DE102014010703B4

DE102014010703B4 - Emergency braking device for a vehicle

Info

Publication number: DE102014010703B4
Application number: DE102014010703.5A
Authority: DE
Inventors: Stefan Kufer
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2014-07-18
Filing date: 2014-07-18
Publication date: 2018-06-21
Anticipated expiration: 2034-07-19
Also published as: DE102014010703A1

Abstract

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, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Volumen der Unterdruckkammer (20) bei einem Übergang zwischen einer Ruhestellung und der Bremsstellung vergrößert, wobei die Vergrößerung des Volumens einen ersten Unterdruck (p1) in der Unterdruckkammer (20) erzeugt, wobei die Unterdruckkammer (20) eine freischaltbare Öffnung (24.2) in der Matte (24) aufweist und im geöffneten Zustand Luft eines Ansaugbereichs (12) zwischen der Matte (24) und der Fahrbahnoberfläche (2) aufnimmt, wobei die Matte (24) Dichtelemente (24.4) aufweist, welche an die Fahrbahnoberfläche (2) anpressbar sind und den Ansaugbereich (12) nach außen abdichten, wodurch ein zweiter Unterdruck (p2) im Ansaugbereich (12) aufbaubar ist, welcher das Fahrzeug bremst.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 of a road surface (2 ) is pressable, wherein the mat (24) in the braking position with the unfolded airbag (22) forms a vacuum chamber (20), characterized in that the volume of the vacuum chamber (20) increases at a transition between a rest position and the braking position, wherein the increase in the volume creates a first negative pressure (p1) in the vacuum chamber (20), wherein the vacuum chamber (20) has an unlockable opening (24.2) in the mat (24) and in the open state air of a suction region (12) between the Mat (24) and the road surface (2) receives, wherein the mat (24) sealing elements (24.4) which are pressed against the road surface (2) and Seal the suction area (12) to the outside, whereby a second negative pressure (p2) in the intake area (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.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.

Da drohende Kollisionen erst kurz vor Eintritt der Kollision unvermeidbar werden, ist der durch eine automatische Bremsung erzielbare Geschwindigkeitsabbau begrenzt.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 DE 103 23 115 A1 , DE 10 2008 024 755 A1 , DE 20 20 679 A1 , DE 103 07 079 A , DE 202 15 531 U1 , DE 199 33 183 A1 , DE 20 20 992 A , DE 41 04 381 A1 , DE 199 36 022 A1 , DE 10 2011 012 966 A1 , DE 295 06 274 U1 , EP 1 818 890 B1 , werden solche Notbremsvorrichtungen beschrieben, welche auf unterschiedlichen Wirkprinzipien beruhen. Hierbei wird beispielsweise eine Normalkraft und/oder eine Reibkraft erhöht und/oder eine Verankerung des Fahrzeugs an der Straßenoberfläche durchgeführt.In a variety of patent or Offenlegungsschriften, such as DE 103 23 115 A1 . DE 10 2008 024 755 A1 . DE 20 20 679 A1 . DE 103 07 079 A . DE 202 15 531 U1 . DE 199 33 183 A1 . DE 20 20 992 A . DE 41 04 381 A1 . DE 199 36 022 A1 . DE 10 2011 012 966 A1 . DE 295 06 274 U1 . EP 1 818 890 B1 , Such emergency braking devices are described, which are based on different principles of action. In this case, for example, a normal force and / or a frictional force is increased and / or an anchoring of the vehicle to the road surface is performed.

In der DE 10 2012 004 004 A1 wird ein Fahrzeug mit einer Bremsvorrichtung beschrieben, welche zumindest ein an einer Unterseite des Fahrzeugs angeordnetes aufblasbares Element aufweist, das aus einem Ruhezustand heraus ausdehnbar ist und in einem ausgedehnten Aktivzustand eine Bremswirkung erzielt. Das aufblasbare Element wirkt im ausgedehnten Aktivzustand auf eine Bremsplatte ein und bewegt und/oder presst dies in Richtung Fahrbahnoberfläche. Die Bremsplatte, ein Gasgenerator und das aufblasbare Element sind als Teil einer Unterbodenverkleidung ausgebildet oder in die Unterbodenverkleidung integriert.In the DE 10 2012 004 004 A1 a vehicle is described with a braking device having at least one inflatable element disposed on a lower side of the vehicle, which is expandable from a rest state and achieves a braking effect in an extended active state. The inflatable element acts in the extended active state on a brake plate and moves and / or presses this in the direction of the road surface. The brake plate, a gas generator and the inflatable element are formed as part of an underbody paneling or integrated into the underbody paneling.

