DE202016100096U1

DE202016100096U1 - Energieabsorber mit variabler Steifigkeit für ein Kraftfahrzeug

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Publication number: DE202016100096U1
Application number: DE202016100096.3U
Authority: DE
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2015-01-20
Filing date: 2016-01-12
Publication date: 2016-05-02
Anticipated expiration: 2026-01-13
Also published as: RU2016101390A; US9205794B1; MX354853B; CN105799625A; RU2016101390A3; MX2016000816A; CN105799625B; RU2697180C2

Abstract

Einrichtung für ein Fahrzeug, die Folgendes umfasst: einen Energieabsorber zum Quereinbauen vor einem Stoßfänger; mehrere Elemente, die in den Energieabsorber eingebettet sind und offenzelligen Schaumstoff umfassen, der mit magneto-rheologischem Material behandelt ist; und eine elektromagnetische Vorrichtung, die erregbar ist, um ein Magnetfeld zu erzeugen, das auf die Elemente einwirkt und dadurch eine Steifigkeit der Elemente auf einen Grad erhöht, der größer ist als eine Steifigkeit des Energieabsorbers.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung betrifft ein Aufprallenergieabsorptionssystem für ein Kraftfahrzeug und ein derartiges System, das einen Energieabsorber mit konstanter Steifigkeit umfasst, in den Elemente mit variabler Steifigkeit eingebettet sind. Die Elemente mit variabler Steifigkeit umfassen Blöcke aus offenzelligem Schaumstoff, der mit magneto-rheologischem Material behandelt ist, und den Schaumstoffblöcken sind elektromagnetische Vorrichtungen beigeordnet, um Magnetfelder zu erzeugen und dadurch die Steifigkeit der Blöcke zu vergrößern, wenn dies gewünscht wird.
HINTERGRUND
Ein typisches Stoßfängersystem für ein Kraftfahrzeug (Personenkraftwagen, Leichtlastkraftwagen, SUV, Crossover-Fahrzeug usw.) umfasst allgemein einen Stoßfänger (gemeinhin auch als Stoßfängerträger bezeichnet), der sich bezogen auf das Fahrzeug quer erstreckt, und eine oder mehrere energieabsorbierende Komponenten, die vor dem Stoßfänger angebaut sind. Der Stoßfänger ist typischerweise aus Metall und/oder einem anderen hochfesten Material ausgebildet, und der Energieabsorber (EA) ist typischerweise aus einem Schaumstoff gefertigt und ist dazu konzipiert, sich zu verformen, um die kinetische Energie eines Aufpralls mit relativ niedriger Geschwindigkeit zu absorbieren. Eine Kunststoffverkleidung (und/oder andere Verkleidungskomponenten) können das Stoßfängersystem abdecken, um ein gewünschtes Erscheinungsbild bzw. eine gewünschte Aerodynamik zu erreichen.
Für die meisten Personenfahrzeuge sollte der EA dazu ausgestaltet sein, eine ausreichende Steifigkeit aufzuweisen, um gesetzliche Anforderungen und/oder andere Ziele zu erfüllen, die das Minimieren von Schaden am Fahrzeug infolge eines Aufpralls mit niedriger Geschwindigkeit betreffen. Beschränkungen hinsichtlich der Ausgestaltung (Fahrzeugformgebung, Aerodynamik usw.) können es erfordern, dass der EA relativ dünn ist (gemessen entlang der Längsachse des Fahrzeugs), und daher muss der EA aus einem relativ steifen Material gefertigt sein, um einen ausreichenden Widerstandsgrad gegen Aufprallschaden zu erreichen.
Stoßfängersysteme für einige Fahrzeuge sind auch dazu ausgestaltet, Fußgängerschutzanforderungen/-ziele zu erfüllen, die ein Verhindern/Minimieren von Verletzungen eines Fußgängers betreffen, wenn dieser durch ein sich bewegendes Fahrzeug erfasst wird. Ein übliches Kriterium für Fußgängerschutz ist eine Unterschenkelverletzung, und ein Weg, eine derartige Verletzung zu minimieren, besteht darin , die Steifigkeit des EA zu verringern, so dass der Teil des Stoßfängersystems, der gegen den Unterschenkel prallt, „weicher“ ist. Eine Abwägung zwischen der Beschädigbarkeit bei niedriger Geschwindigkeit und dem Fußgängerschutz kann den Fahrzeugkonstrukteur vor Herausforderungen stellen.
