DE102005023915B4

DE102005023915B4 - Festigkeitssteuergerät für einen Fahrzeugkörper

Info

Publication number: DE102005023915B4
Application number: DE102005023915A
Authority: DE
Inventors: Yuta Wako Urushiyama
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2004-05-27
Filing date: 2005-05-24
Publication date: 2007-08-02
Anticipated expiration: 2025-05-25
Also published as: US20050263336A1; US7407191B2; JP2006008108A; DE102005023915A1

Abstract

Festigkeitssteuergerät (60) für einen Fahrzeugkörper aufweisend:
– ein Kollisionsenergieabsorbierungsteil, das in der Lage ist, eine von außen zugeführte Kollisionsenergie zu absorbieren;
– einen Fahrzeugzustandssensor (63), 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 Fahrzeugzustandssensor (63) ermittelt wurde, und
– wenigstens eine Festigkeitsänderungseinrichtung (22), 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 eine Kollisionsenergieberechnungseinrichtung berechnet wird, wobei
– die 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...

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
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.

Beschreibung des Standes der Technik

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.

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.

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 ist die Größe der Batterie erhöht, die das Stellglied mit Strom versorgt.

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.

Aus der US 6,193,303 B1 ist eine Vorrichtung zur Steuerung der Steifigkeit eines Fahrzeugs bekannt. Die Vorrichtung umfasst zwei Seitentragrahmen, und Beschleunigungssensoren zur Erkennung eines Aufpralls. Actuatoren zur Einstellung der Steifigkeit des Fahrzeugs werden in Abhängigkeit von Ausgangssignalen der Beschleunigungssensoren aktiviert. Die US 6,193,303 B1 zeigt die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Aus der DE 101 00 880 A1 ist ein Verfahren zur Aufprallerkennung bei einem Kraftfahrzeug bekannt. Dabei werden eine Knautschzonenverlängerung und Rückhaltemittel in Abhängigkeit von einer anhand von Precrash-Sensoren bestimmten effektiven Masse eines Aufprallobjekts eingesetzt. Die DE 101 00 880 A1 zeigt die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 2.

Zusammenfassung der Erfindung

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, für ein Fahrzeug ein Festigkeitssteuergerät zu schaffen, das unterschiedliche Deformationszustände in Abhängigkeit von unterschiedlichen Aufprallenergien ermöglicht.

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 wenigstens 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. Dabei ermöglicht eine einzige Festigkeitsänderungseinrichtung mehrere Deformationszustände.

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.

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. Dabei ermöglicht eine einzige Festigkeitsänderungseinrichtung mehrere Deformationszustände.

