(57)【要約】  エネルギー入力が自動車のドア領域に側方から作用する側面衝突時に自動車の乗員保護性能を向上させるための装置であって、前記自動車ドア(4)の前記エネルギー入力とは反対側に車両シート(2)が位置しており、前記自動車ドア(4)が、前記車両シートと対向するドアインナパネル(3)を備えており、前記ドアインナパネルの少なくとも1つの部分領域(6、7)が、前記自動車ドアおよび前記部分領域に接続された1つの駆動ユニットにより、初期状態から自動車の室内空間(8)の内部に突出する変位された状態に移行可能である、装置が記載される。本発明は、前記駆動ユニットが、エネルギーの供給によって起動可能な、エネルギー変換材料を有することを特徴とする。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車ドア領域に側方からエネルギー入力が作用する側面衝突時に自動車の乗員保護性能を向上させるための装置であって、
前記自動車ドアの前記エネルギー入力とは反対側に車両シートが位置しており、該自動車ドアが、前記車両シートと対向するドアインナパネルを備えており、前記ドアインナパネルの少なくとも1つの部分領域が、前記自動車ドアおよび前記部分領域に連結された1つの駆動ユニットにより、初期状態から自動車の室内空間の内部に突出する変位された状態に移行可能である、装置において、
前記駆動ユニットが、エネルギーの供給によって起動可能な、エネルギー変換材料を有することを特徴とする、装置。
【請求項２】
前記自動車ドアと前記部分領域の間に、前記自動車の室内空間側からの力が入力された際に、前記部分領域の前記初期状態に向かう後戻り運動を減衰しながら案内することを可能とする1つの減衰ユニットが設けられていることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
【請求項３】
自動車に、間近に迫っている側面衝突を検出することができるセンサシステムが、評価ユニットとともに設けられていること、および、
前記駆動ユニットが、不可避である側面衝突を検出した際に起動可能であり、この側面衝突によって引き起こされるエネルギー入力が前記自動車ドアに作用する前の時点において、少なくとも1つの部分領域を前記変位された状態に移行させることを特徴とする、請求項1または2に記載の装置。
【請求項４】
前記減衰ユニットが、エネルギー変換材料を有することを特徴とする、請求項2または3に記載の装置。
【請求項５】
前記エネルギー変換材料の減衰挙動が、エネルギーの供給によって調整可能であることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記駆動ユニットおよび前記減衰ユニットが、エネルギー変換材料をベースとする1つのコンポーネントとして構成されていることを特徴とする、請求項2から5のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記減衰ユニットが、1つの弾性要素および/または膨張収縮可能な要素を有することを特徴とする、請求項2から6のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記減衰ユニットが、1つの発泡クッションであることを特徴とする、請求項2から7のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記駆動ユニットが、前記少なくとも1つの部分領域を前記自動車の室内空間に向いた1つの直線軸に沿って移動させる、一種のリニア駆動装置として形成されることを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記少なくとも1つの部分領域が、前記自動車の室内空間の内部で鉛直方向に向いた1つの旋回軸まわりに旋回可能に支承されていることを特徴とする、請求項1から9のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記少なくとも1つの部分領域が、前記自動車シート上に着席している人物の胸、肩、または腰部の高さに配置されることを特徴とする、請求項1から10のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記ドアインナパネルに、前記自動車シート上に着席している人物の胸の高さ、肩の高さ、および/または腰部の高さにそれぞれ配置された、複数の変位可能な部分領域が設けられていること、および、
個別に変位可能な前記各部分領域が、均一な変位量で、または異なる変位量で起動可能であることを特徴とする、請求項10に記載の装置。
【請求項１３】
前記変位可能な各部分領域がいずれも、同一の減衰特性、または人物の身体各部の生体力学的耐性限界に適合された異なる減衰特性をもつ、減衰ユニットを有することを特徴とする、請求項1から12のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
