DE102010005203A1

DE102010005203A1 - Sicherheitseinrichtung in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102010005203A1
Application number: DE102010005203A
Authority: DE
Inventors: Joerg 71735 Becker; Ralf 75181 Keller
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2010-01-21
Filing date: 2010-01-21
Publication date: 2011-07-28
Anticipated expiration: 2030-01-22
Also published as: DE102010005203B4

Abstract

Eine Sicherheitseinrichtung in einem Kraftfahrzeug, zur Unterbrechung einer elektrischen Leitungsverbindung einer Hochvoltkomponente bei einem Unfall des Kraftfahrzeuges, wobei eine Sensoreinrichtung vorgesehen ist, die datentechnisch mit einer elektronischen Steuerung verbunden ist, wobei die elektronische Steuerung eine Auswertelogik zur Erkennung des Unfalls anhand von der Sensoreinrichtung gelieferter Signale, und bei erkanntem Unfall zur Unterbrechung der elektrischen Leitungsverbindung, umfasst, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (11) zur Detektion einer Bewegung geeignet und an der Hochvoltkomponente (10) starr angebunden ist, um eine Bewegung der Hochvoltkomponente zu messen, und die Auswertelogik anhand der gelieferten Signale wenigstens eine spezielle Bewegung als Unfall erkennt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung in einem Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine derartige Sicherheitseinrichtung ist aus der gattungsbildenden DE 43 23 604 bekannt. Bei einem als Hybrid- oder Elektrofahrzeug ausgebildeten Kraftfahrzeug werden Hochvoltkomponenten eingesetzt, bei denen Gleich- oder Wechselspannungen von mehreren hundert Volt anliegen. Bei derartig hohen Spannungen kann es in Unfallsituationen des Kraftfahrzeuges zu unerwünschten elektrothermischen Effekten kommen, beispielsweise wenn eine spannungsführende Hochvoltkomponente beschädigt wird. Deshalb weist das Kraftfahrzeug wenigstens eine Sensoreinrichtung auf, die datentechnisch mit einer elektronischen Steuerung verbunden ist. Die elektronische Steuerung wertet die von der Sensoreinrichtung gelieferten Signale aus. Beim Überschreiten gewisser Schwellwerte und/oder beim Auftreten bestimmter Muster bei diesen Signalen erkennt die Auswertelogik auf eine Unfallsituation des Kraftfahrzeuges. In diesem Fall bewirkt die Auswertelogik sodann die Unterbrechung einer elektrischen Leitungsverbindung, und damit der Spannungsversorgung, der Hochvoltkomponente. Somit kann das Auftreten elektrothermischer Effekte bei einer Unfallsituation des Kraftfahrzeuges vermindert werden. Die Sensoren dienen dabei zur Überwachung des Kraftfahrzeuges, beispielsweise von dessen Längs- oder Querbeschleunigung oder dessen Bodenabstand. Insbesondere können die Sensoren eines Airbagsystems des Kraftfahrzeuges eingesetzt werden.
Nachteilig an dem gattungsbildenden System ist jedoch, dass nicht alle möglichen Unfallsituationen des Kraftfahrzeuges zuverlässig erkannt werden. Insbesondere wenn eine betrachtete Hochvoltkomponente nahe der Außenhaut des Kraftfahrzeuges angeordnet ist, sind bereits relativ geringfügige Beschädigungen ausreichend, um unerwünschte elektrothermische Effekte auszulösen. Derartige Beschädigungen werden jedoch üblicherweise nicht als Unfall erkannt. Auch die Überwachung des Hochvoltsystems auf einen Kurzschluss hin ist hierbei nicht zielführend, da ein solcher nicht kontrolliert ablaufen muss, sondern bereits zu unerwünschten elektrothermischen Effekten führen kann.
Die Aufgabe der Erfindung besteht mithin darin, den gattungsbildenden Stand der Technik weiter zu verbessern und möglichst frühzeitig verschiedene Unfallsituationen zu erkennen.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung.
Erfindungsgemäß ist wenigstens eine Sensoreinrichtung an der Hochvoltkomponente starr angebunden, wobei die Sensoreinrichtung zur Detektion einer Bewegung geeignet ist. Somit sind Bewegungen der Hochvoltkomponente messbar, wobei die Auswertelogik anhand der von der Sensoreinrichtung gelieferten Signale wenigstens eine spezielle Bewegung als Unfall erkennt. Anders ausgedrückt wird aus Bewegungen der Hochvoltkomponente ein Unfall erkannt. Die Erfindung beruht dabei auf der Erkenntnis, dass es für eine zuverlässige Überwachung der Hochvoltkomponente ausreichend ist, deren Bewegungen zu überwachen. Es wurde erkannt, dass beim Überschreiten eines Beschleunigungsgrenzwertes und/oder nach Zurücklegen eines bestimmten Weges quasi zwingend von einer Beschädigung der Hochvoltkomponente ausgegangen werden muss. Diese Werte sind nun in der elektronischen Steuerung hinterlegt. Falls die Auswertelogik der elektronischen Steuerung eine Überschreitung von Grenzwerten und/oder ein Auftreten bestimmter Muster bei den von der Sensoreinrichtung gelieferten Signalen erkennt, wird die detektierte Bewegung als Unfall erkannt. In diesem Fall ist von einer Beschädigung der Hochvoltkomponente auszugehen und die elektrische Spannungsversorgung wird unterbrochen. Dadurch wird wertvolle Zeit im Falle eines Unfalls gewonnen und bereits vor dem Auftreten elektrothermischer Effekte oder eines Kurzschlusses im Hochvoltsystem die elektrische Leitungsverbindung unterbrochen.
