CN212220134U - 机动车的配电器 - Google Patents

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CN212220134U CN201922293154.5U CN201922293154U CN212220134U CN 212220134 U CN212220134 U CN 212220134U CN 201922293154 U CN201922293154 U CN 201922293154U CN 212220134 U CN212220134 U CN 212220134U
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曼努埃尔·恩格瓦尔德
杜克·明·勒
林加·许茨
马蒂亚斯·施瓦茨
沃尔夫冈·魏斯
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    • B60R16/02Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
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Abstract

本实用新型涉及机动车的配电器。配电器尤其是农用机械或建筑机械的配电器。该配电器具有电流输入端(68)和电流输出端(48)。在电流输入端(68)与电流输出端(48)之间接连有开关元件(80)。配电器(10)包括控制单元(102)和用于以信号技术耦合总线系统(20)的接口(46)。控制单元(102)以信号技术与接口(46)和开关元件(80)耦合。本实用新型还涉及用于运行配电器(10)的方法(108)。

Description

机动车的配电器
技术领域
本实用新型涉及一种机动车的配电器。机动车例如为农用机械或建筑机械。
背景技术
机动车通常具有多个借助电动机运行的辅助机组。如果机动车例如为农用机械或建筑机械,则这种辅助机组为液压系统,借助该液压系统来驱动另外的执行器。换而言之,辅助机组用于实施机动车的特定功能。通常还存在用于机动车的用户的舒适度的其他辅助机组,诸如座椅加热器或热鼓风机。
通常,借助蓄电池提供辅助机组运行所需的电能,根据设计方案而定地,蓄电池具有12V、24V或48V的直流电压。通常,与蓄电池联接有多个线路,其中每个线路到达各自的辅助机组。通常借助所配属的保险来保护其中每个线路。在此,借助保险来监控经过各自的线路的过载电流,过载电流例如因各自的辅助机组发生故障而引起。
为了减少布线工作量,考虑使用到所谓的配电器。在此,在蓄电池与配电器之间仅存在唯一的电线路,而各个辅助机组被联接至配电器。在配电器中,通常设置有可能的保险或者至少设置有用于保险的保持部,从而使配电器也被用作保险盒。
如果触发其中一个保险,则这一情况对于机动车的用户来说只有由于各自的辅助机组发生故障才能察觉到。如果在这时无法直接监控辅助机组,则将相对较晚才能注意到故障的发生,这可能导致工作量提高。例如,如果在农用机械中过晚地注意到播种设备等发生故障,就必须用农用机械再一次走过其中一部分所要播种的田地。同样,在各自的辅助机组发生故障时,对于用户来说保险已被触发并不立刻显见。而是需要用户必须查验各种不同的错误源,其中,被触发的保险仅代表这些选项之一。因此提高了运行和维护成本。
实用新型内容
本实用新型的任务是说明一种特别适合的机动车的配电器,其中,尤其是提高适配性,并且其中,适宜地简化装配/监控,并且优选地减轻重量。
该任务根据本实用新型通过如下的配电器来解决,该配电器具有电流输入端和电流输出端,在所述电流输入端与所述电流输出端之间接连有开关元件,并且所述配电器包括控制单元和用于以信号技术耦合总线系统的接口,其特征在于,所述控制单元以信号技术与所述接口和所述开关元件耦合。
配电器是机动车的组成部分,其适宜地是陆基的。为此,机动车尤其具有多个车轮,这些车轮借助驱动器来驱动。机动车优选地采用无轨设计并且例如具有多个可控制的车轮,借助这些车轮可以调节机动车的前进方向。
机动车尤其是农用机械,诸如拖拉机,即农业用的牵引车、联合收割机、插秧机或施肥机。对此替选地,机动车尤其是建筑机械,诸如挖掘机、前端装载机、翻斗自卸车、侧卸车、叉车或其他商用车辆,诸如载重车辆(Lkw)或公共汽车。对此替选地,机动车例如是乘用车辆(Pkw)。
配电器尤其是用于引导电能。为此,配电器在装配状态下适宜地被布置在机动车的蓄电池与机动车的机组之间,并且借助配电器至少部分地引导了机组的所需的电能。辅助机组例如是机动车的主驱动器。但特别优选地,辅助机组是尤其不用于推动机动车而是用于执行另外的功能的辅助机组。例如,辅助机组用于提高机动车的驾驶员的舒适度。但特别优选地,尤其是如果机动车是农用机械或建筑机械的话,则借助辅助机组来执行特定的功能,机动车被设置成用于该特定的功能。例如,辅助机组是液压泵,借助该液压泵来驱动液压回路。
