WO2011064203A1 - Device and method for adjusting a rigidity of an active crash structure for a vehicle - Google Patents

Device and method for adjusting a rigidity of an active crash structure for a vehicle Download PDF

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WO2011064203A1
WO2011064203A1 PCT/EP2010/068023 EP2010068023W WO2011064203A1 WO 2011064203 A1 WO2011064203 A1 WO 2011064203A1 EP 2010068023 W EP2010068023 W EP 2010068023W WO 2011064203 A1 WO2011064203 A1 WO 2011064203A1
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crash
deformation
deformation elements
controller
stiffness
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PCT/EP2010/068023
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Thomas Friedrich
Gian Antonio D'addetta
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Robert Bosch Gmbh
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    • B60R2021/01204—Actuation parameters of safety arrangents
    • B60R2021/01252—Devices other than bags

Definitions

  • the invention relates to a device or a method for adjusting a stiffness of a crash-active structure for a vehicle according to the preamble of the independent claims.
  • a crash box which has a housing-like deformation profile with a longitudinal carrier-side flange plate and is designed as a folded construction of sheet metal.
  • the deformation profile consists of two shell components, wherein a flange plate portion is integrally formed on each shell component.
  • the shell components are folded out of metal sheet exit plates, then assembled and joined together using resistance welding points.
  • an impact damper for a vehicle is known.
  • This impact damper has a deformable deformation body during vehicle impact, in the path of which a blocking element is caused, in which due to the force on impact plastic deformation of the deformation body is caused by absorption of impact energy, the deformation resistance of the deformation body are increased by a control in an additional deformation stage can.
  • the locking member has at least two switching positions, in which it protrudes in the displacement path of the deformation body, whereby the deformation body is less or more plastically deformed by the force effect on impact.
  • this body structure has a longitudinal element with a first section, one of this different second portion for providing a controlled reaction force at the time of a vehicle crash, wherein the second portion is adapted to undergo a kink or folding deformation, whereby the second portion has a much higher deformation-inducing load than a plastic deformation load, and wherein the first portion thereto is designed to fold at a deformation-inducing load which is substantially smaller than the deformation-inducing load of the second section but substantially higher than the plastic deformation load of the second section.
  • the vehicle body exhibits a high reaction load during an early phase of a vehicle crash, and a lower reaction load during a final phase impact, so that the peak acceleration of the vehicle occupant restrained by a seat belt with a certain elasticity can be minimized. Disclosure of the invention
  • the device according to the invention or the method according to the invention for adjusting the stiffness of a crash-active structure for a vehicle with the features of the independent claims have the advantage that the device now has a parallel arrangement of deformation elements and a control, wherein the control in Depending on a crash process and / or at least one crashrelevanten parameter sets the stiffness by connecting and / or separating the deformation elements.
  • adaptive stiffness can be performed by a simple and reliable method or apparatus.
  • This inventive device or the inventive method allow by adapting to a crash or at least one crashrelevanten parameters that a front structure in a vehicle by the crash-active structure according to the invention can be reduced in weight, which thereby pays additionally, that the engine and other drive components can be designed to be lighter, resulting in additional weight savings.
  • connection and disconnection can preferably be made reversible, so that the sensor system which serves to control the rigidity can be made very sensitive and, if the rigidity or reduction is not necessary to increase, without the driver being aware of it, being returned to the standard. default position can be reduced.
  • the standard position can be either the maximum, the average or the minimum stiffness.
  • the device according to the invention or the method according to the invention results in the fact that between a predominantly bending and a predominant axial or compression loading by connecting and disconnecting the
  • Deformation elements can be selected.
  • the crash-active device according to the invention can be present in particular within the front longitudinal structure.
  • the control depending on the crash, so in particular the crash type and / or the crash severity or at least one crashrelevanten parameters such as an ambient signal or an occupant signal or the
  • Vehicle weight or data on an accident carrier lead to an adaptive adjustment of rigidity.
  • the device according to the invention or the method according to the invention makes it possible to adjust the rigidity in any number of stages.
  • the device according to the invention makes it possible to shorten the front structure and thus allows weight to be saved. This is of particular interest for smaller vehicles and generally also in terms of energy saving.
  • the reversibility creates the possibility of a false triggering, which can be triggered for example by a pothole in the road or a slight collision with a garbage bin or a garage door, by designing the device or the method reversible is so that the actuator can be moved back to its original position, the driver should not notice.
  • the device is presently the crash-active structure with the appropriate control, which is installed in the front of the vehicle. Adjusting the stiffness means that the stiffness is changed. Depending on the design of the device, two, three, four or any number of stages of rigidity can be set. Stiffness is understood to mean the resistance of a body in the present case to the crash-active structure against deformation due to a force which is generated in the present case by the crash opponent.
  • the rigidity of the crash-active structure is for one depending on the material and the geometry or present, whether the deformation elements are connected or disconnected.
  • the crash-active structure is that structure which is mechanically formed and which has a variable rigidity through an adjustment of a parameter of this crash-active structure.
  • the crash-active structure consists in the present case of the deformation elements and the corresponding control.
  • a possible sensor system can be arranged in the crash-active structure or close to the crash-active structure and thus be an element of the device.
  • the deformation element is, for example, a hollow body made of aluminum or aluminum sheet or a steel sheet which has a cylindrical, but also rod-shaped, rectangular cross-section or another suitable geometric structure.
  • the control may be passive or active, as is apparent from the dependent claims.
  • the controller reacts to the crash process and / or at least one crashrelevanten parameters.
  • the crash process can be understood as meaning crash severity, crash type, measured values such as acceleration, impact speed, etc.
  • variables derived from the measured values such as the acceleration that is integrated once or twice over time, can also be understood under the crash process.
  • Crash-relevant parameters are, for example, ambient signals, occupant signals, signals that characterize the accident opponent, for example by an exchange of information between the vehicles.
  • a positive, positive and / or material-locking connection may be meant, which contributes to changing the rigidity of the crash-active structure.
  • the separation means that the deformation elements behave completely independently of each other.
  • Advantageous improvements, the device specified in the independent patent claims or the method specified in the independent patent claims for adjusting the rigidity of a crash-active structure for a vehicle are possible by the measures and developments listed in the dependent claims. It is advantageous that the control is made passive, wherein the control has a predetermined load-deflection characteristic which causes the separation and / or the connection of the deformation elements as a function of the crash process.
  • Conceivable materials are those with a strong strain rate dependent characteristics, i. at high speeds no failure occurs, while at lower crash speeds, failure occurs.
  • the "programming" of the "inherent” actuator is thus taken over by the material characteristics.
  • control takes place as a function of an electrical signal which represents the crash process and / or at least one crash-relevant parameter.
  • the controller has an actuator that actuates at least one switching element for connecting and / or separating the deformation elements.
  • the electrical signal can in the present case of a
  • Controller come, which is located inside or outside the device according to the invention.
  • it may be an airbag control unit.
  • other safety control devices such as control units for a vehicle-wide view or a vehicle dynamics control are possible in the present case.
  • the actuator can have all possible characteristics. It may be formed inductively, piezoelectrically, with magnets, with a linear motor via a shape memory alloy, an eddy current actuator. Other actuator principles are conceivable.
  • the switching element is a mechanical element that connects or disconnects the deformation elements. This connection can be made by a hold, the separation by an opening, so that the deformation elements react independently after opening to the crash.
  • the joining causes the ensemble of the deformation elements together to counteract the crash. This can lead to a change or switching between a compression and bending deformation.
  • the compression deformation or axial deformation in terms of mass-stiffness is more efficient than the bending deformation, ie has a higher energy absorption in the crash.
  • the at least one switching element is switchable in more than two stages.
  • the stiffness can then be set in more than two stages, for example in three, four or any number of stages or a stepless adjustment of the rigidity.
  • the term "stiffness" as used herein means that the stiffness can only assume certain discrete values which are spaced apart from one another such that no direct transition between these values is possible. The stiffnesses therefore have jumps to each other.
  • the joining of the deformation elements is essentially a compression deformation, as already mentioned above, and by the separation of the deformation elements substantially a bending deformation is effected.
  • the compression deformation is advantageous for increasing the energy absorption behavior, in particular at the beginning of a crash, while the bending deformation is advantageous in the further course of the crash process or in a lighter crash.
  • bending deformation bending occurs at corresponding kink points of the deformation elements. Due to the bending behavior, a significantly lower level of force is achieved.
  • the corresponding deformation element is compressed axially. This can also be supported by a corresponding structuring of the deformation element.
  • the deformation elements are at least two segments of a hollow body. It is therefore advantageous to take a hollow body and divide it into cells or other sub-assemblies, which then each take over the function of the deformation elements. For a very compact representation of these deformation elements is possible, which also allows easy control of these deformation elements.
