CN105579296B - 车辆中的安全相关系统 - Google Patents

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Abstract

一种车辆中的安全相关系统(S)包括具有至少一个信号线输入(SE)的电单元(EE)。信号线输入(SE)连接到信号线。电单元(EE)还包括用于向电单元(EE)供给电能的供电连接(VA)。为了向电单元(EE)提供电能，信号线还电耦合到电单元(EE)的供电连接(VA)。

Description

车辆中的安全相关系统
本发明涉及车辆中的安全相关系统。
车辆中的需要电能供应的任何系统通常具有从熔线配电盘延伸到该系统的直接供电线。在许多情况下，专用供电线和专用电熔线被用于安全相关系统。在该供电线或接地连接故障的情况下，可能发生安全相关系统不再能够被供给电能。
本发明的目的在于提供一种具有可靠的应急电力供应的安全相关系统。
通过车辆中的安全相关系统来实现该目的：
一种车辆中的安全相关系统(S)，包括
-电单元(EE)，其包括连接到信号线的至少一个信号线输入(SE)，电单元(EE)还包括用于向电单元(EE)供给电能的供电连接(VA)，信号线还电耦合到电单元(EE)的供电连接(VA)以向电单元(EE)提供电能。
一种车辆中的安全相关系统(S)，包括
-电单元(EE)，其包括连接到信号线的至少一个信号线输入(SE)，电单元(EE)还包括用于向电单元(EE)供给电能的供电连接(VA)，
-应急供电储能设备(ES)，其包括电耦合到电单元(EE)的用于向电单元(EE)供电的供电连接(VA)的储能连接(ESA)，应急供电储能设备(ES)还电耦合到信号线以向应急供电储能设备(ES)提供电能。
有利的配置如下表征：
在本发明提供的具体实现方式中，安全相关系统(S)，还包括
-应急供电储能设备(ES)，其包括电耦合到电单元(EE)的供电连接(VA)或到电单元(EE)的用于向电单元(EE)提供电能的另一供电连接(VA)的储能连接(ESA)，应急供电储能设备(ES)还电耦合到信号线以向应急供电储能设备(ES)提供电能。
在本发明提供的具体实现方式中，应急供电储能设备(ES)包括超级电容器。
在本发明提供的具体实现方式中，电单元(EE)包括电致动器。
在本发明提供的具体实现方式中，电致动器是DC马达。
在本发明提供的具体实现方式中，信号线是马达供电线。
在本发明提供的具体实现方式中，信号线被设置用于传输数据。
在本发明提供的具体实现方式中，电单元(EE)包括传感器。
在本发明提供的具体实现方式中，信号线被设置用于传输数据。
在本发明提供的具体实现方式中，电单元(EE)包括传感器。
在本发明提供的具体实现方式中，安全相关系统(S)是车辆的电门锁系统。
根据第一方面，本发明的区别在于一种车辆中的安全相关系统。该系统包括电单元，该电单元包括连接到信号线的至少一个信号线输入。电单元还包括用于向电单元供给电能的供电连接。此外，信号线耦合到用于向电单元供给电能的供电连接。
将信号线耦合到电单元允许经由信号线向电单元供给电能。这样，即使主供能储存设备(例如车辆电池)和/或到主供能储存设备的连接损坏，电单元也可以被供给电能。因此，安全相关系统的电单元的非常可靠的使用变得可能。
而且，将信号线耦合到电单元实现应急供电系统，使得例如可以省掉第二正供电连接和/或负主供电连接。
作为替代或另外地，还可能的是，两条或更多条信号线耦合到电单元以向电单元供给电能。
根据一个有利配置，系统还包括应急供电储能设备，所述应急供电储能设备包括电连接到电单元的供电连接或者到电单元的用于向电单元供给电能的另一供电连接的储能连接。此外，应急供电储能设备电耦合到信号线，以向应急供电储能设备供给电能。
应急供电储能设备包括例如电能储存装置。例如，信号线电耦合到应急供电储能设备的电能储存装置，用于向电能储存装置供给电能以例如对其再充电。
将应急供电储能设备耦合到电单元允许在到主供应储存设备和/或主供能储存设备的线路损坏的情况下，向安全相关系统的电单元供给电能。
