DE102014010703A1 - Emergency braking device for a vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Notbremsvorrichtung (10) für ein Fahrzeug mit einem rahmenartigen Luftsack (22) und einer Matte (24), welche den rahmenartigen Luftsack (22) an einer bodennahen Seite überspannt und in einer Bremsstellung von dem entfalteten Luftsack (22) in Richtung einer Fahrbahnoberfläche (2) pressbar ist, wobei die Matte (24) in der Bremsstellung mit dem entfalteten Luftsack (22) eine Unterdruckkammer (20) ausbildet. Erfindungsgemäß vergrößert sich das Volumen der Unterdruckkammer (20) bei einem Übergang zwischen einer Ruhestellung und der Bremsstellung, wobei die Vergrößerung des Volumens einen ersten Unterdruck (p1) in der Unterdruckkammer (20) erzeugt, wobei die Unterdruckkammer (20) eine freischaltbare Öffnung (24.2) aufweist und im geöffneten Zustand Luft eines Ansaugbereichs (12) zwischen der Matte (24) und der Fahrbahnoberfläche (2) aufnimmt, wodurch ein zweiter Unterdruck im Ansaugbereich (12) aufbaubar ist, welcher das Fahrzeug bremst.The invention relates to an emergency braking device (10) for a vehicle with a frame-like airbag (22) and a mat (24) spanning the frame-like airbag (22) on a ground-level side and in a braking position of the unfolded airbag (22) in the direction a roadway surface (2) can be pressed, wherein the mat (24) in the braking position with the unfolded airbag (22) forms a vacuum chamber (20). According to the invention, the volume of the vacuum chamber (20) increases at a transition between a rest position and the braking position, wherein the increase of the volume generates a first negative pressure (p1) in the vacuum chamber (20), wherein the vacuum chamber (20) has an unlockable opening (24.2 ) and in the open state receives air of a suction region (12) between the mat (24) and the road surface (2), whereby a second negative pressure in the intake region (12) can be built, which brakes the vehicle.
Description
Die Erfindung betrifft eine Notbremsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an emergency brake device for a vehicle according to the preamble of patent claim 1.
Eine durch eine Bremsvorrichtung übertragbare Fahrzeugverzögerung ist üblicherweise selbst unter besten Voraussetzungen begrenzt. Dies liegt daran, dass eine von der Bremsvorrichtung erzeugte Bremskraft durch die Reibkraft zwischen Straßenoberfläche und Fahrzeugreifen vorgegeben ist. Da drohende Kollisionen erst kurz vor Eintritt der Kollision unvermeidbar werden, ist der durch eine automatische Bremsung erzielbare Geschwindigkeitsabbau begrenzt.A transmissible by a braking device vehicle deceleration is usually limited even under the best of conditions. This is because a braking force generated by the braking device is predetermined by the frictional force between the road surface and the vehicle tire. Since impending collisions only become unavoidable shortly before the collision occurs, the speed reduction achievable by means of automatic braking is limited.
Zusätzliche Notbremsvorrichtungen für Fahrzeuge sind in zahlreichen Variationen bekannt und werden automatisch aktiviert, um eine Aufprallenergie im Fall von drohenden Kollisionen zu mindern.Additional emergency braking devices for vehicles are known in numerous variations and are automatically activated to reduce impact energy in the event of impending collisions.
In einer Vielzahl von Patent- bzw. Offenlegungsschriften, wie beispielsweise
In der
In den Druckschriften
Weiter sind Notbremsvorrichtungen bekannt, welche mittels Unterdruck eine Notbremsung des Fahrzeugs realisieren. Die derzeitig bekannten Systeme zur Unterdruck Erzeugung sind technologisch aufwändig und teuer.Next emergency braking devices are known which realize an emergency braking of the vehicle by means of negative pressure. The currently known systems for negative pressure generation are technologically complex and expensive.
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine kostengünstige und eine einfach umsetzbare Notbremsvorrichtung für ein Fahrzeug bereitzustellen, welche eine Bodenhaftung des Fahrzeugs verbessert und den Bremsweg des Fahrzeugs verkürzt.The object of the invention is to provide a cost-effective and easily implementable emergency brake device for a vehicle, which improves the vehicle's traction and shortens the braking distance of the vehicle.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch Bereitstellung einer Notbremsvorrichtung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. According to the invention the object is achieved by providing an emergency braking device for a vehicle having the features of patent claim 1.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Advantageous embodiments and further developments of the invention are specified in the dependent claims.
