DE102022128942A1

DE102022128942A1 - Motor vehicle and connection element for a motor vehicle

Info

Publication number: DE102022128942A1
Application number: DE102022128942.7A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Goldhofer
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2022-11-02
Filing date: 2022-11-02
Publication date: 2023-08-31

Abstract

Zum Schutz einer Elektronikkomponente vor Beschädigung bei einem Unfall („Crash“) ist die Elektronikkomponente mit einem ersten Abschnitt (14) unmittelbar an der Karosserie (20) befestigt, wobei der erste Abschnitt (14) über ein federndes und zugleich eine Schwingung dämpfendes Anbindungselement (30) mit der Karosserie (20) gekoppelt ist.In order to protect an electronic component from damage in the event of an accident (“crash”), the electronic component is fastened directly to the body (20) with a first section (14), the first section (14) being connected via a resilient and at the same time vibration-damping connection element ( 30) is coupled to the body (20).

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Karosserie und einer Elektronikkomponente, die mit zumindest einem ersten Abschnitt mittelbar an der Karosserie befestigt ist. Die Erfindung betrifft auch ein Anbindungselement für ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a motor vehicle with a body and an electronic component which is attached indirectly to the body with at least a first section. The invention also relates to a connection element for a motor vehicle.

Elektronikkomponenten in einem Kraftfahrzeug sind in der Regel in irgendeiner Form an der Karosserie befestigt, meistens unmittelbar. Dies kann insbesondere bei Unfällen von Nachteil sein, in denen die Karosserie beschädigt wird („Crashsituation“). Wenn die Elektronikkomponente eine wichtige Funktion hat, die auch bei einem Unfall und vor allem nach dem Unfall noch benötigt wird, darf die Elektronikkomponente nicht bei dem Unfall beschädigt werden. Durch die Anbindung an die Karosserie kann dies jedoch gerade geschehen, insbesondere, wenn die Karosserie stark verformt wird. Vor allem ein Steuergerät, das für das automatische Absetzen eines Notrufs bis zu einer Stunde nach einem Unfall verantwortlich ist (sogenanntes „Connectivity-Modul“) muss den Unfall unbeschadet überstehen können.Electronic components in a motor vehicle are usually attached to the body in some way, mostly directly. This can be particularly disadvantageous in accidents in which the body is damaged ("crash situation"). If the electronic component has an important function that is still required in the event of an accident and, above all, after the accident, the electronic component must not be damaged in the accident. However, due to the connection to the body, this can happen, especially if the body is severely deformed. Above all, a control unit that is responsible for automatically making an emergency call up to one hour after an accident (so-called "connectivity module") must be able to survive the accident undamaged.

Es ist bekannt, im Inneren von Steuergeräten Dämpferelemente vorzusehen. So beschreibt die DE 10 2012 223 886 A1 , dass das Gehäuse eines Steuergeräts als mechanisches Widerlager für einen Schwingungsdämpfer einer zum Steuergerät zugehörigen Sensorvorrichtung fungiert. Die DE 10 2010 001 023 A1 offenbart eine Sensorvorrichtung mit Dämpferelement an einer Platte im Gehäuse eines Steuergeräts. Aus der DE 10 2009 000 574 A1 ist es ebenfalls bekannt, innerhalb einer Sensorvorrichtung federnde und dämpfende Elemente zu verwenden, dies zum Zweck, störungsfreie Messungen vorzunehmen.It is known to provide damping elements inside control units. That's how she describes it DE 10 2012 223 886 A1 that the housing of a control unit acts as a mechanical abutment for a vibration damper of a sensor device associated with the control unit. The DE 10 2010 001 023 A1 discloses a sensor device with a damping element on a plate in the housing of a control unit. From the DE 10 2009 000 574 A1 it is also known to use resilient and damping elements within a sensor device for the purpose of taking measurements without interference.

Die inneren Dämpferelemente sind nicht hilfreich, wenn bei einem Unfall starke Kräfte auf das gesamte Steuergerät und damit auch das Steuergerätgehäuse wirken.The inner damping elements are of no help if, in the event of an accident, strong forces act on the entire control unit and thus also on the control unit housing.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Weg aufzuzeigen, wie Elektronikkomponenten im Kraftfahrzeug besser geschützt werden können.It is the object of the invention to show a way in which electronic components in the motor vehicle can be better protected.

