DE102019106303A1

DE102019106303A1 - Sicherheitsvorrichtung sowie Sicherheitssystem für ein Kraftfahrzeug mit zusätzlicher Antriebsbatteriekopplung und Verfahren

Info

Publication number: DE102019106303A1
Application number: DE102019106303.5A
Authority: DE
Inventors: Martin Specht
Original assignee: HS Products Engineering GmbH
Current assignee: HS Products Engineering GmbH
Priority date: 2019-03-12
Filing date: 2019-03-12
Publication date: 2020-09-17
Anticipated expiration: 2039-03-13
Also published as: DE102019106303B4; EP3938247A1; US20220048457A1; WO2020182891A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug zum automatischen Bewegen einer Vorrichtung des Kraftfahrzeugs in einer vordefinierten Fahrsituation, aufweisend einen Elektromotor (2) zum Bewegen der Vorrichtung und eine mit einem Bordstromnetz (3) des Kraftfahrzeugs elektrisch koppelbare erste Stromversorgungsschnittstelle (4). Die Sicherheitsvorrichtung (1) weist eine zweite Stromversorgungsschnittstelle (5) zum elektrischen Koppeln des Elektromotors (2) mit einer Antriebsbatterie (6) des Kraftfahrzeugs auf. Die zweite Stromversorgungsschnittstelle (5) weist eine Schaltvorrichtung (7) mit Schaltmitteln für ein elektrisches Koppeln des Elektromotors (2) mit der Antriebsbatterie (6) in Abhängigkeit der vordefinierten Fahrsituation auf. Ferner betrifft die Erfindung ein Sicherheitssystem (10) mit mehreren Sicherheitsvorrichtungen (1) sowie ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Sicherheitssystems (10).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug zum automatischen Bewegen einer Vorrichtung des Kraftfahrzeugs in einer vordefinierten Fahrsituation. Ferner betrifft die Erfindung ein Sicherheitssystem für ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung sowie ein Verfahren zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Sicherheitssystems für ein Kraftfahrzeug.
Als Folge einer kontinuierlich wachsenden Verkehrsdichte und einer damit verbundenen erhöhten Unfallgefahr, spielt die Sicherheit der Fahrzeuginsassen bei der Entwicklung von Kraftfahrzeugen eine besondere Rolle. Sicherheitssysteme werden grundsätzlich in zwei Hauptgruppen unterteilt, nämlich in unfallvermeidende Sicherheitssysteme sowie unfallschwerevermindernde Sicherheitssysteme. Unfallvermeidende Sicherheitssysteme sind insbesondere dafür ausgebildet, potenziell gefährliche Fahrsituationen zu detektieren und bei Bedarf Maßnahmen zum Abwenden eines Unfalls zu initiieren. In diesem Rahmen wird weiter zwischen aktiv in den Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs eingreifenden Systemen und Warnsystemen zum Warnen von Insassen, insbesondere des Fahrers, des Kraftfahrzeugs unterschieden. Aktiv eingreifende Systeme können beispielsweise Raddrehmomente, Lenkungswinkel oder eine Fahrzeugneigung beeinflussen. Auf diese Weise kann beispielsweise ein Blockieren der Räder verhindert, ein Bremsvorgang eingeleitet oder ein Ausweichmanöver durchgeführt werden und das insbesondere unter Berücksichtigung der Fahrzeugschwerpunktlage des Kraftfahrzeugs. Hierzu werden die Stoßdämpfer z. B. mit einer Schnellverstellung versehen. Warnsysteme weisen zumeist optisch, akustisch oder haptisch auf das Vorliegen einer Gefahrensituation hin, beispielsweise durch Warnleuchten im Armaturenbrett oder Seitenspiegel, Warntöne, Vibrieren des Lenkrads oder dergleichen. Oftmals sind aktiv eingreifende Sicherheitssysteme mit Warnsystemen gekoppelt, sodass ein automatisches Eingreifen eines aktiv eingreifenden Sicherheitssystems mittels eines Warnsystems angekündigt oder zumindest bestätigt wird.
Eine Hauptaufgabe unfallschwerevermindernder Sicherheitssysteme ist es, die Auswirkungen einer gefährlichen Fahrsituation oder eines Unfalls auf die Insassen des Kraftfahrzeugs, die Umwelt des Kraftfahrzeugs oder das Kraftfahrzeug selbst zu reduzieren. Zum Schutz von Insassen sind beispielsweise ein Karosseriedesign, insbesondere verstellbare Karosserieelemente, Schiebedächer oder ähnliches, Fahrwerkskomponenten, Airbags, Sicherheitsglas, Fahrzeugsitze, Kopfstützen, Überrollbügel, Lenkradeinzugsvorrichtungen oder Sicherheitsgurte als unfallschwerevermindernde Sicherheitssysteme bekannt. Sicherheitsgurte und Fahrzeugsitze haben die Aufgabe, einen Insassen des Kraftfahrzeugs bei einer starken Verzögerung, wie z.B. einer Vollbremsung, einem Aufprall auf ein Hindernis oder dergleichen, an seiner Position zu halten, um somit Verletzungen des Insassen zu vermeiden bzw. zumindest zu reduzieren. Zur Verbesserung dieser Aufgabe weisen moderne Sicherheitssysteme sogenannte Schnellverstellvorrichtungen auf, wie z. B. Gurtstraffer, Sitzpositionsversteller, Stoßdämpferversteller, Lenkwinkelversteller, Lenkradeinzugsvorrichtungen oder dergleichen, welche in einer Gefahrensituation, insbesondere unmittelbar vor einem Aufprall oder bei einer Vollbremsung, eine Modifizierung zum Schutze der Insassen des Kraftfahrzeugs durchführen. Ein Gurtstraffer ist beispielsweise ausgebildet, in einer solchen Gefahrensituation Lose aus dem Sicherheitssystem zu nehmen, um somit den Insassen besser bzw. früher an der Fahrzeugverzögerung teilnehmen zu lassen. Eine Lenkradeinzugsvorrichtung ist beispielsweise ausgebildet, das Lenkrad vom Fahrer des Kraftfahrzeugs wegzubewegen, um Verletzungen durch das Lenkrad zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren sowie mehr Freiraum für eine Entfaltung eines Airbags und/oder für die Vorverlagerung eines Insassen zur Verfügung zu stellen. Mittels des Sitzpositionsverstellers ist der Fahrzeugsitz derart modifizierbar, dass eine Verletzungsgefahr des Fahrers reduziert ist. Eine kritische Fahrsituation ist z. B. mittels einer entsprechend ausgebildeten Sensorik, insbesondere mittels Beschleunigungssensoren, optischer Sensoren, Radarsensoren oder dergleichen, detektierbar. Über eine Steuervorrichtung bzw. eine Auslösevorrichtung sind Sensordaten der Sensorik auswertbar, um die Schnellverstellvorrichtungen bei Bedarf auszulösen. Alternativ können Sensorik und Auslösevorrichtung als eine rein mechanische Baueinheit ausgebildet sein.
