DE102011105508B4 - Device and method for operating a vehicle with a partial mass - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuges (1) mit einer Teilmasse (2), wobei die Teilmasse (2) bei einer erfassten, dem Fahrzeug (1) bevorstehenden Kollision oder bei einer Kollision mittels zumindest einer pyrotechnischen Beschleunigungseinheit (5) entgegen einer Wirkrichtung einer aus der Kollision resultierenden Krafteinleitung beschleunigbar ist. Erfindungsgemäß weist die pyrotechnische Beschleunigungseinheit (5) ein pyrotechnisch entfaltbares Element (5.1) auf.The invention relates to a device and a method for operating a vehicle (1) with a partial mass (2), the partial mass (2) in the event of a detected collision imminent in the vehicle (1) or in the event of a collision by means of at least one pyrotechnic acceleration unit (5 ) against a direction of action of a force introduction resulting from the collision can be accelerated. According to the invention, the pyrotechnic acceleration unit (5) has a pyrotechnically deployable element (5.1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuges mit einer Teilmasse, wobei die Teilmasse bei einer erfassten, dem Fahrzeug bevorstehenden Kollision oder bei einer Kollision mittels zumindest einer pyrotechnischen Beschleunigungseinheit entgegen einer Wirkrichtung einer aus der Kollision resultierenden Krafteinleitung beschleunigbar ist bzw. beschleunigt wird, wobei die Teilmasse ein Energiespeicher in Form einer Traktionsbatterie ist.The invention relates to a device and a method for operating a vehicle with a partial mass, the partial mass being accelerated or accelerated in the event of a detected collision imminent in the vehicle or in the event of a collision by means of at least one pyrotechnic acceleration unit against an effective direction of a force introduction resulting from the collision is, wherein the partial mass is an energy store in the form of a traction battery.

Aus der DE 10 2007 062 599 A1 ist ein Fahrzeug mit einer Crasherkennungseinrichtung zur Detektion eines eine Kraft in einer Wirkrichtung in das Fahrzeug einleitenden Crashfalls und mit einer mit der Crasherkennungseinrichtung direkt oder indirekt zusammenwirkenden Beschleunigungseinrichtung zum absoluten Beschleunigen wenigstens einer Teilmasse des Fahrzeuges im Crashfall entgegen der Wirkrichtung der Krafteinleitung bekannt. Darüber hinaus ist in der genannten Schrift ein Verfahren zum Reduzieren der Insassenbelastung eines Fahrzeuges im Crashfall offenbart, wobei im Crashfall eine Teilmasse des Fahrzeuges in eine der im Crashfall erwarteten Krafteinleitrichtung entgegen gesetzte Richtung beschleunigt wird.From the DE 10 2007 062 599 A1 A vehicle is known with a crash detection device for the detection of a force in one effective direction in the vehicle introducing a crash and with an acceleration device that interacts directly or indirectly with the crash detection device for the absolute acceleration of at least a partial mass of the vehicle in the event of a crash against the effective direction of the application of force. In addition, a method for reducing the occupant load of a vehicle in the event of a crash is disclosed in the cited document, wherein in the event of a crash a partial mass of the vehicle is accelerated in a direction opposite to the direction in which the force is introduced.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuges mit einer Teilmasse anzugeben.The invention is based on the object of specifying a device that is improved over the prior art and an improved method for operating a vehicle with a partial mass.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich der Vorrichtung durch die in Anspruch 1 und hinsichtlich des Verfahrens durch die in Anspruch 9 angegebenen Merkmale gelöst.The object is achieved according to the invention with regard to the device by the features specified in claim 1 and with regard to the method by the features specified in claim 9.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the subclaims.

Mittels einer Vorrichtung zum Betrieb eines Fahrzeuges mit einer Teilmasse ist diese bei einer erfassten, dem Fahrzeug bevorstehenden Kollision oder bei einer Kollision mittels zumindest einer pyrotechnischen Beschleunigungseinheit entgegen einer Wirkrichtung einer aus der Kollision resultierenden Krafteinleitung beschleunigbar. Erfindungsgemäß weist die pyrotechnische Beschleunigungseinheit ein pyrotechnisch entfaltbares Element auf.By means of a device for operating a vehicle with a partial mass, this can be accelerated against a direction of action of a force introduction resulting from the collision in the event of a detected collision imminent in the vehicle or in the event of a collision by means of at least one pyrotechnic acceleration unit. According to the invention, the pyrotechnic acceleration unit has a pyrotechnically deployable element.

Das pyrotechnisch entfaltbare Element dient in besonders vorteilhafter Weise einerseits der Beschleunigung der Teilmasse, wobei das entfaltbare Element andererseits zur Dämpfung der Teilmasse, wenn sich diese bei einer erneuten Ankopplung an das Fahrzeug aufgrund ihrer Masseträgheit entgegen der Wirkrichtung der aus der Kollision resultierenden Krafteinleitung bewegt, genutzt werden kann.The pyrotechnically deployable element serves in a particularly advantageous manner on the one hand to accelerate the partial mass, with the deployable element on the other hand being used to dampen the partial mass when it moves against the effective direction of the force introduction resulting from the collision when it is reconnected to the vehicle due to its mass inertia can be.