前記部分領域が、前記変位された状態において、前記ドアインナパネルの表面から測って、前記自動車の室内空間と対向している前記部分領域と、前記自動車シート上にいる人物との間のスペースが最小になるように、前記自動車の室内空間の内部に十分に突出することを特徴とする、請求項1から13のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
前記自動車シート上にいる人物が前記変位された部分領域と衝突する際に、前記人物の生理学的耐性限界を可能な限り上回らないように、減衰を選択することによって、前記部分領域の後戻り運動が減衰されながら案内されることを特徴とする、請求項1から14のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
前記エネルギー変換材料が、以下の材料クラス、すなわち、圧電セラミックス、無鉛圧電セラミックス、圧電ポリマー、電歪セラミックス、電気粘性流体、電気活性ポリマー、ポリマーゲル、磁気粘性流体、形状記憶合金、形状記憶ポリマーのうちの少なくともいずれか1つからなることを特徴とする、請求項1から15のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギー入力が自動車のドア領域に側方から作用する側面衝突時に自動車の乗員保護性能を向上させるための装置であって、自動車ドアのエネルギー入力とは反対側に車両シートが位置しており、自動車ドアが、車両シートと対向するドアインナパネルを備えている、装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
側面衝突の過程で衝突によって引き起こされる制御されないエネルギー入力が自動車ドアに作用する自動車事故は、自動車の乗員、特に側面衝突にさらされる自動車ドアに最も近い位置にいる人物にかなりの傷害をもたらすことが多い。その原因は、衝突エネルギーを受け止める自動車ドアが利用することができる変形ストロークが僅かしかなく、また自動車の側面構造も比較的僅かな衝突エネルギー吸収能力しかもたないことにある。
【０００３】
側面衝突の場面で傷害の危険を低減するために、ドイツ特許公告第2215674号明細書、ドイツ特許第4125299号明細書、ならびにドイツ特許出願公開第19828444号明細書から読み取ることができるように、自動車ドアを安定化させる適切な側面衝突支持システムを用いて、車両の横方向における自動車ドアの剛性を増大させるための、数多くの提案が知られている。
【０００４】
側面衝突保護機能をもつそのようなシステムの代表として、ドイツ特許出願公開第10341329号明細書が参照されるが、そこには、自動車ドアを貫いている側面衝突支持材が、衝突に起因するエネルギー入力とは無関係な形のエネルギーを制御しながら供給することにより、側面衝突支持材が、自動車ドアの周囲の堅固な車体領域と、これと協働して支持機能を果たすように結合されるように起動可能である、側面衝突保護システムが記載されている。エネルギー変換材料(Wandlerwerkstoff)を使用して、これを、側面衝突支持材を起動させるために利用することにより、側面衝突支持材の作動方式を可逆式に構成するとともに、特に明確に選定された時点にこれを起動させることが可能となる。
【０００５】
これまでに知られている側面衝突保護システムは、開発の進展とともに、自動車ドアに向いた衝突エネルギー入力を、より良好に吸収し、より高い剛性をもつ車体領域に誘導できるようにはなっているが、それにもかかわらず、自動車シート上に着席している人物を傷害から保護するために、衝突によって引き起こされるこの人物の制御されない固有運動に影響を及ぼすことはできない。そのためにはむしろ、衝突が起きると自動車の室内空間の内部に爆発的に展開し、その人物の衝撃を吸収するクッションとして利用されるエアバッグシステムが利用されている。特に自動車ドアのドアインナパネルの内部にこれに沿って組み込まれたエアバッグシステムは、ドアインナパネルと車両シート上にいる人物の間の距離を確保するためのクッション効果をもたらす。しかしエアバッグシステムは、それ自体は公知であるように、1回しか利用することはできず、またこれがクッション効果により保護特性を発揮できるのは、最大限充填された状態にあるときだけに限られている。
【０００６】
