DE102009000112A1

DE102009000112A1 - Deformation element and method for regulating the deformation behavior of deformation elements in a vehicle

Info

Publication number: DE102009000112A1
Application number: DE200910000112
Authority: DE
Inventors: Thomas Lich; Maja Ivanlic; Reiner Marchthaler; Herbert Prickarz; genannt Eisenwerth Kaspar Schmoll; Josef Kolatschek
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-01-09
Filing date: 2009-01-09
Publication date: 2010-07-15
Also published as: JP2012514724A; CN102272472A; WO2010078988A3; JP2012006592A; EP2386034A2; WO2010078988A2

Abstract

Es wird ein Deformationselement zur Energieabsorption bei einer Fahrzeugkollision vorgeschlagen, das einen Behälter (101) mit mindestens einer Öffnung (114) aufweist, wobei der Behälter zur Energieabsorption deformiert werden kann. Ferner weist das Deformationselement einen in dem Behälter angeordnetes Medium (112) auf, das ausgebildet ist, um bei einer Deformation des Behälters durch die mindestens eine Öffnung auszuströmen und eine Modulationseinrichtung (320), die ausgebildet ist, um abhängig von einem Einstellsignal ein Ausströmen des Mediums durch die mindestens eine Öffnung zu steuern.A deformation element for energy absorption in a vehicle collision is proposed, which has a container (101) with at least one opening (114), wherein the container can be deformed for energy absorption. Furthermore, the deformation element has a medium (112) arranged in the container, which is designed to flow out through the at least one opening upon deformation of the container and a modulation device (320) which is designed to emit an outflow of the container as a function of a setting signal Medium through the at least one opening to control.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Deformationselement gemäß Anspruch 1, ein Verfahren zur Energieabsorption bei einer Fahrzeugkollision gemäß Anspruch 6, ein Verfahren zur Regelung des Deformationsverhaltens von Deformationselementen in einem Fahrzeug gemäß Anspruch 7, ein Steuergerät gemäß Anspruch 13, ein Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 14 und ein Insassenschutzsystem gemäß Anspruch 15.The The present invention relates to a deformation element according to claim 1, a method for energy absorption in a vehicle collision according to claim 6, a method for controlling the Deformation behavior of deformation elements in a vehicle according to claim 7, a control device according to claim 13, a computer program product according to claim 14 and an occupant protection system according to claim 15th

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Seit der Einführung der Fahrgastzelle hat sich die Fahrzeugsicherheit deutlich weiterentwickelt. In den letzten Jahren wurden wichtige Fortschritte bei der aktiven und passiven Sicherheit von Kraftfahrzeugen erreicht. Zahlreiche Maßnahmen wie die Verbesserung der Karosseriestrukturen und Rückhaltesysteme haben dazu beigetragen die Zahl der im Straßenverkehr getöteten zu reduzieren.since The introduction of the passenger compartment has increased vehicle safety significantly further developed. In recent years have been important Advances in the active and passive safety of motor vehicles reached. Numerous measures such as improving the Body structures and restraint systems have contributed to this to reduce the number of people killed in road traffic.

Dabei kann ein Großteil der Verletzungen auf Fahrzeug-Fahrzeug-Frontkollisionen mit schwerem Verletzungsgrad bis hin zur Todesfolge zurückgeführt werden. Durch die Einführung von Verbraucherschutztests sowie Gesetzesanforderungen hinsichtlich Frontalkollisionen mit 100% bzw. 40% Überdeckung konnten wesentliche Verbesserungen hinsichtlich der Unfallfolgenminderung erzielt werden. Dadurch rücken jedoch andere Kollisionsarten und Themen in den Vordergrund. Eines dieser Themen ist der Partnerschutz bzw. die Crashkompatibilität.there Much of the injury can be due to vehicle-vehicle front-end collisions be attributed to severe injury or death. Through the introduction of consumer protection tests and legal requirements with regard to frontal collisions with 100% or 40% overlap were able to make significant improvements in terms of reducing the consequences of accidents be achieved. As a result, however, other collision types move and topics in the foreground. One of these topics is partner protection or the crash compatibility.

Im Zuge der Entwicklungen der passiven Sicherheit steht der Selbstschutz im Vordergrund. Dies ist die Eigenschaft des Fahrzeugs, die eigenen Insassen sowohl in Fahrzeug-Fahrzeug-Kollisionen als auch in Kollisionen mit anderen Objekten zu schützen.in the The development of passive safety is self-protection in the foreground. This is the property of the vehicle, its own Occupants in vehicle-vehicle collisions as well as in collisions to protect with other objects.

Demgegenüber steht der Partnerschutz, dies ist die Eigenschaft des Fahrzeugs, die Insassen des gegnerischen Fahrzeugs in einer Fahrzeug-Fahrzeug-Kollision zu schützen, also eine möglichst geringe Aggressivität zu haben.In contrast, is the partner protection, this is the property of the vehicle, the occupants of the opposing vehicle in a vehicle-to-vehicle collision to protect, so the least possible aggressiveness to have.

Beide Eigenschaften werden in der Crashkompatibilität vereinigt. Diese Kombination bezeichnet ein hohes Maß an Selbstschutz bei niedriger Aggressivität gegenüber anderen Verkehrsteilnehmern in der Weise, dass das Gesamtrisiko in der Fahrzeugflotte minimiert wird. Es besteht allgemeine Einigkeit, dass eine Verbesserung der Kompatibilität nicht zu Lasten des Selbstschutzes einzelner Fahrzeuge gehen darf.Both Properties are united in crash compatibility. This combination denotes a high degree of self-protection at low aggressiveness to others Road users in such a way that the overall risk in the vehicle fleet is minimized. There is general agreement that an improvement Compatibility not at the expense of self-protection of individual Vehicles are allowed to go.

Es kann anhand von Unfalldaten gezeigt werden, dass die heutigen Crashtests zu Verbesserungen hinsichtlich des Selbstschutzes beigetragen haben, damit einher ging jedoch eine leichte Abnahme des Partnerschutzes. Als Folge dieser Entwicklung kann es zukünftig zu neuen Verbraucherschutztests für den Frontlastfall kommen, um der Kompatibilität höheres Gewicht beizumessen.It can be shown on the basis of accident data that today's crash tests contributed to improvements in self-protection, However, this was accompanied by a slight decrease in partner protection. As a result of this development, it may become new in the future Consumer protection tests for the front load case come to to give more weight to compatibility.

Um in der Praxis eine höhere Kompatibilität des Fahrzeugs zu erhalten, wird zukünftig in die Fahrzeugfrontstruktur eingegriffen. Einige Ansätze, bei denen die im Fahrzeug verbauten Crashboxen situationsabhängig adaptiert werden, um eine verbesserte Energieabsorption zu gewährleisten, sind bereits bekannt und werden im Folgenden als Stand der Technik dargestellt.Around in practice a higher compatibility of the vehicle In the future, the vehicle front structure will be preserved intervened. Some approaches in which the vehicle installed crash boxes are adapted to the situation, to ensure improved energy absorption, are already known and are hereafter referred to as prior art shown.

Die EP 1 792 786 A2 beschreibt eine Crashbox der herkömmlichen Art. Dabei wird die Crashbox zur Eingliederung zwischen einem Stoßfängerquerträger und einem Fahrzeuglängsträger eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Die Crashbox weist ein gehäuseartiges Deformationsprofil als Faltkonstruktion aus Metallblech und eine längsträgerseitige Flanschplatte auf. Die Flanschplatte ist dabei als Bestandteil der Faltkonstruktion ausgebildet.The EP 1 792 786 A2 describes a crash box of the conventional type. The crash box for integration between a bumper cross member and a vehicle longitudinal member of a motor vehicle is shown. The crash box has a housing-like deformation profile as a folded construction of sheet metal and a longitudinal member side flange plate. The flange plate is formed as part of the folding structure.

In der Veröffentlichung von M. Deimel, J. Franke und S. Löffler mit dem Titel ”Entwicklung eines Frontendmoduls eines Niedrig-Energie Verbrauch-Fahrzeug” vom Oktober 2004 im 15. Symposium ”Design for X” wurde eine adaptive Frontstruktur vorgeschlagen, bei der beide ausfahrbaren Crash-Rohre durch einen breiten Querträger gekoppelt und zusätzlich mit einem Schaumelement versehen sind. Die Funktionsfähigkeit der Variante wurde durch FEM-Berechnungen überprüft.In the publication of M. Deimel, J. Franke and S. Löffler with the title "Development of a Frontend Module of a Low-Energy Consumption Vehicle" of October 2004 in the 15th Symposium "Design for X" An adaptive front structure has been proposed in which both extendable crash tubes are coupled by a wide cross member and additionally provided with a foam element. The functionality of the variant was checked by FEM calculations.

Die Low-Cost-Variante zur Umsetzung der Crashenergie weist kein Schaum-Deformationselement auf. Dabei können entsprechende Crashboxen zwischen Querträgern und Längsträgern des Fahrzeugs angeordnet werden.The Low-cost variant for implementing the crash energy has no foam deformation element on. In this case, corresponding crash boxes between cross members and longitudinal members of the vehicle are arranged.

Bei der High-End-Lösung zur Umsetzung der Crashenergie ohne das Schaum-Deformationselement können zwischen dem Querträger und karosseriefesten Crash-Rohren ausfahrbare Crash-Rohre angeordnet werden.at the high-end solution for the implementation of crash energy without the foam deformation element can between the cross member and body-mounted crash tubes arranged extendable crash tubes become.

Im Bereich adaptiver Frontstrukturen existieren bereits von der Firma Autoliv Veröffentlichungen. Kern ist dabei, die Steifigkeit der Crashboxen adaptiv zu gestalten. Die Crashboxen werden dabei vor der Kollision angepasst, so dass eine höhere Energieaufnahme der Frontstruktur stattfinden kann. Dies bedeutet beispielsweise eine weiche Frontstruktur bei Kollision mit einem Fußgänger oder aber auch eine härtere Frontstruktur bei Intrusion eines Fahrzeugs.in the Area of adaptive front structures already exist from the company Autoliv releases. Core is the stiffness to make the crash boxes adaptive. The crash boxes will be there adjusted before the collision, allowing a higher energy intake the front structure can take place. This means for example a soft front structure in collision with a pedestrian or a harder front structure during intrusion of a vehicle.

Aufgrund der Tatsache, dass das Thema Kompatibilität Einzug in den EuroNCAP Verbraucherschutz findet, erhöht sich die Wahrscheinlichkeit für den Einsatz adaptiver Frontstrukturen/Crashboxen in der Praxis unter Berücksichtigung vorausschauender Sensorik.by virtue of the fact that the subject of compatibility entered the EuroNCAP consumer protection, the likelihood increases for the use of adaptive front structures / crash boxes in the Practice considering foresighted sensors.

Im Weiteren wird im Zuge des Selbstschutzes versucht, bei einem Frontalcrash eines Fahrzeugs möglichst viel Energie des Aufpralls durch den vor der Fahrerkabine befindlichen Fahrzeugteil zu absorbieren. Die Absorption erfolgt dabei durch Deformation bestimmter Elemente. Dadurch können die Insassen besser geschützt werden. Bei einem Crash ist es das Ziel, die zur Verfügung stehende Knautschzone, also der speziell für die Vernichtung der kinetischen Energie vorgesehene Bauraum, optimal zu nutzen. Es ist im Fahrzeugbau üblich, so ge nannte „Crashboxen” zu verbauen, die genau diese Aufgabe durch gezieltes Deformationsverhalten übernehmen.in the Another is attempted in the course of self-protection, in a frontal crash a vehicle as much energy of the impact through to absorb the vehicle part located in front of the driver's cab. The absorption takes place by deformation of certain elements. This can better protect the occupants. In a crash, it is the goal that is available Crumple zone, that is specially for the destruction of the Kinetic energy provided space to use optimally. It is common in vehicle construction, so-called "crash boxes" too obstruct that perform exactly this task by targeted deformation behavior.