Mindestens durch die Dämpfung der Bewegung der Teilmasse mittels des entfaltbaren Elementes ist einer Zerstörung der Teilmasse, bei der es sich bevorzugt um einen Energiespeicher in Form einer Batterie, insbesondere einer Traktionsbatterie, handelt, entgegengewirkt. Dabei ist eine Bewegungsenergie der Teilmasse, insbesondere des Energiespeichers, mittels des entfaltbaren Elementes absorbierbar. Dadurch, dass die Teilmasse in Form des Energiespeichers in ihrer Bewegung gedämpft abbremsbar ist, ist die Sicherheit von Fahrzeuginsassen und von Personen in unmittelbarer Umgebung des Fahrzeuges erhöht.Destruction of the partial mass, which is preferably an energy store in the form of a battery, in particular a traction battery, is counteracted at least by damping the movement of the partial mass by means of the deployable element. In this case, kinetic energy of the partial mass, in particular of the energy store, can be absorbed by means of the deployable element. The fact that the movement of the partial mass in the form of the energy store can be braked in a damped manner increases the safety of vehicle occupants and of people in the immediate vicinity of the vehicle.

Die Erhöhung der Sicherheit resultiert insbesondere daraus, dass der Energiespeicher auch nach dem Anprall an das entfaltbare Element im Wesentlichen seinen ursprünglichen Zustand beibehält, dadurch in dem Energiespeicher angeordnete Einzelzellen nicht zerstört werden und somit chemischen Reaktionen, die gesundheitliche Gefahren bergen können, im Wesentlichen entgegengewirkt ist.The increase in safety results in particular from the fact that the energy storage device essentially retains its original state even after impacting the deployable element, so that individual cells arranged in the energy storage device are not destroyed and chemical reactions that can pose health risks are essentially counteracted .

Die Teilmasse ist bei einer erfassten, dem Fahrzeug bevorstehenden Kollision oder bei einer Kollision entgegen der Wirkrichtung der aus der Kollision resultierenden Krafteinleitung beschleunigbar, um einen am übrigen Fahrzeug abgestützten Rückstoß zu erzeugen, welcher die gleiche Richtung aufweist, wie die im Kollisionsfall erwartete Krafteinleitung in das Fahrzeug. Die Beschleunigung der Teilmasse führt somit zu einer das Fahrzeug verzögernden Krafteinleitung in das Fahrzeug, die eine Krafteinleitung in Fahrzeuginsassen bewirkt.The partial mass can be accelerated in the event of a detected collision that is imminent in the vehicle or in the event of a collision against the effective direction of the force introduction resulting from the collision in order to generate a recoil supported on the rest of the vehicle, which has the same direction as the force introduction expected in the event of a collision Vehicle. The acceleration of the partial mass thus leads to the introduction of force into the vehicle, which decelerates the vehicle and causes force to be introduced into the vehicle occupants.

Das entfaltbare Element ist bei Zündung einer Zündladung der Beschleunigungseinheit entfaltbar, wobei Gas freisetzbar ist und expandiert, wodurch die Teilmasse in Richtung Kollisionsobjekt beschleunigbar ist. Vorzugsweise ist zur Dämpfung der aus der Beschleunigung resultierenden Bewegung der Teilmasse in Richtung Kollisionsobjekt ein Anschlagelement angeordnet. Dabei kann das Anschlagelement eine komprimierbare Komponente des Fahrzeuges, beispielsweise ein Kühlsystem des Energiespeichers sein.The deployable element can be deployed when an ignition charge of the acceleration unit is ignited, gas being able to be released and expanding, as a result of which the partial mass can be accelerated in the direction of the collision object. A stop element is preferably arranged for damping the movement of the partial mass resulting from the acceleration in the direction of the collision object. The stop element can be a compressible component of the vehicle, for example a cooling system of the energy store.

Besonders bevorzugt ist das entfaltbare Element aus einem plastisch und/oder elastisch verformbaren Material gebildet, so dass sich das entfaltbare Element verformt, wenn die Teilmasse an dasselbe prallt. Die kinetische Energie der Teilmasse ist in besonders vorteilhafter Weise von dem entfaltbaren Element absorbierbar, in dem sich das entfaltbare Element verformt.The deployable element is particularly preferably formed from a plastically and / or elastically deformable material, so that the deployable element is deformed when the partial mass strikes it. The kinetic energy of the partial mass can be absorbed in a particularly advantageous manner by the deployable element in which the deployable element is deformed.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das kollisionsbedingt entfaltbare Element aus Metall, Kunststoff, Faserverbundkunststoff und/oder Gewebe gebildet. Dabei ist das Material oder die Materialkombination zur Bildung des entfaltbaren Elementes so gewählt, dass die Teilmasse bei Anprall an das entfaltbare Element nicht zerstört wird und die kinetische Energie der Teilmasse absorbierbar ist.In an advantageous embodiment, the element that can be unfolded as a result of the collision is formed from metal, plastic, fiber-reinforced plastic and / or fabric. The material or the combination of materials for forming the deployable element is selected so that the partial mass is not destroyed when it hits the deployable element and the kinetic energy of the partial mass can be absorbed.

