DE102014218174A1

DE102014218174A1 - Grounding arrangement for a vehicle

Info

Publication number: DE102014218174A1
Application number: DE102014218174.7A
Authority: DE
Inventors: Joerg Offterdinger
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-09-11
Filing date: 2014-09-11
Publication date: 2016-03-31

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Massekopplungsanordnung für ein Fahrzeug mit einem Fahrzeugboden, mit einem Masseaufnahmeelement zur Aufnahme eines Masseobjekts, Kopplungsmitteln, die dazu eingerichtet sind, das Masseaufnahmeelement mit einer mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur zu koppeln und/oder zumindest teilweise von der Fahrzeugstruktur zu entkoppeln wobei die Kopplungsmittel als einfaches Hebelelement ausgeführt sind.The invention relates to a mass coupling arrangement for a vehicle having a vehicle floor, comprising a mass receiving element for receiving a mass object, coupling means, which are adapted to couple the mass receiving element with a vehicle structure firmly connected to the vehicle and / or at least partially decoupling from the vehicle structure the coupling means are designed as a simple lever element.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Massekopplungsanordnung für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs.The present invention relates to a mass coupling arrangement for a vehicle according to the preamble of the independent claim.

Stand der TechnikState of the art

Aus dem Stand der Technik ist allgemein bekannt, Fahrzeuge alleine mittels eines Elektromotors (Elektrofahrzeug) oder mittels einer Kombination eines Elektromotors und einer Antriebsmaschine einer anderen Art (Hybridantrieb) anzutreiben. Dabei wird die zum Antreiben des Elektromotors notwendige elektrische Energie in einem elektrischen Energiespeicher, wie z.B. einer Batterie bzw. einem Akkumulator gespeichert. Die Batterie kann von Zeit zu Zeit mittels einer externen elektrischen Energiequelle aufgeladen werden und kann dazu dienen, zurückgewonnene Bremsenergie (Rekuperationsenergie) zu speichern.From the prior art it is generally known to drive vehicles alone by means of an electric motor (electric vehicle) or by means of a combination of an electric motor and a drive machine of a different type (hybrid drive). In this case, the electrical energy necessary for driving the electric motor is stored in an electrical energy store, such as e.g. a battery or an accumulator stored. The battery may be charged from time to time by means of an external source of electrical energy and may serve to store recovered braking energy (recuperation energy).

Bekannte konstruktive Ausgestaltungen von elektrisch angetriebenen Fahrzeugen sehen einen überproportional großen Massenanteil der Batterie im Vergleich zum Gesamtfahrzeug vor. Zur Erzielung einer großen Reichweite werden die elektrisch angetriebenen Fahrzeuge mit großen Batterien ausgestattet, die eine Masse von mehreren 100 kg aufweisen können (beispielsweise 100 bis 400 kg). Somit bildet die Batterie bis zu 30% der Gesamtfahrzeugmasse. Durch die hohe Masse stellt die Batterie im Falle eines Unfalls eine potentielle Gefahr dar. Die Befestigung der Batterie an der Karosserie des Kraftfahrzeugs spielt daher eine wichtige Rolle. Bekannte Konzepte für elektrisch angetriebene Fahrzeuge sehen die Batterie als einheitlichen steifen Block im Bereich des Unterbodens des Fahrzeugs (idealerweise zwischen Vorder- und Hinterachse) vor. Die Batterie trägt infolgedessen zur Absenkung des Gesamtschwerpunkts des Fahrzeugs bei. Known constructional embodiments of electrically driven vehicles provide a disproportionately large mass fraction of the battery compared to the entire vehicle. To achieve a long range, the electrically driven vehicles are equipped with large batteries which can have a mass of several 100 kg (for example 100 to 400 kg). Thus, the battery forms up to 30% of the total vehicle mass. Due to the high mass, the battery represents a potential hazard in the event of an accident. The attachment of the battery to the body of the motor vehicle therefore plays an important role. Known concepts for electrically driven vehicles provide the battery as a uniform rigid block in the area of the underbody of the vehicle (ideally between the front and rear axle). As a result, the battery contributes to lowering the overall center of gravity of the vehicle.