In der DE 20 20 679 A wird beispielsweise ein Notbremssystem beschrieben, welches eine Erhöhung der Normalkraft bewirkt. Das beschriebene Notbremssystem kann lediglich kurzzeitig eine signifikante Erhöhung der Bremskraft bewirken. In der EP 1 818 890 B1 wird alternativ eine Verlängerung einer Wirkdauer beschrieben, was zu einer Reduktion der Bremskraft führen kann. Die DE 103 07 079 A1 , DE 20 20 992 A , DE 199 33 183 A1 beschreiben beispielsweise Notbremssysteme, welche Reibelemente an die Fahrbahnoberfläche pressen. Diese Konzepte sind in ihrer Bremsleistung nur marginal besser als gewöhnliche Bremssysteme und sind für den Einsatz als Notbremsvorrichtung bei einer nicht mehr zu vermeidbaren Kollision nicht geeignet bzw. nur, auf weichen Untergründen wie Kies, Schnee usw. einsetzbar, wie beispielsweise in den Druckschriften DE 410 43 81 A1 und DE 199 36 022 A1 beschrieben wird.In the DE 20 20 679 A For example, an emergency braking system is described which causes an increase in the normal force. The emergency braking system described can only cause a significant increase in the braking force for a short time. In the EP 1 818 890 B1 Alternatively, an extension of a duration of action is described, which can lead to a reduction of the braking force. The DE 103 07 079 A1 . DE 20 20 992 A . DE 199 33 183 A1 For example, emergency braking systems describe which friction elements press against the road surface. These concepts are only marginally better in their braking performance than ordinary brake systems and are not suitable for use as an emergency braking device in an unavoidable collision or only, on soft surfaces such as gravel, snow, etc. used, such as in the publications DE 410 43 81 A1 and DE 199 36 022 A1 is described.

In den Druckschriften DE 103 23 115 A1 und DE 10 2008 024 755 A1 werden Notbremssysteme beschrieben, welche in einer Notbremssituation einen Anker in der Fahrbahnoberfläche stationär verankern. Die erzielbaren Bremskräfte können hierbei durch die Ausreißkraft des Ankers aus dem Asphalt limitiert werden, weshalb auch die erzeugbaren Bremskräfte limitiert sind. Zudem kann eine Verankerung eines Ankers in der Fahrbahnoberfläche eine lange Verbindung, wie beispielweise ein Stahlseil oder Gummiband benötigen, um die erzeugte Bremskraft auf das Fahrzeug zu übertragen. Diese lange Verbindung kann zu Bauraum- und Gewichtsproblemen führen und kann einen Kraftbegrenzer benötigen, damit der Anker bei Überschreiten der Ausreißkraft nicht aus der Straßenoberfläche gerissen wird. Alternativ kann ein so genannter „Pfluganker“ in die Straßenoberfläche geschossen werden. Der „Pfluganker“ ist hierbei an eine Fahrzeugstruktur gekoppelt. Nachdem der „Pfluganker“ in Richtung Straßenoberfläche geschossen wurde, kann dieser arretiert werden. Durch die Arretierung kann der „Pfluganker“ durch das Fahrzeuggewicht nach unten gepresst werden, wodurch vermieden werden kann, dass er aus der Straßenoberfläche gerissen wird. Die erhöhte Bremskraft wird dadurch erreicht, dass der „Pfluganker“ die Straßenoberfläche verdrängt und/oder verpresst, wodurch eine hohe Kraft auf das Fahrzeug übertragen werden kann. Die Bremskraft kann durch eine Eindringtiefe des „Pflugankers“ bzw. durch eine Breite des „Pflugankers“ eingestellt werden.In the pamphlets DE 103 23 115 A1 and DE 10 2008 024 755 A1 emergency braking systems are described, which anchor an anchor in the road surface stationary in an emergency braking situation. The achievable braking forces can be limited by the pull-out force of the armature from the asphalt, which is why the brake forces that can be generated are limited. In addition, anchoring an anchor in the road surface may require a long connection, such as a steel cable or rubber band, to transfer the generated braking force to the vehicle. This long connection can lead to space and weight problems and may require a force limiter, so that the anchor is not torn off the road surface when the pull-out force is exceeded. Alternatively, a so-called "plow anchor" can be shot into the road surface. The "plow anchor" is coupled to a vehicle structure. After the "plow anchor" has been shot towards the road surface, it can be locked. By locking the "plow anchor" can be pressed down by the vehicle weight, which can be avoided that it is torn from the road surface. The increased braking force is achieved in that the "plow anchor" displaces and / or compresses the road surface, whereby a high force can be transmitted to the vehicle. The braking force can be adjusted by a penetration depth of the "plow anchor" or by a width of the "plow anchor".

