(57)【要約】【課題】衝突力の方向に応じて衝突エネルギの最適なエネルギ吸収が可能となるような装置を提供する。【解決手段】衝突力の方向により規定された第１の力方向成分Ａに沿った送り方向Ｃにおける変形エレメント１２０の運動時に該変形エレメントを受け止めかつ変形させる雌型１３０と、衝突力の方向により規定された横方向の第２の力方向成分Ｂが存在する場合に、変形エレメント１２０を受け止めかつ非対称的に変形させる横方向力装置１４０と、雌型１３０による衝突エネルギの吸収に対して付加的に、横方向力装置１４０を作動させるか、または作動解除させるために、衝突力の方向に関連して横方向力装置１４０の少なくとも１つの部分区分１４２，１４４の剛性を調節するための操作装置とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
衝突エネルギを吸収する調節可能な剛性を有する装置（１００）であって、当該装置（１００）が、衝突力の方向により規定された第１の力方向成分（Ａ）に沿った送り方向（Ｃ）における変形エレメント（１２０）の運動時に該変形エレメント（１２０）を受け止めかつ変形させる雌型（１３０）を有する、衝突エネルギを吸収する調節可能な剛性を有する装置（１００）において、当該装置（１００）が、以下の特徴：
衝突力の方向により規定された、前記第１の力方向成分（Ａ）に対して横方向の第２の力方向成分（Ｂ）が存在する場合に、前記変形エレメント（１２０）を受け止めかつ非対称的に変形させる横方向力装置（１４０）；および
前記雌型（１３０）による衝突エネルギの吸収に対して付加的に、前記横方向力装置（１４０）を作動させるか、または作動解除させるために、衝突力の方向に関連して前記横方向力装置（１４０）の少なくとも１つの部分区分（１４２，１４４）の剛性を調節するための操作装置
を有することを特徴とする、衝突エネルギを吸収する調節可能な剛性を有する装置。
【請求項２】
前記横方向力装置（１４０）は、前記変形エレメント（１２０）を非対称的に先細りにするための少なくとも１つの先細りエレメントを有する、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記横方向力装置（１４０）は、互いに独立して別個に調節可能な剛性を有する少なくとも２つの部分区分を有する、請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
前記横方向力装置（１４０）は、前記変形エレメント（１２０）を非対称的に変形させるために互いに異なって成形されている少なくとも２つの部分区分（１４２，１４４）を有する、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】
前記横方向力装置（１４０）は、前記送り方向（Ｃ）において前記雌型（１３０）に関して後置されて配置されているか、または配置可能である、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】
前記操作装置は、第２の力方向成分（Ｂ）が存在しない場合には、前記雌型（１３０）によるか、または前記雌型（１３０）と前記横方向力装置（１４０）とにより衝突エネルギを吸収するために、第１の操作位置において前記横方向力装置（１４０）を作動解除させるか、または前記変形エレメント（１２０）を対称的に変形させるために作動させ、第２の力方向成分（Ｂ）が存在する場合には、前記雌型（１３０）と前記横方向力装置（１４０）とにより衝突エネルギを吸収するために、第２の操作位置において前記変形エレメント（１２０）を非対称的に変形させるために前記横方向力装置（１４０）を作動させるように形成されている、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】
前記操作装置は、第２の力方向成分（Ｂ）が存在する場合には前記雌型（１３０）と前記横方向力装置（１４０）とにより衝突エネルギを吸収するために、衝突力の方向に関連して前記横方向力装置（１４０）の第１の部分区分（１４２）の剛性を高め、かつ／または前記横方向力装置（１４０）の第２の部分区分（１４４）の剛性を低下させて、衝突力の第２の力方向成分（Ｂ）に対抗する横方向力を発生させるように形成されている、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】
衝突エネルギを吸収する調節可能な剛性を有する装置（１００）であって、当該装置（１００）が、衝突力の方向に規定された第１の力方向成分（Ａ）に沿った送り方向（Ｃ）における変形エレメント（１２０）の運動時に該変形エレメント（１２０）を受け止めかつ変形させる雌型（１３０）と、衝突力の方向により規定された、前記第１の力方向成分（Ａ）に対して横方向の第２の力方向成分（Ｂ）が存在する場合に、前記変形エレメント（１２０）を受け止めかつ非対称的に変形させる横方向力装置（１４０）と、前記雌型（１３０）による衝突エネルギの吸収に対して付加的に、前記横方向力装置（１４０）を作動させるか、または作動解除させるために、衝突力の方向に関連して前記横方向力装置（１４０）の少なくとも１つの部分区分（１４２，１４４）の剛性を調節するための操作装置とを有する、衝突エネルギを吸収する調節可能な剛性を有する装置（１００）の剛性を調節する方法において、当該方法（７００）が、前記装置（１００）の剛性を調節するために、衝突力の方向に関連して前記操作装置を制御するステップ（７２０）を有することを特徴とする、衝突エネルギを吸収する調節可能な剛性を有する装置の剛性を調節する方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法（７００）のステップを実施するために形成されている制御装置。