In einer möglichen Ausführungsform ist das Element aus mehreren gegeneinander verschiebbaren Teilelementen gebildet, wodurch die Verschiebung der Teilelemente bei Freisetzung des Gases innerhalb des Elementes in Fahrtrichtung, also in Richtung des Kollisionsobjektes erfolgt. Zur Dämpfung der Bewegung der Teilmasse erfolgt die Verschiebung der Teilelemente entgegen der Fahrtrichtung. Ein derartig entfaltbares Element ist vergleichsweise einfach aufgebaut und erfüllt dennoch die gewünschten Funktionen hinsichtlich der Beschleunigung und der Dämpfung der Teilmasse im Kollisionsfall des Fahrzeuges.In one possible embodiment, the element is formed from a plurality of sub-elements that can be displaced relative to one another, whereby the displacement of the sub-elements takes place in the direction of travel, ie in the direction of the collision object, when the gas is released within the element. To dampen the movement of the partial mass, the partial elements are shifted against the direction of travel. An element that can be deployed in this way has a comparatively simple structure and nevertheless fulfills the desired functions with regard to acceleration and damping of the partial mass in the event of a collision of the vehicle.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind elektrische Anschlüsse des Energiespeichers durch eine aus der Beschleunigung resultierende Relativbewegung zwischen dem Energiespeicher und dem Fahrzeug von dem Energiespeicher trennbar. Die Trennung kann dabei mechanisch und/oder pyrotechnisch durchgeführt werden. Mittels der Trennung der elektrischen Anschlüsse ist es vergleichsweise schnell möglich, eine Spannungsfreiheit zumindest einer im Fahrzeug angeordneten Elektrik herzustellen. Zudem kann durch die Trennung der elektrischen Anschlüsse ein Risiko eines auftretenden Kurzschlusses innerhalb des Energiespeichers oder hinsichtlich der Elektrik des Fahrzeuges zumindest verringert werden.In a further advantageous embodiment of the invention, electrical connections of the energy store can be separated from the energy store by a relative movement between the energy store and the vehicle resulting from the acceleration. The separation can be carried out mechanically and / or pyrotechnically. By separating the electrical connections, it is possible comparatively quickly to establish a voltage-free at least one electrical system arranged in the vehicle. In addition, by separating the electrical connections, the risk of a short circuit occurring within the energy store or with regard to the electrical system of the vehicle can at least be reduced.

Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuges mit einer Teilmasse, wobei die Teilmasse bei einer erfassten, dem Fahrzeug bevorstehenden Kollision oder bei einer Kollision mittels zumindest einer Beschleunigungseinheit entgegen einer Wirkrichtung einer aus der Kollision resultierenden Krafteinleitung beschleunigt wird. Erfindungsgemäß weist die pyrotechnische Beschleunigungseinheit ein pyrotechnisch entfaltbares Element auf, mittels welchem die Teilmasse beschleunigt wird.The invention also relates to a method for operating a vehicle with a partial mass, the partial mass being accelerated in the event of a detected collision that is imminent in the vehicle or in the event of a collision by means of at least one acceleration unit against an effective direction of a force introduction resulting from the collision. According to the invention, the pyrotechnic acceleration unit has a pyrotechnically deployable element, by means of which the partial mass is accelerated.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to a drawing.

Dabei zeigen:

  • 1A bis 1E schematisch ein Fahrzeug in unterschiedlichen Phasen einer Kollision, wobei eine Teilmasse des Fahrzeuges zu einem Kollisionszeitpunkt beschleunigt wird und
  • 2A bis 2E schematisch ein Fahrzeug in unterschiedlichen Phasen einer Kollision, wobei eine Teilmasse des Fahrzeuges vor einem Kollisionszeitpunkt beschleunigt wird.
Show:
  • 1A to 1E schematically a vehicle in different phases of a collision, with a partial mass of the vehicle being accelerated at a time of the collision and
  • 2A to 2E schematically a vehicle in different phases of a collision, a partial mass of the vehicle being accelerated before a collision time.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided with the same reference symbols in all figures.

In den 1A bis 1D ist schematisch ein Fahrzeug 1 in unterschiedlichen Phasen einer Kollision dargestellt.In the 1A to 1D is schematically a vehicle 1 shown in different phases of a collision.

Bei dem Fahrzeug 1 handelt es sich um ein Elektrofahrzeug, wobei das Fahrzeug 1 auch ein Hybridfahrzeug oder ein mit Brennstoffzellen betriebenes Fahrzeug sein kann.With the vehicle 1 it is an electric vehicle, with the vehicle 1 can also be a hybrid vehicle or a vehicle powered by fuel cells.

An einem Fahrzeugboden ist eine Teilmasse 2 in Form eines Energiespeichers, insbesondere eines elektrochemischen Energiespeichers angeordnet, der als Traktionsbatterie, also als Antriebsbatterie des Fahrzeuges 1 genutzt wird.There is a partial mass on a vehicle floor 2 in the form of an energy store, in particular an electrochemical energy store, which acts as a traction battery, that is to say as a drive battery for the vehicle 1 is being used.

Der Energiespeicher als Teilmasse 2 des Fahrzeuges 1 weist ein kastenförmiges Gehäuse auf, in welches der Energiespeicher gekapselt ist. Der Energiespeicher weist beispielsweise eine Anzahl von nicht näher dargestellten Einzelzellen auf, die parallel und/oder seriell miteinander verschaltet und in dem Gehäuse angeordnet sind. Vorzugsweise handelt es sich bei den Einzelzellen um Lithium-Ionen-Akkumulatoren. Mittels des Gehäuses ist die als Energiespeicher ausgeführte Teilmasse 2 im Bereich einer B-Säule 1.1 des Fahrzeuges 1 an dem Fahrzeugboden befestigt.The energy storage as part of the mass 2 of the vehicle 1 has a box-shaped housing in which the energy store is encapsulated. The energy store has, for example, a number of individual cells (not shown in more detail) which are connected to one another in parallel and / or in series and are arranged in the housing. The individual cells are preferably lithium-ion batteries. The partial mass designed as an energy store is by means of the housing 2 in the area of a B-pillar 1.1 of the vehicle 1 attached to the vehicle floor.

