DE10109078A1 - Kraftfahrzeug - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Kraftfahrzeug beschrieben, das eine Reihe von elektrischen Verbrauchern zur Stromversorgung eine Hochvoltbatterie und Verbindungsleitungen mit Steckern zwischen diesen aufweist. DOLLAR A Zur Vermeidung starker Kontaktbelastung und Vermeidung von Lichtbögen wird vor dem Trennen eines Steckers die Stromversorgung unterbrochen.
Description
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des An
spruchs 1.
Die Verwendung der Niederspannungstechnik, z. B. mit einer Batteriespannung von
12 V ist das Abziehen eines Steckers unter Strombelastung problemlos.
Wird jedoch, wie heute angestrebt wird, eine Stromversorgung mit deutlich höherer
Spannung eingesetzt, so treten beim Abziehen eines Steckers unter Strombelastung
Lichtbögen auf, die die Kontakte zerstören. Es werden Entwicklungen vorangetrie
ben, die durch entsprechende Materialwahl oder eine entsprechende konstruktive
Ausbildung die Auswirkungen dieser Lichtbögen reduzieren sollen, was zu Mehrkos
ten führt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Lösung zu finden, die die geschilder
ten Probleme vermeidet, jedoch keine nennenswerten Mehrkosten verursacht.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprü
che beinhalten Ausgestaltungen der generellen Lösung.
Die Erfindung schafft eine Lösung, bei der beim Arbeiten am Fahrzeug und dabei
beim Abziehen eines Steckers kein Stromfluss über die Hochvoltkontakte mehr mög
lich ist.
Wie die Ausführungsbeispiele zeigen werden, sind unterschiedliche Lösungen mög
lich.
Anhand der Ausführungsbeispiele der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel mit zentralem Schalter
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel mit Abschaltung am einzel
nen Stecker
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel mit schwenkbarem Stecker
In Fig. 1 ist eine Batterie 1 mit z. B. 42 V gezeigt, die über einen Schalter 2 und Ste
cker 3 mit Verbrauchern 4 verbunden ist. Der Schalter 2 ist hier ein Teil eines Relais
oder eines Mosfet 5, das von einem Steuergerät 6 angesteuert wird. Dem Steuerge
rät 6 werden Signale A, B und C zugeführt, die eine geöffnete Motorhaube (A), einen
geöffneten Kofferraumdeckel (B) und eine geöffnete Fahrzeugtür (C) signalisieren.
Diese Signale sind in jedem Fahrzeug vorhanden. Diese Signale veranlassen das
Steuergerät den Schalter 2 zu öffnen, also die Stromversorgung zu den Verbraucher
4 zu unterbrechen, unabhängig davon, ob die Zündung ein- oder abgeschaltet ist.
Die Signale A bis C signalisieren das wahrscheinliche Stehen des Fahrzeugs; bei
Stand könnte am Fahrzeug gearbeitet werden und es könnten auch Stecker gezogen
werden. Deshalb vorsorglich die Abschaltung. Über ein weitere Klemme wird ein Sig
nal V eingespeist, das anzeigt, dass das Fahrzeug fährt. Diese Signal V bewirkt,
dass der Schalter 2 geschlossen wird: Im Fall des Fahrens wird kein Stecker gezo
gen. Ein weiteres Schließsignal D wird eingespeist, wenn am Fahrzeug eine Diagno
se durchgeführt werden soll. Hierbei sollen die Verbraucher an die Stromversorgung
angeschlossen sein. Stecker werden hierbei nicht gezogen. Dieses Signal kann z. B.
vom Servicetester oder von einem gesonderten Schalter geliefert werden, der vom
Servicemann betätigt wird.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist in den Stecker 20a/20b zu dem Verbraucher
21 ein übliches Steuergerät 20 mit Signalverarbeitung der Ein- und Ausgangssignale
in der Regel durch einen MC und wie es z. B. zur Fensterhebersteuerung bekannt ist,
eingeschaltet, das die Stromzuführung von der Klemme 22 zum Verbraucher 21
durch Ansteuern einer Endstufe 23 (oder alternativ eines Schalters) vor dem Abzie
hen der Steckerteile 20a oder 20b unterbricht. Hierzu sind Hilfskontakte 24 am Aus
gang und 25 am Eingang vorgesehen, die so ausgelegt sind, dass vor dem Trennen
des Steckerteils 20a oder 20b vom Gegenpol diese Hilfskontakte aufgetrennt wer
den. Den unterbrochene Stromfluss über diese Kontakte 24 oder 25 wertet ein Microcontroller
26 aus und schaltet die Endstufe (den Schalter) 23 im Sinne einer Unter
brechung der Stromzufuhr ab. Üblicherweise sind im sogenannten sleep mode alle
Ausgänge des MC so geschaltet, dass keine Endstufen angesteuert werden.
Der Microcontroller 26 ist über Klemmen 27 mit einer Niederspannungsquelle (z. B.
12 V) verbunden. Mann kann alternativ auch die Kontakte 28 dieser Klemmen oder
eine davon durch Steckergestaltungen entsprechend ausbilden und somit die Unter
brechung dieser Stromversorgung des Microcontrollers zum Erkennen der beabsich
tigten Trennung des Kontakts 20a ausnutzen und die vorzeitige Abschaltung der
Endstufen der Lastschaltungen bewirken.