【請求項１０】
プログラムが制御装置において実施される場合に、請求項８に記載の方法（７００）を実施するためのプログラムコードを有するコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衝突エネルギを吸収する調節可能な剛性もしくは剛性度を有する装置、このような装置の剛性もしくは剛性度を調節する方法、相応する制御装置ならびに車両における使用のための相応するコンピュータプログラム製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
衝突時に車両乗員および歩行者を保護するために、しばしばクラッシュボックスもしくは衝突構造体が使用される。このような構造体は、車両フロントエンドおよび／または車両の後部（リヤ）に取り付けられ、事故後に交換され得る。
【０００３】
欧州特許出願公開第１７９２７８６号明細書には、自動車のバンパクロスビームと車両サイドメンバとの間に組み込むためのクラッシュボックスが開示されている。このクラッシュボックスは、金属薄板から成る折畳み構造体としてのハウジング状の変形プロファイルと、サイドメンバ側のフランジプレートとを有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１７９２７８６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、冒頭で述べた形式の、衝突エネルギを吸収する調節可能な剛性を有する装置を改良して、衝突力の方向に応じて衝突エネルギの最適なエネルギ吸収が可能となるような装置を提供することである。
【０００６】
さらに、本発明の課題は、このような装置の剛性を調節するために適した方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明の装置の構成では、衝突エネルギを吸収する調節可能な剛性を有する装置であって、当該装置が、衝突力の方向により規定された第１の力方向成分に沿った送り方向における変形エレメントの運動時に該変形エレメントを受け止めかつ変形させる雌型（ダイ）を有する、衝突エネルギを吸収する調節可能な剛性を有する装置において、当該装置が、以下の特徴：
衝突力の方向により規定された、前記第１の力方向成分に対して横方向の第２の力方向成分が存在する場合に、前記変形エレメントを受け止めかつ非対称的に変形させる横方向力装置；および
前記雌型による衝突エネルギの吸収に対して付加的に、衝突エネルギを吸収するために前記横方向力装置を作動させるか、または作動解除させるために、衝突力の方向に関連して前記横方向力装置の少なくとも１つの部分区分の剛性を調節するための操作装置
を有するようにした。
【０００８】
さらに、上記課題を解決するために本発明の方法では、衝突エネルギを吸収する調節可能な剛性を有する装置であって、当該装置が、衝突力の方向に規定された第１の力方向成分に沿った送り方向における変形エレメントの運動時に該変形エレメントを受け止めかつ変形させる雌型と、衝突力の方向により規定された、前記第１の力方向成分に対して横方向の第２の力方向成分が存在する場合に、前記変形エレメントを受け止めかつ非対称的に変形させる横方向力装置と、前記雌型による衝突エネルギの吸収に対して付加的に、衝突エネルギを吸収するために前記横方向力装置を作動させるか、または作動解除させるために、衝突力の方向に関連して前記横方向力装置の少なくとも１つの部分区分の剛性を調節するための操作装置とを有する、衝突エネルギを吸収する調節可能な剛性を有する装置の剛性を調節する方法において、当該方法が、前記装置の剛性を調節するために、衝突力の方向に関連して前記操作装置を制御するステップを有するようにした。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による装置は、車両と固定の対象物との衝突時または車両と可動の対象物、たとえば別の車両との衝突時に衝突エネルギに対して乗員および歩行者を保護するために車両に据え付けられていてよい。この装置は車両のフロントエンドおよび／または後部（リヤ）に配置されていてよい。この装置は、「クラッシュ構造体」もしくは「クラッシュボックス」であってよい。この装置は変形エレメントを先細り吸収器（テーパアブソーバ）として有していてよい。先細り吸収器は、衝突事例における衝突エネルギを吸収しかつ減衰させるための変形エレメントの変形、たとえば先細り変形の原理をベースにしている。変形エレメントは、たとえば円形または楕円形または（方形）多角形の横断面を有する細長い構成部分として加工成形されていてよい。変形エレメントは、管、別のプロファイル形状またはそれに類するものであってよい。変形エレメントは、雌型に面した端部に先細り部もしくはテーパ部を有していてよい。衝突に応答して、変形エレメントは送り方向でその長手方向軸線に沿って雌型を通って運動させられ、このときに雌型によって受け止められ、かつ変形させられるか、もしくは先細りにされ、これにより衝突エネルギが吸収され得る。送り方向は車両の走行方向とは逆方向に向けられていてよい。