Über ein im Fahrzeug 1 angeordnetes nicht gezeigtes Bordnetz ist der Energiespeicher als Teilmasse 2 mit einem Elektromotor verbunden, welchem eine in dem Energiespeicher gespeicherte elektrische Energie zuführbar ist. Dazu sind an der Teilmasse 2 in Form des Energiespeichers elektrische Anschlüsse 2.1 angeordnet, mittels welchen der Energiespeicher zumindest mit dem Bordnetz des Fahrzeuges 1 verbunden ist. Die elektrischen Anschlüsse 2.1 sind bevorzugt, beispielsweise mittels Befestigungselementen fahrzeugfest angeordnet.About one in the vehicle 1 arranged on-board network (not shown) is the energy store as part of the mass 2 connected to an electric motor to which electrical energy stored in the energy store can be fed. These are on the partial mass 2 electrical connections in the form of the energy store 2.1 arranged, by means of which the energy store at least with the electrical system of the vehicle 1 connected is. The electrical connections 2.1 are preferred, for example, arranged fixed to the vehicle by means of fastening elements.

Das Fahrzeug 1 verfügt über eine Vorrichtung, mittels welcher die Teilmasse 2 bei einer Kollision des Fahrzeuges 1 entgegen einer Wirkrichtung einer aus der Kollision resultierenden Krafteinleitung beschleunigbar ist. Mittels der Beschleunigung der Teilmasse 2 in Richtung eines Kollisionsobjektes 3 wird ein am Fahrzeug 1 abgestützter Rückstoß erzeugt, der die gleiche Richtung wie die im Kollisionsfall erwartete Krafteinleitung in das Fahrzeug 1 aufweist. Die Beschleunigung des Energiespeichers als Teilmasse 2 führt folglich zu einer das Fahrzeug 1 verzögernden Krafteinleitung in das Fahrzeug 1, welche eine Krafteinleitung in Fahrzeuginsassen bewirkt. Dadurch ist es möglich, eine aus der Kollision resultierende Belastung der Fahrzeuginsassen zu verringern.The vehicle 1 has a device by means of which the partial mass 2 in the event of a collision with the vehicle 1 against a direction of action of a force introduction resulting from the collision can be accelerated. By means of the acceleration of the partial mass 2 in the direction of a collision object 3rd becomes one on the vehicle 1 generated recoil, which is in the same direction as the expected introduction of force into the vehicle in the event of a collision 1 having. The acceleration of the energy store as part of the mass 2 consequently leads to a the vehicle 1 retarding force introduction into the vehicle 1 , which causes a force transmission in the vehicle occupants. This makes it possible to reduce the load on the vehicle occupants resulting from the collision.

Die Vorrichtung weist eine Kollisionserkennungsvorrichtung 4, die zumindest eine am Fahrzeug 1 angeordnete Erfassungseinheit 4.1 und eine Steuereinheit 4.2 umfasst, eine pyrotechnische Beschleunigungseinheit 5, mit welcher der Energiespeicher 2 beschleunigt wird, sowie ein Anschlagelement 6 auf.The device has a collision detection device 4th who have at least one on the vehicle 1 arranged detection unit 4.1 and a control unit 4.2 comprises a pyrotechnic acceleration unit 5 with which the energy storage 2 is accelerated, as well as a stop element 6th on.

Die Erfassungseinheit 4.1 der Kollisionserkennungsvorrichtung 4 ist ein Abstandssensor, welcher als radarbasierter Sensor ausgeführt ist. Mittels der Erfassungseinheit 4.1 werden fortlaufend Signale ausgesendet, welche, sofern sich in Fahrtrichtung des Fahrzeuges 1 ein vorausfahrendes Fahrzeug und/oder ein Hindernis als potentielles Kollisionsobjekt 3 bzw. potentielle Kollisionsobjekte 3 befindet bzw. befinden, reflektiert werden. Dazu ist die Erfassungseinheit 4.1 in einem Frontbereich 1.2 des Fahrzeuges 1 angeordnet.The registration unit 4.1 the collision detection device 4th is a distance sensor that is designed as a radar-based sensor. By means of the registration unit 4.1 Signals are continuously sent out, which, provided that they are in the direction of travel of the vehicle 1 a vehicle ahead and / or an obstacle as a potential collision object 3rd or potential collision objects 3rd is or are being reflected. The registration unit is for this purpose 4.1 in a front area 1.2 of the vehicle 1 arranged.