由于将信号线耦合到应急供电储能设备，能够经由信号线向应急供电储能设备供给电能，例如对应急供电储能设备的电能储存装置再充电。这允许即使在主供能储存设备和/或到主供能储存设备的连接损坏的情况下也对应急供电储能设备再充电。因此，电单元结合安全相关系统的应急供电储能设备的非常可靠的使用变得可能。此外，能够例如通过借助于信号线对应急供电储能设备再充电来补偿老化过程。此外，由于通过信号线实现了耦合和再充电，因此可以可能地阻止和/或放缓使应急供电储能设备的电能储存装置放电的过程，使得能够借助于应急供电储能设备使安全相关系统的电单元的可靠应急电供应变得可能。
而且，将信号线耦合到应急供电储能设备实现应急供电系统，使得例如可以省掉第二供电连接正和/或负主供电连接。
作为替代或另外地，也可能的是，两条或更多条信号线耦合到应急供电储能设备以向应急供电储能设备供给电能。
根据第二方面，本发明的区别在于一种车辆中的安全相关系统，其包括具有连接到信号线的至少一个信号线输入的电单元。电单元还包括用于向电单元供电的供电连接。安全相关系统还包括应急供电储能设备，所述应急供电储能设备包括电连接到电单元的用于向电单元供给电能的供电连接的储能连接。此外，应急供电储能设备电耦合到信号线，以用于向应急供电储能设备供电。
由于应急供电储能设备耦合到电单元的事实，能够在例如到主供应储存设备和/或到主供能储存设备的线路损坏的情况下，向安全相关系统的电单元供给电能。
将信号线耦合到应急供电储能设备允许经由信号线向应急供电储能设备供给电能。这允许甚至在例如主供能储存设备和/或到主供能储存设备的连接损坏的情况下对应急供电储能设备再充电。因此，电单元结合安全相关系统的应急供电储能设备的非常可靠的使用变得可能。此外，能够例如通过借助于信号线对应急供电储能设备再充电来补偿老化过程。此外，由于通过信号线实现了耦合和再充电，因此可以可能地阻止和/或放缓使应急供电储能设备的电能储存装置放电的过程，使得能够借助于应急供电储能设备使安全相关系统的电单元的可靠应急电供应变得可能。
而且，将信号线耦合到应急供电储能设备实现应急供电系统，使得例如可以省掉第二正供电连接和/或负主供电连接。
作为替代或另外地，还可能的是，两条或更多条信号线耦合到应急供电储能设备以向应急供电储能设备供电。
根据另一有利配置，应急供电储能设备包括超级电容器。
超级电容器是紧凑且强力的储能设备，在需要的情况下能够通过信号线非常快速和非常有效地对其充电。例如，这种超级电容器具有一位数法拉范围的容量。超级电容器的区别之处例如在于其结合两种积蓄原理，例如在Helmholtz双层中积蓄电能的静态方案和通过由超级电容器的电极表面区域上的氧化还原反应实现的法拉第(faradaiac)电荷转移来积蓄电能的电化学方案。
根据另一有利配置，电单元包括电致动器。
诸如线圈之类的电致动器和/或电机包括信号线，例如能够容易地耦合到应急供电储能设备以对后者供电的马达供电线，例如以便对应急供电储能设备的电能储存装置再充电。
根据另一有利配置，电致动器包括DC马达。
DC马达具有能够容易地耦合到应急供电储能设备以对后者供电的几条信号线，例如至少两条马达供电线，例如以便对应急供电储能设备的电能储存装置再充电。
根据另一有利配置，信号线是马达供电线。
作为示例，马达供电线将输出级的输出直接耦合或连接到电机，例如DC马达和/或步进马达和/或三相电流马达。
作为示例，耦合到电机和/或到应急供电储能设备以进行供电的至少两条信号线是马达供电线。
马达供电线能够以简单的方式耦合到应急供电储能设备以对后者供电，或者以对应急供电储能设备的电能储存装置再充电。而且，马达供电线特别适合于传输电流。
根据另一有利配置，信号线被设置用于传输数据。
许多安全相关系统具有被设置用于传输数据的至少一条信号线。由于该原因，使用该信号线来对应急供电储能设备供给电能或者来对应急供电储能设备的电能储存装置再充电是有利的。这样，还可以经由被设置用于数据传输的信号线来对应急供电储能设备(与不具有任何电机的安全相关系统相关联)供给电能，或者能够经由信号线对这些应急供电储能设备再充电。
根据另一有利配置，电单元包括传感器。
如果有需要的话，传感器需要很小量的电能。因此，如果应急供电储能设备电耦合到电单元的信号线，那么能够借助于应急供电储能设备以特别可靠的方式对相应的传感器供电并且在需要时对其供电特别长的一段时间。
