用于在侧面碰撞时提高机动车中的乘客保护的装置的制作方法

专利名称：用于在侧面碰撞时提高机动车中的乘客保护的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在侧面碰撞时提高机动车中的乘客保护的 装置，在侧面碰撞时， 一个能量引入侧向地作用在机动车的门区域上， 其中车座位于车门的背离能量引入的一侧，该车门设有向着车座的门
内衬。
背景技术：
机动车事故——其中由碰撞引起的、不受控制的、在侧面碰撞的 过程中的能量引入作用在车门上——通常导致机动车乘客、尤其是那 些离遭受侧面碰撞的车门最近的人的严重受伤。上述情况的原因在于 接收碰撞能量的车门的小的变形路径以及机动车的侧面结构的比较 小的碰撞能量吸收能力。
为了在侧面碰撞的情况下降低受伤危险，公开了多种方案，借助 于合适的、使车门稳定的侧面碰撞支架系统来提高车门沿机动车横向
方向的刚度，如由DEAS22 15 674、 DE41 25 299C2以及DE 198 28 444Al得出的那样。
DE 103 41 329 Al是这种具有侧面碰撞保护的系统的代表，其中 描述了一种侧面碰撞保护系统，该系统的穿过车门的侧面碰撞支架可 通过受控制地输入一种与由碰撞导致的能量引入无关的能量形式这 样地激活，使得该侧面碰撞支架与稳定的、围绕车门的车身区域实现 一个支撑的作用连接。换能器材料的使用允许可逆地构造侧面碰撞支 架的功能方式并且尤其是在确定地选出的时刻激活它，该换能器材料 用于激活侧面碰撞支架。迄今公知的侧面碰撞保护系统虽然能以进步的拓展更好地吸收 定向在车门上的碰撞能量引入并且将它引导到更有刚性的车身区域 上，但是该系统不能影响坐在车座上的人的由碰撞导致的不受控制的 自身运动，以保护该人以免受伤。为此目的更多的是使用安全气囊系 统，该安全气囊系统在发生碰撞之后爆炸式地展开到机动车内空间中 并且用作人的碰撞垫。尤其是集成在车门的门内衬中的或沿着车门的 门内衬集成的安全气囊系统在门内衬与处于车座上的人之间提供一 个弹性的间隔保护。但是，安全气囊系统仅能以本身公知的方式一次 使用并且仅在其最大充满的距离上具有弹性的保护特性。
更进一步地，考虑到在侧面碰撞事故时乘客的受伤危险的降低给
出了一个建议，该建议被描述在后公开的DE 103 51 752A1中，其公 布日在时间上晚于本发明要求的申请日。在此情况下，安全装置设置 有至少一个软垫元件，该软垫元件在邻近的乘客位置的侧面设置在机 动车上并且可通过操作装置从一个静止位置向着乘客的方向运动到 一个移出的位置中，其中该操作装置可通过机动车自身的驱动装置驱 动。该软垫元件的偏转电动地、借助于弹性蓄能器或通过烟火元件进 行。

发明内容
本发明的任务在于，这样地拓展一种用于在侧面碰撞时提高机动 车中的乘客保护的装置，在侧面碰撞时， 一个能量引入侧向地作用在 机动车的门区域上，其中车座位于车门的背离能量引入的一侧，该车 门设有向着车座的门内衬，使得更好地保护处于车座上的人免受不受 控制的撞击、尤其是撞击到遭受由碰撞引起的能量引入的车门上。此 外，该装置应尽可能可逆地使用。
作为本发明任务基础的方案在权利要求1中给出。由从属权利要 求的主题及参照实施例进行的描述中得出本发明构思的有利地进一
步拓展的特征。
根据本方案，提出了一种用于在侧面碰撞时提高机动车中的乘客 保护的装置，在侧面碰撞时， 一个能量引入侧向地作用在机动车的门 区域上，其中车座位于车门的背离能量引入的一侧，该车门设有向着 车座的门内衬并且该门内衬的至少一个分区域可借助于与该车门及 该分区域连接的驱动单元由起始状态转移到突入到机动车内空间中 的、偏转了的状态，本装置的特征在于该驱动单元具有可通过能量 输入激活的换能器材料。
