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DE4326527B4 - Safety device in motor vehicles for switching off the electrical current delivered by a motor vehicle battery - Google Patents

Safety device in motor vehicles for switching off the electrical current delivered by a motor vehicle battery Download PDF

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DE4326527B4 DE4326527A DE4326527A DE4326527B4 DE 4326527 B4 DE4326527 B4 DE 4326527B4 DE 4326527 A DE4326527 A DE 4326527A DE 4326527 A DE4326527 A DE 4326527A DE 4326527 B4 DE4326527 B4 DE 4326527B4
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Abstract

Sicherheitsvorrichtung in Kraftfahrzeugen mit einem steuerbaren Sicherheitsschalter zum Abschalten des durch eine Kraftfahrzeugbatterie abgegebenen elektrischen Stromes vom Bordnetz, mit einer Steuereinheit (SG), die ein Signal (SA) zur Erkennung eines Anlassvorganges erfasst und den aus der Batterie entnommenen Strom (IB) ermittelt, wobei
– die Steuereinheit (SG) den steuerbaren Sicherheitsschalter (SS) nur dann öffnet, wenn kein Anlassvorgang vorliegt und der Wert des aus der Batterie entnommenen Stromes (IB) größer als ein vorgegebener Kurschlussgrenzwert (IKS) ist,
– der steuerbare Sicherheitsschalter (SS) nach einer vorgegebenen Zeitdauer (δt) geöffnet wird, und
– die Zeitdauer (δt) derart vorgegeben ist, dass ein zuverlässiges Auslösen von Sicherheitssystemen gerade noch gewährleistet ist.Safety device in motor vehicles with a controllable safety switch for switching off the electrical current emitted by a motor vehicle battery from the vehicle electrical system, with a control unit (SG) which detects a signal (S A ) for recognizing a starting process and determines the current (I B ) taken from the battery , in which
The control unit (SG) only opens the controllable safety switch (S S ) when there is no starting process and the value of the current (I B ) drawn from the battery is greater than a predetermined short-circuit limit value (I KS ),
- The controllable safety switch (S S ) is opened after a predetermined period of time (δt), and
- The time period (δt) is predetermined such that a reliable triggering of security systems is just guaranteed.

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitsvorrichtung in Kraftfahrzeugen mit einem steuerbaren Sicherheitsschalter zum Abschalten des durch eine Kraftfahrzeugbatterie abgegebenen elektrischen Stromes vom Bordnetz.The Invention relates to a safety device in motor vehicles with a controllable safety switch to switch off the by a Motor vehicle battery delivered electrical current from the electrical system.

Eine derartige Sicherheitsvorrichtung ist beispielsweise aus der DE 34 17 328 C2 bekannt. Diese bekannte Sicherheitsvorrichtung enthält zum Trennen der Kraftfahrzeugbatterie vom Bordnetz einen Sicherheitsschalter, der von einem Tastschalter gesteuert wird, der auf eine bei Unfällen auftretende Verformung der Karosserie anspricht.Such a safety device is for example from the DE 34 17 328 C2 known. This known safety device contains a safety switch for separating the motor vehicle battery from the vehicle electrical system, which safety switch is controlled by a push-button switch which responds to deformation of the body that occurs in the event of an accident.

Eine weitere Sicherheitsvorrichtung zum Trennen der Kraftfahrzeugbatterie vom Bordnetz ist aus der DE 26 57 738 A1 bekannt, bei der die Kraftfahrzeugbatterie bei Unfällen automatisch vom Bordnetz mittels eines Sicherheitsschalters abgetrennt wird, der auf Verzögerungen und überschlagen des Fahrzeuges anspricht.Another safety device for separating the motor vehicle battery from the vehicle electrical system is from the DE 26 57 738 A1 is known in which the motor vehicle battery is automatically disconnected from the electrical system in the event of an accident by means of a safety switch which responds to delays and rollovers of the vehicle.