Die von der Erfassungseinheit 4.1 erfassten Signale werden der Steuereinheit 4.2, welche drahtlos oder drahtgebunden mit der Erfassungseinheit 4.1 gekoppelt ist, zugeführt. Die erfassten Signale werden ausgewertet, so dass ein Abstand des Fahrzeuges 1 zu dem vorausfahrenden Fahrzeug und/oder dem Hindernis ermittelbar ist. Darüber hinaus ist eine Relativgeschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Kollisionsobjekt 3 ermittelbar.The one from the registration unit 4.1 detected signals are sent to the control unit 4.2 , which can be wireless or wired to the registration unit 4.1 is coupled, supplied. The recorded signals are evaluated so that there is a distance between the vehicle 1 can be determined for the vehicle in front and / or the obstacle. In addition, there is a relative speed between the vehicle 1 and the collision object 3rd determinable.

Die pyrotechnische Beschleunigungseinheit 5 weist ein entfaltbares Element 5.1 auf und ist im Bereich eines hinteren Fahrzeugrades 1.3 angeordnet. Mittels des entfaltbaren Elementes 5.1 ist der Energiespeicher als Teilmasse 2 im Kollisionsfall des Fahrzeuges 1 in Richtung des Kollisionsobjektes 3 beschleunigbar. Wird eine Zündladung der Beschleunigungseinheit 5 gezündet, entfaltet sich das entfaltbare Element 5.1 durch das freigesetzte expandierende Gas, wobei die Teilmasse 2 durch die Entfaltung des entfaltbaren Elementes 5.1 in Richtung des Kollisionsobjektes 3 beschleunigt wird.The pyrotechnic acceleration unit 5 has an expandable element 5.1 and is in the area of a rear vehicle wheel 1.3 arranged. By means of the deployable element 5.1 is the energy storage as part of the mass 2 in the event of a collision with the vehicle 1 in the direction of the collision object 3rd accelerable. Becomes an ignition charge of the acceleration unit 5 ignited, the deployable element unfolds 5.1 by the released expanding gas, the partial mass 2 through the unfolding of the unfoldable element 5.1 in the direction of the collision object 3rd is accelerated.

Bei dem entfaltbaren Element 5.1 handelt es sich um einen Airbag, welcher vorzugsweise aus einer metallischen, blechartigen Struktur gebildet ist.In the case of the deployable element 5.1 it is an airbag, which is preferably formed from a metallic, sheet-like structure.

Alternativ oder zusätzlich kann das entfaltbare Element 5.1 aus einem Kunststoff, einem Faserverbundkunststoff und/oder einem Gewebe gebildet sein.Alternatively or additionally, the deployable element 5.1 be formed from a plastic, a fiber composite plastic and / or a fabric.

Denkbar ist auch, dass das entfaltbare Element 5.1 aus mehreren gegeneinander verschiebbaren Teilelementen gebildet ist, welche sich bei Beaufschlagung mit dem Gas auseinander schieben oder sich entfalten und die Teilmasse 2 durch das Auseinanderschieben, also das Entfalten beschleunigt wird.It is also conceivable that the expandable element 5.1 is formed from several mutually displaceable sub-elements, which slide apart when exposed to the gas or unfold and the partial mass 2 by pushing apart, that is, the unfolding is accelerated.

Dabei ist das Material des entfaltbaren Elementes 5.1 so gewählt, dass die Teilmasse 2 zumindest bei der Beschleunigung mittels des entfaltbaren Elementes 5.1 nicht beschädigt wird.This is the material of the deployable element 5.1 chosen so that the partial mass 2 at least when accelerating by means of the deployable element 5.1 will not be damaged.

Im Bereich eines vorderen Fahrzeugrades 1.4 ist das Anschlagelement 6 angeordnet, welches eine komprimierbare Komponente des Fahrzeuges 1, beispielsweise ein Kühlsystem des Energiespeichers ist.In the area of a front vehicle wheel 1.4 is the stop element 6th arranged, which is a compressible component of the vehicle 1 , for example, a cooling system of the energy storage.

Mittels des Anschlagelementes 6 wird die Beschleunigung der Teilmasse 2 in Form des Energiespeichers gedämpft. Durch den Anschlag der Teilmasse 2 an dem Anschlagelement 6 wird dieses komprimiert, so dass die aus der Beschleunigung resultierende kinetische Energie der Teilmasse 2 mittels der Deformation des Anschlagelementes 6 zumindest teilweise absorbierbar ist.By means of the stop element 6th becomes the acceleration of the partial mass 2 dampened in the form of the energy store. By the stop of the partial mass 2 on the stop element 6th this is compressed, so that the kinetic energy of the partial mass resulting from the acceleration 2 by means of the deformation of the stop element 6th is at least partially absorbable.

In Fahrtrichtung des Fahrzeuges 1 befindet sich das potentielle Kollisionsobjekt 3, welches mittels der Kollisionserkennungsvorrichtung 4 erfasst wird. Dass es sich bei dem erfassten Fahrzeug und/oder Hindernis um ein potentielles Kollisionsobjekt 3 für das Fahrzeug 1 handelt, ist beispielsweise anhand eines sich fortlaufend verringernden Abstandes und/oder anhand der Relativgeschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug 1 und dem potentiellen Kollisionsobjekt 3 ermittelbar.In the direction of travel of the vehicle 1 the potential collision object is located 3rd , which by means of the collision detection device 4th is captured. That the detected vehicle and / or obstacle is a potential collision object 3rd for the vehicle 1 is, for example, based on a continuously decreasing distance and / or based on the relative speed between the vehicle 1 and the potential collision object 3rd determinable.