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.

In der DE 10 2010 014 932 A1 wird beispielsweise eine Einrichtung zur Verstärkung der Bodenhaftung bei einem Fahrzeug beschrieben, bei der in einer Gebrauchstellung aus einer unter dem Fahrzeug angeordneten und gegen die Atmosphäre abgedichteten Unterdruckkammer Luft absaugbar und dadurch ein Unterdruck erzeugbar ist. Die Unterdruckkammer ist in einer flexiblen, elastischen Bremsmatte angeordnet.In the DE 10 2010 014 932 A1 For example, a device for enhancing the traction in a vehicle is described in which in a use position of a arranged under the vehicle and sealed against the atmosphere vacuum chamber air sucked and thereby a vacuum can be generated. The vacuum chamber is arranged in a flexible, elastic brake mat.

In der DE 22 51 152 A1 wird beispielsweise eine Vorrichtung zur Erhöhung der Bodenhaftung bei einem Fahrzeug beschrieben, unterhalb dessen zur Luftabsaugung zumindest in einem Teilbereich, der durch eine zwischen Fahrzeug und Fahrbahn vorgesehene, aus einer bodenferne Ruhestellung in eine bodennahe Gebrauchsstellung überführbare Abschirmung abgrenzbar ist, ein Unterdruck erzeugbar ist. Die Abschirmung ist durch ein den unter Unterdruck zu setzenden Teilbereich umschließendes Ringkissen gebildet, das mit dem Fahrzeugunterbau verbunden ist. In the DE 22 51 152 A1 For example, a device for increasing the traction in a vehicle is described below which a negative pressure can be generated at least in a partial area which can be delimited by a shield provided between the vehicle and the roadway from a position away from the ground into a ground-level position of use. The shielding is formed by a ring cushion enclosing the partial vacuum to be set under negative pressure, which is connected to the vehicle substructure.

Aus der DE 10 2008 019 661 A1 ist eine gattungsgemäße Notbremsvorrichtung für ein Fahrzeug bekannt, welche eine unter dem Fahrzeug gebildete Unterdruckkammer aufweist, welche mit einer Saugvorrichtung verbunden ist. Die Saugvorrichtung saugt Luft aus der Unterdruckkammer ab und verbessert dadurch die Bodenhaftung des Fahrzeugs. Die beschriebene Unterdruckkammer weist mindestens ein Auslassventil auf. Zudem ist in der Unterdruckkammer mindestens ein aufblasbarer erster Luftsack angeordnet. Durch das Aufblasen des ersten Luftsacks wird das effektive Volumen der Unterdruckkammer verringert, wodurch Luft verdrängt werden kann, welche durch das Auslassventil ausgelassen wird. Die Unterdruckkammer kann hierbei von einem schlauchartigen aufblasbaren zweiten Luftsack gebildet werden. Unter dem ersten Luftsack und unter dem zweiten Luftsack ist eine Matte angeordnet, welche während des Notbremsvorgangs von dem ersten Luftsack und/oder von dem zweiten Luftsack gegen eine Fahrbahnoberfläche gepresst wird.From the DE 10 2008 019 661 A1 a generic emergency brake device for a vehicle is known, which has a vacuum chamber formed under the vehicle, which is connected to a suction device. The suction device sucks air from the vacuum chamber, thereby improving the traction of the vehicle. The vacuum chamber described has at least one exhaust valve. In addition, at least one inflatable first airbag is arranged in the vacuum chamber. By inflating the first airbag, the effective volume of the vacuum chamber is reduced, which can displace air that is discharged through the outlet valve. The vacuum chamber can in this case be formed by a tubular inflatable second airbag. Disposed below the first airbag and under the second airbag is a mat which is pressed against a road surface by the first airbag and / or by the second airbag during the emergency braking operation.

