CN1890148A - 在碰撞导致的撞击能量作用在车门时为乘客提供保护的机动车的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车的装置，其在作为碰撞结果的撞击能量侧向地作用到机动车车门(6)的时候提供乘客保护。所述装置包括至少由两个部件即第一部分和第二部分组成的连接结构(7)，第一部分(T1)牢固地连接到机动车车门(6)上，且第二部分(T2)牢固地连接到位于机动车内部(1)的机动车车体(5)的能量吸收区域上。这两个部分通过至少一个公共连接部分(F)连接，为了以目标方式转移侧向地作用在机动车车门(6)上的至少部分能量至机动车(5)的车体区域。本发明的特征在于：第一部分和/第二部分(T1，T2)通过提供给转化材料的能量经受机械状态变形，特别是形状改变，所述的变形使得两部分相互接触并互锁。

Description

在碰撞导致的撞击能量作用在车门时为乘客提供保护的 机动车的装置

技术背景

本发明涉及一种用于机动车的装置，其在撞击能量作用在机动车车门的时候为乘客提供保护。

已有技术

机动车中对乘客的保护是新型机动车构造及研发中的主要课题。固有的研发目标是在机动车的前部及尾部设计独特的粉碎区域，其能够在碰撞中从前部及尾部保护乘客厢。然而，由于机动车侧面结构的短的变形路径和极小的吸收能力，以致在侧面的碰撞中至今还存在较大问题。已有技术中减轻侧面碰撞中乘客遭受的危险是用加固机动车车门来解决的。例如，已知的是机动车车门的整体模制，这种机动车车门在车辆的横向上具有很强的刚度，和/或具有很强的吸收能量的能力。例如，在德国专利申请DE 19633637A1中描述了一种带有侧面碰撞保护的车门，其中门框架装备有弓形撑杆，弓形撑杆在碰撞过程中扭曲并在拉伸荷载作用下发生变形，这样就起到与防护网类似的效果。

然而，这种通过提供相应纵梁来对侧门进行的加固在严重的碰撞中并不总是足以保护乘客，因为外部力量的冲击可以通过车身的门洞挤压侧门，使得乘客生存的空间急剧减小，并且乘客的生存几率也会随之减小。

此外，在已有技术中，已知有一系列适于将作用在侧门上的力传递至机动车车体的方式，例如，通过在车门和门口之间提供相当大的重叠，或通过从车门边缘延伸的门栓。在碰撞的情况下，门栓会陷入机动车车体门口中的加固凹槽中。在DE AS2215674中描述了一种增强机动车车门的方法，其主要包括向外弯曲梁，当由于外部碰撞导致梁变形的时候，向外弯曲梁的端部就会进入到相应的稳定凹槽中。该梁最好包括制成相应形状的模制钢板。

为了防止上述的方法增加机动车的重量，在DE 4125299C2中描述了一种加固机动车车门的装置，其包括为减轻重量由纤维加固的复合材料制成的弓形加固装置。在这种情况下，加固装置也是完全设置在车门中的。仅仅在碰撞中加固梁变形的结果，加固装置以其末端部分伸出车门。接着，该末端部分与机动车车体的车门框架中的稳固支撑肋板进入有效连接。

在DE 19639519 A1中描述了一种乘客厢，其装备有在侧面碰撞中充当乘客保护装置的横梁结构。在碰撞中，横梁结构以这种方式在车门和中心控制台之间产生刚性横向连接，即在车门进入乘客厢处前方的座椅区应该受到保护。只有在碰撞时横梁结构才表现为烟火或气动装置延伸为铰接横梁结构，其他时候横梁结构都整合到座椅、门及控制台盖的盖子中，形成牢固的横向连接。

发明概述

基于上文所描述的技术状态，本发明的目的是提供一种最佳的乘客保护***，该***能够在侧面碰撞或类似侧面碰撞的情况下为乘客提供更多的保护。具体来说，发明的目的是以这样的方式来改进保护***，即：在碰撞中侧向作用到车门上的变形能量被有选择地从车门区域安全转移，以防止碰撞导致的车门变形使乘客厢急剧减小，分别防止门的部件在穿透车厢时伤害到乘客。