配电器具有电流输入端。该电流输入端适用于、尤其是被设置并设立成与蓄能器、尤其是诸如蓄电池电接触。在此优选地,蓄能器与电流输入端之间布置有诸如电缆的线路,从而借助电缆来间接地进行电接触。电流输入端适用于、尤其是被设置并设立成用于此。例如,电流输入端至少部分地借助销栓来形成,在装配状态下,电缆接线套被接驳在该销栓上。例如,借助螺母保持电缆接线套,并且销栓优选地具有相对应的外螺纹,从而使螺母可以螺接于其上。优选地,借助蓄能器提供直流电压,并且配电器适用于、尤其是被设置并设立用于此。直流电压例如具有12V、24V或48V。优选地,配电器适用于、尤其是被设置并设立成承载直流电流。优选地,配电器适用于、适宜地被设置并设立成承载至多50A至200A或100A至150A之间的电流。
另外,配电器具有电流输出端,该电流输出端例如适用于、尤其是被设置并设立成与辅助机组联接。尤其地,在装配时在电流输出端上联接有使该电流输出端与可能的辅助机组连接的线路、优选是电缆。借助配电器,例如实现了对电压的改变,从而在电流输出端上施加有比电流输入端更低或更高的电压。但特别优选地,借助配电器并不影响所施加的电压。优选地,借助配电器实现了对经由电流输出端引导的电流的限制。配电器尤其是被设置并设立用于此。因此,借助配电器例如避免了到可能的辅助机组的过载电流。
配电器此外还具有被接在电流输入端与电流输出端之间的开关元件。因此,借助对开关元件的操纵,能够中断从电流输入端到电流输出端的电流。配电器此外还包括控制单元,该控制单元以信号技术与开关元件耦合。因此,能够在开关元件与控制单元之间交换信号和/或数据。尤其地,借助控制单元至少部分地监控开关元件。由于以信号技术的耦合,因此能够至少部分地影响开关元件的功能。控制单元适用于、尤其是被设置并设立用于此。
此外,控制单元与一个接口以信号技术耦合。该接口用于以信号技术耦接机动车的总线系统。接口适用于、尤其是被设置并设立用于此。优选地,该接口符合机动车的各自的总线标准。例如,总线系统是CAN总线系统或Flexray总线系统。优选地,借助控制单元来运行接口。基于该接口,因此能够与机动车的另外的组成部分进行通信。在此,控制单元能够经由接口与另外的组成部分进行通信并且因此存在数据交换。
此外,因为控制单元还与开关元件以信号技术耦合,所以能够经由总线系统传输开关元件的状态或至少一个关于开关元件的状态的信息,其中,借助控制单元例如将开关元件的状态或关于开关元件的状态的信息直接馈入到总线系统中。对此替选地,例如,处理关于状态和/或分类方面的信息。在此,在运行中,借助接口优选将各自的类别馈入到总线系统中。因此减少了要传输的数据量。也能够借助总线系统来接收数据,结合这些数据例如至少部分地对控制单元进行重新编程并且/或者适配控制单元的功能。在此,尤其适配特定的参数。对此替选或与其组合地,依赖于经由总线系统接收的数据来影响开关元件的功能。例如,根据当前的要求来对开关编程。
因此,借助配电器影响了辅助机组,其中,无需与该辅助机组直接机械接触和/或通过信号技术接触。因此减少了布线工作量和控制工作量。因此减轻重量并简化装配。此外,易于适配控制单元和/或开关元件。
例如,通过专用的开关电路(ASIC)形成控制单元。特别优选地,控制单元附加地或替选地包括可编程的微处理器。由于可编程性,进一步改善了适配性。因此例如,在更换与电源接口联接的辅助机组时,能够相对节省时间地经由总线系统将配电器匹配到变化的规定值。特别优选地,在运行时,借助控制单元至少部分地执行诊断功能,并且例如在每次执行诊断功能时或依赖于诊断功能的结果地将结果馈入到总线系统中。因此,在机动车中存在对关于配电器、尤其是开关元件的状态的认知。例如,在运行中,在机动车的可能的显示器上输出配电器的、尤其是开关元件的状态。因此,对于机动车的用户来说基本上立刻显见了可能的辅助机组的状态,这将提高舒适度。
例如,配电器具有另外的数据输入端,借助另外的数据输入端可以产生影响,尤其是影响控制单元。适宜地,如果存在另外的数据输入端的话,如果控制单元被设计成可编程,则经由另外的数据输入端对该控制单元进行编程。在此优选地,不会经由总线系统进行编程。以这种方式,使得在总线系统发生故障时,排除了可能导致不安全行为的配电器的故障行为或至少排除了控制单元的变化。因此提高了安全性。但在此,例如在机动车的维护中,借助另外的数据输入端仍能继续影响配电器。
例如,配电器具有保险。优选地,保险电串联地接连在开关元件与电流输入端之间。借助保险因此能够防止开关元件的损坏。
优选地,开关元件具有控制输入端,控制输入端与控制单元作用连接。适宜地,经由控制输入端来驱控开关元件。优选地,在借助控制单元驱控控制输入端时,改变开关元件的开关状态并且使该开关状态例如置于导电状态或非导电状态。对此替选或与其组合地,例如,能够经由控制输入端来提高开关元件的电阻。适宜地,为了驱控开关元件,尤其是为了改变开关状态,对控制输入端施加电压,其中,开关状态依赖于所施加的电压的值。因此,在开关元件中无需附加的控制,这降低了制造成本。
优选地,配电器包括电流传感器。在此,控制单元适宜地与电流传感器连接。因此能够借助控制单元检测电流。电流传感器优选是开关元件的组成部分,从而可以借助控制单元检测借助开关元件所引导的电流。例如,开关元件为此适当地将用于实现电流传感器的各个结构元件互连。优选地,电流传感器至少部分地借助分流器形成。因此基于电流传感器能够检测开关元件的状态和/或引导到可能的辅助机组的电流。换而言之,尤其是检验了借助配电器引导的电流多大。因此能够改善监控并且尤其简化诊断。对此替选地,电流传感器例如与开关元件分立。但在此,电流传感器优选也用于测量借助开关元件引导的电流。为此,电流传感器例如与开关元件串联。