  • segments can be inserted into each other, for example, in the case of a pipe, and thus define the radius of this pipe.
  • At least one largely closed coupling element is provided around the hollow body as the at least one switching element, and that the at least one coupling element is displaceable on the hollow body by means of the actuator, wherein the separation and / or connection of the segments can be effected by the displacement ,
  • the coupling element as the at least one switching element for example, a largely closed ring, but which may also be open, where, for example, one of the segments is always prompted for bending deformation in a crash.
  • the ring would then be prevented by appropriate measures against twisting.
  • more than one ring for example two rings, or even more so as to achieve a more precise adjustment of the rigidity.
  • the at least one coupling element is designed such that at least one segment of the at least two segments always essentially performs the bending deformation in the crash process.
  • the at least two segments are inserted into one another.
  • the segments can be easily taken apart in the absence of crash operation and, for example, are inserted radially into one another.
  • FIG. 1 shows a block diagram of the device according to the invention
  • FIG. 2 shows a flowchart of the method according to the invention
  • FIG. 3 shows a schematic representation of the device according to the invention with a switching element
  • FIG. 4 shows a section through the deformation elements and the switching element
  • FIG. 5 shows a block diagram for adaptation to different types of crashes 6 shows an embodiment of the device according to the invention with a ring as a switching or coupling element
  • Figure 7 and 8 respectively a sectional view of the device according to the invention with the ring as a coupling element
  • Figure 9 shows a variant with a non-closed ring
  • Figure 10 shows a crash structure with a
  • FIG. 11 shows a crash structure with a compression deformation
  • FIG. 12 shows an exemplary embodiment of the adaptive crash structure with two rings.
  • Figure 1 shows a schematic diagram of the device according to the invention with CR, which designates the crash direction.
  • three deformation elements are arranged, for example, parallel to one another, which can be connected or disconnected via holders 1, 2 and 3 by the actuators Act 1, Act 2, Act 3.
  • the Aktuatorik Act 1 to 3 is controlled by a control unit SG, which controls the actuator as a function of the crash process and / or at least one crashrelevanten parameter.
  • the sensor system S can be a wide variety of sensors for detecting the crash process and / or the at least one crash-relevant parameter.
  • the control unit SG which processes these sensor signals, may for example also include parts of these sensors themselves.
  • the control unit is arranged inside or outside the device. In particular, it may be the airbag control unit.
  • the actuators 1 to 3 received from the control unit SG Actuate signals to activate the holders 1, 2 and 3, so that the deformation elements 1 to 3 are either connected or disconnected.
  • Fig. 2 illustrates the running in the apparatus shown in FIG. 1 process.
  • the sensor system S and the control unit SG which has computing means for determining how a microcontroller determines the crash process or at least one crash-relevant parameter, makes a decision regarding the required rigidity via a decision matrix or threshold value queries (method step 201). , If it is a hard crash, then it is necessary to set a higher stiffness. For less severe crashes, a lower rigidity can be set. This then takes place in method step 202 by a corresponding connection or disconnection of the deformation elements.
  • the crash-active structure 31 which is also called an adaptive crash structure (ACS), with a coupling element or switching element 30, the crash-active structure 31 having four deformation segments, each of which is designed as a hollow body.
  • the length of the hollow body is denoted by L, while the height is denoted by h and the width by b.
  • the deformation elements are supporting elements, for example hollow profiles, which in the present case can be frictionally connected to one another by the switching element 30, so that, depending on the setting, either a single unit acts and the supporting ensemble interacts or is present in separate ones four separate support structures act.
  • the switching element 30 can be switched by the corresponding actuators as described above. When connecting so for example a traction, the coupling element 30 is solved accordingly.
  • the one or more switching elements 30 may be attached only at one point or a partial length along the hollow body and act or be installed along the entire length of the hollow body.
  • the number of partial structures, eg hollow body can be arbitrary, but at least two. Not all partial structures (hollow bodies) must be connected to each other via the actuators from the beginning. It is essential that it is possible to switch between a state all or a subset of the hollow body act as an ensemble El or just each sub-body alone or a subset act as ensemble E2.
  • the number of partial bodies which act maximally in the ensemble (El) in the case of the primary axial load is greater than the number of partial bodies which act maximally in the ensemble (E2) in the case of the predominant bending load
  • FIG. 4 shows a section through the capital letters A indicated in FIG. 3.
  • the wall thickness can be varied as a further parameter. This has a direct influence on the stiffness. The thicker the higher the stiffness.
  • the coupling element 41 is as mentioned switchable and variable in length.
  • FIG. 5 shows a block diagram of how a crash-dependent activation of the coupling element according to FIGS. 3 and 4 can take place.
  • various sensors are arranged by way of example, which need not all be necessary.
  • An initial sensor 51 includes, for example, an acceleration sensor, a rotary motion sensor and / or a structure-borne sound sensor.
  • the block 52 includes GPS or navigation data.
  • a predictive sensor such as radar, video, ultrasound, lidar, etc. is designated.
  • external Can signals such as from a Car to X or ESP signals understood. Of course, even more sensors 55 can be used. These sensor signals are transmitted to a controller 56, which has an algorithm 57 for controlling the adaptive crash structure.
  • the control unit 56 has a module 58 which has a crash categorization or crash type determination or crash severity determination.
  • the actuator 59 is driven in order to connect in the event of a serious crash 501 all deformation elements together in order to achieve maximum rigidity.
  • a slight under- or over-ride crash 502 only two deformation elements would have to be connected to each other but not all four. Even with a slight offset crash, it is only necessary to connect two deformation elements together.
  • the two upper or the two superimposed deformation elements can now be connected to each other. Other combinations of the deformation elements are possible in the present case.
  • Fig. 6 shows an embodiment of the device according to the invention wherein again CR is designated Crashraum.
  • the accident opponent will first encounter a cross member QT and then the adaptive crash structure ACS, which in the present case has a ring R, wherein according to the adaptive crash structure
  • the adaptive crash structure ACS follows a side member LT.
  • the adaptive crash structure ACS is at rest.
  • the configuration consists in the present case of a tube, which in turn consists of several parts, a ring R, which moves longitudinally on the tube and an actuator, which is not shown here.
  • the tube consists of several parts, so that it can be loaded axially or in bending, depending on the position of the stiffening ring R:
  • the tube or its segments can move apart in the event of a collision, so that a bending deformation occurs.
  • FIG. 7 shows the same configuration in a sectional view with the adaptive crash structure ACS or pipe the ring R and the crash direction CR.
  • Fig. 8 is a plan view of this structure is shown with the ring R, the segments Sl, S2, S3 and S4. Furthermore, since it is a rotationally symmetrical arrangement, corresponding symmetry lines are drawn.
  • FIG. 9 now shows an embodiment with a non-closed ring RA and in turn the segments of the pipe Sl, S2, S3 and S4.
  • Another possible variant of the principle shown in FIG. 9 is an opening angle of greater than 90 ° of the stiffening ring and to make it with a rotation lock so that one of the four segments can always bend. In a severe crash, three out of four pipe segments will deform axially and one segment would bend or fold. In a light crash, all segments would bend.
  • FIG. 10 shows a bending of the crash structure ACS as a result of the crash.
  • the original state UZ is shown in dashed lines.
  • the ring is placed in the very front so that the bending deformation can occur.
  • the adaptive crash structure ACS is arranged on the side member on the other side LT. This figure 10 shows a predominantly bending load, ie a soft setting of the adaptive crash system ACS.
  • Fig. 11 shows a crash structure under axial load.
  • the ring R is now centrally located.
  • UZ the original state is shown in dashed lines, while the tube ACS undergoes an axial deformation, which is represented by the wave-like structures.
  • This figure 11 shows a predominantly axial load, i. a stiff setting of the adaptive crash system ACS.
  • Fig. 12 shows an example with non-constant wall thicknesses RE and two rings Rl and R2.
  • a reverse representation with high wall thicknesses in the middle and low wall thicknesses at the extremities of the tube are possible in the present case.
  • the coupling elements can not only be located on the outer periphery of the deformation element or of the hollow body, but also in the middle. All other possible structures are possible in the present case.

Abstract

The invention relates to a device and method for adjusting a rigidity of an active crash structure for a vehicle. A parallel arrangement of deformation elements and a controller are provided. The controller adjusts the rigidity by means of connecting and/or disconnecting the deformation elements as a function of a crash event and/or at least one crash-relevant parameter.

Description

Beschreibung Titel  Description title
Vorrichtung und Verfahren zur Einstellung einer Steifigkeit einer crashaktiven Struktur für ein Fahrzeug  Apparatus and method for adjusting a stiffness of a crash-active structure for a vehicle
Stand der Technik State of the art
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren zur Einstellung einer Steifigkeit einer crashaktiven Struktur für ein Fahrzeug nach der Gattung der unabhängigen Patentansprüche. The invention relates to a device or a method for adjusting a stiffness of a crash-active structure for a vehicle according to the preamble of the independent claims.