送り方向は、ほぼ衝突力の方向により規定された第１の力方向成分もしくは車両に対する前進衝突方向に相当していてよい。雌型は、衝突エネルギに基づいた送り方向における雌型内への変形エレメントの進入時に管を先細りするように変形させるために形成されている。この場合、雌型は、たとえばリングを形成していてよく、このリングの内寸法は変形エレメントの最大外径よりも小さく形成されている。雌型の内側は、たとえば全体的または部分的に斜めに延びていてよいので、雌型は一種のホッパを形成し、このホッパは、衝突に基づき変形エレメントが送り方向において雌型の内側に沿って運動する間、変形エレメントの先細りを生ぜしめることができる。また、衝突に応答して、変形エレメントはほぼ送り方向でその長手方向軸線に沿って横方向力装置を通って運動させられ、このときに変形エレメントは横方向力装置によって受け止められかつ変形させられ、これにより、衝突エネルギが吸収され得る。横方向力装置は、衝突エネルギに基づいた、ほぼ送り方向における横方向力装置への変形エレメントの侵入時に管を変形させるために形成されていてよい。横方向力装置は、衝突力の方向により規定された、前記第１の力方向成分に対して横方向に向けられた第２の力方向成分が存在する場合に、前記変形エレメントを非対称的に変形させるために形成されていてよい。「基準方向に対して横方向に向けられた力成分」とは、本明細書中では、基準方向に関して方向の異なる力成分（分力）を意味し得る。変形エレメントを非対称的に変形させるためには、衝突力の方向に関連して前記横方向力装置の少なくとも１つの部分区分の剛性を調節することができる。雌型における変形エレメントの変形により、衝突エネルギの第１のエネルギ量を減少させることができる。横方向力装置における変形エレメントの変形により、衝突エネルギの第２のエネルギ量を減少させることができる。この場合、第１のエネルギ量は第２のエネルギ量よりも小さいか、または大きいか、あるいはまた第２のエネルギ量に等しくてもよい。前記装置は少なくとも１つの別の雌型を有していてもよい。この雌型の構成は前記雌型の構成に相当していてよい。この場合、この少なくとも１つの別の雌型によって減少可能な別のエネルギ量は、第１のエネルギ量に相当しているか、または第１のエネルギ量とは異なっていてよい。
【００１０】
本発明による方法は、上で述べた装置の構成と相まって有利に実施され得る。特に制御のステップにおいては、変形エレメントに関して横方向力装置の前記少なくとも１つの部分区分の剛性が、操作装置によって衝突力の方向に関連して調節されることを生ぜしめることができる。この場合、制御のステップにおいて、第２の力方向成分が存在しない場合には、操作装置が、雌型により衝突エネルギを吸収するために、第１の操作位置において横方向力装置を作動解除させるか、もしくはその剛性を低下させるか、もしくは非対称的な変形を無効にすることを生ぜしめることができる。さらに、第２の力方向成分が存在する場合には、操作装置が、雌型と横方向力装置とにより衝突エネルギを吸収するために、第２の操作位置において横方向力装置を作動させるか、もしくはその剛性を高めるか、もしくは非対称的な変形を有効にすることを生ぜしめることができる。したがって、制御のステップにおいては、操作装置が第１の操作位置と第２の操作位置との間で運動させられるか、もしくは第１の操作状態と第２の操作状態との間で変えられることを生ぜしめることができる。
【００１１】
この方法は、たとえば前で説明した装置に接続されているか、またはこの装置に組み込まれていてよい制御装置において実施され得る。この制御装置は、この場合に提案された方法のステップを、前で説明されかつ提案された装置の少なくとも１つの対応する装置において実施するために形成されていてよい。制御装置の形の本発明のこの構成変化形によっても、本発明の根底を成す課題を有利に解決することができる。
【００１２】
「制御装置」とは、衝突力の方向ならびに衝突エネルギの予想され得るエネルギ量に関するセンサ信号を処理し、かつこれに関連して操作装置のための制御信号を送出する電気的な装置を意味し得る。この制御装置は、ハードウェアおよび／またはソフトウェアにより形成されていてよいインタフェースを有することができる。ハードウェアによる構成では、インタフェースは、たとえば、制御装置の種々様々の機能を含むシステムＡＳＩＣの一部であってよい。しかし、インタフェースが、固有の集積回路であるか、または少なくとも部分的に分散型の構成素子から成っていることも可能である。ソフトウェアによる構成では、インタフェースが、たとえば別のソフトウェアモジュールと共にマイクロコントローラに存在するソフトウェアモジュールであってよい。
【００１３】
機械読取り可能なキャリヤ、たとえば半導体メモリ、ハードディスクメモリまたは光学的なメモリに記憶されていてよく、かつプログラムコードがコンピュータまたは装置において実施されると、前で説明した実施態様により方法を実施するために使用されるプログラムコードを有するコンピュータプログラム製品も有利である。したがって、このプログラムコードにおいて規定された、前記方法のステップは、コンピュータの装備または前記装置の装備によって実施され得る。
【００１４】