例如,借助控制单元,将借助开关元件引导的电流的值向着接口馈送并从那里馈入到总线系统中。优选地,控制单元进行此类运行。在此,例如以特定的时间间隔发送电流的值,其中,适宜地,该时间间隔是恒定的。对此替选地,当电流变化超过特定的值时进行发送。对此替选或与其组合地,当接收到用于发出流动的电流的查询时,将电流的值馈入到总线系统中。尤其地,经由接口从总线系统接收如此的查询。
例如,开关元件具有继电器。特别优选地,开关元件借助继电器形成。对此替选地,例如开关元件借助优选电串联的继电器和可能的电流传感器来形成。由于使用继电器,使得存在相对较低的电阻,并且因此能够以相对较低的损耗来实现运行。在此优选地,配电器包括容纳插接器,继电器以能脱离的方式插入到该容纳插接器中。因此能够更换继电器。对此替选地,继电器例如与配电器的另外的组成部分钎焊。
在替选方案中,开关元件具有半导体。适宜地,半导体与配电器的另外的组成部分钎焊,这提高了坚固性。尤其地,半导体具有可能存在的电流传感器。半导体尤其是半导体开关,例如是功率半导体开关。优选地,考虑使用场效应晶体管、尤其是MOSFET或IGBT作为半导体开关。因此,借助开关元件也能承载相对较大的电流,并且能够实现对电流的切换。此外,可以在不构成电弧或其他电火花的情况下切换电流,这提高了安全性。例如,开关元件借助半导体、尤其是半导体开关形成。对此替选地,开关元件还包括另外的组成部分,尤其是如继电器。例如,这些组成部分电串联或电并联。
优选地,开关元件是保护开关或包括至少一个保护开关。借助保护开关,适宜地检测所施加的电压和/或流动的电流。如果这些值中的一个值超过了特定的界限值或者其变化大于另外的界限值,则尤其中断电流流动,并且因此保护开关被置于非导电状态。因此,与控制单元无关地实现对开关元件的自行触发,这提高了安全性。借助控制单元,在运行时,优选检验保护开关的状况。对此替选或与其组合地,预先确定保护开关的触发表征,即尤其是触发保护开关、也就是切换到非导电状态的针对电流或电压的阈值。对此替选或与其组合地,例如影响导致保护开关触发、尤其是如电流升高或电压升高的其他触发表征。在此,借助控制单元,经由总线系统能够与当前的要求进行适配,并且/或者例如如果更换保护开关的话进行适配。因此能够提高安全性和可靠性。
优选地,配电器具有存储器。存储器设计为例如可写或不可写。尤其地,在存储器中保存有标定值。优选地,在制造配电器期间或至少在装配保护开关期间建立标定值。在装配期间,尤其是调整、优选调节从电流输入端流向电流输出端的电流。优选地,该电流由保护开关和/或可能存在的电流传感器来检测。因此,由于配电器的各个构件的制造公差,使得这些值之间可能产生偏差。借助标定值,尤其是将该偏差或与其相对应的值保存在存储器中。优选地,在运行中考虑标定值。因此能够考虑使用制造公差相对较高的结构元件,这降低了制造成本。在此,能够相对准确地调整可能的触发阈值,即界限值,这也提高了安全性和可靠性。
优选地,配电器具有印刷电路板,控制单元和开关元件被接驳在该印刷电路板上。例如,控制单元和/或开关元件与印刷电路板钎焊。以这种方式,提高了坚固性。优选地,在SMD(表面贴装)钎焊过程中进行钎焊(表面装配),并且控制单元和开关元件被设计为能表面装配的构件(SMD构件)。在此适宜地,开关元件是半导体或者至少包括半导体。因此能够简化装配并降低制造成本。如果例如开关元件包括继电器,则该继电器例如借助THT(穿孔插装)钎焊过程固定在印刷电路板上。特别优选的是,如果开关元件具有继电器或借助继电器形成,则可能的容纳插接器借助THT钎焊过程来固定在印刷电路板上。
适宜地,印刷电路板布置在壳体内部,该壳体例如由塑料建立,优选以注塑成型法来进行。尤其地,壳体基本上呈方形地设计,这易于装配到机动车的另外的组成部分上。壳体适宜地具有上壳和下壳,它们优选地具有基本上相同的深度。因此简化了对两个壳的建立。在装配状态下,尤其是将印刷电路板布置在这些壳之内。例如,其中至少一个壳具有缺口,接口、电流输入端和/或电流输出端引导穿过缺口。
例如,在装配状态下,印刷电路板被放置在其中至少一个壳的间隔保持器上。优选地,在装配状态下,印刷电路板保持在两个壳的间隔保持器之间,从而使该印刷电路板与壳的壁、即壳体的壁间隔开。因此,即使在壳体受到力作用的情况下,也防止印刷电路板的损坏。由于间隔元件,还避免了印刷电路板相对于壳体的运动。
例如,将两个壳相互粘接或焊接,尤其是激光焊接。但特别优选地,两个壳相互卡锁。因此能够简化制造。适当地,至少一个壳为此具有卡锁器件。优选地,其中一个壳具有卡锁凸鼻,而另一个壳具有相对应的卡锁舌或类似物,借助卡锁舌在装配状态下围嵌卡锁凸鼻。因此在不使用相对较贵的工具的情况下也能够进行装配,这降低了制造成本。尤其是能够进行手动装配。此外还能够解除卡锁,这简化维护。在运行中或至少在装配之后,也能够实现对布置在壳体之内的各个元件,诸如开关元件的更换。