Nachteilig ist allerdings, dass es im Falle einer Fahrzeugkollision oder eines Aufpralls des Fahrzeugs zu hohen Verzögerungen kommen kann, die aufgrund der hohen Masse der Traktionsbatterien dann eine starke Schubkraft auf die Fahrzeugkarosserie ausüben. Eine Dämpfung der Bewegung der Fahrzeugbatterie im Vergleich zu dem restlichen Fahrzeug spielt eine bedeutende Rolle beim Stabilitätsverhalten des Fahrzeugs im Falle einer Kollision. Während einer Kollision – oder im allgemeinen während eines ungewöhnlichen Verzögerungsvorgangs wie etwa einer Notbremsung – werden alle massebehafteten Objekte des Fahrzeugs bzw. im Inneren des Fahrzeugs ruckartigen Beschleunigung ausgesetzt, die eine umso größere Beschleunigungskraft bedingt, je höher die Masse des verzögerten Objekts ist. Entscheidend für den zeitlichen Verlauf der Beschleunigung des Gesamtsystems Fahrzeug sind daher die Zeitverläufe der Beschleunigung der einzelnen Objekte, ihr jeweiliger Massebeitrag, ihre Kinematik und der energetische Anteil an der Gesamtbilanz der kinetischen Energie.The disadvantage, however, is that in the case of a vehicle collision or an impact of the vehicle can lead to high delays, which then exert a strong pushing force on the vehicle body due to the high mass of the traction batteries. An attenuation of the movement of the vehicle battery compared to the rest of the vehicle plays a significant role in the stability behavior of the vehicle in the event of a collision. During a collision - or generally during an unusual deceleration process such as emergency braking - all massed objects of the vehicle or inside the vehicle are subjected to jerky acceleration, which causes a greater acceleration force, the higher the mass of the delayed object. Decisive for the temporal course of the acceleration of the total vehicle system are therefore the time courses of the acceleration of the individual objects, their respective mass contribution, their kinematics and the energetic part of the total balance of the kinetic energy.

Um bei einer Fahrzeugkollision den zeitlichen Verlauf der Beschleunigung des Gesamtsystems günstig zu beeinflussen, sind Verbindungssysteme bzw. Massekopplungsanordnungen zwischen Fahrzeugbatterie und Fahrzeugkarosserie bekannt, die die Batterie inklusive ihrer Trägerkonstruktion temporär und kontrolliert von der Fahrzeugkarosserie mechanisch abkoppeln. Beispielsweise beschreibt die Druckschrift DE 197 38 620 C1 so eine Massekopplungsanordnung bzw. ein Batterierückhaltesystem für Fahrzeugbatterien, bei dem seitliche Führungselemente eine Bewegung der Fahrzeugbatterie bei einem Aufprall zumindest teilweise zulassen. Durch die Abkopplung wird erreicht, dass die Batteriemasse während der Fahrzeugkollision eine eigene Bewegungstrajektorie durchläuft, und dadurch die Beschleunigungskräfte auf die Batterie günstiger gestaltet werden. Nachteilig an dem genannten Stand der Technik ist, dass die Batterie dergestalt entkoppelt wird, dass sie sich ausschließlich in Crashrichtung des Fahrzeugs bewegt. In order to favorably influence the time course of the acceleration of the overall system in a vehicle collision, connection systems or grounding arrangements between the vehicle battery and the vehicle body are known, which mechanically and temporarily decouple the battery including its support structure from the vehicle body in a controlled manner. For example, the document describes DE 197 38 620 C1 such a mass coupling arrangement or a battery restraint system for vehicle batteries, in which lateral guide elements allow movement of the vehicle battery in an impact at least partially. The decoupling ensures that the battery mass undergoes its own movement trajectory during the vehicle collision, and thus the acceleration forces on the battery are made more favorable. A disadvantage of the cited prior art is that the battery is decoupled in such a way that it moves exclusively in the crash direction of the vehicle.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Massekopplungsanordnung anzugeben, bei der die Abkopplung innerhalb der Massekopplungsanordnung verbessert vorgenommen wird. It is an object of the invention to provide a grounding arrangement in which the decoupling is made improved within the grounding coupling arrangement.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die erfindungsgemäße Masseabkopplungsanordnung mit dem Kennzeichen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass die Abkopplung innerhalb der Massekopplungsanordnung verbessert vorgenommen werden kann. Dazu sind erfindungsgemäß Kopplungsmitteln vorgesehen, die dazu eingerichtet sind, ein Masseaufnahmeelement zur Aufnahme eines Masseobjekts mit einer mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur zu koppeln und/oder zumindest teilweise von der Fahrzeugstruktur zu entkoppeln. Die Kopplungsmittel sind dazu als Hebelelement ausgeführt. Durch das Kopplungsmittel bzw. das Hebelelement wird das Masseobjekt (z.B. Batterie) an das Fahrzeug gekoppelt, wenn kein Crash vorliegt. Das Abkoppeln erfolgt vorteilhaft, indem im Crashfall mittels der Hebelelemente eine kreisförmige Bewegung relativ zum Fahrzeug in Richtung des Fahrzeugbodens erzwungen wird. Durch die Abkopplung wird die in diesem Zeitraum verzögerte Masse verringert. Nach Umklappen der Hebelelemente kann sich das Masseobjekt relativ zum Fahrzeug bewegen. Im Gegensatz zu den genannten bekannten Systemen wird die Masse bzw. das Masseobjekt nicht ausschließlich verzögert, sondern ein Teil der Massenkraft gezielt aus der Crashrichtung ausgelenkt. Durch das Abkoppeln, bei dem das Masseobjekt (z.B. eine Traktionsbatterie eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs) während einer Kollision des Fahrzeugs von einem an die Fahrzeugstruktur (z.B. eine Karosserie des Fahrzeugs) angekoppelten Zustand in einen von der Fahrzeugstruktue entkoppelten Zustand geschaltet wird, wird damit ab einem bestimmten Zeitpunkt die freie Bewegung des Masseaufnahmeelements und des Masseobjekts zumindest in einer Richtung relativ zu der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs (z.B. in Längsrichtung des Fahrzeugs) erlaubt. Damit kann in vorteilhafter Weise der Aufprallimpuls beeinflusst werden. Die auf die Fahrzeuginsassen wirkende Belastung wird somit reduziert, weshalb diese Vorrichtung die auf das gesamte Fahrzeug wirkende Verzögerung so beeinflusst, dass die Belastung und damit die Verletzungsgefahr für die Insassen gegenüber einem Fahrzeug ohne ein solches System deutlich verringert wird. The inventive mass decoupling arrangement with the characterizing part of claim 1 has the advantage that the decoupling within the grounding coupling arrangement can be made improved. For this purpose, according to the invention coupling means are provided, which are adapted to couple a mass receiving element for receiving a mass object with a vehicle structure firmly connected to the vehicle structure and / or at least partially decouple from the vehicle structure. The coupling means are designed as a lever element. By the coupling means or the lever element, the mass object (eg battery) is coupled to the vehicle when no crash is present. The uncoupling is advantageously carried out by a circular movement is forced relative to the vehicle in the direction of the vehicle floor in the event of a crash by means of the lever elements. The decoupling reduces the mass delayed during this period. After folding over the lever elements, the mass object can move relative to the vehicle. In contrast to the known systems mentioned, the mass or the mass object is not exclusively decelerated, but a part of the mass force is deliberately deflected out of the crash direction. By uncoupling, in which the Ground object (eg, a traction battery of an electrically driven vehicle) is switched during a collision of the vehicle from a coupled to the vehicle structure (eg, a body of the vehicle) state in a decoupled from the vehicle structure state is thus from a certain time, the free movement of the mass receiving element and the mass object in at least one direction relative to the direction of movement of the vehicle (eg, in the longitudinal direction of the vehicle). This can be influenced in an advantageous manner, the impact pulse. The load acting on the vehicle occupants is thus reduced, which is why this device influences the deceleration acting on the entire vehicle so that the load and thus the risk of injury to the occupants to a vehicle without such a system is significantly reduced.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der in dem unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich. The measures mentioned in the dependent claims advantageous developments of the device specified in the independent claim are possible.

