CN105073475A - 用于机动车的物体耦联装置的控制装置，用于机动车的物体耦联装置和用于阻尼惯性加速的物体的碰撞的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车(10)的物体耦联装置(14)的控制装置(12)，借助于它可以如此地控制物体耦联装置(14)的阻尼装置(19)，即一个借助于惯性力从一个固定位置(38)沿着预定的目标路径(Sges)被运动到机动车(10)的目标碰撞部件(18)上的物体(16)可以被延迟（减速），其中，控制装置(12)附加地被设计用于，从阻尼装置(19)的具有在物体(16)从固定位置(38)的离开时间(t0)和借助于受控制的阻尼装置(19)要执行的物体(16)的延迟的插入时间（操作时间）(ta)之间的不同的时间差(Δt)的至少两个可执行的运行模式中确定阻尼装置(19)的一个目标运行模式并且将阻尼装置(19)借助于至少一个控制信号(24)控制到目标运行模式下。本发明也涉及一种用于机动车(10)的物体耦联装置(14)。本发明此外涉及一种用于阻尼惯性加速的物体(16)的碰撞的方法。

Description

用于机动车的物体耦联装置的控制装置，用于机动车的物体耦联装置和用于阻尼惯性加速的物体的碰撞的方法
本发明涉及一种用于机动车的物体耦联装置的控制装置。本发明也涉及一种用于机动车的物体耦联装置。此外本发明涉及一种用于阻尼惯性加速的物体的碰撞的方法。
现有技术
在EP0559176A1中描述一种用于电动机动车的支撑结构。在支撑结构中可以如此地布置多个电池，电池可以在电动机动车的碰撞期间从其各自的固定位置沿着预定的目标路径运动到一个目标碰撞部件上。以这种方式应该可以在碰撞期间至少暂时减小被制动的质量。
本发明的公开
本发明涉及一种具有权利要求1的特征的用于机动车的物体耦联装置的控制装置，一种具有权利要求6的特征的用于机动车的物体耦联装置和一种具有权利要求15的特征的用于阻尼惯性加速的物体的碰撞的方法。
用语“物体耦联装置”也可以理解为一种物体去耦联装置和/或一种质量耦联结构。
本发明的优点
本发明实现用于阻尼物体在目标碰撞部件上的碰撞的多个可能性，其中，特别地可以选择该方法，它保证在存在的碰撞条件上尽可能小的破坏。如果该碰撞例如关系到机动车乘员遭受高的受伤危险，那么可以借助于本发明在时间上延迟阻尼的开始，以便保证物体的质量完全地与机动车的剩余质量脱耦。如下面还要详细说明的那样，以这种方式在一个开始碰撞阶段期间，可以保证剩余质量的较大的加速度。但是如果在碰撞/机动车的快速的制动期间不存在针对机动车乘员的受伤危险，那么可以借助于本发明如此提前地开始对物体的阻尼，即可以实施平缓的阻尼，其不会损坏可能非常敏感的物体。因此由于在阻尼期间物体受到保护可以节省成本，该成本否则在与目标碰撞部件临近接触之前对物体的短时间的并且强烈的阻尼期间产生。本发明因此可以选择地保证最佳的乘员保护或最佳的物体保护。
本发明的主题可以用于机动车电池。尤其是在电动机动车或混合动力机动车中，与机动车的总质量相比，机动车电池具有超比例大的质量比例。用于这样的机动车类型的机动车电池例如可以具有大于100kg例如100-400kg的质量。机动车电池的质量比例常常可以为直到总机动车质量的30%。但是借助于本发明可以实现，大的质量在突然的制动、机动车的事故和/或碰撞的情况下不产生潜在的危险。但是注意，本发明的主题的可应用性不限于机动车电池。本发明的可应用性也不限于混合动力机动车或电动机动车。
在一个有利的实施方式中，控制装置被设计用于，在考虑至少一个传感器信号下确定目标运行模式的各自的插入时间（开始时间）和/或在离开时间和目标运行模式的插入时间之间的各自的时间差和在插入时间处借助于至少一个控制信号激活阻尼装置。因此可以选择地或者非常早地已经以一个对沿着目标路径运动的物体的(平缓的)阻尼或在停止一个预定的时间间隔之后才以一个(比较大的阻尼力作用于物体上的)阻尼开始。在此情况下尤其可以考虑，是否相对于借助于阻尼施加到其上的阻尼力对物体的保护或者为了保证更好的保护机动车乘员被延迟的阻尼是更有利的。
优选地，控制装置被设计用于，借助于至少一个控制信号如此地控制阻尼装置的至少一个气体发生器、至少一个关闭装置、至少一个阀和/或至少一个点火器，即在阻尼装置的至少一个可充气的装置中和/或在位于物体和目标碰撞部件之间的容积中可以触发气体流动。以这种方式可以可靠地保证，自优选的插入时间起希望的阻尼可以快速并且可靠地施加到物体上。
在一个有利的扩展方案中，控制装置附加地被设计用于，在考虑至少一个传感器信号下确定关于至少一个气体发生器的目标功率，至少一个关闭装置的目标打开持续时间和/或目标打开缝隙量，至少一个阀的目标打开持续时间和/或目标打开缝隙量，要激活的气体发生器和/或点火器的目标数量和/或要打开的关闭装置和/或阀的目标数量的至少一个目标参量。因此可以在涉及该至少一个传感器信号上不仅优化阻尼的开始而且优化阻尼强度。