优选地,在上壳与下壳之间布置有密封件。由于密封件,防止了异物颗粒、尤其是液体侵入,这提高了可靠性。因此也能将配电器布置在暴露的位置上,例如布置在机动车的外侧上。因此,简化了装配和维护。尤其地,其中一个壳具有环绕的槽,该槽的开口指向其余的壳。适宜地,在该壳之内放入密封件和其余壳的环绕的嵌榫。优选地,由于卡锁,使得密封件发生变形,这提高了密封性。尤其地,密封件由可弹性变形的材料建立,诸如橡胶。优选地,密封件设计为O形圈,这降低了制造成本。对此替选地,密封件是扁平密封件。
例如,上壳具有缺口,在该缺口之内至少部分地布置有电流输入端。电流输入端尤其是借助销栓实现,该销栓至少部分地探伸穿过缺口。优选地,在销栓与上壳之间,在缺口的区域中布置有另外的密封件,适宜为O形圈或扁平密封件,这进一步提高了密封性。尤其地,销栓具有环绕的槽,在该环绕的槽之内适宜地放入O形圈/扁平密封件。优选地,销栓在自由端部侧在其外侧上设有螺纹,从而能够使螺母等拧接在那里。因此能够将电缆接线套、螺母等固定在销栓上。对此替选地或特别优选与其组合地,配电器具有接地联接部。尤其地,接地联接部以类似于电流输入端的方式设计,从而可以使用通用件或至少相似的零件以及相似的装配步骤。尤其地,接地联接部具有销栓,该销栓布置在上壳的合适的缺口或留空部中。在此适宜地,在接地联接部与壳体之间布置有密封件,诸如O形圈或扁平密封件,该密封件适宜地布置在接地联接部的槽中。
由于接地联接部,因此能够至少部分地将配电器的组成部分、例如印刷电路板、控制单元和/或开关元件引向接地,这提高了可靠性和安全性。优选地,电流输入端和接地联接部位于上壳的相同的区段中。换而言之,它们之间的距离相对较小并且例如至多仅为上壳延伸度的四分之一。优选地,电流输入端与接地端之间布置有壁。由于壁,避免了电火花跳火并因此避免了构成电弧。因此提高了安全性。
特别优选地,壳体具有多个压板,尤其是四个压板。例如,其中每个压板具有孔眼,在装配状态下,其中分别布置有装配螺丝。因此能够使配电器接驳在机动车的另外的组成部分上。在此,例如孔眼之内存在有压缩限制件。借助该压缩限制件,使得布置在孔眼中的可能的装配螺丝的多余的拧紧扭矩被截获。换而言之,借助该压缩限制件截获了多余的拧紧力,从而避免壳体损坏。
适宜地,压板至少部分地借助上壳并部分地借助下壳形成。因此,在装配螺丝的装配时,两个壳附加地借助螺丝被相互压合,这防止它们之间的泄漏以及各个壳相互分离。
压板适宜地向外突出并且例如布置在壳体的两个相对置的侧上。换而言之,两个相对置的侧分别具有两个这样的压板。基于压板的这种布置,可以使多个配电器相互错位布置,其中,尤其是在相邻的配电器的情况下,压板彼此指向。在此,孔眼适宜地位于同一直线上,以便减小配电器之间的距离。
对此替选地,压板例如分别布置在壳体的转角区域中。因此,借助压板保护位于壳体侧面上的元件,尤其是如卡锁元件。但至少可以在装配期间防止损坏。在对此的替选方案中,壳体例如不具有压板,并且孔眼探伸穿过壳体,尤其是探伸穿过壳体的内腔。因此提高了紧凑性。
例如,上壳包括开口,借助盖封闭了该开口。尤其地,开口至少部分地呈中空柱体形地设计,并且盖例如呈罐形。在此,尤其是各自的侧壁至少部分地搭接并且适当地彼此贴靠。优选地,盖至少部分地围嵌中空柱体。尤其地,盖与上壳卡锁。为此,盖和/或上壳具有适合的卡锁元件。尤其地,卡锁舌被接驳在盖上,并且可能的卡锁凸鼻位于上壳上。因此,在其中一个卡锁舌折断时,仅需更换盖,而上壳可以继续使用。尤其地,因此无需将上壳与下壳分离。
盖尤其位于开关元件的区域中。优选地,开关元件至少部分地布置在中空柱体形地构造的开口中。因此,借助移除盖,能够实现对开关元件的视觉上的检查和/或对其进行更换。优选地,盖由与上壳相同的材料制成,尤其是塑料,并且/或者以注塑成型法制成。因此降低了制造成本。
如果开关元件不具有继电器并且尤其是借助半导体形成的话,则例如不存在开口。尤其地,在此时同样至少部分地存在中空柱体,但其端部侧是闭合的。因此能够不依赖于开关元件是否具有继电器还是半导体地使用相同的工具制造上壳。在此,尤其是在建立所需的工具中使用适合的替换嵌件。但在此情况下,无需更换下壳或其他组成部分,诸如印刷电路板。因此能够制造两种不同类型的配电器,其中,在其制造中可以使用相同的模具,这降低了制造成本。
优选地,可能的电流传感器是在可能的印刷电路板上的分流器或包括分流器,尤其是当分流器具有继电器或借助继电器形成时,该分流器适宜地与开关元件串联。如果开关元件包括半导体和/或借助其形成,则电流传感器适宜地是半导体的组成部分,其适宜地被钎焊到可能的印刷电路板上。
例如,电流输出端与接口以机械方式分开。因此能够排除电短路并提高安全性。但特别优选地,电流输出端和接口借助共同的插接器形成。因此,在装配期间,仅需将相应的对配插接器联接到插接器,其中,实现了与电流输出端电接触以及与接口以信号技术的耦合。因此简化了装配。
特别优选地,配电器具有另外的电流输出端和另外的开关元件。在此,另外的开关元件被接连在电流输入端与另外的电流输出端之间并且以信号技术与控制单元耦合。尤其地,另外的开关元件与开关元件结构相同地或至少与其相似地设计,其中,它们例如仅在最大承载电流方面有所不同。对此替选地,例如其中一个开关元件设计为继电器,而其余的设计为保护开关或者至少分别包括各自的结构元件。优选地,另外的电流输出端也借助可能的共同的插接器形成,这进一步简化装配。优选地,配电器具有多个这样的电流输出端以及相应布置的开关元件。优选地,电流输出端的数目等于开关元件的数目。优选地,配电器具有总共8个、10个或12个这样的电流输出端/开关元件。因此,借助配电器能够实现相对更多数目的可能的辅助机组的交联。在此,其中一部分开关元件适宜地设计为继电器,而其余部分设计为保护开关。