Es ist bekannt, magneto-rheologische (MR) Vorrichtungen zu nutzen, um die Steifigkeit einer strukturellen Komponente eines Fahrzeugs als Reaktion auf eine vorhergesagte oder tatsächliche Kollision zu variieren oder einzustellen. Siehe beispielsweise US-Patentanmeldung Nr. 2004/0117086A1. MR-Vorrichtungen nutzen MR-Fluid, das eine Scherfestigkeit aufweist, die vernachlässigbar niedrig ist, bis es einem Magnetfeld ausgesetzt ist, woraufhin sich die Scherfestigkeit um ein von der Stärke des Magnetfelds abhängiges Maß erhöht. Entsprechend können steuerbare elektromagnetische Vorrichtungen verwendet werden, um auf Wunsch ein Magnetfeld anzulegen, um in der MR-Vorrichtung einen erforderlichen Steifigkeitsgrad zu erreichen.
KURZDARSTELLUNG
Gemäß einer offenbarten Ausführungsform umfasst eine Einrichtung für ein Fahrzeug einen Energieabsorber zum Quereinbauen vor einem vorderen Stoßfänger eines Fahrzeugs, mehrere Elemente, die in den Energieabsorber eingebettet sind und offenzelligen Schaumstoff umfassen, der mit magneto-rheologischem Material behandelt ist, und eine elektromagnetische Vorrichtung, die erregbar ist, um ein Magnetfeld zu erzeugen, das auf die Elemente einwirkt und dadurch eine Steifigkeit der Elemente auf einen Grad erhöht, der größer ist als eine Steifigkeit des Energieabsorbers.
Die Einrichtung kann weiterhin ein Steuerungsmodul umfassen, das funktionell darauf eingerichtet ist, um basierend auf einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs eine Energieversorgung der elektromagnetischen Vorrichtung zu veranlassen. Die Steuerung kann beispielsweise eine relativ höhere Energieversorgung veranlassen, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit unter einem Schwellenwert liegt, und eine relativ geringere Energieversorgung veranlassen, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit über dem Schwellenwert liegt. Die Geschwindigkeitsschwellenwerte können Zielen, wie z. B. Beschädigbarkeit bei niedriger Geschwindigkeit und/oder Fußgängerschutz, zugeordnet sein.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst ein Energieabsorbersystem mit variabler Steifigkeit für ein Fahrzeug einen Energieabsorber, der eine erste Steifigkeit aufweist, und mehrere Elemente, die in den Energieabsorber eingebettet und voneinander beabstandet sind, wobei die Elemente offenzelligen Schaumstoff umfassen, der mit magneto-rheologischem Material behandelt ist. Das System umfasst weiterhin mehrere elektromagnetische Vorrichtungen, die den jeweiligen Elementen zugeordnet und mit elektrischer Energie beaufschlagbar sind, um Magnetfelder zu erzeugen, die auf das magneto-rheologische Material einwirken, um den Elementen eine zweite Steifigkeit zu verleihen, die größer ist als die erste Steifigkeit. Ein elektronisches Steuerungsmodul ist funktionell darauf eingerichtet, eine Beaufschlagung der mehreren elektromagnetischen Vorrichtungen mit elektrischer Energie zu veranlassen.
Wenn die elektromagnetischen Vorrichtungen nicht mit Energie versorgt werden, können der Energieabsorber und die Elemente eine erste Gesamtsteifigkeit bereitstellen, die für eine Verringerung einer Verletzung von Fußgängern geeignet ist. Wenn die elektromagnetischen Vorrichtungen mit Energie versorgt werden, können der Energieabsorber und die Elemente eine zweite Gesamtsteifigkeit bereitstellen, die für eine Verringerung von Schaden am Fahrzeug während einer Kollision mit niedriger Geschwindigkeit geeignet ist. Die Steuerung kann die Beaufschlagung der mehreren elektromagnetischen Vorrichtungen mit elektrischer Energie basierend auf einer Fahrzeuggeschwindigkeit steuern.
Die Steuerung kann die Fahrzeuggeschwindigkeit basierend auf Daten von einem Fahrzeugkommunikationsbus bestimmen.