根据另一有利配置，安全相关系统是车辆的电门锁系统。
电门锁系统是例如所谓的ABW锁(导线接入锁)。在该类型的门锁系统中，门包括例如电开关，例如电传感器，其检测门是否待解锁。如果门待解锁，那么诸如DC马达和/或步进马达和/或三相电流马达之类的致动器被触发并且将车门解锁。由于可能发生利用该系统不能进行机械解锁过程，因此特别重要的是，以特别可靠的方式对致动器供应至少如此量的电能以使得其能够至少将门解锁一次。例如通过耦合到信号线能够以非常可靠的方式使该供应变得可能。
下面将基于示意性的附图解释本发明的示例性实施例，在这些附图中：
图1示出了车辆中的安全相关系统。
图1示出了车辆中的安全相关系统S。安全相关系统S例如是电门锁系统，例如所谓的ABW锁(导线接入锁)。利用该类型的门锁系统，门包括电开关，例如电传感器，其检测门是否待解锁。如果需要解锁门，那么诸如DC马达和/或步进马达和/或三相电流马达之类的致动器被触发并且将车门解锁。
作为替代或者另外地，安全相关系统S例如是气囊系统和/或安全带张紧器和/或车辆中的任何其他安全相关系统。
安全相关系统S包括电单元EE。电单元EE包括例如诸如电机之类的致动器，例如DC马达和/或步进马达和/或三相电流马达。致动器作用于例如车辆的门锁系统或气囊触发系统或安全带张紧器单元。作为替代或另外地，电单元EE包括一个或更多个传感器。
电单元EE包括用于向电单元EE供给电能的至少一条供电连接VA。供电连接VA能够例如借助于供电线VL电耦合到主供能储存设备BAT，和/或电连接到主供能储存设备BAT。
主供能储存设备BAT例如是蓄电池，例如铅类型的蓄电池。作为替代或另外地，供电连接VA能够耦合到发电机或例如连接到发电机，所述发电机产生电能以对电单元EE供给电能。
例如借助于电熔线F1(例如熔融类型的熔线)保护供电线VL，所述电熔线能够专门被用于安全相关系统S。供应线VL例如能够专门被用于安全相关系统S。
安全相关系统S的电单元EE包括连接到信号线的至少一个信号线输入SE。此外，信号线电耦合到电单元EE的供电连接VA，或者到电单元EE的用于向电单元EE供电的另一供电连接VA，。
作为替代或另外地，还可能的是，两条信号线连接到电单元EE的两个供电连接VA；作为示例，一条信号线可以被设置用于正电能供应，而一条信号线被设置用于负电能供应。
信号线是马达供电线SL和/或例如用于传输数据的数据线DL。在电单元EE包括例如电机的电致动器(例如DC马达和/或步进马达和/或三相电流马达)的情况下，所述信号线包括例如至少两条马达供电线SL。作为替代或另外地，电单元EE还可以包括两个或更多个电致动器以及多于两条的马达供电线SL。
马达供电线SL将例如输出级的输出直接耦合或连接到电单元EE或者到电单元EE的电机。马达供电线SL能够例如在12V的电压水平下以例如一位数赫兹范围的频率传输安培范围的电流。
数据线DL被设置例如用于数据总线，例如LIN总线，通过其例如能够将控制命令发送到电单元EE。数据线DL能够例如在12V的电压水平下例如以一位数到两位数千赫兹范围的频率传输毫安培和/或微安培范围的电流。
安全相关系统S还包括例如应急供电储能设备ES。应急供电储能设备ES包括电能储存装置，例如超级电容器。该类型的超级电容器具有一位数或两位数法拉范围内的容量。作为替代，应急供电储能设备ES还可以包括例如两个超级电容器，它们例如串联连接。超级电容器的区别之处例如在于其结合两种积蓄原理，例如在Helmholtz双层中积蓄电能的静态方案和通过由超级电容器的电极表面区域上的氧化还原反应实现的法拉第电荷转移来积蓄电能的电化学方案。
应急供电储能设备ES包括例如储能连接ESA，其电连接到电单元EE的供电连接VA，例如电连接到电单元EE的供电连接VA，所述供电连接能够电耦合到主供能储存设备BAT。这样，能够向应急供电储能设备ES的电单元EE供电。
作为替代或另外地，还能够将应急供电储能设备ES的两个储能连接ESA连接到电单元EE的两个供电连接VA；这样，电单元EE的相应的正供电连接VA和负供电连接VA可以连接到应急供电储能设备ES的正储能连接ESA或负储能连接ESA。另外地并且作为示例，应急供电储能设备ES的储能连接ESA或者应急供电储能设备ES的另一储能连接ESA能够耦合到主供能储存设备BAT以对应急供电储能设备ES再充电。
