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Hintergrund
der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Festigkeitssteuergerät für einen
Fahrzeugkörper,
das die Festigkeit eines Rahmens oder ähnliches eines Fahrzeugkörpers steuert,
so dass die Kollisionsenergie entsprechend der Kollisionsart und
dem Kollisionsobjekt in geeigneter Weise absorbiert wird. Die Priorität der Japanischen
Patentanmeldungen Nr. 2004-157695, eingereicht am 27. Mai 2004,
und Nr. 2005-117033, eingereicht am 14. April 2005, werden in Anspruch
genommen, wobei deren Inhalte durch Bezugnahme in die vorliegende
Anmeldung übernommen
sind.
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Bei
herkömmlichen
Festigkeitssteuergeräten für einen
Fahrzeugkörper
zur Steuerung der Festigkeit des Fahrzeugkörpers ist es bekannt, dass,
um die Festigkeit zum Widerstehen einer Kollisionsbelastung abzuändern, die
vorn an dem Fahrzeug auftritt, durch Rahmen, die in der links-rechts-Richtung des
Fahrzeuges angeordnet sind, eine Kollisionsart durch Benutzung eines
piezoelektrischen Elementes oder einer Formgedächtnislegierung, als ein Stellglied,
oder durch Benutzung einer beweglichen Versteifung oder ähnliches
ermittelt und die Festigkeit des Rahmens geändert wird, um unterschiedlichen Kollisionsbelastungen
zu entsprechen (siehe z. B. die nicht geprüfte japanische Patentanmeldung
Nr. H11-291951). Insbesondere bei einer Kollisionsart, bei der die
Kollision über
die gesamte fordere Oberfläche
des Fahrzeuges (eine vollumfängliche
Kollision) erfolgt, verringert dieses Gerät die Festigkeit der Rahmen,
während
bei einer Kollisionsart, bei der die Kollisionsbelastung in einem
Rahmen konzentriert ist (d. h. eine versetzte Kollision), das Gerät die Festigkeit
des Rahmens erhöht.
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Des
Weiteren ist ein Gerät
bekannt (siehe beispielsweise die veröffentlichte japanische Übersetzung,
Nr. 2001-504413 der internationalen Anmeldung), das ermittelt, ob
eine Kollision stattgefunden hat oder nicht, basierend beispielsweise
auf den Ermittlungsergebnissen eines Beschleunigungssensors o.ä. Hat eine
Kollision stattgefunden, so beschädigt dieses Gerät, um die
Deformation des Rahmens zu beschleunigen, einen Abschnitt eines
Rahmens, so dass die Festigkeit des Rahmens herabgesetzt ist.
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Jedoch
ist bei den oben genannten Festigkeitssteuergeräten für einen Fahrzeugkörper gemäß der konventionellen
Technik eine beachtliche Menge an Leistung vonnöten, um das Stellglied mit
hoher Geschwindigkeit zu betreiben, und ein schnelles Antwortvermögen ist
ebenfalls in dem Stellglied notwendig, da lediglich eine kurze Zeit
zwischen der Bestimmung einer Existenz einer Kollision oder dem
Ergebnis einer Ermittlung der Kollisionsart und einer vorbestimmten
Kraft, die einer Kollisionsbelastung entgegenwirkt, besteht, nämlich bis
die Kraft zu einer Kollisionsbelastung wechselt. Daher tritt das
Problem auf, dass die Größe des Stellgliedes
beachtlich ist. Zusätzlich
ist der Durchmesser des Stromversorgungskabels groß und der
Elektrodenoberflächenbereich erhöht, da es
notwendig ist, dass die Leistungsübertragung einen geringen Widerstand
aufweist, um das Antwortverhalten zu verbessern. Als Ergebnis hiervon
tritt außerdem
das Problem auf, dass die Größe der Batterie
erhöht
ist, die das Stellglied mit Strom versorgt.
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Ferner
wird bei einem Gerät,
das einen Abschnitt eines Rahmens beschädigt, wie dies im Stand der
Technik bekannt ist, wenn eine Kollision auftritt, die Festigkeit
des Rahmens lediglich um einen vorbestimmten, konstanten Betrag
reduziert und das Problem tritt auf, dass die Festigkeit des Rahmens
nicht geeignet, unter Berücksichtung
des Ausmaßes
der Kollision und des Kollisionsobjektes, geändert werden kann.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der oben genannten
Umstände
gemacht, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Festigkeitssteuergerät für einen
Fahrzeugkörper
zu schaffen, der die Festigkeit eines Fahrzeugkörpers in angemessener Zeit
steuert.
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Die
vorliegende Erfindung schafft ein Festigkeitssteuergerät für einen
Fahrzeugkörper
aufweisend: Ein Kollisionsenergieabsorbierungsteil, das in der Lage
ist, die von außen
zugeführte
Kollisionsenergie zu absorbieren; einen Fahrzeugzustandssensor,
der eine Vielzahl von Fahrzeugzuständen gemäß einem Zustand eines Fahrzeuges
ermittelt, eine Kollisionsermittlungseinrichtung, die einen Kontakt
oder eine Kollision zwischen einem Objekt und dem Fahrzeug vorhersagt
oder den Kontakt oder die Kollision zwischen dem Objekt und dem
Fahrzeug ermittelt, basierend auf einem Fahrzeugzustand, der von
dem Fahrzeugszustandssensor ermittelt wurde; eine Kollisionsenergieberechnungseinrichtung,
die die Kollisionsenergie berechnet, die dem Fahrzeug zu dem Zeitpunkt
des Kontaktes oder der Kollision zwischen dem Objekt und dem Fahrzeug
zugeführt
wird, basierend auf einem Fahrzeugzustand, der von dem Fahrzeugzustandssensor
ermittelt wurde; und eine Festigkeitsänderungseinrichtung, die die
Festigkeit des Kollisionsenergieabsorbierungsteils verändert, basierend
auf einem Ergebnis einer Vorhersage oder eines Ergebnisses einer
Ermittlung durch die Kollisionsermittlungseinrichtung und auf der
Kollisionsenergie, die durch die Kollisionsenergieberechnungseinrichtung
berechnet wird.