Bevorzugt werden solche Hochvoltkomponenten überwacht, die nahe der Außenhaut des Kraftfahrzeuges angebracht sind. Insbesondere ermöglicht die Erfindung somit, Hochvoltkomponenten auch in crashrelevanten Bereichen, beispielsweise im Front- oder Heckdeformationsbereich des Kraftfahrzeuges, unterzubringen. Besonders geeignet sind hierfür solche Hochvoltkomponenten, die nach einer Spannungsfreischaltung kein weiteres Gefahrenpotential bergen und zudem leicht deformierbar sind, beispielsweise eine Leistungselektronik.
Mit Vorteil wird vorgeschlagen, die Sensoreinrichtung mit der Hochvoltkomponente selbst fest zu verbinden, z. B. mit deren Gehäuse. Alternativ oder zusätzlich wird die Sensoreinrichtung mit einem Halter der Hochvoltkomponente fest verbunden. Dies hat den zusätzlichen Vorteil, dass bei einem Wechsel der Hochvoltkomponente die Sensoreinrichtung am Platz verbleiben kann. Der Halter dient dabei zur Befestigung der Hochvoltkomponente an der Karosserie des Kraftfahrzeuges. Zur jeweiligen Anbindung der Sensoreinrichtung ist beispielsweise eine Verclipsung und/oder eine Verschraubung vorgesehen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Sensoreinrichtung als Wegsensor ausgebildet. Ein derartiger Wegsensor oder Kontaktschalter, beispielsweise in Form einer Druckstange, ermöglicht eine besonders einfache Detektion einer Bewegung, und damit die Erkennung eines Unfalls. Indem lediglich ein Kontakt geschlossen wird, ist keine aufwendige Auswertelogik in der elektronischen Steuerung notwendig.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Sensoreinrichtung als Drucksensor oder Abreißkontakt aufgebildet. Hier wird eine Bewegung detektiert indem eine Maximalkraft an einer bestimmten Position überschritten und als Unfall erkannt wird.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Sensoreinrichtung als Beschleunigungssensor ausgebildet. Indem die Beschleunigung der Hochvoltkomponente überwacht wird, kann besonders zuverlässig eine Bewegung detektiert, und damit ein Unfall die erkannt, werden. Die hiefür benötigten Grenzwerte und/oder auftretenden Muster sind in der elektronischen Steuerung hinterlegt; sie werden beispielsweise anhand von Simulationsrechnungen gewonnen. Dabei kann auch ein mehrkanaliger Beschleunigungssensor vorgesehen sein, durch den die Beschleunigung der Hochvoltkomponente in mehreren Raumrichtungen überwacht wird.
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Fig. beispielhaft eine starre Anbindung einer Sensoreinrichtung an eine Hochvoltkomponente.
Die Fig. zeigt einen Halter 1, zur Anbindung einer, hier als Leistungselektronik ausgebildeten, Hochvoltkomponente 10 an die Karosserie eines Kraftfahrzeuges (nicht dargestellt). Der Halter 1 weist an seinem einen Ende eine Ausnehmung 2 auf, zur Aufnahme einer Verschraubung. Zudem weist der Halter 1 eine Öffnung 3 auf. Die Öffnung 3 dient zur Aufnahme einer Verclipsung eines zweikanaligen Beschleunigungssensors 11. Hierzu weist der Beschleunigungssensor 11 ein Kunststoffelement 12 auf, z. B. eine Clips-Lasche, welche in die Öffnung 3 eingeclipst wird. Zur Sicherung gegen Verdrehung wird der Beschleunigungssensor 11 anschließend unter Verwendung der Ausnehmung 2 mit dem Halter 1 verschraubt. Damit ergibt sich eine genau definierte Ausrichtung des Beschleunigungssensors 11 hinsichtlich Längs-, Hoch- und Querrichtung des Kraftfahrzeuges. Über entsprechende Metalllaschen 4 ist eine datentechnische Anbindung des Beschleunigungssensors 11 an eine elektronische Steuerung 15 vorgesehen, z. B. mittels CAN. Die elektronische Steuerung 15 wertet die vom Beschleunigungssensor 11 gelieferten Signale aus. Beim Überschreiten vorbestimmter Grenzwerte und/oder Muster, die in der elektronischen Steuerung 15 hinterlegt sind, wird von einer Auswertelogik auf eine Unfallsituation erkannt.
Die Erkennung einer solchen Unfallsituation kann dabei durch das Airbagsteuergerät vorgesehen sein. Damit ist die erfindungsgemäße Auswertelogik der elektronischen Steuerung im Airbagsteuergerät hinterlegt. Es werden vom Airbagsteuergerät nun also, zusätzlich zu herkömmlichen Unfallsituationen, auch solche Unfallsituationen erkannt bei denen erfindungsgemäß überwachte Hochvoltkomponenten mit hoher Wahrscheinlichkeit beschädigt werden. Somit können Schutzmaßnahmen, insbesondere die Unterbrechung einer elektrischen Leitungsverbindung zur Spannungsfreischaltung des Hochvoltsystems, besonders frühzeitig bewirkt werden. Dies ermöglicht eine zuverlässige Vermeidung elektrothermischer Effekte im Falle eines Unfalls des Kraftfahrzeuges.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 4323604 [0002]