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.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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.
2 ist eine perspektivische Darstellung eines vorderen Stoßstangenträgers.
3 ist eine perspektivische Darstellung eines festigkeitsverändernden Gerätes.
4 ist eine Draufsicht auf das festigkeitsverändernde Gerät von 3.
5 ist eine Draufsicht auf das Stellglied von 3.
6A und 6B sind Seitenansichten des Stellgliedes von 3.
7A, 7B und 7C sind typische Ansichten, die einen Querschnitt des plattenförmigen Teiles von 3 zeigen.
8 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Veränderungen des Potenzials zeigt, das der Belastung des plattenförmigen Teiles von 3 entspricht.
9 zeigt eine schematische Darstellung des Festigkeitssteuergerätes für einen Fahrzeugkörper gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
10 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Betrieb des Festigkeitssteuergerätes für einen Fahrzeugkörper gemäß 9 zeigt.
11 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Betrieb des Festigkeitssteuergerätes für einen Fahrzeugkörper gemäß 9 zeigt.
12 ist eine perspektivische Darstellung eines vorderen Stoßstangenträgers gemäß einer Variante der vorliegenden Ausführungsform.
Detaillierte Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung
Nachstehend wird das Festigkeitssteuergerät für einen Fahrzeugköper gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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 dem 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. Die Basisendabschnitte der vorderen Seitenrahmen 11 sind individuell mit Bodenrahmen 15 verbunden, welche Rahmentragwerkteile des Fahrzeugkörpers sind, die sich in Längsrichtung des Fahrzeugkörpers erstrecken.
Wie in 2 gezeigt, umfasst der vordere Stoßstangenträger 10 der vorliegenden Ausführungsform ein Paar von plattenförmigen Trägerteilen 21, die einander gegenüberliegen und sich auch in Längsrichtung des Fahrzeugkörpers erstrecken, und eine Vielzahl von Festigkeitsänderungseinrichtungen (d. h. Kollisionsenergieabsorbierungsteile) 22, die von den Trägerteilen 21 sandwichartig von beiden Seiten umgeben sind.
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.
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.
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 hintere 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.
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.
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.
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.
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.
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 × 1 ist).
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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).
Die Festigkeitssteuerungseinheit 61 umfasst beispielsweise eine Steuerungseinheit 75 und eine Bremseinrichtungssteuerungseinheit 76.
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.
Die Bremseinrichtungssteuerungseinheit 76 steuert die Bremseinrichtung 64 basierend auf den entsprechenden Signalen, die von dem externen Sensor 62 und dem Fahrzeugszustandssensor 63 ausgegeben werden.
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.
Das Festigkeitssteuergerät für einen Fahrzeugkörper 60 gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranlasst das System, in Betrieb zu gehen, wenn ein Zündschalter angeschaltet ist.
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.
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.
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.
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.
Im dem Schritt S04 wird ermittelt, ob ein Ermittlungssignal von dem externen Sensor 62 eingegangen ist oder nicht.
Ist das Resultat dieser Ermittlung NEIN, so wird mit Schritt S05 fortgefahren (d. h. eine Kollisionsenergieberechnungseinrichtung). In diesem Schritt S05 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.
Sollte das Ergebnis der Ermittlung jedoch JA sein, so wird mit dem Schritt S06 fortgefahren.
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.
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.
Sollte das Ergebnis dieser Ermittlung NEIN lauten, so wird mit dem zuvor beschriebenen Schritt S05 fortgefahren.
Sollte das Ergebnis der Ermittlung jedoch JA lauten, so wird mit Schritt S08 fortgefahren.
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.
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 Kontakt geraten würde, basierend auf dem Typ des ermittelten Objektes und auf der relativen Geschwindigkeit des ermittelten Objektes, und anschließend wird Schritt S10 durchgeführt.
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.
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.
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.
In dem Schritt S21, der in 11 gezeigt wird, wird bestimmt, ob eine Möglichkeit existiert, dass eine Kollision oder ein Kontakt auftritt oder nicht.
Ist das Ergebnis dieser Ermittlung JA, so wird mit Schritt S27 (d. h. eine Festigkeitsänderungseinrichtung) fortgefahren (unten beschrieben).
Sollte das Ergebnis dieser Ermittlung jedoch NEIN lauten, so wird mit Schritt S22 fortgefahren.
In dem Schritt S22 wird festgelegt, ob der ermittelte Bewegungszustand des Fahrzeuges einen vorgegebenen Schwellenwertzustand überschreitet, beispielsweise wenn ein Zustand übermäßiger Geschwindigkeitsabnahme erreicht wird.
Wenn das Ergebnis der Ermittlung in S22 JA lautet, so wird die Routine mit dem Schritt S27 (unten beschrieben) fortgeführt.
Sollte das Ergebnis dieser Ermittlung jedoch NEIN lauten, so wird mit Schritt S23 fortgefahren.
Als nächstes wird in Schritt S23 festgestellt, ob eine nichtblockierende Bremsoperation stattgefunden hat oder nicht.
Wenn das Ergebnis dieser Ermittlung JA lautet, so wird mit Schritt S27 (unten beschrieben) fortgefahren.
Wenn das Ergebnis dieser Ermittlung NEIN lautet, so wird mit Schritt S24 fortgefahren.
Als nächstes wird in Schritt S24 festgestellt, ob eine das Fahrverhalten stabilisierende Operation stattgefunden hat.
Wenn das Ergebnis dieser Ermittlung in Schritt S24 JA lautet, so wird mit Schritt S27 (unten beschrieben) fortgefahren.
Sollte das Ergebnis dieser Ermittlung NEIN lauten, so wird die Routine bei Schritt S25 fortgeführt.
Als nächstes wird in Schritt S25 festgestellt, ob eine den Aufprall abschwächende Bremsoperation stattgefunden hat.
Sollte das Ergebnis dieser Ermittlung JA lauten, so wird mit Schritt S27 fortgefahren.
Sollte das Ergebnis dieser Ermittlung jedoch NEIN lauten, so wird die Routine mit dem Schritt S26 fortgeführt.
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.
Sollte das Ergebnis dieser Ermittlung in Schritt S26 JA lauten, so wird mit dem Schritt S27 fortgefahren.
Sollte jedoch das Ergebnis dieser Ermittlung NEIN lauten, so endet die Bearbeitungsreihe.
In dem Schritt S27 werden die Stellglieder 26 in einem Festigkeitszustand betrieben, der der berechneten Festigkeit der Festigkeitsänderungseinrichtungen 22 entspricht.
Als nächstes wird in Schritt S28 festgestellt, ob die Kollision oder der Kontakt beendet ist oder nicht.
Sollte das Ergebnis dieser Ermittlung JA lauten, so ist die Bearbeitungsreihe beendet.
Sollte jedoch das Ergebnis dieser Ermittlung NEIN lauten, so wird die Routine mit Schritt S29 fortgeführt.
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.
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.
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.
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. 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.
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.

Claims

Festigkeitssteuergerät (60) für einen Fahrzeugkörper aufweisend: – ein Kollisionsenergieabsorbierungsteil, das in der Lage ist, eine von außen zugeführte Kollisionsenergie zu absorbieren; – einen Fahrzeugzustandssensor (63), 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 Fahrzeugzustandssensor (63) ermittelt wurde, und – wenigstens eine Festigkeitsänderungseinrichtung (22), 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 eine Kollisionsenergieberechnungseinrichtung berechnet wird, wobei – die 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 (63) ermittelt wurde, und wobei eine einzige Festigkeitsänderungseinrichtung (22) mehrere Deformationszustände ermöglicht.
Festigkeitssteuergerät (60) für einen Fahrzeugkörper aufweisend: – ein Kollisionsenergieabsorbierungsteil, das in der Lage ist, eine von außen zugeführte Kollisionsenergie zu absorbieren; – eine Objektermittlungseinrichtung (62), die Objekte außerhalb des Fahrzeuges ermittelt, und – eine Kollisionsermittlungseinrichtung, die einen Kontakt oder eine Kollision zwischen einem Objekt, das von der Objektermittlungseinrichtung (62) ermittelt wurde, und dem Fahrzeug vorhersagt oder den Kontakt oder die Kollision zwischen dem Objekt und dem Fahrzeug ermittelt, – wenigstens eine Festigkeitsänderungseinrichtung (22), 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 eine Kollisionsenergieberechnungseinrichtung berechnet wird, wobei – die Kollisionsenergieberechnungseinrichtung, die die Kollisionsenergie berechnet, die dem Fahrzeug zu dem Zeitpunkt des Kontaktes oder einer Kollision zwischen dem Objekt, das von der Objektermittlungseinrichtung ermittelt wurde, und dem Fahrzeug zugeführt wird, und wobei eine einzige Festigkeitsänderungseinrichtung (22) mehrere Deformationszustände ermöglicht.