CN102198823A - 用于控制促动器以适配变形元件刚度的方法和促动器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种促动器(215),用于适配变形元件(130)的刚度,该促动器(215)具有涡流式调节量发送器(220)。本发明还涉及一种用于控制促动器以适配变形元件刚度的方法、一种控制器以及一种计算机程序产品。

Description

用于控制促动器以适配变形元件刚度的方法和促动器
技术领域
本发明涉及一种促动器、一种用于控制促动器以适配变形元件刚度的方法、一种控制器以及一种计算机程序产品。
背景技术
自从采用乘客室以来,车辆安全性明显得到进一步发展。通过主动的和被动的安全性可以将死亡人数大大降低。这主要可以归因于避免了具有严重伤害程度直至死亡结果的车-车正面相撞。这通过在车辆结构中采用金属支架来实现。现今在现代车辆中,为了被动安全性总计装有最多300kg金属。当前有两种趋势对新型车辆结构设计有大的影响。一是石油资源短缺因而未来燃料要更贵,二是担心由于CO2排放增加而使地球变暖。两种趋势导致,未来更强地寻求一方面更小、另一方面更轻的车辆。在这种情况下提出的挑战是,将小型车辆造得更安全(就是说至少像大型车辆那样安全),而大型车辆在保持安全性的情况下造得更轻。
吸收事故能量的一个重要部件是所谓碰撞盒(Crashbox),它也被称作碰撞缓冲器或变形元件。该碰撞缓冲器可以或者设计成可逆的(即在事故之后碰撞缓冲器的结构可以复原)或者设计成不可逆的(即在事故之后碰撞缓冲器需更换)。例如可以将这样一个碰撞盒装在汽车保险杠横梁和车辆纵梁之间,它具有作为金属板波纹结构的箱体式变形成型件和纵梁侧的法兰板,其中法兰板构造为波纹结构的组成部分。
在文献DE 60 2004 008 189 T2中公开了一种用于吸收碰撞能量的装置,它在使用中固定在车辆车身部件上,其中该装置包括一个或多个由形状记忆材料构成的可变形元件,这些元件由于碰撞到该装置上而变形。在此,该一个或多个可变形元件中的每一个在工作温度时具有第一强度级而在较高温度时具有第二强度级。此外,该一个或多个可变形元件中的每一个在碰撞之前或碰撞开始时从工作温度可以选择式地变热到该较高温度,以便协调装置的能量吸收能力而不改变该一个或多个可变形元件的形状。
发明内容
在这种背景下,本发明介绍一种促动器,还介绍一种方法和一种使用该方法的控制器以及一种相应的计算机程序产品。有利的实施形式从扩展技术方案和随后的说明得出。
本发明提供一种用于适配变形元件刚度的促动器,其中,该促动器具有一涡流式调节量发送器。
本发明还提供一种用于控制促动器以适配变形元件刚度的方法,其中,该方法具有下列步骤:
-接收传感器信号,该传感器信号反映物体碰撞到或即将碰撞到车辆上;和
-响应传感器信号输出控制信号给促动器的涡流式调节量发送器,以便调整变形元件的刚度的适配。
此外,本发明提供一种控制器,该控制器构造得用于实施或转用本发明方法的步骤。该控制器尤其可以具有一些装置,这些装置构造得用于各执行该方法的一个步骤。通过本发明的呈控制器形式的这种实施方案,可以快速和有效地解决本发明所基于的任务。
对于控制器,在此可以理解为一个电器具,该器具处理传感器信号并且据此输出控制信号。控制器可以具有一个接口,该接口可以是以硬件构成和/或以软件构成的。在以硬件构成时,接口例如可以是所谓系统ASIC的一部分,该部分包含控制器的各种不同功能。然而也可能是,这些接口是特有的集成开关电路或者至少部分地由一些分立的元件组成。在以软件构成时,接口可以是软件模块,这些软件模块例如在微控制器上除其它软件模块之外存在。
具有程序代码的计算机程序产品也是有利的,该程序代码存储在机器可读的载体上,如半导体存储器、硬盘存储器或光学存储器,并且当在控制器上执行该程序时用于实施根据上述实施形式之一的方法。