Um eine kostengünstige und/oder eine einfach umsetzbare Notbremsvorrichtung für ein Fahrzeug bereitzustellen, welche eine Bodenhaftung des Fahrzeugs verbessert und einen Bremsweg des Fahrzeugs verkürzt, vergrößert sich ein Volumen einer Unterdruckkammer bei einem Übergang zwischen einer Ruhestellung und einer Bremsstellung, wobei die Vergrößerung des Volumens einen ersten Unterdruck in der Unterdruckkammer erzeugt, wobei die Unterdruckkammer eine freischaltbare Öffnung aufweist und im geöffneten Zustand Luft eines Ansaugbereichs zwischen einer Matte und einer Fahrbahnoberfläche aufnimmt, wodurch ein zweiter Unterdruck im Ansaugbereich aufbaubar ist, welcher das Fahrzeug bremst. Die Unterdruckkammer kann hierbei von einem rahmenartigen Luftsack, einer Fahrzeugunterseite und der Matte ausgebildet werden. Die Matte ist an einer, der Fahrbahnoberfläche zugewandten Oberfläche des Luftsacks angeordnet und überspannt den rahmenartigen Luftsack. Zudem schließt die Matte einen als Unterdruckkammer ausgeführten Bereich zwischen der Fahrzeugunterseite und dem rahmenartigen Luftsack ab. Der Luftsack bildet in vorteilhafter Weise eine Wandung der Unterdruckkammer aus, wobei die Wandung in Fahrzeughochrichtung durch das Entfalten des Luftsacks verlängert werden, so dass das Volumen der Unterdruckkammer vergrößert werden kann. In einer Bremsstellung kann die Matte von dem entfalteten Luftsack in Richtung der Fahrbahnoberfläche gepresst werden, wodurch der Ansaugbereich zwischen der Matte und der Fahrbahnoberfläche im Vergleich zur Ruhestellung verringert werden kann. In vorteilhafter Weise kann die erfindungsgemäße Notbremsvorrichtung in einer Ruhestellung platzsparend an der Fahrzeugunterseite angeordnet werden, wobei der Luftsack in der Ruhestellung zusammengefaltet mit der Matte an der Fahrzeugunterseite anliegen kann. In vorteilhafter Weise kann der Luftsack einfach und schnell aufgeblasen und dadurch die erfindungsgemäße Notbremsvorrichtung einfach und schnell von der Ruhestellung in die Bremsstellung überführt werden. Zudem sind die erforderlichen Bauelemente einfach und kostengünstig in großen Stückzahlen herstellbar. Des Weiteren sind die möglichen geometrischen Formen und die Abmessungen der Unterdruckkammer variierbar, so dass für jedes Fahrzeugmodell eine individuell an das Fahrzeugmodell angepasste Unterdruckkammer geschaffen werden kann. In vorteilhafter Weise führt der erzeugte zweite Unterdruck im Ansaugbereich zu einer Ansaugkraft zwischen der Fahrzeugunterseite und der Fahrbahnoberfläche. In vorteilhafter Weise kann durch die Ansaugkraft die Erhöhung der Bodenhaftung und die Verkürzung des Bremswegs des Fahrzeugs ermöglicht werden. Durch die erfindungsgemäße Notbremsvorrichtung können in vorteilhafter Weise der erste Unterdruck und der zweite Unterdruck ohne Unterdruckpumpen erzeugt werden, wodurch Bauraum und/oder Gewicht und/oder Kosten reduziert werden können.In order to provide a low cost and / or easily implementable emergency braking device for a vehicle that improves vehicle traction and shortens braking distance of the vehicle, a volume of a vacuum chamber increases at a transition between a rest position and a braking position, increasing the volume generates negative pressure in the vacuum chamber, wherein the vacuum chamber has an unlockable opening and in the open state receives air of a suction between a mat and a road surface, whereby a second negative pressure in the intake region can be built, which brakes the vehicle. The vacuum chamber can in this case be formed by a frame-like airbag, a vehicle underside and the mat. The mat is disposed on a, the road surface facing surface of the airbag and spans the frame-like airbag. In addition, the mat completes an area designed as a vacuum chamber between the vehicle underside and the frame-like airbag. The airbag advantageously forms a wall of the vacuum chamber, wherein the wall in the vehicle vertical direction be extended by the deployment of the airbag, so that the volume of the vacuum chamber can be increased. In a braking position, the mat can be pressed from the unfolded airbag in the direction of the road surface, whereby the suction area between the mat and the road surface compared to the rest position can be reduced. Advantageously, the emergency brake device according to the invention can be arranged in a rest position to save space on the underside of the vehicle, wherein the airbag in the rest position can lie folded with the mat on the vehicle underside. Advantageously, the airbag can be easily and quickly inflated and thereby the emergency brake device according to the invention can be easily and quickly transferred from the rest position to the braking position. In addition, the required components are simple and inexpensive to produce in large quantities. Furthermore, the possible geometric shapes and the dimensions of the vacuum chamber can be varied so that for each vehicle model a vacuum chamber individually adapted to the vehicle model can be created. Advantageously, the generated second negative pressure in the intake region leads to a suction force between the vehicle underside and the road surface. Advantageously, by the suction force, the increase of the traction and the shortening of the braking distance of the vehicle can be made possible. By means of the emergency brake device according to the invention, the first negative pressure and the second negative pressure can be generated without vacuum pumps in an advantageous manner, as a result of which installation space and / or weight and / or costs can be reduced.