在另一个有利的实施方式中，控制装置附加地被设计用于，在考虑至少一个传感器信号下确定物体从预定的固定位置的离开时间和如此地控制物体布置装置的物体固定装置，即物体通过受控制的物体固定装置在确定的离开时间处可以被释放。由此控制装置也可以用于将物体与机动车脱耦。
上述优点也在一种可以与相应的控制装置共同作用的阻尼装置中得到保证。
在一个有利的实施方式中，阻尼装置包括至少一个气体发生器，至少一个关闭装置，至少一个阀和/或至少一个点火器，其借助于至少一个控制信号可以如此地控制，即可以触发在阻尼装置的至少一个可充气的装置中和/或在位于物体和目标碰撞部件之间的容积中的气体流动。阻尼装置因此可以成本有利地实施。此外为了制造阻尼装置可以使用标准的方法。即使在阻尼装置的大批量制造中因此也保证有利的品质。
阻尼装置作为至少一个可充气的装置例如包括至少一个空气袋，至少一个安全带组合的空气袋和/或至少一个可充气的金属结构。由此可以实现阻尼装置的许多可能的实施可能性，其中，可以使用通常使用的部件。
有利地，借助于阻尼装置可以实现乘员保护模式，在该模式下从固定位置运动的物体可以首先沿着预定的目标路径的第一分路径无阻尼地运动并且接下来可以沿着预定的目标路径的第二分路径借助于阻尼装置以第一延迟力被延迟。此外可以借助于阻尼装置附加地实现物体保护模式，在该模式下从固定位置运动的物体可以沿着预定的目标路径借助于阻尼装置以小于第一延迟力的第二延迟力被延迟。因此可以依据状况在优化的乘员保护和，只要不存在对机动车乘员的损伤危险，优化的物体保护之间进行选择。
在一个有利的扩展方案中，物体固定装置可以从第一模式，在该模式物体借助于物体固定装置可以被固定在固定位置上，被如此地控制到第二模式，即物体自物体固定装置被控制到第二模式起可以从固定位置释放。尤其地物体固定装置可以借助于控制装置从第一模式控制到到第二模式。通过控制装置的这种多重功能性可以节省一个用于控制物体固定装置的附加的电子控制装置。
此外，物体耦联装置可以具有导向结构，借助于它，可借助于惯性力运动的物体可以沿着预定的目标路径引导。因此可以有针对性地预先确定物体的一个优选的目标路径。
在一个有利的实施方式中，阻尼装置包括一个所述的控制装置。
所述的优点也可以通过用于阻尼被惯性加速的物体的碰撞的方法实现。要指出的是，按照上述实施方式的方法可以扩展。
附图简述
本发明的其它的特征和优点在下面借助于附图进行解释。附图中所示:
图1a至1j是用于解释控制装置和物体耦联装置的第一实施方式的示意图和坐标系;
图2a和2b是物体耦联装置的第二实施方式的示意图;
图3a和3b是物体耦联装置的第三实施方式的示意图;和
图4是用于解释用于阻尼惯性加速的物体的碰撞的方法的实施方式的流程图。
本发明的实施方式
图1a至1j示出用于解释控制装置和物体耦联装置的第一实施方式的示意图和坐标系。
在图1a中示意示出的机动车10装备有控制装置12和物体耦联装置14。在图1a中仅仅示意示出的物体耦联装置14被设计用于一个在机动车10的正常行驶期间可被固定在物体耦联装置14处和/或中的一个预定的固定位置上的物体16。物体16在强烈制动机动车10、事故和/或碰撞情况下可以借助于惯性力从固定位置沿着预定的目标路径（路段）Sges运动到(物体耦联装置14和/或机动车10的)目标碰撞部件18上。此外物体耦联装置14借助于控制装置12可以被如此地控制，即控制装置12和物体耦联装置14的阻尼装置19可以共同作用。
控制装置12可以例如被集成到物体耦联装置14中。作为其备选方案，物体耦联装置14和控制装置12也可以设计成两个可在空间上分开地布置在机动车10上的单元。
物体16可以例如是机动车电池。布置在物体耦联装置14中的机动车电池可以尤其作为同意的刚性的块设置在机动车10的底部的区域中(理想的情况为在前桥和后桥之间)。以这种方式可以降低机动车10的总重心。但是注意，控制装置12和物体耦联装置14不限于设计成机动车电池的物体16或不限于物体16借助于物体耦联装置14在机动车10处和/或中的某种布置。
控制装置12和物体耦联装置14也可以设计用于多个物体16。仅仅提及这一个物体16只是用于更好地理解。物体耦联装置14也可以理解为一种物体去耦联装置和/或质量耦联结构。
控制装置12被设计用于，在考虑至少一个提供的传感器信号20下至少一个机动车自己的传感器22借助于至少一个控制信号24如此地控制物体耦联装置14的阻尼装置19，在机动车10的正常行驶期间可固定在物体耦联装置14处和/或中的预定的固定位置上的物体16，该物体借助于惯性力可以从固定位置沿着预定的目标路径Sges运动到目标碰撞部件18上，在物体16与目标碰撞部件18接触之前可以借助于受控制的阻尼装置19被延迟。此外控制装置12被设计用于，在考虑至少一个传感器信号20下从阻尼装置19的至少两个可执行的运行模式中确定阻尼装置19的一个目标运行模式。阻尼装置19的至少两个可执行的运行模式具有在物体16从固定位置的离开时间t0和物体16的借助于受控制的阻尼装置19要执行的延迟/制动的插入时间ta之间的不同的时间差△t。