对于调节量发送器在此尤其理解为一个有源元件或部分元件,该元件响应电信号而实施机械运动或者使另一元件进行机械运动。例如被传递到另一元件如执行机构上的该运动或由此引起的从静止位置的偏移使得能够调整促动器或适配变形元件的刚度。对于执行机构在此理解为一个元件,该元件被调节量发送器驱动并且通过改变其相对于初始静止位置的位置而引起变形元件刚度的变化。在这里,执行机构本身例如可以具有不同的、有利地比调节量发送器更高的强度,致使通过将执行机构的运动而可以以简单的方式来改变变形元件的可变形性,尤其是可以减小该可变形性。
本发明基于这样的认识:如果利用涡流原理来激发运动,则可实现很快速地反应的调节量发送器。在此,可以将例如来自于电容放电的电流脉冲引入到线圈中。在位于通过该线圈中的电流脉冲所建立的电磁场的磁场范围内的铁磁性材料中(例如在执行机构中)感应出一个反向电流。该反向电流又造成一感应磁场,该磁场与通过线圈中的电流脉冲产生的磁场是反向的。由此产生力,该力导致该铁磁性材料与线圈之间的排斥。这种排斥在电流脉冲导入线圈中后很快实现,被用于调节促动器或变形元件的刚度的适配。
本发明的方案提供的优点是,通过使用涡流式调节量发送器能够使变形元件的刚度很快且简单地适配于所出现的周围情景。由使用涡流式调节量发送器产生的另一优点是可逆性。在实际中可以将传感器装置构造得很敏感,但带有可能导致误触发的风险。误触发在此是指促动器的不希望的移动,该移动例如可能由于驶过街上的凹坑或由于与垃圾桶或车库门轻微碰撞而触发。因为系统或促动器是可逆的,促动器又回到它的初始位置。驾驶员对此没有察觉。
特别有利的是,促动器还具有与涡流式调节量发送器耦合的、可运动的执行机构,该执行机构构造得用于在沿着调节行程的不同位置中引起变形元件的不同刚度。本发明的这种类型实施形式的优点是,不是涡流式调节量发送器本身实施变形元件刚度的适配,而是涡流式调节量发送器导致执行机构的机械移动。该执行机构则可以具有比涡流式调节量发送器高的强度,以便不那么容易由于变形元件变形时的力而变形。
按照本发明的一个有利实施形式,执行机构可以具有至少一个销形元件或一个可移动的环。本发明的这种实施形式提供的优点是,通过执行机构的形状可实现执行机构被涡流式调节量发送器很快地激励运动。尤其通过执行机构的环形形状可以达到执行机构中所感应的电流与通过涡流式调节量发送器所感应的磁场的高度的、快速的相互作用,该相互作用导致,执行机构在通过涡流式调节量发送器激发之后位置很快改变。同时,当在环形的变形元件中使用环形的执行机构时可以确保,可以在所有位置上调整到该变形元件的相同刚度。这原因在于,在促动器中整个环整体移动,因而通过该环的移动引起的刚度适配在整个变形元件中作用一致。销形执行机构具有重量很小的优点,致使这种元件由于其惯性小也能被很快地移动。
此外,在本发明的另一实施形式中,执行机构借助弹簧元件被置于静止位置,该静止位置尤其代表要通过促动器适配的变形元件的最大刚度。这意味着,当在车流中行驶时执行机构的初始位置引起变形元件的最大刚度,以使车辆的自我保护最佳化。当调节时,促动器或变形元件被调整得“较软”。本发明的这种实施形式的优点是,如果没有控制信号输送给涡流式调节量发送器,则可以确保执行机构的规定位置。在这里保证,即使在一次性调控涡流式调节量发送器之后执行机构又被带回到它的规定的静止位置中。同时以这种方式确保,碰撞缓冲器/变形元件具有最大刚度,以致在以高速差并且同时以大质量碰撞时乘员尽可能只遭受微小伤害或不受伤害。
涡流式调节量发送器的调节行程是有限的。为了产生较大的调节行程以适配碰撞缓冲器刚度,促动器可以具有与涡流式调节量发送器耦合的杠杆元件,以便在涡流式调节量发送器被激励时引起较大的行程用于适配变形元件的刚度。
在本发明的另一实施形式中,促动器可以具有卡锁机构,用于使执行机构固定在预先确定的位置中。本发明的这种实施形式使得即使在静止状态、也就是说在没有电流或电压输入给涡流式调节量发送器时的状态,执行机构也能够可靠地保持在促动器中的预先确定的位置中。如果车辆是停着的,变形元件就可以例如保持在具有较小刚度的状态,使得较小的碰撞例如泊车事故或者碰倒垃圾桶等能够被软的变形元件捕获能量,而在车辆上不留下较大的损伤。
特别有利的是,涡流式调节量发送器具有扁平线圈或微型线圈,尤其是安装在印刷电路板上的螺旋线圈。本发明的这种实施形式提供的优点是,可很简单并且成本低廉地制造这种促动器。