Herkömmliche Bauelemente, die die kinetische Energie im Crashfall absorbieren, haben definierte Materialeigenschaften in Bezug auf Steifigkeit und Elastizität. Daher sind ihr Deformationsverhalten und damit ihre Absorptionsfähigkeit nicht variabel.conventional Components that absorb the kinetic energy in the event of a crash, have defined material properties in terms of stiffness and Elasticity. Therefore, their deformation behavior and thus their absorption capacity is not variable.

In den letzten Jahren wurden wichtige Fortschritte bei der passiven Sicherheit von Kraftfahrzeugen erreicht. Zahlreiche Maßnahmen wie die Verbesserung der Karosseriestrukturen und Rückhaltesysteme haben dazu beigetragen die Zahl der im Straßenverkehr getöteten zu reduzieren.In Recent years have seen important advances in the passive Safety of motor vehicles achieved. Numerous measures like the improvement of body structures and restraint systems have contributed to the number of people killed in road traffic to reduce.

Zum Schutz der Insassen wird standardmäßig das Prinzip der Knautschzone eingesetzt. Dabei befinden sich im Kollisionsbereich des Fahrzeuges bestimmte Bauelemente, deren Aufgabe es ist, durch ihre Verformung Energie abzubauen. Üblicherweise werden hier verschiedene Elemente mit progressiv ansteigender Steifigkeit verbaut. So kann ein System beispielsweise in der Frontstruktur aus Elementen bestehen, die in der Reihenfolge Stossfänger, Stossfängerquerträger, Deformationselement, Längsträger und Insassenraum angeordnet sind. Dabei ist der Stossfänger das Element mit geringster Steifigkeit und der Insassenraum das Element mit der höchsten Steifigkeit. Der Grund für diese Art von Konstruktion sind einerseits die belange des Fußgängerschutzes (keine Teile mit hoher Steifigkeit = harte Teile an der Fahrzeugfront), der Reparaturkosten (bei einem 15 km/h Crash soll nicht die gesamte Frontstruktur deformiert werden, sondern nur ein bestimmter Teil mit relativ niedriger Steifigkeit, welches leicht auszutauschen ist), sowie den Anforderungen des Insassenschutzes (einerseits genügenden Energieabbau, andererseits muss auf jeden Fall eine Deformation des Fahrgastinnenraumes vermieden werden).To the Inmate protection is the principle by default the crumple zone used. They are in the collision area the vehicle certain components whose job it is through their Deformation energy dissipation. Usually, here Various elements with progressively increasing stiffness installed. For example, a system can consist of elements in the front structure, in the order of bumpers, bumper crossmember, Deformation element, longitudinal member and passenger compartment are arranged. The bumper is the element with minimal stiffness and the passenger compartment the element with the highest rigidity. The reason for this Type of construction are on the one hand the concerns of pedestrian protection (no High rigidity parts = hard parts on the vehicle front), the repair costs (at a 15 km / h crash is not the entire Front structure are deformed, but only a certain part with relatively low stiffness, which is easy to replace is), as well as the requirements of occupant protection (on the one hand sufficient Energy degradation, on the other hand, must definitely be a deformation of the passenger compartment are avoided).

Im Zuge der Entwicklungen der passiven Sicherheit ist neben dem Selbstschutz der Partnerschutz (Kompatibilität) in den Vordergrund gerückt. Die Kompatibilität hat das Ziel neben einem hohen Maß an Selbstschutz (Schutz der eigenen Insassen bei Kollisionen) den Schutz der Insassen des gegnerischen Fahrzeugs bei Fahrzeug-Fahrzeug Kollisionen. In beiden Fällen soll die Insassenbelastung so gering wie möglich sein.in the Course of developments of passive safety is in addition to self-protection partner protection (compatibility) has come to the fore. The Compatibility has the goal in addition to a high degree Self-protection (protection of own occupants in case of collisions) protection the occupants of the opposing vehicle in vehicle-vehicle collisions. In both cases, the occupant load should be as low as to be possible.

Insbesondere bei einer Kollision eines schweren Fahrzeuges mit einem leichteren stellt das Erreichen dieses Ziels eine nicht zu unterschätzende Herausforderung dar. Das leichtere Fahrzeug ist im Bauraum stärker eingeschränkt als das schwerere. Entsprechend steht auch weniger Platz für eine ”Knautschzone” zur Energieaufnahme zur Verfügung. Aus physikalischen Gründen ist es in einer solchen Kollision gerade so, dass das leichtere Fahrzeug mehr Energie aufnehmen muss als das Schwerere. Ein häufig verwendetes Verfahren ist deswegen, dass bei einer solchen Kollision das schwerere Fahrzeug ein relativ gesehen weniger steife Knautschzone besitzt, und das leichtere eine etwas steifere. So wird gewährleistet, dass sich beim leichteren Fahrzeug die Deformation nicht bis in den Insassenbereich hinein erstreckt. Allerdings besteht damit in anderen Crashfällen für das schwerere Fahrzeug ein Nachteil. Beispielsweise bei einem Aufprall dieses Fahrzeuges gegen ein starres Hindernis entspricht der Insassenschutz aufgrund der weicheren Knautschzone nicht dem optimal erreichbaren Insassenschutz. Es besteht ein höheres Risiko von Intrusion in den Fahrgastinnenraum. Ebenso besteht für das leichtere Fahrzeug ein Nachteil bei einer solchen Kollision. Durch die hohe Steifigkeit der Knautschzone steigen die Verzögerungswerte der Struktur und mit ihnen die Belastungswerte für die Insassen.Especially in a collision of a heavy vehicle with a lighter one Achieving this goal presents a challenge that should not be underestimated dar. The lighter vehicle is more limited in space as the heavier one. Accordingly, there is less space for a "crumple zone" for energy absorption available. For physical reasons, it is in such a collision just so that the lighter vehicle needs to absorb more energy as the heavier one. A commonly used method is because of such a collision, the heavier vehicle has a relatively less rigid crumple zone, and the lighter one a little stiffer. This ensures that In the lighter vehicle, the deformation does not reach the occupant area extends into it. However, it exists in other crash cases for the heavier vehicle a disadvantage. For example in a collision of this vehicle against a rigid obstacle Corresponds to occupant protection due to the softer crumple zone not the optimally achievable occupant protection. There is a higher one Risk of intrusion into the passenger compartment. Likewise exists for the lighter vehicle a disadvantage in such a collision. By the high rigidity of the crumple zone increases the deceleration values the structure and with them the load values for the Occupants.

Ein anderes Problem bei Fahrzeugkollisionen stellt der mögliche unterschiedliche Überdeckungsgrad dar. Üblicherweise besteht eine Fahrzeugfrontstruktur aus zwei parallel verlaufenden Längsträgern, die an der Front jeweils noch zusätzlich ein Deformationselement besitzen. Ausgelegt ist die Steifigkeit dieser Komponenten so, dass sie im Falle einer Kollision mit Teilüberdeckung, also einer solchen bei der nicht die ganze Fahrzeugfront an der Kollision beteiligt ist und daher nur eines der Längsträger-Deformations-Elemente getroffen wird, genügend Energie abgebaut wird. Findet dagegen die Kollision so statt, dass beide Elemente getroffen werden, also mit hoher Überdeckung, ist die sich nun als Addition der Einzelsteifigkeiten der Elemente sich ergebende Gesamtsteifigkeit unnötig hoch und führt zu nicht optimalen Insassenbelastungswerten.One Another problem with vehicle collisions is the possible different degree of coverage. Usually If a vehicle front structure consists of two parallel longitudinal members, at the front each additionally a deformation element have. The rigidity of these components is designed so that in the event of a collision with partial coverage, ie such when not the whole vehicle front at the collision is involved and therefore only one of the longitudinal beam deformation elements is taken, enough energy is dissipated. finds however, the collision takes place so that both elements are hit, so with high coverage, which is now considered addition of the Individual stiffness of the elements resulting total rigidity unnecessarily high and leads to non-optimal occupant load values.

Ein Verfahren, das versucht die oben genannten Nachteile auszugleichen wurde z. B. von der Firma Autoliv vorgestellt. Dabei wird je nach Lastfall die Steifigkeit eines Deformationselementes der Situation angepasst. Damit ist es in Grenzen möglich, beispielsweise bei einem schweren Fahrzeug bei einer Kollision mit ei nem leichteren Fahrzeug die Steifigkeit des Deformationselements niedrig zu halten. Dagegen kann bei Kollision mit einem starren Hindernis durch unter-Drucksetzen des Elementes die Steifigkeit erhöht werden. Dadurch sind eine bessere Anpassung an die Crashsituation und damit ein verbesserter Insassenschutz möglich.A method that tries to compensate for the above-mentioned disadvantages was z. B. presented by the company Autoliv. Depending on the load case, the stiffness of a deformation element of the situ adapted. Thus, it is possible within limits, for example, in a heavy vehicle in a collision with egg nem lighter vehicle to keep the rigidity of the deformation element low. On the other hand, in case of collision with a rigid obstacle by under-compression of the element, the rigidity can be increased. As a result, a better adaptation to the crash situation and thus improved occupant protection are possible.

Auch von anderen Firmen wurden Methoden zur Anpassung der Steifigkeit von Bauteilen an die Crashsituation vorgestellt. Beispielsweise gibt es Ideen, durch den Einbau hydraulischer Elemente eine Veränderung der Steifigkeit zu erzielen. (siehe hierzu: Vetter et al., Investigation of adaptive Vehicle Body Structure Concepts with Respect to different Crash Worthiness Requirements”, 6t International Symposium Airbag 2002, Karlsruhe 2002 ). Der Schwerpunkt all dieser Veröffentlichung ist allerdings hauptsächlich im Bereich der technischen Realisierung unterschiedlicher Steifigkeiten gesetzt.Other companies also presented methods for adapting the rigidity of components to the crash situation. For example, there are ideas to achieve a change in rigidity by installing hydraulic elements. (see also: Vetter et al., Investigation of Adaptive Vehicle Body Structure Concepts with Respect to Crash Worthiness Requirements ", 6th International Symposium Airbag 2002, Karlsruhe 2002 ). The focus of all this publication, however, is mainly set in the field of technical realization of different stiffnesses.

Ein Nachteil der bekannten nichtadaptiven Verfahren zur Anpassung der Steifigkeit von Bauteilen ist, das die Steifigkeit eines deformierbaren Elements rein durch ihre Aufbauform d. h. Kontur, Materialeigenschaften, Wandstärke und Deformationseigenschaften definiert wird. Die aufgrund der Konstruktion definierten mechanischen Eigenschaften der Elemente bzw. deren Steifigkeitsverhältnisse (Unterschied zwischen der Steifigkeit von Element 1 zu Element 2) wie z. B. zwischen Crashbox und Längsträger können danach nicht mehr modifiziert werden. Daraus ergeben sich ein nicht optimaler Schutz der Insassen, ein höheres Gewicht und oftmals höhere Reparaturkosten.One Disadvantage of the known non-adaptive method for the adaptation of Stiffness of components is the rigidity of a deformable Elements purely by their design d. H. Contour, material properties, Wall thickness and deformation properties is defined. The mechanical properties defined by the construction Elements or their stiffness ratios (difference between the stiffness of element 1 to element 2) such. B. between Crashbox and side members can afterwards no longer be modified. This results in a non-optimal protection the occupants, a higher weight and often higher Repair costs.