Vorteilhaft sind die Hebelelemente als doppeltes Hebelelement ausgeführt. Dabei verfügt ein doppeltes Hebelelement über mehrere Scharniere bzw. Gelenke, die eine kreisförmige Bewegung des Massaufnahmeelementes in Fahrrichtung bzw. gleichzeitig senkrecht zur Fahrtrichtung erlauben. Im Crashfall ist somit eine kreisförmige Bewegung des Masseaufnahmeelementes realtiv zum Fahrzeug in sämtliche horizontale Crahsrichtungen möglich, wobei zusätzlich eine Bewegung in Richtung des Fahrzeugbodens erzwungen wird. Advantageously, the lever elements are designed as a double lever element. In this case, a double lever element has a plurality of hinges or joints, which allow a circular movement of the mass-receiving element in the direction of travel or at the same time perpendicular to the direction of travel. In the event of a crash, a circular movement of the mass-receiving element to the vehicle in all horizontal Crahsrichtungen is thus possible, in addition, a movement in the direction of the vehicle floor is enforced.

Vorteilhaft sind die Hebelelemente als Kugelgelenk ausgeführt. Diese Ausführung erlaubt ebenfalls eine kreisförmige Bewegung des Massaufnahmeelementes in Fahrrichtung bzw. gleichzeitig senkrecht zur Fahrtrichtung gestattet aber im Gegensatz zur Ausführung mittels mehrerer Scharniere zusätzliche Rotationsmöglichkeiten. Im Crashfall ist somit eine kreisförmige Bewegung des Masseaufnahmeelementes realtiv zum Fahrzeug in sämtliche horizontale Crahsrichtungen möglich, wobei zusätzlich eine Bewegung in Richtung des Fahrzeugbodens erzwungen wird.Advantageously, the lever elements are designed as a ball joint. This design also allows a circular movement of the mass-receiving element in the direction of travel or at the same time allowed perpendicular to the direction of travel but in contrast to the execution by means of multiple hinges additional rotation options. In the event of a crash, a circular movement of the mass-receiving element to the vehicle in all horizontal Crahsrichtungen is thus possible, in addition, a movement in the direction of the vehicle floor is enforced.

Vorteilhafterweise ist mindestens ein Aktor vorgesehen, über den die Hebelelemente freigegeben, entkoppelt oder entriegelt werden können. Vorteilhaft handelt es sich um Piezoaktoren, die sich durch Ansprechzeiten im Mikrosekunden-Bereich auszeichnen, keinem Einfluss magnetischer Felder unterliegen und sich durch weitestgehenden Verschleißfreiheit auszeichnen. Advantageously, at least one actuator is provided, via which the lever elements can be released, decoupled or unlocked. Advantageously, these are piezoactuators, which are characterized by response times in the microsecond range, are not subject to the influence of magnetic fields and are characterized by the greatest possible freedom from wear.

