WO2011042182A1 - Vehicle having an electrical drive and reversible safety components - Google Patents

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WO2011042182A1
WO2011042182A1 PCT/EP2010/006127 EP2010006127W WO2011042182A1 WO 2011042182 A1 WO2011042182 A1 WO 2011042182A1 EP 2010006127 W EP2010006127 W EP 2010006127W WO 2011042182 A1 WO2011042182 A1 WO 2011042182A1
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WO
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vehicle
voltage network
low
reversible
voltage
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PCT/EP2010/006127
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Inventor
Rainer Justen
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Daimler Ag
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Publication date
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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/01Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents
    • B60R21/017Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents including arrangements for providing electric power to safety arrangements or their actuating means, e.g. to pyrotechnic fuses or electro-mechanic valves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R22/00Safety belts or body harnesses in vehicles
    • B60R22/34Belt retractors, e.g. reels
    • B60R22/46Reels with means to tension the belt in an emergency by forced winding up
    • B60R2022/4666Reels with means to tension the belt in an emergency by forced winding up characterised by electric actuators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/08Three-wire systems; Systems having more than three wires
    • H02J1/082Plural DC voltage, e.g. DC supply voltage with at least two different DC voltage levels

Definitions

  • the invention relates to a vehicle with electric drive having the features of the preamble of claim 1.
  • a method is known in connection with a 42 V electrical system for controlling a generator in a two-voltage electrical system of a motor vehicle.
  • the vehicle is equipped with a recuperation device, which can buffer brake energy.
  • a capacitor can be charged and discharged by means of a control device as a function of a vehicle speed at the beginning of a recuperation phase.
  • a voltage circuit is preferably designed for high-power consumers in which voltage fluctuations are not relevant to safety.
  • high-performance consumers are an interior auxiliary heater for comfort increase and a
  • Windscreen heating called. The font does not run any security-related applications.
  • US Pat. No. 7,343,999 B2 describes a method for driving a belt tensioning system for a safety belt.
  • a first and a second voltage source are adapted to drive a motor of the belt tensioner system to meet different requirements for the tightening of the webbing.
  • Voltage source is charged by the first and provides after charging a higher voltage than the first voltage source. It is a monitoring of the state of charge of the second voltage source required. If there is a risk of injury to a vehicle occupant, depending on the risk of injury, either the first or the second voltage source to the engine of the
  • the first voltage source is
  • a webbing is faster by the belt tensioner system Tightened when the engine of the belt tensioner system is driven by a higher voltage.
  • the object of the invention is better to integrate a reversible safety component in a vehicle with electric drive.
  • the invention relates to a vehicle with an electric drive.
  • the vehicle includes a high-voltage network, which is provided for the electric drive, but can also be provided for high-power consumers.
  • the vehicle includes a low-voltage network for low-power consumers.
  • a control device in the vehicle which is a low-power consumer, can electrically connect a reversible safety component of the vehicle to the high-voltage network. It is not
  • a low power consumer requires significantly less electrical power to operate it than a high power consumer. With the same voltage, therefore, a higher current would flow during operation of the high-power consumer than during the operation of the low-power consumer.
  • the electric drive is used for locomotion of the vehicle and is preferably designed as an electric motor.
  • the electric drive can - as in an electric vehicle - serve as the sole drive of the vehicle or as an additional drive.
  • An example of a use of the electric drive as an auxiliary drive is a hybrid vehicle, in which additionally an internal combustion engine directly or indirectly serves as a drive source for the movement of the vehicle.
  • the electric drive can be
  • the low voltage network is especially for the power supply of
  • Control devices and devices for signal processing are usually sensitive to glitches or voltage fluctuations, which can be caused for example by electric motors when they are connected to the low-voltage network. The more powerful an electric motor is, the greater the glitches and voltage fluctuations it generally causes.
  • the high voltage network is especially for the power supply of
  • the power required by the high-power consumers can not provide the low-voltage network or only to a limited extent.
  • the voltage of the high-performance network is higher than the voltage of the low-voltage network.
  • the voltage of the high voltage network may be 42V, 130V or 400V. Due to the higher voltage, higher powers can be better achieved since, for example, a cross section of a supply line between the voltage source and the load can be lower or the supply line is heated less at a current flow.
  • Voltage networks are included.
  • a 12 V electrical system is combined with a 42 V and a 130 V electrical system, whereby the 12 V electrical system is preferred for
  • the 42 V vehicle electrical system preferred for high-performance consumers and the 130 V electrical system is preferably provided for the electric drive.
  • a limit from which a voltage network is to be regarded as a low or high voltage network may depend on technical boundary conditions.
  • the 42 V electrical system is repeatedly proposed as a replacement for the 12 V electrical system.
  • the high voltage network has a voltage higher than 60V.
  • the low-voltage network in this case has a voltage which is lower than 60 V, that is, for example, 12 V, 14 V or 42 V.
  • High-voltage network can be significantly dependent on which drive or power supply concept has the electric drive of the vehicle.
  • Power supply concept may depend significantly on a type of battery used.
  • typical voltages of the high voltage network between 100 V and 600 V, with currently 130 V, 400 V or 600 V are common.
  • the control unit is preferably connected as a low-power consumer to the power supply to the low-voltage network, can in principle with appropriate
  • the control unit is able to electrically connect a reversible safety component to the high-voltage network in order to activate the reversible safety component.
  • a reversible safety component is preferably carried out by a controlled by the control unit switch or controller, which may be integrated, for example, in the control unit or in the reversible safety component.
  • a switch or regulator can be used about a power transistor.
  • the electrical connection of the reversible safety component to the high voltage network causes an actuator to activate the reversible safety component of the
  • High voltage network is fed with electrical energy.
  • a common one is
  • Exemplary embodiment of such an actuator is an electric motor.
  • Another example of such an actuator is an electrically controllable valve, by which a pneumatically or hydraulically movable piston can be controlled.
  • the reversible safety component may also contain at least one additional component in addition to the actuator.
  • a supplementary component can also be electrically connected to the low-voltage network.
  • the reversible safety component is equipped with a separate control unit as a supplementary component, wherein the separate control unit can perform tasks of the control unit.
  • the reversible safety component can be combined with an irreversible safety component.
  • An example of an irreversible safety component An example of an irreversible
  • Safety component is a pyrotechnic actuator, as used for example in a pyrotechnic belt tensioner. An irreversible safety component can not be activated repeatedly.
  • the reversible safety component is intended to reduce an accidental load and thus a risk of injury to an occupant of the vehicle. It can be activated repeatedly.
  • the activated reversible safety component offers the occupant an increased level of safety compared to the deactivated reversible safety component
  • the reversible safety component is in particular a reversible belt tensioner, an adjustable seat component, an adjustable window, a sunroof or an adjustable support surface.
  • Safety components are combined.
  • a preferred actuator for the reversible safety component is in particular a motor, preferably a
  • Electric motor an electromagnet, an electrically operated valve, a pump for a gas or for a liquid or another transducer used, which converts an electrical signal directly or indirectly into mechanical movement.
  • An adjustable support surface serves an earlier or additional support of the occupant.
  • a glove box which in front of a glove box
  • Frontal impact is adjusted in a direction towards the occupant direction, the occupants additionally or earlier supported by energy absorption. Due to the additional or earlier support, an impact-related maximum occupant load can be reduced.
  • the adjustable support surface can influence a kinematics or a position of the occupant. For example, the occupant may be more vulnerable to injury due to an occupant-adjustable portion of a side door trim prior to or during a side impact
  • the reversible safety device comprises an adjustable supporting surface for the occupant, then in one embodiment this has an energy-absorbing property.