按本方案装置的构思在于，尽可能完全填满坐在车座上的人与门 内衬之间的中间空间，使得由此可以在碰撞情况下影响人的动态状 态。因此，在侧面碰撞的情况下，人首先由作用在机动车上的力矩在 克服了人体自身的重力之后向着由碰撞引起的力流的方向加速，由此 引发一个运动，该运动最终通过安全带系统突然地制动并且由于安全 系统以及人的固有弹性转变为向着遭受侧面碰撞能量流的车门方向 的返回运动。在此，该人尤其是在头部/颈部区域受到极端改变的力矩， 该力矩暗含高的受伤危险，但是该人通常在侧向地撞击在向着机动车 内空间的车门时受到有生命危险的伤害，该车门由于碰撞向着机动车 内空间的一侧变形。本方案的装置能决定性地降低人的有生命危险的 受伤——该受伤危险与人撞击在车门内壁上有关，其方式是，尽可能 阻止前述的、逆着由碰撞引起的力引入定向的返回运动并且主要通过 根据本方案使用的换能器材料受保护地制动。其前提是，借助于以换 能器材料为基础的驱动元件主动地使该人与车门内衬之间的中间空 间最小化。
为此，门内衬设有至少一个分区域，该分区域从门内衬的平面旋 转地或平移地向着该人偏转以使间距最小化并且优选与该人稍稍地 侧向接触。如果该人通过其由碰撞引起的动态的运动状态将一个压紧 力施加在门内衬的偏转了的分区域上，那么该分区域优选返回到其起 始位置中，其中该返回在使用合适的阻尼元件的情况下阻尼地或制动 地进行。原则上，弹性的形体例如泡沫垫、弹性体等适合于作为优选 的阻尼单元，但特别有利的是使用换能器材料、例如形状记忆合金或 电流变流体，以便仅列举几个，其阻尼特性可通过在受控制的电能输 入时的相应激活来调节。在这样构成的阻尼单元的内部进行一个能量 消耗，通过该能量消耗能决定性地降低作用在该人上的生物力学的负 载。因此，在使用换能器材料情况下的阻尼单元的按照本方案的构型 不仅允许门内衬的各分区域的有目的的偏转，而且同时也用作阻尼单 元。通过这种方式，可将驱动单元和阻尼单元组合为一个唯一的单元， 由此可实现结构小并且重量轻的单元，如同在汽车工业中期望的那 样。
根据本方案的安全装置与机动车自身的传感器系统的优选的组 合允许在碰撞能量作用在机动车上之前就及时地激活驱动单元及门 内衬的所述至少一个分区域的与其相关的受控制的偏转，该传感器系 统能检测即将到来的并且被认为是不可避免的侧面碰撞情况。由此使 前述的、门内衬与人之间的间距最小化。甚至由反应时间以及安全带 系统的弹性引起的、相对于车门的附加间距也可通过所述可偏转的分 区域的相应的跟踪导向来最小化。通过这种方式提供了一种情况，其 中该人一方面通过安全带系统并且另一方面通过门内衬的所述至少 一个偏转了的分区域抓住。
在一个特别优选的实施形式中，门内衬的两个彼此脱联的分区域 分别转移到偏转了状态中，其中一个分区域能在一侧侧向地支撑处于 车座上的人的颈部区域，而另一个分区域能支撑该人的胸部区域。这 两个分区域借助于配置给它们的阻尼单元以相同的或不同的分别适 配于相应的身体区域的生物力学的负载极限的阻尼特性曲线通过该
人的自身动力返回到其各自的起始状态中，使得该人经历一个很大程 度上受保护的缓冲。
当然也可能的是，以合适的方式使用多于两个分区域或甚至整个 门内衬来按照本方案地使所述人得到缓冲。
所述的用于有目的地降低在侧面碰撞时机动车乘客遭受的有生 命危险的受伤危险的装置以如下的方法原理为基础，其特征在于通 过门内衬的至少一个部分区域的向着机动车内空间的偏转来使坐在 车座上的人与门内衬之间存在的中间空间的至少一个区域最小化。 此外，该人在碰撞引起的能量引入期间或之后在由碰撞引起的向着门 内衬的方向相对加速的过程中通过该门内衬的至少一个分区域阻尼 地制动。特别有利的是，门内衬的所述至少一个分区域的向着机动车 内空间的偏转借助于本身公知的预碰撞传感器在由碰撞引起的能量 引入之前进行，该预碰撞传感器设置在机动车上、优选设置在机动车 侧面并且检测即将到来的及认为是不可避免的侧面碰撞情况。在此情 况下，用于使门内衬的所述至少一个分区域偏转所需的驱动单元被激 活。所述至少一个分区域的向着机动车内空间方向的平移的或旋转的 运动被证实是有利的偏转。根据本方案使用换能器材料用于偏转的目 的不仅允许所述分区域的极快的激活和偏转，而且该偏转能无损坏地 可逆地进行，也就是说，如果误触发，也不导致本方案的安全系统的 失效，而在安全气囊系统中就是这种情况，其中在进行激活之后需要 完全更换安全气囊。本方案安全系统的可逆的功能方式因此能够原谅 由传感器检测的逼近情况的误判，因此允许使用不太可靠工作并且同 时成本有利的传感器系统。