Weiterhin ist vorteilhaft, mindestens ein Bremselement vorzusehen, über das die Entriegelung des Hebelelementes verzögert gesteuert wird. Über dieses Bremselement, das im oder am Hebellager des Hebelelementes vorgesehen ist, kann die Entriegelung variabel verzögert gesteuert werden. Furthermore, it is advantageous to provide at least one brake element, via which the unlocking of the lever element is controlled in a delayed manner. About this brake element, which is provided in or on the lever bearing of the lever element, the unlocking can be controlled variably delayed.

Weiterhin ist vorteilhaft, dass das Masseaufnahmeelement nach der Entkopplung unterhalb des Fahrzeugbodens positioniert wird. Dabei schwingt das Masseaufnahmeelement mit dem Masseobjekt durch den Fahrzeugboden hindurch, woraus für die Fahrzeuginsassen eine geringere Gefahr resultiert. Furthermore, it is advantageous that the mass receiving element is positioned after decoupling below the vehicle floor. In this case, the mass absorption element with the mass object oscillates through the vehicle floor, resulting in a lower risk for the vehicle occupants.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Massekopplungsanordnung vorteilhaft eine Vorrichtung zur Precrash-Erkennung zugeordnet. Diese Precrash-Erkennungsvorrichtung ist ausgebildet, um Sensordaten zu erfassen, auszuwerten und Ergebnisse der Auswertung an ein Steuergerät weiterzuleiten, das vorteilhaft die Steuerung des Aktors vornimmt. Durch die Precrash-Erkennung kann eine bestehende oder in naher Zukunft auftretende Aufprallsituation so genau bestimmt werden, dass daraus eine Strategie Betätigung des Aktors abgeleitet werden kann. Zur Bestimmung der Aufprallcharakteristik können Algorithmen zum Einsatz kommen, wie sie beispielsweise im Airbagbereich üblich sind. Die daraus resultierende Steuerung des Aktors kann über ein Regelwerk erfolgen. Beispielsweise wird bei einem Aufprall auf ein Objekt die Masse vorzugsweise zu Beginn des Aufpralls entkoppelt, um größere Verzögerungswerte zu erhalten. According to a further embodiment, the mass coupling arrangement is advantageously assigned a device for precrash detection. This precrash detection device is designed to detect and evaluate sensor data and to pass on the results of the evaluation to a control unit, which advantageously performs the control of the actuator. The precrash detection can be used to determine an existing impact situation or that which will occur in the near future so accurately that a strategy for actuating the actuator can be derived therefrom. To determine the impact characteristics algorithms can be used, as they are common, for example, in the airbag area. The resulting control of the actuator can be done via a set of rules. For example, in the event of an impact on an object, the mass is preferably decoupled at the beginning of the impact in order to obtain larger deceleration values.

In einer weiteren Ausführungsform des Kraftfahrzeugantriebsstrangs ist die Massekopplungsanordnung als Batterieträgeranordnung ausgestaltet, wobei die Batterie des Kraftfahrzeugs das Masseobjekt darstellt.In a further embodiment of the motor vehicle drive train, the grounding coupling arrangement is configured as a battery carrier arrangement, wherein the battery of the motor vehicle represents the ground object.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the invention.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 zeigt in schematischer Form ein Kraftfahrzeug mit einer Batterieträgeranordnung als beispielhafte Ausführungsform einer Massekopplungsanordnung; 1 shows in schematic form a motor vehicle with a battery carrier assembly as an exemplary embodiment of a grounding coupling arrangement;

2 zeigt in schematischer Form eine Ausführungsform der Batterieträgeranordnung bzw. Massekopplungsanordnung; 2 shows in schematic form an embodiment of the battery carrier assembly or grounding arrangement;

3 zeigt in schematischer Form eine weitere Ausführungsform der Batterieträgeranordnung bzw. Massekopplungsanordnung; und 3 shows in schematic form a further embodiment of the battery carrier assembly or grounding arrangement; and