Bekannte Schnellverstellvorrichtungen bei Gurtstraffern oder Sitzelementen, wie z. B. Sitzrampen oder Kopfstützen, weisen beispielsweise eine explosive Ladung auf, welche in einer kritischen Fahrsituation zündbar ist und den Sicherheitsgurt strafft oder ein Sitzelement in eine andere Position bringt. Derartige Schnellverstellvorrichtungen haben den Nachteil, dass die Ladung nach der Zündung verbraucht ist und die explosive Ladung in einer Werkstatt neu bestückt werden muss. Ereignet sich z. B. zwischen dem Straffen des Sicherheitsgurts und dem neuen Bestücken des Gurtstraffers ein Unfall, ist der Gurtstraffer außer Funktion. Selbiges gilt natürlich auch für die Sitzschnellverstellvorrichtungen. Der betroffene Insasse des Kraftfahrzeugs ist dann nicht mehr optimal geschützt. Eine alternative Ausführungsform z. B. eines Gurtstraffers weist anstatt der explosiven Ladung einen Elektromotor auf, welcher bei einer kritischen Fahrsituation aktivierbar ist und den Sicherheitsgurt strafft. Selbiges ist auch an den Sitzkomponentenverstellern wie Kopfstütze oder Rampe möglich. Derartige Elektromotoren können zeitlich voneinander beabstandete Schnellverstellungen meistens problemlos bewältigen. Gleichwohl weisen derartige Elektromotoren meist notwendigerweise mit Getriebe zumeist einen relativ großen Bauraumbedarf sowie ein hohes Eigengewicht auf, um ausreichend Leistung bzw. Drehmoment und/oder Verstellkraft für einen Schnellverstellvorgang bereitzustellen. Dies ist insbesondere bei einem stark begrenzten Bauraum von Nachteil. Ferner steigt ein Energieverbrauch eines Kraftfahrzeugs mit dessen Gewicht, sodass derartige Elektromotoren einen höheren Energieverbrauch des Kraftfahrzeugs bewirken.
Zur Reduzierung des Gewichts von Schnellverstellvorrichtungen, wie z. B. Gurtstraffern, hat sich der Einsatz von Elektroflachmotoren als besonders vorteilhaft erwiesen. Bei einem Elektroflachmotor ist ein Läufer zwischen zwei plattenförmig ausgebildeten Statorhälften drehbar gelagert. Derartige Elektroflachmotoren mit seitlich angeordneten sogenannten Luftspulen weisen gegenüber herkömmlichen Elektromotoren einen reduzierten Bauraumbedarf bei hohem möglichen Drehmoment auf. Herkömmliche Elektroflachmotoren haben allerdings den Nachteil, dass ein maximales Drehmoment verhältnismäßig gering ist bzw. ein ausreichendes Drehmoment nur mit hohem Strom erreichbar ist. Zudem neigen Elektroflachmotoren bei hoher Belastung zu einem Durchbrennen, da diese zur Erzeugung eines hohen Drehmoments mit verhältnismäßig hohen Strömen angesteuert werden müssen. Dies betrifft insbesondere Elektroflachmotoren, welche unter regelmäßiger hoher Belastung stehen. Schließlich kann es bei hoher Beanspruchung bei Elektroflachmotoren vorkommen, dass sich eine Statorhälfte aufgrund des starken Magnetfelds verbiegt. In Extremfällen können sich Statorhälfte und Läufer sogar berühren und den Läufer somit abbremsen und den Elektroflachmotor auf diese Weise beschädigen oder schlimmstenfalls zerstören.
Die Verwendung von Elektromotoren hat oftmals den Nachteil, dass für eine besonders schnelle Verstellung eine sehr große elektrische Energie erforderlich ist. Ein herkömmliches Bordstromnetz des Kraftfahrzeugs ist hierfür zumeist nicht ausgelegt, sodass nur ein Teil der vom Elektromotor potenziell verfügbaren Leistung effektiv nutzbar ist. Eine maximale Verstellgeschwindigkeit der Sicherheitsvorrichtung ist hierdurch deutlich limitiert.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile bei einer Sicherheitsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug zum automatischen Bewegen einer Vorrichtung des Kraftfahrzeugs in einer vordefinierten Fahrsituation, einem Sicherheitssystem für ein Kraftfahrzeug sowie einem Verfahren zum Betreiben eines Sicherheitssystems für ein Kraftfahrzeug zu beheben oder zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sicherheitsvorrichtung, ein Sicherheitssystem sowie ein Verfahren zu schaffen, die auf eine einfache und kostengünstige Art und Weise eine verbesserte Verstellgeschwindigkeit einer Vorrichtung des Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Gurtstraffers oder einer Sitzverstellung, bei Auftreten einer vordefinierten Fahrsituation gewährleisten.
Die voranstehende Aufgabe wird durch die Patentansprüche gelöst. Demnach wird die Aufgabe durch eine Sicherheitsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug zum automatischen Bewegen einer Vorrichtung des Kraftfahrzeugs in einer vordefinierten Fahrsituation mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1, durch ein Sicherheitssystem für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 10 sowie durch ein Verfahren zum Betreiben eines Sicherheitssystems für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 14 gelöst. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Sicherheitssystem sowie dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.
Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch eine Sicherheitsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug zum automatischen Bewegen einer Vorrichtung des Kraftfahrzeugs in einer vordefinierten Fahrsituation gelöst. Die Sicherheitsvorrichtung weist einen Elektromotor zum Bewegen der Vorrichtung und eine mit einem Bordstromnetz des Kraftfahrzeugs elektrisch koppelbare erste Stromversorgungsschnittstelle auf. Erfindungsgemäß weist die Sicherheitsvorrichtung eine zweite Stromversorgungsschnittstelle zum elektrischen Koppeln des Elektromotors mit einer Antriebsbatterie des Kraftfahrzeugs auf. Die zweite Stromversorgungsschnittstelle weist eine Schaltvorrichtung mit Schaltmitteln für ein elektrisches Koppeln des Elektromotors mit der Antriebsbatterie in Abhängigkeit der vordefinierten Fahrsituation auf.