另外地并且作为示例，连接到电单元EE的信号线输入SE的信号线耦合到应急供电储能设备ES，以对应急供电储能设备ES供电，例如以对应急供电储能设备ES的电能储存装置再充电。为了该目的，信号线耦合到例如应急供电储能设备ES的储能连接ESA，其连接到电单元EE的供电连接VA和/或应急供电储能设备ES的另一储能连接ESA。
作为替代或另外地，还可能的是，两条信号线连接到应急供电储能设备ES的两个储能设备连接ESA；例如，一条信号线可以被设置用于正电供应，而一条信号线被设置用于负电供应。
作为替代或者另外地，还可能的是，连接到电单元EE的几条信号线、例如几条马达供电线SL和/或几条数据线DL耦合到应急供电储能设备ES。如果，例如马达供电线SL中的至少一条耦合到应急供电储能设备ES，那么能够例如借助于马达供电信号对应急供电储能设备ES的电能储存装置供给电能例如以对其再充电，所述马达供电信号借助于马达供电线SL被发送到电单元EE；在该过程中，如有需要，毫安范围的电流足够用于再充电过程。
如果，例如数据线DL中的至少一条耦合到应急供电储能设备ES，那么能够借助于数据对应急供电储能设备的电能储存装置供给电能例如以对其再充电，所述数据例如是借助于数据线DL被发送到电单元EE的控制命令；在该过程中，如有需要，毫安范围的电流足够用于充电过程。
作为示例，应急供电储能设备ES借助于二极管D1、D2电耦合到相应的信号线。根据二极管D1的位置，相应的马达供电线SL能够被用于致动器的正或负电压供应。此外，应急供电储能设备ES能够通过二极管D3耦合到信号线，其中二极管D2和D3反向并联。最重要的是，利用数据线DL是有利的，这是因为在数据线DL上传输的信号表现为交流电压。代替作为耦合元件的二极管，也可以使用用于经由信号线向应急供电储能设备ES供电的、或者应急供电储能设备ES的电能储存装置能够经由信号线被再充电的任何其他耦合元件。
应急供电储能设备ES的电能储存装置的容量是这种大小的，例如使得应急供电储能设备ES能够操作电单元EE至少一个工作周期，例如在应急供电储能设备ES耦合到仅单条数据线DL的情况下尤其是这样的。在该背景下，工作周期是期间电单元EE执行安全相关动作(为该动作提供电单元EE)的周期。作为示例，这种工作周期是开始于锁闭的车门、终止于解锁的车门的门解锁周期。
信号线能够电耦合到控制单元STE或电连接到该控制单元。控制单元STE被设计为触发安全相关系统S的电单元EE，因此用于经由数据线DL发送控制命令和/或用于经由马达供电线SL控制马达触发单元。控制单元STE是例如体域控制器(BDC)。
控制单元STE例如通过另一供电线VL电连接到主供能储存设备BAT和/或连接到另一主供能储存设备。借助于例如可以专门用于控制单元STE的电熔线F2、例如熔融类型的熔线保护控制单元STE的供电线VL。
在主供能储存设备BAT和安全相关系统S之间故障的情况下，可以借助于信号线和/或借助于控制单元STE的信号线对应急供电储能设备ES和/或电单元EE供电。如果电单元EE的电耦合到主供能储存设备BAT的供电连接VA没有电连接到应急供电储能设备ES的储能连接ESA，那么该类型的故障是例如电单元EE的供电线VL的损坏。如果供电连接VA电耦合到主供能储存设备BAT并且到应急供电储能设备ES的储能连接ESA两者，那么这种故障例如是电单元EE的、交叉点KP和主供能储存设备BAT之间的供电线VL的故障，在所述交叉点KP处，电单元EE的供电线VL与从应急供电储能设备ES的储能连接ESA延伸到电单元EE的供电连接VA的线路相交。这里，并不需要检测故障，这是因为控制单元STE可能不特别地被布置为用于向应急供电储能设备ES和/或电单元EE供电，而是被布置为用于例如控制电单元EE。
因为马达供电线SL以一位数赫兹范围的频率来传输安培范围的电流，所以马达供电线SL适合于同时向电单元EE和应急供电储能设备ES供给电能。
因为数据线DL以一位数到两位数千赫兹范围的频率来传输毫安培范围和/或微安培范围的电流，所以数据线特别适合于向应急供电储能设备ES供电，例如以缓慢地对其充电。