Wenigstens eines der Elemente kann einen Volumenanteil von MR-Material zu Schaumstoff in einem ungefähren Bereich von 10 % bis 20 % aufweisen.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst ein Energieabsorbersystem eines Fahrzeugstoßfängers einen Schaumstoffblock, der eine erste Steifigkeit aufweist und mehrere darin ausgebildete Hohlräume aufweist, zum Quereinbauen vor einem Stoßfänger; mehrere Elemente, die sich innerhalb jeweiliger Hohlräume des Blocks befinden, wobei die Elemente offenzelligen Schaumstoff umfassen, der mit magneto-rheologischem Material behandelt ist; und mehrere elektromagnetische Vorrichtungen, die den jeweiligen Elementen beigeordnet sind, um, wenn sie mit Energie versorgt werden, Magnetfelder zu erzeugen, die auf das magneto-rheologische Material der Elemente einwirken.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugs, das ein Stoßfängersystem der vorliegend offenbarten allgemeinen Art aufweist;
2 ist eine schematische Abbildung eines Energieabsorbersystems, das darin eingebettete Elemente mit variabler Steifigkeit aufweist;
3 ist eine auseinandergezogene Ansicht des Energieabsorbers von 2;
4 ist eine schematische Abbildung einer Reihe elektromagnetischer Vorrichtungen;
5 ist ein Diagramm von Ergebnissen experimenteller Tests an mit unterschiedlichen Mengen von MR-Fluid behandelten Schaumstoffelementen bei verschiedenen Magnetfeldstärken;
6 ist eine schematische Abbildung einer zweiten Ausführungsform eines Energieabsorbers mit eingebetteten Elementen mit variabler Steifigkeit.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Wie erforderlich werden hier ausführliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbart; es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich beispielhaft für die Erfindung sind, die in verschiedenen und alternativen Formen ausgeführt werden kann. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu; einige Merkmale können übertrieben oder minimiert sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Die speziellen strukturellen und funktionalen Details, die hierin offenbart werden, sollen deshalb nicht als einschränkend interpretiert werden, sondern lediglich als eine repräsentative Basis, um einen Fachmann zu lehren, wie die vorliegende Erfindung auf verschiedene Weise einzusetzen ist.
Wie in 1 zu sehen ist, umfasst ein Kraftfahrzeug 10 eine Stoßfängeranordnung 12, die einen Stoßfänger 14, der allgemein quer zu dem Fahrzeug angeordnet ist (entlang der in 1 angegebenen y-Achse), und einen Energieabsorber (EA) 16, der vor dem Stoßfänger 14 positioniert ist, umfasst.
Wie allgemein im Fachgebiet bekannt, kann vor der Stoßfängeranordnung 12 eine Verkleidung 18 angeordnet sein, um ein gewünschtes Erscheinungsbild bzw. eine gewünschte Aerodynamik des Vorderteils des Fahrzeugs zu erreichen. Der Stoßfänger 14 ist typischerweise aus einem hochfesten Material, wie z. B. Stahl oder Aluminium, gefertigt, wie allgemein im Fachgebiet bekannt.
Der EA 16 ist vorzugsweise aus einem offenzelligen Schaumstoff ausgebildet, der eine relativ geringe Steifigkeit aufweist. Der Begriff „relativ geringe Steifigkeit“, wie er vorliegend verwendet wird, bezeichnet einen Steifigkeitsgrad der so gering ist, dass, wenn der EA 16 funktionsfähig in dem Fahrzeug eingebaut ist, die sich ergebende Struktur ausreichend nachgibt, um gewünschte Ziele hinsichtlich des Schutzes von Fußgängern zu erfüllen. Der EA 16 ist als ein einziges Teil abgebildet, aber er kann alternativ aus mehreren Teilen hergestellt sein, welche die Breite des Stoßfängers 14 überspannen, wenn sie in dem Fahrzeug eingebaut sind.
Nunmehr auf 2 und 3 Bezug nehmend, weist der EA 16 mehrere Löcher oder Hohlräume 20 auf, die darin ausgebildet sind, um jeweilige Elemente mit variabler Steifigkeit 22 aufzunehmen. Die Elemente 22 sind so in die Löcher 20 eingesetzt, dass sie in den EA 16 eingebettet sind und über die Breite des EA 16 (y-Achse des Fahrzeugs) seitlich voneinander beabstandet sind.