  • the energy absorbing feature is formed by a foam layer or by some other compliance of the support surface with energy absorption.
  • a conventional sensor or a conventional system with at least one sensor is suitable, such as a vehicle dynamics stability system, which detects a skid of the vehicle, a brake assist system to support a braking operation of the vehicle, a sensor for detecting obstacles in the environment of the vehicle or a
  • Acceleration sensor suitable for measuring delays of the vehicle.
  • the evaluation of the sensor is carried out by the control unit or by another
  • Control unit which informs the control unit about danger assessment. With a high risk assessment, the control unit combines the reversible
  • Safety component with the high voltage network At a low
  • the control unit combines the reversible safety component with the low-voltage grid.
  • switching can also depend on other conditions.
  • a low risk assessment assumes a lower risk of injury to the occupant than a high risk assessment.
  • the reversible safety component If the reversible safety component is connected to the low-voltage network, the reversible safety component causes additional occupant protection for the occupant, which acts in addition or as an alternative to the other safety components. If the reversible safety component is connected to the high-voltage network, it offers the occupant an increased additional occupant protection, which is even more effective than the additional occupant protection, which with the
  • a reversible pretensioner tightens a webbing of a safety belt with little force when an electric motor of the reversible pretensioner is connected to the low voltage network. If the electric motor of the reversible belt tensioner connected to the high-voltage power, the reversible belt tensioner tightens the belt of the seat belt with a strong force, which is stronger than the low force. Alternatively or additionally, the reversible belt tensioner tightens the webbing faster when it is connected to the high voltage network than when it is connected to the low voltage network.
  • the low force of the reversible belt tensioner is suitable for example
  • the strong force of the reversible belt tensioner is suitable, for example, for a stronger dynamic driving occupant fixation, for a stronger or faster pre-tightening of the webbing before the accident, for a retraction of the occupant in a vehicle seat before the accident or before an airbag deployment or for pre-acceleration of the occupant just before the accident or at the beginning of the accident, to a maximum
  • High-voltage network designed in an advantageous embodiment such that therein greater voltage fluctuations or stronger interference pulses are allowed as in the low-voltage network without a normal operation of connected to the respective network components is impaired. This allows a distribution of less interfering components for connection to the
  • Low-voltage network and more disruptive components for connection to the high-voltage network It is also possible to eliminate or at least reduce filters or other protective measures against voltage fluctuations or interference pulses in the high-voltage network, which saves costs.
  • the at least one control unit is electrically connected to the low voltage network and the electric motor of the reversible belt tensioner can be electrically connected exclusively to the high voltage network.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a vehicle with an electric
  • Fig. 2 is a schematic representation of the vehicle with a sensor for a
  • a vehicle 1 is shown with an electric drive E.
  • the electric drive is electrically connected to a high voltage network HV.
  • the vehicle 1 further comprises a reversible safety component RS and a control unit ECU, which is electrically connected to a low-voltage network NV.
  • the control unit ECU can connect the reversible safety component RS to the high-voltage network HV via a control unit S controlled by the control unit ECU.
  • the control unit S is for example an electrical switch or an electrical regulator.
  • the control unit S is formed by a power transistor.
  • the ECU is the ECU
  • Control unit S and the reversible safety component RS which are shown separately in the figure, at least partially summarized.
  • the reversible safety component RS is a reversible belt tensioner. If, in this embodiment, a high risk assessment based on an imminent collision of the vehicle with an obstacle is determined by the control unit ECU by means of a sensor I for an environment detection, the control unit ECU connects the reversible belt tensioner via the control unit S 'to the high-voltage network HV. As a result, the reversible belt tensioner quickly wraps webbing with a strong force, pulling a belted occupant into a vehicle seat. The occupant is thus better protected in the event of an imminent collision of the vehicle with the obstacle.
  • a successful collision can, for example, by a
  • Acceleration sensors are detected.
  • Safety component RS connects to the low-voltage network NV.
  • the ECU evaluates in one embodiment, a buckle sensor, not shown in the drawing, which detects when the occupant has just strapped. If the occupant has strapped in at the start of the journey, the control unit ECU receives a signal from a belt buckle sensor Control unit is interpreted as a low risk assessment because of a possible belt slack. Then it connects the reversible belt tensioner for a short time with the low voltage network NV, whereby the reversible belt tensioner with little force tightens the belt and reduces possible belt slack.
  • a buckle sensor not shown in the drawing
  • Another example of a low risk assessment is a skidding vehicle or an emergency stop.
  • a flinging vehicle is being used by one
  • Control unit for a driving stability system detected.
  • a full brake detects a control unit for an anti-lock braking system.
  • a low risk assessment illustrated in the examples may represent a high hazard rating, if in the other example a low risk assessment valid there is even lower
  • a high risk assessment presented in the examples may represent a low risk assessment in an alternative example if, in the alternative example, a high risk assessment valid there represents an even greater risk of injury to the occupant.
  • the reversible safety component RS is formed by an adjustable seat component, an adjustable window, a sliding roof, an adjustable support surface or by a combination of these components.
  • An essential component of an occupant protection system (PRE-SAFE ® ) acting before an accident is an electric motor-controlled, reversible belt tensioner.
  • a reversible belt tensioner today is able to reduce the belt slack of a belt system from impact. The tightening forces applied thereby amount to approx. 100 N.
  • Power supply to the electric motor of the belt tensioner is usually done via a 12 V electrical system.
  • An essential idea of the invention is to control the reversible belt tensioner via the high voltage and the high-voltage electronics in a hybrid or electric vehicle. Compared with the 12 V electrical system, a high-voltage system has a much higher voltage. Future high-voltage networks will have voltages of approx. 130 V - 400 V. This is accompanied by a higher performance electronic components, for example, the electric motor of a reversible
  • the tightening forces and times with respect to a preventive belt loss reduction can be controlled to a better degree due to the better power development of the electric motor.
  • the components such as the electric motor can be optimized to the extent that smaller installation spaces for the components are possible. The necessary installation space can be reduced. Tightening forces and temporal
  • Control can be regulated so far that an active retrieval of pre-displaced or unfavorably positioned occupants is possible.
  • the tensioning forces and the temporal control can be regulated to such an extent that pre-acceleration can be applied to the occupants prior to the impact and thus the occupant load during the impact
  • the tightening forces and the timing can be regulated to such an extent that the belt tightening can be adapted to the dynamic driving support requirements in a timely manner.
  • This high-voltage voltage is available permanently and without time limit, for example, for a seat adjustment or to pull the occupant by a slow belt retraction from a deployment area of an airbag. So not only is there a higher energy available for PRE-SAFE ® functions in the short term, but also permanently. A monitoring mode, if there is enough energy left, is not necessary.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automotive Seat Belt Assembly (AREA)

Abstract

The invention relates to a vehicle (1) having an electrical drive (E), a high voltage network (HV) for the electrical drive and for high-power consumers, and a low voltage network (LV) for low-power consumers. According to the invention, a control device (ECU) can electrically connect a reversible safety component (RS) to the high voltage network (HV) as a low-power consumer. The invention solves the problem of better integrating a reversible safety component in a vehicle having an electrical drive.

Description

Fahrzeug mit elektrischem Antrieb und reversibler Sicherheitskomponente  Vehicle with electric drive and reversible safety component
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit elektrischem Antrieb mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. The invention relates to a vehicle with electric drive having the features of the preamble of claim 1.