特别有利的是,(例如在车辆中)使用一变形元件,该变形元件具有按照上述实施形式的促动器。在这种情况下可以很好地并且节省成本地利用使用这种快速促动器的所述优点。
本发明可以特别好地在一种使用场合中使用,在该使用场合中变形元件具有逐渐变细的力承受结构并且促动器被构造用于促使适配最大的力,该力可由该力承受结构的壁承受。在此,按照前面的实施形式,可以将促动器对控制信号的快速响应特别好地用于事故保护并且同时降低重量。
附图说明
本发明结合附图举例详细说明。附图中示出:
图1本发明第一实施例的方块图;
图2a-b具有本发明实施例的变形元件的详细局部的剖面图;
图2c-d涡流推力促动器的一般功能原理图以及涡流促动器的等效电路图;
图3a-d涡流式调节量发送器的实施例的等轴图,这些涡流式调节量发送器可以在本发明的实施例中使用;
图4用于适配碰撞吸能结构、带有涡流式调节量发送器的促动器一个实施方案的示意剖面图;
图5用于适配碰撞吸能结构、带有涡流式调节量发送器的促动器一个实施方案的示意剖面图;和
图6本发明作为方法的一个实施例的流程图。
具体实施方式
相同或相似的元件在图中可以配备相同或相似的标号,其中,重复的说明被放弃。此外,附图、对附图的说明以及权利要求包括大量组合的特征。在这里,专业人员知道,这些特征可以被单独地考虑或者被组合成在此没有明确描写的组合。此外,本发明在随后的说明中通过使用不同的量度和尺寸来阐述,但本发明不应理解为仅限于这些量度和尺寸。此外,本发明的方法步骤可以重复以及可以按与所描述的不同的顺序实施。如果一个实施例在第一特征/步骤与第二特征/步骤之间包括“和/或”连接,则可以这样理解,该实施例按照一种实施形式既具有第一特征/第一步骤也具有第二特征/第二步骤,而按照另一实施形式或者只具有第一特征/步骤或者只具有第二特征/步骤。
现有技术中已知的大多数适配系统建立在液压工作原理的基础上。因为车辆的电气化越来越有意义,因此未来主要安装“干式”系统,在这方面的主要原因是能量较容易回收。对此的一个例子是制动系统:这在未来不再是液压操纵,而是电动操纵。一般关于碰撞吸能结构适配性至今只进行了一些表面的说明。对于专利而言,现有技术中的这种粗略说明给出了提示,但许多技术障碍没有通过这种粗略说明克服,致使这些专利也没有对于可靠工作的工艺提供充分的公开。
因此首先可确定,现有技术的一个缺陷是,多种所阐述的适应性系统不够快,以致不能按规定并且尤其是不使用预测传感器技术来探测碰撞和尽早地改变碰撞吸能结构的刚度。因此,通过使用这种按照现有技术的缓慢的促动器,预测传感器是必要的,这些传感器使系统不很坚固而且很昂贵。因此本发明深为关切的事情是解决所述两个挑战,即一方面设计较小的、但与较大的一样安全的车辆,另一方面设计较轻的、但尽可能与较重的一样安全的车辆。这些挑战可以借助适配结构来应对。因此,本发明的目标是,提供一种快速、牢固并且成本低廉的解决方案,用于适配碰撞吸能结构的刚度,其方式例如是为每个变形元件只使用唯一一个促动器。下面详细介绍一种用于这种问题的可能的方案。
图1示出一个车辆的方块图,在该车中装有按照本发明的一个实施例的促动器。对此,在图1中示出车辆100,该车辆在正面区域110中在行驶方向115上看具有横梁120。横梁120经过第一变形元件130(也被称为碰撞缓冲器)与车辆100的左纵梁135连接。此外,横梁120经过第二变形元件140(同样也被称为碰撞缓冲器)与车辆的右纵梁145连接。此外,在车辆左侧可设置第一传感器或第一传感器系统150,它构造得用于测量物理参数如加速度或压力,以便识别出物体170碰撞到车辆100上。也可以在车辆右侧设置另一传感器(或另一传感器系统)155,它同样构造得用于测量物理参数如加速度或压力,以便识别出物体170碰撞到车辆100上。在这里,第一传感器/第一传感器系统150向评价单元160传输相应的第一传感器信号并且第二传感器/第二传感器系统155向评价单元160传输相应的第二传感器信号。传感器系统150和155在图1中绘在碰撞吸能结构之外,但它们也可以定位在碰撞吸能结构之内。此外,评价单元160与第一促动器162连接,该促动器使第一变形元件130的刚度能够适配。评价单元160也与第二促动器165连接,该促动器使第二形变单元140的刚度能够适配或适应。