权利要求1中列出了基于本发明目标的解决方案。有利于提高发明意图的特征是从属权利要求以及本发明的说明书的主题，特别是参照优选实施例。

当碰撞的能量由于碰撞侧向地作用到机动车车门的时候，提供乘客保护的机动车装置具有包括至少两部分—第一部件和第二部件—的连接结构，连接结构的第一部件牢固地连接到车辆的门上，并且第二部件牢固地连接到位于车辆内部的机动车车体的能量吸收区域上，并且通过至少一个共同的连接部分能使两部件实现有效连接，以有选择地至少把横向地作用到机动车车门上的碰撞能量的一部分转移至机动车车体的区域中，该装置是以这样的方式设计的：进入到可变形材料中的能量改变了第一和/或第二部件的机械状态，并由此优选地改变它们的形状，由于这个原因，这两个部件被互连、互锁及可逆的解锁。

与上述已有技术中旨在增强机动车车门刚性的解决方案相比，其中装备有透过机动车车门突出的侧向碰撞梁，该侧向碰撞梁在碰撞中横向地进入机动车车体更牢固的区域，为了以这种方式在极端的情况下把作用到机动车车门上的撞击能量沿与有效方向横向的方向转移，根据已公布的DE-AS 2215674和DE 19633637 A1，现有的解决方案提供有连接到机动车车门上的稳固连接结构，由于该稳固连接结构，特别是在横向碰撞时，撞击能量主要平行于作用方向被转移至位于机动车内部的机动车车体的区域中去。当然，连接结构也能够分别有选择地吸收并转移那些从除了机动车车门的传统侧向冲击方向之外的其他方向作用到侧门上的力。另一方面，本装置的特征在于在理想的情况下机动车车门的功能保持不被损害，即车门仍能够象以前一样自由开启关闭。然而，另一方面，在车门关闭的时候会埋入到机动车车门和机动车车体内部之间优选在座椅基座的区域中的连接结构，，座椅对在冲撞的情况下优选在纵向作用到连接结构的冲撞能量具有稳固的支撑功能。此外，可重复的锁定和打开允许连接到所谓的渐进式预碰撞传感器上，例如光学或雷达传感器，该传感器能够传输在检测场所的临界范围上技术上引起的错误信息，并要求更多地输入分析及评估以确定逼近撞击的报告，并且另一方面缩短反应时间，如用于锁定的时间。所描述的可逆锁定更容许可能的错误信息，并随之容许更高的整体安全性。有好几个实现根据这些要求的连接结构的实施例。

在最简单的情况中，使第一和第二部件完全或部分由变形材料制成并使它们在碰撞中启动是明显的。从根本上看，可以采用多种不同的现有可变形材料，优选的是固态可变形材料如压电陶瓷、电致伸缩陶瓷、形状记忆合金(SMA)。只要连接到机动车车门和连接到机动车车身内部上的部件的形状适用于连接结构，就能直接使用这种类型的可变形材料。

此外，现有技术是液体可变形材料，如压电聚合物、电流变学液体、聚合物凝胶及磁流变学液体，只要它们在适宜的密封环境内，在某些情况下，就适于用在连接结构的范围内。

在提议的连接结构中应用可变形材料，容许有选择地调整在碰撞中进入有效连接的部件的刚性和阻尼行为，在相关撞击及相关乘客座椅***中也是如此。例如，形状记忆材料制成的可变形材料能够通过以预定方式输入的选择电流改变形状，并同时影响材料的刚度和/或材料的阻尼属性。这一特性被有利地用在发明装置中，由形状记忆材料构成的连接结构设有至少一个连接部分，该连接部分具有至少两个在各个局部区域的分开部件，该连接结构通过在撞击状态中有选择地输入电能来激活，使两个部件进入闭合的稳定活动连接，沿该连接结构作用在机动车车门上的撞击能量通过该连接被有选择地转入到稳定区域，最好是转入到机动车的底部区域或能量吸收区域。

