われないからである。
【００３３】
センサ装置は、装置内に組み込まれている速度測定部であり、有利には、上述したように、いわゆるレーダーである。低いコストの他に、このセンサＳは、精度および迅速さに関する要求を満たすために別の前提条件も提供する。このようなレーダーは、非常に正確に、１つの次元において、この場合には軸方向で、距離および距離変化、すなわち速度を、非常に高い走査レートで特定することができる。従って衝突後の非常に早い時点で、最初のうちに変形部材が変形される速度を求めることができる。上述したように、別のセンサ、例えば容量性センサ、誘導性センサ、超音波センサおよび加速度センサ並びにリニアポテンショメータも、この測定に適している。
【００３４】
有利には、プレクラッシュセンサ装置も、先細り調節のための制御信号に影響を与えることができる。従って周辺視認信号を伴うこのようなプレクラッシュ信号は、モノラルビデオセンサ装置またはステレオビデオセンサ装置、レーダーまたはライダーからも到来し得る。この場合には、可逆性が本発明の役に立つ。アクチュエータ装置ＡＫＴが可逆的に駆動制御されるので、アクチュエータ装置は強制されずに、上述したプレクラッシュセンサ装置と組み合わされる。従って、衝突前に既に、必要であれば、適応構造が調節される。衝突が生じなかった場合には、再び初期設定に戻される。さらなる利点は、部分的に使用される、車両正面での加速度センサである、いわゆるアップフロントセンサを省くことができる、または装置内に直接的に組み込むことができる、ということである。
【００３５】
アクチュエータ装置ＡＫＴは、ここでスライダーＳＣと接続されている。スライダーＳＣは、アクチュエータ位置に応じて、軸方向で出し入れされる部材である。アクチュエータ装置ＡＫＴは個々のスライダーＳＣを動かすことができるが、複数のスライダーＳＣを動かすこともできる。必要なスライダーＳＣの数（この実施例では６個である）は、型プレートコンセプトに依存する。スライダーＳＣはケーシングＧおよび型プレートに対して遊びを有している。従ってアクチュエータ装置ＡＫＴは、このスライダーＳＣを、力を用いずに、ひいては非常に迅速に動かすことができる。
【００３６】
アクチュエータ装置への主要な要求は、高速性である。アクチュエータ装置は無段階に作動可能であるが、複数段階における調節が有利である。なぜなら、最終的に迅速性が得られるからである。図３では、誘導性のアクチュエータ装置が使用されている。アンカーおよびスライダーＳＣはできるだけ小さい質量を有している。このために例えば、スライダーを中空部材として構成することが可能である。位置ＳＴ１において、つり上げ磁石は安定した、外に出された、無電流の終端位置にある。アンカーは公差を有するので、この終端位置は公差に対して頑強に保持される。位置ＳＴ２では、つり上げ磁石には第１の通電されたコイルが設けられる。従って、アンカーおよびスライダーは構造上設定された箇所に位置する。位置ＳＴ３では、つり上げ磁石に、第２の通電されたコイルが負荷されている。従って、ここでもアンカーとスライダーは、構造上設定された箇所に位置する。高いアクチュエータ動性が保証されていることが利点である。なぜなら質量並びに摩擦が低く、切換距離が短いからである。この短い切換距離は、型プレートの最適化された成形によってさらに短くなる。これは例えば、外径での厚さが薄いことによって実現される。別の利点は、つり上げ磁石が、別個のセンサによって監視される必要がない、ということである。コイルの誘導性が変えられるおよび測定可能であるということによって、アンカーの位置およびアクチュエータ装置の正しい機能が制御機器ＳＧを介して監視される。アクチュエータ装置ＡＫＴは、いわゆる自己監視を行う。
【００３７】
上述のように、初期設定では、アクチュエータ装置ＡＫＴには電流が流されておらず、位置ＳＴ１にある。例えばアクチュエータ装置が故障している場合のような、最悪のケースのシナリオにおいて、適応構造体は最大剛性に保たれており、最大の先細りが生じるであろう。これによって、自己保護が行われる。この装置が最大剛性の位置から、すなわち最大の先細りから、別の位置へ移動するのに使用する時間は、以下の変形経路から成る。
【００３８】
・横方向担体の変形から結果として生じる経路。すなわち反射体ＲはセンサＳのより近くに来る。これは経路ΔＬ１である。
・弾性部材の変形から結果として生じる経路。これは、経路ΔＬ２である。
・第１の型プレートの最小直径に達するまでに変形部材ＤＥが進む経路。これは、先細りの開始であり、経路ΔＬ３である。
・長さΔＬ１＋ΔＬ２＋ΔＬ３を進むことによって、本発明による適応構造体の剛性変化を行うためにアクチュエータ装置ＡＫＴによる反応時間が必要であることが確認される。これは調整時間、制御機器ＳＧの計算時間およびセンサ装置Ｓの検出および処理時間である。