Die Sicherheitsvorrichtung ist zum automatischen Bewegen einer Vorrichtung des Kraftfahrzeugs ausgebildet. Eine derartige Vorrichtung des Kraftfahrzeugs kann beispielsweise als Sicherheitsgurt, Lenkrad, Fahrersitz, Beifahrersitz, Kopfstütze, Armlehne oder dergleichen ausgebildet sein. Die Sicherheitsvorrichtung ist vorzugsweise zum automatischen Bewegen der Vorrichtung im Rahmen einer Justierung bzw. Ausrichtung der Vorrichtung im Kraftfahrzeug, insbesondere zum Anpassen an Körpergrößen, Statur oder dergleichen der Fahrzeuginsassen ausgebildet. Eine hierfür erzielbare Verstellgeschwindigkeit ist verhältnismäßig moderat, um ein manuelles Steuern der Justierung bzw. Ausrichtung zu verbessern und überflüssiges hin und her Rangieren aufgrund zu langer Reaktionszeiten des Bedieners zu vermeiden. Ein weiterer Vorteil einer moderarten Verstellgeschwindigkeit ist, dass auf diese Weise Verletzungen der Insassen besser vermeidbar sind. Zudem ist die Sicherheitsvorrichtung zum automatischen Bewegen der Vorrichtung in der vordefinierten Fahrsituation ausgebildet. Dieses automatische Bewegen ist im Gegensatz zu einer Justierung bzw. Ausrichtung auf eine verhältnismäßig hohe Verstellgeschwindigkeit ausgebildet, um beispielsweise im Falle eines Fahrzeugcrashs eine entsprechend schnelle Verstellung der Vorrichtung zu bewirken, insbesondere um eine Verletzungsgefahr der Insassen des Kraftfahrzeugs zu reduzieren. Da es in einer derartigen Fahrsituation auf Millisekunden ankommt, ist eine moderate Verstellgeschwindigkeit grundsätzlich ungeeignet. Ein hiermit eingehender Komfortverlust für die Insassen des Kraftfahrzeugs kann zu Lasten der erhöhten Sicherheit in Kauf genommen werden.
Der Elektromotor der Sicherheitsvorrichtung ist zum Bewegen der Vorrichtung ausgebildet. Hierfür ist der Elektromotor über die erste Stromversorgungsschnittstelle mit dem Bordstromnetz des Kraftfahrzeugs elektrisch koppelbar. Vorzugsweise weist die Sicherheitsvorrichtung eine Kontrollvorrichtung zum Kontrollieren einer Drehzahl und/oder Drehrichtung bzw. des Drehmoments des Elektromotors auf. Die Kontrollvorrichtung ist weiter bevorzugt zum Steuern der Schaltvorrichtung ausgebildet. Demnach ist es bevorzugt, dass die Kontrollvorrichtung mit dem Elektromotor und der Schaltvorrichtung elektrisch gekoppelt ist. Ein Stromfluss von der Antriebsbatterie ist vorzugsweise über die Kontrollvorrichtung zum Elektromotor realisierbar.
Vorzugsweise weist die Sicherheitsvorrichtung eine Erkennungsvorrichtung zum Erkennen der vordefinierten Fahrsituation auf. Die Erkennungsvorrichtung weist hierfür vorzugsweise einen oder mehrere Sensoren, insbesondere einen Beschleunigungssensor, einen Geschwindigkeitssensor, einen Abstandsmesssensor oder dergleichen auf. Die Erkennungsvorrichtung ist ausgebildet, auf Basis der Sensordaten zu erkennen, ab wann eine vordefinierte Fahrsituation vorliegt.
Unter einer vordefinierten Fahrsituation wird im Rahmen der Erfindung eine, insbesondere kritische, Fahrsituation verstanden, bei welcher ein Eingriff der Sicherheitsvorrichtung oder eines Sicherheitssystems vorteilhaft ist. Eine vordefinierte Fahrsituation kann beispielsweise durch eine relativ große Verzögerung des Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise bei einer Vollbremsung oder einem Crash bzw. unmittelbar vor einem Crash, bestimmt sein. Ebenso kann eine vordefinierte Fahrsituation durch hohe Fliehkräfte, wie beispielsweise bei schneller Kurvenfahrt, beim Schleudern oder dergleichen, bestimmt sein. Grundsätzlich gilt für die vordefinierte Fahrsituation, dass ein Verletzungsrisiko der Insassen gegenüber normalen Fahrsituationen erhöht ist.
Unter einem Bordstromnetz des Kraftfahrzeugs wird im Rahmen der Erfindung ein herkömmliches Niedervolt-Stromnetz des Kraftfahrzeugs mit üblichen Betriebsspannungen zwischen 12V und 48V mit fertigungsbedingten und/oder betriebsbedingten Abweichungen verstanden. In Ausnahmefällen können die Betriebsspannungen hiervon auch abweichen. Mittels der ersten Stromversorgungsschnittstelle ist die Sicherheitsvorrichtung mit dem Bordstromnetz koppelbar bzw. gekoppelt.
Die Antriebsbatterie des Kraftfahrzeugs ist vorzugsweise vom Bordstromnetz elektrisch entkoppelt und/oder weist vorzugsweise eine Betriebsspannung auf, welche größer als die Betriebsspannung des Bordstromnetzes ist. Vorzugsweise ist eine Antriebsbatterie zum Bereitstellen elektrischer Energie für einen Antriebselektromotor zum Antreiben des Kraftfahrzeugs ausgebildet. Die Betriebsspannungen liegen hier im Bereich zwischen 200V und 1000V, insbesondere zwischen 400V und 800V.
Mittels der zweiten Stromversorgungsschnittstelle ist die Sicherheitsvorrichtung mit der Antriebsbatterie des Kraftfahrzeugs elektrisch koppelbar. Im Rahmen der Erfindung wird unter der zweiten Stromversorgungsschnittstelle insbesondere eine Verbindung zwischen der Antriebsbatterie und dem Elektromotor bzw. der Kontrollvorrichtung verstanden. Zum elektrischen Koppeln und Entkoppeln weist die zweite Stromversorgungsschnittstelle die Schaltvorrichtung auf, welche vorzugsweise mittels der Kontrollvorrichtung steuerbar ist. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die zweite Stromversorgungsschnittstelle eine Detektionsvorrichtung, wie beispielsweise Sensoren, zum Erfassen der vordefinierten Fahrsituation aufweist.
Die Schaltvorrichtung ist vorzugsweise ausgebildet, die elektrische Kopplung mit der Antriebsbatterie derart herzustellen, dass hierdurch eine vordefinierte Drehung eines Rotors des Elektromotors zum automatischen Bewegen der Vorrichtung in eine für den Insassen im Falle eines Fahrzeugcrashs vorteilhafte Position verstärkt wird. Bei einer Lenkradverstellvorrichtung kann durch die elektrische Kopplung das Lenkrad beispielsweise besonders schnell vom Fahrer wegbewegt werden. Bei einem Gurtstraffer wird durch die elektrische Kopplung mit der Antriebsbatterie das Straffen des Gurts schneller durchgeführt. Ebenso kann eine Schaltdauer der elektrischen Kopplung mit der Antriebsbatterie vorgegeben sein, um eine Überlastung des Elektromotors, insbesondere nachdem die Vorrichtung die vorteilhafte Position erreicht hat, zu vermeiden.