Aus EP 1 792 786 A2 ist eine Crashbox bekannt, die ein gehäuseartiges Defor- mationsprofil mit einer längsträgerseitigen Flanschplatte besitzt und als Faltkonstruktion aus Metallblech ausgebildet ist. Das Deformationsprofil besteht aus zwei Schalenbauteilen, wobei an jedem Schalenbauteil ein Flanschplattenabschnitt angeformt ist. Die Schalenbauteile werden aus Ausgangsplatinen aus Metallblech gefaltet, anschließend zusammengesetzt und mittels Widerstandsschweißpunkten aneinander gefügt. Aus DE 197 45 656 AI ist ein Pralldämpfer für ein Fahrzeug bekannt. Dieser Pralldämpfer weist beim Fahrzeugaufprall einen verformbaren Deformationskörper auf, in dessen Weg ein Sperrteil hineinragt, in welchem aufgrund der Krafteinwirkung beim Aufprall eine plastische Verformung des Deformationskörpers unter Absorption von Aufprallenergie herbeigeführt wird, wobei der Verformungswiderstand des Deformationskörpers durch eine Steuerung in einer zusätzlichen Deformationsstufe erhöht werden kann. Hierzu weist das Sperrteil mindestens zwei Schaltstellungen auf, in denen es in dem Verschiebeweg des Deformationskörpers hineinragt, wodurch der Deformationskörper durch die Krafteinwirkung beim Aufprall weniger oder mehr plastisch verformt wird. Aus DE 199 38 937 AI ist ein Karosserieaufbau eines Kraftfahrzeugs mit kontrollierter Reaktionslast bekannt. Dabei weist dieser Karosserieaufbau ein Längselement mit einem ersten Abschnitt, einen von diesem verschiedenen zweiten Abschnitt zur Bereitstellung einer kontrollierten Reaktionskraft zum Zeitpunkt eines Fahrzeugaufpralls auf, wobei der zweite Abschnitt dazu ausgelegt ist, einer Knick- oder Faltdeformation zu unterliegen, wodurch der zweite Abschnitt eine wesentlich höhere deformationsauslösende Last aufweist als eine plastische Deformationslast, und wobei der erste Abschnitt dazu ausgelegt ist, sich bei einer deformationsauslösenden Last zu falten, welche wesentlich kleiner als die deformationsauslösende Last des zweiten Abschnitts jedoch wesentlich höher als die plastische Deformationslast des zweiten Abschnitts ist. Somit zeigt die Fahrzeugkarosserie während einer frühen Phase eines Fahrzeugaufpralls ei- ne hohe Reaktionslast und während eines Endphaseaufpralls eine geringere Reaktionslast, so dass die Spitzenbeschleunigung des Fahrzeuginsassen, welcher von einem Anschnallgurt mit einer bestimmten Elastizität zurückgehalten wird, minimiert werden kann. Offenbarung der Erfindung From EP 1 792 786 A2, a crash box is known, which has a housing-like deformation profile with a longitudinal carrier-side flange plate and is designed as a folded construction of sheet metal. The deformation profile consists of two shell components, wherein a flange plate portion is integrally formed on each shell component. The shell components are folded out of metal sheet exit plates, then assembled and joined together using resistance welding points. From DE 197 45 656 AI an impact damper for a vehicle is known. This impact damper has a deformable deformation body during vehicle impact, in the path of which a blocking element is caused, in which due to the force on impact plastic deformation of the deformation body is caused by absorption of impact energy, the deformation resistance of the deformation body are increased by a control in an additional deformation stage can. For this purpose, the locking member has at least two switching positions, in which it protrudes in the displacement path of the deformation body, whereby the deformation body is less or more plastically deformed by the force effect on impact. From DE 199 38 937 AI a body structure of a motor vehicle with a controlled reaction load is known. In this case, this body structure has a longitudinal element with a first section, one of this different second portion for providing a controlled reaction force at the time of a vehicle crash, wherein the second portion is adapted to undergo a kink or folding deformation, whereby the second portion has a much higher deformation-inducing load than a plastic deformation load, and wherein the first portion thereto is designed to fold at a deformation-inducing load which is substantially smaller than the deformation-inducing load of the second section but substantially higher than the plastic deformation load of the second section. Thus, the vehicle body exhibits a high reaction load during an early phase of a vehicle crash, and a lower reaction load during a final phase impact, so that the peak acceleration of the vehicle occupant restrained by a seat belt with a certain elasticity can be minimized. Disclosure of the invention
Die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren zur Einstellung einer Steifigkeit einer crashaktiven Struktur für ein Fahrzeug mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche haben dem gegenüber den Vor- teil, dass die Vorrichtung nunmehr eine parallele Anordnung von Deformationselementen und eine Steuerung aufweist, wobei die Steuerung in Abhängigkeit von einem Crashvorgang und/oder wenigstens einem crashrelevanten Parameter die Steifigkeit durch ein Verbinden und/oder Trennen der Deformationselemente einstellt. Damit kann eine adaptive Steifigkeit durch ein einfaches und zuverlässi- ges Verfahren bzw. eine Vorrichtung durchgeführt werden. Diese erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren ermöglichen durch die Anpassung auf einen Crashvorgang oder auf wenigstens einen crashrelevanten Parameter, dass eine Frontstruktur bei einem Fahrzeug durch die erfindungsgemäße crashaktive Struktur im Gewicht verringert werden kann, was sich dadurch zusätzlich auszahlt, dass auch der Motor und andere Antriebskomponente damit leichter ausgelegt werden können, was zu einer zusätzlichen Gewichtsersparnis führt. Das Verbinden und Trennen kann vorzugsweise reversibel ausgebildet werden, so dass die Sensorik, die zur Steuerung der Steifigkeit dient, sehr empfindlich ausgestaltet werden kann und bei einer nicht notwendigen Erhöhung der Steifigkeit oder Verringerung, ohne dass der Fahrer es merkt, wieder in die Stan- dardposition zurückgefahren werden kann. Die Standardposition kann dabei wahlweise die maximale, eine mittlere oder die minimale Steifigkeit sein. Insbesondere führt die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren dazu, dass zwischen einer vornehmlichen Biege- und einer vornehmli- chen Axial- oder Kompressionsbelastung durch das Verbinden und Trennen derThe device according to the invention or the method according to the invention for adjusting the stiffness of a crash-active structure for a vehicle with the features of the independent claims have the advantage that the device now has a parallel arrangement of deformation elements and a control, wherein the control in Depending on a crash process and / or at least one crashrelevanten parameter sets the stiffness by connecting and / or separating the deformation elements. Thus, adaptive stiffness can be performed by a simple and reliable method or apparatus. This inventive device or the inventive method allow by adapting to a crash or at least one crashrelevanten parameters that a front structure in a vehicle by the crash-active structure according to the invention can be reduced in weight, which thereby pays additionally, that the engine and other drive components can be designed to be lighter, resulting in additional weight savings. The connection and disconnection can preferably be made reversible, so that the sensor system which serves to control the rigidity can be made very sensitive and, if the rigidity or reduction is not necessary to increase, without the driver being aware of it, being returned to the standard. default position can be reduced. The standard position can be either the maximum, the average or the minimum stiffness. In particular, the device according to the invention or the method according to the invention results in the fact that between a predominantly bending and a predominant axial or compression loading by connecting and disconnecting the
Deformationselemente gewählt werden kann. Die erfindungsgemäße crashaktive Vorrichtung kann insbesondere innerhalb der vorderen Längsstruktur vorliegen. Die Ansteuerung in Abhängigkeit vom Crashvorgang, also insbesondere dem Crashtyp und/oder der Crashschwere bzw. wenigstens einem crashrelevanten Parameter wie einem Umgebungssignal oder einem Insassensignal oder demDeformation elements can be selected. The crash-active device according to the invention can be present in particular within the front longitudinal structure. The control depending on the crash, so in particular the crash type and / or the crash severity or at least one crashrelevanten parameters such as an ambient signal or an occupant signal or the
Fahrzeuggewicht bzw. Daten über einen Unfallträger führen zu einer adaptiven Einstellung der Steifigkeit. Insbesondere ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren, dass die Steifigkeit in beliebig vielen Stufen einstellbar ist. Wie oben bereits dargestellt, ermöglicht die erfin- dungsgemäße Vorrichtung, dass die Frontstruktur verkürzt werden kann, und damit eine Gewichtsersparnis erfolgen kann. Dies ist insbesondere für kleinere Fahrzeuge von großem Interesse und allgemein auch im Hinblick auf eine Energieeinsparung. Wie oben bereits dargestellt, ist durch die Reversibilität die Möglichkeit geschaffen bei einer Fehlauslösung, die beispielsweise durch ein Schlagloch in der Straße oder eine leichte Kollision mit einer Mülltonne oder einem Garagentor ausgelöst werden kann, zu beheben, indem die Vorrichtung bzw. das Verfahren reversibel ausgelegt ist, so dass die Aktuatorik wieder in seine Ursprungsposition zu- rückverstellt werden kann, wobei der Fahrer davon nichts merken sollte. Vehicle weight or data on an accident carrier lead to an adaptive adjustment of rigidity. In particular, the device according to the invention or the method according to the invention makes it possible to adjust the rigidity in any number of stages. As already explained above, the device according to the invention makes it possible to shorten the front structure and thus allows weight to be saved. This is of particular interest for smaller vehicles and generally also in terms of energy saving. As already explained above, the reversibility creates the possibility of a false triggering, which can be triggered for example by a pothole in the road or a slight collision with a garbage bin or a garage door, by designing the device or the method reversible is so that the actuator can be moved back to its original position, the driver should not notice.