阻尼装置19借助于至少一个控制信号24可以被控制到确定的目标运行模式。
因此在阻尼装置19的插入时间ta和物体16在目标碰撞部件18上的开始的接触/碰撞之间的时间间隔内已经可以以使物体16延迟/制动/减速来开始。这保证D物体16在目标碰撞部件18上的明显被阻尼的碰撞，和由此保证物体16更平缓地重新耦联到机动车其余质量上。
此外，通过确定阻尼装置19的目标运行模式可以如此地确定插入时间ta，或在离开时间t0和插入时间ta之间的时间差△t，即可以实施在关于至少一个传感器信号20上被优化的延迟模式/制动模式。后面还要讨论在阻尼/延迟（减速）物体16时不同的方法的各自的优点。
至少一个机动车自己的传感器22例如可以是至少一个速度传感器，至少一个加速度传感器，至少一个压力传感器和/或至少一个碰撞传感器。也可以使用至少一个预碰撞-传感器和/或至少一个驾驶员辅助传感器作为至少一个机动车自己的传感器22。至少一个机动车自己的传感器22例如是单声道－，立体声－，视频－，激光雷达－和/或雷达传感器。至少一个机动车自己的传感器22也可以包括摄像机。在此处列举的传感器类型的组合和/或其它的以视觉为基础的传感器也可以用于至少一个机动车自己的传感器22。至少一个机动车自己的传感器22可以固定地安装在机动车10中和/或通过移动式终端装置供使用。
因此在借助于控制装置12确定目标运行模式时可以考虑机动车10的速度，机动车10的加速度，在机动车10的至少一个分容积中出现的压力和/或机动车10的碰撞的碰撞强度。在借助于控制装置12确定目标运行模式时也可以考虑碰撞的碰撞重量和/或关于碰撞对象的信息，例如它的速度，它的重量，它的大小，它的尺寸和/或它的负载状态。关于碰撞对象的负载状态的信息例如也可以包括(附加的)负载质量，机动车乘员的数目和/或机动车乘员的重量。
附加地，在借助于控制装置12确定目标运行模式时可以考虑预碰撞信息，关于事故重点的热点信息，Car2Car（车辆间）信息和/或Car2X信息（车辆智能交互系统）。可考虑的信息也可以通过在机动车10和其它的机动车之间的相应的信息交换，尤其是通过GPS，进行交换。相应地，也可以由控制装置12确定一个在这些参数中的至少一个上被优化的延迟模式/制动模式和借助于受控制的阻尼装置19进行实施。
阻尼装置19的插入时间ta最好理解为一个时间点，自这个时间点起，受控制的阻尼装置19将一个延迟的作用/力施加到物体16上。插入时间ta一般地位于物体16碰撞到目标碰撞部件18上之前。插入时间ta可以与阻尼装置19的激活时间相同。但是阻尼装置19也可以在插入时间ta之前的激活时间处是激活的/被激活，尽管在物体16上的延迟的作用/力在较晚的插入时间ta处才插入/开始。时间差△t应该理解为在物体16从它的固定位置的离开时间t0和插入时间ta(阻尼装置19的作用/力的插入（开始）)之间的时间间隔。如在下面更详细说明的，离开时间t0可以被确定或者由控制装置12确定。
控制装置12例如可以被设计用于，在考虑至少一个传感器信号20下(直接地)确定目标运行模式的各自的插入时间ta和/或在离开时间t0和目标运行模式的插入时间ta之间的各自的时间差△t和在确定的插入时间ta处借助于至少一个控制信号24激活阻尼装置19。可快速激活的阻尼装置19的示例在下面还要描述。但是替代插入时间ta和时间差△t的直接的确定，控制装置12也可以确定一个相应的运行模式作为目标运行模式。
如在下面更详细说明的，控制装置12可以被设计用于，借助于至少一个控制信号24如此地控制阻尼装置19的至少一个气体发生器，至少一个关闭装置，至少一个阀和/或至少一个点火器，即在阻尼装置19的至少一个可充气的装置26中和/或在位于物体16和目标碰撞部件18之间的容积中可以触发气体流动(例如空气流)。通过这样的控制可以快速激活阻尼装置19。
控制装置12尤其可以被设计用于，在考虑至少一个传感器信号20下确定关于至少一个气体发生器的目标功率，至少一个关闭装置的目标打开持续时间和/或目标打开缝隙量，至少一个阀的目标打开持续时间和/或目标打开缝隙量，要激活的气体发生器和/或点火器的目标数量和/或要打开的关闭装置和/或阀的目标数量的至少一个目标参量。因此可以有针对性地确定在至少一个可充气的装置26中引起的气体流动的强度和/或总容积。以这种方式也可以在一个值范围中选择至少一个可充气的装置26的充气容积和/或强度，其中，保证各被选择的值被可靠地遵守。
借助于充气容积也可以确定插入时间ta，自该插入时间起，在物体16和至少一个至少部分地被充气的装置26之间发生接触。此外可以通过选择至少一个至少部分地被充气的装置26的强度给定一个为了延迟/制动被施加到物体16上的力。