Die Elemente mit variabler Steifigkeit 22 sind aus einem offenzelligen Schaumstoff ausgebildet (wie er z. B. aus Polyurethan oder anderen Polymeren hergestellt werden kann), der mit einem magneto-rheologischen (MR) Fluid behandelt wurde. Es wurde festgestellt, dass offenzelliger Schaumstoff, der mit einer relativ kleinen Menge von MR-Fluid behandelt ist, eine erhebliche Erhöhung der Steifigkeit aufweist, wenn er einem Magnetfeld ausgesetzt ist. Das MR-Fluid muss nur die inneren Oberflächen der Zellstruktur (der Poren) des Schaumstoffs beschichten, was eine wesentlich geringere Menge von Fluid erfordert als die Menge, die nötig ist, um die Poren des Schaumstoffs zu sättigen oder zu füllen.
Die Menge von MR-Fluid, die verwendet wird, um die Elemente 22 zu behandeln, kann als ein Volumenanteil (Prozentwert) von MR-Fluid zu Schaumstoff ausgedrückt werden. Es wurde festgestellt, dass Schaumstoffelemente, die einen Volumenanteil von MR-Fluid in einem Bereich von ungefähr 10 % bis 20 % Fluid aufweisen, erhebliche Erhöhungen der Steifigkeit aufweisen, wenn sie einem Magnetfeld ausgesetzt sind. Das Diagramm von 5 zeigt Ergebnisse experimenteller Tests an Schaumstoffelementen, die unterschiedliche Volumenanteile von MR-Fluid zu Schaumstoff aufweisen, wenn diese einem Magnetfeld vier verschiedener Intensitäten (ausgedrückt in Tesla-Einheiten, T) ausgesetzt sind. Niedrigere Volumenanteile von MR-Fluid gehen mit verringerten Kosten der Elemente 22 einher.
Den jeweiligen Elementen 22 sind elektromagnetische (EM) Vorrichtungen 24 beigeordnet. Elektrisch leitende Drähte 26 sind mit den EM-Vorrichtungen 24 verbunden, um sie mit elektrischer Energie zu versorgen. 2 und 3 zeigen die EM-Vorrichtungen 24 elektrisch in Reihe geschaltet, dies jedoch nur der Einfachheit der Abbildung halber, da andere elektrische Anordnungen vorteilhaft sein können.
Die EM-Vorrichtungen 24 können jede Einrichtung umfassen, die ein elektromagnetisches Feld erzeugt, wenn sie mit elektrischer Leistung versorgt wird. Beispielsweise kann eine EM-Vorrichtung die Form einer elektrischen Spule und einer zugehörigen Komponente (wie z. B. einer Platte oder eines Kerns), die aus einem Eisenmaterial gefertigt ist, annehmen, um ein Magnetfeld zu erzeugen, wenn die Spule mit Energie versorgt wird, wie auf dem Fachgebiet gut bekannt ist. In einer weiteren Ausführungsform, die in 4 gezeigt ist, umfasst jede EM-Vorrichtung ein Paar Platten 24a, die aus Eisenmaterial gefertigt sind und sich auf gegenüberliegenden Seiten des jeweiligen Schaumstoffelements 22 befinden.
Die EM-Vorrichtungen 24 sind dazu ausgestaltet und (bezogen auf die Elemente 22) positioniert, mit einem minimalen Verbrauch von elektrischer Leistung Magnetfelder zu erzeugen, welche die Elemente 22 umschließen. Zwar bilden die vorliegenden Figuren eine beigeordnete EM-Vorrichtung 24 für jedes Element 22 ab, es kann aber vorteilhaft sein, eine einzige EM-Vorrichtung zu verwenden, die dazu positioniert ist, mehr als ein Element zu beeinflussen.