In 1A ist das Fahrzeug 1 zu einem Zeitpunkt einer eingetretenen Kollision zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Kollisionsobjekt 3 dargestellt.In 1A is the vehicle 1 at a time when a collision has occurred between the vehicle 1 and the collision object 3rd shown.

Zu dem Kollisionszeitpunkt wird mittels der Steuereinheit 4.2 der Kollisionserkennungsvorrichtung 4 ein Steuersignal erzeugt, welches der pyrotechnischen Beschleunigungseinheit 5 zugeführt wird.At the time of the collision, the control unit 4.2 the collision detection device 4th a control signal generated which the pyrotechnic acceleration unit 5 is fed.

Die Zündladung wird gezündet, das Gas wird freigesetzt und expandiert, so dass sich das entfaltbare Element 5.1 der Beschleunigungseinheit 5 entfaltet. Durch die Entfaltung wird die Teilmasse 2 in Form des Energiespeichers in Richtung des Kollisionsobjektes 3 beschleunigt, wie in der 1B gezeigt ist.The ignition charge is ignited, the gas is released and expands, so that the deployable element unfolds 5.1 the acceleration unit 5 unfolds. The partial mass becomes through the unfolding 2 in the form of the energy store in the direction of the collision object 3rd accelerated, as in the 1B is shown.

Bevorzugt weist das entfaltbare Element 5.1 nicht näher dargestellte steuerbare und/oder regelbare Ventilationsöffnungen auf, die während der Entfaltung so gesteuert werden, dass diese geschlossen sind und der Druck innerhalb des entfaltbaren Elementes 5.1 für einen vorgegebenen Zeitraum aufrecht erhalten bleibt.The deployable element preferably has 5.1 controllable and / or regulatable ventilation openings, not shown in detail, which are controlled during the deployment so that they are closed and the pressure within the deployable element 5.1 is maintained for a specified period of time.

Die Teilmasse 2 in Form des Energiespeichers wird beschleunigt, wobei die aus der Beschleunigung resultierende Bewegung der Teilmasse 2 mittels des Anschlagelementes 6 gedämpft wird. Das Anschlagelement 6 als komprimierbare Komponente des Fahrzeuges 1 absorbiert die kinetische Energie der Teilmasse 2, indem sich das Anschlagelement 6 verformt, wie in der 1C näher dargestellt ist. Dabei ist mittels des Anschlagelementes 6 eine vordere Anschlagsdämpfung für die Teilmasse 2 realisierbar.The partial mass 2 in the form of the energy store is accelerated, with the movement of the partial mass resulting from the acceleration 2 by means of the stop element 6th is dampened. The stop element 6th as a compressible component of the vehicle 1 absorbs the kinetic energy of the partial mass 2 by moving the stop element 6th deformed as in the 1C is shown in more detail. It is by means of the stop element 6th a front shock absorber for the partial mass 2 realizable.

Dadurch, dass die Beschleunigung der Teilmasse 2 in Form des Energiespeichers mittels des Anschlagelementes 6 gedämpft wird, ist im Wesentlichen vermieden, dass der Energiespeicher als Teilmasse 2 beschädigt wird. Da der Energiespeicher als Teilmasse 2 des Fahrzeuges 1 bei dem Anschlag kaum bis gar nicht beschädigt wird, ist eine gesundheitliche Gefahr, die durch einen beschädigten oder zerstörten Energiespeicher für Fahrzeuginsassen und Personen in unmittelbarer Umgebung zu dem Fahrzeug 1 gegeben sein kann, weitestgehend ausgeschlossen.This means that the acceleration of the partial mass 2 in the form of the energy store by means of the stop element 6th is damped, it is essentially avoided that the energy store as part of the mass 2 damaged. Because the energy storage as part of the mass 2 of the vehicle 1 Hardly or not at all damage is caused by the attack, which is a health hazard caused by a damaged or destroyed energy storage device for vehicle occupants and people in the immediate vicinity of the vehicle 1 can be given, largely excluded.

Eine aus der Kollision resultierende Vorbeschleunigung der Teilmasse 2 aufgrund einer Wiederankopplung an das Fahrzeug 1 durch die Masseträgheit bewirkt, dass sich die Teilmasse 2 in Form des Energiespeichers in entgegengesetzte Richtung zu dem Kollisionsobjekt 3 bewegt, was in der 1D näher dargestellt ist.A pre-acceleration of the partial mass resulting from the collision 2 due to reconnection to the vehicle 1 due to the inertia causes the partial mass 2 in the form of the energy store in the opposite direction to the collision object 3rd moves what's in the 1D is shown in more detail.

Diese Bewegung der Teilmasse 2 wird besonders bevorzugt, mittels des entfaltbaren Elementes 5.1 der Beschleunigungseinheit 5, welches durch die geschlossenen Ventilationsöffnungen nach wie vor mit dem Gas gefüllt ist, gedämpft.This movement of the partial mass 2 is particularly preferred by means of the deployable element 5.1 the acceleration unit 5 , which is still filled with the gas through the closed ventilation openings.