在图1a中示意示出的物体耦联装置14具有物体固定装置28，借助于它物体16在机动车10的正常行驶期间可以被固定在物体耦联装置14处和/或中的预定的固定位置上。物体固定装置28可以从第一模式，在该模式下物体16借助于物体固定装置28可以被固定在固定位置上，可以如此地被控制到第二模式，即物体16自物体固定装置28被控制到第二模式起可以从固定位置被释放。物体固定装置28优选地被如此设计，即物体16在机动车10的正常行驶期间无运动地保持在固定位置上。相应地，将物体固定装置28控制到其第二模式造成物体16被从固定位置中释放。物体固定装置28例如可以是一个机械的元件。物体固定装置28的其它的设计可能性也是可能的。
可选择地，控制装置12可以被设计用于，在考虑至少一个提供的传感器信号20下确定物体16从预定的固定位置的离开时间t0。例如可以借助于控制装置12通过评价至少一个提供的传感器信号20识别机动车10的一个突然的制动，事故和/或碰撞。在这种情况下，物体布置装置14的物体固定装置28借助于控制装置12的另一个控制信号30可以被如此地控制，即物体16通过受控制的物体固定装置28在确定的离开时间t0从可以被释放。物体固定装置28因此在离开时间t0从借助于控制装置12可以从第一模式被控制到第二模式。通过控制装置12的这种多功能性可以节省用于控制物体固定装置28的附加的电子装置。
但是要指出的是，物体16选择地也可以机械地借助于物体固定装置28如此布置在固定位置上，即它仅仅基于一个超过静摩擦力的惯性力可以从固定位置运动出来。在这种情况下，离开时间t0可以借助于合适的传感器装置确定。
在图1a的实施方式中，物体耦联装置14也具有导向结构32，借助于它可借助于惯性力运动的物体16可以被沿着预定的目标路径Sges导引。导向结构32最好如此设计，即与机动车其余质量脱耦的物体16可以在机动车10的行驶方向34上/离开碰撞障碍物36的方向上运动。这可以通过合适的使用滑动和/或滚动轴承可靠地实现。
此外可以如此地设计物体耦联装置14，物体16通过周围的支撑结构被很好地支撑或作为支撑结构本身可以为保护乘客室作出贡献。但是物体耦联装置14的设计可能性不限于装备一个导向结构32或某种支撑结构。
在图1b中示意示出物体耦联装置14的阻尼装置19。阻尼装置19借助于控制装置12的至少一个控制信号24可以被如此地控制，可借助于惯性力从固定位置沿着预定的目标路径Sges运动到目标碰撞部件18上的物体16在物体16与目标碰撞部件18接触之前借助于受控制的阻尼装置19可以被延迟/制动。此外阻尼装置19可以借助于至少一个控制信号24被控制到从阻尼装置19的至少两个可执行的运行模式中的一个目标运行模式，该至少两个可执行的运行模式在物体16从固定位置的离开时间t0和(借助于受控制的阻尼装置19要执行的物体16延迟的)插入时间ta之间的具有不同的时间差△t。
图1a至1j的阻尼装置19包括至少一个气体发生器，至少一个阀，至少一个关闭装置和/或至少一个点火器，它们可以借助于至少一个控制信号24被控制。以这种方式可以触发在阻尼装置19的至少一个可充气的装置26中的气体流动(例如空气流)。作为至少一个可充气的装置26，图1a至1j的阻尼装置19具有空气袋/气囊26，它布置在目标碰撞部件18上。
可充气的装置26和阻尼装置19的其它的设计可能性在下面还要描述。
阻尼装置19实现一种能量吸收系统，借助于它可以将借助于惯性力运动的物体16的动能完全地或者部分地转换成变形和/或热。尤其是至少一个可充气的装置26的使用，例如空气袋/气囊26，实现了平缓的延迟和由此物体16在其余的机动车的结构上的平缓的再耦联。
在图1a至1j的实施方式中，阻尼装置19可以选择地在第一运行模式中以在离开时间t0和随后的插入时间ta之间的不等于零的时间差△t或在第二运行模式中以等于零的时间差△t(插入时间ta等于离开时间t0)运行。
图1c至1e示出一种阻尼，其中不等于零的时间差△t位于物体16从借助于虚线38示出的固定位置的离开时间t0和阻尼装置19的插入时间ta之间。图1d的坐标系的横坐标是时间轴t。借助于图1d的坐标系的纵坐标给出加速度a。图1e的坐标系的横坐标对应于物体16从它的固定位置的移动距离。借助于图1e的坐标系的纵坐标给出在在此期间施加到物体16上的延迟力F。
至直到离开时间t0，物体16与机动车10固定地连接并且由此增大机动车质量。在离开时间t0处物体固定装置28基于确定的碰撞被如此地控制，即物体固定装置28释放物体16。物体16因此自离开时间t0起从固定位置出发沿着行驶方向34运动。但是阻尼装置19在离开时间t0处还没有将任何作用/阻尼施加到物体16上。运动的物体16因此首先可以沿着预定的目标路径Sges的第一分路径△s1无阻尼地运动。这也可以如此地描述，即物体16可以在第一阶段P1/时间差△t期间无阻尼地借助于惯性力运动。物体16因此可以在该第一阶段P1中无作用力地在行驶方向34上运动。