Ferner ist eine Sicherheitsvorrichtung aus der DE 29 08 885 A1 bekannt, bei der der Sicherheitsschalter zum Trennen der Kraftfahrzeugbatterie vom Bordnetz durch den Einfluß einer trägen Masse gesteuert wird, wenn das Fahrzeug unfallbedingt hohen Verzögerungs- oder Beschleunigungskräften ausgesetzt ist.Furthermore, a safety device from the DE 29 08 885 A1 is known in which the safety switch for separating the motor vehicle battery from the electrical system is controlled by the influence of an inertial mass when the vehicle is exposed to high deceleration or acceleration forces due to an accident.

Mittels derartigen Sicherheitsvorrichtungen zum Trennen einer Kraftfahrzeugbatterie vom Bordnetz wird eine automatische Batterieabschaltung vorgenommen, um bei Unfällen durch Quetschungen der Kabel Kurzschlußfolgen wie z.B. Kabelbrände zu verhindern. Die bekannten Sicherheitsvorrichtungen benötigen dazu aufwendige Sensorvorrichtungen, wie z.B. Verzögerungssensoren, Crash-Sensoren oder Verformungssensoren, um einen Unfall automatisch zu erkennen. Darüber hinaus wird bei dem bekanten Sicherheitsvorrichtung die Kraftfahrzeugbatterie vom Bordnetz bei einem Unfall jederzeit und sofort getrennt, wodurch ein unnötiges oder zu frühes Trennen der Kraftfahrzeugbatterie bewirkt wird. Dadurch besteht beispielsweise die Gefahr, daß sicherheitsrelevante Systeme, wie z.B der Airbag oder der Überrollschutz, durch die fehlende Energieversorgung. nicht mehr ausgelöst werden.through such safety devices for disconnecting a motor vehicle battery the vehicle electrical system automatically switches off the battery, around in accidents due to pinching the cables To prevent cable fires. The known safety devices require complex sensor devices such as e.g. Deceleration sensors, Crash sensors or deformation sensors to automatically prevent an accident to recognize. About that in addition, the motor vehicle battery in the known safety device disconnected from the electrical system at any time and immediately in the event of an accident an unnecessary one or disconnect too early the motor vehicle battery is effected. This means, for example the risk that safety-relevant Systems, such as the airbag or rollover protection, due to the lack Power supply. can no longer be triggered.

Die DE 41 10 240 C1 beschreibt eine Sicherheitsvorrichtung in Kraftfahrzeugen mit einem steuerbaren Sicherheitsschalter zum Abschalten des durch eine Kraftfahrzeugbatterie abgegebenen elektrischen Stromes vom Bordnetz. Um beim Betätigen des Anlassers des Fahrzeugs eine Fehlauslösung der Absicherung eines Hauptstrompfades des Kraftfahrzeugs zu verhindern, wird die Betätigung erfasst und ein Zeitfenster gestartet, das der maximal zulässigen Dauer eines einmaligen Startversuchs der Brennkraftmaschine des Fahrzeugs entspricht, während dem die Abschaltung bzw. Auslösung unterbunden wird. Bei der Dauer handelt es sich um einen fahrzeugspezifischen Festwert.The DE 41 10 240 C1 describes a safety device in motor vehicles with a controllable safety switch for switching off the electrical current emitted by a motor vehicle battery from the vehicle electrical system. In order to prevent the fuse of a main current path of the motor vehicle from being tripped incorrectly when the vehicle starter is actuated, the actuation is recorded and a time window is started which corresponds to the maximum permissible duration of a one-time attempt to start the vehicle's internal combustion engine during which the shutdown or tripping is prevented , The duration is a vehicle-specific fixed value.

Überschreitet die Dauer des Startversuchs das fest vorgegebene Zeitfenster, z.B. weil es besonders kalt oder warm ist oder weil eine sonstige Anlassschwierigkeit des Fahrzeugmotors vorliegt, so kommt es zu einer Fehlauslösung und das Fahrzeug lässt sich nicht starten. Andererseits besteht die Gefahr eines Kabelbrands, wenn die Zeitdauer zu lange gewählt wird.exceeds the duration of the start attempt the fixed time window, e.g. because it is particularly cold or warm, or because of other starting difficulties of the vehicle engine, false triggering occurs the vehicle leaves don't start. On the other hand, there is a risk of a cable fire if the time period chosen too long becomes.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Sicherheitsvorrichtung, bei der Fehlauslösungen vermieden werden und die dennoch ein Kabel-Brandrisiko durch Kurzschlüsse vermindert.The The object of the invention is to create a safety device, in case of false triggering can be avoided and which nevertheless reduces the risk of cable fire due to short circuits.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This Task is characterized by the characterizing features of the claim 1 solved.