Alternativ zur 12 V Leitung kann auch ein Sensorausgang verwendet werden, wel
chen der MC auf Unterbrechung erkennt, wenn dieser Steckkontakt geöffnet oder
getrennt wird.
Umgekehrt werden die Hilfskontakte 24 und 25 oder die Kontakte 28 beim Wieder
einstecken der Kontakte 20a', bzw. 20b' der Steckerteile 20a, bzw. 20b dazu ausge
nutzt, die Unterbrechung der Stromversorgung nach der Kontaktherstellung 20a',
20b' aufzuheben, da sie ja erst nach Herstellung dieser Kontaktverbindung 20a',
bzw. 20b' den Microprozessor entsprechend ansteuern und somit den Stromkreis
wieder schließen, d. h. die Endstufen der Lastschaltungen wieder aktivieren.
In diesem Beispiel hat das Steuergerät 20 einen Eingangsstecker 20a und einen
Ausgangsstecker 20b. Beide Stecker können auch zu einem gemeinsamen Stecker
ähnlich Fig. 3 zusammengefasst werden.
Die Steuergeräte sind üblicherweise über einen Datenbus vernetzt. Der entspre
chende Signaleingang ist mit 29 bezeichnet. Hier kann z. B. bei einer Steckertren
nung über den Datenbus bei allen Steuergeräten die Hochvoltstromzuführung unter
brochen werden.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel bei dem der linke Teilstecker 20a der Fig. 2 als
Schwenkstecker 30 ausgebildet ist. Dieser enthält hier nur vereinfacht den Kontakt
31 für die Hochspannungsversorgung und einen Kontakt 32, z. B. für die 12 V-
Stromversorgung des Microcontrollers 33 oder eines anderen Signaleingangs. Hier
ist es besonders einfach zu realisieren, den Kontakt 31 bei Ziehen des Steckers vor
dem Kontakt 32 zu trennen. Auch hier wäre die Verwendung von Hilfskontakten
möglich. Auch ist es möglich einen Schalter 34 vorzusehen, der bei Wegklappen des
Steckers 30 aus der am Modul 35 anliegenden ausgezogen gezeichneten Stellung in
die gestrichelt gezeichnete Stellung vor Trennung des Kontakts 31 öffnet und damit
die Unterbrechung der Stromversorgung auslöst.
Claims (13)
1. Kraftfahrzeug, das 1.) eine Reihe von elektrischen Verbrauchern (4), 2.) zur
Stromversorgung eine Hochvoltbatterie (1) oder einen entsprechenden Gene
rator und 3.) Verbindungsleitungen mit Steckern (3) zwischen der Batterie (1)/
dem Generator und den Verbrauchern aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass
die Stromversorgung über eine Abschalteinrichtung unterbrochen wird, bevor es
zur Trennung von Kontakten (3) der Hochvoltstromversorgung kommt.
2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromver
sorgung durch einen zentralen Schalter(2) unterbrochen wird.
3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zentrale
Schalter (2) bei geöffneter Motorhaube (Signal A) und/oder bei einem geöffne
ten Kofferaumdeckel (Signal B) und/oder bei einer geöffneten Fahrzeugtür
(Signal C) die Unterbrechung bewirkt.
4. Kraftfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbre
chung bei fahrendem Kraftfahrzeug unterbunden wird (Signal v)
5. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
dass ein Diagnoseschalter (Signal D) vorgesehen ist, bei dessen Betätigung die
Unterbrechung aufgehoben wird.
6. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einem Stecker
(20a, 20b) ein Steuergerät (20), insbesondere mit einer Signalverarbeitung der
Ein- und Ausgangssignale, zugeordnet ist, das mittels einer Hilfseinrichtung bei
beginnender Steckertrennung, aber vor der Trennung der Kontakte (20a', 20b')
für die Hochvoltversorgung aktiviert wird und das dann die Unterbrechung der
Stromversorgung bewirkt und das umgekehrt beim Steckerwiederverbinden erst
nach dem Verbinden der Kontakte (20a', 20b') der Hochvoltversorgung mittels
der Hilfseinrichtung wieder deaktiviert wird und damit die Unterbrechung der
Stromversorgung wieder aufhebt.
7. Kraftfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsein
richtung Hilfskontakte (24, 25) sind, die durch die Gestaltung des Steckers,
beim Trennen des Steckers, früher getrennt werden als die Hochstromkontakte.
8. Kraftfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsein
richtung Kontakte (27) einer Niedervoltstromzuführung zu dem Steuergerät (20)
sind.
9. Kraftfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsein
richtung eine Steuerleitung (z. B. Sensorleitung) ist.
10. Kraftfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, Hilfseinrichtung ein in
das Steuergerät eingebauter Schalter (34) ist, der bei Steckertrennung betätigt
wird und dann das Steuergerät aktiviert.
11. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
dass das Steuergerät (20) eine in die Stromversorgung eingeschalte Endstufe
(23) betätigt
12. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens ein Steckerteil als Schwenkstecker (30) ausgebildet sind.
13. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
dass das Signal zur Hochstromunterbrechung mittels eines Datenbus bei meh
reren angeschlossenen Geräten die Stromunterbrechung auslöst.
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