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Gemäß dem Festigkeitssteuergerät für einen Fahrzeugkörper mit
der oben beschriebenen Struktur ist es, da die Festigkeit des Kollisionsenergieabsorbierungsteiles
basierend auf dem Ergebnis einer Vorhersage oder auf einer Ermittlung
durch die Kollisionsermittlungseinrichtung und auf der Kollisionsenergie
ermittelt wird, die durch die Kollisionsenergieberechnungseinrichtung
berechnet wird, möglich,
die Festigkeit des Kollisionsenergieabsorbierungsteiles vor einer Änderung
mit übermäßiger Frequenz
zu bewahren, während
es ebenso möglich
ist, die Kollisionsenergie, die von außen zugeführt wird, in angemessener Zeit
und mit einer geeigneten Festigkeit zu absorbieren.
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Die
vorliegende Erfindung schafft ferner ein Festigkeitssteuergerät für einen
Fahrzeugkörper
aufweisend: Ein Kollisionsenergieabsorbierungsteil, dass in der
Lage ist, die von außen
zugeführte
Kollisionsenergie zu absorbieren; eine Objektermittlungseinrichtung,
die Objekte außerhalb
des Fahrzeuges ermittelt; eine Kollisionsermittlungseinrichtung,
die einen Kontakt oder eine Kollision zwischen einem Objekt, das
von der Objektermittlungseinrichtung ermittelt wurde und dem Fahrzeug
vorhersagt oder den Kontakt oder die Kollision zwischen dem Objekt
und dem Fahrzeug ermittelt; eine Energieberechnungseinrichtung,
die die Kollisionsenergie berechnet, die dem Fahrzeug zu dem Zeitpunkt
des Kontaktes oder der Kollision zwischen dem Objekt, das von der
Objektermittlungseinrichtung ermittelt wurde, und dem Fahrzeug zugeführt wird;
und eine Festigkeitsänderungseinrichtung,
die die Festigkeit des Energieabsorbierungsteils verändert, basierend
auf einem Ergebnis einer Vorhersage oder eines Ergebnisses einer
Ermittlung durch die Kollisionsermittlungseinrichtung und auf der
zugeführten
Energie, die durch die Energieberechnungseinrichtung berechnet wird.
Gemäß dem Festigkeitssteuergerät für einen
Fahrzeugkörper
mit der oben beschriebenen Struktur ist es, da die Festigkeit des
Kollisionsenergieabsorbierungsteiles basierend auf dem Ergebnis
einer Vorhersage oder einer Ermittlung durch die Kollisionsermittlungseinrichtung
und auf der Kollisionsenergie geändert wird,
die durch die Kollisionsenergieberechnungseinrichtung berechnet
wird, möglich,
die Festigkeit des Kollisionsenergieabsorbierungsteiles vor einer Änderung
mit übermäßiger Frequenz
zu bewahren und kollidierende Objekte unter Benutzung der Objektermittlungseinrichtung
zu ermitteln. Als Ergebnis ist es möglich, die Kollisionsenergie,
die von außen
zugeführt
wird, in angemessener Zeit und mit geeigneter Festigkeit zu absorbieren.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1 zeigt
eine Ansicht, die eine Ausführungsform
des Festigkeitssteuergerätes
für einen Fahrzeugkörper gemäß der vorliegenden
Erfindung veranschaulicht, und ist eine Strukturansicht, die die Struktur
eines vorderen Abschnittes eines Fahrzeugkörpers zeigt.
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2 ist
eine perspektivische Darstellung eines vorderen Stoßstangenträgers.
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3 ist
eine perspektivische Darstellung eines festigkeitsverändernden
Gerätes.
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4 ist
eine Draufsicht auf das festigkeitsverändernde Gerät von 3.
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5 ist
eine Draufsicht auf das Stellglied von 3.
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6A und 6B sind
Seitenansichten des Stellgliedes von 3.
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7A, 7B und 7C sind
typische Ansichten, die einen Querschnitt des plattenförmigen Teiles
von 3 zeigen.
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8 ist
ein Diagramm, das ein Beispiel der Veränderungen des Potenzials zeigt,
das der Belastung des plattenförmigen
Teiles von 3 entspricht.
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9 zeigt
eine schematische Darstellung des Festigkeitssteuergerätes für einen
Fahrzeugkörper
gemäß der vorliegenden
Ausführungsform.
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10 ist
ein Ablaufdiagramm, das einen Betrieb des Festigkeitssteuergerätes für einen
Fahrzeugkörper
gemäß 9 zeigt.
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11 ist
ein Ablaufdiagramm, das einen Betrieb des Festigkeitssteuergerätes für einen
Fahrzeugkörper
gemäß 9 zeigt.