In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Notbremsvorrichtung können der Luftsack und die Matte die Unterdruckkammer nach außen abdichten. Der Luftsack kann zu diesem Zweck beispielsweise über eine Dichtung luftdicht mit der Fahrzeugunterseite verbunden werden. Zudem kann die Matte aus luftdichtem Material hergestellt werden und luftdicht mit dem Luftsack verbunden werden. In vorteilhafter Weise kann durch das luftdichte Abdichten ein ungewollter Luftaustausch der Unterdruckkammer mit der Umgebung größtenteils unterbunden werden, so dass im geschlossenen Zustand eine möglichst große Druckdifferenz zwischen der Unterdruckkammer und dem Ansaugbereich entsteht. Durch das Öffnen der freischaltbaren Öffnung kann ein gewollter Luftaustausch zwischen dem Ansaugbereich und der Unterdruckkammer stattfinden.In an advantageous embodiment of the emergency brake device according to the invention, the airbag and the mat can seal the vacuum chamber to the outside. The airbag can be connected airtight with the vehicle underside for this purpose, for example via a seal. In addition, the mat can be made of airtight material and connected airtight with the airbag. Advantageously, an unwanted air exchange of the vacuum chamber with the environment can be largely prevented by the airtight sealing, so that in the closed state as large a pressure difference between the vacuum chamber and the suction occurs. By opening the unlockable opening, a desired air exchange between the suction and the vacuum chamber can take place.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Notbremsvorrichtung kann die Matte die freischaltbare Öffnung aufweisen. Die Öffnung kann hierbei der Fahrbahnoberfläche zugewandt werden. In vorteilhafter Weise weist die Unterdruckkammer vor einem Freigeben der Öffnung einen geringeren Druck auf als der unter der Matte angeordnete Ansaugbereich, wodurch nach dem Freigeben der Öffnung Luft aus dem Ansaugbereich in die Unterdruckkammer strömt, dadurch entsteht der zweite Unterdruck im Ansaugbereich, wodurch sich das Fahrzeug an der Fahrbahnoberfläche festsaugen kann. Durch das Ansaugen kann die als Bremskraft wirkende Ansaugkraft entstehen, welche die Bodenhaftung des Fahrzeugs verbessert. Durch die Erzeugung der Bremskraft kann in vorteilhafter Weise der Bremsweg des Fahrzeugs verkürzt werden. Zudem kann durch die Verbesserung der Bodenhaftung ein Schleudern des Fahrzeugs und/oder ein Abheben des Fahrzeugs verhindert werden.In a further advantageous embodiment of the emergency brake device according to the invention, the mat may have the unlockable opening. The opening can hereby be facing the road surface. Advantageously, before releasing the opening, the vacuum chamber has a lower pressure than the suction area arranged below the mat, whereby air is released from the suction area into the vacuum chamber after releasing the opening, thereby creating the second negative pressure in the suction area, whereby the vehicle stuck to the road surface. By sucking the acting as a braking force suction force can arise, which improves the traction of the vehicle. By generating the braking force, the braking distance of the vehicle can be shortened in an advantageous manner. In addition, by improving the traction, a skid of the vehicle and / or a lifting of the vehicle can be prevented.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Notbremsvorrichtung kann die freischaltbare Öffnung als Ventil ausgeführt werden. Das Ventil kann beispielsweise über ein Signal einer Sensoreinheit und/oder ein Signal einer Auswerte- und Steuereinheit geöffnet bzw. geschlossen werden. In vorteilhafter Weise kann die Auswerte- und Steuereinheit mehrere Sensorsignale von verschiedenen Sensoreinheiten empfangen und auswerten. Die Sensoreinheiten können beispielsweise als Elemente eines Umfelderkennungssystems und/oder eines Antiblockiersystems (ABS) und/oder einer Antischlupfregelung (ASR) ausgeführt werden. Dadurch kann in vorteilhafter Weise bei der ermittelten Kollision der Übergang von einem geschlossenen Zustand in den geöffneten Zustand der Bremsstellung automatisiert erfolgen.In a further advantageous embodiment of the emergency brake device according to the invention, the unlockable opening can be designed as a valve. The valve can be opened or closed, for example, via a signal of a sensor unit and / or a signal of an evaluation and control unit. Advantageously, the evaluation and control unit can receive and evaluate a plurality of sensor signals from different sensor units. The sensor units can, for example, as Elements of an environment detection system and / or an anti-lock braking system (ABS) and / or traction control (ASR) are performed. As a result, the transition from a closed state to the open state of the braking position can be automated in the collision determined in an advantageous manner.