CN116490663A - 电动机驱动的闭锁装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种插接器半体(1)的电动机驱动的闭锁装置(4)，该闭锁装置用于与另一插接器半体建立电连接，以便通过将另一插接器半体插入到插接器半体(1)中的方式给电动车或混合动力车充电，所述闭锁装置具有：可移动的闭锁销(5)，用于锁定插入到插接器半体(1)中的另一插接器半体；和布置在闭锁装置(4)上的传感器元件(27)，其中，借助于传感器元件(27)能确定闭锁销(5)的至少一个位置(E、V)、特别是终端位置，其中，至少一个开关件(26)和电阻(29)被集成到传感器元件(27)的电路(28)中，从而能确定闭锁销(5)的至少一个另外的位置(E、V)。

Description

电动机驱动的闭锁装置

技术领域

本发明涉及一种插接器半体的由电动机驱动的闭锁装置，该闭锁装置用于与另一插接器半体建立电连接，以便通过将另一插接器半体插入到插接器半体中的方式给电动车或混合动力车充电，所述闭锁装置具有：可移动的闭锁销，用于锁定插入到插接器半体中的另一插接器半体；和布置在闭锁装置上的传感器元件，其中，借助于传感器元件能确定闭锁销的至少一个位置、特别是终端位置。

背景技术

电动车或混合动力车的电池通常通过作为插接器半体的充电插头充电，其中，充电插头可作为另一插接器半体被插入到车辆侧的充电插座中。与给具有内燃机的车辆加燃料相比，给电动车或混合动力车的电池充电的充电过程需要非常长的时间。通常，这种充电过程为几小时。

在充电过程如此长的情况下，人们不会愿意在整个充电持续时间内都陪同车辆充电。因此存在这样的危险，即，充电过程在电池充满电之前由于未经授权的第三方从充电插座中拔出充电插头而中断。在此存在的危险是，在以高电流充电和不受控制地分开插接的情况下可能产生由于例如火花击穿引起的受伤危险。

将充电插头插入到插座中的过程通常是手动进行的。插入所需的插入力根据极数、接触和壳体设计而变化。在这方面可能发生的是，插接器半体不是完全接合在一起。在这种情况下建立了电接触，然而却损害了插接的密封性和抗振性，这可能导致故障。

由DE 10 2018 109 661 A1已知了一种此类的电动机驱动的闭锁装置，其用于与另一插接器半体建立电连接，以便给电动车或混合动力车充电。在此，通过电驱动装置驱动传动装置，该传动装置移动闭锁销。在将充电插头完全插入到充电插座中之后，闭锁销如此移动，使得借助于闭锁销能阻止插接松开。为了确保闭锁销的位置并且因此确保充电插头与充电插座之间的正确连接，借助于传感器无级地确定闭锁销的位置。

该闭锁装置原则上已经证实是有效的并且能够确保插接的可靠闭锁。但是，汽车制造商的追求始终在于提供成本优化的和改进的系统和闭锁装置。特别是必须能够确保在整个产品周期上系统的可靠性、也就是说机动车的使用寿命。在此基础上提出了本发明。

发明内容

本发明的目的是，提供一种改进的电驱动闭锁装置。特别地，本发明的目的是，提供一种利用最简单的结构件且因此成本降低的电动机驱动的闭锁装置，该闭锁装置还可以确保在整个产品周期上的可靠性。

根据本发明，所述目的通过独立权利要求1的特征来实现。有利的设计方案在从属权利要求中给出。然而要指出的是，下面描述的实施例不是限制性的，更确切地说，在说明书、从属权利要求和附图中描述的特征的任意的变型可能性都是可能的。

根据权利要求1，本发明的目的通过以下方式实现，即，提供一种插接器半体的电动机驱动的闭锁装置，所述闭锁装置用于与另一插接器半体建立电连接，以便通过将另一插接器半体插入到插接器半体中的方式给电动车或混合动力车充电，所述闭锁装置具有：可移动的闭锁销，用于锁定插入到插接器半体中的另一插接器半体；和布置在闭锁装置上的传感器元件，其中，借助于传感器元件能确定闭锁销的至少一个位置、特别是终端位置，其中，至少一个开关件和电阻被集成到传感器元件的电路中，从而能确定闭锁销的至少一个另外的位置。通过闭锁装置的根据本发明的构造现在提供了以下可能性，即，以最简单的结构件且因此降低的成本确定闭锁销的至少一个另外的位置的可靠识别。在此，通过将另外的开关件接入到传感器元件的电路中，一方面能够探测闭锁销的直接位置，但是也能够推断出闭锁销的断裂以及闭锁销的移动。通过将开关件接入到传感器元件的电路中，可以通过开关状态和/或由开关状态得到的电阻推断出闭锁销的位置。因此，可以利用最简单的结构件、例如微动开关/微型开关以及简单的断路器触点来提供用于位置识别的另一器件。