Die Drähte 26 sind mit einem elektronischen Steuermodul (CM) 28 und einer Leistungsquelle 30 verbunden, die beispielsweise die Batterie und/oder der Generator/die Lichtmaschine des Fahrzeugs sein kann. Das CM 28 ist elektronisch mit einem Hochgeschwindigkeitsdatenbus des Fahrzeugs, wie z. B. einem CAN-Bus 32 (der allgemeinen Art, die auf dem Fachgebiet der Kraftfahrzeugtechnik gut bekannt ist), verbunden, wie in 2 angegeben. Das CM 28 erhält über den CAN-Bus 32 ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal von einem Geschwindigkeitssensor 34 und setzt vorprogrammiert Logik um, um das Maß oder die Menge an elektrischer Leistung zu bestimmen, die den EM-Vorrichtungen 24 zugeführt wird.
In Fahrzeuggeschwindigkeitsbereichen, in denen Anforderungen/Ziele der Beschädigbarkeit bei niedriger Geschwindigkeit zutreffen (typischerweise weniger als 10 km/h), führt das CM 28 den EM-Vorrichtungen 24 ein Maß an elektrischer Leistung zu, das ausreichend ist, um Magnetfelder zu erzeugen, die das MR-Fluid der Elemente 22 beeinflussen und dadurch die Steifigkeit der Elemente erhöhen. Die Steifigkeit der Elemente 22 ist, wenn diese den Magnetfeldern ausgesetzt sind, größer als die Steifigkeit des EA 16. Die Elemente 22 sind von ausreichender Größe und so voneinander beabstandet, dass sie, wenn sie mit Energie versorgt werden, die relativ geringe Steifigkeit des EA 16 ergänzen und die Gesamtsteifigkeit des kombinierten EA/Element-Systems auf einen Grad erhöht wird, der ausreichend ist, um die Anforderungen/Ziele der Beschädigbarkeit bei niedriger Geschwindigkeit zu erfüllen. „Gesamtsteifigkeit“ bezeichnet hier die wirksame Steifigkeit des EA 16 in Kombination mit den Elementen mit variabler Steifigkeit 22 (und irgendwelchen anderen Komponenten, wie z. B. einer Verkleidung 18), wenn die EA/Element-Kombination gegen ein anderes Objekt prallt.
In Fahrzeuggeschwindigkeitsbereichen, in denen Anforderungen oder Ziele bezüglich der Unterschenkelverletzung von Fußgängern zutreffen (das Europäische Programm zur Bewertung der Sicherheit von Neuwagen (Euro NCAP) testet derzeit bei 40 km/h), wird die elektrische Energiezufuhr an das Element 22 verringert oder ganz abgeschaltet, was eine geringere Steifigkeit der Elemente 22 und eine geringere Gesamtsteifigkeit des EA/Element-Systems zur Folge hat. Durch Einstellen des Maßes an elektrischer Leistung, die den Elementen 22 zugeführt wird, kann ein gewünschter Grad an EA/Element-Gesamtsteifigkeit erreicht werden, um ein gewünschtes Gleichgewicht zwischen Anforderungen der Beschädigbarkeit und des Fußgängerschutzes zu erreichen. Die konkreten Anforderungen/Ziele, die auf ein bestimmtes Fahrzeug und an einem bestimmten geographischen Ort zutreffen, können verwendet werden, um die durch das CM 28 angewendete Logik dazu einzurichten, bei einer gegebenen Geschwindigkeit ein Maß an elektrischer Leistung zu bestimmen.
Es können verschiedene Modifikationen der Größe, Anzahl und Anordnung von Elementen mit variabler Steifigkeit vorgenommen werden, um bei minimalen Kosten der Komponenten und einer minimalen Menge an erforderlicher elektrischer Leistung eine gewünschte Gesamtsteifigkeit des Energieabsorbers zu erreichen. Beispielsweise zeigt 6 eine Ausführungsform, in der (verglichen mit 2 und 3) eine größere Anzahl kleinerer Elemente 122 in einen EA 116 eingebettet ist. Das Verhalten verschiedener Anordnungen (die Anzahl, Größe, das Muster und der Abstand zwischen den angrenzenden Elementen) von Elementen mit variabler Steifigkeit kann durch computergestützte Analyse, physikalische Tests und/oder andere bekannte Analysearten bestimmt werden.