4 zeigt in schematischer Form eine weitere Ausführungsform der Batterieträgeranordnung bzw. Massekopplungsanordnung. 4 shows in schematic form a further embodiment of the battery carrier assembly or grounding arrangement.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Die erfindungsgemäße Massekopplungsanordnung 11 soll im Folgenden anhand eines in 1 schematisch dargestellten Kraftfahrzeugs 10 näher erläutert werden. Als Ausführungsform der Massekopplungsanordnung wird eine Anordnung gewählt, die ein Masseaufnahmeelement 12 (auch als Batterieaufnahmeelement 12 bezeichnet) aufweist, das dazu ausgebildet ist, ein Masseobjekt 13 (vorzugsweise eine Batterie 13) aufzunehmen. Dabei ist das Masseobjekt 13 mechanisch fest mit dem Masseaufnahmeelement 12 gekoppelt. Es versteht sich, dass die erfindungsgemäße Massekopplungsanordnung 11 auch in anderen Fahrzeugen, wie z.B. elektrisch angetriebenen Zweirädern, eingesetzt werden kann. Ebenfalls können anstatt der Batterie 13 als Masseobjekt 13 auch andere singuläre Massen im Fahrzeug als Masseobjekt definiert werden. Beispielsweise ist das beschriebene Wirkprinzip auch auf einen Motor als Masseobjekt anwendbar. Des Weiteren weist die Massekopplungsanordnung 11 ein Dämpfelement 22 auf, auf das das Masseaufnahmeelement mit dem Masseobjekt nach Entkopplung aufprallen kann. Bei dem Dämpfelement handelt es sich beispielsweise um eine Gummi- oder Schaumstoffmatte. Außerdem weist die Massekopplungsanordnung 11 Kopplungsmittel 15 auf. Mit Hilfe der Kopplungsmittel 15 wird das Masseaufnahmeelement 12 im Normalfall mit einer Karosserie 17 bzw. Fahrzeugstruktur 17 des Kraftfahrzeugs 10 fest gekoppelt. Im Falle eines Aufpralls oder eine bevorstehenden Aufpralls wird das Masseaufnahmeelement 12 mittels der Kopplungsmittel 15 zumindest teilweise von der Karosserie entkoppelt. Die Kopplungsmittel 15 weisen mindestens ein Hebelelement auf. Im Crashfall wird mittels der Hebelelemente eine kreisförmige Bewegung relativ zum Fahrzeug in Richtung des Fahrzeugunterbodens erzwungen. Dabei wird die Batteriemasse (das Masseobjekt 13) während einer Kollision (Crashfall) von einem aktiven (an die Fahrzeugstruktur 17 angekoppelten) Zustand in einen inaktiven (nicht oder teilweise an die Fahrzeugstruktur 17 angekoppelten) Zustand geschalten und kann damit in vorteilhafter Weise zur Einflussnahme auf den Beschleunigungs-Zeit-Verlauf und damit auf die Fahrzeuginsassen und die Traktionsbatterie wirkende Belastung eingesetzt werden. Die Hebeleelemente sind einerseits mit einem ersten Lager 25 (bzw. Scharnier 25) an der Fahrzeugstruktur 17 bzw. dem Fahrzeugboden 14 angebunden und andererseits über ein zweites Lager 26 (bzw. Scharnier 26) mit dem Masseaufnahmeelement 12 und somit dem Masseobjekt 13 angebunden. Es resultiert ein einfaches Hebelelement 16. Die Hebelelemente 16 sind im Normalfall mit einer Karosserie 17 bzw. Fahrzeugstruktur 17 des Kraftfahrzeugs 10 fest gekoppelt, indem Sie mittels eines Aktors 23 verriegelt sind. Im Crashfall werden die Hebelelemente 16 mit Hilfe des Aktors 23, der ein piezoelektrischer Aktor 23 sein kann, entriegelt und klappen durch den Aufprall in Fahrtrichtung um. Das Masseaufnahmeelement wird dadruch in eine kreisförmige Bewegung relativ zum Fahrzeug 10 in Richtung des Fahrzeugbodens 14 gezwungen und prallt auf dem Fahrzeugboden 14 auf. Das dort vorhandene Dämpfelement 22 dämpft den Aufprall ab. Durch diese Bewegung des Masseaufnahmeelementes 12 wird die Masse bzw. das Masseobjekt 13 nicht nur ausschließlich verzögert sondern ein Teil der Massekraft wird gezielt aus der Crashrichtung umgelenkt. Der umgelenkte Anteil der Massekraft wird über die Fahrzeugstruktur, Fahrzeugstoßdämpfer und Reifen in Fahrbahnrichtung absorbiert. Ein weiterer Vorteil der Massenkraftumlenkung ergibt sich durch eine gewisse Stabilisierung (Bodenhaftung) des Fahrzeugs im Crashfall. The grounding arrangement according to the invention 11 will be explained below using an in 1 schematically illustrated motor vehicle 10 be explained in more detail. As an embodiment of the grounding coupling arrangement, an arrangement is chosen that is a ground receiving element 12 (Also as a battery receiving element 12 designated), which is adapted to a mass object 13 (preferably a battery 13 ). Here is the mass object 13 mechanically fixed to the mass receiving element 12 coupled. It is understood that the grounding arrangement according to the invention 11 also in other vehicles, such as electrically powered two-wheelers, can be used. Likewise, instead of the battery 13 as a mass object 13 also other singular masses in the vehicle are defined as mass object. For example, the active principle described is also applicable to a motor as a mass object. Furthermore, the grounding coupling arrangement 11 a damping element 22 to which the mass-receiving element may impact with the mass object after decoupling. The damping element is, for example, a rubber or foam mat. In addition, the grounding arrangement has 11 coupling agent 15 on. With the help of coupling agents 15 becomes the mass receiving element 12 normally with a body 17 or vehicle structure 17 of the motor vehicle 10 firmly coupled. In case of impact or imminent impact, the mass receiving element becomes 12 by means of the coupling agent 15 at least partially decoupled from the body. The coupling agents 15 have at least one lever element. In the event of a crash, a circular movement relative to the vehicle in the direction of the vehicle underbody is forced by means of the lever elements. The battery mass (the mass object 13 ) during a collision (crash) of an active (to the vehicle structure 17 coupled) state in an inactive (not or partially to the vehicle structure 17 coupled) state and thus can be used in an advantageous manner to influence on the acceleration-time course and thus acting on the vehicle occupants and the traction battery load. The lever elements are on the one hand with a first bearing 25 (or hinge 25 ) on the vehicle structure 17 or the vehicle floor 14 connected and on the other hand via a second camp 26 (or hinge 26 ) with the mass receiving element 12 and thus the mass object 13 tethered. The result is a simple lever element 16 , The lever elements 16 are normally with a bodywork 17 or vehicle structure 17 of the motor vehicle 10 firmly coupled by using an actuator 23 are locked. In the event of a crash, the lever elements 16 with the help of the actor 23 , which is a piezoelectric actuator 23 can be unlocked and folded by the impact in the direction of travel. The mass-receiving element is thus in a circular motion relative to the vehicle 10 in the direction of the vehicle floor 14 forced and bounces on the vehicle floor 14 on. The existing there damping element 22 absorbs the impact. By this movement of the mass receiving element 12 becomes the mass or mass object 13 not only delays only but a part of the mass force is deflected targeted from the Crashrichtung. The deflected portion of the mass force is absorbed via the vehicle structure, vehicle shock absorbers and tires in the direction of the road. Another advantage of the mass force deflection results from a certain stabilization (traction) of the vehicle in the event of a crash.

