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TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung betrifft ein System zur kontaktlosen Energieübertragung zwischen einem ersten Fahrzeugteil und mindestens einem relativ zu dem ersten Fahrzeugteil variablen positionierbaren Abnehmer, ein Verfahren zum Übertragen von Energie zwischen einem ersten Fahrzeugteil und mindestens einem relativ zu dem ersten Fahrzeugteil variabel positionierbaren Abnehmer in einer Passagierkabine eines Fahrzeugs sowie ein Flugzeug mit einem derartigen System, das genanntes Verfahren ausführen kann.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Systeme zur Energieübertragung zwischen einem Fahrzeugteil und einem bewegbaren Abnehmer sind aus dem Stand der Technik bekannt. Besonders zum Bereitstellen einer möglichst flexiblen Umkonfigurierbarkeit einer Kabine eines Fahrzeugs werden für den Anschluss von Geräten in Passagiersitzen an ein Strom- oder Datennetzwerk häufig Sitz-zu-Sitz-Verkabelungen verwendet, alternativ auch Anschlussleitungen von einem Fahrzeugfußboden zu darauf angeordneten Passagiersitzen, Bordküchen oder anderen Monumenten.
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Bei der Reinigung von Kabinen größerer Fahrzeuge, beispielsweise von Verkehrsflugzeugen, können Staubsauger, Dampfreiniger, Teppichshampoonierer und andere Reinigungsgeräte eingesetzt werden, die an Bord mit Strom versorgt werden müssen. Hierfür können sich in der Passagierkabine Steckdosen befinden, die fest mit einer konventionellen Fahrzeugverkabelung verbunden sind und im Falle des Verkehrsflugzeugs nach der Landung beim Aufenthalt am Boden die betreffenden Geräte ausschließlich nur dann mit Energie versoren, wenn ein speziell dafür vorgesehener Serviceschalter im Eingangsbereich von vorderen Türen aktiviert wird. Spezielle Sicherungsmechanismen, z. B. Fehlerstromschutzschalter, schützen den Nutzer vor gesundheitlichen Schäden oder Tod bei Funktionsstörungen. Diese konventionelle Verkabelung ist besonders bei Flugzeugen aufgrund des erhöhten Gewichts nachteilig.
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In der Druckschrift
DE 10 2008 024 217 A1 wird ein System zur kontaktlosen, induktiven Daten- und Energieübertragung zwischen einem ersten Fahrzeugteil und einem zweiten Fahrzeugteil mit Hilfe von aus Primärwicklungen und Sekundärwicklungen gebildeten Übertragern offenbart, das sich auf die Bereitstellung einer Energieversorgung von Geräten und Einrichtungen in Passagiersitzen oder anderen zweiten Fahrzeugteilen bezieht, gleichzeitig auch das Übertragen eines auf die anliegende Wechselspannung hochfrequent modulierten Datenstroms ermöglicht. Die mit Energie und Daten versorgten zweiten Fahrzeugteile können an verschiedenen Stellen innerhalb der Passagierkabine angeordnet werden, ohne aufwändige Sitz-zu-Sitz-Verkabelungen modifizieren zu müssen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Demnach ist die Aufgabe der Erfindung, ein System zur Energieübertragung in einer Passagierkabine eines Fahrzeugs vorzuschlagen, welches ein möglichst geringes Gewicht aufweist, dennoch ohne aufwändige Modifikationsarbeiten an bestehenden Systemen eine zuverlässige Energieversorgung von Geräten erlaubt, die an Bord des Fahrzeugs gebracht werden, insbesondere von Reinigungs- und Wartungsgeräten.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein System zur kontaktlosen Energieübertragung zwischen einem ersten Fahrzeugteil und mindestens einem relativ zu dem ersten Fahrzeugteil variabel positionierbaren Abnehmer in einer Passagierkabine eines Fahrzeugs, das eine erste Steuereinheit mit einem Spannungseingang und mindestens einem Primärspannungsausgang aufweist, eine Mehrzahl von an dem ersten Fahrzeugteil positionierbare Primärwicklungen, die mit dem Primärspannungsausgang der ersten Steuereinheit verbindbar sind, eine zweite Steuereinheit mit einem Sekundärspannungseingang und einem Spannungsausgang und eine an dem Abnehmer angeordnete Sekundärwicklung, die mit dem Sekundärspannungseingang der zweiten Steuereinheit verbindbar ist. Der Abnehmer ist derart relativ zu den Primärwicklungen positionierbar, dass zwischen der Sekundärwicklung und einer Primärwicklung ein Übertrager zum Induzieren einer Spannung von der Primärwicklung in die Sekundärwicklung und daher zum Übertragen einer elektrischen Leistung von der ersten Steuereinheit an die zweite Steuereinheit gebildet wird.