Die Vorrichtung ist vorliegend die crashaktive Struktur mit der entsprechenden Ansteuerung, die im vorderen Fahrzeugbereich eingebaut wird. Das Einstellen der Steifigkeit bedeutet, dass die Steifigkeit verändert wird. Dabei können je nach Auslegung der Vorrichtung zwei, drei, vier oder beliebig viele Stufen der Steifigkeit eingestellt werden. Unter der Steifigkeit ist der Widerstand eines Körpers vorliegend der crashaktiven Struktur gegen eine Verformung durch eine Krafteinwirkung zu verstehen, die vorliegend durch den Unfallgegner durch den Crash erzeugt wird. Die Steifigkeit der crashaktiven Struktur ist dabei zum einen vom Werkstoff sowie der Geometrie oder vorliegend, ob die Deformationselemente verbunden oder getrennt werden, abhängig. The device is presently the crash-active structure with the appropriate control, which is installed in the front of the vehicle. Adjusting the stiffness means that the stiffness is changed. Depending on the design of the device, two, three, four or any number of stages of rigidity can be set. Stiffness is understood to mean the resistance of a body in the present case to the crash-active structure against deformation due to a force which is generated in the present case by the crash opponent. The rigidity of the crash-active structure is for one depending on the material and the geometry or present, whether the deformation elements are connected or disconnected.
Die crashaktive Struktur ist jene Struktur, die mechanisch ausgebildet ist und die eine variable Steifigkeit durch eine Einstellung eines Parameters dieser crashaktiven Struktur aufweist. Die crashaktive Struktur besteht vorliegend aus den Deformationselementen und der entsprechenden Steuerung. Eine eventuelle Sen- sorik kann dabei in der crashaktiven Struktur oder nahe bei der crashaktiven Struktur angeordnet sein und somit Element der Vorrichtung sein. The crash-active structure is that structure which is mechanically formed and which has a variable rigidity through an adjustment of a parameter of this crash-active structure. The crash-active structure consists in the present case of the deformation elements and the corresponding control. A possible sensor system can be arranged in the crash-active structure or close to the crash-active structure and thus be an element of the device.
Unter der parallelen Anordnung der Deformationselemente ist zu verstehen, dass die Deformationselemente nebeneinander angeordnet sind und erfindungsgemäß verbunden und/oder getrennt werden können. Bei dem Deformationselement handelt es sich beispielsweise um einen Hohlkörper aus Aluminium oder Aluminiumblech oder einem Stahlblech, der zylinderförmig, aber auch stabförmig, rechteckig im Querschnitt oder eine andere geeignete geometrische Struktur aufweist. Under the parallel arrangement of the deformation elements is to be understood that the deformation elements are arranged side by side and can be connected and / or separated according to the invention. The deformation element is, for example, a hollow body made of aluminum or aluminum sheet or a steel sheet which has a cylindrical, but also rod-shaped, rectangular cross-section or another suitable geometric structure.
Die Steuerung kann passiv oder aktiv ausgeführt sein, wie es aus den abhängigen Ansprüchen hervorgeht. Dabei reagiert die Steuerung auf den Crashvorgang und/oder wenigstens einen crashrelevanten Parameter. Unter dem Crashvorgang können Größen wie die Crashschwere, der Crashtyp, Messwerte wie die Beschleunigung, die Aufprallgeschwindigkeit, usw. verstanden werden. Aber auch von den Messwerten abgeleitete Größen wie die zeitlich einfach oder zweifach integrierte Beschleunigung können unter dem Crashvorgang verstanden werden. Crashrelevante Parameter sind beispielsweise Umfeldsignale, Insassensignale, Signale, die den Unfallgegner kennzeichnen, beispielsweise durch einen Informationsaustausch zwischen den Fahrzeugen. The control may be passive or active, as is apparent from the dependent claims. The controller reacts to the crash process and / or at least one crashrelevanten parameters. The crash process can be understood as meaning crash severity, crash type, measured values such as acceleration, impact speed, etc. However, variables derived from the measured values, such as the acceleration that is integrated once or twice over time, can also be understood under the crash process. Crash-relevant parameters are, for example, ambient signals, occupant signals, signals that characterize the accident opponent, for example by an exchange of information between the vehicles.
Mit dem Verbinden kann ein kraftschlüssiges, formschlüssiges und/oder stoffschlüssiges Verbinden gemeint sein, das zur Veränderung der Steifigkeit der crashaktiven Struktur beiträgt. Das Trennen heißt dagegen, dass die Deformationselemente sich völlig unabhängig voneinander verhalten. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen, der in den unabhängigen Patentansprüchen angegebene Vorrichtung bzw. des in den unabhängigen Patentansprüchen angegebenen Verfahrens zur Einstellung einer Steifigkeit einer crashaktiven Struktur für ein Fahrzeug möglich. Es ist vorteilhaft, dass die Steuerung passiv ausgebildet ist, wobei die Steuerung eine vorbestimmte Lastverformungscharakteristik aufweist, die in Abhängigkeit vom Crashvorgang die Trennung und/oder die Verbindung der Deformationselemente bewirkt. By connecting, a positive, positive and / or material-locking connection may be meant, which contributes to changing the rigidity of the crash-active structure. The separation, on the other hand, means that the deformation elements behave completely independently of each other. Advantageous improvements, the device specified in the independent patent claims or the method specified in the independent patent claims for adjusting the rigidity of a crash-active structure for a vehicle are possible by the measures and developments listed in the dependent claims. It is advantageous that the control is made passive, wherein the control has a predetermined load-deflection characteristic which causes the separation and / or the connection of the deformation elements as a function of the crash process.
Denkbar sind Materialien mit einer starken dehnratenabhängigen Charaketristik, d.h. bei großen Geschwindigkeiten erfolgt kein Versagen, während es bei niedrigeren Crashgeschwindigkeiten zu einem versagen kommt. Die„Programmierung" der„inhärenten" Aktuatorik wird somit durch die Materialcharakteristik übernommen.  Conceivable materials are those with a strong strain rate dependent characteristics, i. at high speeds no failure occurs, while at lower crash speeds, failure occurs. The "programming" of the "inherent" actuator is thus taken over by the material characteristics.
Es ist weiterhin vorteilhaft, dass die Steuerung in Abhängigkeit von einem elektrischen Signal erfolgt, das den Crashvorgang und/oder wenigstens einen crashrelevanten Parameter repräsentiert. Die Steuerung weist dabei eine Aktuatorik auf, die wenigstens ein Schaltelement zum Verbinden und/oder Trennen der Deformationselemente betätigt. Das elektrische Signal kann vorliegend von einem It is furthermore advantageous that the control takes place as a function of an electrical signal which represents the crash process and / or at least one crash-relevant parameter. The controller has an actuator that actuates at least one switching element for connecting and / or separating the deformation elements. The electrical signal can in the present case of a
Steuergerät stammen, das sich innerhalb oder außerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung befindet. Insbesondere kann es sich dabei um ein Airbag- Steuergerät handeln. Aber auch andere Sicherheitssteuergeräte wie Steuergeräte für eine Fahrzeugrundumsicht oder eine Fahrdynamikregelung sind vorliegend möglich. Auch ein Steuergerät, das alle diese Sicherheitsfunktionen vereinigt, ist vorliegend möglich. Die Aktuatorik kann alle möglichen Ausprägungen aufweisen. Sie kann induktiv, piezoelektrisch, mit Magneten, mit einem Linearmotor über eine Formgedächtnislegierung, einen Wirbelstrom-Aktuator ausgebildet sein. Weitere Aktuatorprinzipien sind denkbar. Controller come, which is located inside or outside the device according to the invention. In particular, it may be an airbag control unit. But other safety control devices such as control units for a vehicle-wide view or a vehicle dynamics control are possible in the present case. Even a control unit that combines all these safety functions, is possible in the present case. The actuator can have all possible characteristics. It may be formed inductively, piezoelectrically, with magnets, with a linear motor via a shape memory alloy, an eddy current actuator. Other actuator principles are conceivable.