Aus der gattungsbildenden DE 10 2005 051 433 A1 ist im Zusammenhang mit einem 42 V-Bordnetz ein Verfahren bekannt zur Regelung eines Generators in einem Zwei- Spannungs-Bordnetz eines Kraftfahrzeuges. Zur Bremsenergierückgewinnung ist das Fahrzeug mit einer Rekuperationseinrichtung ausgerüstet, welche Bremsenergie Zwischenspeichern kann. Zur Zwischenspeicherung kann ein Kondensator mittels einer Regeleinrichtung in Abhängigkeit einer Fahrzeuggeschwindigkeit zu Beginn einer Rekuperationsphase aufgeladen und entladen werden. Ein Spannungskreis ist vorzugsweise für Hochleistungsverbraucher ausgelegt, bei welchen Spannungsschwankungen nicht sicherheitsrelevant sind. Als Beispiele für Hochleistungsverbraucher werden eine Innenraum-Zusatzheizung zur Komforterhöhung und eine From the generic DE 10 2005 051 433 A1 a method is known in connection with a 42 V electrical system for controlling a generator in a two-voltage electrical system of a motor vehicle. For regenerative braking, the vehicle is equipped with a recuperation device, which can buffer brake energy. For intermediate storage, a capacitor can be charged and discharged by means of a control device as a function of a vehicle speed at the beginning of a recuperation phase. A voltage circuit is preferably designed for high-power consumers in which voltage fluctuations are not relevant to safety. As examples of high-performance consumers are an interior auxiliary heater for comfort increase and a
Frontscheibenheizung genannt. In der Schrift werden keine sicherheitsrelevanten Anwendungen ausgeführt. Windscreen heating called. The font does not run any security-related applications.
In der US 7 343 999 B2 ist ein Verfahren zum Ansteuern eines Gurtstraffersystems für einen Sicherheitsgurt beschrieben. Eine erste und eine zweite Spannungsquelle sind dafür ausgelegt, einen Motor des Gurtstraffersystems anzutreiben, um unterschiedlichen Anforderungen an die Straffung des Gurtbandes gerecht zu werden. Die zweite US Pat. No. 7,343,999 B2 describes a method for driving a belt tensioning system for a safety belt. A first and a second voltage source are adapted to drive a motor of the belt tensioner system to meet different requirements for the tightening of the webbing. The second
Spannungsquelle wird durch die erste aufgeladen und stellt nach erfolgter Aufladung eine höhere Spannung bereit als die erste Spannungsquelle. Es ist eine Überwachung des Ladezustandes der zweiten Spannungsquelle erforderlich. Wenn eine Verletzungsgefahr für einen Fahrzeuginsassen besteht, kann in Abhängigkeit der Verletzungsgefahr entweder die erste oder die zweite Spannungsquelle an den Motor des Voltage source is charged by the first and provides after charging a higher voltage than the first voltage source. It is a monitoring of the state of charge of the second voltage source required. If there is a risk of injury to a vehicle occupant, depending on the risk of injury, either the first or the second voltage source to the engine of the
Gurtstraffersystems angeschlossen werden. Die erste Spannungsquelle wird Belt tensioner system can be connected. The first voltage source is
angeschlossen, wenn vorgesehen ist, die zweite anzuschließen, diese jedoch nicht ausreichend aufgeladen ist. Ein Gurtband wird durch das Gurtstraffersystem schneller gestrafft, wenn der Motor des Gurtstraffersystems von einer höheren Spannung angetrieben wird. connected if it is intended to connect the second, but this is not sufficiently charged. A webbing is faster by the belt tensioner system Tightened when the engine of the belt tensioner system is driven by a higher voltage.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine reversible Sicherheitskomponente besser in ein Fahrzeug mit elektrischem Antrieb zu integrieren. The object of the invention is better to integrate a reversible safety component in a vehicle with electric drive.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 erfüllt, wobei die Merkmale der Unteransprüche vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen kennzeichnen. This object is achieved by the features of claim 1, wherein the features of the claims characterize advantageous embodiments and further developments.
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem elektrischen Antrieb. Das Fahrzeug umfasst ein Hochspannungsnetz, welches für den elektrischen Antrieb vorgesehen ist, aber auch für Hochleistungsverbraucher vorgesehen sein kann. Zusätzlich umfasst das Fahrzeug ein Niederspannungsnetz für Niederleistungsverbraucher. Ein Steuergerät im Fahrzeug, welches ein Niederleistungsverbraucher ist, kann eine reversible Sicherheitskomponente des Fahrzeuges mit dem Hochspannungsnetz elektrisch verbinden. Es ist keine The invention relates to a vehicle with an electric drive. The vehicle includes a high-voltage network, which is provided for the electric drive, but can also be provided for high-power consumers. In addition, the vehicle includes a low-voltage network for low-power consumers. A control device in the vehicle, which is a low-power consumer, can electrically connect a reversible safety component of the vehicle to the high-voltage network. It is not
Überwachung des Ladezustandes des Hochspannungsnetzes notwendig, da das Hochspannungsnetz während der gesamten Betriebszeit des Fahrzeugs zur Verfügung steht. Monitoring the state of charge of the high-voltage network necessary, since the high-voltage network is available during the entire operating time of the vehicle.
Ein Niederleistungsverbraucher benötigt deutlich weniger elektrische Energie zu dessen Betrieb als ein Hochleistungsverbraucher. Bei gleicher Spannung würde beim Betrieb des Hochleistungsverbrauchers daher ein höherer Strom fließen als beim Betrieb des Niederleistungsverbrauchers. A low power consumer requires significantly less electrical power to operate it than a high power consumer. With the same voltage, therefore, a higher current would flow during operation of the high-power consumer than during the operation of the low-power consumer.
Der elektrische Antrieb dient der Fortbewegung des Fahrzeugs und ist bevorzugt als Elektromotor ausgebildet. Der elektrische Antrieb kann - wie bei einem Elektrofahrzeug - als alleiniger Antrieb des Fahrzeugs dienen oder als Zusatzantrieb. Ein Beispiel für eine Verwendung des elektrischen Antriebs als Zusatzantrieb ist ein Hybridfahrzeug, bei welchem zusätzlich ein Verbrennungsmotor direkt oder indirekt als Antriebsquelle für die Fortbewegung des Fahrzeuges dient. Der elektrische Antrieb kann ein The electric drive is used for locomotion of the vehicle and is preferably designed as an electric motor. The electric drive can - as in an electric vehicle - serve as the sole drive of the vehicle or as an additional drive. An example of a use of the electric drive as an auxiliary drive is a hybrid vehicle, in which additionally an internal combustion engine directly or indirectly serves as a drive source for the movement of the vehicle. The electric drive can be
Hochleistungsverbraucher sein. Be a heavy-duty consumer.
Das Niederspannungsnetz ist besonders für die Stromversorgung von The low voltage network is especially for the power supply of
Niederleistungsverbrauchern ausgelegt, also für die Stromversorgung von elektrischen Verbrauchern mit geringerer Leistung wie beispielsweise von Steuergeräten oder von Geräten zur Signalverarbeitung. Es entspricht im Wesentlichen einem in aktuellen Fahrzeugen gebräuchlichen 12 V- oder 14 V-Bordnetz, so dass prinzipiell auch andere Verbraucher mit geringerer Leistung an das Niederspannungsnetz angeschlossen werden können. Steuergeräte und Geräte zur Signalverarbeitung sind üblicherweise empfindlich gegenüber Störimpulsen oder Spannungsschwankungen, welche beispielsweise durch Elektromotoren verursacht werden können, wenn diese mit dem Niederspannungsnetz verbunden werden. Je leistungsstärker ein Elektromotor ist, desto größere Störimpulse und Spannungsschwankungen verursacht er im Allgemeinen. Bei elektrischen Designed for low power consumers, ie for the power supply of electrical consumers with lower power such as control units or signal processing equipment. It essentially corresponds to a 12 V or 14 V electrical system commonly used in current vehicles, so that in principle also other Low-power consumers can be connected to the low-voltage network. Control devices and devices for signal processing are usually sensitive to glitches or voltage fluctuations, which can be caused for example by electric motors when they are connected to the low-voltage network. The more powerful an electric motor is, the greater the glitches and voltage fluctuations it generally causes. For electrical
Komponenten, welche für einen Betrieb am Niederspannungsnetz ausgelegt sind, ist es vorteilhaft, dass diese unter anderem günstig und einfach verfügbar sind. Components which are designed for operation on the low-voltage grid, it is advantageous that these are among other cheap and easily available.