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Erfindungsgemäß ist der Abnehmer eine Spannungsbereitstellungseinheit mit einem Anschluss zum Versorgen externer Verbraucher und die erste Steuereinheit ist mit einer Betriebsartenumschalteinrichtung verbunden, die dazu eingerichtet, bei einer Betriebsart des Fahrzeugs die Verbindung derjenigen Primärwicklungen zu der ersten Steuereinheit zu unterbrechen, die einen Übertrager mit einer Sekundärwicklung der Spannungsbereitstellungseinheit bilden.
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Die wesentlichen Aspekte des erfindungsgemäßen Systems liegen demnach darin, ortsvariabel Übertrager mit Hilfe von Primärwicklungen und Sekundärwicklungen herzustellen, die in der Lage sind, elektrische Energie kontaktlos durch Induktion von Primärwicklungen an Sekundärwicklungen zu übertragen. Generell ist der grundsätzliche Aufbau bereits aus der in der Einleitung genannten Druckschrift
DE 10 2008 024 217 A1 bekannt. Das erfindungsgemäße System könnte damit als ein Energie- und Datenübertragungssystem ausgeführt sein, bei dem zweite Fahrzeugteile an dem ersten Fahrzeugteil angeordnet werden können, um dort zwischen betreffenden Primärwicklungen und Sekundärwicklungen Übertrager zum Übertragen von Energie und Daten zu bilden. Die zweiten Fahrzeugteile könnten beispielsweise Passagiersitze sein, an denen Sekundärwicklungen angeordnet sind. Die erste Steuereinheit könnte mit einer Modulationseinrichtung ausgestattet sein, die ein hochfrequentes Aufmodulieren von Datenströmen auf eine zu induzierende Spannung erlaubt, wobei gleichzeitig in den zweiten Fahrzeugteilen zweite Steuereinheiten angeordnet sein können, die durch eine entsprechende Demodulationseinrichtung die auf die induzierte Spannung aufmodulierte Daten wieder in verwendbare Datenströme umwandelt. Erfindungsgemäß sind zusätzlich hierzu auch weitere Abnehmer an dem ersten Fahrzeugteil positionierbar, die als Spannungsbereitstellungseinheiten ausgeführt sind und den Betrieb von mit an Bord des Fahrzeugs geführten Geräten zur Reinigung oder Wartung erlauben, wobei durch die Betriebsartenumschalteinrichtung eine Sicherheitsfunktion realisiert wird, die ein versehentliches Betreiben während einer vorgegebenen Betriebsart, d. h. insbesondere der Passagierbeförderung, ausschließt.
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Die Spannungsbereitstellungseinheit ist bevorzugt eine kompakte, leichte und einfach tragbare Baueinheit, die sich bei der Wartung oder Reinigung, in die Fahrzeugkabine bringen lässt, um dort bei Bedarf relativ zu dem ersten Fahrzeugteil positioniert zu werden. Alternativ dazu könnte diese auch bereits während des herkömmlichen Fahrzeugbetriebs an dem ersten Fahrzeugteil arretiert sein. Die Spannungsbereitstellungseinheit könnte damit etwa als eine „mobile Steckdose” betrachtet werden, die einen Befestigungsrahmen mit einer Arretiereinheit aufweisen könnte, welche eine Arretierung etwa an einer gängigen Sitzschiene mit Zollraster erlaubt und innerhalb der Kabine bzw. relativ zu dem ersten Fahrzeugteil völlig variabel anbringbar ist und praktisch an jedem Ort, der Primärwicklungen aufweist, einen Anschluss für Verbraucher bereitstellen kann.