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12 ist
eine perspektivische Darstellung eines vorderen Stoßstangenträgers gemäß einer
Variante der vorliegenden Ausführungsform.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Nachstehend
wird das Festigkeitssteuergerät
für einen
Fahrzeugköper
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben.
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Das
Festigkeitssteuergerät
für einen
Fahrzeugkörper,
gemäß der vorliegenden
Ausführungsform,
steuert die Festigkeit von beispielsweise einer Fahrzeugkörperträgerstruktur,
so dass diese Festigkeit geändert
werden kann. Wie aus 1 hervorgeht, ist die Fahrzeugkörperträgerstruktur
ein vorderer Stoßstangenträger 10,
der an einem Vorderteil 1 des Fahrzeugkörpers angeordnet ist. An diesem
Vorderteil 1 des Fahrzeugkörpers sind beispielsweise ein
paar von vorderen Seitenrahmen 11 vorgesehen, welche Rahmentragwerkteile
des Fahrzeugkörpers sind,
so dass sich diese in die Längsrichtung
des Fahrzeugkörpers
erstrecken und in Fahrzeugbreitenrichtung voneinander beabstandet
angeordnet sind. Die entsprechenden distalen Endabschnitte dieses Paares
von vorderen Seitenrahmen 11 sind über Verbindungsteile 10A,
wie beispielsweise Klammern, an einem vorderen Stoßstangenträger 10 angeordnet, der
sich in Breitenrichtung des Fahrzeugkörpers erstreckt. Ferner kreuzen
entsprechende Basisendabschnitte der vorderen Seitenrahmen 11 ein
unteres Kreuzungsteil 14 des Armaturenbrettes, welches ein
Rahmentragwerkteil des Fahrzeugkörpers
ist, das sich in Breitenrichtung des Fahrzeugkörpers erstreckt, und sind individuell
mit Bodenrahmen 15 verbunden, welche Rahmentragwerkteile
des Fahrzeugkörpers
sind, die sich in Längsrichtung
des Fahrzeugkörpers
erstrecken.
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Wie
in 2 gezeigt, umfasst der vordere Stoßstangenträger 10 der
vorliegenden Ausführungsform
ein Paar von plattenförmigen
Trägerteilen 21,
die derart angeordnet sind, dass sie einander gegenüberliegen
und sich auch in Längsrichtung
des Fahrzeugkörpers
erstrecken, und eine Vielzahl von Festigkeitsänderungseinrichtungen (d. h.
Kollisionsenergieabsorbierungsteile) 22, die derart verbunden sind,
dass diese von den Trägerteilen 21 sandwichartig
von beiden Seiten umgeben sind.
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Wie
in den 3 und 4 gezeigt, umfasst jede Festigkeitsänderungseinrichtung 22 eine
Vielzahl (z. B. drei) von plattenförmigen Teilen 31 und eine
Vielzahl von (z. B. zwei) Verbindungs- und Trennteilen 32.
Die plattenförmigen
Teile 31 sind von einer Formgedächtnislegierung gebildet und
derart verbunden, dass diese von beiden Seiten in Längsrichtung
des Fahrzeugkörpers
sandwichartig von dem Paar von Trägerteilen 21 umgeben
sind. Die Verbindungs- und Trennteile 32 sind in vorbestimmten
Positionen in Längsrichtung
der entsprechenden plattenförmigen
Teile 31 angeordnet, so dass diese von den entsprechenden
plattenförmigen
Teilen 31 getrennt werden können.
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Die
Verbindungs- und Trennteile 32 umfassen jeweils ein Basisteil 43,
eine Vielzahl von Stiftführungspaaren 44,
bewegliche Stiftteile 45 und eine Vielzahl von (z. B. zwei)
Stellgliedern 46. Ein Basisteil 43 verbindet die
Vielzahl von plattenförmigen
Teilen 31, so dass diese voneinander separiert sind, über Verbindungsteile 42,
welche für
jedes plattenförmige Teil 31 vorgesehen
sind. Eine Vielzahl von Stiftführungspaaren 44 und
beweglichen Stiftteilen 45 sind für jedes Basisteil 43 vorgesehen.
Die Stellglieder 46 werden durch eine Steuereinheit (nicht
dargestellt) gesteuert.
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Die
Verbindungsteile 42, die für jedes plattenförmige Teil 31 vorgesehen
sind, sind beispielsweise in der Form einer Platte ausgebildet,
deren beide Endabschnitte 42a in dieselbe Richtung gebogen sind.
Die Verbindungsteile 42 sind durch Schrauben o.ä. an einer
vorderen Oberfläche 31A der
plattenförmigen
Teile 31 befestigt, und die beiden gebogenen Endabschnitte 42a stehen über eine
hinteren Oberfläche 31B der
plattenförmigen
Teile 31 hervor. Einführlöcher 42b,
durch die die beweglichen Stifte 45 eingeführt werden
können
(unten beschrieben), sind in jedem Endabschnitt 42a der
Verbindungsteile 42 ausgebildet.