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 road grip of the vehicle 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. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.According to the invention the object is achieved by providing an emergency braking device for a vehicle having the features of patent claim 1. 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 kann, 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 can 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.

Zudem weist die Matte die freischaltbare Öffnung auf. 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 addition, the mat has 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 at the Can catch 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.

Des Weiteren weist die Matte Dichtelemente auf, 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.Furthermore, the mat has 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.

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 arises. 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 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 be designed, for example, as elements of an environment detection system and / or an anti-lock braking system (ABS) and / or traction control (ASR). 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.

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.

Figurenlistelist of figures

1 a schematic sectional view of an embodiment of an emergency braking device according to the invention for a vehicle in a braking position with closed compensation opening, and
2 a schematic sectional view of the emergency braking device according to the invention for a vehicle 1 with open compensation opening.

Wie aus 1 und 2 ersichtlich ist, ist eine Notbremsvorrichtung 10 für ein Fahrzeug an einer Fahrzeugunterseite 4 zwischen Radachsen des Fahrzeugs angeordnet. Die Notbremsvorrichtung 10 weist einen rahmenartigen Luftsack 22 und eine Matte 24 auf, welche den rahmenartigen Luftsack 22 an einer bodennahen Seite überspannt und in einer Bremsstellung von dem entfalteten Luftsack 22 in Richtung Fahrbahnoberfläche 2 gepresst ist. Die Matte 24 bildet in der dargestellten Bremsstellung mit dem entfalteten Luftsack 22 eine Unterdruckkammer 20 aus.How out 1 and 2 is apparent, is an emergency brake device 10 for a vehicle on a vehicle underside 4 arranged between axles of the vehicle. The emergency brake device 10 has a frame-like airbag 22 and a mat 24 on which the frame-like airbag 22 spanned on a ground-level side and in a braking position of the unfolded airbag 22 in the direction of the road surface 2 pressed. The mat 24 forms in the illustrated braking position with the unfolded airbag 22 a vacuum chamber 20 out.

Erfindungsgemäß vergrößert sich das Volumen der Unterdruckkammer 20 bei einem Übergang zwischen einer nicht dargestellten Ruhestellung und der in 1 und 2 dargestellten Bremsstellung, wobei die Vergrößerung des Volumens einen ersten Unterdruck p1 in der Unterdruckkammer 20 erzeugt. Die Unterdruckkammer 20 weist eine freischaltbare Öffnung 24.2 auf, über welche die Unterdruckkammer 20 in dem in 2 dargestellten geöffneten Zustand Luft eines Ansaugbereichs 12 aufnimmt, welcher zwischen der Matte 24 und der Fahrbahnoberfläche 2 angeordnet ist. Dadurch baut sich ein zweiter Unterdruck p2 im Ansaugbereich 12 auf, welcher das Fahrzeug bremst.According to the invention, the volume of the vacuum chamber increases 20 at a transition between a non-illustrated rest position and in 1 and 2 illustrated braking position, wherein the increase in the volume of a first negative pressure p1 in the vacuum chamber 20 generated. The vacuum chamber 20 has an unlockable opening 24.2 on, over which the vacuum chamber 20 in the 2 illustrated open state air of a suction 12 which is between the mat 24 and the road surface 2 is arranged. This builds up second negative pressure p2 in the intake area 12 on, which brakes the vehicle.