应该明确地指出，阻尼装置19在该第一阶段P1中在时间差△t期间没有施加任何力到物体16上。因此物体16在它在第一分路径△s1上的移动期间/在时间差△t期间完全地与机动车10的其余质量脱耦。第一阶段P1的持续时间等于时间差△t。预定的目标路径Sges的第一分路径△s1的长度也对应于时间差△t。第一分路径△s1例如可以具有在1.5至3.5cm之间的长度。
在第一阶段P1期间，它自离开时间t0开始，物体16与机动车10的机动车其余质量分开。在第一阶段P1期间在脱开物体16之后出现的机动车其余质量的加速度a借助于在图1d的坐标系中的线图g1示出。为了比较，以线图g0示出加速度a，机动车10在不脱开物体16下具有该加速度。如通过比较线图g1和g0可以看到，物体16的质量与机动车其余质量的(完全的)脱耦导致在第一阶段P1期间加速度a的增大40。(线图g'示出物体16的加速度a)。
在第一阶段P1/时间差At期间增大的机动车其余质量的加速度a保证，在乘客室中的安全带拉紧器和空气袋的触发时间点在时间上不延迟。(在乘客室中的安全带拉紧器和空气袋的触发时间点的延迟会使机动车10的乘员保持性变差。)因此，由于物体16的质量完全脱耦尤其是在对于传感器装置重要的碰撞过程的开始阶段(在0至约30ms之间)中在乘客室中的安全带拉紧器和空气袋的可靠的触发在需要下得到可靠的保证。这也可以如此解释，通过完全脱开物体16的质量机动车动量和由此在机动车乘员上的负荷在碰撞的开始阶段期间可以显著地减小。
第一阶段以阻尼装置19的作用的插入时间ta结束。例如物体16自插入时间ta起接触可充气的装置26(参见图1c)。自插入时间ta起物体16因此沿着预定的目标路径Sges的第二分路径Δs2借助于激活的阻尼装置19可以以第一延迟力F1被延迟。因此以插入时间ta开始第二阶段P2，在该阶段内，运动的物体16以第一延迟力F1被制动。第一延迟力F1可以比较高地选择，由此尽管短的阻尼持续时间/短的分路径△s2物体16在目标碰撞部件18上的接下来的碰撞可以显著地被阻尼。例如第一阻尼力F1可以为至少100kN，尤其是至少200kN。借助于第一阻尼力F1物体16被再次耦联到机动车10上。因此具有机动车10与再次耦联的物体16的共同的加速度a在第二阶段P2期间具有减少42。
借助于图1c至1e示出的运行模式实现一种乘员保护模式，具这样的策略，其中乘员的保护处于突出的位置上。为了减小乘员负荷至少一个物体16暂时如此地与机动车其余质量脱开，在这个时间间隔期间不是总的机动车质量，而仅仅是一个减少的部分/机动车其余质量被制动。以这种方式可以如此地影响碰撞动量，即可以减小作用于至少一个机动车乘员上的负荷。乘员保护模式由此保证，物体16尽管它的高的质量仍然不对机动车乘员造成危害。物体16在这种策略下应该在最坏的情况下被破坏掉。基于乘员保护模式的选择在考虑至少一个传感器信号20下可靠地保证，乘员保护模式仅仅在否则对机动车乘员存在过高的受伤危险时才被选择。
图1f至1h示出第一物体保护模式，其借助于控制装置12和阻尼装置19可以附加地实现。(图1g和1h的坐标系的横坐标和纵坐标对应于图1d和1e的坐标系。)
在第一物体保护模式中物体16的保护处于显著位置上。在道义上是有理，因为物体保护模式专门地被显著用于这样的情况，其中不存在对机动车乘员的受伤危险。由于物体16的成本，例如在将物体16设计成机动车电池时，常常为总机动车成本的非常高的比例，因此保护物体16常常是非常重要的。
为了实现物体保护模式，（几乎）在物体16离开它的预定的固定位置的同一时刻开始阻尼装置19的制动作用。插入时间ta由此(几乎)等于离开时间t0。例如在释放物体16之后立刻通过物体固定装置28开始充气可充气的装置26(参见图1f)。
因此物体16被提前地再次耦联到机动车10的质量上。因此物体16不能够自由地/无阻尼地运动。取而代之地，从固定位置运动的物体16沿着预定的目标路径Sges在阶段P0期间借助于阻尼装置19以小于第一延迟力F1的第二延迟力F2被延迟。物体16在它沿着目标路径Sges移动期间保持耦联到机动车10上。由于因此具有一个较长的行程供用于减小物体16的动能，第二阻尼力F2可以显著小于第一阻尼力F1地进行选择。以这种方式可以可靠地防止由于过度硬性的接触在可充气的装置26和物体16之间造成的对物体16的损坏。在阶段P0期间可实现的物体16的加速度借助于在图1g的坐标系中的线图g2示出。(线图g0对应于上面已述的图1d的线图g0)。
借助于图1i和1j的坐标系示意示出具有减小的第二延迟力F2'的第二物体保护模式。(图1i和1j的坐标系的横坐标和纵坐标对应于图1d和1e的坐标系)。