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Das erfindungsgemäße System weist in Form der Betriebsartenumschalteinrichtung eine Sicherheitseinrichtung auf, die das versehentliche Aktivieren der Spannungsbereitstellungseinheit verhindert. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn eine Spannungsbereitstellungseinheit nach der Reinigung bzw. Wartung an Bord des Fahrzeugs vergessen wird und deren Sekundärwicklung auch während des herkömmlichen Passagierbeförderungsbetriebs einen Übertrager mit einer Primärwicklung bildet. Durch Unterbrechen der Versorgung dieser Primärwicklung können potentielle Störungen oder Fehlerquellen eines elektrischen Systems oder Gefährdungen für Passagiere verhindert werden.
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Die Art der Betriebsartenumschalteinrichtung kann dabei auf vielfältige Weise realisiert sein, beispielsweise in Form eines mechanischen Schalters, der vorbestimmte Primärwicklungen, die für den Betrieb von Spannungsbereitstellungseinheiten vorgesehen sind, von der ersten Steuereinheit unterbrechen kann. Alternativ hierzu wäre auch eine Elektronikeinheit denkbar, die bei der Signalisierung einer Passagierbeförderungsbetriebsart die betreffenden Primärspannungsausgänge abschaltet.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform weist die erste Steuereinheit eine Gruppe von ersten Primärspannungsausgängen und eine Gruppe von zweiten Primärspannungsausgängen auf, wobei die Betriebsartenumschalteinrichtung einen Betriebsartensignaleingang aufweist und dazu eingerichtet ist, die Gruppe von zweiten Primärspannungsausgängen mit den Primärwicklungen zu verbinden oder diese Verbindung zu unterbrechen. Durch die Unterteilung der Primärspannungsausgänge in zwei verschiedene Gruppen, verbunden mit der Auswertung eines am Betriebsartensignaleingang anliegenden Signals, können zwei Zustände durch Inbetriebnahme oder Unterbrechen der Gruppe zweiter Primärspannungsausgänge geschaltet und damit zwei durch das Signal am Betriebsartensignaleingang vorgegebene Betriebsarten berücksichtigt werden. Die Gruppe von ersten Primärspannungsausgängen könnte beispielsweise mit Primärwicklungen verbunden sein, die mit Sekundärwicklungen von zweiten Fahrzeugteilen Übertrager bilden, welche mit zweiten Steuereinheiten von Passagiersitzen oder anderen zweiten Fahrzeugteilen verbunden sind. Die Gruppe zweiter Primärspannungsausgänge könnte mit Primärwicklungen verbunden sein, welche den Betrieb von Spannungsbereitstellungseinheiten betreffen. Die Aktivierung der zweiten Primärspannungsausgänge kann folglich dadurch bei dem herkömmlichen Passagierbeföderungsbetrieb des Fahrzeugs verhindert werden, dass ein Serviceschalter oder ein entsprechendes Signal aus einem Steuerungsrechner des Fahrzeugs den Passagierbeföderungsbetrieb angibt. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass der Betrieb der Gruppe von zweiten Primärspannungsausgängen nicht zwangsläufig dazu führen muss, parallel die Gruppe von ersten Primärspannungsausgängen zu unterbrechen. Vielmehr ist denkbar, insbesondere bei kurzen Aufenthalten zur Reinigung des Fahrzeugs ohne darin befindliche Passagiere die in den zweiten Fahrzeugteilen installierten Geräte nicht abzuschalten, welche von der Gruppe erster Primärspannungsausgänge mit Energie und optional auch mit Daten versorgt werden.