Die Aufgabe wird durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen nach Patentanspruch 1 und ein Anbindungselement für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen nach Anspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.The object is achieved by a motor vehicle having the features of patent claim 1 and a connection element for a motor vehicle having the features of claim 8. Advantageous embodiments can be found in the dependent claims.

Bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug, bei dem die Elektronikkomponente mit einem ersten Abschnitt (mittelbar) an der Karosserie befestigt ist, ist der erste Abschnitt über ein federndes und zugleich eine Schwingung dämpfendes Anbindungselement mit der Karosserie gekoppelt. Bei einem Unfall kann so zunächst die Elektronikkomponente von dem Karosseriebauteil wegfedern, an dem sie befestigt ist, die so entstandene Federschwingung wird jedoch durch das Anbindungselement selbst wiederum gedämpft, damit die Elektronikkomponente bald wieder zur Ruhe kommt. Vorzugsweise ist die Elektronikkomponente mit einem zweiten Abschnitt (etwa: an einem dem ersten Abschnitt entgegengesetzten Ende) unmittelbar an der Karosserie befestigt, zum Beispiel auf dieser abgestützt.In the motor vehicle according to the invention, in which the electronic component is (indirectly) fastened to the body with a first section, the first section is coupled to the body via a resilient and at the same time vibration-damping connection element. In the event of an accident, the electronic component can initially spring away from the body component to which it is attached, but the resulting spring oscillation is in turn dampened by the connection element itself, so that the electronic component soon comes to rest again. The electronic component is preferably fastened directly to the body with a second section (for example at an end opposite the first section), for example supported on it.

Die bevorzugte Anwendung der Erfindung besteht darin, dass die Elektronikkomponente ein Steuergerät umfasst, also eine im Prinzip etwas aufwändigere Elektronikkomponente darstellt. Vorzugsweise ist hierin vorgesehen, dass der erste Abschnitt der Elektronikkomponente, der über das Anbindungselement mit der Karosserie gekoppelt ist, an einem Gehäuse des Steuergeräts ausgebildet ist. Mit anderen Worten wird ein Anbindungselement außen an das Steuergerät angebracht, also mit ganz anderem Wirkprinzip als bei den eingangs genannten Druckschriften DE 10 2012 223 886 A1 , DE 10 2010 001 023 A1 und DE 10 2009 000 574 A1 .The preferred application of the invention consists in the electronic component comprising a control unit, ie in principle representing a somewhat more complex electronic component. It is preferably provided here that the first section of the electronic component, which is coupled to the body via the connection element, is formed on a housing of the control unit. In other words, a connection element is attached to the outside of the control unit, that is to say with a completely different operating principle than in the publications mentioned at the outset DE 10 2012 223 886 A1 , DE 10 2010 001 023 A1 and DE 10 2009 000 574 A1 .