除了有选择地沿着连接结构转移力，所用的可变形材料容许通过有效地控制有选择地作用在可变形材料上的能量的形式，如电、热或类似能量的形式，来分别改变刚性性能和阻尼性能，其目的是减少机动车内部乘客的生理压力。根据各个目标功能，例如减少机动车内乘客颈部加速度的目的，可对所用可变形材料刚性性能和阻尼性能的控制分别进行调整。目标功能基本上取决于机动车内乘客的年龄、体重、性别、身高及乘坐位置。

当然，该装置不仅可以成功地用在机动车的侧门中，此外，连接结构还适合用于加固有仓门式后背的机动车。在用于侧门的情况中，如果连接结构的连接到机动车车体的牢固内部的那部分是与在机动车座椅下面区域中的机动车车体牢固地有效连接的，该装置被证明特别有利。装备在机动车内部的连接结构的该种固定，对于碰撞情况中机动车座椅上的乘客来说在生理上是特别平缓的，特别是如果连接结构是由上文提到的阻尼及刚性性能可调的可变形材料制成的情况。

然而，使用可变形材料的上文所设计的连接结构不需要通过外部提供的能量如电能输入来预先假定各个材料的激活，只可以有利的方式单独被动地使用以前文描述的方式所设计的连接结构。这样，由形状记忆材料制成的连接结构利用相应材料的固有属性(举例来说超弹性或材料迟滞)允许调整各个材料的刚性进程和/或阻尼进程，在侧面碰撞中，准许作用在机动车车体上的碰撞能量被预定调整，并因此调整作用到坐在机动车座上的乘客上的碰撞能量。

正如有选择地调整材料属性的准静力是可行的，调整类似于上文所描述的各个构件的属性也是可行的。例如，如果采用形状记忆金属，使用热活化来可变地调整材料的迟滞是可行的。

此外，还有可能利用碰撞能量本身来产生接合连接。碰撞能量可以被用来锁定连接结构的部件。有源元件能够随后分开部件来允许并方便开启车门并营救乘客。

利用碰撞能量来激活可变形材料也是可行的。在使用形状记忆金属的情况下，机械能可以转化成热能，然后通过该转化可实现形状记忆效应的实际激活。

此外，可行的优选实施例装备有复杂设计的连接结构。因此，以可能平行放置地进入有效连接的第一部件和第二部件的方式，来设计连接结构副的每一个第一部件和每一个第二部件是可行的。因此，第一部件可以是管状，该管内具有分离的杆。这两个构件可以由不同的材料制成。可选择地或与前面的变形相组合，第二部件在纵向上分成两部分，一部分是由可变形材料制成，另一部分是由传统材料制成。前面的考虑因素意在说明，没有限制连接结构设计的各种不同形式，以有效地转移、分别吸收来自机动车车门碰撞能量的目的来优化连接结构。

参照附图，通过对下文中一个优选实施例的描述，由于碰撞在碰撞能量作用于机动车车门上的时候提供乘客保护的装置就更明了。

发明的描述

图中示出了机动车的部分横截面部分，在其内部1中一个人2坐在机动车座椅3上。机动车座椅3通过相应的锁定元件4连接到机动车的车体5的底部区域上。在此与锁定元件功能的方式无关。在横截面中示出的处于关闭状态的机动车车门6位于人2的左侧。特殊的意义在于连接结构7，其以末端71牢固地铰接在机动车车门6的内侧，并以末端72牢固地与机动车车体5的底部区域连接。很明显，在侧面碰撞到机动车车门6的情况下，碰撞能量E通过连接结构7被有效地转移到机动车车门6的底部区域中，由于在碰撞能量E的作用方向上连接结构7具有实际上纵向延伸的定向，机动车车门6不会有任何较大的变形。能量E沿着该纵向延伸传输到车体5的牢固底部区域中。