Claims

Sicherheitseinrichtung in einem Kraftfahrzeug, zur Unterbrechung einer elektrischen Leitungsverbindung einer Hochvoltkomponente bei einem Unfall des Kraftfahrzeuges, wobei eine Sensoreinrichtung vorgesehen ist, die datentechnisch mit einer elektronischen Steuerung verbunden ist, wobei die elektronische Steuerung eine Auswertelogik zur Erkennung des Unfalls anhand von der Sensoreinrichtung gelieferter Signale, und bei erkanntem Unfall zur Unterbrechung der elektrischen Leitungsverbindung, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (11) zur Detektion einer Bewegung geeignet und an der Hochvoltkomponente (10) starr angebunden ist, um eine Bewegung der Hochvoltkomponente zu messen, und die Auswertelogik anhand der gelieferten Signale wenigstens eine spezielle Bewegung als Unfall erkennt.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Sensoreinrichtung mit der Hochvoltkomponente fest verbunden ist.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Sensoreinrichtung mit einem Halter (1) der Hochvoltkomponente fest verbunden ist.
Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Sensoreinrichtung als Wegsensor ausgebildet ist.
Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Sensoreinrichtung als Drucksensor ausgebildet ist.
Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Sensoreinrichtung als Beschleunigungssensor ausgebildet ist.