Der Mechanismus der Abkopplung kann mit einer Precrash-Erkennung kombiniert werden. Zu diesem Zweck ist eine Precrash-Erkennungsvorrichtung 18 (vereinfacht als Steuergerät 18 bezeichnet) vorhanden. Das Steuergerät 18 dient insbesondere zur Steuerung des mindestens einen Aktors 23, der die Entriegelung vornimmt. Ferner ist das Steuergerät 18 mit einer Sensoranordnung 19 elektrisch verbunden. Die Sensoranordnung 19 weist wiederum eine Sensorik 20 und eine Auswerteelektronik 21 auf. Die Sensorik 20 weist typischerweise einen Beschleunigungssensor und/oder einen Drucksensor auf. Da es sich bei diesen Sensoren um typische Airbagsensoren handelt, kann die Auswertung der Daten über die Airbagelektronik erfolgen. Die Auswerteelektronik 21 kann aber auch unabhängig von der Airbagelektronik realisiert werden. Darüber hinaus kann die Sensorik 20 vorausschauende Sensoren aufweisen. Dies umfasst insbesondere laserbasierte Sensoren (LIDAR), Radar und/oder Videosensoren. Ferner kann die Sensorik 20 eine Empfängereinheit aufweisen, die Signale aus einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-(Car2Car-) bzw. Fahrzeug-zu-Infrastruktur-(Car2Infrastructure-)Kommunikation empfängt.The mechanism of decoupling can be combined with a precrash detection. For this purpose, a precrash detection device 18 (simplified as a control unit 18 designated) available. The control unit 18 serves in particular for controlling the at least one actuator 23 that makes the unlocking. Further, the controller 18 with a sensor arrangement 19 electrically connected. The sensor arrangement 19 again has a sensor 20 and an evaluation 21 on. The sensors 20 typically has an acceleration sensor and / or a pressure sensor. Since these sensors are typical airbag sensors, the evaluation of the data can take place via the airbag electronics. The evaluation electronics 21 but can also be realized independently of the airbag electronics. In addition, the sensors can 20 have prospective sensors. This includes in particular laser-based sensors (LIDAR), radar and / or video sensors. Furthermore, the sensors 20 a receiver unit that receives signals from vehicle-to-vehicle (Car2Car) or vehicle-to-infrastructure (Car2Infrastructure) communication.