Das Hochspannungsnetz ist besonders für die Stromversorgung von The high voltage network is especially for the power supply of
Hochleistungsverbrauchern ausgelegt, also für die Versorgung des elektrischen Antriebs und für die Versorgung anderer Hochleistungsverbraucher, wie beispielsweise eines elektrischen Aktuators. Die von den Hochleistungsverbrauchern benötigte Leistung kann das Niederspannungsnetz nicht oder nur eingeschränkt bereit stellen. Die Spannung des Hochleistungsnetzes ist höher als die Spannung des Niederspannungsnetzes. In typischen Ausführungsarten kann die Spannung des Hochspannungsnetzes 42 V, 130 V oder 400 V betragen. Durch die höhere Spannung sind höhere Leistungen besser realisierbar, da beispielsweise ein Querschnitt einer Versorgungsleitung zwischen Spannungsquelle und Verbraucher geringer sein kann oder die Versorgungsleitung bei einem Stromfluss geringer erwärmt wird. Designed high-power consumers, ie for the supply of the electric drive and for the supply of other high-power consumers, such as an electric actuator. The power required by the high-power consumers can not provide the low-voltage network or only to a limited extent. The voltage of the high-performance network is higher than the voltage of the low-voltage network. In typical embodiments, the voltage of the high voltage network may be 42V, 130V or 400V. Due to the higher voltage, higher powers can be better achieved since, for example, a cross section of a supply line between the voltage source and the load can be lower or the supply line is heated less at a current flow.
Selbstverständlich ist eine weitere Ausführung möglich, bei der mehr als zwei Of course, another embodiment is possible in which more than two
Spannungsnetze umfasst sind. In einer Ausführung ist ein 12 V-Bordnetz mit einem 42 V- und einem 130 V-Bordnetz kombiniert, wobei das 12 V-Bordnetz bevorzugt für Voltage networks are included. In one version, a 12 V electrical system is combined with a 42 V and a 130 V electrical system, whereby the 12 V electrical system is preferred for
Niederleistungsverbraucher, das 42 V-Bordnetz bevorzugt für Hochleistungsverbraucher und das 130 V-Bordnetz bevorzugt für den elektrischen Antrieb vorgesehen ist. Low-power consumer, the 42 V vehicle electrical system preferred for high-performance consumers and the 130 V electrical system is preferably provided for the electric drive.
Eine Grenze, ab welcher ein Spannungsnetz als Nieder- oder Hochspannungsnetz zu werten ist, kann von technischen Randbedingungen abhängen. Beispielsweise wird das 42 V-Bordnetz wird immer wieder als Ersatz für das 12 V-Bordnetz vorgeschlagen. In einer Ausführungsart weist das Hochspannungsnetz eine Spannung auf, welche höher als 60 V ist. Das Niederspannungsnetz weist dabei eine Spannung auf, welche niedriger als 60 V ist, also beispielsweise 12 V, 14 V oder 42 V. Die Spannung des A limit from which a voltage network is to be regarded as a low or high voltage network may depend on technical boundary conditions. For example, the 42 V electrical system is repeatedly proposed as a replacement for the 12 V electrical system. In one embodiment, the high voltage network has a voltage higher than 60V. The low-voltage network in this case has a voltage which is lower than 60 V, that is, for example, 12 V, 14 V or 42 V. The voltage of
Hochspannungsnetzes kann wesentlich davon abhängen, welches Antriebs- oder Stromversorgungskonzept der elektrische Antrieb des Fahrzeugs besitzt. Das High-voltage network can be significantly dependent on which drive or power supply concept has the electric drive of the vehicle. The
Stromversorgungskonzept kann wesentlich von einem eingesetzten Batterietyp abhängen. Bei heutigen Elektrofahrzeugen, welche auch Hybridfahrzeuge umfassen, betragen typische Spannungen des Hochspannungsnetzes zwischen 100 V und 600 V, wobei aktuell 130 V, 400 V oder 600 V gebräuchlich sind. Power supply concept may depend significantly on a type of battery used. In today's electric vehicles, which also include hybrid vehicles, typical voltages of the high voltage network between 100 V and 600 V, with currently 130 V, 400 V or 600 V are common.
Das Steuergerät ist als Niederleistungsverbraucher zur Stromversorgung bevorzugt an dem Niederspannungsnetz angeschlossen, kann prinzipiell bei entsprechender The control unit is preferably connected as a low-power consumer to the power supply to the low-voltage network, can in principle with appropriate
Auslegung zur Stromversorgung aber auch an dem Hochspannungsnetz angeschlossen sein. Das Steuergerät ist in der Lage, eine reversible Sicherheitskomponente mit dem Hochspannungsnetz elektrisch zu verbinden, damit die reversible Sicherheitskomponente aktiviert wird. Ein solches elektrisches Verbinden erfolgt bevorzugt durch einen vom Steuergerät angesteuerten Schalter oder Regler, welcher beispielsweise im Steuergerät oder in der reversiblen Sicherheitskomponente integriert sein kann. Als Schalter oder Regler kann etwa ein Leistungstransistor verwendet werden. Das elektrische Verbinden der reversiblen Sicherheitskomponente mit dem Hochspannungsnetz bewirkt, dass ein Aktuator zum Aktivieren der reversiblen Sicherheitskomponente von dem Design for power supply but also be connected to the high-voltage network. The control unit is able to electrically connect a reversible safety component to the high-voltage network in order to activate the reversible safety component. Such an electrical connection is preferably carried out by a controlled by the control unit switch or controller, which may be integrated, for example, in the control unit or in the reversible safety component. As a switch or regulator can be used about a power transistor. The electrical connection of the reversible safety component to the high voltage network causes an actuator to activate the reversible safety component of the
Hochspannungsnetz mit elektrischer Energie gespeist wird. Ein übliches High voltage network is fed with electrical energy. A common one
Ausführungsbeispiel für einen solchen Aktuator ist ein Elektromotor. Ein weiteres Beispiel für einen solchen Aktuator ist ein elektrisch ansteuerbares Ventil, durch welches ein pneumatisch oder hydraulisch bewegbarer Kolben gesteuert werden kann. Exemplary embodiment of such an actuator is an electric motor. Another example of such an actuator is an electrically controllable valve, by which a pneumatically or hydraulically movable piston can be controlled.