本発明の実施態様では、特に、調節可能な剛性を有する装置が、横方向力の発生もしくは吸収のための非対称的な力段を有するアダプティブクラッシュ構造体の形で提供され得る。すなわち、たとえばアダプティブクラッシュ構造体は、変形させたい構造体の軸方向に作用する１つまたは複数の力段と、別の力段とを有していてよく、この別の力段を有効（アクティブ）にすることにより、前記軸方向に対して横方向の横方向力も特別に発生させるか、もしくは吸収することができる。この場合、たとえば力方向が既知であれば、別の力段を切り換えることができるので、これにより横方向力をたとえば非対称的な管先細り部により発生させるか、もしくは吸収することができる。この場合、横方向力のための力段の剛性を、衝突方向に関連して適合させることができる。
【００１５】
本発明の構成によれば、斜め衝突の際に横方向の衝突力に対抗することができる。したがって、前面衝突シナリオならびに斜め衝突シナリオにおいて、車両損傷および乗員負傷が減少され得るか、または回避され得る。なぜならば、１つよりも多い力方向成分を有する衝突力が有利に減少され得るからである。斜め衝突時に、衝突エネルギの改善された吸収を達成することができる。この場合、衝突力の種々異なる方向も考慮され得る。
【００１６】
さらに、有利には本発明の実施態様によって、状況に対応して、適当な剛性を提供することができる。たとえば、走行状況および／または衝突状況を等級化する信号に応じて、前記装置の剛性もしくは相応する力・ストローク特性を選択し、もしくは調節することができる。特に本発明の実施態様では、前記装置によって大きな剛性差を実現することもできる。この場合に重要となるのは、１つの装置においてエネルギ吸収のための複数の剛性レベルもしくは力レベルが実現され得ることである。この場合、剛性レベルは互いに大きく引き離れていてもよい。このことは、種々のエネルギ吸収機構と、相応する機械装置との組合せにより達成され得る。たとえば、雌型による変形エレメントの変形によって衝突エネルギの小さな吸収を行い、横方向力装置による変形エレメントの変形によって衝突エネルギの大きな吸収を行うことができる。車両負荷経路におけるこのような力レベル差は、たとえば車体フロントエンド構造体の長手方向負荷経路において生じる。歩行者保護のためには、小さな力レベルが調節可能であってよく、この場合、乗員保護のためには、高い力レベルが調節可能であってよい。
【００１７】
前記装置の１実施態様では、横方向力装置が、変形エレメントを非対称的に先細りにするための少なくとも１つの先細りエレメントを有していてよい。この場合に横方向力装置は、たとえばリングまたはこれに類するものを形成していてよく、このリングの内寸法は、変形エレメントの最大外径よりも小さく設定された値に調節可能である。横方向力装置の内側が、たとえば全体的または部分的に斜めに延びていてよいので、横方向力装置は一種のホッパを形成し、このホッパは、衝突に基づき変形エレメントが送り方向において横方向力装置の内側に沿って運動する間、変形エレメントの非対称的な先細り変形を生ぜしめることができる。このような構成には次のような利点がある。すなわち、エネルギ吸収原理としての先細り変形により、目標剛性レベルが、既に変形エレメント、たとえば円形または楕円形の管の並進的な運動の開始時に迅速に達成され得ると共に、この剛性レベルが先細り変形時に著しい変動なし維持され得る。
【００１８】
また、横方向力装置は、互いに独立して別個に調節可能な剛性を有する少なくとも２つの部分区分を有していてもよい。この場合、横方向力装置の第１の部分区分と、横方向力装置の第２の部分区分とが形成されていてよく、これにより第１の部分区分と第２の部分区分とは、操作装置によって互いに独立して別個に変形エレメントの送り範囲に対して相対的に運動可能でかつ／または位置固定可能となる。この場合に、前記少なくとも２つの部分区分は、互いに同一に加工成形されていてよい。これらの部分区分は、環状の横方向力装置の周方向部分区分を成していてよい。このような構成には次のような利点がある。すなわち、非対称的な変形が構造的に単純でかつ信頼性良く実現され得る。この場合、横方向力装置の前記部分区分が相応して操作されるだけで済む。
【００１９】
さらに、横方向力装置は、変形エレメントを非対称的に変形させるために互いに異なって成形されていてよい少なくとも２つの部分区分を有していてよい。この場合、横方向力装置の第１の部分区分が、変形エレメントの強力な変形を生ぜしめるために形成されていてよい。横方向力装置の第２の部分区分が、変形エレメントの小さな変形を生ぜしめるために形成されていてよい。前記少なくとも２つの部分区分は、操作装置によって個別にまたは一緒に操作可能であってよい。前記部分区分は環状の横方向力装置の周方向部分区分を成していてよい。このような構成には次のような利点がある。すなわち、非対称的な変形が、構造的に単純でかつ信頼性良く実現され得る。この場合、横方向力装置の前記部分区分は、非対称的な変形を達成するために同期的に操作され得る。
【００２０】
さらに、横方向力装置は、送り方向において前記雌型に関して後置されて配置されているか、または配置可能であってよい。このような構成には次のような利点がある。すなわち、まず、雌型によって変形エレメントを先細りにすることにより衝突エネルギが吸収され得ると共に、衝突エネルギの比較的大きなエネルギ量が存在する場合には、引き続き付加的に横方向力装置によって変形エレメントを先細りにすることにより衝突エネルギが吸収され得る。特にこの場合、横方向力装置によって、衝突力の、送り方向に関して横方向に延びる力成分（分力）も吸収され得る。したがって、横方向力装置と雌型とを互いに相対的に配置することは、雌型と比較して横方向力装置に関しても前記装置の適当な剛性を簡単に提供するために構造的に好都合である。また、前記装置は、標準調節として横方向力装置が作動させられている場合には、雌型と横方向力装置とによる２段式のエネルギ吸収を故障なく提供することができる。