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Die
Stellglieder 46 veranlassen die beweglichen Stiftteile 45,
sich vom Inneren der Stiftführungen 44 nach
außen
zu erstrecken, wie dies in den 5 und 6A gezeigt
ist, oder veranlassen, wie dies in den 5 und 6B gezeigt
ist, die beweglichen Stiftteile 45, aus dem Inneren der
Stiftführungen 44 herausgezogen
zu werden, wobei beispielsweise ein Zahnstangen- und Ritzelmechanismus
verwendet wird. Ein Ritzel 46b, das mit einem Rotationsschaft
eines Motors 46a verbunden ist, dessen Betrieb durch eine
Steuereinheit (nicht dargestellt) gesteuert wird, ist mit den Zähnen der
Zahnstangen 46c in Eingriff, so dass eine Rotationsbewegung,
die von dem Motor 46a zugeführt wird, in eine translatorische Bewegung
der Zahnstangen 46c über
das Ritzel 46b umgewandelt wird, und die beweglichen Stiftteile 45, welche
an einem Ende jeder Zahnstange 46c angeordnet sind, werden
veranlasst, sich nach vorne oder hinten entlang der Stiftführungen 44 zu
bewegen.
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Durch
die Bewegung des Paares der beweglichen Stiftteile 45,
die auf dem Basisteil 43 vorgesehen sind, nach vorne und
hinten entlang des Paares von Stiftführungen 44 unter Benutzung
des Stellgliedes 46 wird das Paar von beweglichen Stiftteilen 45 in
das Paar der Einführlöcher 42b eingeführt oder
alternativ aus den Einführlöchern 42b des
Verbindungsteiles 42 herausgezogen, das für das plattenförmige Teil 31 vorgesehen
ist. Wenn das Paar von beweglichen Stiftteilen 45 in das
Paar der Einführlöcher 42b eingeführt wird,
so sind das plattenförmige Teil 31 und
das Basisteil 43 fest miteinander verbunden. Wenn das Paar
von beweglichen Stiftteilen 45 aus dem Innern der Einführlöcher 42b herausgezogen
wird, so ist das plattenförmige
Teil 31 von dem Basisteil 43 getrennt.
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Da
eine Vielzahl (z. B. zwei) von Verbindungs- und Trennteilen 32 für jedes
plattenförmige Teil 31 vorgesehen
ist, ändert
sich der Deformationszustand jedes plattenförmigen Teiles 31 zu
einem Zeitpunkt, wenn eine Belastung, die in Längsrichtung weist, auf jedes
plattenförmige
Teil 31 einwirkt, gemäß der Kombination
von verbundenen und getrennten Zuständen eines jeden Verbindungs- und Trennteiles 32.
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Wenn
die beiden Verbindungs- und Trennteile 32 (siehe 7A)
beide von den plattenförmigen Teil 31 getrennt
sind, dann ist die Festigkeit in Längsrichtung des plattenförmigen Teiles 31 auf
ein Minimum reduziert, und ein erster Deformationszustand ist ausgebildet,
bei dem das plattenförmige
Teil 31 derart verbeult ist, dass eine einzelne Ausbauchung 51a ausgebildet
ist. Wenn eines der beiden Verbindungs- und Trennteile 32 (siehe 7B)
mit einem plattenförmigen
Teil 31 verbunden ist, während das andere von dem plattenförmigen Teil 31 getrennt
ist, so ist die Festigkeit in Längsrichtung
des plattenförmigen
Teiles 31 relativ erhöht,
und ein zweiter Deformationszustand ist ausgebildet, bei dem das
plattenförmige
Teil 31 derart verbeult ist, dass zwei Ausbauchungen 51b ausgebildet
sind. Wenn beide Verbindungs- und Trennteile 32 mit dem
plattenförmigen Teil 31 verbunden
sind (siehe 7C), dann ist die Festigkeit
in Längsrichtung
des plattenförmigen
Teiles 31 bis zu einem Maximum erhöht, und ein dritter Deformationszustand
ist ausgebildet, bei dem das plattenförmige Teil 31 derart
verbeult ist, dass drei Ausbauchungen 51c ausgebildet sind.
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Wenn
die beiden Verbindungs- und Trennteile 32 beide mit einem
plattenförmigen
Teil 31 verbunden sind, welches von einer Formgedächtnislegierung
ausgebildet ist, so dass das plattenförmige Teil 31 in den
dritten Deformationszustand ausgebeult ist, dann, wie dies in 8 gezeigt
ist, ist die Festigkeit zeitweise reduziert und ändert sich dann, so dass die Versetzung
graduell ansteigt, nachdem das Verbeulen auftritt (z. B. in einer
Region, in der die Versetzung größer als
eine vorbestimmte Versetzung x1 ist).
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Wie
aus 9 hervorgeht, umfasst das Festigkeitssteuergerät 60 für einen
Fahrzeugkörper
der vorliegenden Ausführungsform
eine Festigkeitssteuerungseinheit 61, die von einem elektronischen Schaltkreis
gebildet ist, der beispielsweise eine CPU o.ä. aufweist, einen externen
Sensor 62, einen Fahrzeugzustandssensor (d. h. eine Kollisionsermittlungseinrichtung) 63,
die Festigkeitsänderungseinrichtungen 22 und
eine Bremseinrichtung 64.
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Der
externe Sensor 62 ist in der Nähe des vorderen Abschnittes
des Fahrzeugkörpers
des Fahrzeuges oder in der Nähe
der Windschutzscheibe o.ä.
in dem Innern des Fahrzeuges angeordnet und kann beispielsweise
eine Kamera 71, einen Bildverarbeitungsabschnitt 72,
eine Radareinheit 73 und eine Radareinheitsteuerungseinheit 74 umfassen.
