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DE102016009777A1 - Charger and vehicle - Google Patents

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DE102016009777A1 DE102016009777.9A DE102016009777A DE102016009777A1 DE 102016009777 A1 DE102016009777 A1 DE 102016009777A1 DE 102016009777 A DE102016009777 A DE 102016009777A DE 102016009777 A1 DE102016009777 A1 DE 102016009777A1
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locking
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monitoring
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Jürgen Benecke
Timo Schoenen
Holger Stein
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Mercedes Benz Group AG
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Daimler AG
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung (1), umfassend eine Ladebuchse (1.1), einen mit der Ladebuchse (1.1) koppelbaren Ladestecker (1.2), eine Verriegelungseinheit (1.3) zur Verriegelung des Ladesteckers (1.2) in der Ladebuchse (1.2) und eine Überwachungseinheit (1.4) zur Überwachung eines Verriegelungszustands der Verriegelungseinheit (1.3). Erfindungsgemäß umfasst die Überwachungseinheit (1.4) zumindest eine Erfassungseinheit (1.4.1) zur Erfassung eines verriegelten Zustands der Verriegelungseinheit (1.4) und zumindest eine weitere Erfassungseinheit (1.4.2) zur Erfassung eines entriegelten Zustands der Verriegelungseinheit (1.4). Die Erfindung betrifft weiterhin Fahrzeug, umfassend zumindest eine Energiespeichereinheit und eine solche Ladevorrichtung (1).The invention relates to a charging device (1) comprising a charging socket (1.1), a charging plug (1.2) which can be coupled to the charging socket (1.1), a locking unit (1.3) for locking the charging plug (1.2) in the charging socket (1.2) and a monitoring unit (1.4) for monitoring a locking state of the locking unit (1.3). According to the invention, the monitoring unit (1.4) comprises at least one detection unit (1.4.1) for detecting a locked state of the locking unit (1.4) and at least one further detection unit (1.4.2) for detecting an unlocked state of the locking unit (1.4). The invention further relates to a vehicle comprising at least one energy storage unit and such a charging device (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a loading device according to the preamble of claim 1.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Fahrzeug.The invention further relates to a vehicle.

Aus dem Stand der Technik sind allgemein Fahrzeuge mit einem Elektroantrieb bekannt. Zur Speicherung von elektrischer Energie für einen Betrieb des Elektroantriebs umfasst ein solches Fahrzeug einen Energiespeicher. Zur Aufladung des Energiespeichers mit elektrischer Energie ist eine Ladevorrichtung mit einer am Fahrzeug angeordneten Ladebuchse vorgesehen, welche mit einem Ladestecker eines Ladekabels koppelbar ist. Um ein Abziehen des Ladesteckers von der Ladebuchse zu vermeiden, umfasst die Ladebuchse eine Verriegelungseinheit. Weiterhin ist eine Überwachungseinheit vorgesehen, welche einen verriegelten Zustand der Verriegelungseinheit anzeigt.From the prior art vehicles with an electric drive are generally known. For storing electrical energy for operation of the electric drive, such a vehicle comprises an energy store. For charging the energy storage with electrical energy, a charging device is provided with a charge socket arranged on the vehicle, which can be coupled with a charging plug of a charging cable. In order to prevent removal of the charging plug from the charging socket, the charging socket comprises a locking unit. Furthermore, a monitoring unit is provided, which indicates a locked state of the locking unit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Ladevorrichtung und ein verbessertes Fahrzeug anzugeben.The invention is based on the object to provide a comparison with the prior art improved charging device and an improved vehicle.

Hinsichtlich der Ladevorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale und hinsichtlich des Fahrzeugs durch die im Anspruch 5 angegebenen Merkmale gelöst.With regard to the charging device, the object is achieved by the features specified in claim 1 and in terms of the vehicle by the features specified in claim 5.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Die Ladevorrichtung umfasst eine Ladebuchse, einen mit der Ladebuchse koppelbaren Ladestecker, eine Verriegelungseinheit zur Verriegelung des Ladesteckers in der Ladebuchse und eine Überwachungseinheit zur Überwachung eines Verriegelungszustands der Verriegelungseinheit.The charging device comprises a charging socket, a charging plug which can be coupled to the charging socket, a locking unit for locking the charging plug in the charging socket and a monitoring unit for monitoring a locking state of the locking unit.