Die Bereitstellung mehrerer Elemente mit variabler Steifigkeit, die in einen Energieabsorber, der einen für den Fußgängerschutz geeigneten Steifigkeitsgrad aufweist, eingebettet sind und über diesen verteilt sind, gestattet es, dass die Gesamtsteifigkeit des EA bei Bedarf auf einen Grad erhöht wird, der für Ziele der Beschädigbarkeit bei niedriger Geschwindigkeit geeignet ist. Verglichen mit einer Ausgestaltung, bei welcher der gesamte Energieabsorber mit MR-Flüssigkeit behandelt ist, erreicht die vorliegende Erfindung diese Ziele mit verringerten Kosten, sowohl im Hinblick auf die erforderliche Menge von MR-Fluid als auch die Menge an elektrischer Leistung, die erforderlich ist, um die gewünschten Steifigkeitsgrade zu erreichen. Außerdem hat das offenbarte Element mit variabler Steifigkeit, das einen niedrigen Volumenanteil von MR-Fluid aufweist, verglichen mit einem Schaumstoffelement, das mit MR-Fluid gesättigt ist, niedrigere Kosten zur Folge.
Obwohl vorstehend beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurden, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen der Erfindung beschreiben. Vielmehr sind die in der Patentbeschreibung verwendeten Worte eher Worte zur Beschreibung als zur Begrenzung und selbstverständlich können verschiedene Änderungen vorgenommen werden, ohne vom Gedanken und Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Darüber hinaus können die Merkmale verschiedener Implementierungsausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden.

Claims

Einrichtung für ein Fahrzeug, die Folgendes umfasst: einen Energieabsorber zum Quereinbauen vor einem Stoßfänger; mehrere Elemente, die in den Energieabsorber eingebettet sind und offenzelligen Schaumstoff umfassen, der mit magneto-rheologischem Material behandelt ist; und eine elektromagnetische Vorrichtung, die erregbar ist, um ein Magnetfeld zu erzeugen, das auf die Elemente einwirkt und dadurch eine Steifigkeit der Elemente auf einen Grad erhöht, der größer ist als eine Steifigkeit des Energieabsorbers.
Einrichtung nach Anspruch 1, die weiterhin ein Steuerungsmodul umfasst, das funktionsfähig ist, um basierend auf einer Fahrzeuggeschwindigkeit eine Energieversorgung der elektromagnetischen Vorrichtung zu veranlassen.
Einrichtung nach Anspruch 2, wobei die Steuerung eine relativ höhere Energieversorgung veranlasst, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit unter einem Schwellenwert liegt, und eine relativ geringere Energieversorgung veranlasst, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit über dem Schwellenwert liegt.
Einrichtung nach Anspruch 2, wobei die Steuerung die Fahrzeuggeschwindigkeit basierend auf Daten von einem Fahrzeugkommunikationsbus ermittelt.
Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die elektromagnetische Vorrichtung ein Paar Eisenmetallplatten auf gegenüberliegenden Seiten wenigstens eines der Elemente umfasst.
Einrichtung nach Anspruch 1, wobei wenigstens eines der Elemente einen Volumenanteil von magneto-rheologischem Material zu Schaumstoff in einem ungefähren Bereich von 10 % bis 20 % aufweist.
Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die elektromagnetische Vorrichtung mehrere Vorrichtungen umfasst, die den jeweiligen Elementen beigeordnet sind.
Energieabsorbersystem mit variabler Steifigkeit für ein Fahrzeug, das Folgendes umfasst: einen Energieabsorber, der eine erste Steifigkeit aufweist; mehrere Elemente, die in den Energieabsorber eingebettet und voneinander beabstandet sind, wobei die Elemente offenzelligen Schaumstoff umfassen, der mit magneto-rheologischem Material behandelt ist; mehrere elektromagnetische Vorrichtungen, die den jeweiligen Elementen beigeordnet und mit elektrischer Energie versorgbar sind, um Magnetfelder zu erzeugen, die auf das magneto-rheologische Material einwirken, um den Elementen eine zweite Steifigkeit zu verleihen, die größer ist als die erste Steifigkeit; und eine Steuerung, die funktionsfähig ist, um eine Versorgung der mehreren elektromagnetischen Vorrichtungen mit elektrischer Energie zu veranlassen.