【００２１】
また、操作装置は、第２の力方向成分が存在しない場合には、雌型によるか、または雌型と横方向力装置とにより衝突エネルギを吸収するために、第１の操作位置において横方向力装置を作動解除させるか、または変形エレメントを対称的に変形させるために横方向力装置を作動させ、第２の力方向成分が存在する場合には、雌型と横方向力装置とにより衝突エネルギを吸収するために、第２の操作位置において変形エレメントを非対称的に変形させるために横方向力装置を作動させるように形成されていてもよい。第２の力方向成分が存在しない場合には、操作装置によって雌型および場合によっては付加的に横方向力装置が、変形エレメントを対称的に変形させるために作動可能であるか、または作動させられていてよい。このような構成には次のような利点がある。すなわち、斜め衝突時の横方向力も、種々異なる衝突エネルギレベルの適合された吸収もしくは段付けされた吸収も、横方向力装置の変形対称性の接続、遮断または適合によって考慮され得る。したがって、乗員保護を信頼性良く実現することができるようにするために、種々の衝突シナリオにフレキシブルに反応することができる。
【００２２】
特に操作装置は、第２の力方向成分が存在する場合には雌型と横方向力装置とにより衝突エネルギを吸収するために、衝突力の方向に関連して横方向力装置の第１の部分区分の剛性を高め、かつ横方向力装置の第２の部分区分の剛性を低下させて、衝突力の第２の力方向成分に対抗する横方向力を提供するように形成されていてよい。この場合、横方向力装置による変形エレメントの非対称的な変形は、操作装置によって調節可能であってよい。この場合、操作装置は、非対称的な変形のために、横方向力装置の同一に加工成形された部分区分を、変形エレメントの送り範囲に向かって互いに異なる力量によってプリロード（予荷重）をかけるために形成されていてよい。また、操作装置は、非対称的な変形のために、横方向力装置の互いに異なって加工成形された部分区分を、変形エレメントの送り範囲に向かって同じ力量または互いに異なる力量によってプリロード（予荷重）をかけるために形成されていてもよい。このような構成には次のような利点がある。すなわち、方向に関連した非対称的な変形によって信頼性良くかつフレキシブルに斜め衝突に反応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の１実施形態による、衝突エネルギを吸収する調節可能な剛性を有する装置の概略的な断面図である。
【図２】図１に示した装置を、横方向力装置が作動解除された状態で示す断面図である。
【図３】図１もしくは図２に示した装置の横方向力装置の平面図である。
【図４】図１もしくは図２に示した装置を、横方向力装置がアクティブな状態で示す断面図である。
【図５】本発明の別の実施形態による、衝突エネルギを吸収する調節可能な剛性を有する２つの装置を、斜め衝突時の状態で示す概略的な断面図である。
【図６】図５に示した装置を、図５の場合とは異なる側からの斜め衝突時の状態で示す断面図である。
【図７】車両のための衝突エネルギを吸収する調節可能な剛性を有する装置の剛性を調節する方法の本発明の１実施形態のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、本発明を実施するための形態を図面につき詳しく説明する。
【００２５】
本発明の有利な実施形態の以下の説明において、種々の図面に図示された、類似作用を有する構成要素については、同一の符号または類似の符号を使用し、これらの構成要素を繰返し詳しく説明することは省略する。
【００２６】
以下に説明するアダプティブ型のクラッシュ構造体は、自動車における既存の車両フロントエンド構造体の一部の代わりに使用される。たとえば、本実施形態において提案された構造体は、クラッシュボックスおよびサイドメンバの前側の部分の代わりに、また、たとえば歩行者保護システムのコンポーネントの代わりに使用され得るが、しかし負荷経路（Lastpfad）における別の個所でも使用され得る。
【００２７】
図１には、本発明の１実施形態による、衝突エネルギを吸収する調節可能な剛性を有する装置１００の概略的な断面図もしくは縦断面図が示されている。装置１００は、たとえばアダプティブ型のクラッシュ構造体である。装置１００は、たとえば車両の車体前部区分もしくはフロントエンド区分に据え付けられている。図面には、センサエレメント１１０と、先細り管（テーパパイプ）１２０もしくは変形エレメントとしての管と、雌型（ダイ）１３０もしくは一次雌型（一次ダイ）と、強力な先細りのための第１の部分区分もしくは第１のエレメント１４２ならびに弱い先細りのための第２の部分区分もしくは第２のエレメント１４４を備えた横方向力装置１４０もしくは切換可能な先細り段と、ベースプレート１５０と、衝突力の第１の力方向成分Ａもしくは軸方向力ならびに第２の力方向成分Ｂもしくは横方向力と、送り方向Ｃもしくは運動方向とが図示されている。装置１００はセンサエレメント１１０と、先細り管１２０と、雌型１３０と、横方向力装置１４０とを有する。装置１００はベースプレート１５０に取り付けられている。装置１００は、衝突により生ぜしめられた衝突エネルギを吸収するために形成されている。図１に示した本発明の実施形態では、たとえば装置１００においてエネルギ吸収のための先細り原理もしくはテーパ原理が使用される。