Wie aus 1 und 2 weiter ersichtlich ist, wird die Unterdruckkammer 20 von dem rahmenartigen Luftsack 22, der Fahrzeugunterseite 4 und der Matte 24 ausgebildet. Die Matte 24 ist an einer, der Fahrbahnoberfläche 2 zugewandten Oberfläche 22.2 des Luftsacks 22 angeordnet und überspannt den rahmenartigen Luftsack 22. Zudem schließt die Matte 24 die Unterdruckkammer 20 ab. Der Luftsack 22 bildet eine Wandung der Unterdruckkammer 20 aus, wobei die Wandung in Fahrzeughochrichtung z durch das Entfalten des Luftsacks 22 verlängert wird, wodurch das Volumen der Unterdruckkammer 20 vergrößert wird. In der nicht dargestellten Ruhestellung ist der Luftsack 22 zusammengefaltet und das Volumen der Unterdruckkammer 20 im Vergleich zur Bremsstellung klein. Der Luftsack 22 und die Matte 24 können im Ruhezustand platzsparend an der Fahrzeugunterseite 4 anliegen. In der Bremsstellung wird die Matte 24 von dem entfalteten Luftsack 22 in Richtung der Fahrbahnoberfläche 2 gepresst, wodurch ein Volumen des Ansaugbereich 12 zwischen der Matte und der Fahrbahnoberfläche im Vergleich zur Ruhestellung verringert werden kann. Die in 1 und 2 dargestellte Unterdruckkammer 20 und der dargestellte Ansaugbereich 12 sind im Wesentlichen rechteckig ausgeführt. Es sind aber auch andere geeignete Formen umsetzbar, welche von den baulichen Gegebenheiten an der Fahrzeugunterseite vorgegeben werden.How out 1 and 2 is further apparent, the vacuum chamber 20 from the frame-like airbag 22 , the vehicle underside 4 and the mat 24 educated. The mat 24 is at one, the road surface 2 facing surface 22.2 of the airbag 22 arranged and spans the frame-like airbag 22 , In addition, the mat closes 24 the vacuum chamber 20 from. The airbag 22 forms a wall of the vacuum chamber 20 from, wherein the wall in the vehicle vertical direction z by the deployment of the airbag 22 is extended, reducing the volume of the vacuum chamber 20 is enlarged. In the rest position, not shown, is the airbag 22 folded and the volume of the vacuum chamber 20 small compared to the braking position. The airbag 22 and the mat 24 can save space at the vehicle underside at rest 4 issue. In the braking position, the mat 24 from the unfolded airbag 22 in the direction of the road surface 2 pressed, whereby a volume of the suction area 12 between the mat and the road surface compared to the rest position can be reduced. In the 1 and 2 illustrated vacuum chamber 20 and the illustrated intake area 12 are essentially rectangular. But there are also other suitable forms can be implemented, which are given by the structural conditions on the underside of the vehicle.

Wie in 1 und 2 weiter dargestellt ist, bildet sich in der Unterdruckkammer 20 durch die Vergrößerung des Volumens der erste Unterdruck p1 aus, welcher niedriger ist als ein dritter Druck p3 im Ansaugbereich 12. Durch das Öffnen der Öffnung 24.2 findet ein Druckausgleich statt, wobei Luft aus dem Ansaugbereich 12 in die Unterdruckkammer 20 strömt. Dadurch bildet sich bezogen zur Fahrzeugumgebung der zweite Unterdruck p2 im Ansaugbereich 12 aus, welcher eine Ansaugkraft zwischen der Fahrzeugunterseite 4 und der Fahrbahnoberfläche 2 erzeugt. Die Ansaugkraft führt zur Erhöhung der Bodenhaftung und wirkt als Bremskraft, welche die Verkürzung des Bremswegs des Fahrzeugs ermöglicht. Durch die Verbesserung der Bodenhaftung kann auch ein Schleudern des Fahrzeugs und/oder ein Abheben des Fahrzeugs verhindert werden.As in 1 and 2 is further illustrated, formed in the vacuum chamber 20 by increasing the volume of the first negative pressure p1 which is lower than a third pressure p3 in the intake area 12 , By opening the opening 24.2 pressure equalization takes place, with air from the intake 12 in the vacuum chamber 20 flows. As a result, the second negative pressure forms relative to the vehicle environment p2 in the intake area 12 from which a suction force between the vehicle underside 4 and the road surface 2 generated. The suction force leads to increase the grip and acts as a braking force, which allows the shortening of the braking distance of the vehicle. By improving the grip, it is also possible to prevent a skidding of the vehicle and / or a lifting of the vehicle.