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Die vorangehend dargestellte Entkopplung von Gruppen von Primärspannungsausgängen könnte implizit auch bedeuten, dass an dem ersten Fahrzeugteil spezielle Primärwicklungen dafür vorgesehen sein können, ausschließlich mit Sekundärwicklungen von Spannungsbereitstellungseinheiten jeweils einen Übertrager zu bilden. Bei dieser Ausführungsform könnten demnach besondere Stellen innerhalb der Passagierkabine an dem ersten Fahrzeugteil ausgewählt werden, an denen eine Spannungsbereitstellungseinheit anzuordnen ist. Das ist in Bereichen sinnvoll, in denen aufgrund räumlicher oder baulicher Einschränkung keine Passagiersitze oder Monumente angeordnet werden können und eine Anordnung einer mobilen Steckdose demnach besonders praktikabel erscheint.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform weist die zweite Steuereinheit eine Kennzeichnungseinrichtung auf, wobei die erste Steuereinheit mit mindestens einer Erfassungseinrichtung verbunden ist, welche dazu eingerichtet ist, die Kennzeichnungseinrichtung einer zweiten Steuereinheit zu erfassen, die mit einer Sekundärwicklung, verbunden ist, die mit einer mit der ersten Steuereinheit verbundenen Primärwicklung einen Übertrager bildet. Die Kennzeichnungseinrichtung ist bevorzugt dazu eingerichtet, auf Abruf eine Kennzeichnung auszusenden, die einen Rückschluss auf die Art des betreffenden Verbrauchers erlaubt, der mit der zweiten Steuereinheit verbunden ist. Folglich könnte demnach durch eine Kennzeichnung erkannt werden, ob an einer bestimmten Primärwicklung ein Übertrager vorliegt, der zu einer Spannungsbereitstellungseinheit oder einem anderen Gerät, das während eines normalen Fahrzeugbetriebs verwendet wird, führt. Durch Erkennen sämtlicher Kennzeichnungen aller in der Nähe von Primärwicklungen befindlichen Verbraucher könnte das erfindungsgemäße System intelligent auf die jeweiligen Verbraucher reagieren und bei einer vorgegebenen Betriebsart nur zulässige Geräte durch selektives Unterbrechen bzw. Verbinden von Primärspannungsausgängen der ersten Steuereinheit und den betreffenden Primärwicklungen betreiben. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass eine Spannungsbereitstellungseinheit mit einer entsprechenden Kennzeichnung nur dann zu einer Beaufschlagung einer hierfür vorgesehenen oder in unmittelbarer Nähe befindlichen Primärwicklung mit einer Primärspannung führt, wenn die Betriebsart „Wartung” oder „Reinigung vorliegt. Diese Ausführungsform ist sehr flexibel, denn eine Spannungsbereitstellungseinheit kann dadurch praktisch an beliebiger Stelle innerhalb der Passagierkabine, an der sich ein erstes Fahrzeugteil mit Primärwicklungen befindet, betrieben werden.
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Besonders bevorzugt ist die Betriebsartenumschalteinrichtung dazu eingerichtet, nach Änderung einer vorgegebenen Betriebsart sämtliche verfügbaren Kennzeichnungseinrichtungen zu erkennen, um dann die Verknüpfungen der Primärwicklungen anzupassen. Eine manuelle Initiierung dieses Vorgangs ist dann nicht erforderlich.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine derartige Kennzeichnungseinrichtung ein Transponder, wobei die dazugehörige Erfassungseinrichtung ein Lesegerät für Transponder ist. Besonders bekannt und verbreitet sind sogenannte RFID-Transponder, die durch eine äußere Spannung angeregt einen vorbestimmten Datensatz aussenden, der erfindungsgemäß Identifikationsdaten eines zweiten Steuergeräts, eine Gerätetypangabe, eine erlaubte Betriebsart oder dergleichen aufweisen könnte. Bei Verwendung von Transponder ist bevorzugt jede Primärwicklung mit einem entsprechenden Lesegerät ausgestattet oder dazu angepasst, mit einem zentralen Lesegerät verbunden zu werden.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Kennzeichnungseinrichtung dazu angepasst, ein erkennbares Antwortverhalten in eine Primärwicklung zu induzieren und die erste Steuereinheit dazu eingerichtet ist, dieses Antwortverhalten zu messen. Das Modifizieren eines Antwortverhalten, d. h. eines zeitlichen Strom-/Spannungsverlaufs, in einem Übertrager ist aufgrund der Lenz'schen Regel bzw. dem Gegeninduktivitätsverhalten an der Primärwicklung möglich und ein entsprechend modifiziertes Antwortsignal könnte von anderen Antwortverhalten unterscheidbar sein. So wäre es denkbar, in einem Reinigungs- bzw. Wartungsfall ausschließlich den Betrieb solcher zweiten Steuergeräte zuzulassen, die mit Sekundärwicklungen verbunden sind, welche ein auf bestimmte Weise modifiziertes Antwortverhalten in einem Übertrager hervorrufen.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform könnte durch Anbringen einer Impedanz, einer Kapazität und/oder eines Widerstands an der Sekundärwicklung ein bestimmtes Antwortverhalten eines Übertragers modifiziert werden, das mit Hilfe einer Messeinrichtung ermittelbar und von anderen Antwortverhalten unterscheidbar ist.