Das Schaltelement ist ein mechanisches Element, das die Deformationselemente verbindet oder trennt. Diese Verbindung kann durch ein Halten, das Trennen durch ein Öffnen erfolgen, so dass die Deformationselemente nach dem Öffnen unabhängig voneinander auf den Crash reagieren. Das Verbinden führt dazu, dass das Ensemble der Deformationselemente zusammen dem Crash entgegenwirkt. Dies kann zu einer Veränderung bzw. Umschaltung zwischen einer Kompressions- und Biegedeformation führen. Erfindungsgemäß wurde insbe- sondere erkannt, dass die Kompressionsdeformation bzw. axiale Verformung hinsichtlich des Masse-Steifigkeitseinsatzes effizienter ist als die Biegedeformation, d.h. eine höhere Energieaufnahme im Crash besitzt. Es ist weiterhin vorteilhaft, dass das wenigstens eine Schaltelement in mehr als zwei Stufen schaltbar ist. Damit kann dann die Steifigkeit in mehr als zwei Stufen eingestellt werden, beispielsweise in drei, vier oder beliebig vielen Stufen oder aber eine stufenlose Einstellung der Steifigkeit. Unter den Stufen der Steifigkeit wird vorliegend verstanden, dass die Steifigkeit nur bestimmte diskrete Werte annehmen kann, die voneinander derart beabstandet sind, dass kein unmittelbarer Übergang zwischen diesen Werten möglich ist. Die Steifigkeiten weisen daher zueinander Sprünge auf. The switching element is a mechanical element that connects or disconnects the deformation elements. This connection can be made by a hold, the separation by an opening, so that the deformation elements react independently after opening to the crash. The joining causes the ensemble of the deformation elements together to counteract the crash. This can lead to a change or switching between a compression and bending deformation. According to the invention, special recognized that the compression deformation or axial deformation in terms of mass-stiffness is more efficient than the bending deformation, ie has a higher energy absorption in the crash. It is further advantageous that the at least one switching element is switchable in more than two stages. Thus, the stiffness can then be set in more than two stages, for example in three, four or any number of stages or a stepless adjustment of the rigidity. The term "stiffness" as used herein means that the stiffness can only assume certain discrete values which are spaced apart from one another such that no direct transition between these values is possible. The stiffnesses therefore have jumps to each other.
Es ist weiterhin vorteilhaft, dass das Verbinden der Deformationselemente im Wesentlichen eine Kompressionsdeformation, wie oben bereits genannt, und durch das Trennen der Deformationselemente im Wesentlichen eine Biegedeformation bewirkbar ist. Beim schweren Crash ist insbesondere die Kompressionsdeformation zur Erhöhung des Energieabsorptionsverhaltens, insbesondere im Beginn eines Crashvorgangs von Vorteil, während die Biegedeformation im weiteren Verlauf des Crashvorgangs oder bei einem leichteren Crash von Vorteil ist. Bei der Biegedeformation kommt es zu einem Verbiegen an entsprechenden Knickstellen der Deformationselemente. Durch das Biegeverhalten wird ein deutlich niedrigeres Kraftniveau erreicht. Bei der Kompressionsdeformation bzw. der axialen Deformation wird das entsprechende Deformationselement axial zusam- mengedrückt. Dies kann auch durch eine entsprechende Strukturierung des Deformationselements unterstützt werden. D.h., wenn das Deformationselement in axialer Richtung komprimiert wird und damit zusammengefaltet wird, sind die Fal- tungsknicke durch eine Strukturierung beispielsweise schon vorbestimmt. Darüber hinaus ist es von Vorteil, dass die Deformationselemente wenigstens zwei Segmente eines Hohlkörpers sind. Es ist also vorteilhaft einen Hohlkörper zu nehmen und diesen in Zellen oder anders genannte Unterbaugruppen aufzuteilen, die dann jeweils die Funktion der Deformationselemente übernehmen. Damit ist eine sehr kompakte Darstellung dieser Deformationselemente möglich, die auch eine leichte Steuerung dieser Deformationselemente ermöglicht. Die Segmente können insbesondere beispielsweise bei einem Rohr ineinander gesteckt sein und so den Radius dieses Rohres definieren. It is furthermore advantageous that the joining of the deformation elements is essentially a compression deformation, as already mentioned above, and by the separation of the deformation elements substantially a bending deformation is effected. In the event of a serious crash, in particular the compression deformation is advantageous for increasing the energy absorption behavior, in particular at the beginning of a crash, while the bending deformation is advantageous in the further course of the crash process or in a lighter crash. In the bending deformation, bending occurs at corresponding kink points of the deformation elements. Due to the bending behavior, a significantly lower level of force is achieved. During compression deformation or axial deformation, the corresponding deformation element is compressed axially. This can also be supported by a corresponding structuring of the deformation element. That is, when the deformation element is compressed in the axial direction and thus folded, the folding kinks are already predetermined by structuring, for example. Moreover, it is advantageous that the deformation elements are at least two segments of a hollow body. It is therefore advantageous to take a hollow body and divide it into cells or other sub-assemblies, which then each take over the function of the deformation elements. For a very compact representation of these deformation elements is possible, which also allows easy control of these deformation elements. The In particular, segments can be inserted into each other, for example, in the case of a pipe, and thus define the radius of this pipe.
Es ist vorteilhaft, dass als das wenigstens eine Schaltelement wenigstens ein weitgehend geschlossenes Kopplungselement um den Hohlkörper vorgesehen ist, und dass das wenigstens eine Kopplungselement auf dem Hohlkörper mittels der Aktuatorik verschiebbar ist, wobei durch die Verschiebung das Trennen und/oder Verbinden der Segmente bewirkbar ist. Damit wird eine vorteilhafte Ausführungsform beschrieben, wobei das Kopplungselement als das wenigstens eine Schaltelement beispielsweise ein weitgehend geschlossener Ring ist, der aber auch offen sein kann, wo beispielsweise eines der Segmente immer zur Biegedeformation bei einem Crashvorgang veranlasst wird. Dabei müsste der Ring dann durch entsprechende Maßnahmen vor einem Verdrehen gehindert werden. Es ist auch möglich, mehr als einen Ring beispielsweise zwei Ringe zu verwenden oder auch noch mehr, um eine genauere Einstellung der Steifigkeit zu erreichen. Es gibt jedoch auch andere Strukturen, die ähnlich zu einem Ring außerhalb des Hohlkörpers um diesen Hohlkörper angeordnet sind. Es können insbesondere klammerartige Strukturen, also beispielsweise ein rechteckiger Ring sein. Der Ring kann auch vollständig geschlossen sein. It is advantageous that at least one largely closed coupling element is provided around the hollow body as the at least one switching element, and that the at least one coupling element is displaceable on the hollow body by means of the actuator, wherein the separation and / or connection of the segments can be effected by the displacement , Thus, an advantageous embodiment is described, wherein the coupling element as the at least one switching element, for example, a largely closed ring, but which may also be open, where, for example, one of the segments is always prompted for bending deformation in a crash. In this case, the ring would then be prevented by appropriate measures against twisting. It is also possible to use more than one ring, for example two rings, or even more so as to achieve a more precise adjustment of the rigidity. However, there are other structures that are arranged around this hollow body similar to a ring outside the hollow body. In particular, it may be clip-type structures, that is, for example, a rectangular ring. The ring can also be completely closed.
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass das wenigstens ein Kopplungselement derart ausgebildet ist, dass wenigstens ein Segment der wenigstens zwei Segmente immer im Wesentlichen die Biegedeformation im Crashvorgang ausführt. Dies beschreibt erneut wie die Deformationselemente genutzt werden können. Dabei ist durch die Ausführung des Kopplungselementes, also beispielsweise des Rings eine entsprechende Einstellung für eine Biegedeformation möglich. Dies kann auch durch einen weiteren Ring derart bewirkt werden, dass immer eine Kompressionsdeformation auftritt, jedoch muss dabei immer eine Steuerung, also eine Adaption auf den Crashvorgang erfolgen. Furthermore, it is advantageous that the at least one coupling element is designed such that at least one segment of the at least two segments always essentially performs the bending deformation in the crash process. This again describes how the deformation elements can be used. It is possible by the execution of the coupling element, so for example of the ring a corresponding adjustment for a bending deformation. This can also be effected by a further ring such that always a compression deformation occurs, but there must always be a control, so an adaptation to the crash process.