优选地,配电器根据一种方法来运行。尤其地,配电器具有控制单元,该控制单元与开关元件的可能控制输入端作用连接。换而言之,能够借助控制单元来改变开关元件的开关状态,并且例如将其从导电状态转移到非导电状态中。优选地,配电器附加地包括电流传感器,借助电流传感器例如检测借助配电器引导的电流。在此,例如检测被完整引导的电流或借助各自的开关元件引导的电流。
例如,借助控制单元至少部分地执行该方法。控制单元适用于、尤其是被设置并设立用于此。该方法设置的是,检测过载。例如,在相对较高的施加电压的情况下或特别优选是在电流大于特定的界限值的情况下存在过载。当检测到过载时,尤其调用优先级。依赖于优先级地,关断其中至少一个开关元件,从而不再借助开关元件引导电流。因此,借助配电器引导的电流下降,并且消除了过载。在此还确保了机动车的运行。例如,仅用于提高舒适度的辅助机组(诸如座椅加热器)具有相对较低的优先级。而用于执行机动车必需的特定功能的辅助机组(诸如液压油泵)具有相对较高的优先级。借助控制单元,在过载的情况下,关断与具有较低的优先级的辅助机组相配属的开关元件,从而使低优先级的辅助机组不再运行。因此,即使在发生过载的情况下,也能确保机动车的功能。
尤其地,开关元件依赖于优先级或分别所配属的辅助机组的优先级而关断,直到过载结束。因此,首先关断与相对较低优先级相配属的辅助机组。优先级尤其是至少部分地保存在控制单元中并且例如被固定地预先确定或与当前的要求相匹配。
尤其附加实施的另外的方法设置的是,经由接口发送开关元件的状况。优选地,借助控制单元,首先查询开关元件的状况,并且相应地驱控接口来发送开关元件的状态。为此,尤其地,将该状况从控制单元传动到接口。优选地,当对开关元件施加的电压变化超过界限值时,发送状态。对此替选或与其组合地,当流过开关元件的电流、即借助开关元件承载的电流变化大于界限值时,发送状态。因此,在机动车的另外的组成部分中,诸如在中央控制部中,存在关于开关元件的状态变化的认知,尤其是其承载的电流变化的认知。因此能够尤其是检验辅助机组是否按规定运行。
对此替选或与其组合地,当经由接口接收到请求时,经由控制单元查询开关元件的状况,并且经由接口发送该状况。对此替选或与其组合地,以特定的时间间隔发送开关元件的状况,其中,该时间间隔优选是恒定的。
适宜地,配电器用于执行其中至少一个方法。
附图说明
下面结合附图详细说明本实用新型的实施例。其中:
图1示意性示出具有配电器的机动车;
图2立体地示出配电器;
图3示出具有联接的线路的根据图3的配电器;
图4示出根据图3的配电器的俯视图;
图5示出具有取下的盖的根据图2的配电器;
图6立体地以部分截面图示出配电器;
图7示出用于运行配电器的方法;
图8以俯视图示出配电器的替选的设计方式;以及
图9以部分剖开图示出根据图8的配电器。
彼此相应的部分在各图中标有相同的附图标记。
具体实施方式
图1示意性地简化示出了形式为农用机械的机动车2。机动车2 具有多个车轮4,这些车轮借助未详细示出的驱动器来驱动。借助该驱动器,还经由发电机向蓄电池6馈电,借助该蓄电池提供24V的直流电压。蓄电池6借助电缆8与配电器10电连接。电缆8单芯或双芯地构建,并且因此基于电缆8也对配电器10施加直流电压。
配电器10借助第一线路12与第一辅助机组14电接触以及借助第二线路16与第二辅助机组18电接触。因此,借助配电器10实现对第一辅助机组14和第二辅助机组18的通电。第一辅助机组14是座椅加热器,而第二辅助机组18是液压泵,借助液压泵驱动未详细示出的液压回路。
另外,配电器10与机动车2的总线系统20联接,总线系统是CAN 总线系统。总线系统20还与车载计算机22以信号技术连接,车载计算机是机动车2的中央的控制部。因此,借助总线系统20能够在车载计算机22与配电器10之间交换信号和/或数据。
图2中立体地示出了处于未装配状态下的配电器10的第一实施方式,并且图3中示出其处于联接状态。图4中以俯视图示出了配电器 10。配电器10具有基本上呈方形的壳体24,该壳体包括借助卡锁元件 30相互卡锁的上壳26和下壳28。在此,壳体24的四个不同侧上分别存在有其中一个卡锁元件30,这些卡锁元件分别包括卡锁凸鼻32和呈 U形的卡锁舌34。呈U形的卡锁舌34是下壳28的组成部分,而卡锁凸鼻32分别借助上壳26形成。
此外,壳体24具有总共四个压板36,这些压板位于壳体24的两个相对置的侧上。在此,这两个侧中的每个侧分别配属有朝外的两个压板36。配属于同一侧的卡锁元件30位于既借助上壳26又借助下壳 28部分地形成的压板36之间。压板36分别具有孔眼38,在装配状态下,这些孔眼之内分别布置有装配螺丝40。此外,每个孔眼38之内布置有压缩限制件42,借助压缩限制件来限制借助各自的装配螺丝40施加到壳体24上的力。