作为图1所示的示例性实施例的替代方案或除了其之外，还可以实现电单元EE的负供电连接的耦合，在该示例性实施例中，与电单元EE关联并且耦合到应急供电储能设备ES的储能连接ESA的供电连接VA表示正供电连接。
作为图1所示的示例性实施例的替代方案或除了其之外，还可以实现电单元EE的负供电连接的连接，在该示例性实施例中，与电单元EE关联并且耦合到信号线的供电连接VA表示正供电连接。
作为图1所示的示例性实施例的替代方案或除了其之外，还可以实现应急供电储能设备ES的负储能连接的连接，在该示例性实施例中，借助于二极管D1耦合到信号线的应急供电储能设备ES的储能连接ESA表示正储能连接。
附图标记
BAT 主供能储存设备
D1、D2、D3 二极管
DL 数据线
EE 电单元
ES 应急供电储能设备
ESA 储能连接
F1、F2 电熔线
KP 交叉点
S 系统
STE 控制单元
SE 信号线输入
SL 马达供电线
VA 供电连接
VL 供电线

Claims (21)

1.一种车辆中的安全相关系统(S)，包括
-电单元(EE)，其包括连接到信号线的至少一个信号线输入(SE)，所述电单元(EE)还包括用于向所述电单元(EE)供给电能的供电连接(VA)，所述信号线还电耦合到所述电单元(EE)的供电连接(VA)以向所述电单元(EE)提供电能。
2.根据权利要求1所述的安全相关系统(S)，还包括
-应急供电储能设备(ES)，其包括电耦合到所述电单元(EE)的供电连接(VA)或到所述电单元(EE)的用于向所述电单元(EE)提供电能的另一供电连接(VA)的储能连接(ESA)，所述应急供电储能设备(ES)还电耦合到所述信号线以向所述应急供电储能设备(ES)提供电能。
3.根据权利要求2所述的安全相关系统(S)，其中，所述应急供电储能设备(ES)包括超级电容器。
4.根据权利要求2所述的安全相关系统(S)，其中，所述电单元(EE)包括电致动器。
5.根据权利要求4所述的安全相关系统(S)，其中，所述电致动器是DC马达。
6.根据权利要求4所述的安全相关系统(S)，其中，所述信号线是马达供电线。
7.根据权利要求6所述的安全相关系统(S)，其中，所述信号线被设置用于传输数据。
8.根据权利要求7所述的安全相关系统(S)，其中，所述电单元(EE)包括传感器。
9.根据权利要求2所述的安全相关系统(S)，其中，所述信号线被设置用于传输数据。
10.根据权利要求9所述的安全相关系统(S)，其中，所述电单元(EE)包括传感器。
11.根据权利要求1所述的安全相关系统(S)，其中，所述安全相关系统(S)是车辆的电门锁系统。
12.一种车辆中的安全相关系统(S)，包括
-电单元(EE)，其包括连接到信号线的至少一个信号线输入(SE)，所述电单元(EE)还包括用于向所述电单元(EE)供给电能的供电连接(VA)，
-应急供电储能设备(ES)，其包括电耦合到所述电单元(EE)的用于向所述电单元(EE)供电的供电连接(VA)的储能连接(ESA)，所述应急供电储能设备(ES)还电耦合到所述信号线以向所述应急供电储能设备(ES)提供电能。
13.根据权利要求12所述的安全相关系统(S)，其中，所述应急供电储能设备(ES)包括超级电容器。
14.根据权利要求12所述的安全相关系统(S)，其中，所述电单元(EE)包括电致动器。
15.根据权利要求14所述的安全相关系统(S)，其中，所述电致动器是DC马达。
16.根据权利要求14所述的安全相关系统(S)，其中，所述信号线是马达供电线。
17.根据权利要求16所述的安全相关系统(S)，其中，所述信号线被设置用于传输数据。
18.根据权利要求17所述的安全相关系统(S)，其中，所述电单元(EE)包括传感器。
19.根据权利要求12所述的安全相关系统(S)，其中，所述信号线被设置用于传输数据。
20.根据权利要求19所述的安全相关系统(S)，其中，所述电单元(EE)包括传感器。
21.根据权利要求12所述的安全相关系统(S)，其中，所述安全相关系统(S)是车辆的电门锁系统。
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