Eine erfindungsgemäße Sicherheitsvorrichtung hat gegenüber herkömmlichen Sicherheitsvorrichtungen den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine automatische Bewegung der Vorrichtung des Kraftfahrzeugs schneller durchführbar ist. Durch das elektrische Koppeln mit der Antriebsbatterie des Kraftfahrzeugs mittels der Schaltvorrichtung der zweiten Stromversorgungsschnittstelle ist dem Elektromotor in verhältnismäßig kurzer Zeit zusätzliche elektrische Energie bereitstellbar. Mittels dieser zusätzlichen elektrischen Energie ist der Elektromotor mit einer wesentlich höheren Leistung betreibbar, sodass die Zeitdauer eines Verstellvorgangs der Vorrichtung auf vorteilhafte Weise reduziert ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann bei einer Sicherheitsvorrichtung vorgesehen sein, dass die zweite Stromversorgungsschnittstelle Schaltmittel aufweist für ein elektrisches Koppeln des Elektromotors mit einer als Hochvolt-Antriebsbatterie ausgebildeten Antriebsbatterie des Kraftfahrzeugs. Unter einer Hochvolt-Antriebsbatterie bzw. HV-Antriebsbatterie des Kraftfahrzeugs wird insbesondere eine Antriebsbatterie verstanden, welche zum einen oder mehrerer Elektromotoren zum Antreiben des Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie ausgebildet sind. Ebenfalls wird ein Antriebsbatteriesystem aus mehreren in Reihe geschalteten Niedervolt-Antriebsbatterien bzw. NV-Antriebsbatterien im Rahmen der Erfindung ebenfalls als HV-Antriebsbatterie angesehen. Übliche Spannungen derartiger HV-Antriebsbatterien betragen zwischen 200V und 1000V, insbesondere zwischen 400V und 800V. Eine elektrische Kopplung mit der HV-Antriebsbatterie hat den Vorteil, dass auf vorteilhafte Weise dem Elektromotor ausreichend elektrische Energie bereitstellbar ist, um in der vordefinierten Fahrsituation eine besonders schnelle Verstellung der Vorrichtung zu bewirken.
Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass die zweite Stromversorgungsschnittstelle einen derartigen Widerstand aufweist, dass ein überwiegender Teil der Spannung der Hochvolt-Antriebsbatterie an der zweiten Stromversorgungsschnittstelle abfällt. Der Widerstand ist somit derart ausgebildet, dass mindestens 50% der Spannung der HV-Antriebsbatterie an diesem Widerstand abfällt. Der Widerstand ist insbesondere ausgebildet, einen derartigen Spannungsabfall zu bewirken, dass eine Überlastung, insbesondere ein Durchbrennen, des Elektromotors hierdurch vermieden wird. Vorzugsweise ist der Widerstand derart ausgebildet, dass der Elektromotor ohne auszufallen mindestens zehnmal mit der HV-Antriebsbatterie elektrisch koppelbar ist. Der Elektromotor ist erfindungsgemäß vorzugsweise dementsprechend ausgelegt. Der Widerstand kann erfindungsgemäß auf unterschiedliche Arten realisiert werden. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Widerstand als Bauelement Bestandteil der zweiten Stromversorgungsschnittstelle ausgebildet ist. Zusätzlich oder alternativ kann eine Stromleitung der zweiten Stromversorgungsschnittstelle zum elektrischen Koppeln des Elektromotors und der HV-Antriebsbatterie eine entsprechende Ausbildung aufweisen, um auf diese Weise einen solchen Widerstand zu realisieren. Gestaltungsparameter hierfür sind Leitungsquerschnitt, Leitungslänge sowie Leitungsmaterial. Ein derartiger Widerstand hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine Beschädigung des Elektromotors vermeidbar ist.
Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung weist die Schaltvorrichtung einen Spannungswandler zum Wandeln der Spannung der Antriebsbatterie auf eine niedrigere Spannung auf. Der Spannungswandler ist vorzugsweise gemäß einem herkömmlichen Transformator zum Wandeln der Spannung der Antriebsbatterie auf eine für den Elektromotor verträgliche Spannung ausgebildet. Unter einer „verträglichen Spannung“ wird im Rahmen der Erfindung insbesondere eine Spannung verstanden, mittels welcher der Elektromotor mindestens zehnmal zum Verstellen der Vorrichtung des Kraftfahrzeugs ansteuerbar ist, ohne dass der Elektromotor dabei Schaden nimmt. Der Elektromotor ist erfindungsgemäß vorzugsweise dementsprechend ausgelegt. Ein Spannungswandler hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise der Elektromotor mit der Antriebsbatterie, insbesondere einer HV-Antriebsbatterie, des Kraftfahrzeugs elektrisch koppelbar und somit betreibbar ist.
Vorzugsweise weist die Schaltvorrichtung Berücksichtigungsmittel für ein Berücksichtigen einer aktuellen Beschleunigung, einer aktuellen Verzögerung, einer prädizierten Beschleunigung oder einer prädizierten Verzögerung des Kraftfahrzeugs als vordefinierte Fahrsituation auf. Eine aktuelle Beschleunigung sowie eine aktuelle Verzögerung sind beispielsweise mittels eines oder mehrerer Beschleunigungssensoren, welche vorzugsweise Bestandteil der Sicherheitsvorrichtung oder eines anderen Fahrzeugsystems des Kraftfahrzeugs sind, ermittelbar. Wenn der Fahrer beispielsweise eine Vollbremsung durchführt, ist dies mittels der Sicherheitsvorrichtung erfassbar und durch elektrisches Koppeln des Elektromotors mit der Antriebsbatterie eine schnelle Verstellung der Vorrichtung des Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise des Sicherheitsguts, des Lenkrads oder dergleichen, durchführbar. Eine prädizierte Beschleunigung sowie eine prädizierte Verzögerung können beispielsweise auf Basis von Radarsensoren, optischen Sensoren, insbesondere Fahrzeugkameras, oder dergleichen ermittelt werden. Wenn beispielsweise eine Heckkamera ein heranfahrendes Kraftfahrzeug erkennt, kann anhand der ermittelten Geschwindigkeit und Verzögerung des heranfahrenden Kraftfahrzeugs ein Fahrzeugcrash und somit eine damit einhergehende Beschleunigung des Kraftfahrzeugs vorhergesagt werden. Mittels der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung ist somit mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise die Vorrichtung des Kraftfahrzeugs besonders schnell verstellbar, sodass die Sicherheit der Insassen in vielen Fahrsituationen erheblich verbessert ist.
Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass die Schaltvorrichtung Vergleichsmittel für ein Vergleichen einer aktuellen Fahrsituation mit der vordefinierten Fahrsituation und für ein Aktivieren einer erhöhten Schaltbereitschaftsstellung bei Ermitteln einer vordefinierten Nähe der aktuellen Fahrsituation an der vordefinierten Fahrsituation aufweist. Über die vordefinierte Nähe zur vordefinierten Fahrsituation ist eine Wahrscheinlichkeit qualitativ bestimmbar, dass ein Eintreten der vordefinierten Fahrsituation bevorsteht. Bei freier Fahrt auf einer Autobahn ohne Kurven und Verkehr, würde die Schaltvorrichtung eine solche Nähe nicht feststellen und somit auch nicht die erhöhte Schaltbereitschaftsstellung aktivieren. Nähert sich das Kraftfahrzeug mit der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung beispielsweise mit übermäßiger Geschwindigkeit einem Stauende, ist aber noch weit genug davon entfernt, sodass ein Abbremsen ohne Vollbremsung noch möglich ist, kann die Schaltvorrichtung bereits ermitteln, dass die aktuelle Fahrsituation innerhalb der vordefinierten Nähe zur vordefinierten Fahrsituation ist. Durch ein Aktivieren der Schaltbereitschaftsstellung ist ein Reagieren der Schaltvorrichtung bei Auftreten der vordefinierten Fahrsituation verbessert. Dies hat demnach den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine Zuverlässigkeit der Sicherheitsvorrichtung verbessert ist.
Weiter bevorzugt ist der Elektromotor als Elektroflachmotor ausgebildet. Vorzugsweise ist bei dem Elektroflachmotor ein Läufer zwischen zwei plattenförmig ausgebildeten Statorhälften drehbar gelagert. Ein Elektroflachmotor hat den Vorteil, dass dieser gegenüber einem herkömmlichen Elektromotor einen reduzierten Bauraumbedarf aufweist. Insbesondere an Stellen, in welchen in einer Dimension ein besonders geringer Bauraum zur Verfügung steht, lassen sich Elektroflachmotoren, welche im Wesentlichen Ausdehnungen in zwei Dimensionen aufweisen, auf vorteilhafte Weise anordnen.
Vorzugsweise weist die Sicherheitsvorrichtung eine Ermittlungsvorrichtung zum Ermitteln eines dem Betrieb des Elektromotors entgegenwirkenden Widerstands auf, wobei die Schaltvorrichtung Entkopplungsmittel zum elektrischen Entkoppeln des Elektromotors von der Antriebsbatterie bei Ermitteln eines einen Widerstandsschwellwert übersteigenden Widerstands aufweist. Der Widerstandsschwellwert ist vorzugsweise derart gewählt, dass dieser insbesondere dann erreichbar ist, wenn die Vorrichtung des Kraftfahrzeugs mittels der Sicherheitsvorrichtung in eine bestimmungsgemäße Position bewegt ist. Dies ist beispielsweise bei einem Gurtstraffer der Fall, wenn der Gurt eine vordefinierte Gurtspannung aufweist. Die vordefinierte Gurtspannung ist vorzugsweise nach einer Abwägung festgelegt, wonach die Fixierung des Insassen durch den Gurt mit einer möglichen Verletzung des Insassen durch einen zu strammen Gurt verglichen wird. Eine derartige Ermittlungsvorrichtung hat demnach den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ein Verletzungsrisiko reduzierbar ist, wobei eine hohe Sicherheit der Insassen weiterhin gewährleistet ist.
Besonders bevorzugt ist die Sicherheitsvorrichtung als Gurtstraffsystem, Sitzverstellungssystem, Schiebedachsystem, Überrollbügel, Komfortsystem, Anstellvorrichtung für eine Motorhaube oder Lenkradverstellungssystem ausgebildet. Unter einem Komfortsystem können beispielsweise bewegbare Tische oder Cup Holder verstanden werden. Bei einem Gurtstraffsystem ist die zu bewegende Vorrichtung des Kraftfahrzeugs beispielsweise ein Sicherheitsgurt, eine Gurtrolle zum Aufspulen des Sicherheitsgurts oder dergleichen. Mittels der Sicherheitsvorrichtung ist der Gurt beispielsweise derart straffbar, dass der Insasse durch den Sicherheitsgurt besser bzw. sicherer am Sitz gehalten ist. Bei einem Sitzverstellungssystem ist die zu bewegende Vorrichtung des Kraftfahrzeugs ein Fahrzeugsitz, beispielsweise ein Fahrersitz, ein Beifahrersitz, ein Rücksitz oder dergleichen. Mittels der Sicherheitsvorrichtung ist beispielsweise eine Sitzhöhe, eine horizontale Position des Sitzes in Fahrtrichtung, eine seitliche Position des Sitzes, ein Neigungswinkel des Sitzes und/oder ein Neigungswinkel der Rückenlehne verstellbar. Insbesondere wirkt die Vorrichtung auf eine Sitzrampe, eine Kopfstütze, eine Fußstütze und/oder die Sitzwangen des Sitzes. Auf diese Weise können die Insassen insbesondere vor Kollisionen mit Airbags, Karosseriebauteilen oder dergleichen besser geschützt werden. Bei einem Lenkradverstellungssystem ist die zu bewegende Vorrichtung des Kraftfahrzeugs beispielsweise ein Lenkrad, eine Lenksäule oder dergleichen. Das Lenkrad ist beispielsweise mittels der Sicherheitsvorrichtung zum Armaturenbrett hin bewegbar, um eine Kollision mit dem Fahrer zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren. Weiter ist auch eine Verstellung von Aerodynamikbauteilen, wie Frontspoiler, Heckspoiler oder Seitenschweller, im Rahmen dieser Ausführungsform denkbar.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Sicherheitssystem für ein Kraftfahrzeug gelöst. Erfindungsgemäß weist das Sicherheitssystem mehrere erfindungsgemäße Sicherheitsvorrichtungen auf. Die Sicherheitsvorrichtungen können dabei unterschiedlich und insbesondere zum Verstellen verschiedener Vorrichtungen des Kraftfahrzeugs ausgebildet sein. Das Sicherheitssystem weist beispielsweise für die Sicherheitsgurte bzw. Sicherheitsgurtstraffer des Kraftfahrzeugs jeweils eine Sicherheitsvorrichtung auf. Zusätzlich oder alternativ weist das Sicherheitssystem für den Fahrersitz bzw. die Fahrersitzverstellung eine Sicherheitsvorrichtung und/oder für den Beifahrersitz bzw. die Beifahrersitzverstellung eine Sicherheitsvorrichtung auf. Zusätzlich oder alternativ weist das Sicherheitssystem eine Sicherheitsvorrichtung für das Lenkrad bzw. die Lenkradverstellung auf.
Bei dem erfindungsgemäßen Sicherheitssystem für ein Kraftfahrzeug ergeben sich dieselben Vorteile, wie bereits voranstehend zu einer Sicherheitsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug zum automatischen Bewegen einer Vorrichtung des Kraftfahrzeugs in einer vordefinierten Fahrsituation gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben sind. Demnach hat das erfindungsgemäße Sicherheitssystem gegenüber herkömmlichen Sicherheitssystemen den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine automatische Bewegung einer oder mehrerer Vorrichtungen des Kraftfahrzeugs schneller durchführbar ist, insbesondere in reversibler Weise. Durch das elektrische Koppeln mit der Antriebsbatterie des Kraftfahrzeugs mittels der Schaltvorrichtung der zweiten Stromversorgungsschnittstelle ist dem Elektromotor in verhältnismäßig kurzer Zeit zusätzliche elektrische Energie bereitstellbar. Mittels dieser zusätzlichen elektrischen Energie ist der Elektromotor mit einer wesentlich höheren Leistung bzw. Drehmoment betreibbar, sodass die Zeitdauer eines Verstellvorgangs der Vorrichtung auf vorteilhafte Weise reduziert ist.
Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass die Schaltvorrichtungen Koordinationsmittel zum zeitversetzen elektrischen Koppeln der jeweiligen Elektromotoren der Sicherheitsvorrichtungen mit der Antriebsbatterie des Kraftfahrzeugs aufweisen. Bei der zeitversetzten Kopplung wird vorzugsweise zwischen der Art der zu verstellenden Vorrichtung und der Anordnung der zu verstellenden Vorrichtung unterschieden. Eine zweitversetzte elektrische Kopplung hat mehrere Vorteile. Einerseits kann es vorteilhaft sein, wenn unterschiedliche Vorrichtungen zu unterschiedlichen Zeitpunkten verstellt werden. Es ist beispielsweise vorteilhaft, einen Gurtstraffer relativ früh zu betätigen, während eine Verstellung eines Lenkrads vorzugsweise später erfolgen kann, um eine Lenkbarkeit des Kraftfahrzeugs möglichst lange zu gewährleisten. Andererseits ist es vorteilhaft, wenn beispielsweise der Sicherheitsgurt des Fahrers vor dem Sicherheitsgurt des Beifahrers gestrafft wird, damit der Fahrer das Kraftfahrzeug besser steuern kann und dem Elektromotor zum Verstellen des Sicherheitsgurts des Fahrers ausreichend elektrische Energie zur Verfügung steht. Durch das zeitversetzte elektrische Koppeln ist demnach mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise verhinderbar, dass sich die Elektromotoren der verschiedenen Sicherheitsvorrichtungen gegenseitig die elektrische Energie nehmen und somit nicht mit voller Leistung betreibbar sind.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann bei einem Sicherheitssystem vorgesehen sein, dass die Schaltvorrichtungen Belegungsmittel zum elektrischen Koppeln der jeweiligen Elektromotoren der Sicherheitsvorrichtungen mit der Antriebsbatterie des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit einer detektierten Sitzbelegung des Kraftfahrzeugs aufweisen. Vorzugsweise werden hierbei Körpergewichte der Insassen berücksichtigt, sodass beispielsweise eine Gurtstraffung bei leichteren Personen energetisch angepasst im Vergleich zu schwereren Personen erfolgt. Zudem ist auf diese Weise eine Verstellung von Vorrichtungen, durch welche kein Insasse beeinträchtigt wird, vermeidbar.
Es ist bevorzugt, dass das Sicherheitssystem eine Detektionsvorrichtung zum Detektieren einer Fahrsituation des Kraftfahrzeugs aufweist. Die Detektionsvorrichtung weist beispielsweise einen Beschleunigungssensor, einen Geschwindigkeitssensor, eine Kamera, ein Radar, ein Lidar, ein GPS-Modul, einen Temperatursensor, einen Regensensor, einen Feuchtesensor, ein Stauwarnsystem, einen Lenkwinkelsensor, einen Schwimmwinkelsensor, einen Rotationssensor, einen Fahrwerkssensor, einen Neigungssensor oder eine beliebige Kombination dieser Detektionsmittel auf. Alternativ oder zusätzlich ist die Detektionsvorrichtung über eine oder mehrere hierfür ausgebildete Datenschnittstellen mit einer Bordelektronik des Kraftfahrzeugs verbunden bzw. verbindbar, um somit Sensordaten von anderen Systemen des Kraftfahrzeugs abzufragen. Hierdurch sind Redundanzen bei Detektionsmitteln vermeidbar. Auf diese Weise ist die aktuelle Fahrsituation und damit auch das Vorliegen einer vordefinierten Fahrsituation mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ermittelbar.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Sicherheitssystems für ein Kraftfahrzeug gelöst. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:

- Detektieren einer aktuellen Fahrsituation des Kraftfahrzeugs mittels einer Detektionsvorrichtung,
- Vergleichen der detektierten aktuellen Fahrsituation mit einer vorgegebenen Fahrsituation mittels der Schaltvorrichtung oder einer Kontrollvorrichtung der Sicherheitsvorrichtung, und
- Elektrisches Koppeln eines Elektromotors mit der Antriebsbatterie des Kraftfahrzeugs mittels der Schaltvorrichtung, wenn die detektierte aktuelle Fahrsituation der vorgegebenen Fahrsituation entspricht.

Mittels der Detektionsvorrichtung wird die aktuelle Fahrsituation detektiert. Dies erfolgt vorzugsweise fortlaufend, insbesondere kontinuierlich oder intermittierend. Auf diese Weise steht die aktuelle Fahrsituation dem Sicherheitssystem live zur Verfügung. Das Ermitteln erfolgt beispielsweise mittels eines Geschwindigkeitssensors und/oder eines Beschleunigungssensors und/oder mittels einer Kamera und/oder mittels eines Radars und/oder mittels eines Lidars und/oder mittels eines Temperatursensors und/oder mittels eines Regensensors und/oder mittels eines Feuchtesensors. Vorzugsweise erfolgt das Detektieren mittels einer Kombination zumindest einiger der voranstehenden Detektionsmittel.
Mittels der Schaltvorrichtung oder der Kontrollvorrichtung wird die detektierte aktuelle Fahrsituation mit der vorgegebenen Fahrsituation verglichen. Unter der vorgegebenen Fahrsituation wird erfindungsgemäß keine konkrete Fahrsituation, sondern eine Menge von mehreren Fahrsituationen verstanden, welche für die Insassen eine potenzielle Gefahr darstellen, wie beispielsweise eine übermäßige Verzögerung, ein Schleudern, ein zu schnelles Nähern an ein anderes Kraftfahrzeug bzw. Objekt, sodass ein Fahrzeugcrash droht, oder dergleichen. Durch das Vergleichen wird ermittelt, ob die aktuelle Fahrsituation der vorgegebenen Fahrsituation entspricht, also zu der Gruppe der vorgegebenen Fahrsituationen gehört, oder nicht.