Der Nachteil der bekannten Verfahren, die eine adaptive Struktur verwenden ist, dass der Bereich, in dem die Steifigkeit eines deformierbaren Elements sinnvoll verändert wird, durch die mechanische Belastbarkeit der benachbarten Komponenten eingegrenzt ist. Werden z. B. die beiden Elemente Crashbox und Längsträger betrachtet, so kann die Steifigkeit der Crashbox nur so weit erhöht werden, bis sie etwas geringer ist als die des Längsträgers. Würde sie noch weiter darüber hinaus erhöht werden, wäre der Längsträger nun das Element mit geringer Steifigkeit und würde entsprechend unter Belastung vor der Crashbox kollabieren, mit dem Resultat von deutlich erhöhten Schadenskosten und geringerer Gesamtschutzwirkung für den Insassen.Of the Disadvantage of the known methods which use an adaptive structure is that the area in which the stiffness of a deformable Elements is meaningfully changed by the mechanical Resilience of the adjacent components is limited. Become z. B. the two elements crash box and side members considered, the stiffness of the crash box can only be increased so far until it is slightly lower than that of the side member. Would they will be further increased beyond would the side member now the element with low rigidity and would be under load accordingly Collapse before the crash box, with the result of significantly increased Damage costs and lower overall protection for the Occupants.

Vor diesem Hintergrund wird mit der vorliegenden Erfindung ein Deformationselement, ein Verfahren zur Energieabsorption bei einer Fahrzeugkollision, ein Verfahren zur Regelung des Deformationsverhaltens von Deformationselementen in einem Fahrzeug, ein Steuergerät, ein Computerprogrammprodukt und ein Insassenschutzsystem gemäß den unabhängigen Patentansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.In front In this background, with the present invention, a deformation element, a method for energy absorption in a vehicle collision, a method for regulating the deformation behavior of deformation elements in a vehicle, a controller, a computer program product and an occupant protection system according to the independent ones Claims presented. Advantageous embodiments emerge from the respective subclaims and the following description.

Die Erfindung basiert zum einen auf der Erkenntnis, dass eine adaptierbare Crashbox sinnvoll ist, die ihr Deformationsverhalten abhängig von der Schwere eines Unfalls und damit abhängig von der zu absorbierenden Aufprallenergie variieren kann. Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung bereitgestellt, die eine variable Steifigkeit der Crashbox zulässt.The On the one hand, the invention is based on the recognition that an adaptable Crashbox makes sense, depending on their deformation behavior on the severity of an accident and thus dependent on the accident absorbing impact energy can vary. According to the invention a device providing a variable stiffness of the Crashbox allows.

Eine solche Variabilität der Steifigkeit macht Sinn, da bei einem sehr starken Aufprall sehr viel Energie nach dem Zusammenschieben der Crashbox übrig bleibt und von anderen Elementen, auch dem Fahrgastraum, absorbiert werden muss.A such variability of rigidity makes sense, since a very strong impact very much energy after pushing together the crashbox is left over and other elements, too the passenger compartment, must be absorbed.

Bei einem leichten Aufprall wird der zur Verfügung stehende Weg der Crashbox, also der Weg, entlang dem die Crashbox zusammen geschoben werden könnte, nicht vollends ausgenutzt. Damit wird wiederum dem Fahrer eine harte Beschleunigung bzw. Abbremsung zugemutet, die zu Verletzungen führen kann.at a slight impact is the available Way the crashbox, so the way along the crashbox together could be pushed, not fully exploited. In order to in turn will give the driver a hard acceleration or deceleration reasonable, which can lead to injuries.

Vorteilhafterweise ermöglicht es der erfindungsgemäße Ansatz, eine auf die zu absorbierende Crashenergie abgestimmte Steifigkeit in den Dämpferelementen herzustellen. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann die Steifigkeit der Crashbox so realisieren, dass eine Adaptivität an die Härte des Crashs gewährleistet ist. Dabei wird als Ziel eine Maximierung von Selbst- und Partnerschutz angestrebt.advantageously, allows the approach according to the invention a stiffness matched to the crash energy to be absorbed to produce in the damper elements. An inventive device can realize the rigidity of the crashbox so that an adaptivity is guaranteed to the hardness of the crash. there The goal is to maximize self and partner protection.

Ausgehend davon schafft die vorliegende Erfindung ein Deformationselement zur Energieabsorption bei einer Fahrzeugkollision, mit folgenden Merkmalen: einem Behälter mit mindestens einer Öffnung, wobei der Behälter zur Energieabsorption deformiert werden kann; einem in dem Behälter angeordneten Medium, das ausgebildet ist, um bei einer Deformation des Behälters durch die mindestens eine Öffnung auszuströmen; und einer Modulationseinrichtung, die ausgebildet ist, um abhängig von einem Einstellsignal ein Ausströmen des Mediums durch die mindestens eine Öffnung zu steuern.outgoing Of these, the present invention provides a deformation element for energy absorption in a vehicle collision, with the following Characteristics: a container with at least one opening, wherein the container for energy absorption can be deformed; a medium disposed in the container that is formed is to order at a deformation of the container by the at least to escape an opening; and a modulation device, which is designed to be dependent on a setting signal an outflow of the medium through the at least one opening to control.

Bei dem Deformationselement kann es sich um eine Crashbox handeln, die in einer Knautschzone eines Fahrzeugs angeordnet werden kann. Das Deformationselement kann so angeordnet werden, dass der Behälter des Deformationselements bei einer Kollision des Fahrzeugs zusammengedrückt wird. Dadurch kann der Behälter Kollisionsenergie absorbieren. Der Behälter weist einen Hohlraum auf, in dem das Medium angeordnet ist. Bei dem Medium kann es sich um ein Fluid handeln. Abgesehen von der mindestens einen Öffnung, kann der Behälter geschlossen sein, so dass das Medium bei einer Deformation des Behälters ausschließlich durch die mindestens eine Öffnung ausströmen kann. Dabei hängt das Deformationsverhalten des Behälters von einem Ausströmverhalten des Mediums ab. Insbesondere hängt das Deformationsverhalten von der Strömungsgeschwindigkeit des Mediums durch die mindestens eine Öffnung sowie der Größe der mindestens einen Öffnung ab. Je schneller das Medium oder ein bestimmter Volumenanteil des Mediums aus dem Behälter entweichen kann, umso geringer ist die Steifigkeit des Behälters und somit des Deformationselements. Die Geschwindigkeit, mit der das Medium bei einer Deformation des Behälters entweichen kann, kann mittels des Einstellsignals eingestellt werden. Somit ist das Einstellsignal ausgebildet, um das Deformationsverhalten des Deformationselements einzustellen. Insbesondere kann das Einstellsignal ausgebildet sein, um die Steifigkeit des Deformationselements einzustellen. Das Deformationselement kann mit einem Steuergerät gekoppelt sein, das das Einstellsignal bereitstellt. Bei dem Einstellsignal kann es sich um ein elektrisches Signal handeln.The deformation element can be a crash box that can be arranged in a crumple zone of a vehicle. The deformation element may be arranged so that the container of the deformation element is compressed in a collision of the vehicle. This allows the container to absorb collision energy. The container has a cavity in which the medium is arranged. In the medium it can be a fluid. Apart from the at least one opening, the container may be closed, so that the medium can flow through a deformation of the container exclusively through the at least one opening. The deformation behavior of the container depends on an outflow behavior of the medium. In particular, the deformation behavior depends on the flow velocity of the medium through the at least one opening and the size of the at least one opening. The faster the medium or a certain volume fraction of the medium can escape from the container, the lower the rigidity of the container and thus of the deformation element. The speed with which the medium can escape during a deformation of the container can be adjusted by means of the setting signal. Thus, the adjusting signal is formed to adjust the deformation behavior of the deformation element. In particular, the adjustment signal may be designed to adjust the stiffness of the deformation element. The deformation element may be coupled to a controller that provides the adjustment signal. The adjustment signal may be an electrical signal.

Gemäß einer Ausgestaltung kann der Behälter mindestens zwei Elemente aufweisen, die ausgebildet sind, um sich bei der Deformation des Behälters ineinander zu schieben. Bei den Elementen kann es sich jeweils um Teilelemente eines Teleskops handeln. Die Elemente ermöglichen ein kontrolliertes Zusammenschieben des Behälters.According to one Embodiment, the container at least two elements formed to be deformed at the deformation of Slide container into each other. It can be with the elements each act to sub-elements of a telescope. The Elements allow a controlled pushing together of the container.

Die Modulationseinrichtung kann ausgebildet sein, um eine Viskosität des Mediums einzustellen. Durch eine Änderung der Viskosität kann die Strömungsgeschwindigkeit des Mediums durch die mindestens eine Öffnung geändert werden.The Modulation means may be configured to have a viscosity to adjust the medium. By changing the viscosity the flow velocity of the medium through the at least an opening will be changed.

Das Medium kann ein magneto-rheologisches Fluid sein und die Modulationseinrichtung kann ausgebildet sein, um ein Magnetfeld bereitzustellen. Eine Größe und Richtung des Magnetfelds kann durch das Einstellsignal gesteuert werden. Mittels des Magnetfelds kann die Viskosität des magneto-rheologisches Fluids eingestellt werden.The Medium can be a magneto-rheological fluid and the modulation device can be configured to provide a magnetic field. One size and direction of the magnetic field can be controlled by the adjustment signal become. By means of the magnetic field, the viscosity of the magneto-rheological fluid can be adjusted.

Gemäß einer Ausgestaltung kann das Deformationselement eine Membran aufweisen, die ausgebildet ist, um die mindestens eine Öffnung bis zur Deformation des Behälters zu verschließen. Somit kann ein Entweichen des Mediums vor der Kollision verhindert werden.According to one Embodiment, the deformation element may comprise a membrane, which is designed to hold the at least one opening up to close the deformation of the container. Thus, escape of the medium before the collision can be prevented become.

Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Verfahren zur Energieabsorption bei einer Fahrzeugkollision, das folgende Schritte umfasst: Bereitstellen eines Behälters mit mindestens einer Öffnung, wobei der Behälter zur Energieabsorption deformiert werden kann; Bereitstellen eines in dem Behälter angeordneten Mediums, das ausgebildet ist, um bei einer Deformation des Behälters durch die mindestens eine Öffnung auszuströmen; und Bereitstellen eines Einstellsignals, das ausgebildet ist, um ein Ausströmen des Mediums durch die mindestens eine Öffnung zu steuern.The The present invention further provides a method of energy absorption in a vehicle collision, comprising the steps of: providing a Container having at least one opening, wherein the Container for energy absorption can be deformed; Providing a medium arranged in the container, which is adapted to a deformation of the container to escape through the at least one opening; and providing an adjustment signal that is configured to an outflow of the medium through the at least one opening to control.

Die Erfindung basiert ferner auf der Erkenntnis, das eine Regelung der Steifigkeit von Deformationselementen ein einem Fahrzeug verbessert werden kann, indem die Steifigkeiten zusammenwirkender Deformationselemente gemeinsam geregelt werden. Auf diese Weise können die Deformationseigenschaften einer Mehrzahl von Deformationselementen, die beispielsweise in einer Knautschzone des Fahrzeugs angeordnet sind, aufeinander abgestimmt werden.The The invention is further based on the finding that a regulation of Stiffness of deformation elements improves a vehicle can be, by the stiffness of cooperating deformation elements be regulated together. In this way, the deformation properties a plurality of deformation elements, for example, in a crumple zone of the vehicle are arranged, are coordinated.