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform handelt es sich bei der Elektronikkomponente um ein solches Steuergerät, welches in und/oder nach einer Unfallsituation zum Absetzen eines Notrufs zumindest beiträgt (wenn es nicht sogar selbst vollständig sämtliche Schritte zum Absetzen des Notrufs vollführt). Gerade dieses Steuergerät ist durch das Anbindungselement besonders schützenswert.According to an advantageous embodiment, the electronic component is such a control device that at least contributes to making an emergency call in and/or after an accident situation (if it doesn't even complete all the steps for making the emergency call itself). It is precisely this control unit that is particularly worthy of protection due to the connection element.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Anbindungsmetallelement Metall, vorzugsweise Federstahl oder Edelstahl, um eine federnde Wirkung bereitzustellen. Federstahl oder Edelstahl ist ausreichend stabil, um nicht seinerseits beschädigungsanfällig zu sein.According to a preferred embodiment, the connection metal element comprises metal, preferably spring steel or stainless steel, in order to provide a resilient effect. Spring steel or stainless steel is sufficiently stable so that it is not itself susceptible to damage.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist zudem vorgesehen, dass das Anbindungselement Kunststoff, Gummi und/oder Festschaum umfasst, um die dämpfende Wirkung bereitzustellen. Hieran ist vorteilhaft, dass diese Materialien jeweils bei nur geringem Gewicht eine gewünschte Wirkung erzielen, und dass sie sich auch leicht mit dem gegebenenfalls vorhandenen Metall koppeln lassen.According to a preferred embodiment, it is also provided that the connection element comprises plastic, rubber and/or rigid foam in order to provide the damping effect. The advantage here is that these materials each achieve a desired effect with only a low weight, and that they can also be easily coupled with the metal that may be present.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Elektronikkomponente (etwa: das Gehäuse des Steuergeräts) eine erste Länge auf, wobei der erste Abschnitt an einem Längsende im Bereich von zwischen 0,8 und 1,0 der Längserstreckung enthalten ist, wobei es sich vorzugsweise um ein oberes Längsende handelt. Mit anderen Worten ist der erste Abschnitt irgendwo im oberen Fünftel der Längserstreckung ausgebildet, was im Hinblick auf die gewünschte gedämpfte Federwirkung und zugleich auch im Hinblick auf die Schwerkraft vorteilhaft sein kann. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform hat die Elektronikkomponente eine erste Länge und das Anbindungselement eine zweite Länge, wobei die zweite Länge zwischen dem 0,2- und dem 0,8-fachen, vorzugsweise zwischen dem 0,3- und dem 0,7-fachen und weiter vorzugsweise zwischen dem 0,4- und dem 0,6-fachen (also in etwa der Hälfte) der ersten Länge beträgt. Bei diesen Längenverhältnissen kann der Anstellwinkel der Elektronikkomponente bezüglich gängigen Karosseriebauteilen günstig gewählt sein.According to a further preferred embodiment, the electronic component (such as the housing of the control unit) has a first length, the first section being included at one longitudinal end in the range of between 0.8 and 1.0 of the longitudinal extent, which is preferably a upper longitudinal end acts. In other words, the first section is somewhere in the top fifth of the longitudinal extent, which can be advantageous with regard to the desired damped spring effect and at the same time also with regard to gravity. According to a further preferred embodiment, the electronic component has a first length and the connection element has a second length, the second length being between 0.2 and 0.8 times, preferably between 0.3 and 0.7 times and more preferably between 0.4 and 0.6 times (i.e. approximately half) the first length. With these length ratios, the angle of incidence of the electronic component can be chosen favorably in relation to standard bodywork components.

Das erfindungsgemäße Anbindungselement für ein Kraftfahrzeug der oben beschriebenen Art umfasst eine erste Komponente aus Metall zur Bereitstellung einer federnden Wirkung und eine zweite Komponente aus Kunststoff, Gummi und/oder Festschaum zur Bereitstellung einer eine Schwingung dämpfenden Wirkung. Dieses Anbindungselement lässt sich vorteilhaft bei dem Kraftfahrzeug wie oben beschreiben einsetzen und kann so die beschrieben erfindungsgemäße Wirkung erzielen.The connection element according to the invention for a motor vehicle of the type described above comprises a first component made of metal to provide a resilient effect and a second component made of plastic, rubber and/or rigid foam to provide a vibration-damping effect. This connection element can advantageously be used in the motor vehicle as described above and can thus achieve the described effect according to the invention.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die erste Komponente in Form einer Platte bereitgestellt ist und die zweite Komponente an der Platte befestigt ist. Die Platte aus Metall kann beispielsweise rechteckig sein, wodurch sie einfach herstellbar ist („Stanzvorgang“), sie kann aber auch beliebige andere Formen haben, etwa eine Mehrzahl von Fingern an einem Grundelement aufweisen und dergleichen. Die zweite Komponente kann komplementär ausgeformt sein.It is preferably provided that the first component is provided in the form of a plate and the second component is attached to the plate. For example, the metal plate can be rectangular, which makes it easy to manufacture ("stamping process"), but it can also have any other shape, such as having a plurality of fingers on a base element and the like. The second component can be shaped complementarily.