Die reversible Sicherheitskomponente kann neben dem Aktuator auch zumindest eine ergänzende Komponente enthalten. Eine ergänzende Komponente kann elektrisch auch mit dem Niederspannungsnetz verbunden sein. In einem Ausführungsbeispiel ist die reversible Sicherheitskomponente mit einem separaten Steuergerät als ergänzende Komponente ausgestattet, wobei das separate Steuergerät Aufgaben des Steuergerätes übernehmen kann. Die reversible Sicherheitskomponente kann mit einer irreversiblen Sicherheitskomponente kombiniert sein. Ein Beispiel für eine irreversible The reversible safety component may also contain at least one additional component in addition to the actuator. A supplementary component can also be electrically connected to the low-voltage network. In one embodiment, the reversible safety component is equipped with a separate control unit as a supplementary component, wherein the separate control unit can perform tasks of the control unit. The reversible safety component can be combined with an irreversible safety component. An example of an irreversible
Sicherheitskomponente ist ein pyrotechnischer Aktuator, wie er beispielsweise in einem pyrotechnischen Gurtstraffer eingesetzt wird. Eine irreversible Sicherheitskomponente kann nicht wiederholt aktiviert werden. Safety component is a pyrotechnic actuator, as used for example in a pyrotechnic belt tensioner. An irreversible safety component can not be activated repeatedly.
Die reversible Sicherheitskomponente soll eine unfallbedingte Belastung und damit eine Verletzungsgefahr für einen Insassen des Fahrzeugs reduzieren. Sie ist wiederholt aktivierbar. Die aktivierte reversible Sicherheitskomponente bietet für den Insassen einen im Vergleich zur deaktivierten reversiblen Sicherheitskomponente erhöhten The reversible safety component is intended to reduce an accidental load and thus a risk of injury to an occupant of the vehicle. It can be activated repeatedly. The activated reversible safety component offers the occupant an increased level of safety compared to the deactivated reversible safety component
Insassenschutz bei einem möglichen Unfall des Fahrzeugs. Die reversible Sicherheitskomponente ist insbesondere ein reversibler Gurtstraffer, eine verstellbare Sitzkomponente, ein verstellbares Fenster, ein Schiebedach oder eine verstellbare Abstützfläche. Selbstverständlich können mehrere reversible Occupant protection in case of a possible accident of the vehicle. The reversible safety component is in particular a reversible belt tensioner, an adjustable seat component, an adjustable window, a sunroof or an adjustable support surface. Of course, several reversible
Sicherheitskomponenten miteinander kombiniert werden. Als bevorzugter Aktuator für die reversible Sicherheitskomponente wird insbesondere ein Motor, bevorzugt ein Safety components are combined. As a preferred actuator for the reversible safety component is in particular a motor, preferably a
Elektromotor, ein Elektromagnet, ein elektrisch betätigtes Ventil, eine Pumpe für ein Gas oder für eine Flüssigkeit oder ein anderer Wandler eingesetzt, welcher ein elektrisches Signal direkt oder indirekt in mechanische Bewegung umsetzt. Electric motor, an electromagnet, an electrically operated valve, a pump for a gas or for a liquid or another transducer used, which converts an electrical signal directly or indirectly into mechanical movement.
Eine verstellbare Abstützfläche dient einer früheren oder einer zusätzlichen Abstützung des Insassen. Beispielsweise kann ein Handschuhkasten, welcher vor einem An adjustable support surface serves an earlier or additional support of the occupant. For example, a glove box, which in front of a
Frontalaufprall in eine zum Insassen hin gerichtete Richtung verstellt wird, den Insassen zusätzlich oder früher unter Energieabsorption abstützen. Durch die zusätzliche oder frühere Abstützung kann eine aufprallbedingte maximale Insassenbelastung reduziert werden. Alternativ oder ergänzend kann die verstellbare Abstützfläche eine Kinematik oder eine Position des Insassen beeinflussen. Zum Beispiel kann der Insasse durch einen zum Insassen hin verstellbaren Teil einer seitlichen Türverkleidung vor oder während eines Seitenaufpralls stärker aus dem Bereich einer verletzungsträchtigen Frontal impact is adjusted in a direction towards the occupant direction, the occupants additionally or earlier supported by energy absorption. Due to the additional or earlier support, an impact-related maximum occupant load can be reduced. Alternatively or additionally, the adjustable support surface can influence a kinematics or a position of the occupant. For example, the occupant may be more vulnerable to injury due to an occupant-adjustable portion of a side door trim prior to or during a side impact
Deformationszone geschoben werden. Deformation zone are pushed.
Umfasst die reversible Sicherheitseinrichtung eine verstellbare Abstützfläche für den Insassen, so weist diese in einer Ausführung eine energieabsorbierende Eigenschaft aus. In einem Ausführungsbeispiel ist die energieabsorbierende Eigenschaft durch eine Schaumstofflage oder durch eine sonstige Nachgiebigkeit der Abstützfläche unter Energieabsorption ausgebildet. If the reversible safety device comprises an adjustable supporting surface for the occupant, then in one embodiment this has an energy-absorbing property. In one embodiment, the energy absorbing feature is formed by a foam layer or by some other compliance of the support surface with energy absorption.
Für eine Gefahreneinschätzung bezüglich der Verletzungsgefahr für den Insassen des Fahrzeugs wird zumindest ein Sensor ausgewertet. Hierfür ist ein üblicher Sensor oder ein übliches System mit zumindest einem Sensor geeignet, wie beispielsweise ein fahrdynamisches Stabilitätssystem, welches ein Schleudern des Fahrzeugs erkennt, ein Bremsassistenzsystem zur Unterstützung eines Bremsvorgangs des Fahrzeugs, ein Sensor zur Erkennung von Hindernissen im Umfeld des Fahrzeugs oder ein For a risk assessment regarding the risk of injury to the occupant of the vehicle at least one sensor is evaluated. For this purpose, a conventional sensor or a conventional system with at least one sensor is suitable, such as a vehicle dynamics stability system, which detects a skid of the vehicle, a brake assist system to support a braking operation of the vehicle, a sensor for detecting obstacles in the environment of the vehicle or a
Beschleunigungssensor zur Messung von Verzögerungen des Fahrzeugs geeignet. Die Auswertung des Sensors erfolgt durch das Steuergerät oder durch ein weiteres Acceleration sensor suitable for measuring delays of the vehicle. The evaluation of the sensor is carried out by the control unit or by another
Steuergerät, welches dem Steuergerät Informationen zur Gefahreneinschätzung mitteilt. Bei einer hohen Gefahreneinschätzung verbindet das Steuergerät die reversible Control unit, which informs the control unit about danger assessment. With a high risk assessment, the control unit combines the reversible
Sicherheitskomponente mit dem Hochspannungsnetz. Bei einer niedrigen Gefahreneinschätzung verbindet das Steuergerät die reversible Sicherheitskomponente dagegen mit dem Niederspannungsnetz. Die Umschaltung kann natürlich auch von weiteren Bedingungen abhängen. Bei einer niedrigen Gefahreneinschätzung wird von einem geringeren Verletzungsrisiko für den Insassen ausgegangen als bei einer hohen Gefahreneinschätzung. Safety component with the high voltage network. At a low By contrast, the control unit combines the reversible safety component with the low-voltage grid. Of course, switching can also depend on other conditions. A low risk assessment assumes a lower risk of injury to the occupant than a high risk assessment.
Wird die reversible Sicherheitskomponente mit dem Niederspannungsnetz verbunden, bewirkt die reversible Sicherheitskomponente einen zusätzlichen Insassenschutz für den Insassen, welcher ergänzend oder alternativ zu den übrigen Sicherheitskomponenten wirkt. Wird die reversible Sicherheitskomponente mit dem Hochspannungsnetz verbunden, bietet sie dem Insassen einen erhöhten zusätzlichen Insassenschutz, welcher noch wirksamer ist als der zusätzliche Insassenschutz, welchen die mit dem If the reversible safety component is connected to the low-voltage network, the reversible safety component causes additional occupant protection for the occupant, which acts in addition or as an alternative to the other safety components. If the reversible safety component is connected to the high-voltage network, it offers the occupant an increased additional occupant protection, which is even more effective than the additional occupant protection, which with the
Niederspannungsnetz verbundene reversible Sicherheitskomponente bewirkt. Low-voltage network connected reversible safety component causes.