Vorzugsweise sind die wenigstens zwei Segmente ineinander gesteckt. Dies bedeutet, dass die Segmente bei fehlendem Crashvorgang leicht auseinander genommen werden können und beispielsweise radial ineinander gesteckt sind. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Preferably, the at least two segments are inserted into one another. This means that the segments can be easily taken apart in the absence of crash operation and, for example, are inserted radially into one another. Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description.
Es zeigt Figur 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Figur 2 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens, Figur 3 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Schaltelement, Figur 4 ein Schnitt durch die Deformationselemente sowie das Schaltelement, Figur 5 ein Blockdiagramm zur Adaption auf verschiedene Crasharten, Figur 6 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Ring als Schalt- bzw. Kopplungselement, Figur 7 und 8 jeweils eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit dem Ring als Kopplungselement, Figur 9 eine Variante mit einem nicht geschlossenen Ring, Figur 10 eine Crashstruktur mit einer Biegedeformation, Figur 11 eine Crashstruktur mit einer Kompressionsdeformation und Figur 12 ein Ausführungsbeispiel der adaptiven Crashstruktur mit zwei Ringen. 1 shows a block diagram of the device according to the invention, FIG. 2 shows a flowchart of the method according to the invention, FIG. 3 shows a schematic representation of the device according to the invention with a switching element, FIG. 4 shows a section through the deformation elements and the switching element, FIG. 5 shows a block diagram for adaptation to different types of crashes 6 shows an embodiment of the device according to the invention with a ring as a switching or coupling element, Figure 7 and 8 respectively a sectional view of the device according to the invention with the ring as a coupling element, Figure 9 shows a variant with a non-closed ring, Figure 10 shows a crash structure with a FIG. 11 shows a crash structure with a compression deformation, and FIG. 12 shows an exemplary embodiment of the adaptive crash structure with two rings.
Figur 1 zeigt eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit CR, die die Crashrichtung bezeichnet. Vorliegend sind drei Deformationselemente beispielhaft parallel zueinander angeordnet, die über Halter 1, 2 und 3 durch die Aktuatoren Akt 1, Akt2, Akt 3 miteinander verbunden bzw. getrennt werden können. Die Aktuatorik Akt 1 bis 3 wird durch ein Steuergerät SG angesteuert, das die Aktuatorik in Abhängigkeit vom Crashvorgang und/oder wenigstens einem crashrelevanten Parameter ansteuert. Bei der Sensorik S kann es sich um verschiedenste Sensoren zur Erfassung des Crash-Vorgangs und/oder der wenigs- tens einen crashrelevanten Parameters handeln. Dabei kann es sich um Körperschallsensoren, Luftdrucksensoren in den Seiten, Beschleunigungssensoren an verschiedenen Orten des Fahrzeugs, Umfeldsensoren wie Radar, Video, Ultraschall, einer Fahrdynamikregelung, Insassensensoren die beispielsweise das Gewicht des Insassen erfassen, einer Car-to-Car-Kommunikation, um Daten vom Unfallgegner zu erfassen, Fahrzeugsensoren, die zur Erfassung des Fahrzeuggewichts dienen, Navigationssensoren, Drehratensensoren usw. handeln. Das Steuergerät SG, das diese Sensorsignale verarbeitet, kann beispielsweise auch Teile dieser Sensoren selbst beinhalten. Das Steuergerät ist dabei innerhalb oder außerhalb der Vorrichtung angeordnet. Insbesondere kann es sich um das Air- bagsteuergerät handeln. Die Aktuatoren 1 bis 3 erhalten vom Steuergerät SG Stellsignale um die Halter 1, 2 und 3 zu aktivieren, so dass die Deformationselemente 1 bis 3 entweder miteinander verbunden oder getrennt werden. Figure 1 shows a schematic diagram of the device according to the invention with CR, which designates the crash direction. In the present case, three deformation elements are arranged, for example, parallel to one another, which can be connected or disconnected via holders 1, 2 and 3 by the actuators Act 1, Act 2, Act 3. The Aktuatorik Act 1 to 3 is controlled by a control unit SG, which controls the actuator as a function of the crash process and / or at least one crashrelevanten parameter. The sensor system S can be a wide variety of sensors for detecting the crash process and / or the at least one crash-relevant parameter. These may be structure-borne sound sensors, air pressure sensors in the sides, acceleration sensors at various locations of the vehicle, environment sensors such as radar, video, ultrasound, a vehicle dynamics control, occupant sensors that detect, for example, the weight of the occupant, car-to-car communication, data to detect the accident opponent, vehicle sensors that serve to detect the vehicle weight, navigation sensors, rotation rate sensors, etc. act. The control unit SG, which processes these sensor signals, may for example also include parts of these sensors themselves. The control unit is arranged inside or outside the device. In particular, it may be the airbag control unit. The actuators 1 to 3 received from the control unit SG Actuate signals to activate the holders 1, 2 and 3, so that the deformation elements 1 to 3 are either connected or disconnected.
Fig. 2 erläutert das in der gemäß Fig. 1 dargestellten Vorrichtung ablaufende Verfahren. Im Verfahrensschritt 200 wird durch die Sensorik S und das Steuergerät SG, das dafür Rechenmittel aufweist, wie ein Mikrocontroller der Crashvorgang bzw. wenigstens ein crashrelevanter Parameter ermittelt und in Abhängigkeit davon über eine Entscheidungsmatrix oder Schwellwertabfragen eine Entscheidung bezüglich der erforderlichen Steifigkeit getroffen (Verfahrensschritt 201). Handelt es sich um einen harten Crash, dann ist es erforderlich eine höhere Steifigkeit einzustellen. Bei weniger harten Crashs kann eine geringere Steifigkeit eingestellt werden. Dies erfolgt dann in Verfahrensschritt 202 durch ein entsprechendes Verbinden oder Trennen der Deformationselemente. Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der crashaktiven Struktur 31, die auch adaptive Crashstruktur (ACS) genannt wird, mit einem Kopplungselement bzw. Schaltelement 30, wobei die crashaktive Struktur 31 dabei vier Deformationssegmente aufweist, die jeweils als Hohlkörper ausgebildet sind. Die Länge der Hohlkörper ist mit L bezeichnet, während die Höhe mit h und die Breite mit b gekennzeichnet ist. Bei den Deformationselementen handelt es sich vorliegend um Tragelemente, beispielsweise Hohlprofile, die vorliegend zu einem Tragensemble die wiederum durch das Schaltelement 30 beispielsweise kraftschlüssig miteinander verbunden werden können, so dass je nach Einstellung entweder eine einzige Einheit wirkt und das Tragensemble zusammenwirkt oder in separate, vorliegend vier separate Tragstrukturen wirken. Das Schaltelement 30 kann wie oben beschrieben durch die entsprechenden Aktoriken geschaltet werden. Beim Verbinden also beispielsweise einem Kraftschluss wird das Kopplungselement 30 entsprechend gelöst. Das bzw. die Schaltelemente 30 können nur an einem Punkt bzw. einer Teillänge entlang der Hohlkörper angebracht sein und wirken oder entlang der gesamten Länge der Hohlkörper verbaut sein. Die Anzahl der Teilstrukturen, z.B. Hohlkörper kann beliebig, aber mindestens zwei sein. Dabei müssen nicht alle Teilstrukturen (Hohlkörper) über die Aktuatorik von Anfang an miteinander verbunden sein. Wesentlich ist, dass geschaltet werden kann zwischen einem Zustand bei dem alle oder eine Teilmenge der Hohlkörper als Ensemble El wirken oder eben jeder Teilkörper alleine oder eine Teilmenge als Ensemble E2 wirken. Dabei ist die Anzahl der Teilkörper die maximal im Ensemble wirken (El) im Fall der vornehmlichen Axialbelastung größer als die Anzahl der Teilkörper die maximal im Ensemble wirken (E2) im Fall der vornehmlichen Biegebelastung Fig. 2 illustrates the running in the apparatus shown in FIG. 1 process. In method step 200, the sensor system S and the control unit SG, which has computing means for determining how a microcontroller determines the crash process or at least one crash-relevant parameter, makes a decision regarding the required rigidity via a decision matrix or threshold value queries (method step 201). , If it is a hard crash, then it is necessary to set a higher stiffness. For less severe crashes, a lower rigidity can be set. This then takes place in method step 202 by a corresponding connection or disconnection of the deformation elements. FIG. 3 shows an exemplary embodiment of the crash-active structure 31, which is also called an adaptive crash structure (ACS), with a coupling element or switching element 30, the crash-active structure 31 having four deformation segments, each of which is designed as a hollow body. The length of the hollow body is denoted by L, while the height is denoted by h and the width by b. In the present case, the deformation elements are supporting elements, for example hollow profiles, which in the present case can be frictionally connected to one another by the switching element 30, so that, depending on the setting, either a single unit acts and the supporting ensemble interacts or is present in separate ones four separate support structures act. The switching element 30 can be switched by the corresponding actuators as described above. When connecting so for example a traction, the coupling element 30 is solved accordingly. The one or more switching elements 30 may be attached only at one point or a partial length along the hollow body and act or be installed along the entire length of the hollow body. The number of partial structures, eg hollow body can be arbitrary, but at least two. Not all partial structures (hollow bodies) must be connected to each other via the actuators from the beginning. It is essential that it is possible to switch between a state all or a subset of the hollow body act as an ensemble El or just each sub-body alone or a subset act as ensemble E2. In this case, the number of partial bodies which act maximally in the ensemble (El) in the case of the primary axial load is greater than the number of partial bodies which act maximally in the ensemble (E2) in the case of the predominant bending load
Fig. 4 zeigt einen in Fig. 3 angedeuteten Schnitt durch die Großbuchstaben A. Bei dem Hohlkörper 40 kann als weiterer Parameter die Wandstärke variiert werden. Dies hat einen direkten Einfluss auf die Steifigkeit. Umso dicker, umso hö- her ist die Steifigkeit. Das Kopplungselement 41 ist wie gesagt schaltbar und in der Länge variabel. FIG. 4 shows a section through the capital letters A indicated in FIG. 3. In the hollow body 40, the wall thickness can be varied as a further parameter. This has a direct influence on the stiffness. The thicker the higher the stiffness. The coupling element 41 is as mentioned switchable and variable in length.