Weiter vorzugsweise ist zu dieser Ausführungsform vorgesehen, dass das Verhältnis der Dicke der Platte zur Dicke der daran befestigten zweiten Komponente in zumindest einem Abschnitt des Anbindungselements zwischen 1:3 und 1:7, vorzugsweise zwischen 1:4 und 1:6 liegt, weiter vorzugsweise zwischen ca. 0,18 bis 0,22 liegt (also ungefähr 1:5). Da die zweite Komponente wesentlich leichter ist als die erste Komponente, kann die zweite Komponente um ca. das 5-fache dicker sein als die erste Komponente; dies unterstützt auch die dämpfende Wirkung. Die Dickenverhältnisse können sich über den gesamten Bereich des Anbindungselements konstant verhalten, sie können aber auch lokal variieren.More preferably, this embodiment provides that the ratio of the thickness of the plate to the thickness of the second component fastened to it is between 1:3 and 1:7, preferably between 1:4 and 1:6, more preferably in at least one section of the connecting element is between approx. 0.18 to 0.22 (i.e. approx. 1:5). Because the second component is significantly lighter than the first component, the second component can be approximately 5 times thicker than the first component; this also supports the cushioning effect. The thickness ratios can be constant over the entire area of the connection element, but they can also vary locally.

Ein Kraftfahrzeug der oben beschriebenen Art, auch gemäß den bevorzugten Ausführungsformen, umfasst vorzugsweise ein Anbindungselement der oben beschriebenen Art, auch gemäß den bevorzugten Ausführungsformen.A motor vehicle of the type described above, also according to the preferred embodiments, preferably comprises a connection element of the type described above, also according to the preferred embodiments.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.The motor vehicle according to the invention is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car or truck, or as a passenger bus or motorcycle.

Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst also auch Realisierungen, die jeweils eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.The invention also includes the combinations of features of the described embodiments. The invention also includes implementations that each have a combination of the features of several of the described embodiments, provided that the embodiments were not described as mutually exclusive.

Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

1 einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug in der Situation eines Zusammenstoßes mit einem Pfahl;
2a ein erfindungsgemäßes Anbindungselement im entspannten Zustand; und
2b das Anbindungselement aus 2a unter der Wirkung einer Kraft, etwa bei einem Zusammenstoß mit einem Pfahl.

Exemplary embodiments of the invention are described below. For this shows:

1 a section of a motor vehicle according to the invention in the situation of a collision with a pole;
2a a connection element according to the invention in the relaxed state; and
2 B the connection element 2a under the action of a force, such as a collision with a pole.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention. In the exemplary embodiments, the described components of the embodiments each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another and that each also develop the invention independently of one another. Therefore, the disclosure is also intended to encompass combinations of the features of the embodiments other than those illustrated. Furthermore, the described embodiments can also be supplemented by further features of the invention that have already been described.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.In the figures, the same reference symbols designate elements with the same function.

Ein im Ganzen mit 1 bezeichnetes Kraftfahrzeug umfasst ein Steuergerät 10, welches an einem Karosseriebauteil 20 des Kraftfahrzeugs befestigt ist. Bei einem Zusammenstoß mit einem Pfahl 2 soll das Steuergerät 10 vor Zerstörung möglichst weitgehend geschützt sein. Deswegen ist es über ein Anbindungselement 30 mit dem Karosseriebauteil 20 gekoppelt. Während sich das Steuergerät 10 in einem unteren Bereich an dem Karosseriebauteil 20 einfach abstützt, knickt das Karosseriebauteil 20 im Beispiel bei dem Kraftfahrzeug (im intakten Zustand) nach außen weg, etwa um einen Winkel von 60°, was es ermöglicht, das Steuergerät 10 um einen Winkel von ca. 30° zu neigen, dies gegenüber einer Vertikalen, wie sie etwa die Erstreckungsrichtung des Pfahls 2 beschreibt. Das Anbindungselement 30 stützt sich im Bereich 22 des Karosseriebauteils 20 ab und stützt seinerseits den Bereich 14 im oberen Fünftel des Steuergeräts 10 ab. Bei den genannten Winkeln hat das Anbindungselement 30 eine Erstreckung von ungefähr der Hälfte der Erstreckungslänge des Steuergeräts 10.A motor vehicle denoted as a whole by 1 comprises a control unit 10 which is fastened to a body component 20 of the motor vehicle. In the event of a collision with a pole 2, the control device 10 should be protected as far as possible from destruction. It is therefore coupled to the body component 20 via a connection element 30 . While the control unit 10 is simply supported in a lower area on the body component 20, the body component 20 in the example in the motor vehicle (in the intact state) bends outwards, for example at an angle of 60°, which makes it possible for the control unit 10 to bend over to incline at an angle of about 30°, this relative to a vertical, as described for example in the direction of extent of the pile 2 . The connection element 30 is supported in area 22 of body component 20 and in turn supports area 14 in the upper fifth of control unit 10 . At the angles mentioned, the connecting element 30 extends approximately half the length of the extension of the control unit 10.