In einem Ausführungsbeispiel strafft ein reversibler Gurtstraffer ein Gurtband eines Sicherheitsgurtes mit geringer Kraft, wenn ein Elektromotor des reversiblen Gurtstraffers mit dem Niederspannungsnetz verbunden wird. Wird der Elektromotor des reversiblen Gurtstraffers mit dem Hochspannungsnetz verbunden, strafft der reversible Gurtstraffer das Gurtband des Sicherheitsgurts mit einer starken Kraft, welche stärker als die geringe Kraft ist. Alternativ oder ergänzend strafft der reversible Gurtstraffer das Gurtband schneller, wenn er mit dem Hochspannungsnetz verbunden wird als wenn er mit dem Niederspannungsnetz verbunden wird. In one embodiment, a reversible pretensioner tightens a webbing of a safety belt with little force when an electric motor of the reversible pretensioner is connected to the low voltage network. If the electric motor of the reversible belt tensioner connected to the high-voltage power, the reversible belt tensioner tightens the belt of the seat belt with a strong force, which is stronger than the low force. Alternatively or additionally, the reversible belt tensioner tightens the webbing faster when it is connected to the high voltage network than when it is connected to the low voltage network.
Die geringe Kraft des reversiblen Gurtstraffers ist beispielsweise geeignet für The low force of the reversible belt tensioner is suitable for example
- einen Gurtbandeinzug zur vorbeugenden Reduzierung einer Gurtlose eines lose am angegurteten Insassen anliegenden Gurtbandes bei stehendem Fahrzeug, bei normaler Fahrt oder bei kritischer Fahrt,  a webbing retraction for the preventive reduction of a belt slack of a belt belt loosely attached to the belted occupant when the vehicle is stationary, during normal driving or during critical driving,
- eine fahrdynamische Insassenfixierung über das Gurtband während einer  - A dynamic vehicle occupant fixation on the webbing during a
Kurvenfahrt oder  Cornering or
- eine Vorstraffung des Gurtbandes vor einem Unfall.  - A pre-tightening of the webbing before an accident.
Die starke Kraft des reversiblen Gurtstraffers ist beispielsweise geeignet für eine stärkere fahrdynamische Insassenfixierung, für eine stärkere oder schnellere Vorstraffung des Gurtbandes vor dem Unfall, für ein Zurückziehen des Insassen in einen Fahrzeugsitz vor dem Unfall oder vor einer Airbag-Auslösung oder für eine Vorbeschleunigung des Insassen kurz vor dem Unfall oder zu Beginn des Unfalls, um eine maximale The strong force of the reversible belt tensioner is suitable, for example, for a stronger dynamic driving occupant fixation, for a stronger or faster pre-tightening of the webbing before the accident, for a retraction of the occupant in a vehicle seat before the accident or before an airbag deployment or for pre-acceleration of the occupant just before the accident or at the beginning of the accident, to a maximum
Insassenbelastung während des Unfalls zu reduzieren. Bei der besonders vorteilhaften Integration einer reversiblen Sicherheitskomponente in ein Fahrzeug mit elektrischem Antrieb ist außer der Verbesserung des Insassenschutzes ein weiteres Thema zu beachten. Hochleistungsverbraucher wie beispielsweise leistungsstarke Elektromotoren reagieren deutlich weniger empfindlich auf Störimpulse oder Spannungsschwankungen als etwa Steuergeräte. Daher wird das Reduce occupant exposure during the accident. In the particularly advantageous integration of a reversible safety component in a vehicle with electric drive another issue is to be considered in addition to the improvement of occupant protection. High-performance consumers such as high-performance electric motors are much less sensitive to glitches or voltage fluctuations than control units. Therefore, that will
Hochspannungsnetz in einer vorteilhaften Ausführung derart ausgelegt, dass darin stärkere Spannungsschwankungen oder stärkere Störimpulse zugelassen sind als in dem Niederspannungsnetz, ohne dass ein bestimmungsgemäßer Betrieb von an dem jeweiligen Netz angeschlossenen Komponenten beeinträchtigt wird. Dies ermöglicht eine Aufteilung von weniger störenden Komponenten zum Anschluss an das High-voltage network designed in an advantageous embodiment such that therein greater voltage fluctuations or stronger interference pulses are allowed as in the low-voltage network without a normal operation of connected to the respective network components is impaired. This allows a distribution of less interfering components for connection to the
Niederspannungsnetz und von stärker störenden Komponenten zum Anschluss an das Hochspannungsnetz. Es ist auch möglich, Filter oder andere Schutzmaßnahmen gegen die Spannungsschwankungen oder Störimpulse im Hochspannungsnetz entfallen zu lassen oder zumindest zu reduzieren, was Kosten spart. Low-voltage network and more disruptive components for connection to the high-voltage network. It is also possible to eliminate or at least reduce filters or other protective measures against voltage fluctuations or interference pulses in the high-voltage network, which saves costs.
In einem Ausführungsbeispiel mit dem reversiblen Gurtstraffer ist es hinsichtlich der Spannungsschwankungen oder Störimpulse vorteilhaft, dass das zumindest eine Steuergerät elektrisch mit dem Niederspannungsnetz verbunden ist und der Elektromotor des reversiblen Gurtstraffers ausschließlich mit dem Hochspannungsnetz elektrisch verbunden werden kann. In one embodiment with the reversible belt tensioner, it is advantageous in terms of voltage fluctuations or glitches that the at least one control unit is electrically connected to the low voltage network and the electric motor of the reversible belt tensioner can be electrically connected exclusively to the high voltage network.
Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden in exemplarischer Weise mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben. Exemplary embodiments of the present invention will be described by way of example with reference to the drawings.
Dabei zeigen: Showing:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeuges mit einem elektrischen Fig. 1 is a schematic representation of a vehicle with an electric
Antrieb, einem Niederspannungsnetz, einem Hochspannungsnetz, einem Steuergerät, einer Steuereinheit und einer reversiblen  Drive, a low-voltage network, a high-voltage network, a control unit, a control unit and a reversible
Sicherheitskomponente,  Security component,
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Fahrzeuges mit einem Sensor für eine  Fig. 2 is a schematic representation of the vehicle with a sensor for a
Gefahreneinschätzung, wobei das Steuergerät die reversible Sicherheitskomponente über eine erweiterte Steuereinheit mit dem Hochspannungsnetz oder mit dem Niederspannungsnetz elektrisch verbinden kann. In der Fig. 1 ist ein Fahrzeug 1 mit einem elektrischen Antrieb E dargestellt. Der elektrische Antrieb ist an ein Hochspannungsnetz HV elektrisch angeschlossen. Das Fahrzeug 1 umfasst weiterhin eine reversible Sicherheitskomponente RS und ein Steuergerät ECU, welches mit einem Niederspannungsnetz NV elektrisch verbunden ist. Das Steuergerät ECU kann die reversible Sicherheitskomponente RS über eine vom Steuergerät ECU angesteuerte Steuereinheit S mit dem Hochspannungsnetz HV verbinden. Die Steuereinheit S ist beispielsweise ein elektrischer Schalter oder ein elektrischer Regler. In einem Ausführungsbeispiel wird die Steuereinheit S durch einen Leistungstransistor gebildet. In einer Ausführung sind das Steuergerät ECU, die Risk assessment, whereby the control unit can electrically connect the reversible safety component via an extended control unit with the high-voltage network or with the low-voltage network. In Fig. 1, a vehicle 1 is shown with an electric drive E. The electric drive is electrically connected to a high voltage network HV. The vehicle 1 further comprises a reversible safety component RS and a control unit ECU, which is electrically connected to a low-voltage network NV. The control unit ECU can connect the reversible safety component RS to the high-voltage network HV via a control unit S controlled by the control unit ECU. The control unit S is for example an electrical switch or an electrical regulator. In one embodiment, the control unit S is formed by a power transistor. In one embodiment, the ECU is the ECU
Steuereinheit S und die reversible Sicherheitskomponente RS, welche in der Figur separat dargestellt sind, zumindest teilweise zusammengefasst. So sind in speziellen Ausführungsbeispielen das Steuergerät ECU und die Steuereinheit S oder das Control unit S and the reversible safety component RS, which are shown separately in the figure, at least partially summarized. Thus, in specific embodiments, the control unit ECU and the control unit S or
Steuergerät, die Steuereinheit S und die reversible Sicherheitskomponente RS in einer Komponente zusammengefasst. Control unit, the control unit S and the reversible safety component RS combined in one component.