Fig. 5 zeigt in einem Blockschaltbild wie eine crashabhängige Ansteuerung des Kopplungselements gemäß Fig. 3 bzw. 4 erfolgen kann. Im Block 50 sind ver- schiedenste Sensoren beispielhaft angeordnet, die nicht alle notwendig sein müssen. Eine Initialsensorik 51 umfasst beispielsweise eine Beschleunigungs- sensorik, eine Drehbewegungssensorik und/oder eine Körperschallsensorlk. Der Block 52 umfasst GPS bzw. Navigationsdaten. Im Block 53 ist eine vorausschauende Sensorik wie Radar, Video, Ultraschall, Lidar usw. bezeichnet. Im Block 54 werden externe Can-Signale, wie beispielsweise von einem Car to X oder auch ESP-Signale verstanden. Natürlich können auch noch weitere Sensoren 55 verwendet werden. Diese Sensorsignale werden an ein Steuergerät 56 übertragen, das einen Algorithmus 57 zur Ansteuerung der adaptiven Crashstruktur hat. Insbesondere weist das Steuergerät 56 ein Modul 58 auf, das eine Crashkategorisierung bzw. Crashtypbestimmung bzw. Crashschwerebestimmung aufweist. Mit diesen Daten wird die Aktorik 59 angesteuert um im Falle eines schweren Crashs 501 alle Deformationselemente miteinander zu verbinden, um eine maximale Steifigkeit zu erzielen. Bei einem leichten Unter- bzw. Oberfahrcrash 502 müssten nur jeweils zwei Deformationselemente miteinander verbun- den werden aber nicht alle vier. Auch bei einem leichten Offset-Crash ist es nur notwendig zwei Deformationselemente miteinander zu verbinden. Hier können nun die beiden oberen oder die beiden übereinanderliegenden Deformationselemente miteinander verbunden werden. Auch andere Kombinationen der Deformationselemente sind vorliegend möglich. Bei einem leichten Crash gemäß 504 bleiben alle Deformationselemente voneinander getrennt. Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung wobei wieder mit CR die Crashrichtung bezeichnet ist. Der Unfallgegner wird zunächst auf einen Querträger QT treffen und dann auf die adaptive Crashstruktur ACS, die vorliegend einen Ring R aufweist, wobei nach der adaptiven Crashstruktur5 shows a block diagram of how a crash-dependent activation of the coupling element according to FIGS. 3 and 4 can take place. In block 50, various sensors are arranged by way of example, which need not all be necessary. An initial sensor 51 includes, for example, an acceleration sensor, a rotary motion sensor and / or a structure-borne sound sensor. The block 52 includes GPS or navigation data. In block 53, a predictive sensor such as radar, video, ultrasound, lidar, etc. is designated. In block 54, external Can signals, such as from a Car to X or ESP signals understood. Of course, even more sensors 55 can be used. These sensor signals are transmitted to a controller 56, which has an algorithm 57 for controlling the adaptive crash structure. In particular, the control unit 56 has a module 58 which has a crash categorization or crash type determination or crash severity determination. With this data, the actuator 59 is driven in order to connect in the event of a serious crash 501 all deformation elements together in order to achieve maximum rigidity. In a slight under- or over-ride crash 502 only two deformation elements would have to be connected to each other but not all four. Even with a slight offset crash, it is only necessary to connect two deformation elements together. Here, the two upper or the two superimposed deformation elements can now be connected to each other. Other combinations of the deformation elements are possible in the present case. In a slight crash according to 504 all deformation elements remain separated from each other. Fig. 6 shows an embodiment of the device according to the invention wherein again CR is designated Crashrichtung. The accident opponent will first encounter a cross member QT and then the adaptive crash structure ACS, which in the present case has a ring R, wherein according to the adaptive crash structure
ACS ein Längsträger LT folgt. Vorliegend ist die adaptive Crashstruktur ACS in Ruhestellung. Die Ausgestaltung besteht vorliegend aus einem Rohr, das wiederum aus mehreren Teilen besteht, einem Ring R, der sich längs auf dem Rohr bewegt und einem Aktuator, der vorliegend nicht eingezeichnet ist. Das Rohr be- steht aus mehreren Teilen, damit es je nach Position des Versteifungsrings R axial oder auf Biegung belastet werden kann: ACS follows a side member LT. In the present case, the adaptive crash structure ACS is at rest. The configuration consists in the present case of a tube, which in turn consists of several parts, a ring R, which moves longitudinally on the tube and an actuator, which is not shown here. The tube consists of several parts, so that it can be loaded axially or in bending, depending on the position of the stiffening ring R:
Befindet sich der Versteifungsring R am einen oder anderen Ende des Rohrs, kann das Rohr bzw. können sich dessen Segmente im Falle einer Kollision auseinander bewegen, so dass eine Biegedeformation auftritt.  If the stiffening ring R is located at one or the other end of the tube, the tube or its segments can move apart in the event of a collision, so that a bending deformation occurs.
- Befindet sich der Ring jedoch in der Mitte des Rohrs, kann keine wesentliche - However, the ring is in the middle of the tube, no significant
Biegung mehr stattfinden, so dass das Rohr die Belastung vornehmlich axial aufnehmen muss, was im Falle von schweren Crashs geeignet ist. Bend more take place, so that the tube must absorb the load primarily axially, which is suitable in the case of severe crashes.
Fig. 7 zeigt die gleiche Konfiguration in einer Schnittdarstellung mit der adaptiven Crashstruktur ACS bzw. Rohr den Ring R und der Crashrichtung CR. In Fig. 8 wird eine Draufsicht auf diese Struktur gezeigt mit dem Ring R, den Segmenten Sl, S2, S3 und S4. Weiterhin, da es sich um eine rotationssymmetrische Anordnung handelt, sind entsprechende Symmetrielinien eingezeichnet. Fig. 9 zeigt nun ein Ausführungsbeispiel mit einem nicht geschlossenen Ring RA und wiederum den Segmenten des Rohrs Sl, S2, S3 und S4. Eine weitere mögliche Variante des in Fig. 9 dargestellten Prinzips ist ein Öffnungswinkel von größer 90° des Versteifungsrings und ihn mit einer Drehsicherung so zu gestalten, dass sich eines der vier Segmente immer biegen kann. Bei einem schweren Crash werden sich drei von vier Rohrsegmenten axial verformen und ein Segment würde sich biegen bzw. falten. Bei einem leichten Crash würden sich alle Segmente verbiegen. FIG. 7 shows the same configuration in a sectional view with the adaptive crash structure ACS or pipe the ring R and the crash direction CR. In Fig. 8 is a plan view of this structure is shown with the ring R, the segments Sl, S2, S3 and S4. Furthermore, since it is a rotationally symmetrical arrangement, corresponding symmetry lines are drawn. FIG. 9 now shows an embodiment with a non-closed ring RA and in turn the segments of the pipe Sl, S2, S3 and S4. Another possible variant of the principle shown in FIG. 9 is an opening angle of greater than 90 ° of the stiffening ring and to make it with a rotation lock so that one of the four segments can always bend. In a severe crash, three out of four pipe segments will deform axially and one segment would bend or fold. In a light crash, all segments would bend.