Erfindungsgemäß ist eine aufeinander abgestimmte elektronische Regelung der Steifigkeiten von mindestens zwei in Reihe in einem Fahrzeug angebrachten adaptiven Deformationselementen über eine Befehls- und Auswerteeinheit in einem Steuergerät möglich, wobei eine Information über eine Unfallsituation aus einer Crashauswerteeinheit verwendet wird.According to the invention a coordinated electronic control of the stiffnesses of at least two adaptive mounted in series in a vehicle Deformation elements via a command and evaluation unit in a control unit possible, with information about an accident situation from a crash evaluation unit is used.

Die Erfindung ist immer dann anwendbar, wenn mehr als ein regelbares Element zum Energieabbau in einem Fahrzeug installiert ist. Erfindungsgemäß erfolgt die Regelung der Einzelsteifigkeiten der verschiedenen Elemente in der Art, dass einerseits der Verlauf der Gesamtsteifigkeit einem vorgebbaren Muster folgt, andererseits der durch die technische Realisierung vorgegebene erreichbare Steifigkeitsbereich optimal ausgenützt wird. Dabei soll die Regelung der Steifigkeiten je nach Crashtyp den bestmöglichen Schutz für den Insassen bieten. Ferner soll die Regelung gute Kompatibilitätseigenschaften bieten, wenn es um den Partnerschutz geht (Fahrzeug-Fahrzeug-Crash und/oder Fahrzeug-Fußgänger-Crash). Somit kann die Gesamtschutzwirkung für den Insassen erhöht und die Schadenskosten gering gehalten werden.The Invention is always applicable if more than one controllable Element for energy reduction is installed in a vehicle. According to the invention the regulation of the individual stiffnesses of the different elements in the way that on the one hand the course of the overall rigidity one specifiable pattern follows, on the other hand by the technical realization optimally utilized given achievable stiffness range becomes. It should control the stiffness depending on the type of crash provide the best possible protection for the occupant. Furthermore, the scheme should have good compatibility properties offer when it comes to partner protection (vehicle-vehicle crash and / or vehicle-pedestrian crash). Thus, can the overall protective effect for the occupant increases and the damage costs are kept low.

Ausgehend davon schafft die vorliegende Erfindung ferner ein Verfahren zur Regelung des Deformationsverhaltens von Deformationselementen in einem Fahrzeug, das folgende Schritte aufweist: Empfangen einer Crashinformation über eine Schnittstelle; Bestimmen einer ersten Steifigkeit eines ersten Deformationselements und einer zweiten Steifigkeit eines zweiten Deformationselements, basierend auf der Crashinformation, so dass die erste Steifigkeit geringer als die zweite Steifigkeit ist; und Bereitstellen eines Einstellungssignals an eine Schnittstelle, wobei das Einstellungssignal geeignet ist, um das erste Deformationselement auf die erste Steifigkeit und das zweite Deformationselement auf die zweite Steifigkeit einzustellen.Based on this, the present invention further provides a method for controlling the deformation behavior of deformation elements in a vehicle, comprising the following steps: receiving crash information via an interface; Determining a first stiffness of a first deformation element and a second stiffness of a second deformation element based on the crash information such that the first stiffness is less than the second stiffness; and providing an adjustment signal to an interface, wherein the adjustment signal is adapted to apply the first deformation element to the first stiffness and the second deformation element to the second Adjust stiffness.

Die Crashinformation kann beispielsweise eine Information über einen Crashtyp bzw. eine Crashkonfiguration aufweisen. Der Crashtyp bzw. die Crashkonfiguration als Ausgangsgröße für die erfindungsgemäße Regelung kann beispielsweise durch einen Pre-Crash-Sensor detektiert werden. Die Deformationselemente können so in einer Knautschzone des Fahrzeugs angeordnet sein, dass das erste Deformationselement zeitlich vor dem zweiten Deformationselement mit der Absorption der Crashenergie beginnt. Beispielsweise kann das zweite Deformationselement zwischen dem ersten Deformationselement und einer Fahrgastzelle des Fahrzeugs angeordnet sein. Um die vorbestimmte Absorptionsreihenfolge zu gewährleisten wird die erste Steifigkeit geringer oder zumindest gleich der zweiten Steifigkeit eingestellt. Die aus dem erfindungsgemäßen Regelsystem ermittelten notwendigen Steifigkeiten für die einzelnen Deformationselemente können durch geeignete technische Systeme umgesetzt werden. Möglich ist beispielsweise eine Beaufschlagung mit Druck bei einem hydraulischen System oder die Bereitstellung einer Einstellspannung oder eines Einstellstroms bei einem elektrischen System. Beispielsweise können die Deformationselemente auf dem erfindungsgemäßen Deformationselement basieren, so dass das Einstellsignal die Steifigkeit der Deformationselemente über ein Magnetfeld steuern kann.The Crash information can, for example, information about have a crash type or a crash configuration. The crash type or the crash configuration as output variable for the regulation according to the invention can be detected for example by a pre-crash sensor. The Deformation can thus in a crumple zone of the Vehicle be arranged such that the first deformation element in time begins before the second deformation element with the absorption of the crash energy. For example, the second deformation element between the first deformation element and a passenger compartment of the vehicle be arranged. To ensure the predetermined absorption order the first stiffness is less or at least equal to the second Stiffness adjusted. From the invention Control system determined necessary rigidity for the individual deformation elements can by suitable technical Systems are implemented. For example, a possible Pressurization with a hydraulic system or the Providing an adjustment voltage or current setting in an electrical system. For example, the Deformation on the invention Deformation element based, so that the adjustment signal the rigidity can control the deformation elements via a magnetic field.

Erfindungsgemäß können die erste Steifigkeit aus einem für das erste Deformationselement vorbestimmten Steifigkeitsbereich und die zweite Steifigkeit aus einem für das zweite Deformationselement vorbestimmten Steifigkeitsbereich bestimmt werden. Die Steifigkeitsbereiche des ersten und des zweiten Deformationselements können sich überlappen. Somit können die Steifigkeiten aus einem größtmöglichen Wertebereich ausgewählt werden, um eine optimale Anpassung der Deformationselemente an ein Unfallgeschehen zu ermöglichen.According to the invention the first stiffness of a predetermined for the first deformation element Stiffness range and the second stiffness of a for the second deformation element predetermined stiffness range be determined. The stiffness ranges of the first and the second Deformation elements may overlap. Consequently The stiffnesses can come from the largest possible Range of values can be selected for optimal adaptation allow the deformation elements to an accident.

Gemäß einer Ausgestaltung kann das Bestimmen der zweiten Steifigkeit basierend auf der Crashinformation und der ersten Steifigkeit erfolgen. Somit kann die zweite Steifigkeit algorithmisch aus der ersten Steifigkeit bestimmt werden. Ein solches Verfahren kann mit geringem Aufwand realisiert werden.According to one Embodiment may be based on determining the second stiffness done on the crash information and the first stiffness. Consequently The second stiffness can be calculated algorithmically from the first stiffness be determined. Such a procedure can be done with little effort will be realized.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann das Verfahren einen Schritt des Empfangens einer weiteren Crashinformation über die Schnittstelle, einen Schritt des Bestimmens einer weiteren ersten Steifigkeit des ersten Deformationselements und einer weiteren zweiten Steifigkeit des zweiten Deformationselements, basierend auf der weiteren Crashinformation, so dass die weitere erste Steifigkeit geringer als die weitere zweite Steifigkeit ist und einen Schritt des Bereitstellens eines weiteren Einstellungssignals an die Schnittstelle umfassen, wobei das weitere Einstellungssignal zur Einstellung des ersten Deformationselements auf die weitere erste Steifigkeit und zur Einstellung des zweiten Deformationselements auf die weitere zweite Steifigkeit geeignet ist. Auf diese Weise können die Steifigkeiten fortlaufend, unter Berücksichtigung aktueller Crashinformationen angepasst werden.According to one In another embodiment, the method may include a step of receiving another crash information about the interface, a step of determining a further first stiffness of the first deformation element and a further second rigidity the second deformation element, based on the further crash information, so that the more first stiffness is less than the other second Stiffness is and a step of providing another Adjustment signal to the interface include, with the other Adjustment signal for adjusting the first deformation element to the further first stiffness and to the setting of the second Deformationselements suitable for the further second stiffness is. In this way, the stiffnesses can be continuously, adapted taking into account current crash information become.

Das Verfahren kann einen Schritt des Empfangens einer Insasseninformation über die Schnittstelle umfassen, wobei das Bestimmen der zweiten Steifigkeit basierend auf der Insasseninformation erfolgt. Somit kann die maximale Steifig keit der Deformationselemente unter Einbeziehung von Informationen über einen Insassen des Fahrzeugs eingestellt werden. Werden die Steifigkeiten von mehr als zwei Deformationselementen angepasst, so kann insbesondere die Steifigkeit desjenigen Deformationselements basierend auf der Insasseninformation eingestellt werden, dass den geringsten Abstand zur Fahrgastzelle bzw. zu dem Insassen aufweist.The The method may include a step of receiving occupant information include the interface, wherein determining the second stiffness based on the occupant information. Thus, the maximum Rigidity of the deformation elements, including information about an occupant of the vehicle can be adjusted. Be the stiffnesses adapted in particular by more than two deformation elements the rigidity of that deformation element based on the Occupant information is set to be the smallest distance to the passenger compartment or to the occupant has.

Das Verfahren kann ferner einen Schritt des Bestimmens einer weiteren Steifigkeit eines weiteren Deformationselements umfassen, so dass die zweite Steifigkeit geringer als die weitere Steifigkeit ist, wobei das Einstellungssignal zur Einstellung des weiteren Deformationselements auf die weitere Steifigkeit geeignet ist. Somit kann das erfindungsgemäße Verfahren zur Regelung eines aus drei oder mehr Deformationselementen bestehenden Absorptionssystems eingesetzt werden.The The method may further include a step of determining another one Include stiffness of a further deformation element, so that the second stiffness is less than the further stiffness, wherein the adjustment signal for adjusting the further deformation element suitable for further rigidity. Thus, the inventive Method for controlling one of three or more deformation elements existing absorption system can be used.

Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Steuergerät, das ausgebildet ist, um das erfindungsgemäße Verfahren zur Regelung des Deformationsverhaltens von Deformationselementen in einem Fahrzeug durchzuführen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form eines Steuergeräts kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.The The present invention further provides a controller that is formed to the inventive method for regulating the deformation behavior of deformation elements in a vehicle. Also by this embodiment the invention in the form of a control device can that of the invention underlying task solved quickly and efficiently become.

Unter einem Steuergerät kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuersignale ausgibt. Das Steuergerät kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen des Steuergeräts beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.Under a control device can in the present case an electrical device be understood, the sensor signals processed and in dependence of which outputs control signals. The control unit can have a Have interface that formed hardware and / or software can be. For a hardware training For example, the interfaces can be part of a so-called System ASICs, the various functions of the controller includes. However, it is also possible that the interfaces own integrated circuits are or at least partially off consist of discrete components. In a software-based Training, the interfaces may be software modules, for example, on a microcontroller in addition to other software modules available.

Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert ist und zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programm auf einem Steuergerät ausgeführt wird.From Advantage is also a computer program product with program code, the on a machine-readable medium such as a semiconductor memory, stored in a hard disk memory or an optical memory is and to carry out the method according to one of used in the above-described embodiments, if the program is running on a controller becomes.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The The invention will be described below with reference to the accompanying drawings exemplified in more detail. Show it:

1 ein Deformationselement gemäß einem ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung; 1 a deformation element according to a first embodiment of the present invention;

2 eine weitere Ansicht des erfindungsgemäßen Deformationselements; 2 a further view of the deformation element according to the invention;

3 eine Lochplatte des erfindungsgemäßen Deformationselements; 3 a perforated plate of the deformation element according to the invention;

4 einen Querschnitt durch die Lochplatte des erfindungsgemäßen Deformationselements; 4 a cross section through the perforated plate of the deformation element according to the invention;

5 eine schematische Darstellung von Deformationselementen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; 5 a schematic representation of deformation elements according to an embodiment of the invention;

6 eine schematische Darstellung eines typischen Verlaufs von Bauteilsteifigkeiten bei einer Knautschzone; 6 a schematic representation of a typical curve of component stiffness at a crumple zone;

7 eine schematische Darstellung des durch eine einfache adaptive Steuerung zugewiesenen Steifigkeitsbereichs eines Deformationselements; 7 a schematic representation of the assigned by a simple adaptive control stiffness range of a deformation element;

8 eine schematische Darstellung des durch eine adaptive Regelung zugewiesenen Steifigkeitsbereichs eines Deformationselements, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 8th a schematic representation of the assigned by an adaptive control stiffness range of a deformation element, according to an embodiment of the present invention;

9 ein Diagramm eines Verfahrens zur Regelung des Deformationsverhaltens von Deformationselementen, gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung; 9 a diagram of a method for regulating the deformation behavior of deformation elements, according to a first embodiment of the invention;

10 ein Diagramm eines Verfahrens zur Regelung des Deformationsverhaltens von Deformationselementen, gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung; 10 a diagram of a method for regulating the deformation behavior of deformation elements, according to a second embodiment of the invention;

11 ein Diagramm eines Verfahrens zur Regelung des Deformationsverhaltens von Deformationselementen, gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und 11 a diagram of a method for regulating the deformation behavior of deformation elements, according to a third embodiment of the invention; and

Gleiche oder ähnliche Elemente können in den nachfolgenden Figuren durch gleiche oder ähnliche Bezugszeichen versehen sein. Ferner enthalten die Figuren der Zeichnungen, deren Beschreibung sowie die Ansprüche zahlreiche Merkmale in Kombination. Einem Fachmann ist dabei klar, dass diese Merkmale auch einzeln betrachtet werden oder sie zu weiteren, hier nicht explizit beschriebenen Kombinationen zusammengefasst werden können.Same or similar elements can be found in the following Figures provided by the same or similar reference numerals be. Further included in the figures of the drawings, their description and the claims numerous features in combination. a It is clear to a person skilled in the art that these features are also considered individually or they become further combinations not explicitly described here can be summarized.

1 zeigt ein Schnittmodell einer Seitenansicht eines Deformationselements in Form einer Crashbox, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Deformationselement weist einen Behälter 101 auf. Der Behälter 101 wird durch ein Kopfteil 103, ein Fußteil 105 und Teleskopwände 107 gebildet. Die Teleskopwände 107 sind zwischen dem Kopfteil 103 und dem Fußteil 105 angeordnet. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weisen die Teleskopwände 107 fünf Teleskopelemente auf, die ineinander geschoben werden können. Das Kopfteil 103 kann als Platte ausgebildet sein. Pfeile 110 zeigen eine Kraftrichtung einer Kraft an, die bei einer Kollision des Fahrzeugs auf das Deformationselement einwirken kann. Durch die Kraft kann der Behälter 101 in Richtung des Fußteils 105 zusammen geschoben werden. Im Inneren des Behälters 101 kann ein Medium 112 angeordnet sein. Wird der Behälter zusammen geschoben, so kann das Medium 112 durch mindestens eine Öffnung des Behälters ausströmen. Die mindestens eine Öffnung kann in dem Fußteil 105 des Behälters angeordnet sein. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das Fußteil als Lochplatte 105 ausgebildet, die eine Mehrzahl von Öffnungen 114 aufweist. Bei den Öffnungen 114 kann es sich um Flüssigkeitskanäle oder Löcher handeln. Eine Membran 106 kann auf einer Außenseite der Lochplatte 105 angeordnet sein, um die Öffnungen 114 der Lochplatte 105 zu verschließen. Ferner kann das Deformationselement einen Abflusskanal 116 mit einer dehnbaren Auffangblase 118 aufweisen. Die Membran 106 kann zwischen der Lochplatte 105 und dem Abflusskanal angeordnet sein. Die Membran 106 kann ausgebildet sein, um bei einer Deformation des Behälters 101 für das Medium 112 durchlässig zu werden oder zu zerrei ßen, so dass das Medium 112 aus dem Innenraum des Behälters 101 durch die Öffnungen 114 in den Abflusskanal 116 strömen kann. 1 shows a sectional model of a side view of a deformation element in the form of a crash box, according to an embodiment of the present invention. The deformation element has a container 101 on. The container 101 is through a headboard 103 , a foot part 105 and telescope walls 107 educated. The telescope walls 107 are between the headboard 103 and the foot part 105 arranged. According to this embodiment, the telescopic walls 107 five telescopic elements that can be pushed into each other. The headboard 103 can be designed as a plate. arrows 110 indicate a force direction of a force that can act on the deformation element in a collision of the vehicle. By the force of the container 101 in the direction of the foot part 105 pushed together. Inside the container 101 can be a medium 112 be arranged. If the container is pushed together, the medium can 112 through at least one opening of the container. The at least one opening may be in the foot part 105 be arranged of the container. According to this embodiment, the foot part is a perforated plate 105 formed having a plurality of openings 114 having. At the openings 114 These can be fluid channels or holes. A membrane 106 can on an outside of the perforated plate 105 be arranged around the openings 114 the perforated plate 105 to close. Furthermore, the deformation element can have a discharge channel 116 with a stretchable collection bubble 118 exhibit. The membrane 106 can between the perforated plate 105 and the outflow channel. The membrane 106 may be configured to be at a deformation of the container 101 for the medium 112 to become permeable or tear, so that the medium 112 from the interior of the container 101 through the openings 114 in the spillway 116 can flow.

2 zeigt eine Sicht auf eine Stirnseite des in 1 gezeigten Deformationselements. Gezeigt sind die Teleskopzylinder 107 mit der Lochplatte 105. Die Lochplatte 105 bildet einen Abschluss für die Teleskopzylinder 107. Eine Mehrzahl von Löchern 114 ist in der Lochplatte 105 angeordnet. Die Lochplatte 105 und die Löcher 114 weisen jeweils einen runden Querschnitt auf. Das Medium ist nicht gezeigt. 2 shows a view of an end face of the in 1 shown deformation element. Shown are the telescopic cylinders 107 with the perforated plate 105 , The perforated plate 105 forms a conclusion for the telescope cylinder 107 , A plurality of holes 114 is in the perforated plate 105 arranged. The perforated plate 105 and the holes 114 each have a round cross-section. The medium is not shown.

3 zeigt eine Draufsicht auf die Lochplatte 105 des in 1 gezeigten Deformationselements. In der Lochplatte 105 sind bestrombare Spulen 320 angeordnet. Jedem der Löcher 114 kann eine der Spulen 320 zugeordnet sein, so dass ein von den Spulen 320 erzeugtes Magnetfeld zumindest auf das sich in den Löchern 114 befindliche Medium einwirken kann. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist jedes der Löcher 114 von einer Spule 320 umringt. Die Spulen 320 können mittels elektrischer Leitungen 322 kontaktiert werden. Ein Stromfluss durch die elektrischen Leitungen 322 kann das Magnetfeld der Spulen 320 steuern. Die elektrischen Leitungen 322 können wiederum von einem Steuergerät angesteuert werden. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die Spulen 320 in Serie geschaltet. 3 shows a plan view of the perforated plate 105 of in 1 Deformationsele shown management. In the perforated plate 105 are energetic coils 320 arranged. Each of the holes 114 can one of the coils 320 be assigned so that one of the coils 320 generated magnetic field at least on that in the holes 114 may act medium. According to this embodiment, each of the holes 114 from a coil 320 surrounded. The spools 320 can by means of electrical cables 322 be contacted. A current flow through the electrical lines 322 can the magnetic field of the coils 320 Taxes. The electrical wires 322 can in turn be controlled by a control unit. According to this embodiment, the coils 320 connected in series.

4 zeigt einen Querschnitt durch die in 3 gezeigte Lochplatte 105. Die Löcher der Lochplatte 105 sind mit dem Medium 112 ausgefüllt und einseitig durch die Membran 106 verschlossen. Wicklungen der Spulen 320 können im Inneren der Lochplatte 105 angeordnet sein und entlang der Löcher verlaufen. 4 shows a cross section through the in 3 shown perforated plate 105 , The holes of the perforated plate 105 are with the medium 112 filled in and unilaterally through the membrane 106 locked. Windings of the coils 320 can inside the perforated plate 105 be arranged and run along the holes.

Die 1 bis 4 zeigen eine Ausführung des erfindungsgemäßen Deformationselements auf Basis einer zylindrischen Realisierung. Eine Box 101, bestehend aus mehreren Zylindern 107, die ineinander geschoben werden können, ist mit einem magneto-rheologischen Fluid 112 gefüllt. Die Flüssigkeit 112 füllt die Box 101 aus und steht auch in den Flüssigkeitskanälen 114 der Fußplatte 105. Damit die Flüssigkeit 112 auch in unbestromten Zustand nicht aus der Crashbox „läuft”, ist die „zerstörbare” Membran 106 hinter der Lochplatte 105 fixiert. Die Lochplatte 105 lässt auch andere als die gezeigten Öffnungsformen zu. Ebenso können die Anzahl sowie der Durchmesser der Löcher 114 unterschiedlich aus geprägt sein. Ebenfalls kann die Form der Box 101 aus anderen nicht unbedingt zylinderförmigen Komponenten bestehen. Beispielsweise ist eine Dreiecksform möglich. Im Weiteren kann der Abflusskanal 116 auch durch eine Pumpe angetrieben werden, so dass eine Art Absaugvorrichtung das Medium 112 sammelt und in einem Behälter bereitstellt.The 1 to 4 show an embodiment of the deformation element according to the invention based on a cylindrical realization. A box 101 , consisting of several cylinders 107 that can be pushed into each other is using a magneto-rheological fluid 112 filled. The liquid 112 fills the box 101 out and is also in the fluid channels 114 the foot plate 105 , So that the liquid 112 even in the de-energized state does not "run" out of the crash box is the "destructible" membrane 106 behind the perforated plate 105 fixed. The perforated plate 105 also allows other than the opening shapes shown. Similarly, the number as well as the diameter of the holes 114 be shaped differently. Likewise, the shape of the box 101 consist of other not necessarily cylindrical components. For example, a triangular shape is possible. In addition, the drainage channel 116 also be driven by a pump, so that a kind of suction device the medium 112 collects and provides in a container.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht die Einstellung der Steifigkeit einer Crashbox. Insbesondere ist eine Modulation des Deformationsverhaltens von Crashboxen mittels des magneto-rheologischem Fluids 112 möglich. Die Variabilität wird gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel durch die rheologische Flüssigkeit 112 erreicht. Andere Medien können ebenfalls eingesetzt werden. Der Aufbau der Crashbox lässt eine teleskopartige Anordnung zu, so dass ein ineinander Verschieben einzelner Komponenten 107 dieser Crashbox möglich ist.The device according to the invention makes it possible to adjust the rigidity of a crash box. In particular, a modulation of the deformation behavior of crash boxes by means of the magneto-rheological fluid 112 possible. The variability becomes according to the described embodiment by the rheological fluid 112 reached. Other media can also be used. The structure of the crash box allows for a telescopic arrangement, so that a single component moving into each other 107 this crash box is possible.

Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass die Crashbox bei einem Crash in Kraftrichtung 110 zusammengeschoben wird. Dadurch wird das magneto-rheologische Fluid 112 durch die Kanäle 114 der Lochplatte 105 gedrückt. Die in der Lochplatte 105 verbauten Spulen 320 sind bestrombar und führen je nach Stromstärke zu einem skalierbaren Magnetfeld.The operation of the device according to the invention is that the crash box in a crash in the direction of force 110 is pushed together. This becomes the magneto-rheological fluid 112 through the channels 114 the perforated plate 105 pressed. The in the perforated plate 105 built-in coils 320 can be supplied with current and, depending on the current intensity, lead to a scalable magnetic field.

Durch Bestromung und den Aufbau des Magnetfeldes wird das Fluid 112, je nach Bestromung und das dadurch verursachte Magnetfeld, zähflüssiger, so dass das Durchpressen der Flüssigkeit 112 durch die Lochplattenkanäle 114 erschwert wird. Damit kann die Steifigkeit der gesamten Crashbox variiert werden.By energizing and the structure of the magnetic field, the fluid 112 , depending on the current supply and the magnetic field caused thereby, more viscous, so that the squeezing of the liquid 112 through the perforated plate channels 114 is difficult. Thus, the rigidity of the entire crash box can be varied.

Der erfindungsgemäße Ansatz kann bei allen Fahrzeugen eingesetzt werden, die eine Crashbox aufweisen oder beinhalten können.Of the inventive approach can be used on all vehicles can be used, which have or can include a crash box.

5 zeigt eine schematische Darstellung von Deformationselementen, die bei einer Kollision am Energieabbau beteiligt sein können. Die Deformationselemente können in der Fahrzeugfront des Fahrzeugs angeordnet sein und in mehrere Bereiche eingeteilt werden. 5 shows a schematic representation of deformation elements that may be involved in a collision energy reduction. The deformation elements can be arranged in the vehicle front of the vehicle and divided into several areas.

Gezeigt ist eine Draufsicht auf das Fahrzeug, wobei die geschweiften Klammern jeweils den Bereich eines Deformationselements umfassen. Ein erstes Deformationselement 1101 kann beispielswiese einen Querträger umfassen und eine ers te Steifigkeit K1 aufweisen. Ein zweites Deformationselement 1102 kann beispielswiese eine oder zwei gegenüberliegende Crashboxen umfassen und eine zweite Steifigkeit K2 aufweisen. Ein drittes Deformationselement 1103 kann beispielswiese einen oder zwei gegenüberliegende Längsträger umfassen und eine dritte Steifigkeit K3 aufweisen. Ein viertes Deformationselement 1104 kann beispielswiese eine Schottwand umfassen und eine vierte Steifigkeit K4 aufweisen. Weitere Deformationselemente 1105 können vorgesehen werden.Shown is a plan view of the vehicle, wherein the braces each comprise the region of a deformation element. A first deformation element 1101 may for example comprise a cross member and have a first stiffness K1. A second deformation element 1102 For example, it may include one or two opposed crash boxes and have a second stiffness K2. A third deformation element 1103 For example, it may comprise one or two opposite side rails and have a third stiffness K3. A fourth deformation element 1104 may for example comprise a bulkhead and have a fourth stiffness K4. Further deformation elements 1105 can be provided.

Die einzelnen Deformationselemente weisen unterschiedliche Steifigkeiten auf wobei die Steifigkeitshöhe von der Fahrzeugfront Richtung Heck, also in Richtung der Fahrgastzelle zunimmt. Somit gilt für die Steifigkeiten der Deformationselemente 1101, 1102, 1103, 1104, 1105:
K1 < K2 < K3 < K4 < K_Weiter The individual deformation elements have different stiffnesses, whereby the stiffness height increases from the front of the vehicle towards the rear, that is to say in the direction of the passenger compartment. Thus applies to the stiffness of the deformation elements 1101 . 1102 . 1103 . 1104 . 1105 :
K1 <K2 <K3 <K4 <K _Next

Diese Steifigkeitsverhältnisse bzw. der abgestufte Steifigkeitsanstieg Richtung Heck sind eine wichtige Voraussetzung für einen mechanisch korrekten Deformationsvorgang aller Deformationselemente während des Crashverlaufs.These Stiffness ratios or graded increase in stiffness Towards the stern are an important requirement for one mechanically correct deformation process of all deformation elements during the crash course.

6 zeigt eine schematische Darstellung eines typischen Verlaufs von Bauteilsteifigkeiten bei einer Knautschzone. Auf der Abszisse ist die Richtung der Deformation und auf der Ordinate die Steifigkeit der Derformationselemente aufgetragen. Das erste Element 1101 weist die erste Steifigkeit K1, das zweite Element 1102 die zweite Steifigkeit K2, das dritte Element 1103 die dritte Steifigkeit K3 und das vierte Element 1104 die vierte Steifigkeit K4 auf. 6 shows a schematic representation of a typical course of component stiffness in a crumple zone. On the abscissa is the rich Deformation and plotted on the ordinate the stiffness of the dereformation. The first element 1101 has the first stiffness K1, the second element 1102 the second stiffness K2, the third element 1103 the third stiffness K3 and the fourth element 1104 the fourth stiffness K4.

Dies bedeutet, dass bei einem Frontalaufprall zuerst der Querträger 1101 verformt wird, danach wird durch das Falten der Crashbox 1102 ein Teil der Energie absorbiert und zum Schluss wird durch den Faltvorgang des Längsträgers 1103 die restliche Energie abgebaut.This means that in a frontal collision, first the cross member 1101 is deformed, then by folding the crash box 1102 Part of the energy is absorbed and, finally, by the folding process of the side member 1103 the rest of the energy dissipated.

Wäre beispielsweise die Steifigkeit K3 des Längsträgers 1103 geringer als die Steifigkeit K2 der Crashbox 1102 (K3 < K2) so würde während des Crashvorgangs die Crashbox 1102 nicht falten sondern stattdessen der Längsträger 1103. Eventuell würde dieser aufgrund der geringeren Steifigkeit einknicken. Dadurch würde von den Deformationselementen viel weniger Energie absorbiert werden.If, for example, the stiffness K3 of the longitudinal member 1103 less than the stiffness K2 of the crashbox 1102 (K3 <K2) so would the crash box during the crash 1102 do not fold but instead the side member 1103 , Maybe this would buckle due to the lower stiffness. As a result, much less energy would be absorbed by the deformation elements.

Dies würde wiederum zu stärkeren Intrusionen in der Fahrgastzelle führen und damit zu stärkeren Insassenverletzungen. Ebenso wäre mit höheren Fahrzeugschäden und höheren Reparaturkosten zu rechnen.This in turn would lead to stronger intrusions in the Lead passenger compartment and thus to greater occupant injuries. Likewise, with higher vehicle damage and higher repair costs.

7 zeigt eine schematische Darstellung des durch eine einfache adaptive Steuerung zugewiesenen Steifigkeitsbereichs 1320 für das zweite Element 1102. Auf der Abszisse ist wiederum die Richtung der Deformation und auf der Ordinate die Steifigkeit der Derformationselemente aufgetragen. Der Steifigkeitsbereich 1320 ist zwischen der Steifigkeit K1 und der Steifigkeit K2' angeordnet. Die maximale Steifigkeit K2' des zweiten Elements 1102 darf nicht größer als die Steifigkeit K3 des dritten Elements 1103 werden. Somit ist der Steifigkeitsbereich 1320 des zweiten Elements 1102 nach oben stark eingeschränkt. 7 shows a schematic representation of the assigned by a simple adaptive control stiffness range 1320 for the second element 1102 , The abscissa again shows the direction of the deformation and the ordinate the stiffness of the deformation elements. The stiffness range 1320 is disposed between the rigidity K1 and the rigidity K2 '. The maximum stiffness K2 'of the second element 1102 must not be greater than the rigidity K3 of the third element 1103 become. Thus, the stiffness range 1320 of the second element 1102 strongly restricted to the top.

8 zeigt eine schematische Darstellung der durch die erfindungsgemäße adaptive Regelung zuweisbaren Steifigkeitsbereiche, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Auf der Abszisse ist wiederum die Richtung der Deformation und auf der Ordinate die Steifigkeit der Deformationselemente aufgetragen. Insbesondere ist ein Steifigkeitsbereich 1420 für das zweite Element 1102 und ein Steifigkeitsbereich 1422 für das dritte Element 1103 gezeigt. Die maximale Steifigkeit K2' des zweiten Elements 1102 hat nun, da die Steifigkeit K3 des dritten Elements 1103 in Abhängigkeit von K2' zu K3' geregelt wird, einen weitaus größeren Steifigkeitsbereich zur Verfügung. 8th shows a schematic representation of assignable by the inventive adaptive control stiffness ranges, according to an embodiment of the present invention. The abscissa again shows the direction of the deformation and the ordinate the stiffness of the deformation elements. In particular, a stiffness range 1420 for the second element 1102 and a stiffness range 1422 for the third element 1103 shown. The maximum stiffness K2 'of the second element 1102 now, since the stiffness K3 of the third element 1103 depending on K2 'to K3', a much wider range of stiffness is available.

Erfindungsgemäß kann die Regelung zum einen die geeignete Steifigkeit für jedes einzelne Deformationselement 1101, 1102, 1103, 1104 einstellen und zum anderen das Steifigkeitsverhältnis zwischen den Deformationselementen regeln. Dadurch ist der Steifigkeitsbereich 1420, der für die Anpassung an die Unfallsituation zur Verfügung steht deutlich größer.According to the invention, the control on the one hand, the appropriate stiffness for each deformation element 1101 . 1102 . 1103 . 1104 adjust and on the other hand regulate the stiffness ratio between the deformation elements. This is the stiffness range 1420 , which is available for adaptation to the accident situation is significantly larger.

Der Beginn einer Kollision kann über eine Airbagauslöseelektronik erkannt werden. Aus den dort verfügbaren Daten kann die Auslöseelektronik mittels eines geeigneten Algorithmus (z. B. mittels eines Klassifikationsverfahrens oder mittels eine AIDA Algorithmus) den Crashtyp ermitteln. Dies kann z. B. die Information sein, ob es sich um eine Kollision mit voller oder um eine mit geringerer Überdeckung handelt. Ebenso können hier auch Informationen über die Härte des Kollisionspartners übergeben werden. Es ist auch möglich Informationen über die Kollisionsgeschwindigkeit zu übermitteln. Informationen aus Precrashsystemen (RADAR, LIDAR) können hier ebenso eingespeist werden, wie Informationen aus einer Fahrzeugfahrzeugkommunikation. Insbesondere ist es sinnvoll beispielsweise die Masse der Kollisionspartners zu übermitteln.Of the The beginning of a collision can be via an airbag deployment electronics be recognized. From the data available there, the Tripping electronics by means of a suitable algorithm (eg by means of a classification method or by means of a AIDA algorithm) determine the crash type. This can be z. B. the information whether it is a collision with full or one with less coverage is. Likewise, here also information about the Hardness of the collision partner. It is also possible information about the collision speed to convey. Information from precrash systems (RADAR, LIDAR) can be fed in here as well as information from a vehicle vehicle communication. In particular, it makes sense for example, to transmit the mass of the collision partner.

In den weiteren Teilen, insbesondere in der Ermittlung der Steifigkeiten der einzelnen Deformationselemente, kann das erfindungsgemäße System in verschiedenen Formen umgesetzt werden.In the other parts, in particular in the determination of the stiffness the individual deformation elements, the inventive System can be implemented in various forms.

9 zeigt eine Darstellung der Funktionsweise eines erfindungsgemäßen Systems, gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei handelt es sich um eine Ausführungsform ohne direkte Rückkopplung. 9 shows a representation of the operation of a system according to the invention, according to a first embodiment of the invention. This is an embodiment without direct feedback.