Energieabsorbersystem nach Anspruch 8, wobei der Energieabsorber und die Elemente zusammenwirken, um, wenn die elektromagnetischen Vorrichtungen nicht mit elektrischer Energie versogt sind sind, eine erste Gesamtsteifigkeit bereitzustellen, die für eine Verringerung einer Verletzung von Fußgängern geeignet ist, und sich der Energieabsorber und die Elemente kombinieren, um, wenn die elektromagnetischen Vorrichtungen mit elektrischer Energie versorgt sind, eine zweite Gesamtsteifigkeit bereitzustellen, die für eine Verringerung von Schaden am Fahrzeug während einer Kollision mit niedriger Geschwindigkeit geeignet ist, und die Steuerung die Versorgung der mehreren elektromagnetischen Vorrichtungen mit elektrischer Energie basierend auf einer Fahrzeuggeschwindigkeit steuert.
Energieabsorbersystem nach Anspruch 8, wobei die Steuerung eine relativ höhere Energieversorgung veranlasst, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit unter einem Schwellenwert liegt, und eine relativ geringere Energieversorgung veranlasst, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit über dem Schwellenwert liegt.
Energieabsorbersystem nach Anspruch 10, wobei die Steuerung die Fahrzeuggeschwindigkeit basierend auf Daten von einem Fahrzeugkommunikationsbus ermittelt.
Energieabsorbersystem nach Anspruch 8, wobei wenigstens eine der elektromagnetischen Vorrichtungen ein Paar Eisenmetallplatten auf gegenüberliegenden Seiten wenigstens eines der Elemente umfasst.
Energieabsorbersystem nach Anspruch 8, wobei wenigstens eines der Elemente einen Volumenanteil von magneto-rheologischem Material zu Schaumstoff in einem ungefähren Bereich von 10 % bis 20 % aufweist.
Energieabsorbersystem eines Fahrzeugstoßfängers, das Folgendes umfasst: einen Schaumstoffblock, der eine erste Steifigkeit aufweist und mehrere darin ausgebildete Hohlräume aufweist, zum Quereinbauen vor einem Stoßfänger; mehrere Elemente, die in jeweilige Hohlräume des Blocks eingebettet sind, wobei die Elemente offenzelligen Schaumstoff umfassen, der mit magneto-rheologischem Material behandelt ist; und mehrere elektromagnetische Vorrichtungen, die den jeweiligen Elementen beigeordnet sind, um, wenn sie mit Energie versorgt werden, Magnetfelder zu erzeugen, die auf das magneto-rheologische Material der Elemente einwirken.
Energieabsorbersystem nach Anspruch 14, das weiterhin ein Steuerungsmodul umfasst, das funktionell darauf eingerichtet ist, basierend auf einer Fahrzeuggeschwindigkeit eine Energieversorgung der elektromagnetischen Vorrichtung zu veranlassen.
Energieabsorbersystem nach Anspruch 15, wobei die Steuerung eine relativ höhere Energieversorgung veranlasst, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit unter einem Schwellenwert liegt, und eine relativ geringere Energieversorgung veranlasst, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit über dem Schwellenwert liegt.
Energieabsorbersystem nach Anspruch 15, wobei sich der Schaumstoffblock und die Elemente kombinieren, um, wenn die elektromagnetischen Vorrichtungen nicht mit Energie versorgt werden, eine erste Gesamtsteifigkeit bereitzustellen, die für eine Verringerung einer Verletzung von Fußgängern geeignet ist, und sich der Schaumstoffblock und die Elemente kombinieren, um, wenn die elektromagnetischen Vorrichtungen mit Energie versorgt werden, eine zweite Gesamtsteifigkeit bereitzustellen, die für eine Verringerung von Schaden am Fahrzeug während einer Kollision mit niedriger Geschwindigkeit geeignet ist, und die Steuerung die Energieversorgung der mehreren elektromagnetischen Vorrichtungen basierend auf einer Fahrzeuggeschwindigkeit steuert.
Energieabsorbersystem nach Anspruch 15, wobei die Steuerung die Fahrzeuggeschwindigkeit basierend auf Daten von einem Fahrzeugkommunikationsbus ermittelt.
Energieabsorbersystem nach Anspruch 14, wobei wenigstens eine der elektromagnetischen Vorrichtungen ein Paar Eisenmetallplatten auf gegenüberliegenden Seiten wenigstens eines der Elemente umfasst.
Energieabsorbersystem nach Anspruch 14, wobei wenigstens eines der Elemente einen Volumenanteil von magneto-rheologischem Material zu Schaumstoff in einem ungefähren Bereich von 10 % bis 20 % aufweist.