有利地，开关件与传感器元件串联，其中，开关件与电阻并联。通过将第二开关件接入到电路中，能够实现进一步查询闭锁销的位置。开关件可以占据两个开关位置、即“断开”和“闭合”。如果开关件闭合，那么例如可以通过闭合位置推断出闭锁销的位置。相反地，如果开关件断开，则电路中的电阻改变，使得又可以推断出闭锁销的另一位置。除了借助于传感器元件确定位置之外，因此借助于传感器元件和开关件的根据本发明的布置能够实现三个不同的位置。

如果传感器元件、特别是微动开关与第二电阻串联并且与第三电阻并联，则得到本发明的另一有利的设计变型方案。通过将第二传感器元件接入成与第二电阻串联并且与第三电阻并联，存在探测一系列位置和功能位置以及闭锁装置中的故障的可能性。优选也可以探测至少四种不同的情况。在第一种情况下，传感器元件可以闭合并且开关件也可以闭合。通过具有例如1kΩ的电阻值的传感器元件串联电路，在此可以确定在终端位置中、也就是说在插接的闭锁状态中闭锁销的开关位置。如果闭锁销例如沿相反的方向移动到另外的终端位置中，那么传感器元件和开关件处于断开状态中。该第二种情况则可以限定终端位置解锁。

如果开关件处于闭合状态中并且传感器元件断开，那么可以经由第三电阻的并联电路推断出闭锁销的移动，其中，第三电阻例如具有10kΩ的电阻值。该第三种情况则限定闭锁销的移动或运动。此外，也可能出现第四种情况，即开关件在终端位置中处于解锁状态中，其中，开关件断开并且传感器元件处于闭合状态中。在这种情况下可以推断出闭锁装置中的故障，其中，例如可以探测到闭锁销的断裂。在这四种情况下基于以下的出发点：开关件在终端位置中处于解锁断开状态，而传感器元件例如设计为微动开关并且在终端位置中被致动/操纵为闭锁状态、也就是说处于闭合状态中。因此借助于传感器元件和开关件以及串联和并联的电阻可区分四种不同的情况，由此可以同时推断出闭锁销的不同位置。

如果在此提及电阻值1kΩ、3kΩ和10kΩ，那么这仅是示例性的并且可视为特别的实施方式。重要的是，电阻具有不同的值并且可以彼此清楚地区分这些参量。也可以使用具有3kΩ、6kΩ和9kΩ或者4kΩ、8kΩ和12kΩ的电阻值的电阻，或者使用任意的其他变型。

在另一设计变型方案中，开关件至少局部地布置在闭锁销上。通过将开关件布置在闭锁销上，存在沿着闭锁销的运动轨道布置开关阈的可能性。因此，闭锁销例如可以具有20mm、优选10mm的移动路径，且更优选地具有7mm的移动路径。沿着该移动路径，开关件与闭锁销一起移动并且可以生成开关信号。在此，开关件可以设计为在闭锁销上延伸的导体线路。作为导体线路的开关件设计降低了闭锁装置的成本，这是因为可以放弃使用单独的开关件、例如微动开关或传感器元件。如果开关件设计为导体线路，则开关件可以与触片接合，例如在闭锁装置的壳体上接合。导体线路与壳体上的导体线路和/或触点和/或滑动触点的接合或脱离接合随后使得能够在电路中生成开关信号以确定闭锁销的位置。

在本发明的另一设计变型方案中有利的是，导体线路具有触片、特别是弹性的触片。借助于弹性的触片可以确保与导体线路、例如在闭锁装置的壳体上的导体线路的可靠的共同作用。触片随后例如可以作为U形导体线路的腿部布置在闭锁销上并且因此使间隔开的导体线路与固定在壳体中的导体线路接触。在此，闭锁销上的触片能以有利的方式附加地稳定地作用于闭锁销。特别是当在闭锁销上例如安置齿部时，所述齿部例如能与齿轮啮合。通过齿轮和闭锁销上的齿部的相互配合，需要对闭锁销进行引导，该引导可以通过弹性的触片提供。特别是，齿部中的啮合关系得到改善。

不仅可以通过触片提供有利的弹性力，而且也有可能提供结构简单且因此成本低廉的开关件，所述开关件同时具有高的功能性和可靠性。此外，简单的构造确保了在闭锁装置的整个产品周期上的功能性。