Mit Hilfe der Sensoranordnung 19 kann eine bestehende oder in naher Zukunft auftretende Aufprallsituation genau bestimmt werden. Dazu werden die Signale, die von den verschiedenen Sensoren der Sensorik 20 zur Verfügung gestellt werden, in der Auswerteelektronik 21 miteinander kombiniert und ausgewertet. Die Ergebnisse dieser Auswertung werden an das Steuergerät 18 weitergeleitet. Das Steuergerät 18 steuert daraufhin den mindestens einen Aktor 23, mittels der das Masseaufnahmeelement 12 inklusive des Masseobjekte 13 im Falle eines Aufpralls oder eines unmittelbar bevorstehenden Aufpralls zumindest teilweise von der Karosserie 17 bzw. Fahrzeugstruktur 17 des Kraftfahrzeugs 10 abgekoppelt wird. Der zeitliche Verlauf der Abkopplung des Masseaufnahmeelementes 12 bzw. der Grad der Kopplung richtet sich nach der speziellen Aufprallsituation, die von der Sensoranordnung 19 bestimmt wird. Die Abkopplung des Masseaufnahmeelements 12 im Falle eines Aufpralls erfolgt unter der Maßgabe, dass die Belastung der Insassen reduziert wird. Durch die erfindungsgemäße Abkopplung des Masseaufnahmeelements 12 wird die während des Aufpralls wirksame Masse beeinflusst. Dies wiederum ermöglicht eine Beeinflussung des Aufprallimpulses. Somit kann mit Hilfe der Massekopplungsanordnung 11 die auf das gesamte Fahrzeug 10 wirkende Verzögerung so beeinflusst werden, dass die Belastung und damit die Verletzungsgefahr für die Insassen gegenüber einem Fahrzeug ohne ein solches System deutlich verringert wird.With the help of the sensor arrangement 19 An existing or near future impact situation can be accurately determined. For this purpose, the signals transmitted by the various sensors of the sensor 20 be made available in the transmitter 21 combined and evaluated. The results of this evaluation are sent to the control unit 18 forwarded. The control unit 18 then controls the at least one actuator 23 , by means of the mass-receiving element 12 including the mass objects 13 in the event of an impact or imminent impact, at least in part from the body 17 or vehicle structure 17 of the motor vehicle 10 is decoupled. The temporal course of the decoupling the mass receiving element 12 or the degree of coupling depends on the specific impact situation, that of the sensor arrangement 19 is determined. The decoupling of the mass receiving element 12 in the case of an impact, provided that the load on the occupants is reduced. Due to the decoupling of the mass-receiving element according to the invention 12 it influences the effective mass during the impact. This in turn allows influencing the impact pulse. Thus, by means of the grounding arrangement 11 on the entire vehicle 10 acting delay are influenced so that the burden and thus the risk of injury to the occupants to a vehicle without such a system is significantly reduced.

2 zeigt in schematischer Form eine Ausführungsform der Massekopplungsanordnung 11. Die Massekopplungsanordnung 11 weist das Masseaufnahmeelement 12, das Masseobjekt 13 (z.B. die Batterie 13) und das Dämpfungselement 22 auf. Des Weiteren weist die Massekopplungsanordnung 11 zumindest ein Kopplungsmittel 15, das vorzugsweise mindestens ein Hebelelement 16 ist, auf. Die Hebeleelemente sind einerseits mit einem ersten Lager 25 (bzw. Scharnier 25) an der Fahrzeugstruktur 17 bzw. dem Fahrzeugboden 14 angebunden und andererseits über ein zweites Lager 26 (bzw. Scharnier 26) mit dem Masseaufnahmeelement 12 und somit dem Masseobjekt 13 angebunden. Es resultiert ein einfaches Hebelelement 16. Die Hebelelemente 16 sind im Normalfall mit einer Karosserie 17 bzw. Fahrzeugstruktur 17 des Kraftfahrzeugs 10 fest gekoppelt, indem Sie mittels eines Aktors 23 verriegelt sind. Im Crashfall werden die Hebelelemente 16 mit Hilfe des Aktors 23, der ein piezoelektrischer Aktor 23 sein kann, entriegelt und klappen durch den Aufprall in Fahrtrichtung um. Das Masseaufnahmeelement wird dadruch in eine kreisförmige Bewegung relativ zum Fahrzeug 10 in Richtung des Fahrzeugbodens 14 gezwungen und prallt auf dem Fahrzeugboden 14 auf. Das dort vorhandene Dämpfelement 22 dämpft den Aufprall ab. Über mindestens ein Bremselement 24, das an mindestens einem oder mindestens in einem Lager 25, 26 angeordnet ist, kann die Rotation des Hebelelementes 16 im Crashfall variabel verzögert werden. 2 shows in schematic form an embodiment of the grounding coupling arrangement 11 , The grounding coupling arrangement 11 has the mass receiving element 12 , the mass object 13 (eg the battery 13 ) and the damping element 22 on. Furthermore, the grounding coupling arrangement 11 at least one coupling agent 15 , preferably at least one lever element 16 is on. The lever elements are on the one hand with a first bearing 25 (or hinge 25 ) on the vehicle structure 17 or the vehicle floor 14 connected and on the other hand via a second camp 26 (or hinge 26 ) with the mass receiving element 12 and thus the mass object 13 tethered. The result is a simple lever element 16 , The lever elements 16 are normally with a bodywork 17 or vehicle structure 17 of the motor vehicle 10 firmly coupled by using an actuator 23 are locked. In the event of a crash, the lever elements 16 with the help of the actor 23 , which is a piezoelectric actuator 23 can be unlocked and folded by the impact in the direction of travel. The mass-receiving element is thus in a circular motion relative to the vehicle 10 in the direction of the vehicle floor 14 forced and bounces on the vehicle floor 14 on. The existing there damping element 22 absorbs the impact. About at least one brake element 24 that at least one or at least in a warehouse 25 . 26 is arranged, the rotation of the lever element 16 be delayed variably in the event of a crash.