Wie aus 1 und 2 weiter ersichtlich ist, dichten der Luftsack 22 und die Matte 24 die Unterdruckkammer 20 nach außen ab. Der Luftsack 22 ist zu diesem Zweck luftdicht mit der Fahrzeugunterseite 4 verbunden. Zudem ist die Matte 24 aus luftdichtem Material hergestellt und luftdicht mit dem Luftsack 22 verbunden. Durch das luftdichte Abdichten wird im geschlossenen Zustand ein ungewollter Luftaustausch der Unterdruckkammer 20 mit der Umgebung im Wesentlichen unterbunden, so dass eine möglichst große Druckdifferenz zwischen der Unterdruckkammer 20 und dem Ansaugbereich 12 entsteht. Die Matte 24 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein strapazierfähiges luftdichtes Material, wie beispielsweise Reifengummi auf. Die aus Reifengummi hergestellte Matte 24 weist eine längere Nutzungsdauer auf, da sie bei Kontakt mit der Fahrbahnoberfläche 2 oder bei Kontakt mit Unebenheiten der Fahrbahnoberfläche 2 nicht so schnell verschleißt. Es ist auch ein anderes luftdichtes, stabiles Material für die Matte 24 denkbar.How out 1 and 2 can be further seen, seal the airbag 22 and the mat 24 the vacuum chamber 20 outwards. The airbag 22 is for this purpose airtight with the vehicle underside 4 connected. In addition, the mat is 24 made of airtight material and airtight with the airbag 22 connected. The airtight sealing in the closed state, an unwanted air exchange of the vacuum chamber 20 With the environment substantially prevented, so that the greatest possible pressure difference between the vacuum chamber 20 and the suction area 12 is formed. The mat 24 has a durable airtight material, such as tire rubber in the illustrated embodiment. The mat made of tire rubber 24 has a longer useful life as it comes in contact with the road surface 2 or in contact with uneven road surface 2 does not wear out so fast. It is also another airtight, sturdy material for the mat 24 conceivable.

Wie aus 1 und 2 weiter ersichtlich ist, weist die Matte 24 die freischaltbare Öffnung 24.2 auf. Die Öffnung 24.2 ist der Fahrbahnoberfläche 2 zugewandt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die freischaltbare Öffnung 24.2 als Ventil ausgeführt. Zudem ist die Öffnung 24.2 in Abhängigkeit von Sensorsignalen freischaltbar. Eine nicht dargestellte Auswerte- und Steuereinheit kann beispielsweise mehrere Sensorsignale von verschiedenen Sensoreinheiten empfangen und auswerten. Die Sensoreinheiten können beispielsweise als Elemente eines Umfelderkennungssystems und/oder eines Antiblockiersystems (ABS) oder einer Antischlupfregelung (ASR) ausgeführt werden. Durch die ausgewerteten Sensorsignale kann die Auswerte- und Steuereinheit die Wahrscheinlichkeit einer möglichen Kollision ermitteln. Bei einer ermittelten bevorstehenden Kollision, kann das Ventil nach dem Übergang des Luftsacks 22 in die Bremsstellung durch ein Signal der Auswerte- und Steuereinheit geöffnet werden und der Übergang vom geschlossenen Zustand der Bremsstellung in den geöffneten Zustand kann automatisch erfolgen. Eine nicht dargestellte pyrotechnische Aufblasvorrichtung bläst den Luftsack 22 auf und überführt den Luftsack 22 von der Ruhestellung in die entfaltete Bremsstellung. Durch die pyrotechnische Aufblasvorrichtung kann der Luftsack 22 einfach und schnell aufgeblasen und dadurch die erfindungsgemäße Notbremsvorrichtung 10 einfach und schnell von der Ruhestellung in die Bremsstellung überführt werden. Hierbei kann die pyrotechnische Aufblasvorrichtung ebenfalls in Abhängigkeit von Sensorsignalen und beispielsweise durch ein Signal der Auswerte- und Steuereinheit aktiviert werden.How out 1 and 2 it can be seen further, the mat has 24 the unlockable opening 24.2 on. The opening 24.2 is the road surface 2 facing. In the illustrated embodiment, the unlockable opening 24.2 is designed as a valve. In addition, the opening 24.2 can be unlocked depending on sensor signals. An evaluation and control unit, not shown, for example, receive and evaluate a plurality of sensor signals from different sensor units. The sensor units can be designed, for example, as elements of an environment detection system and / or an anti-lock braking system (ABS) or traction control (ASR). Due to the evaluated sensor signals, the evaluation and control unit can determine the probability of a possible collision. In the event of a detected imminent collision, the valve may move after the airbag has passed 22 be opened in the braking position by a signal of the evaluation and control unit and the transition from the closed state of the braking position in the open state can be done automatically. A pyrotechnic inflator, not shown, blows the air bag 22 on and transfers the airbag 22 from the rest position to the deployed braking position. The pyrotechnic inflator allows the airbag 22 simply and quickly inflated and thereby the emergency braking device according to the invention 10 be easily and quickly transferred from the rest position to the braking position. In this case, the pyrotechnic inflator can also be activated as a function of sensor signals and, for example, by a signal of the evaluation and control unit.