装配螺丝40在装配状态下以其自由端部旋入到机动车2的另外的组成部分中,诸如其车身或类似物中,从而借助四个装配螺丝40使配电器10相对安全地被保持。在此,由于压缩限制件42而限制了作用于壳体24上的力,从而消除了变形。
上壳26具有插接器44,总线系统20和两个线路12、16在装配状态下联接在该插接器上。为此,插接器44包括接口46和多个电流输出端48。在装配状态下,总线系统20与接口46以信号技术耦合。在装配状态下,其中一个线路12、16与其中每个电流输出端48电接触。换而言之,给其中每个电流输出端48分别配属有其中一个线路12、 16。总之,接口46以及电流输出端48借助共同的插接器44来形成。在装配状态下,插接器44中插入相应的对配插接器50,该对配插接器至少部分地具有两个线路12,16。配电器12包括总共12个这样的电流输出端48。换而言之,能够为配电器10提供总共十二个辅助机组。
另外,借助另外的卡锁元件52使盖54以能脱离的方式与上壳26 联接。上壳26、下壳28以及盖54分别以注塑成型法由相同的塑料建立。盖54呈罐状地设计并且具有另外的卡锁元件52的卡锁舌56,上壳26的相应的卡锁凸鼻58围嵌卡锁舌。此外,上壳26具有总共两个缺口60,在其之内分别布置有销栓62。其中每个销栓62在端部侧具有外螺纹,在装配状态下,分别将螺母64螺接到该外螺纹上。在此,借助各自的螺母64保持电缆接线套66,电缆接线套安置到各自的销栓 62上。
其中一个销栓62形成电流输入端68,并且在装配状态下,电缆8 与该电流输入端联接。其余的销栓62形成接地联接部70,在装配状态下,接地缆72与接地联接部联接,图3中仅示出其中的电缆接线套66。借助接地缆72接触机动车2的未详细示出的车身,从而使得接地联接部70在装配状态下引导至接地。两个销栓72之间布置有呈S形的壁 74,该壁成形在上壳26的表面上。借助壁74,防止了电火花跳火,并且因此防止两个销栓62之间、即电流输入端68与接地联接部70之间构成短路。如图4所示,由于壁74的呈S形的设计提供了用于电缆8 和接地缆72的止挡。借助盖54或对配插接器50形成另外的止挡。因此能够使电缆8以及接地联接部70相对于各自的销栓72在有限的区域内枢转,这便于将配电器10装配在机动车中。
图5中立体地示出了具有取下的盖54的配电器10。在装配状态下,盖54封闭了具有矩形或方形的横截面的中空柱体形的开口76。在此,罐形的盖54以其侧向的壁圆周侧地贴靠在开口的中空柱体形的边界78上。开口76之内存在有多个开关元件80,这些开关元件分别设计为保护开关、继电器或这两者。换而言之,保护开关80例如分别包括继电器。在本例中,存在5个分别同类的保护开关和7个分别同类的继电器作为开关元件80。开关元件80被插入到配电器10的相应的容纳插接器82中。借助取下盖54,能够从容纳插接器82移除开关元件80并且用另外的开关元件80来替代。
图6中以剖图示出了配电器10。容纳插接器82被钎焊在印刷电路板84上。因此,开关元件80被接驳在布置在壳体24之内的印刷电路板84上。上壳26和下壳28上成形有朝内指向的间隔保持器86,借助间隔保持器将印刷电路板84稳定地保持在两个壳26、28之间,其中,由侧向的壁将它们间隔开。
下壳28在其边缘处具有环绕的槽88,上壳26的对应的嵌榫90 被嵌入到环绕的槽中。它们之间布置有形式为O形圈的密封件92。在未详细示出的变型方案中,考虑使用扁平密封件作为密封件92。由于借助卡锁元件30使两个壳卡锁,使得密封件92发生弹性变形,从而使两个壳26、28密封地相互连接。在开口76的中空柱体形的边界78 上自由端部侧地也安置有另外的密封件94,该另外的密封件同样设计为O形圈。在未详细示出的变型方案中,考虑使用扁平密封件作为另外的密封件94。借助盖54围嵌该另外的密封件,盖在该区域中具有阶 96。在此,由于另外的卡锁元件52,使另外的密封件94也发生弹性和 /或塑性变形,从而防止湿气或其他异物颗粒侵入。
销栓62同样具有环绕的槽98,在该环绕的槽之内放入附加的密封件100。附加的密封件100同样设计为O形圈并且在外侧地贴靠在开口60的边界上。因此也避免了异物颗粒或液体穿过开口60侵入。
另外,在印刷电路板84上钎焊有具有多个单独芯片和可编程的处理器的控制单元102。控制单元102经由印刷电路板84的未详细示出的导体迹线以及经由联接插接器82与其中每个开关元件80的控制输入端104连接。因此能够借助控制单元102来影响开关元件80的开关状态以及开关元件80的触发表征。因此,尤其能够借助控制单元102 来改变并例如重新编程设计为保护开关的开关元件80的触发表征。但至少能够调整参数。此外,控制单元102还经由导体迹线和联接插接器82与开关元件80的电流传感器106连接。借助电流传感器106,在运行中检测借助其中每个开关元件80引导的电流,并且尤其依赖于此地改变设计为保护开关的开关元件80的开关状态。因此,被检测到的电流的值不仅能被考虑用于开关元件80内部的处理,而且还能被传导给控制单元102。电流传感器106例如是可能的继电器/保护开关的固有的组成部分或者借助分流器形成,分流器适宜地直接布置在印刷电路板84上。优选地,其中每个电流传感器106分别是其中一个开关元件80的组成部分,因此开关元件分别具有能从印刷电路板84移除的组成部分(即插入到容纳插接器82中的继电器/保护开关)以及不能移除的组成部分(即电流传感器106)。在对此的替选方案中,电流传感器106与开关元件80是分立的构件。