如果开关件可借助于闭锁销的移动被切换，其中，触片可与导体线路脱离接合，那么得到本发明的另一设计方案。如果开关件设计成以导体线路作为闭锁销并且朝向壳体的方向配设有触片，那么闭锁销可以使触片运动。在闭锁销移动期间，闭锁销在此可以沿着在壳体中存在的导体线路引导触片。在终端位置中并且优选在闭锁销释放插接器半体的终端位置中，也就是说在解锁位置中，导体线路可以在壳体中终止，从而能越过接触突出部中断接触。因此，借助于闭锁销的移动，触片可以与导体线路脱离接合。当然也可以设想，使壳体中的导体线路在闭锁位置中与触片脱离接触。因此有可能提供构造最简单的开关件，利用该开关件能确定闭锁销的不同位置。

附图说明

下面参照附图根据一个优选的实施例详细说明本发明。然而以下原则是适用的，即，实施例不限制本发明，而是仅示出一个设计形式。所示出的特征单独地或与说明书的其他特征以及权利要求组合地可以单独地或组合地实施。

图中示出：

图1示出形式为插座的插接器半体的三维视图，该插座作为用于电动车或混合动力车的插座，该插接器半体具有布置在插接器半体的壳体上的闭锁装置，

图2示出具有布置在闭锁销上的导体线路结构的闭锁销的三维视图，

图3示出具有布置在壳体中的导体线路和被插入到闭锁位置中的闭锁销的闭锁装置的壳体的一部分的三维视图，

图4示出在根据图3的位置中壳体和闭锁销的侧视图，

图5示出作为用于闭锁装置和用于确定闭锁销位置的电路的示意性电路图，

图6示出在闭锁销的解锁位置中闭锁销的三维视图，

图7示出根据图6的实施例的用于确定“解锁”位置的电路的原理性电路图。

具体实施方式

在图1中示出形式为电动车或混合动力车的插座1的插接器半体1。从正面示出插座或插孔1，其中，未示出的另一插接器半体以用于给电动车或混合动力车充电的插头的形式可被插入到插接器半体1的正面中。在此可以看到用于给车辆充电或快速充电的触点2、3。如果插头已被插入到插接器半体1中，则可以借助于闭锁装置4锁定被插入到插接器半体1中的另一插接器半体。为此，闭锁销5朝向用于另一插接器半体的开口6的方向移动，从而可禁止将另一插接器半体拔出。在图1中示出的插接器半体1例如可以布置在电动车或混合动力车的车身中的舱盖的后面。操作者可以看到在舱盖后面的插接器半体和特别是插接器半体1的框架。

闭锁装置4具有闭锁销5，该闭锁销在图2中以与闭锁装置4分开的方式呈现。闭锁销5具有齿部8，用于致动或移动闭锁销5的传动装置可以接合到该齿部中。此外，闭锁销5具有柱形的延长部9，其中，柱形的延长部在闭锁销5移动时接合到另一插接器半体中，并且因此防止了将另一插接器半体拔出到插接器半体1中。在闭锁销5的与齿部8相反的一侧上布置有导体线路10，其中，导体线路沿着闭锁销5的背面11以U形延伸。导体线路10与闭锁销5固定地连接。闭锁销5优选由塑料制成。因此，导体线路10可以借助于改型(Umformen)的接纳部12、13、例如借助于变形成型(Umformen)的接纳部12、13与闭锁销5连接。U形的导体线路10的在图2中示出的竖直延伸部14、15设计为弹性的延伸部14、15。在U形的延伸部14、15的轴向端部上构造有触片16、17，其中，触片16、17以及延伸部14、15与背面11间隔开地保持在闭锁销5上。在闭锁销5的背面11上的凸起部18与槽19相组合地用于引导闭锁销5。

导体线路10与集成到壳体20中的导体线路21、22相组合地形成开关件，如在图3中以三维视图示出的那样。因此，图3示出闭锁装置的壳体20的一部分的视图，其中，表面23能靠置在闭锁装置4的壳体24上或能安装在那里。通过在图1中不可见的开口，柱形的延长部9可以移动到开口6中，并且因此将另一插接器半体固定在插接器半体1中。在图3中，示出闭锁销5的闭锁位置V，也就是说，闭锁销5在箭头P的方向上移动直至闭锁位置V的终端位置。在此，凸肩25贴靠在闭锁装置4的壳体20上。凸肩25就此而言形成用于闭锁销5的移动的止挡部。