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Die
Kamera 71 kann beispielsweise eine CCD-Kamera oder C-MOS-Kamera
o.ä. sein,
die dazu in der Lage ist, Bilder im Bereich des sichtbaren Lichts
oder im Infrarotbereich aufzunehmen, und nimmt gemäß einem
eingegebenen Steuerungsbefehl von der Festigkeitssteuerungseinheit 61 ein
Bild von der Außenseite
in einer geeigneten Ermittlungsrichtung auf, wie beispielsweise
in der Richtung, in die sich das Fahrzeug bewegt.
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Der
Bildverarbeitungsabschnitt 72 führt bei Bildern, die von der
Kamera 71 ausgegeben werden, eine Bildverarbeitung durch
und ermittelt beispielsweise sich bewegende Objekte, wie andere
Fahrzeuge oder Fußgänger sowie
Hindernisse, Straßenzeichen
o.ä. in
der Nähe
der Fahrzeuges. Die Ergebnisse von diesen Ermittlungen, wie auch
beispielsweise die relative Entfernung des Fahrzeuges zu jedem erkannten
Objekt und die relative Geschwindigkeit und die Richtung der Bewegung
davon, werden berechnet, und die Ergebnisse dieser Berechnungen
werden zu der Festigkeitssteuerungseinheit 61 weitergegeben.
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Die
Radareinheit 73 kann beispielsweise in der Nähe des vorderen
Abschnittes des Körpers
des Fahrzeuges oder in der Nähe
der Windschutzscheibe o.ä.
im Innern des Fahrzeuges angeordnet sein. Die Radareinheit 73 generiert Übertragungssignale,
wie Laser oder Millimeterwellen, in geeigneter Ermittlungsrichtung
gemäß einem
Steuerbefehl, der von der Festigkeitssteuereinheit 61 eingegeben
wird, und empfängt
auch reflektierte Signale, die durch Reflektion der Übertragungssignale
von den Objekten außerhalb
des Fahrzeuges erzeugt werden (d. h. Ermittlungsobjekte). Die reflektierten
Signale und die Übertragungssignale
werden dann gemischt, und ein Klopfsignal wird erzeugt. Dieses Klopfsignal
wird dann an die Radareinheitsteuerungseinheit 74 ausgeben.
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Die
Radareinheitsteuerungseinheit 74 erzeugt Übertragungssignale
in einer geeigneten Ermittlungsrichtung von der Radareinheit 73 gemäß einem
Steuerungsbefehl, der von der Festigkeitssteuerungseinheit 61 eingegeben
wird. Die Radareinheitsteuerungseinheit 74 berechnet, basierend
auf der Frequenz (d. h. der Klopffrequenz) der Klopfsignale, die
von der Radareinheit 73 aufgegeben werden, die relative
Entfernung zu den ermittelten Objekten innerhalb eines vorgegebenen
Ermittlungsbereiches wie auch die relative Geschwindigkeit und die
Bewegungsbahn (oder Bewegungsrichtung) davon und gibt die Resultate
dieser Berechnungen an die Festigkeitssteuerungseinheit 61 weiter.
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Es
sei angemerkt, dass es nicht unbedingt erforderlich ist, dass sowohl
die Kamera 71 als auch der Bildverarbeitungsabschnitt 72 vorgesehen
ist und dass sowohl die Radareinheit 73 und die Radareinheitsteuerungseinheit 74 vorgesehen
ist, vielmehr kann auch lediglich eine der beiden vorgesehen sein. Wenn
beide vorgesehen sind, so ist es möglich, die Bearbeitungsresultate
von beiden zu kombinieren, wenn bewegliche Objekte, wie beispielsweise
andere Fahrzeuge oder Fußgänger sowie
Hindernisse, Verkehrzeichen u.ä.
in der Nähe
des Fahrzeuges ermittelt werden, wobei dann die relative Entfernung
von dem Fahrzeug zu jedem erkannten Objekt und die relative Geschwindigkeit
und die Richtung der Bewegung davon berechnet werden können, und
dann die Resultate dieser Berechnungen an die Festigkeitssteuerungseinheit 61 weiter
gegeben werden können.
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Der
Fahrzeugzustandssensor 63 umfasst unterschiedliche Sensoren,
die den Fahrzeugzustand des Fahrzeuges ermitteln, wie beispielsweise einen
Kontaktsensor, einen Aufprallsensor, einen Fahrzeugkörperdeformationssensor,
einen Belastungssensor, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, einen
Querbeschleunigungssensor, einen Längsbeschleunigungssensor, einen
Giergeschwindigkeitssensor, Sensoren, die verschiedene Betriebsmodi,
wie beispielsweise den Status des Zündschalters, der Schallposition
und der Handbremse, ermitteln, und einen Sitzsensor, der das Vorhandensein
eines Fahrzeuginsassen ermittelt. Die Ermittlungssignale, die von
jedem der Sensoren ausgegeben werden, werden zu der Festigkeitssteuerungseinheit 61 ausgegeben.
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Die
Bremseinrichtung 64 unterdrückt das Auftreten schneller
Veränderungen
in dem Verhalten des Fahrzeuges aufgrund der Steuerung der Festigkeitssteuerungseinheit 61.