【００３９】
以下で構造体の機能を図３に基づいて再度、説明する。オプションとして、まずはプレクラッシュセンサが、生じている衝突を識別し、静止している対象物と走行している対象物とを区別する。場合によっては、衝突対象物の大きさおよび質量も特定される。次に、自身の車両がこの障害物、すなわち衝突対象物と接触する時点が示される。車両前方の変形が、横方向担体ＱＴの領域で始まる。横方向担体ＱＴは、変形部材ＤＥの弾性部材ＥＥを変形させる。内部の速度センサはこの変形を検出し、詳細には、経路、速度およびその変化を検出する。制御機器ＳＧは、事故の強さを判定し、クラッシュボックスの必要な頑丈さを判断する。制御機器は上述のように、この装置の一部であるかまたは外部に配置されている。制御機器ＳＧは、相応の信号をアクチュエータ装置ＡＫＴに出力する。従って相応の位置ＳＴ１〜ＳＴ３が生じる。クラッシュボックスの可塑性の変形が始まり、このために３つの異なるシナリオが存在する：
【００４０】
シナリオ１
制御機器ＳＧは、重度の事故を記録する。クラッシュボックスの剛性全体が利用されなければならない。できるだけ多くのエネルギーが破壊される。アクチュエータ装置ＡＫＴは既に初期設定において完全に出された位置にある。すなわち、この例では、第３の型プレートまで出されている。すなわち、反応時間は極めて短くなる。スライダーＳＣが設けられていることによって、型プレートＭＰの一部が外に押し出されることはない。従って目標分裂箇所は分裂しない。最大先細りが行われ、変形部材は全ての型プレートによって変形されなければならない。自身の車両の変形はクラッシュボックスを格段に越える。長手方向担体においてさらなるエネルギーが吸収される。これによって自己保護が行われる。
【００４１】
シナリオ２
制御機器ＳＧは、中程度の事故を記録する。クラッシュボックスの剛性は初期のように、かつ事故の相手側のために低減される。これによって、エネルギーはできるだけ最適に、解体される。アクチュエータ装置ＡＫＴは、スライダーＳＣを、第２の型プレート、すなわちこの例では中央型プレートまで戻す。最小直径を有する最後の型プレートの周りは、スライダーＳＣによってもはや抑えられていない。変形部材ＤＥが到来すると、目標分裂箇所の分裂によって生じる、プレートの３つのセグメントが外に押し出される。この最後の型プレートは先細りを生じさせず、もはやエネルギーを吸収しない。これとは異なり、中央型プレートの周りは依然として、スライダーによって支持されている。従って中央方プレートは外に押し出されず、先細りを生じさせ、エネルギーを吸収する。第１の型プレートは全ての衝突時に存在したままである。これによって、クラッシュボックスおよび長手方向担体の一部が変形され、衝突および相手側保護に対して良好な融和性が得られる。これは側面衝突にも適している。
【００４２】
シナリオ３
制御機器ＳＧは、軽い事故を記録する。アクチュエータ装置ＡＫＴはスライダーＳＣを完全に戻す。これは、最長の反応時間を意味する。この反応時間は全く問題ではない。なぜなら、軽い事故のシナリオの場合には、変形が緩慢に行われるので、最も長い時間も使用可能であるからである。最後の型プレート、すなわち最小直径を有する右側型プレートの周りも、中央型プレートの周りもスライダーによって抑えられていない。変形部材ＤＥが到来すると、中央型プレートおよび右側型プレートの３つのセグメントが外に押し出される。なぜなら２つの型プレートの目標分裂箇所が引き裂かれるからである。これらによって先細りは生じず、従ってもはやエネルギーを収容しない。第１の型プレートは全てのケースで存在している。クラッシュボックスだけが変形され、長手方向担体は損傷を負わない。これは、歩行者保護ないしはいわゆるＡＺＴ（Ａｌｌｉａｎｚ技術センター）修理衝突に適している（１６ｈ／ｋｍ）。
【００４３】
図４は、図３に示された本発明による装置の、衝突方向での平面図である。全ての部品が回転対称に構成されていることが見て取れる。詳細には、ケーシングＧ、型プレートＭＰ、目標分裂箇所ＳＢ、スライダーＳＣおよびアクチュエータ装置ＡＫＴ並びに中央に配置されているセンサ装置ＳＫが回転対称に構成されている。
【００４４】
図５は、変形部材の実施例を示している。図５ａでは、ストッパーを有する管である変形部材の内部空間がアルミニウムバルブで充填されている実施形態が示されている。図５ｂ、５ｃ、５ｄおよび５ｅでは、内壁および／または外壁が、回転軸に対して平行ではなく、回転軸に対して角度を有している。充填によって、変形管の折れ曲がりに対する頑強性が高まる。図５ａに示されているような変形部材の一定の壁厚によって、先細り時間にわたった一定の力経過特性が得られる。図５ｃまたは図５ｄのように、変形部材の壁厚が増していく場合には、力経過特性が上昇する。これとは異なり、図５ｂまたは５ｅのように、壁厚が低減していく場合には、力経過特性が低減する。増していく、または低減していく力経過特性の例は、図７に示されている。
