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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuges.
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Aus dem Stand der Technik ist es allgemein bekannt, dass eine Fahrzeugstruktur derart ausgebildet ist, dass sie eine vorgegebene Steifigkeit aufweist, um Verformungen und Verwindungen in einem normalen Fahrbetrieb zu vermeiden oder zumindest zu minimieren, und in einem Kollisionsfall eine vorgegebene Verformbarkeit aufweist, so dass die Fahrzeugstruktur bei einer Kollision verformt wird, um eine Kollisionsenergie zumindest teilweise zu absorbieren.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuges anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuges sieht vor, dass bei einer Kollision des Fahrzeuges oder bei einer dem Fahrzeug bevorstehenden Kollision eine Struktursteifigkeit einer Fahrzeugstruktur des Fahrzeuges durch ein zumindest teilweises Abtrennen zumindest eines Versteifungselementes von der Fahrzeugstruktur verringert wird. Das zumindest teilweise Abtrennen kann beispielsweise durch Abscheren, Lösen und/oder Separieren des zumindest einen Versteifungselementes von der Fahrzeugstruktur erfolgen.
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Durch die Verringerung der Struktursteifigkeit kann ein zusätzlicher Deformationsweg zum Abbau von Kollisionsenergie am Fahrzeug zur Verfügung gestellt werden, wobei dieser Deformationsweg optimal genutzt werden kann. In einem Normalbetrieb des Fahrzeuges, insbesondere in einem normalen Fahrbetrieb, weist das Fahrzeug eine hohe Struktursteifigkeit auf, insbesondere eine hohe Verwindungssteifigkeit. Dadurch weist das Fahrzeug ein gutes Fahrverhalten auf und die Gefahr von Verwindungen und/oder Verformungen während des Normalbetriebes des Fahrzeuges ist minimiert. Auch bei kleineren Kollisionen, welche keine erhöhte Energieabsorption erfordern, ist die Gefahr kostenintensiver Verformungen des Fahrzeuges minimiert.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
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Dabei zeigt die:
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1 schematisch einen Ausschnitt eines Fahrzeuges und eines Kollisionsobjekts.
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In der einzigen Figur ist ein Ausschnitt eines Fahrzeuges 1 dargestellt. Bei dem Fahrzeug 1 handelt es sich beispielsweise um ein Elektrofahrzeug, wobei das Fahrzeug 1 auch ein Hybridfahrzeug oder ein mit Brennstoffzellen betriebenes Fahrzeug sein kann.
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An einem Fahrzeugboden ist ein als Teilmasse 2 ausgeführter Energiespeicher, insbesondere ein elektrochemischer Energiespeicher, in Form einer Hochvoltbatterie angeordnet, wobei der Energiespeicher als Traktionsbatterie, also als Antriebsbatterie des Fahrzeuges 1 genutzt wird.
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Zudem weist das Fahrzeug 1 eine Kollisionserkennungseinheit 3 mit einer Anzahl von im oder am Fahrzeug 1 angeordneten, nicht näher dargestellten Erfassungseinheiten und in einer vorteilhaften Ausführungsform eine Beschleunigungseinheit 4 auf.
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Mittels der Erfassungseinheiten werden fortlaufend Signale erfasst, anhand derer ermittelt wird, ob dem Fahrzeug 1 eine Kollision bevorsteht und/oder ob eine Kollision eingetreten ist. Insbesondere wird die dem Fahrzeug 1 bevorstehende Kollision mittels einer Abstandsverringerung zwischen dem Fahrzeug 1 und einem erfassten Kollisionsobjekt 5 ermittelt, welche derart schnell verläuft, dass die Kollision mittels einer Bremseinrichtung des Fahrzeuges 1 nicht verhinderbar ist.