In einem ersten Verfahrensschritt 1501 wird eine Crashinformation bereitgestellt oder ermittelt. Die Crashinformation kann beispielsweise Informationen über den Crashtyp oder die Crashgeschwindigkeit umfassen. Die Crashinformation wird an eine Datenbank 1502 bereitgestellt. Die Datenbank kann eine Zuordnung zwischen der Crashinformation und geeigneten Steifigkeiten der Deformationselemente aufweisen. In einem weiteren Verfahrensschritt 1503 erfolgt basierend auf der Crashinformation und einer Information aus der Datentbank 1502 eine Vorgabe der Zielsteifigkeiten K1', K2', K3' für das erste, das zweite und das dritte Element, so dass K1' < K2' < K3 < K4 eingehalten wird. Die Vorgabe der Zielsteifigkeiten kann durch Auslesen von Werten aus der Datenbank 1502 oder durch eine Berechnung erfolgen. In weiteren Verfahrensschritten erfolgt ein Setzen 1504 des ersten Elements auf die Steifigkeit K1', ein Setzen 1505 des zweiten Elements auf die Steifigkeit K2' und ein Setzen 1506 des dritten Elements auf die Steifigkeit K3'. Das Setzen der Elemente kann durch das Bereitstellen eines entsprechenden Einstellsignals erfolgen.In a first process step 1501 Crash information is provided or determined. The crash information may include, for example, information about the crash type or the crash speed. The crash information is sent to a database 1502 provided. The database may have an association between the crash information and appropriate stiffnesses of the deformation elements. In a further process step 1503 is based on the crash information and information from the database 1502 a specification of the target stiffnesses K1 ', K2', K3 'for the first, the second and the third element, so that K1'<K2'<K3<K4 is maintained. The specification of the target stiffnesses can be done by reading values from the database 1502 or by calculation. In further process steps, a setting takes place 1504 of the first element to the rigidity K1 ', a set 1505 of the second element to the stiffness K2 'and a set 1506 of the third element to the rigidity K3 '. The setting of the elements can be done by providing a corresponding adjustment signal.

In der an Hand von 9 gezeigten Umsetzung kann eine elektronische Schaltung im Schritt 1503 über die Datenbank 1502 die an die Crashinformation 1501 sinnvoll angepassten Steifigkeiten K1', K2', K3' bestimmen. Wenn als Crashtyp die Kollision mit halber Überdeckung auf ein äußerst massereiches Hindernis wie z. B. ein Lastwagen oder eine Straßenbahn vorliegt, so kann es beispielsweise sinnvoll sein, das erste, zweite und dritte Element auf die maximal technisch mögliche Steifigkeiten K1', K2', K3' zu regeln. Dabei sind die Werte für K1', K2' und K3' fest vorgegeben. Die Steifigkeit der Elemente kann aber auch auf jede andere fest vorgegebene Kombination K1', K2' und K3' eingestellt werden, in Abhängigkeit vom Lastfall und des gewünschten zugeordneten Steifigkeitsverlaufs, sowie der Anforderung K1' < K2' < K3' < K4. Durch den großen Wertebereich für die Steifigkeiten, in dem die Steifigkeiten des ersten, zweiten und dritten Elements und damit die gesamte am Crash beteiligten Fahrzeugstruktur eingestellt werden kann, zeigt sich klar der Vorteil des erfindungsmäßigen Verfahrens gegenüber dem herkömmlichen Verfahren der Regelung nur einer einzigen Komponente.In the hand of 9 Implementation shown, an electronic circuit in the step 1503 via the database 1502 the to the crash information 1501 determine suitably adapted stiffnesses K1 ', K2', K3 '. As a crash type, the collision with half overlap on a very massive obstacle such. B. a truck or a tram is present, it may be useful, for example, the first, second and third element to the maximum technically possible stiffness K1 ', K2', K3 'to regulate. The values for K1 ', K2' and K3 'are fixed. However, the rigidity of the elements can also be set to any other fixed predetermined combination K1 ', K2' and K3 ', depending on the load case and the desired associated stiffness curve, as well as the requirement K1'<K2'<K3'<K4. Due to the large range of values for the stiffnesses in which the stiffnesses of the first, second and third elements and thus the entire vehicle structure involved in the crash can be set, the advantage of the method according to the invention over the conventional method of controlling only a single component is clearly shown.

10 zeigt eine Darstellung der Funktionsweise eines erfindungsgemäßen Systems, gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei erfolgt eine interne Berechnung der Steifigkeiten des zweiten und dritten Deformationselements. 10 shows a representation of the operation of a system according to the invention, according to a second embodiment of the invention. In this case, an internal calculation of the stiffnesses of the second and third deformation element takes place.

In einem ersten Verfahrensschritt 1501 wird wiederum die Crashinformation bereitgestellt oder ermittelt, die beispielsweise Informationen über den Crashtyp oder die Crashgeschwindigkeit umfassen kann. Die Crashinformation wird an eine Datenbank 1502 bereitgestellt. In einem dritten Verfahrensschritt 1603 erfolgt basierend auf der Crashinformation und einer Information aus der Datenbank 1502 eine Vorgabe der Zielsteifigkeit K1'. Vor einem Setzen 1504 des ersten Elements auf die Steifigkeit K1', einem Setzen 1505 des zweiten Elements auf die Steifigkeit K2' und einem Setzen 1506 des dritten Elements auf die Steifigkeit K3' werden gemäß diesem Ausführungsbeispiel noch weitere Verfahrensschritt zum Ermitteln der Steifigkeiten K2' und K3' durchgeführt.In a first process step 1501 In turn, the crash information is provided or determined, which may include, for example, information about the crash type or the crash speed. The crash information is sent to a database 1502 provided. In a third process step 1603 Based on the crash information and information from the database 1502 a specification of the target stiffness K1 '. Before a bet 1504 of the first element to the stiffness K1 ', a set 1505 of the second element to the stiffness K2 'and a set 1506 of the third element to the rigidity K3 'according to this embodiment, further method step for determining the stiffnesses K2' and K3 'performed.

In einem Schritt 1611 erfolgt ein Vergleich zwischen den Steifigkeiten K1' und K1. Ist K1' nicht größer als K1, so wird in einem Schritt 1612 die Steifigkeit des ersten Elements unverändert gelassen. Gilt dagegen K1' > K1, so wird in dem Schritt 1504, das erste Element auf den Wert K1' gesetzt.In one step 1611 a comparison is made between the stiffnesses K1 'and K1. If K1 'is not greater than K1, it will be in one step 1612 the stiffness of the first element left unchanged. On the other hand, if K1 '> K1, then in the step 1504 , the first element is set to the value K1 '.

In einem Schritt 1613 erfolgt ein Vergleich zwischen den Steifigkeiten K1' und K2. Ist K1' nicht größer als K2, so wird in einem Schritt 1614 die Steifigkeit des zweiten Elements unverändert gelassen. Gilt dagegen K1' > K2, so wird in einem Schritt 1615 die Steifigkeit K2' so berechnet, dass K2' > K1' ist. In dem Schritt 1505 wird schließlich das zweite Element auf den Wert K2' gesetzt.In one step 1613 a comparison is made between the stiffnesses K1 'and K2. If K1 'is not larger than K2, it will be in one step 1614 the stiffness of the second element left unchanged. If, on the other hand, K1 '> K2 holds, then it will be in one step 1615 the stiffness K2 'is calculated so that K2'> K1 '. In the step 1505 Finally, the second element is set to the value K2 '.

In einem Schritt 1616 erfolgt ein Vergleich zwischen den Steifigkeiten K2' und K3. Ist K2' nicht größer als K3, so wird in einem Schritt 1617 die Steifigkeit des dritten Elements unverändert gelassen. Gilt dagegen K2' > K3, so wird in einem Schritt 1618 die Steifigkeit K3' so berechnet, dass K4 > K3' > K2' ist. In dem Schritt 1506 wird schließlich das dritte Element auf den Wert K3' gesetzt.In one step 1616 a comparison is made between the stiffnesses K2 'and K3. If K2 'is not larger than K3, it will be in one step 1617 the stiffness of the third element left unchanged. On the other hand, if K2 '> K3 is true, then it will be in one step 1618 the stiffness K3 'is calculated so that K4>K3'> K2 '. In the step 1506 Finally, the third element is set to the value K3 '.

In der an Hand von 16 gezeigten Umsetzung kann über die Datenbank lediglich der Wert K1' für die Steifigkeit des ersten Elements vorgegeben werden. Die Steifigkeiten K2', K3' der anderen Elemente können sich gemäß der dargestellten Rechenvorschrift aus K1' ergeben.In the hand of 16 As shown, only the value K1 'for the rigidity of the first element can be specified via the database. The stiffnesses K2 ', K3' of the other elements can result from K1 'according to the calculation rule shown.

Der Vorteil dieses Verfahrens besteht in dem geringen Aufwand in der Applikation. Es müssen nicht konkrete Kombinationen von Steifigkeiten des ersten, zweiten und dritten Elements vorgegeben werden, sondern lediglich Werte für das erste Element. Die Steifigkeiten des zweiten und dritten Elements werden automatisch algorithmisch daraus bestimmt und das zweite und dritte Element können entsprechend angesteuert werden.Of the Advantage of this method is the low cost in the Application. It does not have to be concrete combinations of Stiffnesses of the first, second and third elements are given, but only values for the first element. The stiffnesses of the second and third elements automatically become algorithmic determined from this and the second and third elements can accordingly be controlled.

11 zeigt eine Darstellung der Funktionsweise eines erfindungsgemäßen Systems, gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei erfolgt eine interne dynamische Berechnung der Steifigkeiten des zweiten und dritten Deformationselements. 11 shows a representation of the operation of a system according to the invention, according to a third embodiment of the invention. In this case, an internal dynamic calculation of the stiffnesses of the second and third deformation element takes place.

Entsprechend zu dem an Hand von 10 beschriebenen Ausführungsbeispiel wird in dem ersten Verfahrensschritt 1501 die Crashinformation bereitgestellt oder ermittelt, die beispielsweise Informationen über den Crashtyp oder die Crashgeschwindigkeit umfassen kann. Die Crashinformation wird an die Datenbank 1502 bereitgestellt. Ferner wird eine dynamische Zusatzinformation 1701 bereitgestellt. Die dynamische Zusatzinformation 1701 kann beispielsweise eine Information über einen Crashverlauf, eine Beschleunigung oder einen Geschwindigkeitsabbau umfassen. In dem dritten Verfahrensschritt 1603 erfolgt basierend auf der Crashinformation, der Information aus der Datenbank 1502 sowie der dynamische Zusatzinformation 1701 eine Vorgabe der Zielsteifigkeit K1'. Vor dem Setzen 1604 des ersten Elements auf die Steifigkeit K1', dem Setzen 1605 des zweiten Elements auf die Steifigkeit K2' und dem Setzen 1606 des dritten Elements auf die Steifigkeit K3' werden die an Hand von 16 beschriebenen wei teren Verfahrensschritt 1611, 1612, 1613, 1614, 1615, 1616, 1617, 1618 zum Ermitteln der Steifigkeiten K2' und K3' durchgeführt.According to the on hand of 10 described embodiment is in the first process step 1501 provides or determines the crash information, which may include information about the crash type or the crash speed, for example. The crash information is sent to the database 1502 provided. Furthermore, a dynamic additional information 1701 provided. The dynamic additional information 1701 For example, it may include information about crash history, acceleration or deceleration. In the third process step 1603 is based on the crash information, the information from the database 1502 as well as the dynamic additional information 1701 a specification of the target stiffness K1 '. Before putting 1604 of the first element to the stiffness K1 ', the setting 1605 of the second element on the stiffness K2 'and the setting 1606 of the third element to the rigidity K3 'are the on hand of 16 described wei teren process step 1611 . 1612 . 1613 . 1614 . 1615 . 1616 . 1617 . 1618 for determining the stiffnesses K2 'and K3' performed.