Erfindungsgemäß umfasst die Überwachungseinheit zumindest eine Erfassungseinheit zur Erfassung eines verriegelten Zustands der Verriegelungseinheit und zumindest eine weitere Erfassungseinheit zur Erfassung eines entriegelten Zustands der Verriegelungseinheit.According to the invention, the monitoring unit comprises at least one detection unit for detecting a locked state of the locking unit and at least one further detection unit for detecting an unlocked state of the locking unit.

Mittels der Überwachungseinheit ist es möglich, sowohl den verriegelten als auch den insbesondere vollständig entriegelten Zustand der Verriegelungseinheit zu erfassen. War eine durchgeführte Entriegelung nicht erfolgreich, insbesondere nicht vollständig, ist aufgrund der Kenntnis des Verriegelungszustands beispielsweise eine automatische Durchführung einer erneuten Entriegelung und/oder eine Ausgabe einer entsprechenden Information an einen Nutzer, beispielsweise mittels einer so genannten Statusanzeige, möglich. Somit wird einerseits ein Komfort für den Nutzer erhöht und andererseits werden Beschädigungen einer nicht oder nicht vollständig geöffneten Verriegelungseinheit bei einer Trennung von Ladebuchse und Ladestecker vermieden.By means of the monitoring unit, it is possible to detect both the locked and the particular fully unlocked state of the locking unit. Was a successful unlocking unsuccessful, especially not complete, is due to the knowledge of the locking state, for example, an automatic performing a new unlocking and / or output of appropriate information to a user, for example by means of a so-called status display, possible. Thus, on the one hand a comfort for the user is increased and on the other hand damage to a not or not fully open locking unit in a separation of charging socket and charging plug are avoided.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.

Dabei zeigt:Showing:

1 schematisch ein Blockschaltbild einer Ladevorrichtung für ein Fahrzeug und 1 schematically a block diagram of a charging device for a vehicle and

2 schematisch ein Schaltbild einer Überwachungseinheit einer Verriegelungseinheit für die Ladevorrichtung gemäß 1. 2 schematically a circuit diagram of a monitoring unit of a locking unit for the charging device according to 1 ,

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.

In 1 ist ein Blockschaltbild eines möglichen Ausführungsbeispiels einer Ladevorrichtung 1 für ein nicht gezeigtes Fahrzeug dargestellt.In 1 is a block diagram of a possible embodiment of a charging device 1 shown for a not shown vehicle.

Das Fahrzeug ist insbesondere ein Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug mit einer elektromotorischen Antriebseinheit und einem Energiespeicher zur Speicherung elektrischer Energie, welche zum Antrieb der Antriebseinheit verwendet wird.The vehicle is in particular an electric vehicle or hybrid vehicle with an electromotive drive unit and an energy store for storing electrical energy, which is used to drive the drive unit.

Zur Aufladung des Energiespeichers mit elektrischer Energie ist dieser mit der Ladevorrichtung 1 gekoppelt.To charge the energy storage with electrical energy is this with the charger 1 coupled.

Die Ladevorrichtung umfasst eine Ladebuchse 1.1, einen mit der Ladebuchse 1.1 koppelbaren Ladestecker 1.2, eine Verriegelungseinheit 1.3 zur Verriegelung des Ladesteckers 1.2 in der Ladebuchse 1.1 und eine Überwachungseinheit 1.4 zur Überwachung eines Verriegelungszustands der Verriegelungseinheit 1.3.The charging device includes a charging socket 1.1 , one with the charging socket 1.1 dockable charging plug 1.2 , a locking unit 1.3 for locking the charging plug 1.2 in the charging socket 1.1 and a monitoring unit 1.4 for monitoring a locking state of the locking unit 1.3 ,

Die Ladebuchse 1.1 ist entweder am Fahrzeug selbst oder an einer nicht gezeigten so genannten Energietankstelle angeordnet. Der Ladestecker 1.2 ist dementsprechend entweder an der Energietankstelle oder am Fahrzeug angeordnet.The charging socket 1.1 is arranged either on the vehicle itself or at a so-called energy station, not shown. The charging plug 1.2 is accordingly arranged either at the energy station or on the vehicle.