Erfindungsgemäß enthält die Sicherheitsvorrichtung eine Steuereinheit, die ein Signal zur Erkennung eines Anlaßvorganges erfaßt, den aus der Batterie entnommenen Strom ermittelt und den steuerbaren Sicherheitsschalter zum Trennen der Kraftfahrzeugbatterie vom Bordnetz nur dann öffnet, wenn kein Anlaßvorgang vorliegt und der Wert des aus der Batterie entnommenen Stromes größer als ein vorgegebener Kurzschlußgrenzwert ist.According to the invention, the safety device contains a control unit that has a signal for detecting a starting process detected, the current drawn from the battery and the controllable Safety switch to disconnect the vehicle battery from the vehicle electrical system only opens if no starting process is present and the value of the current drawn from the battery is greater than a predetermined short circuit limit is.

Vorzugsweise ist der Sicherheitsschalter zwischen dem Minuspol der Kraftfahrzeugbatterie und dem zugehörigen Massestützpunkt angebracht, um bei parallel geschalteten Kraftfahrzeugbatterien mit nur einem Schalter sämtliche Batterien gleichzeitig vom Bordnetz zu trennen. Der Sicherheitschalter kann aber z.B. auch zwischen dem Bordnetz und dem Pluspol der Batterie angebracht sein.Preferably is the safety switch between the negative pole of the motor vehicle battery and the associated earth post attached to using in parallel connected automotive batteries just one switch all Disconnect batteries from the electrical system at the same time. The safety switch can but e.g. also between the vehicle electrical system and the positive pole of the battery to be appropriate.

Der aus der Batterie entnommene Strom wird beispielsweise durch Messung des Spannungsabfalls an einem Meßwiderstand, über den der von der Batterie entnommene Strom fließt und der auch ein definierter geeichter Leitungsabschnitt sein kann, von der Steuereinheit ermittelt. Der Anlaßvorgang wird beispielsweise durch das Signal des Anlaßschalters (Klemme 50) erkannt. Es sind jedoch auch andere Signale zur Erkennung eines Anlaßvorganges erfaßbar, wie z.B. die Drehzahl der Brennkraftmaschine, die nur nach einem Anlaßvorgang beispielsweise einen bestimmten Grenzwert erreichen kann. Wird ein Betrieb nach dem Anlaßvorgang als Normalbetrieb bezeichnet, so wird der Kurzschlußgrenzwert insbesondere derart vorgegeben, daß er ein Vielfaches -vorzugsweise das Dreifache- des im Normalbetrieb maximal möglichen Stromwertes beträgt. Da bei einem Anlaßvorgang der aus der Batterie entnommene Strom kurzzeitig gleich einem Kurzschlußgrenzwert sein kann, wird der Sicherheitsschalter nur dann geöffnet, wenn kein Anlaßvorgang vorliegt. Somit wird einerseits ein unnötiges Trennen der Kraftfahrzeug vom Bordnetz verhindert, bei Vorliegen eines Kurzschlusses jedoch eine zuverlässige Trennung der Kraftfahrzeugbatterie vom Bordnetz bewirkt.The current drawn from the battery is determined by the control unit, for example, by measuring the voltage drop across a measuring resistor, through which the current drawn from the battery flows and which can also be a defined calibrated line section. The starting process is recognized, for example, by the signal from the starter switch (terminal 50). However, other signals for recognizing a starting process can also be detected, such as, for example, the speed of the internal combustion engine, which can only reach a certain limit value, for example, after a starting process. If an operation after the starting process is called normal operation, the short circuit becomes limit value, in particular, such that it is a multiple - preferably three times - of the maximum possible current value in normal operation. Since the current drawn from the battery can briefly equal a short-circuit limit value during a starting process, the safety switch is only opened when there is no starting process. This prevents unnecessary disconnection of the motor vehicle from the vehicle electrical system, but if there is a short circuit, it reliably separates the motor vehicle battery from the vehicle electrical system.