如果现在发生物体的碰撞,例如在图1中示出的车辆170碰撞到车辆100的正面区域110上,则发生车辆100的变形,该变形促使横梁120向车辆内部方向压入。但是因为迎面而来的车辆170大多在一重叠区域175中碰到车辆100的正面区域110上,因而即使在碰撞时也造成车辆100的各个部件的不同的变形情况。在这种情况下,通过第一传感器150和第二传感器155的不同的参数值识别到偏置碰撞(Offset-Kollision)。这样的偏置碰撞例如也可以被称为轴向错位碰撞。在这样碰撞时,尤其向车辆左侧上的第一变形元件130中比向车辆右侧上的第二变形元件140中引入更大的力。这造成,在第一变形元件(碰撞缓冲器)130上比在第二变形元件(碰撞缓冲器)140上作用一个更大的变形力。由于该原因,为了最佳的乘员保护,第一变形元件130的刚度要比第二变形元件140的刚度高,以便可以尽可能好地能阻止在碰撞之后车辆旋转。如果进行了第二变形元件140的刚度的这种适配(在这种情况下减小刚度),就可以在第一变形元件中比在第二变形元件140中吸收更高的碰撞能量。为了达到第一变形元件130的刚度的这种适配,借助对第二变形元件的促动器165加载以相应的控制信号,通过评价单元160进行第一变形元件的130的刚度的适配。如还要在下面详细说明的那样,该控制信号促使变形元件130的刚度适配。
如果现在在评价单元160中识别出物体170在正面区域110的左侧部分碰撞,还可以由此推断,大多直接在碰撞之后将会发生车辆100的旋转,这种旋转不总是完全可以阻止。对于这种情况,评价单元160可以为车辆乘员180激活人员安全措施,例如一种专门在这样的侧转时引起人员保护的安全措施。例如可以通过评价单元160激活侧面气囊185,以便将乘员180保持在车辆座位上的预先确定的位置中。如果相反在评价单元160中识别出一重叠区域175,该重叠区域基本上相当于整个车辆正面110,则认为物体170以高的重叠程度正面碰撞,使得预计没有或只有小的车辆转动。在这种情况下评价单元160应这样控制促动器162和165,使得当相对碰撞速度相应地高时则从两侧给出最大的结构刚度。
本发明的一个重要观点是,基于涡流原理建立一种快速促动器。基于涡流原理的、用于调节促动器的原理可以在各种不同的实施形式上使用,如在Hobel碰撞盒、液压/气动碰撞盒(用于开关一个阀)或变细原理,即在大多数为了适配而需要机械部件的碰撞盒上使用。
在本发明下面的说明书中要详细介绍借助至少一个涡流促动器适配碰撞吸能结构的思路。该促动器按照本发明一个实施例既可以轴向地(参见下面的例子)和/或径向地和/或倾斜地布置在变形元件中。示范性地用变细原理详细说明该原理。为此在图2中详细示出这样的适应性碰撞吸能结构。
图2a和2b示出变形元件/振动缓冲器的一个详细局部的剖面图,该振动缓冲器具有按照本发明一个实施例的促动器。在这里,在图2a中示出变形元件130(碰撞缓冲器)的纵剖面视图,在图2b中示出变形元件130的横剖面视图。图2a示出一个变形元件130,如同例如按照图1的描述装在车辆左侧中的那样。在这里,变形元件130具有至少一个管形构造的部分元件205,该部分元件通过弹性元件207装在横梁120与左纵梁135之间。因此,在物体170在碰撞方向209上碰撞到横梁120上时,管形的部分元件205向纵梁135的方向受压。此时,管形的部分元件205的一个端部压到凹模板210上,这些凹模板有同心定向的开口。在此,布置得最靠近纵梁135的那个凹模板210有最小的开口,而布置得最远离纵梁135的那个凹模板210有最大的开口。此外,各个凹模板210的开口内边缘设有斜度,致使产生多个相互叠置的凹模板210的朝向纵梁135方向连续变细的开口。以这种方式达到,在物体碰撞到车辆上时管形的部分元件205变细,由此吸收碰撞能量。