Wie aus 1 und 2 weiter ersichtlich ist, weist die Matte 24 Dichtelemente 24.4 auf, welche an die Fahrbahnoberfläche 2 anpressbar sind und den Ansaugbereich 12 nach außen abdichten. Ein abgeschlossener Ansaugbereich 12 wirkt sich vorteilhaft auf eine Ansaugdauer auf. Die Ansaugkraft zwischen der Fahrbahnoberfläche 2 und dem Fahrzeug wirkt nur so lange der zweite Unterdruck p2 zwischen der Fahrbahnoberfläche 2 und dem Fahrzeug besteht. Durch das Abdichten des Ansaugbereichs 12 kann ein Luftaustausch mit der Umgebung und dadurch ein Druckausgleich im Wesentlichen unterbunden werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Dichtelement 12 als Umrandung der Matte 24 ausgeführt. Alternativ können mehrere Dichtelemente den Ansaugbereich in mehrere Bereiche unterteilen, welche über korrespondierende Öffnungen mit der Unterdruckkammer gekoppelt werden können.How out 1 and 2 it can be seen further, the mat has 24 Sealing elements 24.4, which on the road surface 2 can be pressed and the intake 12 seal to the outside. A closed intake region 12 has an advantageous effect on a suction duration. The suction force between the road surface 2 and the vehicle only acts as long as the second negative pressure p2 between the road surface 2 and the vehicle. By sealing the intake area 12 Air exchange with the environment and thus a pressure equalization can be substantially prevented. In the illustrated embodiment, the sealing element 12 as a border of the mat 24 executed. Alternatively, a plurality of sealing elements may subdivide the suction region into a plurality of regions, which may be coupled to the vacuum chamber via corresponding openings.

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

Claims

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 of a road surface (2 ) is pressable, wherein the mat (24) in the braking position with the unfolded airbag (22) forms a vacuum chamber (20), characterized in that the volume of the vacuum chamber (20) increases at a transition between a rest position and the braking position, wherein the increase in the volume creates a first negative pressure (p1) in the vacuum chamber (20), wherein the vacuum chamber (20) has an unlockable opening (24.2) in the mat (24) and in the open state air of a suction region (12) between the Mat (24) and the road surface (2) receives, wherein the mat (24) sealing elements (24.4) which are pressed against the road surface (2) and un d seal the suction area (12) to the outside, whereby a second negative pressure (p2) in the intake area (12) can be built, which brakes the vehicle.

Emergency braking device after Claim 1 , characterized in that the airbag (22) and the mat (24) seal the vacuum chamber (20) to the outside.

Emergency braking device according to one of Claims 1 or 2 , characterized in that the unlockable opening (24.2) is designed as a valve.

Emergency braking device according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that a pyrotechnic inflator inflates the airbag (22) and transferred from the rest position to the deployed braking position.

Emergency braking device after Claim 4 , characterized in that the pyrotechnic inflator is activated in response to sensor signals

Emergency braking device according to one of Claims 1 to 5 , characterized in that the opening (24.2) in response to sensor signals can be unlocked.

Emergency braking device according to claim 5 or 6, characterized in that a sensor unit for detecting an imminent accident generates the sensor signals.