Eine vorteilhafte Weiterbildung ist der Gegenstand des Patentanspruchs 2.A advantageous further development is the subject of the claim Second

Liegt die Bedingung zum öffnen des steuerbaren Sicherheitsschalters vor, wird der Sicherheitsschalter erst nach einer vorgegebenen Zeitverzögerung tatsächlich geöffnet. Die vorgegebene Zeitdauer zum Verzögern des Abschaltvorgangs ist vorzugsweise derart definiert, das ein zuverlässiges Auslösen von Sicherheitssystemen, wie z.B. des Airbags, gerade noch gewährleistet ist. Jedoch ist diese vorgegebene Zeitdauer ausreichend kurz zu wählen, damit die zu schützenden Leitungen keine zum Schmelzen der Isolierung führenden Temperaturen erreichen.Lies the condition to open of the controllable safety switch, the safety switch only opened after a specified time delay. The specified period of time at Delay the shutdown process is preferably defined in such a way that a reliable Trigger of security systems, e.g. the airbag, just guaranteed is. However, this predetermined period of time is too short choose, thus the ones to be protected Lines do not reach temperatures that lead to melting of the insulation.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Sie zeigt eine Steuereinheit zur Durchführung der erfindungsgemäßen Funktionen.In the drawing is an embodiment of the Invention shown. It shows a control unit for carrying out the functions according to the invention.

Die Steuereinheit in Form eines Steuergeräts SG enthält einen ersten Eingang zum Erfassen des Signals SA zur Erkennung eines Anlaßvorganges. Das Signal SA ist in diesem Beispiel das Signal des Anlasserschalters.The control unit in the form of a control unit SG contains a first input for detecting the signal S A for recognizing a starting process. In this example, the signal S A is the signal from the starter switch.

An zwei weiteren Eingängen des Steuergerätes SG liegt die am Meßwiderstand RM abfallende Spannung UM an. Dieser Spannungsabfall UM wird als Maß für den aus der Batterie B entnommenen Strom IB herangezogen (IB ~ UM). Über den Meßwiderstand RM fließt der gesamte aus der Batterie B entnommene Strom IB.The voltage U M falling across the measuring resistor R M is present at two further inputs of the control device SG. This voltage drop U M is used as a measure of the current I B drawn from the battery B (I B ~ U M ). The entire current I B drawn from the battery B flows through the measuring resistor R M.

Der Ausgang des Steuergeräts SG ist mit einem steuerbarem Sicherheitsschalter SS verbunden. Der steuerbare Sicherheitsschalter SS ist zwischen der Fahrzeugbatterie B und dem Massestützpunkt der Batterie B angeordnet.The output of the control unit SG is connected to a controllable safety switch S S. The controllable safety switch S S is arranged between the vehicle battery B and the ground point of the battery B.

Zwischen dem Bordnetz BN, das beispielsweise verschiedene Verbraucher V enthält, und dem Pluspol der Batterie B ist der Meßwiderstand RM angeordnet.The measuring resistor R M is arranged between the on-board electrical system BN, which contains various consumers V, for example, and the positive pole of the battery B.

Im Steuergerät SG wird der aus der Batterie entnommene, aus dem Spannungsabfall UM ermittelte Strom IB mit einem Kurzschlußgrenzwert IKS verglichen. Ist der der Batterie B entnommene Strom IB größer als der im Steuergerät vorgegebene Kurzschlußgrenzwert IKS, gibt das Steuergerät SG einen Befehl zum öffnen des steuerbaren Schalters SS an ein Zeitverzögerungsglied mit der Zeitdauer δt aus. Liegt dieser Befehl zum öffnen des Sicherheitsschalters SS länger als die vorgegebene Zeitdauer δt des Verzögerungsgliedes an, wird der steuerbare Schalter SS von der geschlossenen Position 1 in die offene Position 0 übergeführt. Damit wird der von der Batterie B gelieferte Strom IB vom Bordnetz BN abgeschaltet.In the control unit SG, the current I B taken from the battery and determined from the voltage drop U M is compared with a short-circuit limit value I KS . If the battery B discharged current I B is greater than the predetermined in the control unit short circuit limit value I KS, the control unit SG gives a command to open the controllable switch S S in a time-delay element with the time duration of .delta.t. If this command to open the safety switch S S longer than the predetermined period of time .DELTA.t of the delay element of the controllable switch S S is transferred from the closed position to the open position 1 0th The current I B supplied by the battery B is thus switched off from the electrical system BN.