因为此时在压缩(变细)时一个相应的反作用力径向向外作用到各个凹模板210上,可以通过带有涡流式调节量发送器220的促动器215来改变变形元件130的刚度,该调节量发送器使执行机构225(它在此以简单的形式例如构造为可运动的滑块)移动到不同的位置,例如第一位置230、第二位置235或第三位置240。调节量发送器220在此可以起一种“马达”作用,它使执行机构225(也就是滑块)能够移动。因此通过滑块225的移动可以达到,滑块225阻止凹模板210的径向平衡运动或使其明显变难,使这些凹模板210对要移动到纵梁135上的管形部分元件205产生比在没有滑块225的移动的情况下更大的阻力。因此,以这种方式可以改变变形元件130的刚度。这样,通过本发明介绍了一种促动器215,该促动器装备有涡流式调节量发送器220,该促动器215则可以很快地并且可逆地对评价单元160发出的控制信号做出反应。该评价单元160例如可以如在图1中举例所示那样装在车辆中央。可选择的是,相应构造的评价单元160也可以布置在促动器215的区域中,由此可以实现相应控制信号的信号传播时间缩短。
图2b示出图2a所示变形元件130的横剖面视图。此时示出壳体250,该壳体环形地围绕管形部分元件205。此外示出六个促动器215,这些促动器也是环形地围绕带有不同内径开口的凹模板210布置。这些凹模板210具有一些给定断裂位置255,这些给定断裂位置例如使得能够调整精确设定的碰撞能量吸收特性。
图2c和2d示出涡流推力促动器的一般功能原理图示以及涡流促动器的等效电路图。为产生冲击波,需要一个很快的爆炸式的力爆发。在此应能够在几微秒的时间内放出直至20焦耳的能量,这相当于数兆瓦的瞬时功率。由于铁磁性和铁电性材料的饱和效应,执行元件一般使用的铁磁式或压电式换能器只能输出有限的功率。为了可以解决这些要求,在此使用感应定律与两个反向平行流动的电流的力之间的关联。如在图2c中所示,在螺旋形的空气线圈260(该线圈连接到电源265上)中产生短的电流脉冲。该电流脉冲在可导电的薄膜270中感应出涡流275,该涡流通过涡流磁场278对线圈电流277起反作用。因此,在线圈260与薄膜270之间产生推斥力279,该力与线圈电流277的平方和线圈260的匝数成正比并且与薄膜270和线圈260之间的距离成反比。薄膜270有利地由如铜那样的极好导电的金属构成,以便使欧姆导线损耗最小。
线圈260中的电流277与薄膜270中的电流之间的相位差对于最大的力有显著影响。因此重要的是,考察执行元件的等效电路图(如在图2d中示出的那样),该等效电路图与短路连接的变压器等效电路图很相似。电容器C和晶闸管T提供执行元件的基本控制。此外在等效电路中给出了在线圈和薄膜中的损耗源以及执行元件的合成功率。电流I1和I2的相位差由主电感和漏电感连同损耗元件和输出的功率P2=~C·I2 2·A/d产生,其中A表示执行元件面积,d表示线圈260与薄膜270之间的距离。根据执行元件的可电测量的传输函数可以计算出分量值(Komponentenwerte)并优化控制电路。
图3a至3d的等轴视图示出促动器215中的涡流式调节量发送器的可能实施方案。在图3a和3b此时示出一环式促动器215(也就是带有环形执行机构的促动器),相反在图3c和3d中示出销式促动器(也就是促动器带有至少一个销形执行机构)。
该涡流促动器(更确切地说,带有涡流式调节量发送器的促动器)按照图3a至3d示出的实施例包括线圈220,该线圈例如装在促动器215的端侧。该线圈220可以一个由单个的线圈(按照图3a和3c)或由多个较小的线圈(按照图3b和3d)组成。替换图3a和3b中示出的环式促动器,该涡流式调节量发送器的原理也可以用于按照图3c和3d的销式促动器。线圈220可以以不同的实施形式使用和布置在促动器215中。在制造和重量方面有利的是所谓扁平线圈或微线圈,这些线圈例如以装在印刷电路板上的螺旋线圈的形式存在。
借助于通过线圈220的短电流脉冲使这些促动器,尤其是使这些促动器的执行机构225(它们例如按照图3a和3b构造为环或按照图3c和3d构造为销)移动。该电流脉冲产生一个磁场,该磁场在环(或销)225中又产生涡流。通过环225中或销225中的涡流产生的磁场与通过线圈220产生的磁场相反作用,这就导致排斥(例如在方向300上)并因此导致执行机构225移动。