側面衝突事故において車両乗員の傷害の危険を低減するという点で、公開日が請求されている本発明の寄託優先日よりも後になっている、公開済みのドイツ特許出願公開第10351752号明細書に記載される提案が、さらに一歩先を行っている。この場合は、安全機構が、車両の側部に乗員の位置に隣接して配置され、作動装置により定位置から乗員の位置に向かって繰り出し位置へと移動可能な少なくとも1つのクッション要素を備えており、この作動装置が、車両固有の駆動装置によって駆動可能になっている。クッション要素の変位は、1つのばね式アキュムレータを用いて電動方式で行われるか、または点火要素によって行われる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、エネルギー入力が自動車のドア領域に側方から作用する側面衝突時に自動車の乗員保護性能を向上させるための装置であって、自動車ドアのエネルギーが入力される側とは反対側に車両シートが位置しており、自動車ドアが、車両シートと対向するドアインナパネルを備えている装置を、特に衝突によって引き起こされるエネルギー入力にさらされている自動車ドアにおいて、制御されない衝撃から車両シート上にいる人物がよりよく保護されるように、改良発展させることにある。それに加えて、この装置は可能な限り可逆式に利用可能にすべきである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の基礎となっているこの課題の解決策は、請求項1に記載されている。本発明の思想を有利に発展させた様々な特徴については、従属請求項の対象ならびに例示的実施形態に関する以下の説明から察知することができる。
【０００９】
本発明の解決策によると、エネルギー入力が自動車のドア領域に側方から作用する側面衝突時に自動車の乗員保護性能を向上させるための装置であって、自動車ドアのエネルギーが入力される側とは反対側に車両シートが位置しており、自動車ドアが、車両シートと対向するドアインナパネルを備えており、このドアインナパネルの少なくとも1つの部分領域が、自動車ドアおよびこの部分領域に連結された1つの駆動ユニットにより、初期状態から自動車の室内空間の内部に突出する変位された状態に移行可能である装置は、駆動ユニットが、エネルギーの供給によって起動可能な、エネルギー変換材料を有することを特徴としている。
【００１０】
本発明の解決策による装置は、自動車シート上に着席している人物とドアインナパネルとの間に存在するスペースを、可能な限り完全に埋め尽くしてやるという着想に基づいたものであり、その結果、衝突の場合には人物の動的挙動に影響を及ぼすことが可能となる。たとえば人物は、側面衝突のケースでは、まず自動車に作用する力のモーメントにより、これが身体固有の慣性モーメントに打ち克った後に、衝突によって引き起こされた力の流れの向きに加速され、それによって運動を開始するが、この運動は、最後にはシートベルトシステムによって突然制動され、この安全システムならびに人物の身体の固有弾性によって、側面衝突のエネルギーの流れにさらされている自動車ドアに向かう後戻り運動に変換される。その際に人物は、特に頭/頸部に、潜在的に傷害の危険が高い、極端に変化する力のモーメントを受けることになるが、多くの場合、側面衝突時に衝突に起因して自動車の室内空間の側に変形されている、ないしは変形される、自動車の室内空間と対向した自動車ドアに隣接した人物が、生命を脅かしかねない傷害を受ける。本発明の解決策による装置により、衝突によって引き起こされる力の入力とは逆向きの後戻り運動が可能な限り抑止され、とりわけ本発明の解決策に従ってエネルギー変換材料の利用によって穏やかに制動されることにより、人物と自動車ドアインナウォールとの衝突にからんだ、生命を脅かしかねない潜在的傷害の危険を決定的に低減することが可能となる。そのための前提は、人物と自動車ドアインナパネルとの間の自由なスペースが、エネルギー変換材料をベースとする1つの駆動要素によって能動的に最小にされることである。
【００１１】
そのためにドアインナパネルは、人物までの距離を最小にするために、ドアインナパネルの平面から回転運動または直進運動によって変位されて、好ましくは人物と側方から軽く接触した状態に入る、少なくとも1つの部分領域を提供する。ドアインナパネルの変位された部分領域に対して、その人物が、衝突によって引き起こされるその動的運動挙動により、押し付け力を加えると、部分領域は、好ましくはその初期位置に戻され、その際に、適切な減衰要素を使用して、この後戻り運動が、減衰ないしは制動されながら案内されるようになっている。好ましい減衰ユニットとしては、基本的にはフォームクッション、エラストマーなど弾性をもつ成形体であればどのような種類のものでもよいが、電気エネルギーを制御しながら供給する過程で相応に起動されることにより調整することができる減衰特性を有するエネルギー変換材料、ほんの二三、例をあげるならば、たとえば形状記憶合金または電気粘性流体の利用が特に有利である。そのように構成された減衰ユニットの内部では、エネルギーの散逸が生じ、それにより人物に作用する生体力学的負荷を決定的に低減することができる。すなわち、本発明の解決策に従って、エネルギー変換材料を使用して減衰ユニットを構成することにより、ドアインナパネルのそれぞれの部分領域を適切に変位させることが可能になるとともに、これが同時に減衰ユニットとして利用されるようになる。このようにして駆動ユニットと減衰ユニットとを、1つの単一ユニットに組み合わせることが可能となり、それにより自動車の車体構造において所望される小型で軽量のユニットを実現することができる。