Der steuerbare Sicherheitsschalter SS kann auch alternativ oder zusätzlich auf der Seite des Pluspols der Batterie B angeordnet sein. Der (oder die) Schalter SS ist (sind) beispielsweise elektromagnetisch betätigbar. Ein erfindungsgemäßer steuerbarer Sicherheitsschalter SS kann jedoch auch als Schalter mit elektromotorischem Antrieb oder als Leistungshalbleiterschalter ausgestaltet sein.The controllable safety switch S S can alternatively or additionally be arranged on the positive pole side of the battery B. The switch (s) S (s) can be operated electromagnetically, for example. However, a controllable safety switch S S according to the invention can also be designed as a switch with an electric motor drive or as a power semiconductor switch.

Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung wird bei Vorliegen eines Kurzschlußstromes auf der Batterieversorgungsleitung entweder die Kraftfahrzeugbatterie zuverlässig isoliert oder der Strom der Kraftfahrzeugbatterie abgeschaltet, um einen Kabelbrand zu verhindern. Gleichzeitig werden die Sicherheitssysteme bei einem Unfall durch die Verzögerung der Stromabschaltung noch sicher wirksam..By this embodiment of the invention is in the presence of a short circuit current on the battery supply line either reliably isolates the automotive battery or the current of the Motor vehicle battery switched off to prevent a cable fire. At the same time, the safety systems are checked in the event of an accident the delay the current cut-off is still effective ..

Claims (3)

Sicherheitsvorrichtung in Kraftfahrzeugen mit einem steuerbaren Sicherheitsschalter zum Abschalten des durch eine Kraftfahrzeugbatterie abgegebenen elektrischen Stromes vom Bordnetz, mit einer Steuereinheit (SG), die ein Signal (SA) zur Erkennung eines Anlassvorganges erfasst und den aus der Batterie entnommenen Strom (IB) ermittelt, wobei – die Steuereinheit (SG) den steuerbaren Sicherheitsschalter (SS) nur dann öffnet, wenn kein Anlassvorgang vorliegt und der Wert des aus der Batterie entnommenen Stromes (IB) größer als ein vorgegebener Kurschlussgrenzwert (IKS) ist, – der steuerbare Sicherheitsschalter (SS) nach einer vorgegebenen Zeitdauer (δt) geöffnet wird, und – die Zeitdauer (δt) derart vorgegeben ist, dass ein zuverlässiges Auslösen von Sicherheitssystemen gerade noch gewährleistet ist.Safety device in motor vehicles with a controllable safety switch for switching off the electrical current emitted by a motor vehicle battery from the vehicle electrical system, with a control unit (SG) which detects a signal (S A ) for recognizing a starting process and determines the current (I B ) taken from the battery , wherein - the control unit (SG) only opens the controllable safety switch (S S ) when there is no starting process and the value of the current (I B ) drawn from the battery is greater than a predetermined short-circuit limit value (I KS ), - the controllable one Safety switch (S S ) is opened after a predefined period of time (δt), and - the period of time (δt) is predefined such that reliable triggering of safety systems is just still guaranteed. Sicherheitssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Zeitdauer (δt) ausreichend kurz gewählt ist, dass die zu schützenden Leitungen des Bordnetzes keine zum Schmelzen der Isolierung führenden Temperaturen erreichen.Security system according to claim 1, characterized in that the specified period of time (δt) chosen sufficiently short is that to be protected Wires of the vehicle electrical system do not lead to melting of the insulation Reach temperatures. Sicherheitssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitssystem ein Airbag ist.Security system according to claim 1 or 2, characterized characterized that the safety system is an airbag.
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