【００２８】
送り方向Ｃは、車両への障害物の衝突時または障害物への車両の衝突時における雌型１３０および横方向力装置１４０に対して相対的な先細り管１２０の運動方向を表す。送り方向Ｃは、ほぼ先細り管１２０の長手方向延在軸線に沿って延びている。送り方向Ｃは、さらにほぼ衝突力の第１の力方向成分Ａに沿って延びている。衝突力の第２の力方向成分Ｂは、衝突力の第１の力方向成分Ａおよび送り方向Ｃに対して直交する横方向に延びている。
【００２９】
センサエレメント１１０は、車両の衝突時における衝突力の方向を検出するために形成されている。さらに、センサエレメント１１０は、特に衝突力の方向もしくは衝突の方向を表す衝突信号を提供するために形成されている。図１には図示されていない操作装置（これに関してはさらに下で詳しく説明する）は、この衝突信号を読み込むために形成されている。センサエレメント１１０は先細り管１２０に配置されている。この場合、センサエレメント１１０は先細り管１２０の第１の端部の範囲に配置されている。先細り管１２０の、第１の端部とは反対の側の第２の端部は、本発明の図１に示した実施形態では、たとえば雌型１３０および横方向力装置１４０内に収容された状態で図示されている。したがって、センサエレメント１１０は送り方向Ｃで見て雌型１３０および横方向力装置１４０に前置されて、つまり雌型１３０および横方向力装置１４０の上流側に、配置されている。先細り管１２０は、本発明の図１に示した実施形態では、たとえば円形の横断面を有する。先細り管１２０は、たとえば第２の端部に、先細りにされたテーパ区分を有しており、この先細りにされたテーパ区分は雌型１３０および横方向力装置１４０の範囲に配置されている。
【００３０】
雌型１３０は、先細り管１２０を収容し、かつ送り方向Ｃに沿った先細り管１２０の運動時に先細り管１２０を変形させるために形成されている。この場合、先細り管１２０は一層先細りにされる。雌型１３０はたとえばリングとして加工成形されていてよい。このリングの内径寸法は先細り管１２０の最大外径よりも小さく形成されている。たとえばリング形の雌型１３０の内側は、全体的または部分的に送り方向Ｃに関して斜めに傾けられているので、雌型１３０は先細り管１２０に関してホッパ状に加工成形されている。したがって、衝突に応答して、先細り管１２０は送り方向Ｃにおいてその長手方向軸線に沿って雌型１３０を通って運動させられ、このときに雌型１３０によって受容され、かつ変形させられるか、もしくは先細りにされ、これにより衝突エネルギが吸収される。
【００３１】
横方向力装置１４０は送り方向Ｃで見て雌型１３０に後置されて、つまり雌型１３０の下流側に、配置されている。したがって、雌型１３０は横方向力装置１４０とセンサエレメント１１０との間に配置されている。また、横方向力装置１４０は雌型１３０とベースプレート１５０との間に配置されている。横方向力装置１４０および場合によっては雌型１３０は、ベースプレート１５０に取り付けられている。横方向力装置１４０は、第２の力方向成分Ｂが存在する場合に、つまり斜め衝突もしくは送り方向Ｃに対して斜めの方向を有する衝突力が与えられている場合に、先細り管１２０を収容しかつ非対称的に変形させるために形成されている。本発明の、図１に示した実施形態では、横方向力装置１４０が、先細り管１２０の強い先細りを生ぜしめるための第１のエレメント１４２と、先細り管１２０の弱い先細りを生ぜしめるための第２のエレメント１４４とを有する。第１のエレメント１４２は、送り方向Ｃに関する第１の傾斜角度を有する、先細り管１２０に面した表面を有する。第２のエレメント１４４は、送り方向Ｃに関する第２の傾斜角度を有する、先細り管１２０に面した表面を有する。この場合、第１の傾斜角度は第２の傾斜角度よりも大きく設定されている。したがって、第１のエレメント１４２は、先細り管１２０を、第２のエレメント１４４によるよりも強力に先細りにするために形成されている。こうして、横方向力装置１４０によって先細り管１２０の非対称的な変形が生ぜしめられる。
【００３２】
図１に図示されていない操作装置は、センサエレメント１１０の衝突信号を使用して、装置１００の剛性を調節するために形成されている。操作装置は特に、横方向力装置１４０の第１のエレメント１４２および／または第２のエレメント１４４を先細り管１２０に関して位置固定するか、もしくは支持するために形成されている。したがって、言い換えれば、操作装置は、特に第１のエレメント１４２および／または第２のエレメント１４４に関して横方向力装置１４０を有効にする、すなわち横方向力装置１４０を作動させるために、かつ横方向力装置１４０を無効にする、すなわち横方向力装置１４０を作動解除させるために形成されている。
【００３３】
言い換えれば、装置１００またはアダプティブクラッシュ構造体もしくはクラッシュボックスは、管先細りの原理をベースとしており、これにより、衝突のエネルギは吸収される。装置１００は、たとえば一次雌型である雌型１３０を有しており、この雌型１３０は力方向とは無関係に、予め設定された状態で有効（アクティブ）である。横方向力装置１４０もしくは切換可能な先細り段は、円錐状の内面を備えた第１のエレメント１４２を有する。この第１のエレメント１４２は先細り管１２０を強力に変形させる。第２のエレメント１４４は、そのジオメトリ（幾何学的形状）に基づいて、先細り管１２０に対して第１のエレメント１４２よりも小さな変形付与度を有する。たとえば第２のエレメント１４４の内面は円筒状に形成されている。横方向力装置１４０もしくは切換可能な先細り段の第１のエレメント１４２と第２のエレメント１４４との変形付与度差により、第２の力方向成分Ｂに対抗する横方向力が生ぜしめられる。センサエレメント１１０によって運動方向を測定することにより、必要に応じて横方向力装置１４０を作動させ、ひいては衝突時の横方向力に対抗することができる。