为了不损害机动车车门的功能方式，连接结构7装备有至少一个连接部分F，连接部分F把连接结构7分成部件T1和部件T2。

在碰撞中，为了确保连接结构7的部件T1和T2进入到封闭牢固的连接，把碰撞能量E转移至机动车车体5的底部区域中，以保护人2避免生理伤害，连接部分被相应地构造并进入到牢固的有效连接中。参照上文的描述可能完成优选的实施例，来实现两个部件T1和T2的该种有效连接。

通过在碰撞中控制作用在座椅上的力、各自的加速度、各自的变形的影响，来有选择地减少作用在乘客上的生理压力，实现在侧面碰撞及复合碰撞状态中提高乘客保护的目的，该装置基于上述目的。通过有选择地使用可变形材料如形状记忆材料，设计在机动车车门和座椅底座的刚性区域之间的连接结构，可以特别有利的方式实现该控制的影响座椅。

                 附图标记列表

1  机动车内部

2  人

3  机动车座椅

4  锁定元件

5  机动车车体

6  机动车车门

7  连接结构

71，72  连接结构的端部

Claims (11)

1、一种用于机动车的装置，其在由于碰撞导致的撞击能量侧向地作用到机动车车门(6)的时候为乘客提供保护，该装置具有包括至少两个部件一第一部件和第二部件一的连接结构(7)，连接结构的第一部件(T1)牢固地连接到机动车车门(6)上，且第二部件(T2)牢固地连接到位于机动车内部(1)的机动车车体(5)的能量吸收区域上，这两个部件通过至少一个公共连接部分(F)能够实现有效连接，用于有选择地将侧向地作用在机动车车门(6)上的至少一部分能量转移至机动车车体(5)的区域，其中：

由于输入到可变形材料中的能量，第一和/或第二部件(T1，T2)在机械状态上发生改变，特别是形状上发生改变，这导致所述两个部件连接并互锁。

2、根据权利要求1的装置，其中：第一部件(T1)和/或第二部件(T2)中的每一个都在接合部分(F)中具有设计成相符的接合轮廓。

3、根据权利要求2的装置，其中：两个部件(T1，T2)相符的接合轮廓设计成这样，即在接合部分(F)中第一部件(T1)至少部分地围绕或部分地进入到第二部件(T2)中。

4、根据权利要求1至3中之一的装置，其中：两个部件(T1，T2)通过关闭机动车车门(6)在接合部分(F)中相连。

5、根据权利要求1至4中之一的装置，其中：两个相连的部件(T1，T2)是可互锁并可解锁的。

6、根据权利要求1至5中之一的装置，其中：可变形材料是由下面材料类型中的至少一种制成：压电陶瓷、压电聚合物、电致伸缩陶瓷、电流变液体、聚合物凝胶、磁流变液体、形状记忆合金、形状记忆聚合物。

7、根据权利要求1至6中之一的装置，其中：第一部件(T1)和/或第二部件(T2)、或第一和/或第二部件的至少部分区域是由可变形材料制成的，正好在碰撞导致的能量作用到机动车车门之前以及期间，该可变形材料经受形状上的改变，使两个部件进入牢固、可分开的有效连接。

8、根据权利要求1至7中之一的装置，其中：在机动车上或在机动车中，装备有接近传感机构，其检测不可避免的碰撞状态并产生信号，通过该信号，至少一个有源元件和/或智能结构可被激活。

9、根据权利要求1至8中之一的装置，其中：机动车车门(6)是侧门，并且第二部件(T2)连接在靠近座椅底座或在座椅底座下面的机动车车体的底部区域上。

10、根据权利要求1至9中之一的装置，其中：机械状态的改变产生一个效应，该效应影响可变形材料的振动性能和/或阻尼性能。

11、根据权利要求1至10中之一的装置，其中：输入到可变形材料中的能量独立于碰撞能量。

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