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Wird ermittelt, dass dem Fahrzeug 1 eine Kollision mit dem erfassten potentiellen Kollisionsobjekt 5 bevorsteht oder dass die Kollision erfolgt ist, wird eine Struktursteifigkeit einer Fahrzeugstruktur FS des Fahrzeuges 1 durch ein zumindest teilweises oder vollständiges Abtrennen zumindest eines Versteifungselementes 7 von der Fahrzeugstruktur FS verringert. Dies kann beispielsweise durch Abscheren, Lösen und/oder Separieren des zumindest einen Versteifungselementes 7 von der Fahrzeugstruktur FS erfolgen, beispielsweise pyrotechnisch, z. B. durch ein zumindest teilweises Absprengen des Versteifungselementes, und/oder durch ein Lösen einer Verbindung zwischen dem Versteifungselement 7 und der Fahrzeugstruktur FS auf andere Weise, z. B. elektrisch angesteuert. Das Versteifungselement 7 kann dabei ein einzelnes Bauteil der Fahrzeugstruktur FS oder ein strukturverstärkender Bereich der Fahrzeugstruktur FS sein, welcher aus einer Mehrzahl von Bauteilen der Fahrzeugstruktur FS gebildet ist. Es können auf die oben beschriebene Weise auch eine Mehrzahl solcher Versteifungselemente 7 zumindest teilweise oder vollständig von der Fahrzeugstruktur FS abgetrennt werden.
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Durch das Verfahren wird somit eine adaptive Kollisionsstruktur des Fahrzeuges 1 erreicht, welche insbesondere an eine Kollisionsschwere anpassbar ist. Insbesondere wird das oben beschriebene zumindest teilweise oder vollständige Abtrennen des zumindest einen Versteifungselementes 7 nur durchgeführt, wenn ein vorgegebener Beschleunigungsgrenzwert bei der Kollision überschritten oder bei der bevorstehenden Kollision voraussichtlich überschritten wird. Durch das Verfahren kann insbesondere bei hohen auftretenden Beschleunigungen ein Deformationsweg optimiert und optimal ausgenutzt werden, so dass eine höhere Energieabsorption erreicht wird. In einem normalen Fahrbetrieb weist das Fahrzeug 1 aufgrund der intakten Fahrzeugstruktur FS eine hohe Struktursteifigkeit, insbesondere eine hohe Verwindungssteifigkeit, und dadurch ein gutes Fahrverhalten auf. Zudem treten bei Kollisionen unterhalb des Beschleunigungsgrenzwertes, bei denen keine hohe Energieabsorption erforderlich ist, geringere Verformungen auf, so dass Reparaturkosten reduziert sind,
Zweckmäßigerweise erzeugt eine Steuereinheit 3.1 der Kollisionserkennungseinheit 3 ein Steuersignal, durch welches diese zumindest teilweise oder vollständige Abtrennung ausgelöst wird, beispielsweise durch Zündung einer Pyrotechnikeinheit. Bei der Steuereinheit 3.1 kann es sich insbesondere um ein Airbagsteuergerät des Fahrzeuges 1 handeln. In einer vorteilhaften Ausführungsform wird das Steuersignal der Beschleunigungseinheit 4 zugeführt.
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Die Beschleunigungseinheit
4 wird aktiviert und bewirkt dadurch eine Beschleunigung der Teilmasse
2 entgegen einer Kollisionsrichtung R. Die Kollisionsrichtung R entspricht dabei einer auf das Fahrzeug
1 einwirkenden Kollisionskraft. Durch die Beschleunigung der Teilmasse
2 entgegen der Kollisionsrichtung R wird eine Kraft in Kollisionsrichtung R in das Fahrzeug
1 eingeleitet, wodurch das Fahrzeug
1 verzögert wird, so dass die Kollisionskraft verringert wird. Dies ist bereits in der
DE 10 2007 062 599 A1 der Anmelderin beschrieben, deren vollständiger Inhalt hiermit durch Referenz aufgenommen wird.
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Beispielsweise wird die Teilmasse 2 derart beschleunigt, dass sich diese von dem Fahrzeug 1 trennt, sich das Fahrzeug 1 und die Teilmasse 2 nicht mehr beeinflussen und die Teilmasse 2 das Fahrzeug 1 verlässt. Beispielsweise kann die Teilmasse 2 mittels Absprengung separiert und/oder beschleunigt werden. Zusätzlich oder alternativ können bzw. kann die Beschleunigung und/oder die Separierung mittels pyrotechnischer Impulsverschiebung erfolgen.