【００３４】
図２には、図１に示した装置１００が、横方向力装置１４０が作動解除にされた状態で示されている。装置１００ならびに図２に示した図面はこの場合、図１に示した装置１００ならびに図１の図面に相当するが、ただし図２には、第１の力方向成分Ａしか図示されていない。第２の力方向成分は存在せず、図１に示した送り方向は省略されており、付加的に障害物２６０が図示されている。横方向力装置１４０は作動解除されている。この場合、第１の力方向成分Ａは送り方向に相当する。障害物２６０は前面衝突を生ぜしめ、この場合、衝突力の方向は第１の力方向成分Ａしか有しない。横方向力装置１４０は図２に示した状態では衝突力の方向に関連して、先細り管１２０が雌型１３０によってのみ先細りにされ、横方向力装置１４０による非対称的なデフォーメーションもしくは変形は行われないように操作されている。特にこの場合、横方向力装置１４０の第１のエレメント１４２および第２のエレメント１４４は先細り管１２０に関して位置的に解放されている。したがって、図２には、先細り管１２０の軸方向で装置１００に衝突する障害物との衝突が図示されている。センサエレメント１１０により、運動方向が測定され、横方向力装置１４０もしくは切換可能な先細り段は作動解除される。
【００３５】
図３には、図１もしくは図２につき説明した装置の横方向力装置の平面図が示されている。図３には、センサエレメント１１０と、横方向力装置１４０とが示されており、横方向力装置１４０は第１のエレメント１４２と第２のエレメント１４４とロックピン３４６とを備えている。この場合、先細り管はセンサエレメント１１０によって遮られているので見えていない。横方向力装置１４０は、たとえば管クランプの形に加工成形されている。第１のエレメント１４２は、たとえば円錐体もしくは先細り管に関して傾けられた内面を備えた管クランプであり、第２のエレメント１４４は、たとえば円筒形状もしくは先細り管に関して傾けられていないか、またはほとんど傾けられていない内面を備えた管クランプである。横方向力装置１４０の第１および第２のエレメント１４２，１４４もしくは両管クランプは、図３にはロック解除されて部分的に開放された状態で図示されている。図３に示した横方向力装置１４０の状態は、たとえば図２に示した、作動解除された横方向力装置１４０に相当する。横方向力装置１４０が作動させられているか、または作動させられると、ロックピン３４６によって第１のエレメント１４２と第２のエレメント１４４とがロック可能となる。第１のエレメント１４２および第２のエレメント１４４は、衝突力の方向に関連して共通の軸線を中心にして回転するか、もしくは回転させられるように形成されている。この場合、第１のエレメント１４２および第２のエレメント１４４は衝突力の方向に関連して先細り管の互いに異なる周面区分に当付け可能となる。
【００３６】
図４には、図１もしくは図２に示した装置１００が、横方向力装置がアクティブな状態で、つまり横方向力装置が作動させられた状態で示されている。装置１００ならびに図４に示した図面は、図２に示した装置ならびに図面に相当しているが、ただし図４には、第１の力方向成分Ａと第２の力方向成分Ｂとが図示されていて、かつ存在している。この場合、送り方向は図面から省略されており、送り方向に関して横方向に障害物２６０が配置されており、横方向力装置１４０は作動させられている。第１の力方向成分Ａは送り方向に相当する。障害物２６０は斜め衝突を生ぜしめ、この場合、衝突力の方向は第１の力方向成分Ａと第２の力方向成分Ｂとを有する。横方向力装置１４０は図４に示した状態では、衝突力の方向に関連して、先細り管１２０が雌型１３０によって先細りにされ、かつ横方向力装置１４０によって非対称的に先細りにされるように操作されている。特にこの場合、横方向力装置１４０の第１のエレメント１４２および第２のエレメント１４４は先細り管１２０に関して位置的に固定されている。この場合、先細り管１２０を強力に先細りにするための第１のエレメント１４２は、装置１００の、障害物２６０とは反対の側、つまり障害物２６０から遠い方の側に配置されており、先細り管１２０を弱く先細りにするための第２のエレメント１４４は装置１００の、障害物２６０寄りの側に配置されている。障害物２６０が装置１００に斜めに衝突すると、センサエレメント１１０によって衝突力の方向が評価される。このような場合には、図４に図示されているように、横方向力装置１４０がアクティブのまま（作動状態のまま）となるか、または横方向力装置１４０が作動させられる。横方向力装置１４０において非対称的な変形により生ぜしめられる横方向力は、障害物２６０との衝突により生ぜしめられた第２の力方向成分Ｂに抗して作用する。
【００３７】