Die Bremseinrichtung 64 verhindert beispielsweise das Rutschen
eines Antriebsrades auf einer glatten Straßenoberfläche o.ä., unterdrückt das Auftreten des seitlichen
Rutschens beim Über-
oder Unterlenken, d. h. führt
eine stabilisierende Operation bezüglich des Fahrverhaltens durch,
und verhindert, dass das Antriebsrad während des Bremsens blockiert,
d. h. führt
eine nichtblockierende Bremsoperation durch, und sichert die gewünschte Antriebskraft
und das gewünschte
Lenkverhalten des Fahrzeuges, so dass die Lage des Fahrzeuges stabilisiert
ist. Ferner ergänzt
die Bremseinrichtung 64 die Bewegung, die durch Reibkraft erzeugt
wird, und verhindert beispielsweise eine Rückwärtsbewegung auf einer ansteigenden
Straße, wenn
der Verbrennungsmotor angehalten wird. Darüber hinaus verursacht die Bremseinrichtung 64 eine Bremskraft,
so dass der Aufprall abgeschwächt
ist, wenn das Fahrzeug mit einem anderen Objekt kollidiert oder
mit diesem in Kontakt kommt (d. h. diese führt eine den Aufprall abschwächende Bremsoperation
durch).
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Die
Festigkeitssteuerungseinheit 61 umfasst beispielsweise
eine Steuerungseinheit 75 und eine Bremseinrichtungssteuerungseinheit 76.
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Wie
nachstehend beschrieben, legt die Steuerungseinheit 75 die
Festigkeit der Festigkeitsänderungseinrichtungen 22 fest,
basierend auf den entsprechenden Signalen von dem externen Sensor 62 und
dem Fahrzeugzustandssensor 63. Steuerungssignale zur Erzeugung
der festgelegten Festigkeit werden zu den Stellgliedern 46 der
Festigkeitsänderungseinrichtung 22 ausgegeben.
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Die
Bremseinrichtungssteuerungseinheit 76 steuert die Bremseinrichtung 64 basierend
auf den entsprechenden Signalen, die von dem externen Sensor 62 und
dem Fahrzeugszustandssensor 63 ausgegeben werden.
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Das
Festigkeitssteuergerät 60 für einen Fahrzeugkörper der
vorliegenden Ausführungsformen
weist die oben beschriebene Struktur auf. Nachstehend wird ein Betrieb
dieses Festigkeitssteuergerätes 60 für einen
Fahrzeugkörper
beschrieben.
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Das
Festigkeitssteuergerät
für einen
Fahrzeugkörper 60 gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
veranlasst das System, in Betrieb zu gehen, wenn ein Zündschalter
angeschaltet ist.
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Zunächst wird
in Schritt S01, der in 10 gezeigt ist, ein Betriebszustand
für die
Stellglieder 46 einer jeden Festigkeitsveränderungseinrichtung 22 gewonnen.
Der Betriebszustand eines jeden Stellgliedes 46 wird aus
Informationen gewonnen, die den Zustand der Verbindung oder der
Trennung eines jeden Verbindungs- und Trennteiles 32 relativ
zu den plattenförmigen
Teilen 31 gemäß der Position
der beweglichen Stiftteile 45, welche nach vorne oder hinten
durch eine Rotationskraft eines jeden Motors 46A bewegt
werden, erhalten, d. h. aus Informationen, die die Festigkeit der
Festigkeitsänderungseinrichtungen 22 betreffen.
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Im
Schritt S02 wird ermittelt, ob der gewonnene Betriebszustand der
Stellglieder 46 im Zustand der maximalen Festigkeit ist
oder nicht, der dem Zustand entspricht, wenn die Festigkeit der
Festigkeitsänderungseinrichtungen 22 maximal
ist.
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Ist
das Ergebnis dieser Ermittlung JA, so folgt der Schritt S04 (unten
beschrieben). Ist das Ergebnis dieser Ermittlung jedoch NEIN, so
wird mit Schritt S03 fortgefahren.
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In
dem Schritt S03 wird eine Antriebssteuerung durchgeführt, so
dass der Betriebszustand der Stellglieder 46 in einen Zustand
maximaler Festigkeit wechselt. Als Ergebnis hiervon wechselt der
Betriebszustand der Stellglieder 46, welcher einen Zustand
umfasst, in dem die Zündung
ausgeschaltet und das Fahrzeug gestoppt ist, in den Zustand maximaler
Festigkeit, in dem die Festigkeit der Festigkeitsänderungseinrichtungen 22 ein
Maximum annimmt.
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Im
dem Schritt S04 wird ermittelt, ob ein Ermittlungssignal von dem
externen Sensor 62 eingegangen ist oder nicht.
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Ist
das Resultat dieser Ermittlung NEIN, so wird mit Schritt SOS fortgefahren
(d. h. eine Kollisionsenergieberechnungseinrichtung). In diesem
Schritt SOS wird die Kollisionsenergie, die generiert wird, wenn
das Fahrzeug mit einem anderen Objekt zu kollidieren droht oder
mit diesem anderen Objekt in Kontakt treten könnte, geschätzt, basierend auf der Geschwindigkeit
des Fahrzeuges (d. h. auf der Fahrzeuggeschwindigkeit), welche durch
den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor des Fahrzeugzustandssenor 63 ermittelt
wird, und es wird mit Schritt S10 (unten beschrieben) fortgefahren.
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Sollte
das Ergebnis der Ermittlung jedoch JA sein, so wird mit dem Schritt
S06 fortgefahren.
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In
dem Schritt S06 werden andere Objekte, die außerhalb des Fahrzeuges existieren,
basierend auf ermittelten Signalen ermittelt, die von dem externen
Sensor 62 ausgegeben werden, und der Typ eines jeden anderen
Objektes wird bestimmt.