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Die Struktursteifigkeit des Fahrzeuges 1 ist u. a. auf ein Eigengewicht desselben abgestimmt. Wird die Teilmasse 2 entgegen einer kollisionsbedingten Krafteinleitung in das Fahrzeug 1 beschleunigt, kann sich die Struktursteifigkeit ändern, wodurch das Risiko besteht, dass deren Abstimmung mit dem Eigengewicht des Fahrzeuges 1 nicht mehr optimal ist.
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Durch das Verfahren kann auch in diesem Fall die Struktursteifigkeit an das veränderte Gewicht des Fahrzeuges 1 mittels der adaptiven Kollisionsstruktur angepasst werden.
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Das zumindest eine Versteifungselement 7 kann ein Bestandteil eines Längsträgers 6 sein, wie in 1 gezeigt, und/oder ein Bestandteil eines Querträgers und/oder eines Absorptionselementes des Fahrzeuges 1. Wird in einer, beispielsweise in der Steuereinheit 3.1, durchgeführten Prognoserechnung ermittelt, dass ein Bedarf zur Änderung der Struktursteifigkeit besteht, kann das zumindest eine Versteifungselement 7 oder ein gesamter strukturverstärkender Bereich der Fahrzeugstruktur FS beispielsweise abgeschert, gelöst und/oder separiert werden.
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Beispielsweise wird zur Anpassung der Struktursteifigkeit eine feste Verbindung zwischen dem Längsträger 6 und einem weiteren Fahrzeugbauteil gelöst, wodurch die Struktursteifigkeit der Fahrzeugstruktur FS verringert wird. Dadurch wird ein zusätzlicher Deformationsweg zur Absorption von Kollisionsenergie zur Verfügung gestellt, welcher optimal genutzt wird.
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Bevorzugt erfolgt das teilweise oder vollständige Abtrennen des zumindest einen Versteifungselementes 7, beispielsweise das Abscheren, das Lösen und/oder das Separieren mittels der Bewegung der Teilmasse 2 aufgrund der Beschleunigung. Dabei wird mittels der beschleunigten Teilmasse 2 eine Befestigungsstruktur zwischen dem zumindest einen Versteifungselement 7 und einem weiteren Fahrzeugbauteil gelöst. Bevorzugt ist die Befestigungsstruktur dahingehend ausgebildet.
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Beispielsweise werden mittels der beschleunigten Teilmasse 2 Bestandteile von Befestigungselementen entfernt, insbesondere abgeschert, so dass dadurch die Verbindung zwischen dem zumindest einen Versteifungselement 7 und dem weiteren Fahrzeugbauteil gelöst wird.
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Darüber hinaus wird durch das Verändern der Struktursteifigkeit mittels der Teilmasse 2 eine Beschleunigung derselben verringert, so dass es dadurch möglich ist, die beschleunigte Teilmasse 2 abzubremsen.
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Die Beeinflussung der Struktursteifigkeit mittels Abscheren, Lösen und/oder Separieren zumindest eines Versteifungselementes 7 kann vorzugsweise für alle Stoßrichtungen und entsprechende Kollisionen angewendet werden, d. h. beispielsweise für eine Frontalkollision, Heckkollision und/oder Seitenkollision, wobei sich die gezielte Veränderung für Kollisionen mit einem vergleichsweise hohen Beschleunigungsniveau eignet.
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Dadurch, dass die Anpassung der Struktursteifigkeit nur bei Vorliegen bestimmter Voraussetzungen erfolgt, bleibt eine strukturseitige Grundauslegung in Bezug auf die Struktursteifigkeit des Fahrzeuges 1 unbeeinträchtigt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Teilmasse
- 3
- Kollisionserkennungseinheit
- 3.1
- Steuereinheit
- 4
- Beschleunigungseinheit
- 5
- Kollisionsobjekt
- 6
- Längsträger
- 7
- Versteifungselement
- FS
- Fahrzeugstruktur
- R
- Kollisionsrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007062599 A1 [0017]