减小的第二延迟力F2'的大小可以尤其依据初始的碰撞速度进行选择。如果控制装置12被设计用于，在考虑至少一个提供的传感器信号20下确定关于在可充气的装置26中的气体流动的目标流动密度和/或气体流动的目标总容积的至少一个参量，则可以实施对减小的第二延迟力F2的对应的调整。以这种方式可以将正好如此多的容量充填到可充气的装置26中，即保证希望的减小的第二延迟力F2'。
图1i的坐标系的线图g2'示出物体16的加速度a。借助于线图g0'给出一个加速度a，机动车10在物体16保持在它的物体固定位置上在较短的阶段P0'期间应该具有该加速度a。
图2a和2b示出示意第二实施方式物体耦联装置的视图。
在图2a和2b中示意示出的物体耦联装置14中可充气的装置26是直接地固定在物体16上的空气袋/气囊26。在这个实施方式中也可以实施乘员保护模式，在该模式下在物体16的质量与机动车其余质量脱耦之后物体16沿着第一分路径△s1自由地/无阻尼地在行驶方向34上急速运动。为了以后再次耦联物体16的质量，在一定的时间差△t≠0之后空气袋26被点火。以这种方式物体16的动能可以在第二分路径△s2上通过空气袋26被减小(参见图2a)。
如借助于图2b可以看见的，借助于布置在物体16中的可充气的空气袋26也可以实现物体保护模式。在脱开物体16之后立刻使空气袋26重新点火。通过空气袋26，物体16在将其质量与机动车其余质量脱耦之后立刻再次耦联到机动车10上，但是以一个较软的刚性(也就是说力－变形曲线的斜率较小)。
上述两个实施方式各实现一种基于空气袋的系统，该系统允许将至少一个物体16选择地刚性地或者柔性地连接到机动车其余质量上。以这种方式可以如此地影响在强烈制动/碰撞期间作用于整个机动车10上的延迟，即与没有这种系统的机动车10相比较，乘员和物体16的负荷被减小。
阻尼的希望的力水平可以在上述实施方式中通过空气袋26的大小和/或在其中存在的内压力相当自由地调整。空气袋26的力水平可以尤其通过控制在其中存在的内压力保持恒定。例如可以在空气袋26中构造通风口。此外也可以设想使用全自适应的气体发生器，它例如是阀控制的，以保证恒定的力水平。空气袋的材料的渗透性（透气性）也可以如此地选择，即可以保证空气袋26的恒定的力水平。空气袋26的形状可以是圆形的，例如在组合到方向盘中的驾驶员气囊的情况下。被充气的空气袋26的形状也可以是矩形的，例如在胸廓气囊的情况下。
安全带-空气袋/安全带-气囊，如其例如在用于后座乘客的安全带袋（Beltbag）(膨胀式安全带)的情况下那样，也可以用于阻尼装置19。安全带-空气袋/安全带-气囊可以例如以莱波雷洛折叠体（Leporello-Faltung）(之字形折叠)的形状提供。不仅顶面而且底面可以由典型的安全带材料制造。在其之间可以构造气囊-内压力-空气袋室。在使用具有莱波雷洛折叠体的空气袋的情况下有利的是在空间上的预定的和可随时控制的展开特征。由此可以保持对由展开的空气袋在Z方向上或者说在垂直方向上的相互作用产生的和由此针对物体16的可能受到损害的侧面的作用的控制。尤其是作为物体16插入的机动车电池的底面和盖子可以因此得到可靠的保护。
用于实现可充气的装置26的另一个备选方案是一种可充气的金属结构。
图3a和3b示出物体耦联装置的第三实施方式的示意图。
在图3a和3b中示意示出的物体耦联装置14被如此地设计，即在位于物体16和目标碰撞部件18之间的(最好空气密封的)容积44中的气体流动(例如空气流)可以借助于至少一个控制信号24激活。容积44可以例如是位于物体16和目标碰撞部件18之间的中间部件44(参见图3a)。作为容积44，也可以将在物体16和目标碰撞部件18之间的空间本身置于压力下(参见图3b)。可作为容积44利用的空间的空气密封的设计结构可以借助于相应地设计的物体耦联装置14简单地实现。
用于调整容积44中的内压力的气体流动可以借助于气体发生器46产生。作为气体发生器也可以尤其利用一种热气体发生器，冷气体发生器或烟火技术的气体发生器，或形式为混合式气体发生器的它们的某种组合。可选择地，气体发生器46可以安装在物体16上。作为备选方案，气体发生器46也可以布置在物体16外部。通过打开和关闭至少一个阀48可以附加地控制在容积44中存在的内压力。
在所有上述实施方式中，阻尼装置19的致动器可以具有多个控制级（切换级）。致动器也可以具有开关逻辑（电路），借助于它可以调整要执行的阻尼的时间目标曲线。
对于乘员保护模式和物体保护模式希望采用不同的力水平。用于不同的策略的不同的力水平可以通过致动器的不同的操作级，例如通过不同的点火级或全自适应的气体发生器，可靠地实现。
在上述实施方式中，它们的主题被设计用于，在碰撞情况下在行驶方向上延迟/制动至少一个物体。但是要指出，物体耦联装置14的设计可能性不限于一定的碰撞方向，如尤其是正面碰撞。物体耦联装置14例如也可以如此地设计，即它在正面-，侧面-和/或尾部碰撞中实施其有利的功能。在一个扩展方案中，物体耦联装置14也可以设计用于多个碰撞方向。