Sofern die Teilmasse 2 mit dem entfaltbaren Element 5.1 kontaktiert, wie in der 1E gezeigt ist, werden die Ventilationsöffnungen angesteuert und zumindest teilweise geöffnet, so dass die Bewegung der Teilmasse 2 in Form des Energiespeichers gedämpft wird. Dabei wird die kinetische Energie der Teilmasse 2 absorbiert, indem das Gas kontrolliert aus den zumindest teilweise geöffneten Ventilationsöffnungen des entfaltbaren Elementes 5.1 strömt. Dabei wird mittels des entfaltbaren Elementes 5.1 eine hintere Anschlagsdämpfung zur Vermeidung einer Zerstörung des Energiespeichers als Teilmasse 2 erreicht.Provided the partial mass 2 with the deployable element 5.1 contacted as in the 1E is shown, the ventilation openings are controlled and at least partially opened, so that the movement of the partial mass 2 is damped in the form of the energy store. Thereby the kinetic energy of the partial mass 2 absorbed by the gas in a controlled manner from the at least partially open ventilation openings of the deployable element 5.1 flows. In doing so, by means of the unfoldable element 5.1 a rear shock absorber to avoid destruction of the energy store as part of the mass 2 reached.

Ist das entfaltbare Element 5.1 als eine Hartschalenkonstruktion ausgebildet, kann die Dämpfung des entfaltbaren Elementes 5.1 mittels der Ventilationsöffnungen und/oder mittels Deformation des entfaltbaren Elementes 5.1 erfolgen.Is the expandable element 5.1 designed as a hard shell construction, the damping of the deployable element 5.1 by means of the ventilation openings and / or by means of deformation of the deployable element 5.1 respectively.

Weiterhin ist vorgesehen, dass bei der Beschleunigung des Energiespeichers als Teilmasse 2 die elektrischen Anschlüsse 2.1 von dem Energiespeicher getrennt werden. Aus der Beschleunigung der Teilmasse 2 mittels des entfaltbaren Elementes 5.1 resultiert eine Relativbewegung zwischen dem Energiespeicher und dem Fahrzeug 1 und somit auch zu den fahrzeugfesten elektrischen Anschlüssen 2.1.It is also provided that during the acceleration of the energy store as part of the mass 2 the electrical connections 2.1 be separated from the energy store. From the acceleration of the partial mass 2 by means of the deployable element 5.1 results in a relative movement between the energy store and the vehicle 1 and thus also to the electrical connections fixed to the vehicle 2.1 .

Durch die Beschleunigung bewegt sich der Energiespeicher in Richtung des Kollisionsobjektes 3, so dass der Energiespeicher als Teilmasse 2 des Fahrzeuges 1 von den elektrischen Anschlüssen 2.1, die fahrzeugfest angeordnet sind, getrennt wird. Dabei erfolgt die Trennung der elektrischen Anschlüsse 2.1 vorzugsweise außerhalb des Energiespeichers.As a result of the acceleration, the energy storage device moves in the direction of the collision object 3rd so that the energy storage as part of the mass 2 of the vehicle 1 from the electrical connections 2.1 , which are fixed to the vehicle, is separated. The electrical connections are then separated 2.1 preferably outside of the energy store.

Alternativ oder zusätzlich können die elektrischen Anschlüsse 2.1 auch innerhalb des Energiespeichers getrennt werden, wobei wiederum alternativ oder zusätzlich eine weitere Beschleunigungseinheit und/oder ein Aktor vorgesehen sein kann, mittels welcher bzw. mittels welchem die elektrischen Anschlüsse 2.1 von der als Energiespeicher ausgeführten Teilmasse 2 getrennt werden.Alternatively or additionally, the electrical connections 2.1 can also be separated within the energy store, wherein again, alternatively or additionally, a further acceleration unit and / or an actuator can be provided, by means of which or by means of which the electrical connections 2.1 of the partial mass designed as an energy store 2 be separated.

Um die elektrischen Anschlüsse 2.1 an einer vorgegebenen Position von dem Energiespeicher zu trennen, kann vorgesehen sein, dass an den elektrischen Anschlüssen 2.1 eine Sollbruchstelle zur Trennung ausgebildet ist.To the electrical connections 2.1 to separate from the energy store at a predetermined position, it can be provided that at the electrical connections 2.1 a predetermined breaking point is formed for separation.

Dadurch, dass die elektrischen Anschlüsse 2.1 mittels der Beschleunigung der Teilmasse 2 in Form des Energiespeichers von diesem getrennt werden, kann einem Kurzschluss innerhalb und/oder außerhalb des Energiespeichers und damit verbundener chemischer Reaktionen entgegengewirkt werden, wodurch die Sicherheit der Fahrzeuginsassen und weiterer Personen, die sich in unmittelbarer Umgebung zu dem Fahrzeug 1 befinden, erhöht wird.By making the electrical connections 2.1 by means of the acceleration of the partial mass 2 be separated from this in the form of the energy store, a short circuit inside and / or outside the energy store and associated chemical reactions can be counteracted, thereby increasing the safety of the vehicle occupants and other people who are in the immediate vicinity of the vehicle 1 are increased.

Zudem wird mittels der Trennung der elektrischen Anschlüsse 2.1 von dem Energiespeicher als Teilmasse 2 vergleichsweise schnell eine Spannungsfreiheit einer im Fahrzeug 1 angeordneten Elektrik hergestellt, wodurch beispielsweise eine Spannungsführung elektrisch leitfähiger Komponenten des Fahrzeuges 1 nahezu ausgeschlossen werden kann.In addition, by separating the electrical connections 2.1 from the energy store as part of the mass 2 a voltage-free one in the vehicle comparatively quickly 1 arranged electrical system produced, whereby, for example, a voltage management of electrically conductive components of the vehicle 1 can be almost ruled out.