由使用涡流式调节量发送器得出的第一优点是可逆性。在实际中传感器装置可以构造得很敏感,但带有可能导致误触发的风险。误触发在此是指促动器的不希望的移动,该移动例如可能由于驶过街上的凹坑或由于与垃圾桶或车库门轻微碰撞而触发。因为系统是可逆的,促动器又回到它的初始位置。驾驶员对此没有察觉。
为了触发促动器215的激活,可以使用所有已知的能够用于识别碰撞的传感器原理。预测传感器如雷达、光和超声是适合的,但如加速度传感器、压力传感器或温度传感器那样的传感器也适合于此。
在下面的说明中,通过在按照变细原理的碰撞吸能结构上使用环形扁平线圈来解释本发明的两种可能的实施例。
图4示出借助于单稳态涡流促动器调节可两级适配的碰撞吸能结构的剖面视图,包括一个或多个在调节方向上起作用的线圈和一个或多个复位弹簧。图4示出本发明的一个实施例,在该例中两级单稳态促动器215被调整到静止位置,也就是在最大刚度。如果要将碰撞吸能结构130调整到“软”,则对线圈220(例如扁平线圈)例如通过电容器放电加载一个高电流。在此,该线圈产生一个高动态建立的磁场,该磁场在执行机构或衔铁225中感应出一些涡流(或一个涡流)。这些涡流产生一个与通过线圈220的电流的磁场反向的磁场。两个磁场相互排斥。以这种方式将图4中的衔铁225向左推并且使复位弹簧400张紧。如在图4中显示的那样,复位弹簧400可以均匀地分布在碰撞吸能结构130的圆周上。可选择的是,也可以在相同的结构空间中使用相对于碰撞吸能结构130同心的弹簧400。如果管205在碰撞时碰到基底凹模210a上,则通过基底凹模210a的变形已经捕获通过变形元件130的变形吸收的碰撞物体的碰撞能量的一部分。但是,如果管205继续向左推移,而衔铁225通过它的在图4中向左指向的运动而在调节凹模210b的径向外部得到位置,则管205径向向外挤压凹模210b。在图4中,调节凹模210b中的虚线表示的给定断裂位置打开并且管205只还通过基底凹模210a变细。衔铁225在这种情况下保持在左边的腔中并且复位弹簧400保持张紧。
促动器215可以在行驶启动前的测试时进行检验。复位弹簧400在这种情况下使衔铁225在起动测试之后或在误触发时返回其按照图4原来的图示的初始位置中。
图5示出借助于双稳态涡流促动器215调节可两级适配的碰撞吸能结构130的本发明一个实施例的剖面视图,包括分别用于两个开关方向的一个或多个对置的线圈220a和220b和一个球卡锁机构500。在此,图5的图示示出两级双稳态促动器处于静止位置(也就是在最大刚度时),带有形状锁合的停车锁止装置。与在图4中示出的实施方案相比,在图5中示出的实施方案中没有使用复位弹簧400。而是衔铁225通过一个或两个线圈220a和220b的相应通电通过建立反磁场而被较近的线圈推斥并且被朝向的线圈的方向“射击”。因此,衔铁225从线圈220a朝向对面的线圈220b移动。此时,在圆周上均匀分布的球卡锁机构500的球被向外挤压并且一旦衔铁225到达到对面的线圈220b上就又卡锁。这种促动器215的双稳态特性使得碰撞吸能结构130能够在车辆停车时被调节到“软”并且保持在这种调节中直至下次接通点火装置。因此,可以通过“软的”碰撞吸能结构捕获停车冲撞能量。
作为本发明的其它可选择的或附加的实施例,代替球卡锁机构也可以使用所有其它卡锁装置如磁性卡锁器。也可以在图4中示出的实施例中附加地如此装入一个卡锁机构,使得它只在衔铁225的位置相当于碰撞吸能结构130调整到刚硬(就说在图4中的右侧)时才卡锁。因此,复位弹簧400的预应力不再需要在车辆振动时防止衔铁225滑动。该功能在这种情况下由所述卡锁机构或也可由卡锁机构和复位弹簧的组合来承担。然而在这类实施例中也不应完全放弃复位弹簧,因为,如果没有发生碰撞,衔铁225在触发之后还应可靠地返回其初始位置。