Es ist nicht zwingend notwendig einen runden Querschnitt zu verwenden. Jeder beliebige Querschnitt ist einsetzbar. Darüber hinaus bietet ein nicht runder Querschnitt noch den Vorteil, dass die Verdrehsicherung des Rings konstruktiv mit eingebaut ist. Fig. 10 zeigt eine Verbiegung der Crashstruktur ACS in Folge des Crashs. Der ursprüngliche Zustand UZ ist gestrichelt dargestellt. Der Ring ist ganz vorne angeordnet, so dass die Biegedeformation auftreten kann. Die adaptive Crashstruktur ACS ist am Längsträger auf der anderen Seite LT angeordnet. Diese Figur 10 zeigt eine vornehmliche Biegebelastung, d.h. eine weiche Einstellung des adaptiven Crashsystems ACS. It is not necessary to use a round cross-section. Any cross section can be used. In addition, a non-round cross-section still has the advantage that the rotation of the ring is constructively incorporated. 10 shows a bending of the crash structure ACS as a result of the crash. The original state UZ is shown in dashed lines. The ring is placed in the very front so that the bending deformation can occur. The adaptive crash structure ACS is arranged on the side member on the other side LT. This figure 10 shows a predominantly bending load, ie a soft setting of the adaptive crash system ACS.
Fig. 11 zeigt eine Crashstruktur unter Axialbelastung. Der Ring R ist nunmehr mittig angeordnet. Durch UZ ist der ursprüngliche Zustand gestrichelt dargestellt, während das Rohr ACS eine Axialverformung erlebt, was durch die wellenartigen Strukturen dargestellt ist. Diese Figur 11 zeigt eine vornehmliche Axialbelastung, d.h. eine steife Einstellung des adaptiven Crashsystems ACS. Fig. 11 shows a crash structure under axial load. The ring R is now centrally located. By UZ the original state is shown in dashed lines, while the tube ACS undergoes an axial deformation, which is represented by the wave-like structures. This figure 11 shows a predominantly axial load, i. a stiff setting of the adaptive crash system ACS.
Fig. 12 zeigt ein Beispiel mit nicht konstanten Wandstärken RE und zwei Ringen Rl und R2. Auch eine umgekehrte Darstellung mit hohen Wandstärken in der Mitte und niedrigen Wandstärken an den Extremitäten des Rohrs sind vorliegend möglich. Wie beispielsweise in Fig. 3 dargestellt können sich die Kopplungselemente nicht nur am äußeren Umfang des Deformationselements bzw. des Hohlkörpers befinden, sondern auch in der Mitte. Auch alle anderen möglichen Strukturen sind vorliegend möglich. Fig. 12 shows an example with non-constant wall thicknesses RE and two rings Rl and R2. A reverse representation with high wall thicknesses in the middle and low wall thicknesses at the extremities of the tube are possible in the present case. As shown for example in FIG. 3, the coupling elements can not only be located on the outer periphery of the deformation element or of the hollow body, but also in the middle. All other possible structures are possible in the present case.
Es ist auch nicht zwingend nötig, eine axiale Verschiebung des Kopplungselements vorzuschreiben. Ebenso ist auch eine radiale translatorische Bewegung ebenso möglich. Es sind auch Aktoren bekannt, die keine Translation, sondern eine Rotation verursachen beispielsweise ein rotatorisch wirkender Elektromagnet mit zwei Schaltrichtun- gen für Crashboxen. It is also not absolutely necessary to prescribe an axial displacement of the coupling element. Likewise, a radial translational movement is also possible. Actuators are also known which do not cause translation, but rather a rotation, for example a rotating electromagnet with two switching directions for crash boxes.
Weiterhin ist eine irreversible Einstellungsmöglichkeit des umschließenden Ringelements bspw. Pyrotechnisch möglich. Ebenso ist eine Wegsprengung des Ringelements denkbar. Furthermore, an irreversible setting possibility of the enclosing ring element, for example. Pyrotechnic possible. Likewise, a throwaway of the ring element is conceivable.

Claims

Ansprüche claims
1. Vorrichtung zur Einstellung einer Steifigkeit einer crashaktiven Struktur (ACS) für ein Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine parallele Anordnung von Deformationselementen (DF 1 bis 3) und eine Steuerung (SG) aufweist, wobei die Steuerung (SG) in Abhängigkeit von einem Crashvorgang und/oder wenigstens einem crashrelevanten Parameter die Steifigkeit durch ein Verbinden und/oder ein Trennen der Deformationselemente (DF1-3) einstellt. 1. A device for setting a stiffness of a crash-active structure (ACS) for a vehicle, characterized in that the device comprises a parallel arrangement of deformation elements (DF 1 to 3) and a controller (SG), wherein the controller (SG) in dependence from a crash process and / or at least one crashrelevanten parameter sets the stiffness by connecting and / or separating the deformation elements (DF1-3).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung passiv ausgebildet ist, wobei die Steuerung (SG) eine vorbestimmte Lastverformungscharakteristik aufweist, die in Abhängigkeit vom Crashvorgang die Trennung und/oder die Verbindung der Deformationselemente (DF1-3) bewirkt. 2. Device according to claim 1, characterized in that the control is made passive, wherein the controller (SG) has a predetermined load-deflection characteristic which causes the separation and / or the connection of the deformation elements (DF1-3) in dependence on the crash process.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (SG) in Abhängigkeit von einem elektrischen Signal erfolgt, das den Crashvorgang und/oder den wenigstens einen crashrelevanten Parameter repräsentiert, wobei die Steuerung (SG) eine Aktuatorik (Aktl-3) aufweist, die we- nigstens ein Schaltelement (30) zum Verbinden oder dem Trennen der Deformationselemente (DF1-3) betätigt. 3. Device according to claim 1, characterized in that the control (SG) takes place in response to an electrical signal representing the crash process and / or the at least one crashrelevanten parameter, wherein the controller (SG) has an actuator (Aktl-3) which actuates at least one switching element (30) for connecting or disconnecting the deformation elements (DF1-3).
4. Vorrichtung nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Schaltelement (30) in mehr als zwei Stufen schaltbar ist. 4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the at least one switching element (30) is switchable in more than two stages.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Verbinden der Deformationselemente (DF1-3) im Wesentlichen eine Kompressionsdeformation und durch das Trennen der Deformationselemente (DF1-3) im Wesentlichen eine Biegedeformation bewirk- bar ist. 5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that by joining the deformation elements (DF1-3) substantially a compression deformation and by separating the deformation elements (DF1-3) substantially a bending deformation can be effected bar.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deformationselemente (DF1-3) wenigstens zwei Segmente (Sl bis S4) eines Hohlkörpers sind. 6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the deformation elements (DF1-3) are at least two segments (Sl to S4) of a hollow body.
7. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 6 dadurch gekennzeichnet, dass als das wenigstens eine Schaltelement (30) wenigstens ein zumindest weitgehend geschlossenes Kopplungselement um den Hohlkörper vorgesehen ist, dass das wenigstens eine Kopplungselement auf dem Hohlkörper mittels der Aktu- atorik (Aktl-3) verschiebbar ist, wobei die Verschiebung, das Trennen und/oder das Verbinden der Segmente (Sl bis S4) bewirkbar ist. 7. Apparatus according to claim 3 and 6, characterized in that as the at least one switching element (30) at least one at least largely closed coupling element is provided around the hollow body, that the at least one coupling element on the hollow body by means of Aktu atorik (Aktl-3) is displaceable, wherein the displacement, the separation and / or connecting the segments (Sl to S4) is effected.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Kopplungselement derart ausgebildet ist, dass wenigstens ein Segment (S1-S4) der wenigstens zwei Segmente immer im Wesentlichen die Biegedeformation im Crashvorgang ausführt. 8. The device according to claim 7, characterized in that the at least one coupling element is formed such that at least one segment (S1-S4) of the at least two segments always essentially performs the bending deformation in the crash process.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Segmente (S1-S4) ineinander gesteckt sind. 9. Device according to one of claims 6 to 8, characterized in that the at least two segments (S1-S4) are inserted into one another.
10. Verfahren zur Einstellung einer Steifigkeit einer crashaktiven Struktur (ACS) für ein Fahrzeug dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine parallele Anordnung von Deformationselementen (DF1-3) und eine Steuerung (SG) aufweist, wobei die Steuerung (SG) in Abhängigkeit von einem Crashvorgang und/oder wenigstens einem crashrelevanten Parameter die Steifigkeit durch ein Verbinden und/oder ein Trennen der Deformationselemente (DF 1 bis 3) einstellt. 10. A method for setting a stiffness of a crash-active structure (ACS) for a vehicle, characterized in that the device comprises a parallel arrangement of deformation elements (DF1-3) and a controller (SG), wherein the controller (SG) in response to a Crash process and / or at least one crashrelevanten parameter sets the stiffness by connecting and / or separating the deformation elements (DF 1 to 3).
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