总之,开关元件80以信号技术与控制单元102耦合,该控制单元经由为详细示出的导体迹线还与接口46以信号技术耦合。因此,借助控制单元102能够实现经由总线系统20接收数据,尤其是根据这些数据来改变保护开关80的触发表征。为此,借助控制单元102,例如对保护开关80进行重新编程或者至少改变被保存在那里的参数。还能够实现的是,借助控制单元102经由接口46将例如对应于保护开关80 的状态的数据馈入到总线系统20中。另外能够实现的是,借助控制单元102改变开关元件80的状态,并且例如将开关元件置于导电状态或非导电状态。适宜地,这一过程是根据借助车载计算机22馈入到总线系统20中的经由接口46接收到的指令来进行。
其中每个开关元件80被电接连到共同的电流输入端62以及各自的电流输出端48之间。因此,共同的插接器44具有与开关元件80数目相同的电流输出端48。借助接通开关元件80,因此建立了通向各自的电流输出端48电流流动,其中,在关断各自的开关元件48的情况下,中断了通向各自的电流输出端48的电流流动。因此,借助开关元件80,使与分别配属的电流输出端48联接的辅助机组通电。
图7中示出了用于运行配电器10的方法108。在第一工作步骤110 中,经由接口46接收使所有辅助机组14、16通电的请求。例如,在机动车2起动时或者当借助车载计算机22接通点火系统时,建立该信号并且馈入到总线系统20中。借助接口46接收该请求,并且借助控制单元102进行处理。因此,借助控制单元102,对开关元件80的控制输入端104施加适当的电压,从而使这些开关元件被置于导电状态。因此建立了从电流输入端62经由开关元件80到电流输出端48的电流流动。
在随后尤其是循环重复的第二工作步骤112中,借助控制单元102 查询借助电流传感器106检测到的流过各自的开关元件80的电流的值。借助接口46将该值馈入到总线系统20中,从而使该值可以被车载计算机22检测到。因此通过车载计算机22能够实现对辅助机组14、 18的通电的检验,其中,无需直接查询在辅助机组14、18中的状态。
在尤其是与第二工作步骤112同时和/或继第一工作步骤110之后连贯地实施的第三工作步骤114中,检验施加于其中一个开关元件80 上的电压是否变化超过界限值。此外,监控流过开关元件80的电流是否变化超过界限值。在此,以如下方式选择界限值,即,使得只有当分别所配属的辅助机组14、16发生故障时才发生超过。
如果电压或电流超过界限值,则执行第四工作步骤116,其中,将各自的开关元件80切换到非导电状态。由于开关元件80设计为保护开关,使得这一步骤尤其是与控制单元102无关地进行。此外,在第四工作步骤116中,经由接口46发送已经实现了这种变化的那个开关元件80的状况。因此,在车载计算机22中,存在关于电压变化或电流变化的认知,从而能够向机动车2的用户通知故障。
另外,方法108设置的是,执行第五工作步骤118。该工作步骤尤其是与第二工作步骤112和/或第三工作步骤114同时进行。在第五工作步骤118中,检测过载120。例如,该过载因经由配电器10的临界电流流动所导致,其中,流过开关元件80的电流分别小于触发保护开关所需的电流。换而言之,电流分别保持在界限值以下。
在随后的第六工作步骤122中,调用保存在控制单元102的未详细示出的存储器中的优先级124。例如,借助车载计算机22预先给定优先级124,并且优选依赖于当前事实来适配。对此替选地,在装配辅助机组14、18时实现对优先级124的确定。在此,在作为座椅加热器的第一辅助机组14中,配属了较低的优先级,而在第二辅助机组18 中,配属了较高的优先级。该优先级也用于开关元件80,借助这些开关元件切换各自的电流输出端48。
在随后的第七工作步骤126中,依赖于优先级地关断开关元件80。在此,首先关断最低优先级的开关元件80。重复该步骤,直到过载120 结束。因此,如果存在多个辅助机组,则依次关断这些辅助机组,直到借助配电器10引导的电流又在临界电流以下。如果完成这一工作步骤,则执行第八工作步骤128,并且不再改变开关元件80的开关状态。如果借助配电器10引导的电流继续下降,则尤其借助控制单元102以颠倒的次序来操纵开关元件80,直到进一步操纵附加的开关元件80时重新出现过载120。尤其地,接通开关元件80的数目提高,直到借助配电器10引导的电流刚好在临界电流以下。
图8中立体地以俯视图并且在图9中以剖开的方式示出了配电器 10的第二实施方式。具有孔眼38的压板36位于壳体24的转角处并且由上壳26和下壳28部分地形成。此外,不存在盖54和开口76,并且上壳26在前述实施方式的开口76的区域中被封闭,其中,在那里存在阶130。而壳体24并未发生其他变化,从而能够使用相同的工具来制造各个元件,其中,在开口76的区域中,在注塑成型法中考虑使用改变的替换嵌件。