Um eine Trennung von Ladestecker 1.2 und Ladebuchse 1.1 beispielsweise während eines Ladevorgangs zu vermeiden, wird eine Verbindung zwischen Ladestecker 1.2 und Ladebuchse 1.1 mittels der Verriegelungseinheit 1.3 mechanisch verriegelt. Die Verriegelungseinheit 1.3 ist dabei Bestandteil des Ladesteckers 1.2 und/oder der Ladebuchse 1.1.To a separation of charging plugs 1.2 and charging socket 1.1 For example, during a charging process, a connection between the charging plug is avoided 1.2 and charging socket 1.1 by means of the locking unit 1.3 mechanically locked. The locking unit 1.3 is part of the charging plug 1.2 and / or the charging socket 1.1 ,

Mittels der Überwachungseinheit 1.4 wird die Verriegelung dahingehend überwacht, ob sich die Verriegelungseinheit 1.3 in einem verriegelten oder einem vollständig entriegelten Zustand befindet. Hierzu umfasst die Überwachungseinheit 1.4 zumindest eine Erfassungseinheit 1.4.1 zur Erfassung des verriegelten Zustands der Verriegelungseinheit 1.3 und zumindest eine weitere Erfassungseinheit 1.4.2 zur Erfassung des entriegelten Zustands der Verriegelungseinheit 1.3.By means of the monitoring unit 1.4 the interlock is monitored to determine if the interlock unit 1.3 is in a locked or fully unlocked state. This includes the monitoring unit 1.4 at least one registration unit 1.4.1 for detecting the locked state of the locking unit 1.3 and at least one further detection unit 1.4.2 for detecting the unlocked state of the locking unit 1.3 ,

Somit ist es möglich, einen Zustand einer vollständigen Entriegelung zu erfassen. Das heißt, es kann festgestellt werden, ob eine Entriegelung erfolgreich durchgeführt worden ist oder nicht. War eine durchgeführte Entriegelung nicht erfolgreich, insbesondere nicht vollständig, ist aufgrund der Kenntnis des Verriegelungszustands beispielsweise eine automatische Durchführung einer erneuten Entriegelung und/oder eine Ausgabe einer entsprechenden Information an einen Nutzer, beispielsweise mittels einer so genannten Statusanzeige, möglich.Thus, it is possible to detect a state of complete unlocking. That is, it can be determined whether unlocking has been successfully performed or not. Was a successful unlocking unsuccessful, in particular not complete, is due to the knowledge of the locking state, for example, an automatic carrying out a new unlocking and / or output of appropriate information to a user, for example by means of a so-called status display, possible.

2 zeigt ein Schaltbild eines möglichen Ausführungsbeispiels der Überwachungseinheit 1.4 für die Ladevorrichtung 1, wobei die Überwachungseinheit 1.4 mit einem Motor 1.3.1 der Verriegelungseinheit 1.3 gekoppelt ist. Der Motor 1.3.1 ist insbesondere zu einer motorischen Bewegung eines Verriegelungselements, beispielsweise eines so genannten Verriegelungspins, der Verriegelungseinheit 1.3 vorgesehen, wobei das Verriegelungselement den Ladestecker 1.2 in der Ladebuchse 1.1 gegen ein Herausziehen sichert. Zur Überwachung der Verriegelung umfasst die Überwachungseinheit 1.4 eine als Schalter ausgebildete erste Erfassungseinheit 1.4.1 und eine ebenfalls als Schalter ausgebildete zweite Überwachungseinheit 1.4.2. 2 shows a circuit diagram of a possible embodiment of the monitoring unit 1.4 for the loader 1 , wherein the monitoring unit 1.4 with a motor 1.3.1 the locking unit 1.3 is coupled. The motor 1.3.1 is in particular to a motorized movement of a locking element, for example a so-called locking pins, the locking unit 1.3 provided, wherein the locking element, the charging plug 1.2 in the charging socket 1.1 secures against pulling out. The monitoring unit comprises for monitoring the locking 1.4 a trained as a switch first detection unit 1.4.1 and a likewise formed as a switch second monitoring unit 1.4.2 ,

Befindet sich das Verriegelungselement im vollständig verriegelten Zustand, schaltet das Verriegelungselement die erste Erfassungseinheit 1.4.1 bzw. die als Schalter ausgebildete erste Erfassungseinheit 1.4.1 wird geschlossen. Zur Verriegelung des Verriegelungselements wird der Motor 1.3.1 derart mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt, dass ein Anschluss R_L einen Pluspol und ein Anschluss R_U einen Minuspol bildet.If the locking element is in the fully locked state, the locking element switches the first detection unit 1.4.1 or designed as a switch first detection unit 1.4.1 will be closed. To lock the locking element is the engine 1.3.1 subjected to an electrical voltage such that a terminal R_L forms a positive pole and a terminal R_U a negative pole.