図５には、本発明の別の実施形態による、衝突エネルギを吸収する調節可能な剛性を有する、たとえば２つの装置１００の概略的な断面図もしくは縦断面図で図示されている。装置１００はそれぞれ、たとえば図１、図２または図４に示した装置に相当している。図５には、２つの装置１００と、第２の力方向成分Ｂと、斜め衝突を生ぜしめる障害物２６０と、クロスメンバ５７０とが図示されている。第２の力方向成分Ｂは、障害物２６０との衝突の衝突力の方向により条件付けられている。２つの装置１００はクロスメンバ５７０に配置されている。クロスメンバ５７０は、たとえば車両の横方向に延びるクロスメンバである。２つの装置１００はそれぞれセンサエレメント１１０の範囲でクロスメンバ５７０に取り付けられている。たとえば、両装置１００のうちの第１の装置１００の送り方向は第２の装置１００の送り方向に相当する。両装置１００の横方向力装置１４０の操作状態は、たとえば図４に示した状態に相当する。この場合、先細り管１２０を強力に先細りにするためのアクティブな第１のエレメント１４２が、それぞれ装置１００の、障害物２６０から遠い方の側に配置されている。択一的には、先細り管１２０を強力に先細りにするための第１のエレメント１４２が、装置１００の、障害物２６０から遠い方の側でアクティブ（作動状態）となっていてよく、この場合、障害物２６０寄りの側ではエレメントがアクティブになっていない。
【００３８】
図６には、図５に示した装置１００が示されているが、ただしこの場合、図５の場合とは異なる側からの斜め衝突時の状態が示されている。装置１００、クロスメンバ５７０に関する装置１００の配置ならびに図６における図面は、図５に示したものに相当しているが、ただし図６に示した障害物２６０は図５の場合とは異なる向きを有しており、この場合、図６に示した障害物２６０により生ぜしめられた衝突力の方向は、図５に示した衝突力の方向とは異なる。したがって、図６に示した装置１００の横方向力装置１４０の操作状態も、衝突力の方向に関連して適合されている。図６において、衝突力の方向が、図５の場合とは異なって方向付けられた第２の力方向成分Ｂを有していても、図６においても、先細り管１２０を強力に先細りにするためのアクティブな第１のエレメント１４２は、装置１００の、障害物２６０とは反対の側に配置されている。
【００３９】
図５および図６から判るように、複数の装置１００、たとえば２つの装置１００がクロスメンバ５７０によって結合されている構成アッセンブリでは、これらの装置１００の横方向力補償が個々に力方向に関連して作動可能であり、これにより衝突エネルギの最適なエネルギ吸収が可能となる。
【００４０】
本発明の択一的な別の実施形態では、１つの装置１００が、たとえば複数の切換可能な力段もしくは雌型を有する。たとえば、雌型１３０に相当するか、または雌型１３０に同種の一次雌型（一次ダイ）が設けられており、この一次雌型は予め設定された状態でアクティブである。さらに、たとえば対称的な先細りを有する１つまたは複数の切換可能な二次雌型が設けられている。さらに、横方向力装置１４０のように非対称的な先細りを有する１つまたは複数の切換可能な三次雌型が設けられている。横方向力装置１４０による非対称的な先細りは、図３に示したような管クランプにより実現され得るか、または先細り管１２０の周面に分配された複数の非対称的なエレメントによって実現され得る。横方向力装置１４０の個々のエレメントの作動に応じて、横方向力を１つの方向、あるいは複数の方向でも補償することができる。したがって、衝突に応じて、エネルギを最適に吸収することができる。
【００４１】
図７には、車両のための衝突エネルギを吸収するための調節可能な剛性を有する装置の剛性を調節するための方法７００の１実施形態のフローチャートが示されている。方法７００は図１〜図６に示した装置と相まって有利に実施され得る。方法７００は特に、前記装置に電気的に接続されている車両の制御装置と関連して、車両の衝突の場合に実施される。方法７００は、車両の衝突時の衝突力の方向を表す衝突信号の読み込みのステップ７１０を有する。また、方法７００は、前記装置の剛性を調節するために、衝突力の方向に関連して前記装置の操作装置を制御するステップ７２０をも有する。
【００４２】
上で説明した図示の実施形態は、例示的に選択されたものであるに過ぎない。種々異なる実施形態を完全にまたは個々の特徴に関して互いに組み合わせることができる。また、１つの実施形態を別の実施形態の特徴によって補うこともできる。
【００４３】
さらに、本発明による方法ステップを繰り返し、かつ前記順序とは異なる順序で実施することができる。
【００４４】
１実施形態が、第１の特徴と第２の特徴との間で「および／または」の関係を有する場合、このことは、当該実施形態が、第１の構成では第１の特徴と第２の特徴の両方を有し（「および」）、第２の構成では第１の特徴と第２の特徴のいずれか一方だけを有する（「または」）ものと読み取ることができる。
【符号の説明】
【００４５】
１００  装置
１１０  センサエレメント
１２０  先細り管
１３０  雌型
１４０  横方向力装置
１４２  第１のエレメント
１４４  第２のエレメント
１５０  ベースプレート
２６０  障害物
３４６  ロックピン
５７０  クロスメンバ
７００  方法
Ａ  第１の力方向成分
Ｂ  第２の力方向成分
Ｃ  送り方向
【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５】
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【図６】
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【図７】
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