在依照图4和图5所说明两个实施例中,线圈220作为与碰撞吸能结构130同心布置的环示出。但也可行的是,这些线圈220中的每一个(例如相应于图3b和3d)被多个分布在碰撞吸能结构/变形元件130圆周上的线圈220代替。这些线圈如已经在图3中详细说明的那样,可以作为盘上的扁平线圈或者也可以以其它形式使用。
因为在此介绍的实施例很快地响应激活,因此本发明的方案可以不用预测传感器装置而使用。因此目标在于,在每个车辆区段中可以装入一个这样的适应性碰撞吸能结构。为了能够确保这一点,所有部件必须尽可能快速地“工作”。
图6示出本发明一个实施例的流程图,作为用于控制促动器以适配变形元件刚度的方法600。该方法600具有接收610传感器信号的步骤,该传感器信号代表物体碰撞到或即将碰撞到车辆上。此外,方法600具有响应该传感器信号输出620控制信号给促动器的涡流式调节量发送器的步骤,以便调整变形元件的刚度的适配。

Claims (10)

1.促动器(215),用于适配变形元件(130)的刚度,其中,该促动器(215)具有涡流式调节量发送器(220)。
2.按照权利要求1的促动器(215),其特征在于,该促动器(215)还具有与该涡流式调节量发送器(220)耦合的、可运动的执行机构(225),该执行机构构造得用于在沿着调节行程的不同位置(230,235,240)中造成变形元件(130)的不同刚度。
3.按照权利要求2的促动器(215),其特征在于,该执行机构(225)借助于弹簧元件(410)被带入到静止位置中。
4.按照权利要求2或3的促动器(215),其特征在于,该执行机构(225)具有至少一个销元件或一个环。
5.按照权利要求2至4中任一项的促动器(215),其特征在于,该促动器(215)具有一卡锁机构(500),用于使执行机构(225)固定在预先确定的位置中。
6.按照上述权利要求中任一项的促动器(215),其特征在于,该涡流式调节量发送器(220)具有一扁平线圈或一微型线圈,尤其是具有一安装在印刷电路板上的螺旋线圈。
7.变形元件(130),该变形元件具有按照上述权利要求中任一项的促动器(215)。
8.用于控制促动器(215)以适配变形元件(130)刚度的方法(600),其中,该方法(600)具有下列步骤:
-接收(610)传感器信号,该传感器信号反映物体(170)碰撞到或即将碰撞到车辆(100)上;和
-响应传感器信号输出(620)控制信号给促动器(215)的涡流式调节量发送器(220),以便调整该变形元件(130)的刚度的适配。
9.控制器(160),该控制器构造得用于实施按照权利要求8的方法(600)的步骤。
10.计算机程序产品,具有程序代码,该程序代码存储在可机读的载体上,以便当在控制器(160)上执行时该程序实施如权利要求8的方法(600)。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105539589A (zh) * 2016-01-28 2016-05-04 卫振宇 一种车身前纵梁结构及其减振吸能控制方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012203033A1 (de) * 2012-02-28 2013-08-29 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung mit einstellbarer Steifigkeit zum Aufnehmen einer Aufprallenergie und Verfahren zum Einstellen einer Steifigkeit einer Vorrichtung mit einstellbarer Steifigkeit
DE102012224277A1 (de) 2012-12-21 2014-06-26 Robert Bosch Gmbh Wirbelstromaktuator