Mittels des Verfahrens und der Vorrichtung ist der Energiespeicher als Teilmasse 2 des Fahrzeuges 1 in besonders vorteilhafter Weise geschützt, so dass die Sicherheit der Fahrzeuginsassen und von Personen im unmittelbaren Umfeld des Fahrzeuges 1 auch nach der Kollision des Fahrzeuges 1 wesentlich erhöht ist.By means of the method and the device, the energy store is available as part of the mass 2 of the vehicle 1 Protected in a particularly advantageous manner, so that the safety of the vehicle occupants and of people in the immediate vicinity of the vehicle 1 even after the collision of the vehicle 1 is significantly increased.

In den 2A bis 2E ist das Fahrzeug 1 in verschiedenen Phasen einer Kollision dargestellt, wobei die Teilmasse 2 in Form des Energiespeichers bereits vor einem Zeitpunkt der Kollision in Richtung des Kollisionsobjektes 3 beschleunigt wird.In the 2A to 2E is the vehicle 1 shown in different phases of a collision, the partial mass 2 in the form of the energy store before a point in time of the collision in the direction of the collision object 3rd is accelerated.

Claims (9)

Vorrichtung zum Betrieb eines Fahrzeuges (1) mit einer Teilmasse (2), wobei die Teilmasse (2) bei einer erfassten, dem Fahrzeug (1) bevorstehenden Kollision oder bei einer Kollision mittels zumindest einer Beschleunigungseinheit (5) entgegen einer Wirkrichtung einer aus der Kollision resultierenden Krafteinleitung beschleunigbar ist, wobei die Teilmasse (2) ein Energiespeicher in Form einer Traktionsbatterie ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschleunigungseinheit (5) ein entfaltbares Element (5.1) aufweist, welches pyrotechnisch entfaltbar ist.Device for operating a vehicle (1) with a partial mass (2), the partial mass (2) in the case of a detected collision imminent in the vehicle (1) or in the case of a collision by means of at least one acceleration unit (5) against an effective direction of one from the collision resulting force introduction can be accelerated, the partial mass (2) being an energy store in the form of a traction battery, characterized in that the acceleration unit (5) has an unfoldable element (5.1) which can be unfolded pyrotechnically. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das pyrotechnisch entfaltbare Element (5.1) aus einem plastisch und/oder elastisch verformbaren Material gebildet ist.Device according to Claim 1 , characterized in that the pyrotechnically deployable element (5.1) is formed from a plastically and / or elastically deformable material. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das pyrotechnisch entfaltbare Element (5.1) aus Metall, Kunststoff, Faserverbundkunststoff und/oder Gewebe gebildet ist.Device according to Claim 1 or 2 , characterized in that the pyrotechnically deployable element (5.1) is made of metal, plastic, fiber composite plastic and / or fabric. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das pyrotechnisch entfaltbare Element (5.1) aus mehreren gegeneinander verschiebbaren Teilelementen gebildet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the pyrotechnically deployable element (5.1) is formed from a plurality of sub-elements which can be displaced relative to one another. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das pyrotechnisch entfaltbare Element (5.1) Ventilationsöffnungen aufweist, welche insbesondere steuerbar und/oder regelbar sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the pyrotechnically deployable element (5.1) has ventilation openings which can in particular be controlled and / or regulated. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bewegung der Teilmasse (2) mittels wenigstens eines vorderen Anschlagelementes (6) dämpfbar ist, welches insbesondere steuerbar und/oder regelbar ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that a movement of the partial mass (2) can be damped by means of at least one front stop element (6), which can in particular be controlled and / or regulated. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagelement (6) als eine komprimierbare Komponente des Fahrzeuges (1) ausgebildet ist.Device according to Claim 6 , characterized in that the stop element (6) is designed as a compressible component of the vehicle (1). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass elektrische Anschlüsse (2.1) des Energiespeichers durch eine aus der Beschleunigung resultierende Relativbewegung zwischen dem Energiespeicher und dem Fahrzeug (1) von dem Energiespeicher trennbar sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that electrical connections (2.1) of the energy store can be separated from the energy store by a relative movement between the energy store and the vehicle (1) resulting from the acceleration. Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuges (1) mit einer Teilmasse (2), wobei die Teilmasse (2) bei einer erfassten, dem Fahrzeug (1) bevorstehenden Kollision oder bei einer Kollision mittels zumindest einer Beschleunigungseinheit (5) entgegen einer Wirkrichtung einer aus der Kollision resultierenden Krafteinleitung beschleunigt wird, wobei die Teilmasse (2) ein Energiespeicher in Form einer Traktionsbatterie ist, dadurch gekennzeichnet, dass die pyrotechnische Beschleunigungseinheit (5) ein pyrotechnisch entfaltbares Element (5.1) aufweist, mittels welchem die Teilmasse (2) beschleunigt wird.Method for operating a vehicle (1) with a partial mass (2), the partial mass (2) in the case of a detected collision imminent for the vehicle (1) or in the case of a collision by means of at least one acceleration unit (5) against an effective direction of one of the collisions resulting force introduction is accelerated, the partial mass (2) being an energy store in the form of a traction battery, characterized in that the pyrotechnic acceleration unit (5) has a pyrotechnically deployable element (5.1) by means of which the partial mass (2) is accelerated.
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