In der 3 ist eine weitere Ausführungsform der Massekopplungsanordnung 11 gezeigt. Gleiche Elemente in Bezug auf die 2 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht näher erläutert. In diesem Ausführungsbeispiel weist das Hebelelement mindestens vier Lager 25, 26, 27 und 28 auf, von denen jeweils zwei Lager 25, 26 und 27, 28 jeweils senkrecht zueinander angeordnet sind. Es entsteht durch diese Anordnung ein doppeltes Hebelelement, sodass das Masseaufnahmeelement 12 sowohl in Fahrtrichtung als auch senkrecht dazu entkoppelt werden kann. Durch diese Anordnung sind die kann das Masseaufnahmeelement 12 in sämtliche horizontalen Crashrichtungen in einer kreisförmigen Bewegung relativ zum Fahrzeug in Richtung des Fahrzeugbodens 14 abgesenkt werden. In the 3 is another embodiment of the grounding arrangement 11 shown. Same elements in relation to the 2 are provided with the same reference numerals and are not explained in detail. In this embodiment, the lever element has at least four bearings 25 . 26 . 27 and 28 on each of which two camps 25 . 26 and 27 . 28 are each arranged perpendicular to each other. It arises through this arrangement, a double lever element, so that the mass receiving element 12 can be decoupled both in the direction of travel and perpendicular to it. By this arrangement, which may be the mass receiving element 12 in all horizontal Crashrichtungen in a circular movement relative to the vehicle in the direction of the vehicle floor 14 be lowered.

In 4 ist eine weitere Ausführungsform der Massekopplungsanordnung 11 gezeigt. Gleiche Elemente in Bezug auf 2 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht näher erläutert. Hier sind die Hebelelemente 16 als Kugelgelenke ausgebildet. Ein Kugelgelenk ist dabei mit dem Fahrzeugboden 14 verbunden, wohingegen ein weiteres Kugelgelenk mit dem Masseaufnahmeelement 12 verbunden ist. Dementsprechend ist das Hebelelement für sämtliche horizontalen Crashrichtungen des Fahrzeugs ausgebildet, und erzwingt im Crashfall eine kreisförmige Bewegung des Masseaufnahmeelementes relativ zum Fahrzeug in Richtung des Fahrzeugbodens. Zusätzlich erlaubt die Ausführung als Kugelgelenk im Gegensatz zur Ausführung als Scharnier eine Rotation des Hebelelementes im Gelenk selbst, wodurch weitere Bewegungsfreiheitsgrade vorliegen. In 4 is another embodiment of the grounding arrangement 11 shown. Same elements in terms of 2 are provided with the same reference numerals and are not explained in detail. Here are the lever elements 16 designed as ball joints. A ball joint is with the vehicle floor 14 whereas another ball joint is connected to the ground receiving element 12 connected is. Accordingly, the lever element is designed for all horizontal crash directions of the vehicle, and forces in the event of a crash, a circular movement of the mass-receiving element relative to the vehicle in the direction of the vehicle floor. In addition, the embodiment allows as a ball joint, in contrast to the design as a hinge, a rotation of the lever element in the joint itself, whereby further movement degrees of freedom are present.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19738620 C1 [0005]

Claims

Grounding arrangement ( 11 ) for a vehicle ( 10 ) with a vehicle floor ( 14 ), with a mass receiving element ( 12 ) for receiving a mass object ( 13 ), Coupling agents ( 15 ), which are adapted to the mass receiving element ( 12 ) with one with the vehicle ( 10 ) firmly connected vehicle structure ( 17 ) and / or at least partially of the vehicle structure ( 17 ), characterized in that the coupling means ( 15 ) as a simple lever element ( 16 ) are executed.

Grounding arrangement ( 11 ) according to claim 1, characterized in that the lever elements ( 16 ) as a double lever element ( 16 ) are executed, which in the event of a crash, a circular movement of the mass receiving element ( 12 ) relative to the vehicle ( 10 ) in the direction of travel, perpendicular to the direction of travel and in the direction of the vehicle floor ( 14 ) force.

Grounding arrangement ( 11 ) according to claim 1, characterized in that the lever elements ( 16 ) as a ball joint ( 16 ) for all horizontal crash directions of the vehicle ( 10 ) are formed, which in the event of a crash, a circular movement of the mass receiving element ( 12 ) relative to the vehicle ( 10 ) in the direction of the vehicle floor ( 14 ) force.

Grounding arrangement ( 11 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one actuator ( 23 ) is provided, via which the lever elements ( 16 ) are released, decoupled or unlocked.

Grounding arrangement ( 11 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one braking element ( 24 ) is provided, via which the unlocking of the lever element ( 16 ) is controlled variably delayed.

Grounding arrangement ( 11 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one damping element ( 22 ) is provided that the impact of the mass-receiving element ( 12 ) on the vehicle floor ( 14 ) damped.

Grounding arrangement ( 11 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the mass-receiving element ( 12 ) after decoupling below the vehicle floor ( 14 ) is positioned.

Grounding arrangement ( 11 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the control of the actuator ( 23 ) is coupled with a precrash detection.

Grounding arrangement ( 11 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring object ( 13 ) is a battery.