壳体24之内还布置有印刷电路板84,开关元件80接驳在该印刷电路板上。这些开关元件又分别被电接连在电流输入端68以及分别所配属的电流输出端48之间。但与前述实施方式相比,开关元件80是半导体,即MOSFET,其适宜地包括可能的电流传感器106。配电器10的这种实施方式的控制单元除了改变用于开关元件80的驱动电路外没有其他变化,并且相应于前述实施方式。因此,只有开关元件80被设计为半导体,而壳体24与该实施方式相协调。在未详细示出的变型方案中,在该实施方式中,压板36根据第一实施方式来设计,而在另外的实施方式中,在配电器10的第一实施方式的情况下,压板36布置于壳体44的转角区域中。
总之,配电器10具有印刷电路板84,其配备有容纳插接器82,因此,这些容纳插接器是插座。借助控制单元102,经由接口46实现了到总线系统20的接驳。控制单元102因此用于对开关元件80的通信和驱控。另外,经由接口46查询诊断功能,诸如负载电流、电压或输出端的状况,其中,借助控制单元102建立/处理相应的请求,并且各自的结果经由接口46从控制单元102馈入到总线系统20中。因此实现了机动车2的交联,并且在相对紧凑的壳体24中实行这些功能。
另外能够实现的是,在已经借助接口46完成安装之后,经由控制单元102配置开关元件80的各项功能。因此尤其能够实现的是,改变额定电流、特性曲线和/或优先级124,其中,经由总线系统20接收相应的指令。借助密封件92、94、100密封壳体24。由于另外的卡锁元件52,使得即使没有工具也能手动打开壳体24。
本实用新型并不局限于前文描述的实施例。确切而言,在不脱离本实用新型主题的情况下,本领域技术人员也能由此推导出本实用新型的其他变型方案。尤其地,在不脱离本实用新型主题的情况下,所有结合各个实施例描述的单个特征也能以其他方式相互组合。
附图标记列表
2 机动车
4 车轮
6 蓄电池
8 电缆
10 配电器
12 第一线路
14 第一辅助机组
16 第二线路
18 第二辅助机组
20 总线系统
22 车载计算机
24 壳体
26 上壳
28 下壳
30 卡锁元件
32 卡锁凸鼻
34 卡锁舌
36 压板
38 孔眼
40 装配螺丝
42 压缩限制件
44 插接器
46 接口
48 电流输出端
50 对配插接器
52 另外的卡锁元件
54 盖
56 卡锁舌
58 卡锁凸鼻
60 缺口
62 销栓
64 螺母
66 电缆接线套
68 电流输入端
70 接地联接部
72 接地缆
74 壁
76 开口
78 边界
80 开关元件
82 容纳插接器
84 印刷电路板
86 间隔保持器
88 槽
90 嵌榫
92 密封件
94 另外的密封件
96 阶
98 槽
100 附加的密封件
102 控制单元
104 控制输入端
106 电流传感器
108 方法
110 第一工作步骤
112 第二工作步骤
114 第三工作步骤
116 第四工作步骤
118 第五工作步骤
120 过载
122 第六工作步骤
124 优先级
126 第七工作步骤
128 第八工作步骤
130 阶。

Claims (11)

1.机动车(2)的配电器(10),所述配电器具有电流输入端(68)和电流输出端(48),在所述电流输入端与所述电流输出端之间接连有开关元件(80),并且所述配电器包括控制单元(102)和用于以信号技术耦合总线系统(20)的接口(46),其特征在于,所述控制单元(102)以信号技术与所述接口(46)和所述开关元件(80)耦合。
2.根据权利要求1所述的配电器(10),
其特征在于,
所述开关元件(80)的控制输入端(104)与所述控制单元(102)作用连接。
3.根据权利要求1或2所述的配电器(10),
其特征在于,
所述控制单元(102)与所述开关元件(80)的电流传感器(106)连接。
4.根据权利要求1或2所述的配电器(10),
其特征在于,
所述开关元件(80)包括半导体。
5.根据权利要求1或2所述的配电器(10),
其特征在于,
所述开关元件(80)是保护开关。
6.根据权利要求1或2所述的配电器(10),
其特征在于具有
印刷电路板(84),所述控制单元(102)和所述开关元件(80)接驳在所述印刷电路板上,并且所述印刷电路板布置在壳体(24)内,所述壳体具有相互卡锁的上壳(26)和下壳(28),并且在所述上壳与所述下壳之间布置有密封件(92)。
7.根据权利要求1或2所述的配电器(10),
其特征在于,
所述电流输出端(48)和所述接口(46)借助共同的插接器(44)形成。
8.根据权利要求1或2所述的配电器(10),
其特征在于具有
另外的电流输出端(48)和另外的开关元件(80),所述另外的开关元件接连在所述电流输入端(68)与所述另外的电流输出端(48)之间,其中,所述控制单元(102)以信号技术与所述另外的开关元件(80)耦合。
9.根据权利要求1或2所述的配电器(10),其特征在于,当检测到过载(120)时,所述开关元件中的一个开关元件(80)依赖于优先级(124)地被关断。
10.根据权利要求1或2所述的配电器(10),其特征在于,当施加在所述开关元件(80)上的电压和/或流过所述开关元件的电流变化超过界限值时,经由所述接口(46)发出所述开关元件(80)的状况。
11.根据权利要求1所述的配电器(10),其特征在于,所述配电器是农用机械或建筑机械的配电器。
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