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In
dem Schritt S07 wird bestimmt, ob ein Objekt, dass die Reise des
Fahrzeuges potentiell behindern könnte, derzeit unter den ermittelten
Objekten vorhanden ist oder nicht.
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Sollte
das Ergebnis dieser Ermittlung NEIN lauten, so wird mit dem zuvor
beschriebenen Schritt SOS fortgefahren.
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Sollte
das Ergebnis der Ermittlung jedoch JA lauten, so wird mit Schritt
S08 fortgefahren.
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In
dem Schritt S08 wird die relative Geschwindigkeit eines Objektes,
d. h. die Differenz zwischen der Geschwindigkeit des Fahrzeuges
und der Geschwindigkeit des Objektes, das eine Behinderung für das Fahrzeug
darstellen könnte,
ermittelt.
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In
dem Schritt S09 (d. h. eine Kollisionsenergieberechnungseinrichtung)
wird die Kollisionsenergie geschätzt,
die erzeugt werden würde,
wenn das Fahrzeug mit einem anderen Objekt kollidiert oder in Konzakt
geraten würde,
basierend auf dem Typ des ermittelten Objektes und auf der relativen
Geschwindigkeit des ermittelten Objektes, und anschließend wird
Schritt S10 durchgeführt.
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In
dem Schritt S10 wird basierend auf der geschätzten Kollisionsenergie eine
Festigkeit für
die Festigkeitsänderungseinrichtungen 22 berechnet, die
erforderlich wäre,
um diese Kollisionsenergie angemessen zu absorbieren.
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In
dem Schritt S11 wird basierend auf den ermittelten Signalen, die
von dem Fahrzeugzustandssensor ausgegeben werden, wie z. B. die
Fahrzeuggeschwindigkeit, die Querbeschleunigung, die Längsbeschleunigung,
die Giergeschwindigkeit, o.ä., der
Bewegungszustand gemäß dem Bewegungsverhalten
des Fahrzeuges ermittelt.
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In
dem Schritt S12 (d. h. eine Kollisionsermittlungseinrichtung) wird
basierend auf dem ermittelten Bewegungszustand des Fahrzeuges die
Möglichkeit
eine Kollision oder eines Kontaktes zwischen dem Fahrzeug und einem
anderen Objekt oder zwischen dem Fahrzeug und einem Objekt, das
eine Behinderung der Bewegung des Fahrzeuges darstellen könnte, das
durch den externen Sensor 62 ermittelt wurde, berechnet.
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In
dem Schritt S21, der in 11 gezeigt wird,
wird bestimmt, ob eine Möglichkeit
existiert, dass eine Kollision oder ein Kontakt auftritt oder nicht.
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Ist
das Ergebnis dieser Ermittlung JA, so wird mit Schritt S27 (d. h.
eine Festigkeitsänderungseinrichtung)
fortgefahren (unten beschrieben).
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Sollte
das Ergebnis dieser Ermittlung jedoch NEIN lauten, so wird mit Schritt
S22 fortgefahren.
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In
dem Schritt S22 wird festgelegt, ob der ermittelte Bewegungszustand
des Fahrzeuges einen vorgegebenen Schwellenwertzustand überschreitet, beispielsweise
wenn ein Zustand übermäßiger Geschwindigkeitsabnahme
erreicht wird.
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Wenn
das Ergebnis der Ermittlung in S22 JA lautet, so wird die Routine
mit dem Schritt S27 (unten beschrieben) fortgeführt.
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Sollte
das Ergebnis dieser Ermittlung jedoch NEIN lauten, so wird mit Schritt
S23 fortgefahren.
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Als
nächstes
wird in Schritt S23 festgestellt, ob eine nichtblockierende Bremsoperation
stattgefunden hat oder nicht.
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Wenn
das Ergebnis dieser Ermittlung JA lautet, so wird mit Schritt S27
(unten beschrieben) fortgefahren.
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Wenn
das Ergebnis dieser Ermittlung NEIN lautet, so wird mit Schritt
S24 fortgefahren.
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Als
nächstes
wird in Schritt S24 festgestellt, ob eine das Fahrverhalten stabilisierende
Operation stattgefunden hat.
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Wenn
das Ergebnis dieser Ermittlung in Schritt S24 JA lautet, so wird
mit Schritt S27 (unten beschrieben) fortgefahren.
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Sollte
das Ergebnis dieser Ermittlung NEIN lauten, so wird die Routine
bei Schritt S25 fortgeführt.
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Als
nächstes
wird in Schritt S25 festgestellt, ob eine den Aufprall abschwächende Bremsoperation
stattgefunden hat.
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Sollte
das Ergebnis dieser Ermittlung JA lauten, so wird mit Schritt S27
fortgefahren.
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Sollte
das Ergebnis dieser Ermittlung jedoch NEIN lauten, so wird die Routine
mit dem Schritt S26 fortgeführt.
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Als
nächstes
wird in Schritt S26 festgestellt, ob eine Kollision oder ein Kontakt
ermittelt wurde oder nicht, basierend auf ermittelten Signalen,
die von dem Fahrzeugzustandssensor 63 ausgegeben wurden,
beispielsweise Kontakt mit einem anderen Fahrzeug, ein Aufprall,
eine Belastung oder eine Fahrzeugkörperdeformation, die das Fahrzeug
beeinflusst.
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Sollte
das Ergebnis dieser Ermittlung in Schritt S26 JA lauten, so wird
mit dem Schritt S27 fortgefahren.
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Sollte
jedoch das Ergebnis dieser Ermittlung NEIN lauten, so endet die
Bearbeitungsreihe.