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19860249C1 (de) * 1998-12-24 2000-07-27 Daimler Chrysler Ag Energieabsorbierende Aufpralleinheit
US6135251A (en) * 1997-10-16 2000-10-24 Daimlerchrysler Ag Shock absorber for a motor vehicle and method of making same
US6193303B1 (en) * 1998-04-03 2001-02-27 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Control device for controlling rigidity and deformation of car body
US20050087972A1 (en) * 2003-10-23 2005-04-28 Honda Motor Co., Ltd. Apparatus for controlling vehicle body rigidity
US20080309101A1 (en) * 2007-06-05 2008-12-18 Kousuke Matsubara Impact absorbing device
CN101522475A (zh) * 2005-11-04 2009-09-02 通用汽车环球科技运作公司 基于活性材料的属性可调汽车支架

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7029044B2 (en) 2003-11-18 2006-04-18 General Motors Corporation Tunable, healable vehicle impact devices

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6135251A (en) * 1997-10-16 2000-10-24 Daimlerchrysler Ag Shock absorber for a motor vehicle and method of making same
US6193303B1 (en) * 1998-04-03 2001-02-27 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Control device for controlling rigidity and deformation of car body
DE19860249C1 (de) * 1998-12-24 2000-07-27 Daimler Chrysler Ag Energieabsorbierende Aufpralleinheit
US20050087972A1 (en) * 2003-10-23 2005-04-28 Honda Motor Co., Ltd. Apparatus for controlling vehicle body rigidity
CN101522475A (zh) * 2005-11-04 2009-09-02 通用汽车环球科技运作公司 基于活性材料的属性可调汽车支架
US20080309101A1 (en) * 2007-06-05 2008-12-18 Kousuke Matsubara Impact absorbing device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105539589A (zh) * 2016-01-28 2016-05-04 卫振宇 一种车身前纵梁结构及其减振吸能控制方法
CN105539589B (zh) * 2016-01-28 2018-06-22 卫振宇 一种车身前纵梁结构及其减振吸能控制方法

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