下面，在不限制总的发明构思的情况下借助于实施例参照附图示 例性地描述本发明。
图中示出-
图1典型的侧面碰撞情况的示意图，
图2a、 b根据本方案构成的门内衬的示意图，
图3a、 b、 c用于偏转门内衬的至少一个分区域的顺序图。
具体实施例方式
图1示意性示出一个即将到来的、被认为是不可避免的侧面碰撞 情况的力矩接收装置。 一个人1在机动车内部坐在车座2上，他离车 门4的门内衬3有一个间距d。 一个未示出的传感器系统识别所述被 归入不可避免的侧面碰撞情况，这时有机动车5从侧面靠近该车门4。 在这种情况下，门内衬3的分区域6、 7向着机动车内空间8的方向 偏转，以便充满所述人1与门内衬3之间由间距d描述的中间空间并 且占据靠近人l的、偏转了的状态。
如果机动车5与示意性示出的车门4发生碰撞，则人1首先向着 由机动车5导致的冲击力的方向、也就是在所示情况下向左加速，接 着由于由安全带系统9导致的返回力向着车门4的方向回动。但是该 回动过程阻尼地或者说制动地进行，此外所述与门内衬3连接的分区 域6、 7又返回其起始状态(参见交叉的阴影线)。分区域6、 7的回 动过程阻尼地或者说制动地进行，即在使用合适的阻尼单元的情况下 进行，该阻尼单元借助于换能器材料或泡沫材料元件等返回。
在图2a中示意性示出车门4的门内衬3，具有两个面状构成的分 区域6、 7，所述分区域6、 7可从门内衬3的表面转移到一个向着机 动车内空间偏转的状态中。在此，分区域6能抓握或缓冲处于车座上 的人的胸部或肩部区域，而分区域7能保护人的骨盆区域。在图2b 的变形方案中，整个门内衬(见阴影区域)可转移到一个突入到机动 车内空间中的偏转状态中。
门内衬的每个分区域的偏转可或是沿着一个直线轴线平移地进
行，或是按照图3a-c的顺序图通过绕着一个垂直设置的摆动轴线10 的旋转进行。在图3a-c中示出的顺序图相应于右车门4的示意性俯视 图，在其门内侧3上设置有一个可翻转或可摆动到车门内空间8中地 被支承的分区域6。车门锁止在A柱与B柱之间。该分区域6用其前 面的侧边缘区域可绕着轴线10转动运动地铰接并且用其相反对置的、 可摆动到机动车内空间8中的端部区域与一个运动铰链11连接，后 者在一侧上与分区域6的可自由摆动的端部连接并且在另一侧上与车 门4连接。该运动铰链11不仅用作用于使分区域6偏转的驱动单元 (参见图3b)，而且用于使偏转的分区域6阻尼地返回到其初始状态 (参见图3c)。被构造为驱动单元以及阻尼单元的运动铰链11由一 种换能器材料制成或至少具有由换能器材料构成的分区域，例如以形 状记忆合金或电流变流体的形式，其形状延展可通过能量供给、优选 电能形式的能量供给来影响。当然也可能的是，采用其它的换能器材 料，例如压电陶瓷、尤其是无铅的压电陶瓷、压电聚合物、电致伸縮 陶瓷、电流变流体、聚合物凝胶、磁流变流体以及形状记忆聚合物。 视所采用的换能器材料的选择而定，需要相应地构造致动器以有目的 地使相应的分区域偏转。
所述至少在分区域中由换能器材料构成的运动铰链11具有可个 别地调节或可预给定的阻尼特性，该阻尼特性允许使偏转的分区域6 以个别的制动特性返回。当然也可能的是，运动铰链11附加地与其 它阻尼单元组合，例如与弹性体或泡沫材料垫等组合。 参考标号表
1 人
2 车座
3 门内衬
4 车门
5 机动车 6、 7分区域
8 机动车内空间
9 安全带系统
10 摆动轴线
11 运动铰链
权利要求