In einer in Fig. 2 dargestellten Ausführungsart ist die reversible Sicherheitskomponente RS ein reversibler Gurtstraffer. Wird in dieser Ausführungsart durch das Steuergerät ECU mittels eines Sensors I für eine Umfelderkennung eine hohe Gefahreneinschätzung aufgrund einer unmittelbar bevorstehenden Kollision des Fahrzeugs mit einem Hindernis ermittelt, so verbindet das Steuergerät ECU den reversiblen Gurtstraffer über die Steuereinheit S' mit dem Hochspannungsnetz HV. Dadurch wickelt der reversible Gurtstraffer mit einer starken Kraft schnell Gurtband auf, wodurch ein angegurteter Insasse in einen Fahrzeugsitz gezogen wird. Der Insasse ist damit bei einer unmittelbar bevorstehenden Kollision des Fahrzeugs mit dem Hindernis besser geschützt. In an embodiment shown in Fig. 2, the reversible safety component RS is a reversible belt tensioner. If, in this embodiment, a high risk assessment based on an imminent collision of the vehicle with an obstacle is determined by the control unit ECU by means of a sensor I for an environment detection, the control unit ECU connects the reversible belt tensioner via the control unit S 'to the high-voltage network HV. As a result, the reversible belt tensioner quickly wraps webbing with a strong force, pulling a belted occupant into a vehicle seat. The occupant is thus better protected in the event of an imminent collision of the vehicle with the obstacle.
Ein weiteres Beispiel für eine hohe Gefahreneinschätzung ist ein bereits erfolgter Zusammenstoß. Ein erfolgter Zusammenstoß kann beispielsweise durch eine Another example of a high risk assessment is a collision that has already occurred. A successful collision can, for example, by a
Beschleunigungssensorik erfasst werden. Acceleration sensors are detected.
Wenn eine Schwere der Kollision gering ist kann alternativ auch eine niedrige If a severity of the collision is low, alternatively a low one can be used
Gefahreneinschätzung erfolgen, woraufhin das Steuergerät ECU die reversible Risk assessment, whereupon the ECU ECU reversible
Sicherheitskomponente RS mit dem Niederspannungsnetz NV verbindet. Safety component RS connects to the low-voltage network NV.
Das Steuergerät ECU wertet in einer Ausführung einen in der Zeichnung nicht dargestellten Gurtschloss-Sensor aus, welcher erkennt, wenn der Insasse sich gerade angeschnallt hat. Hat der Insasse sich etwa bei Fahrtbeginn gerade angeschnallt, erhält das Steuergerät ECU ein Signal eines Angurtens vom Gurtschloss-Sensor, was vom Steuergerät wegen einer möglichen Gurtlose als eine niedrige Gefahreneinschätzung interpretiert wird. Daraufhin verbindet es den reversiblen Gurtstraffer kurzzeitig mit dem Niederspannungsnetz NV, wodurch der reversible Gurtstraffer mit geringer Kraft das Gurtband strafft und die mögliche Gurtlose reduziert. The ECU evaluates in one embodiment, a buckle sensor, not shown in the drawing, which detects when the occupant has just strapped. If the occupant has strapped in at the start of the journey, the control unit ECU receives a signal from a belt buckle sensor Control unit is interpreted as a low risk assessment because of a possible belt slack. Then it connects the reversible belt tensioner for a short time with the low voltage network NV, whereby the reversible belt tensioner with little force tightens the belt and reduces possible belt slack.
Ein weiteres Beispiel für eine niedrige Gefahreneinschätzung ist ein schleuderndes Fahrzeug oder eine Vollbremsung. Ein schleuderndes Fahrzeug wird von einem Another example of a low risk assessment is a skidding vehicle or an emergency stop. A flinging vehicle is being used by one
Steuergerät für ein Fahrstabilitätssystem erkannt. Eine Vollbremsung erkennt ein Steuergerät für ein Antiblockiersystem. Control unit for a driving stability system detected. A full brake detects a control unit for an anti-lock braking system.
Eine in den Beispielen dargestellte niedrige Gefahreneinschätzung kann in einem anderen Beispiel eine hohe Gefahreneinschätzung darstellen, wenn in dem anderen Beispiel eine dort gültige niedrige Gefahreneinschätzung ein noch geringeres In another example, a low risk assessment illustrated in the examples may represent a high hazard rating, if in the other example a low risk assessment valid there is even lower
Verletzungsrisiko für den Insassen bedeutet. Ebenso kann eine in den Beispielen dargestellte hohe Gefahreneinschätzung in einem alternativen Beispiel eine niedrige Gefahreneinschätzung darstellen, wenn in dem alternativen Beispiel eine dort gültige hohe Gefahreneinschätzung ein noch höheres Verletzungsrisiko für den Insassen bedeutet. Injury risk to the occupant means. Likewise, a high risk assessment presented in the examples may represent a low risk assessment in an alternative example if, in the alternative example, a high risk assessment valid there represents an even greater risk of injury to the occupant.
In weiteren Ausführungsbeispielen wird die reversible Sicherheitskomponente RS durch eine verstellbare Sitzkomponente, ein verstellbares Fenster, ein Schiebedach, eine verstellbare Abstützfläche oder durch eine Kombination dieser Komponenten gebildet. In further embodiments, the reversible safety component RS is formed by an adjustable seat component, an adjustable window, a sliding roof, an adjustable support surface or by a combination of these components.
In anderen Worten kann die Erfindung wie folgt dargestellt werden: In other words, the invention can be represented as follows:
Eine wesentliche Komponente eines vor einem Unfall wirkenden Insassenschutzsystems (PRE-SAFE®) ist ein elektromotorisch gesteuerter, reversibler Gurtstraffer. Ein reversibler Gurtstraffer ist heute in der Lage, die Gurtlose eines Gurtsystems vor einem Aufprall zu reduzieren. Die dabei aufgebrachten Straffkräfte betragen dabei ca. 100 N. Die An essential component of an occupant protection system (PRE-SAFE ® ) acting before an accident is an electric motor-controlled, reversible belt tensioner. A reversible belt tensioner today is able to reduce the belt slack of a belt system from impact. The tightening forces applied thereby amount to approx. 100 N. The
Energieversorgung des Elektromotors des Gurtstraffers geschieht üblicherweise über ein 12 V-Bordnetz. Power supply to the electric motor of the belt tensioner is usually done via a 12 V electrical system.
Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung ist es, den reversiblen Gurtstraffer über die Hochspannung und die Hochvolt-Elektronik bei einem Hybrid- oder Elektrofahrzeug anzusteuern. Gegenüber dem 12 V-Bordnetz verfügt ein Hochvolt-System über eine wesentlich höhere Spannung. Zukünftige Hochvolt-Netze werden über Spannungen von ca. 130 V - 400 V verfügen. Damit einher geht eine höhere Leistungsfähigkeit elektronischer Komponenten, zum Beispiel des Elektromotors eines reversiblen An essential idea of the invention is to control the reversible belt tensioner via the high voltage and the high-voltage electronics in a hybrid or electric vehicle. Compared with the 12 V electrical system, a high-voltage system has a much higher voltage. Future high-voltage networks will have voltages of approx. 130 V - 400 V. This is accompanied by a higher performance electronic components, for example, the electric motor of a reversible
Gurtstraffers. Belt tensioner.
Mit der Kombination eines reversiblen Gurtstraffers mit einem Hochvolt-System lassen sich sowohl vorhandene Funktionen mit verbesserten Eigenschaften optimieren als auch neue Funktionalitäten realisieren, die bisher an den eingeschränkten Möglichkeiten einer 12 V-Stromversorgung gescheitert sind. With the combination of a reversible belt tensioner with a high-voltage system, existing functions with improved properties can be optimized as well as implement new functionalities that have previously failed due to the limited possibilities of a 12 V power supply.
Die Straffkräfte und -zeiten bezüglich einer präventiven Gurtlosereduzierung lassen sich aufgrund der besseren Kraftentfaltung des Elektromotors in besserem Maße steuern. Bei gleichen Leistungsdaten lassen sich die Komponenten wie zum Beispiel der Elektromotor soweit optimieren, dass kleinere Bauräume für die Komponenten möglich sind. Der notwendige Einbauraum kann reduziert werden. Die Straffkräfte und die zeitliche The tightening forces and times with respect to a preventive belt loss reduction can be controlled to a better degree due to the better power development of the electric motor. With the same performance data, the components such as the electric motor can be optimized to the extent that smaller installation spaces for the components are possible. The necessary installation space can be reduced. Tightening forces and temporal
Steuerung lassen sich soweit regeln, dass eine aktive Rückholung von vorverlagerten oder ungünstig positionierten Insassen möglich ist. Die Straffkräfte und die zeitliche Steuerung lassen sich soweit regeln, dass vor dem Aufprall eine Vorbeschleunigung auf die Insassen aufgebracht werden kann und damit die Insassenbelastung beim Control can be regulated so far that an active retrieval of pre-displaced or unfavorably positioned occupants is possible. The tensioning forces and the temporal control can be regulated to such an extent that pre-acceleration can be applied to the occupants prior to the impact and thus the occupant load during the impact
eigentlichen Aufprall deutlich reduziert wird. Die Straffkräfte und die zeitliche Steuerung lassen sich soweit regeln, dass die Gurtstraffung dem fahrdynamischen Abstützbedarf zeitnah angepasst werden kann. actual impact is significantly reduced. The tightening forces and the timing can be regulated to such an extent that the belt tightening can be adapted to the dynamic driving support requirements in a timely manner.
Ein permanent vorhandenes Hochvolt-Netz mit einer Spannung, welche größer ist als 130 V, wie diese nur in Fahrzeugen mit Hybrid- oder Elektroantrieb vorkommt , wird für die Aktivierung eines Retraktors oder auch anderer PRE-SAFE®-Funktionen wie zum Beispiel einer Sitzverstellung oder einer Verstellung eines Schiebedaches genutzt. Diese Hochvolt-Spannung steht permanent und ohne zeitliche Limitierung zur Verfügung, beispielsweise für eine Sitzverstellung oder um den Insassen durch eine langsame Gurtrückholung aus einem Entfaltungsbereich eines Airbags zu ziehen. Es steht also nicht nur kurzfristig eine höhere Energie für PRE-SAFE®-Funktionen zur Verfügung, sondern dauerhaft. Ein Überwachungsmodus, ob noch ausreichend Energie vorhanden ist, ist nicht notwendig. A permanently installed high-voltage network with a voltage greater than 130 V, as occurs only in vehicles with hybrid or electric drive, is used for the activation of a retractor or other PRE-SAFE ® functions such as a seat adjustment or used an adjustment of a sliding roof. This high-voltage voltage is available permanently and without time limit, for example, for a seat adjustment or to pull the occupant by a slow belt retraction from a deployment area of an airbag. So not only is there a higher energy available for PRE-SAFE ® functions in the short term, but also permanently. A monitoring mode, if there is enough energy left, is not necessary.

Claims

Patentansprüche claims
1 . Fahrzeug (1 ) mit 1 . Vehicle (1) with
- einem elektrischen Antrieb (E),  an electric drive (E),
- einem Hochspannungsnetz (HV) für den elektrischen Antrieb und  - A high voltage network (HV) for the electric drive and
- einem Niederspannungsnetz (LV) für Niederleistungsverbraucher,  - a low-voltage network (LV) for low-power consumers,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
ein Steuergerät (ECU) als Niederleistungsverbraucher eine reversible  a control unit (ECU) as a low-power consumer a reversible
Sicherheitskomponente (RS) mit dem Hochspannungsnetz (HV) elektrisch verbinden kann.  Safety component (RS) with the high voltage network (HV) can electrically connect.
2. Fahrzeug (1 ) nach Anspruch 1 , 2. Vehicle (1) according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
das Hochspannungsnetz (HV) eine Spannung aufweist, welche größer als 60 V ist.  the high voltage network (HV) has a voltage which is greater than 60V.
3. Fahrzeug (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, 3. Vehicle (1) according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
ein Sensor für eine Gefahreneinschätzung bezüglich einer Verletzungsgefahr für einen Insassen des Fahrzeugs (1 ) ausgewertet wird, wobei bei einer hohen Gefahreneinschätzung das Steuergerät (ECU) die reversible  a sensor for a risk assessment regarding a risk of injury to an occupant of the vehicle (1) is evaluated, wherein at a high risk assessment, the control unit (ECU) the reversible
Sicherheitskomponente (RS) mit dem Hochspannungsnetz (HV) verbindet, wohingegen bei einer niedrigen Gefahreneinschätzung das Steuergerät (ECU) die reversible Sicherheitskomponente (RS) mit dem Niederspannungsnetz (LV) verbindet. Safety component (RS) connects to the high voltage network (HV), whereas at a low risk assessment, the control unit (ECU) connects the reversible safety component (RS) to the low voltage network (LV).
4. Fahrzeug (1 ) nach Anspruch 1 , 2 oder 3, 4. vehicle (1) according to claim 1, 2 or 3,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die reversible Sicherheitskomponente (RS) ein reversibler Gurtstraffer, eine verstellbare Sitzkomponente, ein verstellbares Fenster, ein Schiebedach oder eine verstellbare Abstützfläche ist.  the reversible safety component (RS) is a reversible belt tensioner, an adjustable seat component, an adjustable window, a sunroof or an adjustable support surface.
5. Fahrzeug (1 ) nach Anspruch 4, 5. Vehicle (1) according to claim 4,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Abstützfläche eine energieabsorbierende Eigenschaft aufweist.  the support surface has an energy absorbing property.
6. Fahrzeug (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 6. Vehicle (1) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
das Hochspannungsnetz (HV) derart ausgelegt ist, dass stärkere  the high voltage network (HV) is designed such that stronger
Spannungsschwankungen oder stärkere Störimpulse zugelassen sind als bei dem Niedervoltnetz (LV).  Voltage fluctuations or stronger interference pulses are permitted than with the low-voltage network (LV).
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