Die im Schritt 1750 zusammengefassten Verfahrensschritte 1603, 1604, 1605, 1606, 1611, 1612, 1613, 1614, 1615, 1616, 1617, 1618, 1701 werden gemäß diesem Ausführungsbeispiel in jedem Rechenzyklus durchlaufen. Die einzelnen Rechenzyklen können fortlaufend in vorbestimmten Zeitabständen oder ansprechend auf vorbestimmte Ereignisse durchgeführt werden.The in step 1750 summarized process steps 1603 . 1604 . 1605 . 1606 . 1611 . 1612 . 1613 . 1614 . 1615 . 1616 . 1617 . 1618 . 1701 are traversed in each computing cycle according to this embodiment. The individual computing cycles may be performed continuously at predetermined time intervals or in response to predetermined events.

Die an Hand von 11 beschriebene Umsetzung ist ähnlich aufgebaut wie die an Hand von 10 beschriebene. Allerdings sind zwei Modifikationen durchgeführt. Zum einen werden nun zusätzliche Informationen 1701 verwendet. Dies können z. B. augenblickliche Werte der Beschleunigung, des bis zum momentanen Zeitpunkt erfolgten Geschwindigkeitsabbaus oder andere dynamische und zeitlich veränderliche Größen umfassen. Zum anderen werden nun die Berechnung zur Vorgabe der Steifigkeit K1' des ersten Elements und der daraus errechneten Steifigkeiten K2', K3' der anderen Elemente in jedem Rechenzyklus durchgeführt. D. h. die Steifigkeit des Systems kann auf diese Weise dynamisch an den Lastfall durchgeführt werden. Dies ist beispielsweise in den Fällen vorteilhaft, in denen nicht die komplette Crashinformation schon zu Beginn der Kollision verfügbar ist. Hier können dann dynamisch die Steifigkeiten K1', K2', K3' an den Kollisionsverlauf angepasst werden.The on hand of 11 described implementation is similar to that of the hand of 10 described. However, two modifications are done. First, there will be additional information 1701 used. This can z. For example, instantaneous values of acceleration, deceleration up to the present time, or other dynamic and temporally variable quantities. On the other hand, the calculation for specifying the rigidity K1 'of the first element and the stiffnesses K2', K3 'of the other elements calculated therefrom are then carried out in each computing cycle. Ie. the rigidity of the system can be performed dynamically to the load case in this way. This is advantageous, for example, in cases in which the complete crash information is not available at the beginning of the collision. Here then the stiffnesses K1 ', K2', K3 'can be dynamically adapted to the collision course.

Die an Hand der 9 bis 11 beschriebenen Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Insbesondere ist die Anzahl der beteiligten Komponenten nicht auf drei beschränkt. Die Anzahl der beteiligten Komponenten muss mindestens zwei, kann aber auch größer sein.The on hand of the 9 to 11 described embodiments are chosen only by way of example. In particular, the number of components involved is not limited to three. The number of involved components must be at least two, but may be larger.

Ferner kann das System in äquivalenter Form auch in der Fahrzeugseite und/oder am Fahrzeugheck eingesetzt werden. Die dann beteiligten Komponenten sind für die Seite beispielsweise Schweller, Elemente der A und B-Säule und als erfindungsgemäße weitere Umsetzung, Komponenten des Sitzes.Further The system can also be in equivalent form in the vehicle side and / or used at the rear of the vehicle. The components involved are for the side, for example, sills, elements of A and B pillars and as inventive further implementation, components of the seat.

Es ist auch vorstellbar, dass im Falle einer Frontkollision die Steifigkeiten der paarweise (links und rechts) vorhanden Komponenten gezielt asymmetrisch eingestellt werden. Beispielsweise können in einer einseitigen Kollision nur die Ele mente der Kollisionsseite angesteuert werden. In einer frontalen Kollision kann beispielsweise eine Seite in Abhängigkeit von der Sitzbelegung gezielt geschwächt werden. Dadurch kann erreicht werden, dass eine eventuell auftreten Intrusion auf der Seite des Innenraumes stattfindet, wo sich kein Insasse befindet. Dies ermöglicht einen zusätzlichen Energieabbau, der dem Insassen auf der anderen Fahrzeugseite zugute kommen kann.It It is also conceivable that in the case of a frontal collision, the stiffness the pairs (left and right) components available asymmetrically be set. For example, in a one-sided Collision only the elements of the collision side are controlled. For example, in a frontal collision, one side may be dependent be deliberately weakened by the seat occupancy. Thereby can be achieved that may occur intrusion on the side of the interior takes place where there is no occupant. This allows an additional energy reduction, which can benefit the occupant on the other side of the vehicle.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann z. B. ein Wert für die Steifigkeit K5 eines fünften Deformationselements durch die Belastbarkeit des Insassen vorgegeben sein. Die Komponente K4 kann als Gurtkraft interpretiert werden. K1, K2 und K3 können sich auf die Fahrzeugstruktur beziehen. Wenn in diesem Fall Kraftniveaus und Steifigkeiten durch geeignete Rechenverfahren vergleichbar gemacht werden, so kann die Regelung unter Einbeziehung eines regelbaren Gurtkraftbegrenzers so erfolgen, dass die maximalen Belastungswerte des Insassen einerseits nicht überschritten werden, andererseits der zur Verfügung stehende Regelbereich aber optimal ausgenützt werden kann. Dabei kann zusätzlich K5 noch vom Zustand des Insassen abhängig gemacht werden. So kann beispielsweise das Alter, das Geschlecht, die Größe, die Masse oder die Knochendichte des Insassen berücksichtigt werden.According to one Another embodiment may, for. For example, a value for the rigidity K5 of a fifth deformation element the load capacity of the occupant be given. The component K4 can be interpreted as belt force. K1, K2 and K3 can refer to the vehicle structure. If in this case force levels and stiffnesses made comparable by suitable calculation methods may be, the scheme may include an adjustable Gurtkraftbegrenzers done so that the maximum load values of the occupant, on the one hand, are not exceeded, on the other hand the available control range but optimally utilized can be. In addition, K5 can still from the state be made dependent on the occupant. So, for example the age, the sex, the size, the mass or the bone density of the occupant.

Auch kann es vorteilhaft sein, die Auswerte- und Ansteuervorrichtung für die Deformationselemente im selben Steuergerät unterzubringen, wie die Rückhaltesystemansteuerung.Also It may be advantageous, the evaluation and control device for the deformation elements in the same control unit as the restraint system driver.

Der erfindungsgemäße Ansatz kann in allen Fahrzeugen, zusammen mit einer aus mehreren adaptiven Elementen gebildeten Knautschzone eingesetzt werden.Of the inventive approach can be used in all vehicles together with a crumple zone formed from a plurality of adaptive elements be used.

Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt und können miteinander kombiniert werden. Insbesondere kann das erfindungsgemäße Verfahren zur Regelung des Deformationsverhaltens von Deformationselementen in einem Fahrzeug mit dem erfindungsgemäßen Deformationselement zur Energieabsorption bei einer Fahrzeugkollision zu einem Insassenschutzsystem kombiniert werden. Ebenso ist das Verfahren der Regelung nicht auf Strukturkomponenten des Fahrzeugs beschränkt, sondern kann auch Eigenschaften der Insassen und des Rückhaltesystems regeln.The described embodiments are only exemplary chosen and can be combined with each other. In particular, the inventive method for regulating the deformation behavior of deformation elements in a vehicle with the deformation element according to the invention combined for energy absorption in a vehicle collision to an occupant protection system become. Similarly, the method of control is not based on structural components of the vehicle is limited, but can also properties of Inmates and the restraint system.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1792786 A2 [0009]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

- M. Deimel, J. Franke and S. Löffler entitled "Development of a Front End Module of a Low-Energy Consumption Vehicle" of October 2004 in the 15th Symposium "Design for X" [0010]
- Vetter et al., Investigation of Adaptive Vehicle Body Structure Concepts with Respect to Crash Worthiness Requirements ", 6t International Symposium Airbag 2002, Karlsruhe 2002 [0023]

Claims

Deformation element for energy absorption in a vehicle collision, comprising: a container ( 101 ) with at least one opening ( 114 ), wherein the container for energy absorption can be deformed; a medium arranged in the container ( 112 ) configured to flow out through the at least one opening upon deformation of the container; and a modulation device ( 320 ), which is designed to control an outflow of the medium through the at least one opening depending on a setting signal.

Deformation element according to claim 1, in which the container ( 101 ) at least two elements ( 107 ), which are adapted to slide in the deformation of the container into each other.

Deformation element according to one of the preceding claims, in which the modulation device ( 320 ) is adapted to a viscosity of the medium ( 112 ).

Deformation element according to one of the preceding claims, in which the medium ( 112 ) is a magneto-rheological fluid and wherein the modulation means ( 320 ) is configured to provide a magnetic field.

Deformation element according to one of the preceding claims, with a membrane ( 106 ), which is formed around the at least one opening ( 114 ) until the deformation of the container ( 101 ) to close.

A method of energy absorption in a vehicle collision, comprising the steps of: providing a container ( 101 ) with at least one opening ( 114 ), wherein the container for energy absorption can be deformed; Providing a medium arranged in the container ( 112 ) configured to flow out through the at least one opening upon deformation of the container; and providing an adjustment signal that is configured to control an outflow of the medium through the at least one opening.

Method for regulating the deformation behavior of deformation elements in a vehicle, comprising the following steps: receiving crash information ( 1501 ) via an interface; Determining a first rigidity (K1 ') of a first deformation element ( 1101 ) and at least one second rigidity (K2 ') of at least one second deformation element ( 1102 ) based on the crash information such that the first stiffness is less than the at least one second stiffness; and providing a setting signal ( 1504 . 1505 ) to an interface, wherein the adjustment signal is adapted to adjust the first deformation element to the first rigidity and the at least one second deformation element to the at least one second rigidity.

A method according to claim 7, wherein the first stiffness (K1 ') from one for the first Deformation element predetermined stiffness range and the at least a second rigidity (K2 ') of one for the at least a second deformation element predetermined stiffness range is determined.

Method according to one of claims 7 or 8, wherein determining the at least one second rigidity (K2 ') based on the crash information ( 1501 ) and the first rigidity (K1 ').

Method according to one of claims 7 to 8, comprising a step of receiving further crash information ( 1701 ) via the interface, a step of determining ( 1603 ) a further first stiffness (K1 ') of the first deformation element and at least one further second stiffness (K2') of the at least one second deformation element, based on the further crash information, so that the further first stiffness is less than the at least one further second stiffness, and a step of providing another adjustment signal ( 1504 . 1505 ) to the interface, wherein the further adjustment signal is suitable for setting the first deformation element to the further first stiffness and for adjusting the at least one second deformation element to the at least one further second stiffness.

Method according to one of the claims 7-9, with a step of receiving occupant information about the interface and wherein determining the at least one second Stiffness (K2 ') is based on the occupant information.

Method according to one of claims 7 to 10, comprising a step of determining at least one further rigidity (K3 ') of at least one further deformation element, such that the at least one second rigidity (K2') is less than the at least one further stiffness, wherein the adjustment signal ( 1506 ) is suitable for setting the at least one further deformation element to the at least one further rigidity.

Control unit at all steps of a procedure according to any one of claims 7 to 12 perform.

Computer program product with program code based on a machine-readable carrier is stored for execution The method of any one of claims 7 to 11 when the program is executed on a control unit becomes.

Occupant protection system, with the following features: one first deformation element according to one of the claims 1 to 5; a second deformation element according to one of Claims 1 to 5; and a control unit according to claim 13.