Wird die Verriegelung des Verriegelungselements gelöst, wird die als Schalter ausgebildete erste Erfassungseinheit 1.4.1 geschlossen. Hierzu wird der Motor 1.3.1 zu einer Bewegung in die entgegengesetzte Richtung derart mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt, dass der Anschluss R_L den Minuspol und der Anschluss R_U den Pluspol bildet.If the locking of the locking element is released, which is designed as a switch first detection unit 1.4.1 closed. This is the engine 1.3.1 to a movement in the opposite direction so applied with an electrical voltage such that the terminal R_L the negative terminal and the terminal R_U forms the positive pole.

Erreicht das Verriegelungselement eine vollständig entriegelte Stellung, in welcher eine Trennung des Ladesteckers 1.2 von der Ladebuchse 1.1 gewollt und möglich ist, wird die als Schalter ausgebildete zweite Erfassungseinheit 1.4.2 geschlossen.If the locking element reaches a fully unlocked position, in which a separation of the charging plug 1.2 from the charging socket 1.1 is wanted and possible, is designed as a switch second detection unit 1.4.2 closed.

Die Auswertung des Verriegelungszustands erfolgt dabei anhand einer Auswertung elektrischer Widerstände R1 bis R3 über einen Anschluss Pos_S_Inlet, wobei ein Gesamtwiderstand des dargestellten Schaltkreises in Abhängigkeit der geschlossenen und/oder geöffneten Schalter variiert.The evaluation of the locking state is carried out based on an evaluation of electrical resistors R1 to R3 via a terminal Pos_S_Inlet, wherein a total resistance of the circuit shown varies depending on the closed and / or open switch.

In alternativen Ausführungsbeispielen können als Erfassungseinheiten 1.4.1, 1.4.2 auch andere Schalter, wie beispielsweise Reedschalter oder Mikroschalter, oder andere Sensoren, beispielsweise Hallsensoren, verwendet werden.In alternative embodiments, as detection units 1.4.1 . 1.4.2 Other switches, such as reed switches or micro-switches, or other sensors, such as Hall sensors used.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Ladevorrichtungloader
1.11.1
Ladebuchsecharging socket
1.21.2
Ladesteckercharging plug
1.31.3
Verriegelungseinheitlocking unit
1.3.11.3.1
Motorengine
1.41.4
Überwachungseinheitmonitoring unit
1.4.11.4.1
Erfassungseinheitacquisition unit
1.4.21.4.2
Erfassungseinheitacquisition unit
Pos_S_InletPos_S_Inlet
Anschlussconnection
R_LR_r
Anschlussconnection
R_UR_U
Anschlussconnection
R1 bis R3R1 to R3
Widerstandresistance

Claims (5)

Ladevorrichtung (1), umfassend – eine Ladebuchse (1.1), – einen mit der Ladebuchse (1.1) koppelbaren Ladestecker (1.2), – eine Verriegelungseinheit (1.3) zur Verriegelung des Ladesteckers (1.2) in der Ladebuchse (1.2) und – eine Überwachungseinheit (1.4) zur Überwachung eines Verriegelungszustands der Verriegelungseinheit (1.3), dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinheit (1.4) – zumindest eine Erfassungseinheit (1.4.1) zur Erfassung eines verriegelten Zustands der Verriegelungseinheit (1.4) und – zumindest eine weitere Erfassungseinheit (1.4.2) zur Erfassung eines entriegelten Zustands der Verriegelungseinheit (1.4) umfasst.Loading device ( 1 ), comprising - a charging socket ( 1.1 ), - one with the charging socket ( 1.1 ) connectable charging plug ( 1.2 ), - a locking unit ( 1.3 ) for locking the charging plug ( 1.2 ) in the charging socket ( 1.2 ) and - a monitoring unit ( 1.4 ) for monitoring a locking state of the locking unit ( 1.3 ), characterized in that the monitoring unit ( 1.4 ) - at least one registration unit ( 1.4.1 ) for detecting a locked state of the locking unit ( 1.4 ) and - at least one further detection unit ( 1.4.2 ) for detecting an unlocked state of the locking unit ( 1.4 ). Ladevorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Erfassungseinheit (1.4.2) ein Schalter oder ein Sensor ist.Loading device ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the further registration unit ( 1.4.2 ) is a switch or a sensor. Ladevorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter ein Reedschalter oder ein Mikroschalter ist.Loading device ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the switch is a reed switch or a micro-switch. Ladevorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein Hallsensor ist.Loading device ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the sensor is a Hall sensor. Fahrzeug, umfassend zumindest eine Energiespeichereinheit und eine Ladevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Vehicle comprising at least one energy storage unit and a charging device ( 1 ) according to any one of the preceding claims.
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