图4示出用于解释用于阻尼惯性加速的物体的碰撞的方法的一个实施方式的流程图。
方法有助于阻尼惯性加速的物体的碰撞。该物体可以理解为一个质量，该质量在机动车的正常行驶期间被固定在物体耦联装置处和/或中的一个预定的固定位置上并且在离开时间处借助于惯性力从固定位置沿着预定的目标路径被运动到目标碰撞部件上。
该物体尤其可以是至少一个机动车电池。但是该方法的可实施性不限于此。
在方法步骤S1中确定关于机动车的速度，机动车的加速度，在机动车的至少一个分容积中存在的压力和/或机动车的碰撞的碰撞强度的信息。此外可以确定碰撞的碰撞重量和/或关于碰撞对象的信息，例如它的速度，它的重量，它的大小，它的尺寸和/或它的负载状态，尤其是它的(附加的)负载质量，它的机动车乘员数量和/或它的机动车乘员的重量和/或通过在该机动车和另一个机动车之间的对应的信息交换，尤其是通过GPS，进行询问。附加地可以确定和/或交换预碰撞信息，关于事故重点的热点信息，Car2Car信息和/或Car2X信息。
为了实施方法步骤S1，通常可以使用至少一个常规的传感器，例如至少一个速度传感器，至少一个加速度传感器，至少一个压力传感器和/或至少一个碰撞传感器。也可以使用至少一个预碰撞-传感器和/或至少一个驾驶员辅助传感器。这样的传感器一般地已经安装在机动车上。因此为了实施方法步骤S1不需要用另外的传感器装备该机动车。至少一个用于实施方法步骤S1的（传感器）也可以通过移动式的终端设备提供使用。
在随后的方法步骤S2中在考虑确定的信息下控制阻尼装置。对阻尼装置的控制这样地实施，物体在物体与目标碰撞部件接触之前借助于受控制的阻尼装置被制动，其中，阻尼装置在考虑确定的信息下被控制到阻尼装置的至少两个可执行的运行模式中的一个目标运行模式，该至少两个可执行的运行模式具有在物体从固定位置的离开时间和借助于受控制的阻尼装置要执行的物体的延迟的插入时间之间的不同的时间差。至少两个可执行的运行模式例如可以包括上面已经描述的乘员模式和物体保护模式。因此在此处仅仅参引上述针对阻尼可利用的模式的说明。

Claims (15)

1.用于机动车(10)的物体耦联装置(14)的控制装置(12)，
其中，控制装置(12)被设计用于，在考虑至少一个机动车自己的传感器(22)的至少一个提供的传感器信号(20)下借助于至少一个控制信号(24)如此地控制物体耦联装置(14)的阻尼装置(19)，一个在机动车(10)的正常行驶期间可固定在物体耦联装置(14)处和/或里面的预定的固定位置(38)上的物体(16)，该物体可以借助于惯性力从固定位置(38)沿着预定的目标路径(Sges)被运动到机动车(10)的目标碰撞部件(18)上，在物体(16)与目标碰撞部件(18)接触之前借助于受控制的阻尼装置(19)可以被延迟，
和其中，控制装置(12)附加地被设计用于，在考虑至少一个传感器信号(20)下从阻尼装置(19)的具有在物体(16)从固定位置(38)的离开时间(tO)和借助于受控制的阻尼装置(19)要执行的物体(16)的延迟的插入时间(ta)之间的不同的时间差(Δt)的至少两个可执行的运行模式中确定阻尼装置(19)的一个目标运行模式并且借助于至少一个控制信号(24)将阻尼装置(19)控制到目标运行模式下。
2.根据权利要求1所述的控制装置(12)，其中，控制装置(12)被设计用于，在考虑至少一个传感器信号(20)下确定目标运行模式的各自的插入时间(ta)和/或在离开时间(tO)和目标运行模式的插入时间(ta)之间的各自的时间差(Δt)和在插入时间(ta)处借助于至少一个控制信号(24)激活阻尼装置(19)。
3.根据权利要求1或2所述的控制装置(12)，其中，控制装置(12)被设计用于，借助于至少一个控制信号(24)如此地控制至少一个气体发生器(46)，至少一个关闭装置，至少一个阀(48)和/或阻尼装置(19)的至少一个点火器，即可以触发在阻尼装置(19)的至少一个可充气的装置(26)中和/或在物体(16)和目标碰撞部件(18)之间的容积(44)中的气体流动。
4.根据权利要求3所述的控制装置(12)，其中，控制装置(12)附加地被设计用于，在考虑至少一个传感器信号(20)下确定关于至少一个气体发生器(46)的目标功率、至少一个关闭装置的目标打开持续时间和/或目标打开缝隙量、至少一个阀(48)的目标打开持续时间和/或目标打开缝隙量、要激活的气体发生器(46)和/或点火器的目标数量和/或要打开的关闭装置和/或阀(48)的目标数量的至少一个目标参量。
5.根据前述权利要求中任一项所述的控制装置(12)，其中，控制装置(12)附加地被设计用于，在考虑至少一个传感器信号(20)下确定物体(16)从预定的固定位置(38)的离开时间(tO)和如此地控制物体布置装置(14)的物体固定装置(28)，即物体(16)通过受控制的物体固定装置(28)在确定的离开时间(tO)处可以被释放。