【００４５】
図６は、適応構造体の力レベルの例を示している。ここは力が座標で示され、経過特性が隆起で示されている。曲線は、３つのセグメントに分けられている。セグメントＡは、クラッシュボックスの最初の領域、弾性領域およびバンパーが押しつぶされる領域である。この特性は、クラッシュボックス調節と無関係に、常に等しい。セグメントＢは３つの線、すなわちＢ１、Ｂ２およびＢ３上で、本発明の装置の異なる剛性調節に応じて分かれている。当然ながらここでは、装置の特性に応じて、さらなるレベルが、衝突構造体の領域内で調節可能である。曲線Ｂ３は終了している。なぜなら、軽度の衝突の場合には、変形が終了するからである。Ｂ１およびＢ２は、領域Ｃに移行する。ここでは長手方向担体が、衝突の程度に応じて、多かれ少なかれ変形される。このような特性も常に同じである。なぜなら適応が行われないからである。
【００４６】
図７は、位置２における適応構造体の力レベルバリエーションの例を示している。ここでは、セグメントＢのバリエーションは、変形部材の相応の幾何学的形状によって実現される。
【００４７】
図８は、本発明による装置の別の実施例の平面図を示している。ここでも、衝突方向から、装置を見ている。回転対称特性が明確であり、スライダーＳＣを有するアクチュエータ装置ＡＫＴのケーシングＧ、型プレートＭＰの目標分裂箇所ＳＢ、ここで新たに、型プレートＭＰ１およびＭＰ２を抑えるために使用される管止め輪ＲＳ１およびＲＳ２が示されている。これは、図９に示されている断面図においてより明瞭に示されている。ここで同じ参照符号は同じ部品を示しており、ここでの違いは、型プレートＭＰの抑えが管破損ＲＳ１およびＲＳ２によって行われる、ということだけである。すなわち１つの管止め輪は中央型プレート用のものであり、１つの管止め輪ＲＳ２は右側型プレート用のものである。アクチュエータ装置ＡＫＴがスライダーを完全に出し、管止め輪ＲＳ１とＲＳ２とを結束している場合には、非常に硬い構造が得られる。これは、依然として自己保護を優先している無電流状態時である。位置ＳＴ２の中央位置では、アクチュエータ装置のスライダーは、第１の管止め輪ＲＳ１のみをブロックする。第２の管止め輪は、押し入る変形部材ＤＥによって開放される、ないしは管止め輪の２つの弓形部分が、外側へと押し出される。これに対して、型プレートＭＰの作用および配置は変わらない。このような形態の重要な利点は、幾つかのアクチュエータと幾つかのスライダーのみが必要である、ということである。これによってシステム全体がより容易、より頑丈にかつ低コストにもなる。しかし、図４に示された別の実施例とは異なり、欠点は、より多くの構造空間が設けられなければならないということである。これによって、変形部材ＤＥと衝突すること無く、管止め輪の弓形部分が開くことができる。
【００４８】
型プレートを抑える、機能的に類似した別の操作構造体が使用可能である。
【００４９】
図１０は、本発明による装置の別の実施形態を示している。これは、先細りによって管を押圧するのではなく、深絞りの形状である。ここではボルトＢＺが横方向担体ＱＴと次のように接続されている。すなわち、横方向担体ＱＴへの衝突によって、ボルトが衝突方向ＣＲへと動かされ、これによって変形部材ＤＥが型プレートＭＦ、ＭＰ１およびＭＰ２の開口部を通って動かされるように接続されている。型プレートＭＰ１およびＭＰ２は、アクチュエータ装置ＡＫＴによる駆動制御に応じて抑えられる。力の導出は同じように、部分的にケーシングＧを介して行われる。変形部材ＤＥは、はじめに開口部を通って動かされる終端部で、少なくとも部分的に閉鎖されている。従って、ボルトＢＺは、変形部材ＤＥを、型プレートＭＦ、ＭＰ１、ＭＰ２の開口部を通って押すことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ）】
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【図５ｂ）】
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【図５ｃ）】
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【図５ｄ）】
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【図５ｅ）】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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