【００１２】
本発明の解決策による安全システムは、不可避であると予測される目前に迫った側面衝突状況を検出することができる車両固有のセンサシステムと組み合わせることが好ましく、それにより、駆動ユニットの適時の起動と、それに関連した、衝突エネルギーが自動車に作用する前の時点での、ドアインナパネルの少なくとも1つの部分領域の制御された変位が可能となる。これにより、ドアインナパネルと人物間の上述の距離が最小限に低減される。応答時間ならびにシートベルトシステムの弾性に起因する自動車ドアまでの追加の距離さえも、変位可能な部分領域がその後適切に案内されることにより最小にすることができる。このようにして、一方ではシートベルトシステムによって、他方ではドアインナパネルの少なくとも1つの変位された部分領域によって人物が捕捉される状況がもたらされる。
【００１３】
特に好ましい実施形態においては、ドアインナパネルの互いに切り離された2つの部分領域が、いずれも変位された状態に移行され、そのうちの一方により自動車シート上にいる人物の腰部を、他方により胸部を、片側から支持することができる。これらの部分領域は両方とも、それぞれに割り当てられた、同一の減衰特性、または、それぞれ対応する身体各部の生体力学的耐性限界に適合された異なる減衰特性をもつ減衰ユニットを用いて、人物の固有運動によってそれぞれの初期状態に戻され、それにより人物が十二分に穏やかなクッション効果によって受け止められるようになる。
【００１４】
当然ながら、本発明の解決策に従ってクッション効果によって人物を受け止めるために、3つ以上の部分領域、それどころかドアインナパネル全体を、適切な方法で利用することも可能である。
【００１５】
側面衝突のケースで自動車の乗員がさらされる、生命を脅かしかねない潜在的な傷害の危険を適切に低減するための上述の装置の根底にあるのは、自動車シート上に着席している人物とドアインナパネルとの間に存在するスペースの少なくとも1つの領域を、ドアインナパネルの少なくとも1つの部分領域を自動車の室内空間に向かって変位させることによって最小にすることを特徴とする、方法原理である。さらに、衝突によって引き起こされるエネルギー入力中またはその後の、ドアインナパネルに向かう衝突によって引き起こされる相対的加速の過程で、ドアインナパネルのこの少なくとも1つの部分領域によって人物を制動することも有効である。ドアインナパネルの少なくとも1つの部分領域の、自動車の室内空間に向かっての変位は、特に有利なことに、自動車の好ましくは側面に取り付けられ、不可避であるとみなされる間近に迫った側面衝突状況を検出する、それ自体としては公知であるプレクラッシュセンサを用いて、衝突によって引き起こされるエネルギー入力の前の時点に行われる。この場合には、ドアインナパネルの少なくとも1つの部分領域を変位させるのに必要な駆動ユニットが起動される。この変位は、少なくとも1つの部分領域の、自動車の室内空間に向かっての直進運動または回転運動であると有利であることが判明している。変位の目的で、本発明の解決策に従ってエネルギー変換材料を利用することにより、部分領域の極めて迅速な起動および変位が可能となるばかりか、それに加えて変位が、損害なしで可逆的に実行可能となり、すなわち、万一誤起動されたとしても、起動がいったん行われた後にはエアバッグの全面交換が必要となるエアバッグシステムの場合のように、本発明の解決策による安全システムの失陥をもたらさない。その結果、本発明の解決策による安全システムの可逆式作動方式により、センサによって検出された近接状況の解釈ミスが許され、そのため、作動の信頼性が余り高くなく、同時により安価であるセンサシステムの利用が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に本発明を、発明の一般的思想に制約を加えることなく、図面を参照しながら例示的実施形態に則して具体的に説明する。
【００１７】
図1には、不可避であるとみなされる間近に迫った側面衝突状況のスナップショットが示されている。人物1は、自動車の内部で、自動車ドア4のドアインナパネル3までの距離dを有する自動車シート2上に着席している。図示されないセンサシステムにより、車両5が側方から自動車ドア4に近接しているという、不可避であると分類できる側面衝突状況が検出される。この場合、ドアインナパネル3の部分領域6、7が、自動車の室内空間8に向かって変位されて、人物1とドアインナパネル3との間の距離dによって表すことができるスペースを埋め尽くす、人物1に接近した、変位された状態をとれるようになる。