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Notbremsvorrichtung kann eine pyrotechnische Aufblasvorrichtung den Luftsack aufblasen und von der Ruhestellung in die entfaltete Bremsstellung überführen. Beispielsweise kann die pyrotechnische Aufblasvorrichtung in Abhängigkeit von den Sensorsignalen aktiviert werden, welche von Sensoreinheiten zur Ermittlung eines bevorstehenden Aufpralls erzeugt werden. In vorteilhafter Weise können bereits aus dem Stand der Technik bekannte und erprobte pyrotechnische Aufblasvorrichtungen für Luftsäcke verwendet werden. Zudem ermöglicht die pyrotechnische Aufblasvorrichtung eine schnelle und automatische Entfaltung des Luftsacks bei einer erkannten bevorstehenden Kollision.In a further advantageous embodiment of the emergency brake device according to the invention, a pyrotechnic inflator inflate the airbag and transfer from the rest position to the unfolded braking position. For example, the pyrotechnic inflator may be activated in response to the sensor signals generated by sensor units to detect an impending impact. Advantageously, known and well-proven pyrotechnic inflating devices for air bags known from the prior art can be used. In addition, the pyrotechnic inflator allows a rapid and automatic deployment of the airbag in a detected imminent collision.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Notbremsvorrichtung kann die Matte Dichtelemente aufweisen, welche an die Fahrbahnoberfläche anpressbar sind und welche den Ansaugbereich nach außen abdichten. Ein abgeschlossener Ansaugbereich wirkt sich vorteilhaft auf die Ansaugdauer aus. Die Ansaugkraft zwischen der Fahrbahnoberfläche und dem Fahrzeug wirkt nur so lange ein Unterdruck zwischen der Fahrbahnoberfläche und dem Fahrzeug besteht. Durch das Abdichten des Ansaugbereichs kann der Luftaustausch mit der Umgebung und dadurch ein Druckausgleich im Wesentlichen unterbunden werden. Zu diesem Zweck kann das Dichtelement beispielsweise als Umrandung der Matte ausgeführt werden.In a further advantageous embodiment of the emergency brake device according to the invention, the mat may have sealing elements which can be pressed against the road surface and which seal the intake area to the outside. A closed intake area has an advantageous effect on the intake duration. The suction force between the road surface and the vehicle only acts as long as there is a negative pressure between the road surface and the vehicle. By sealing the intake area, the air exchange with the environment and thus a pressure equalization can be substantially prevented. For this purpose, the sealing element may for example be designed as a border of the mat.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.An advantageous embodiment of the invention is illustrated in the drawings and will be described below. In the drawings, like reference numerals designate components that perform the same or analog functions.
Wie aus
Erfindungsgemäß vergrößert sich das Volumen der Unterdruckkammer
Wie aus
Wie in
Wie aus
Wie aus
Wie aus
Durch die erfindungsgemäße Notbremsvorrichtung kann in vorteilhafter Weise eine durch einen Unterdruck erzeugte Ansaugkraft hervorgerufen werden, wobei der erforderliche Unterdruck ohne Unterdruckpumpen erzeugt werden kann, wodurch Bauraum und/oder Gewicht und/oder Kosten reduziert werden können.By means of the emergency brake device according to the invention, an intake force generated by a negative pressure can be produced in an advantageous manner, wherein the required negative pressure can be generated without negative pressure pumps, whereby installation space and / or weight and / or costs can be reduced.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 22
- Fahrbahnoberflächeroad surface
- 44
- FahrzeugunterseiteVehicle underside
- 1010
- Notbremsvorrichtungemergency braking
- 1212
- Ansaugbereichsuction
- 2020
- UnterdruckkammerVacuum chamber
- 2222
- Luftsackair bag
- 22.222.2
- Fahrbahn zugewandte OberflächeRoad facing surface
- 2424
- Mattemat
- 24.224.2
- Öffnungopening
- 24.424.4
- Dichtelementsealing element
- p1p1
- erster Unterdruckfirst negative pressure
- p2p2
- zweiter Unterdrucksecond negative pressure
- p3p3
- dritter Druckthird pressure
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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