1.用于在侧面碰撞时提高机动车中的乘客保护的装置，在侧面碰撞时，一个能量引入侧向地作用在机动车的门区域上，其中车座位于车门的背离能量引入的一侧，该车门设有向着车座的门内衬并且该门内衬的至少一个分区域可借助于与该车门及该分区域连接的驱动单元由起始状态转移到突入到机动车内空间中的、偏转了的状态，其特征在于该驱动单元具有可通过能量输入激活的换能器材料。
2. 按权利要求1所述的装置，其特征在于在该车门与该分区 域之间设置阻尼单元，该阻尼单元在来自机动车内空间的力引入的情 况下允许所述分区域向着初始状态的方向的被阻尼的返回。
3. 按权利要求1或2所述的装置，其特征在于在该机动车上 设置具有分析处理单元的传感器系统，该传感器系统能检测即将到来 的侧面碰撞；在检测到认为是不可避免的侧面碰撞时，所述驱动单元 可被激活并且在由侧面碰撞引起的能量引入作用在车门上之前使所 述至少一个分区域转移到所述偏转了的状态中。
4. 按权利要求2或3所述的装置，其特征在于该阻尼单元具 有换能器材料。
5. 按权利要求1至4任一项所述的装置，其特征在于该换能 器材料的阻尼特性可通过能量输入来调节。
6. 按权利要求2至5任一项所述的装置，其特征在于该驱动 单元和阻尼单元被构造为基于换能器材料的部件。
7. 按权利要求2至6任一项所述的装置，其特征在于该阻尼单元具有弹性的元件和/或可膨胀及收缩的元件。
8. 按权利要求2至7任一项所述的装置，其特征在于该阻尼单元是发泡的垫。
9. 按权利要求1至8任一项所述的装置，其特征在于该驱动 单元以直线驱动器的形式构成，该直线驱动器使所述至少一个分区域 沿着一个指向所述机动车内空间的直线轴线运动。
10. 按权利要求1至9任一项所述的装置，其特征在于所述至 少一个分区域可绕着一个垂直定向的摆动轴线摆动到所述机动车内 空间中地被支承。
11. 按权利要求1至10任一项所述的装置，其特征在于所述 至少一个分区域设置在坐在车座上的人的胸部、肩部或骨盆区域的高 度上。
12. 按权利要求10所述的装置，其特征在于设置多个可偏转 的门内衬分区域，其中分别有一个设置在坐在车座上的人的胸部的高 度上， 一个设置在肩部的高度上和/或一个设置在骨盆区域的高度上； 各个可偏转的分区域可被以统一的或不同的偏转激活。
13. 按权利要求1至12任一项所述的装置，其特征在于所述 可偏转的分区域分别具有带相同或不同的阻尼特性曲线的阻尼单元， 所述阻尼单元适配于人的相应的身体区域的生物力学的负荷极限。
14. 按权利要求1至13任一项所述的装置，其特征在于所述 分区域在偏转了的状态中从门内衬的表面测量这样程度地突入到机 动车内空间中，使得在该向着机动车内空间的分区域与处于车座上的 人之间的中间空间最小化。
15. 按权利要求1至14任一项所述的装置，其特征在于所述 分区域的受阻尼的返回通过阻尼的选择这样地进行，使得当处于车座 上的人碰撞在该偏转了的分区域上时，该人的生理上的负载极限尽可 能不被超过。
16. 按权利要求1至15任一项所述的装置，其特征在于所述 换能器材料至少由下述种类的材料中的一种构成压电陶瓷、无铅的压电陶瓷、压电聚合物、电致伸縮陶瓷、电流变流体、电活化聚合物、 聚合物凝胶、磁流变流体、形状记忆合金、形状记忆聚合物。
全文摘要
本发明涉及一种用于在侧面碰撞时提高机动车中的乘客保护的装置，在侧面碰撞时，一个能量引入侧向地作用在机动车的门区域上，其中车座(2)位于车门(4)的背离能量引入的一侧，该车门设有向着车座的门内衬(3)并且该门内衬的至少一个分区域(6，7)可借助于与该车门及该分区域连接的驱动单元由起始状态转移到突入到机动车内空间(8)中的、偏转了的状态。本发明的特征在于该驱动单元具有可通过能量输入激活的换能器材料。
文档编号B60R21/04GK101175654SQ200680017173
公开日2008年5月7日 申请日期2006年5月12日 优先权日2005年5月19日
发明者B·塞佩尔, B·谢尔霍斯特, E·齐默尔曼, T·梅尔茨 申请人:弗劳恩霍弗应用技术研究院;福雷奇亚内室系统有限公司