在图4中示出从图3中箭头IV的方向的视图。在此，附图进一步示意性示出开关件26，其中，闭锁销5上的导体线路10贴靠在导体线路21，22处并且由此将导体线路21，22相连。因此，电流可以例如经由导体线路21、闭锁销5上的U形导体线路10引导并且进一步引导到导体线路22。开关件26因此在图4中显示为处于闭合位置中。传感器元件27、例如微动开关可以在闭锁位置V中被操纵为使得在闭锁位置V中传感器元件27同样处于闭合状态。闭锁销5的终端位置——在该终端位置中凸肩25贴靠在壳体20上且该终端位置在图4中示出——因此可以通过以下方式确定，即，开关件26和传感器元件27都闭合。

在示意性示出的电路28中的闭锁位置在图5中示出。图5示出处于闭合位置中的开关件26以及传感器元件27。电阻29与开关件26并联。第二电阻30与传感器元件串联，并且传感器元件27又与第三电阻31并联。因此，电路28示出闭锁装置4的闭锁销5的闭锁位置。

在图6中示出闭锁销5的解锁位置E。可以看出，触片16、17与导体线路21、22脱离接合。就此而言，开关件26被断开，如在图7中在电路28中示出的那样。闭锁销5位于解锁位置E中，使得传感器元件27也被再次释放并且在电路28中示出为断开的。因此，经由导体线路21、22引导的电流将流过电阻29、30、31。通过电流的电压差于是可以探测闭锁销5的相应位置。例如，在图5中电流流过导体线路21、开关件26、导体线路22、传感器元件27和第二电阻30。根据开关件26以及传感器元件27的开关位置可以确定闭锁销5的不同的位置和移动位置。

在图6中还绘出闭锁销5的行程H或移动路径H，其在该实施例中例如可以为8mm。通过闭锁装置4的根据本发明的构造，可以将以最简单的结构件构建的开关件26集成到闭锁装置4的电路28中。通过能与导体线路21、22脱离接合的触片16、17引导的电流也提供了高可靠性，从而能够确保在闭锁装置4的产品周期上的使用寿命。

附图标记列表：

1 插接器半体，插座

2、3 触点

4 闭锁装置

5 闭锁销

6 开口

7 框架

8 齿部

9 柱形的延长部

10、21、22 导体线路

11 背面

12、13 接纳部

14、15 延伸部

16、17 触片

18 凸起部

19 槽

20、24 壳体

23 表面

25 凸肩

26 开关件

27 传感器元件

28 电路

29、30、31 电阻

V 闭锁位置

E 解锁位置

H 行程，移动路径

P 箭头

Claims (10)

1.一种插接器半体(1)的由电动机驱动的闭锁装置(4)，所述闭锁装置用于与另一插接器半体建立电连接，以便通过将另一插接器半体插入到插接器半体(1)中的方式给电动车或混合动力车充电，所述闭锁装置具有：

可移动的闭锁销(5)，用于锁定插入到插接器半体(1)中的另一插接器半体；和

布置在闭锁装置(4)上的传感器元件(27)，其中，借助于传感器元件(27)能确定闭锁销(5)的至少一个位置(E、V)、特别是终端位置，

其特征在于，

在传感器元件(27)的电路(28)中至少集成有电阻和开关件，从而能确定闭锁销(5)的至少一个另外的位置(E、V)。

2.根据权利要求1所述的闭锁装置(4)，其特征在于，开关件(26)与传感器元件(27)串联，其中，开关件(26)与电阻(29)并联。

3.根据权利要求1或2所述的闭锁装置(4)，其特征在于，传感器元件(27)、特别是微动开关与第二电阻(30)串联并且与第三电阻(31)并联。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的闭锁装置，其特征在于，开关件(26)至少局部地布置在闭锁销(5)上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的闭锁装置(4)，其特征在于，开关件(26)设计为在闭锁销(5)上延伸的导体线路(10)。

6.根据权利要求5所述的闭锁装置(4)，其特征在于，导体线路(10)具有触片(16、17)、特别是弹性的触片(16、17)。

7.根据权利要求6所述的闭锁装置(4)，其特征在于，开关件(26)能借助于闭锁销(5)的移动被切换，其中，触片(16、17)能与导体线路(21、22)脱离接合。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的闭锁装置(4)，其特征在于，闭锁销(5)具有20mm、优选10mm、更优选7mm的移动路径(H)。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的闭锁装置(4)，其特征在于，闭锁销(5)具有齿部(8)。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的闭锁装置(4)，其特征在于，电阻(29、30、31)具有不同的电阻值，优选地，第一电阻具有3kΩ的电阻值，第二电阻具有1kΩ的电阻值，第三电阻具有10kΩ的电阻值。