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In
dem Schritt S27 werden die Stellglieder 26 in einem Festigkeitszustand
betrieben, der der berechneten Festigkeit der Festigkeitsänderungseinrichtungen 22 entspricht.
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Als
nächstes
wird in Schritt S28 festgestellt, ob die Kollision oder der Kontakt
beendet ist oder nicht.
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Sollte
das Ergebnis dieser Ermittlung JA lauten, so ist die Bearbeitungsreihe
beendet.
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Sollte
jedoch das Ergebnis dieser Ermittlung NEIN lauten, so wird die Routine
mit Schritt S29 fortgeführt.
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In
dem Schritt S29 wird die Festigkeit, die von den Festigkeitsänderungseinrichtungen 22 benötigt wird,
basierend auf ermittelten Signalen, die von dem Fahrzeugzustandssensor 63 ausgegeben werden,
z. B. ein Aufprall, eine Belastung oder eine Fahrzeugkörperdeformation,
die das Fahrzeug beeinflusst, erneut berechnet, und die Routine
wird mit dem Schritt S27 wieder aufgenommen.
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Wie
oben beschrieben, werden gemäß dem Festigkeitssteuergerät 60 für einen
Fahrzeugkörper nach
der vorliegenden Ausführungsform
zu einem Zeitpunkt, wenn festgestellt wird, dass die Möglichkeit
besteht, dass eine Kollision oder ein Kontakt zwischen dem Fahrzeug
und einem anderen Objekt auftreten kann oder alternativ zu einem
Zeitpunkt, wenn eine Kollision oder ein Kontakt zwischen dem Fahrzeug
und einem anderen Objekt ermittelt wurde, die Stellglieder 46 in
einem Festigkeitsmodus betrieben, der mit der Festigkeit korrespondiert,
die in den Festigkeitsänderungseinrichtungen 22 notwendig
ist, um die zuvor geschätzte
Kollisionsenergie zu absorbieren. Als Ergebnis ist es möglich, beispielsweise
den Verschleiß oder
einen Bruch der entsprechende Teile zu verhindern, der durch die
Stellglieder 46 verursacht wird, wenn diese mit einer übermäßigen Frequenz
betrieben werden, und die Kollisionsenergie, die von außen zugeführt wird,
kann mit angemessener Energie und geeigneter Festigkeit absorbiert
werden.
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Darüber hinaus
wird die Festigkeit der Festigkeitsänderungseinrichtungen 22 während einer Zeitspanne,
in der eine Kollision oder eine Erschütterung aufgetreten ist, geändert, basierend
auf ermittelten Signalen, die von dem Fahrzeugzustandssensor 63 ausgegeben
werden. Daher können
die Stellglieder 46 angemessener und effizienter betrieben
werden.
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Es
ist anzumerken, dass in der vorliegenden Ausführungsform eine Vielzahl von
Festigkeitsänderungseinrichtungen 22 sandwichartig
von beiden Seiten in Längsrichtung
des Fahrzeugkörpers
von einem Paar von Trägerteilen 21 umgeben
sind, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsform
beschränkt.
Wie in 12 gezeigt, ist es ebenso möglich, Festigkeitsänderungseinrichtungen 22 in
der Form von Verbindungsteilen vorzusehen, die einen hohlen, zylinderförmigen vorderen
Stoßstangenträgerkörper 10b mit
einem Paar von vorderen Seitenrahmen 11 verbinden. In diesem
Fall sind die beiden Endabschnitte eines jeden plattenförmigen Teiles 31 mit
dem vorderen Stoßstangenträgerkörper 10b und
einem vorderen Seitenrahmen 11 verbunden. Darüber hinaus
können
die Verbindungsteile 10a in der oben beschriebenen vorliegenden Ausführung ebenso
als Festigkeitsänderungseinrichtungen 22 ausgebildet
sein.
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Darüber hinaus
können
die Festigkeitsänderungseinrichtungen 22 ebenso
an anderen Stellen in der Fahrzeugkörperstruktur vorgesehen sein.
Zum Beispiel können
diese im Innern oder außen
an einem hinteren Stoßstangenträger vorgesehen
sein, der sich in der Breitenrichtung des Fahrzeugkörpers erstreckt,
so dass die Kollisionsenergie absorbiert wird, die bei einer rückwärtigen Kollision
erzeugt wird. Diese können
auch innerhalb einer Seitenschwelle vorgesehen sein, die sich in
Längsrichtung des
Fahrzeugkörpers
erstreckt, so dass die Kollisionsenergie absorbiert werden kann,
die bei einer seitlichen Kollision auftritt. Sie können ferner
innerhalb einer Säule
vorgesehen sein, die sich in vertikaler Richtung erstreckt, so dass
die Kollisionsenergie absorbiert wird, die bei einem Seitenaufprall
erzeugt wird.
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Obwohl
vorstehend bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben und illustriert wurden, versteht es sich
von selbst, dass diese lediglich Beispiele der Erfindung darstellen
und die Erfindung nicht limitieren. Zusätze, Weglassungen, Austauschungen
und andere Modifikationen können durchgeführt werden,
ohne dass von dem Erfindungsgedanken oder dem Schutzbereich der
vorliegenden Erfindung abgewichen wird. Demzufolge wird die Erfindung
nicht durch die vorangehende Beschreibung limitiert, vielmehr ist
die Erfindung in den beigefügten
Ansprüchen
dargelegt.