2a veranschaulicht das Anbindungselement 30 im Einzelnen: Es umfasst eine Metallplatte 32 und eine Schaumstofflage (oder Gummiplatte oder Kunststoffplatte) 34, die vorliegend nicht maßstäblich gezeigt ist; bei tatsächlichen Ausführungsformen soll auf der Metallplatte 32 als erste Komponente die Lage 34 ungefähr die fünffache Dicke haben wie die Metallplatte 32. Die Schaumstofflage 34 ist mit Klebstoff 36 an der Metallplatte 32 angeklebt. 2a Figure 11 illustrates the attachment element 30 in detail: it comprises a metal plate 32 and a foam (or rubber or plastic) sheet 34, which is not shown to scale here; in actual embodiments, on the metal plate 32 as the first component, the layer 34 is intended to be approximately five times the thickness of the metal plate 32. The foam layer 34 is adhered to the metal plate 32 with adhesive 36. FIG.

2b veranschaulicht, wie sich die Metallplatte 32 nach Art einer Stahlfeder krümmen kann, wenn sie mit Kraft beaufschlagt wird (wie dies etwa im Falle eines Crashs geschieht). Die Lage 34 dämpft eine entstehende Schwingung. 2 B 12 illustrates how the metal plate 32 can buckle like a steel spring when subjected to a force (such as occurs in the event of a crash). The layer 34 dampens any vibration that occurs.

Insgesamt zeigen die Beispiele, wie eine Reduzierung der Belastungen von Elektronikgeräten im Crash bereitgestellt werden kann.Overall, the examples show how a reduction in the loads on electronic devices in a crash can be provided.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102012223886 A1 [0003, 0008]
DE 102010001023 A1 [0003, 0008]
DE 102009000574 A1 [0003, 0008]

Claims

Motor vehicle (1) with a body (2) and an electronic component (10) which is fastened with at least a first section (14) to the body (1), characterized in that the first section (14) has a resilient and at the same time a vibration-damping connection element (30) is coupled to the body (20).

Motor vehicle (1) after claim 1 , In which the electronic component comprises a control unit (10), wherein the first section (14) is preferably formed on a housing thereof.

Motor vehicle (1) after claim 1 or 2 , in which the control unit (10) is designed to at least contribute in and/or after an accident situation to making an emergency call.

Motor vehicle (1) according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that the connection element (30) comprises metal (32), preferably spring steel or stainless steel, in order to provide the resilient effect.

Motor vehicle (1) according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that the connection element (30) comprises plastic, rubber and/or rigid foam in order to provide the damping effect.

Motor vehicle (1) according to one of Claims 1 until 5 wherein the electronic component (10) has a first length and the first portion is included at a longitudinal end in the range of between 0.8 and 1.0 of the longitudinal extent, which is preferably an upper longitudinal end.

Motor vehicle (1) according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that the electronic component (10) has a first length and the connecting element (30) has a second length which is between 0.2 and 0.8 times, preferably between 0.3 and 0 .7 times and more preferably between 0.4 and 0.6 times the first length.

Connection element (30) for a motor vehicle (1) according to one of the preceding claims, with a first component (32) made of metal to provide a resilient effect and a second component (34) made of plastic, rubber and/or rigid foam to provide vibration dampening effect.

Connection element (30) after claim 8 wherein the first component is provided in the form of a panel (32), preferably a rectangular panel, and the second component (34) is attached to the panel (32).

Connection element (30) after claim 9 , in which the ratio of the thickness of the plate (32) to the thickness of the second component (34) fastened therein is between 1:3 and 1:7, preferably between 1:4 and 1:6, in at least one section of the connecting element (30). , more preferably between about 0.18 to 0.22.

Motor vehicle (1) according to one of Claims 1 until 7 with the connection element (30) according to one of Claims 8 until 10 .