Wenn die detektierte aktuelle Fahrsituation der vorgegebenen Fahrsituation entspricht koppelt die Schaltvorrichtung den Elektromotor elektrisch mit der Antriebsbatterie des Kraftfahrzeugs. Hierdurch wird dem Elektromotor neben seiner gewöhnlichen Stromversorgung über die erste Stromversorgungsschnittstelle mittels der zweiten Stromversorgungsschnittstelle eine zusätzliche Stromversorgung bereitgestellt. Somit ist ein Verstellen der verschiedenen Vorrichtungen durch den Elektromotor leistungstechnisch bzw. sicherheitstechnisch verbessert.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines Sicherheitssystems für ein Kraftfahrzeug ergeben sich dieselben Vorteile, wie bereits voranstehend zu einer Sicherheitsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug zum automatischen Bewegen einer Vorrichtung des Kraftfahrzeugs in einer vordefinierten Fahrsituation gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung sowie zu einem erfindungsgemäßen Sicherheitssystem für ein Kraftfahrzeug gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung beschrieben sind. Demnach hat das erfindungsgemäße Verfahren gegenüber herkömmlichen Verfahren den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine automatische Bewegung einer oder mehrerer Vorrichtungen des Kraftfahrzeugs schneller durchführbar ist. Durch das elektrische Koppeln mit der Antriebsbatterie des Kraftfahrzeugs mittels der Schaltvorrichtung der zweiten Stromversorgungsschnittstelle ist dem Elektromotor in verhältnismäßig kurzer Zeit zusätzliche elektrische Energie bereitstellbar. Mittels dieser zusätzlichen elektrischen Energie ist der Elektromotor mit einer wesentlich höheren Leistung betreibbar, sodass die Zeitdauer eines Verstellvorgangs der Vorrichtung auf vorteilhafte Weise reduziert ist und/oder das Drehmoment erhöht wurde.
Vorzugsweise wird ein dem Elektromotor entgegenwirkender Widerstand mittels einer Ermittlungsvorrichtung ermittelt, wobei der Elektromotor mittels der Schaltvorrichtung von der Antriebsbatterie elektrisch entkoppelt wird, wenn der Widerstand einen vorgegebenen Widerstandsschwellwert übersteigt. Der Widerstandsschwellwert ist vorzugsweise derart gewählt, dass dieser insbesondere dann erreichbar ist, wenn die Vorrichtung des Kraftfahrzeugs mittels der Sicherheitsvorrichtung in eine bestimmungsgemäße Position bewegt ist. Dies ist beispielsweise bei einem Gurtstraffer der Fall, wenn der Gurt eine vordefinierte Gurtspannung aufweist. Die vordefinierte Gurtspannung ist vorzugsweise nach einer Abwägung festgelegt, wonach die Fixierung des Insassen durch den Gurt mit einer möglichen Verletzung des Insassen durch einen zu strammen Gurt verglichen wird. Eine derartige Ermittlungsvorrichtung hat demnach den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ein Verletzungsrisiko reduzierbar ist, wobei eine hohe Sicherheit der Insassen weiterhin gewährleistet ist.
Eine erfindungsgemäße Sicherheitsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug zum automatischen Bewegen einer Vorrichtung des Kraftfahrzeugs in einer vordefinierten Fahrsituation, ein erfindungsgemäßes Sicherheitssystem für ein Kraftfahrzeug sowie ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben eines Sicherheitssystems für ein Kraftfahrzeug werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:

1 in einer Seitenansicht eine bevorzugte erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung,
2 in einer Seitenansicht eine bevorzugte erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sicherheitssystems, und
3 in einem Ablaufdiagramm eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 3 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
In 1 ist eine bevorzugte erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung 1 schematisch in einer Seitenansicht abgebildet. Die Sicherheitsvorrichtung 1 weist einen als Elektroflachmotor ausgebildeten Elektromotor 2 sowie eine optionale Kontrollvorrichtung 12 zum Steuern des Elektromotors 2 auf. Der Elektromotor 2 ist zum Bewegen einer Vorrichtung, insbesondere eines Sicherheitsgurts bzw. eines Gurtstraffers, eines Fahrzeugsitzes bzw. einer Sitzverstellung der Sitzkomponenten oder dergleichen, eines nicht dargestellten Kraftfahrzeugs ausgebildet. Der Elektromotor 2 ist über eine erste Stromversorgungsleitung 13 einer ersten Stromversorgungsschnittstelle 4 der Sicherheitsvorrichtung 1 mit einem Bordstromnetz 3 des Kraftfahrzeugs elektrisch gekoppelt. In diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel erfolgt die elektrische Kopplung des Elektromotors 2 mit dem Bordstromnetz 3 über die Kontrollvorrichtung 12. Überdies ist der Elektromotor 2 über eine zweite Stromversorgungsleitung 14, einen optionalen Spannungswandler 8 sowie einer Schaltvorrichtung 7 einer zweiten Stromversorgungsschnittstelle 5 der Sicherheitsvorrichtung 1 mit einer als HV-Antriebsbatterie ausgebildeten Antriebsbatterie 6 des Kraftfahrzeugs elektrisch koppelbar. Die elektrische Kopplung des Elektromotors 2 zur Antriebsbatterie 6 ist mittels der Schaltvorrichtung 7 herstellbar sowie trennbar. In diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel erfolgt die elektrische Kopplung des Elektromotors 2 mit der Antriebsbatterie 6 über die Kontrollvorrichtung 12. Es kann erfindungsgemäß auch vorgesehen sein, dass der Elektromotor 2 direkt über die zweite Stromversorgungsschnittstelle 5 mit der Antriebsbatterie 6 elektrisch koppelbar ist. Ferner weist die Sicherheitsvorrichtung 1 eine Ermittlungsvorrichtung 9 zum Ermitteln eines Widerstands, welcher einer Rotation des Elektromotors 2 entgegenwirkt auf. Mittels der Ermittlungsvorrichtung 9 ist beispielsweise bestimmbar, wenn die zu bewegende Vorrichtung eine Endlage oder eine bestimmte Position erreicht hat.
2 zeigt eine bevorzugte erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sicherheitssystems 10 schematisch in einer Seitenansicht. Das Sicherheitssystem 10 weist in diesem Ausführungsbeispiel vier erfindungsgemäße Sicherheitsvorrichtungen 1 auf, welche der besseren Übersicht halber durch gestrichelte Kästchen angedeutet sind. Des Weiteren weist das Sicherheitssystem 10 eine Detektionsvorrichtung 11 zum Detektieren einer Fahrsituation des Kraftfahrzeugs auf. Die Detektionsvorrichtung 11 ist mit den Sicherheitsvorrichtungen 1 derart gekoppelt, dass Daten der ermittelten Fahrsituationen den Sicherheitsvorrichtungen 1 bereitgestellt sind.