【００１８】
自動車5と、図に概略的に示されている自動車ドア4とが衝突すると、人物1は、まず自動車5に起因する力の流れの向きに、すなわち図示の例においては左に向かって加速され、続いてシートベルトシステム9に起因する拘束力により、自動車ドア4に向かって戻される。しかしながらこの後戻り運動過程は、減衰または制動されながら行われ、特にドアインナパネル3に連結された部分領域6、7は、再びそれぞれの初期状態6'、7'(ハッチング部を参照)に戻される。部分領域6、7のこの後戻り運動過程は、減衰または制動されながら、すなわちエネルギー変換材料、または発泡材料要素などを利用して戻される適切な減衰ユニットを使用して行われる。
【００１９】
図2aには、ドアインナパネル3の表面から自動車の室内空間に向かって変位された状態に移行可能な、パネル状に構成された2つの部分領域6、7を有する自動車ドア4のドアインナパネル3が簡略に示されている。その際、部分領域6は自動車シート上にいる人物の胸部または肩部を捕捉しないしはクッション効果によって受け止めることができるが、一方、部分領域7は人物の腰部を保護することができる。図2bに示される変形実施形態においては、ドアインナパネル全体(ハッチングを施した領域を参照)が、自動車の室内空間の内部に突出するように変位された状態に移行可能である。
【００２０】
ドアインナパネルのそれぞれの部分領域の変位は、1つの直線軸に沿った直進運動によって行われても、あるいは、図3aないしcの連続図に従って、鉛直に配置された1つの旋回軸10まわりの回転運動によって行われてもよい。図3aないしcに示される連続図は、自動車の室内空間8の内部に傾動可能にないしは旋回可能に、ドア内側3に支承された部分領域6が取り付けられている、右側の自動車ドア4を上から見た略図に相当する。この自動車ドアは、AピラーとBピラーの間に配置されている。部分領域6は、その前側の側縁部領域のところで、軸10まわりで回転運動可能に連結されており、自動車の室内空間8の内部へと旋回可能なそれとは反対側の端部領域のところで、一方を部分領域6の自由に旋回可能な端部に、他方を自動車ドア4に接続された1つのリンク運動機構11に結合されている。リンク運動機構11は、部分領域6を変位させるための駆動ユニットとしても(図3bを参照)、また変位された部分領域6の初期状態への後戻り運動を減衰しながら案内するためにも(図3cを参照)利用される。駆動兼減衰ユニットとして構成されるこのリンク運動機構11は、エネルギー変換材料から製造されるか、または少なくとも、好ましくは電気エネルギーの形のエネルギーの供給によってその形状の広がり方に影響を及ぼすことの可能な、たとえば形状記憶合金または電気粘性流体の形態をとる、エネルギー変換材料からなる複数の部分領域を有している。当然ながら、その他のエネルギー変換材料、たとえば圧電セラミックス、特に無鉛圧電セラミックス、圧電ポリマー、電歪セラミックス、電気粘性流体、ポリマーゲル、磁気粘性流体、ならびに形状記憶ポリマーなどを利用することも可能である。どのエネルギー変換材料が選択されるかにより、それぞれの部分領域を目的に応じて変位させるために、アクチュエータを相応に構成することが必要となる。
【００２１】
少なくとも幾つかの部分領域においてエネルギー変換材料からなるリンク運動機構11は、個別の制動特性をもつ変位された部分領域6の後戻り運動の案内を可能にする、個別に調整可能な、ないしは事前に設定可能な減衰挙動を有する。当然ながら、リンク運動機構11を、たとえばエラストマー、または発泡材料製クッションなど、さらに別の減衰ユニットと追加的に組み合わせることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】典型的な側面衝突状況を示す概略図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は、本発明の解決策に従って構成されたドアインナパネルの略図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、ドアインナパネルの少なくとも1つの部分領域の変位を示す連続図である。
【符号の説明】
【００２３】
1  人物
2  自動車シート
3  ドアインナパネル
4  自動車ドア
5  自動車
6、7  部分領域
8  自動車の室内空間
9  シートベルトシステム
10  旋回軸
11  リンク運動機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
2008540236.tif 000006
2008540236.tif 000007
2008540236.tif 000008
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