6.用于机动车的物体耦联装置(14)，其用于与根据前述权利要求中任一项所述的控制装置(12)共同作用，包括:
物体固定装置(28)，借助于它一个物体(16)在机动车(10)的正常行驶期间可以被固定在在物体耦联装置(14)处和/或里面的一个预定的固定位置(38)上;和
阻尼装置(19)，它借助于控制装置(12)的至少一个控制信号(24)可以被如此地控制，即借助于惯性力从固定位置(38)沿着预定的目标路径(Sges)可运动到目标碰撞部件(18)上的物体(16)在物体(16)与目标碰撞部件(18)接触之前可以借助于受控制的阻尼装置(19)被延迟，其中，阻尼装置(19)借助于至少一个控制信号(24)可以被控制到在阻尼装置(19)的至少两个可执行的运行模式中的一种目标运行模式下，所述至少两个可执行的运行模式具有在物体(16)从固定位置(38)的离开时间(tO)和借助于受控制的阻尼装置(19)要执行的物体(16)的延迟的插入时间(ta)之间的不同的时间差(Δt)。
7.根据权利要求6所述的物体耦联装置(14)，其中，阻尼装置(19)包括至少一个气体发生器(46)，至少一个关闭装置，至少一个阀(48)和/或至少一个点火器，它们借助于至少一个控制信号(24)可以被如此地控制，即在阻尼装置(19)的至少一个可充气的装置(26)中和/或在物体(16)和目标碰撞部件(18)之间的容积(44)中的气体流动可以被触发。
8.根据权利要求7所述的物体耦联装置(14)，其中，阻尼装置(19)作为至少一个可充气的装置(26)包括至少一个空气袋(26)，至少一个安全带组合的空气袋和/或至少一个可充气的金属结构。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的物体耦联装置(14)，其中，借助于阻尼装置(19)可以实现乘员保护模式，在该模式下从固定位置(38)运动的物体(16)可以首先沿着预定的目标路径(Sges)的第一分路径(△s1)无阻尼地运动和可以接着沿着预定的目标路径(Sges)的第二分路径(△s2)借助于阻尼装置(19)以第一延迟力(F1)被延迟。
10.根据权利要求9所述的物体耦联装置(14)，其中，借助于阻尼装置(19)可以附加地实现一种物体保护模式，在该模式下从固定位置(38)运动的物体(16)可以沿着预定的目标路径(Sges)借助于阻尼装置(19)以小于第一延迟力(F1)的第二延迟力(F2)被延迟。
11.根据权利要求6至10中任一项所述的物体耦联装置(14)，其中，物体固定装置(28)可以从第一模式，在该模式下物体(16)可以借助于物体固定装置(28)被固定在固定位置(38)上，被如此地控制到第二模式下，即物体(16)自物体固定装置(28)被从固定位置(38)控制到第二模式起可以被释放。
12.根据权利要求11所述的物体耦联装置(14)，其中，物体固定装置(28)可以借助于控制装置(12)从第一模式被控制到第二模式。
13.根据权利要求6至12中任一项所述的物体耦联装置(14)，其中，物体耦联装置(14)具有导向结构(32)，借助于它，可借助于惯性力运动的物体(16)可以沿着预定的目标路径(Sges)被导向。
14.根据权利要求6至13中任一项所述的物体耦联装置(14)，其中，物体耦联装置(14)包括根据权利要求1至5中任一项所述的控制装置(12)。
15.用于阻尼惯性加速的物体(16)的碰撞的方法，该物体在机动车(10)的正常行驶期间被固定在在物体耦联装置(14)处和/或里面的一个预定的固定位置(38)上并且在一个离开时间(tO)处借助于惯性力从固定位置(38)沿着预定的目标路径(Sges)被运动到目标碰撞部件(18)上，其特征在于步骤:
确定关于机动车(10)的速度、机动车(10)的加速度、在机动车(10)的至少一个分容积中存在的压力和/或机动车(10)的碰撞的碰撞强度的信息(20);和
在考虑确定的信息(20)下这样地控制阻尼装置(19)，即在物体(16)与目标碰撞部件(18)接触之前借助于受控制的阻尼装置(19)制动物体(16)，其中，阻尼装置(19)在考虑确定的信息(20)下被控制到阻尼装置(19)的至少两个可执行的运行模式中的一个目标运行模式下，所述至少两个可执行的运行模式具有在物体(16)从固定位置(38)的离开时间(tO)和借助于受控制的阻尼装置(19)要执行的物体(16)的延迟的插入时间(ta)之间的不同的时间差(△t)。
CN201480020502.9A 2013-04-12 2014-03-14 用于机动车的物体耦联装置的控制装置，用于机动车的物体耦联装置和用于阻尼惯性加速的物体的碰撞的方法 Active CN105073475B (zh)

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