In 3 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Sicherheitssystems 10 für ein Kraftfahrzeug schematisch in einem Ablaufdiagramm dargestellt. In einem ersten Verfahrensschritt 100 wird eine aktuelle Fahrsituation des Kraftfahrzeugs mittels einer Detektionsvorrichtung 11 des Sicherheitssystems 10 detektiert. Dies erfolgt beispielsweise durch Auswerten von Kameradaten, von Radardaten, von Geschwindigkeitssensordaten, von Beschleunigungssensordaten oder dergleichen. In einem zweiten Verfahrensschritt 200 wird mittels der Schaltvorrichtung 7 oder einer Kontrollvorrichtung 12 der Sicherheitsvorrichtung 1 die detektierte aktuelle Fahrsituation mit einer vorgegebenen Fahrsituation verglichen. Das Ergebnis des Vergleichs ist, dass eine vorgegebene Fahrsituation aktuell vorliegt oder nicht. Wenn eine vorgegebene Fahrsituation vorliegt erfolgt in einem dritten Verfahrensschritt 300 mittels der Schaltvorrichtung 7 ein elektrisches Koppeln des Elektromotors 2 der Sicherheitsvorrichtung 1 mit der Antriebsbatterie 6 des Kraftfahrzeugs. Hierdurch wird dem Elektromotor 2 zusätzliche elektrische Energie bereitgestellt, sodass hierdurch eine aktuelle Leistung des Elektromotors 2 erhöht wird.
Bezugszeichenliste

1: Sicherheitsvorrichtung
2: Elektromotor
3: Bordstromnetz
4: erste Stromversorgungsschnittstelle
5: zweite Stromversorgungsschnittstelle
6: Antriebsbatterie
7: Schaltvorrichtung
8: Spannungswandler
9: Ermittlungsvorrichtung
10: Sicherheitssystem
11: Detektionsvorrichtung
12: Kontrollvorrichtung
13: erste Stromversorgungsleitung
14: zweite Stromversorgungsleitung
100: erster Verfahrensschritt
200: zweiter Verfahrensschritt
300: dritter Verfahrensschritt

Claims

Sicherheitsvorrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug zum automatischen Bewegen einer Vorrichtung des Kraftfahrzeugs in einer vordefinierten Fahrsituation, aufweisend einen Elektromotor (2) zum Bewegen der Vorrichtung und eine mit einem Bordstromnetz (3) des Kraftfahrzeugs elektrisch koppelbare erste Stromversorgungsschnittstelle (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitsvorrichtung (1) eine zweite Stromversorgungsschnittstelle (5) zum elektrischen Koppeln des Elektromotors (2) mit einer Antriebsbatterie (6) des Kraftfahrzeugs aufweist, wobei die zweite Stromversorgungsschnittstelle (5) eine Schaltvorrichtung (7) aufweist, und wobei die Schaltvorrichtung (7) Schaltmittel für ein elektrisches Koppeln des Elektromotors (2) mit der Antriebsbatterie (6) in Abhängigkeit der vordefinierten Fahrsituation aufweist.
Sicherheitsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Stromversorgungsschnittstelle (5) Schaltmittel aufweist für ein elektrisches Koppeln des Elektromotors (2) mit einer als Hochvolt-Antriebsbatterie ausgebildeten Antriebsbatterie (6) des Kraftfahrzeugs.
Sicherheitsvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Stromversorgungsschnittstelle (5) einen derartigen Widerstand aufweist, dass ein überwiegender Teil der Spannung der Hochvolt-Antriebsbatterie an der zweiten Stromversorgungsschnittstelle (5) abfällt.
Sicherheitsvorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltvorrichtung (7) einen Spannungswandler (8) zum Wandeln der Spannung der Antriebsbatterie (6) auf eine niedrigere Spannung aufweist, insbesondere auf eine Spannung des Bordstromnetzes (3).
Sicherheitsvorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Schaltvorrichtung (7) Berücksichtigungsmittel für ein Berücksichtigen einer aktuellen Beschleunigung, einer aktuellen Verzögerung, einer prädizierten Beschleunigung oder einer prädizierten Verzögerung des Kraftfahrzeugs als vordefinierte Fahrsituation aufweist.
Sicherheitsvorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltvorrichtung (7) Vergleichsmittel für ein Vergleichen einer aktuellen Fahrsituation mit der vordefinierten Fahrsituation und für ein Aktivieren einer erhöhten Schaltbereitschaftsstellung bei Ermitteln einer vordefinierten Nähe der aktuellen Fahrsituation an der vordefinierten Fahrsituation aufweist.
Sicherheitsvorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (2) als Elektroflachmotor ausgebildet ist.
Sicherheitsvorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitsvorrichtung (1) eine Ermittlungsvorrichtung (9) zum Ermitteln eines dem Betrieb des Elektromotors (2) entgegenwirkenden Widerstands aufweist, wobei die Schaltvorrichtung (7) Entkopplungsmittel zum elektrischen Entkoppeln des Elektromotors (2) von der Antriebsbatterie (6) bei Ermitteln eines einen Widerstandsschwellwert übersteigenden Widerstands aufweist.
Sicherheitsvorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitsvorrichtung (1) als Gurtstraffsystem, Sitzverstellungssystem, Schiebedachsystem, Komfortsystem oder Lenkradverstellungssystem ausgebildet ist.
Sicherheitssystem (10) für ein Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitssystem (10) mehrere Sicherheitsvorrichtungen (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche aufweist.
Sicherheitssystem (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltvorrichtungen (7) Koordinationsmittel zum zeitversetzen elektrischen Koppeln der jeweiligen Elektromotoren (2) der Sicherheitsvorrichtungen (1) mit der Antriebsbatterie (6) des Kraftfahrzeugs aufweisen.
Sicherheitssystem (10) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltvorrichtungen (7) Belegungsmittel zum elektrischen Koppeln der jeweiligen Elektromotoren (2) der Sicherheitsvorrichtungen (1) mit der Antriebsbatterie (6) des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit einer detektierten Sitzbelegung des Kraftfahrzeugs aufweisen.
Sicherheitssystem (10) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitssystem (10) eine Detektionsvorrichtung (11) zum Detektieren einer Fahrsituation des Kraftfahrzeugs aufweist.
Verfahren zum Betreiben eines Sicherheitssystems (10) für ein Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 10 bis 13, aufweisend die folgenden Schritte: - Detektieren einer aktuellen Fahrsituation des Kraftfahrzeugs mittels einer Detektionsvorrichtung (11), - Vergleichen der detektierten aktuellen Fahrsituation mit einer vorgegebenen Fahrsituation mittels der Schaltvorrichtung (7) oder einer Kontrollvorrichtung (12) der Sicherheitsvorrichtung (1), und - Elektrisches Koppeln eines Elektromotors (2) mit der Antriebsbatterie (6) des Kraftfahrzeugs mittels der Schaltvorrichtung (7), wenn die detektierte aktuelle Fahrsituation der vorgegebenen Fahrsituation entspricht.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein dem Elektromotor (2) entgegenwirkender Widerstand mittels einer Ermittlungsvorrichtung (9) ermittelt wird, wobei der Elektromotor (2) mittels der Schaltvorrichtung (7) von der Antriebsbatterie (6) elektrisch entkoppelt wird, wenn der Widerstand einen vorgegebenen Widerstandsschwellwert übersteigt.