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In einer ebenso bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems ist die erste Steuereinheit dazu eingerichtet, mit Hilfe der Primärspannungsausgänge an jeder Primärwicklung zu prüfen, ob ein Übertrager mit einer Sekundärwicklung gebildet wird. Die erste Steuereinheit kann durch Messen eines Antwortverhaltens auf einen Spannungsimpuls oder dergleichen erkennen, ob ein Übertrager mit einer Sekundärwicklung vorliegt, was etwa durch Vorliegen einer deutlich höheren messbaren Stromstärke als bei Fehlen einer Sekundärwicklung bestimmbar ist. Das erfindungsgemäße System würde bevorzugt dann nur die Primärwicklungen dauerhaft mit den Primärspannungsausgängen der ersten Steuereinheit verbinden, die einen Übertrager mit einer Sekundärwicklung bilden, jeweils abhängig von der vorliegenden Betriebsart. Dadurch kann die durch nicht benötigte Primärwicklungen entstehende elektrische Verlustleistung eliminiert werden, was zu einer Gesamtoptimierung der erforderlichen elektrischen Leistung führt.
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In einer weiterhin vorteilhaften Ausführungsform kann mit Hilfe aufmodulierter hochfrequenter Wechselspannungssignals zwischen der Primärwicklung und der Sekundärwicklung eines Übertragers eine Halb-Duplex-Datenverbindung hergestellt werden, über die von einer ersten Steuereinheit eine Kennzeichnungsanfrage an die zweite Steuereinheit gestellt und innerhalb einer vorgegebenen Wartezeit durch die zweite Steuereinheit mit einem Kennzeichnungsdatensatz beantwortet werden kann.
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Weiterhin ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform die erste Steuereinheit mit einer Prüfeinrichtung verbunden, die dazu eingerichtet ist, zu prüfen, ob eine fahrzeugexterne Spannungsversorgung verfügbar ist. Dies befähigt das erfindungsgemäße System und insbesondere die erste Steuereinheit dazu, eine fahrzeugeigene Spannungsversorgung für die Versorgung der Primärwicklungen zu deaktivieren, so dass beispielsweise beim vollständigen Abschalten von Aggregaten oder Triebwerken des Fahrzeugs keine Unterbrechung der Spannungsversorgung an einer mit einem Primärspannungsausgang verbundenen Primärwicklung eintritt. Überdies ist eine externe Spannungsversorgung häufig preisgünstiger als eine fahrzeugeigene Spannungsversorgung.
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Die Erfindung wird weiterhin durch ein Verfahren mit den Merkmalen des weiteren unabhängigen Anspruchs gelöst. Ebenso wird die Erfindung auch von einem Flugzeug gelöst, welches eine Passagierkabine aufweist, an deren Fußboden eine Mehrzahl von Primärwicklungen angeordnet sind, die mit Sekundärwicklungen von Einrichtungsgegenständen einen Übertrager bilden können und gleichzeitig eine erste Steuereinheit mit einer Betriebsartenumschalteinrichtung sowie mindestens eine Spannungsbereitstellungseinheit gemäß den vorangehend genannten Merkmalen bereitgestellt sind.
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KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele und den Figuren. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich und in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung auch unabhängig von ihrer Zusammensetzung in den einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbeziehungen. In den Figuren stehen weiterhin gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Objekte.
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1 zeigt in einer isometrischen Ansicht ein erstes Fahrzeugteil mit darin angeordneten Primärwicklungen.
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2 zeigt eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Systems.
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3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer zweiten Steuereinheit.
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4 zeigt ein Flugzeug, welches mit einer Kabine und einem darin angeordneten System ausgestattet ist.
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5 zeigt ein erfindungsgemäßes Verfahren in einer schematischen, blockbasierten Darstellung.
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DETAILLIERTE DARSTELLUNG EXEMPLARISCHER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 zeigt in einer isometrischen Ansicht ein erstes Fahrzeugteil 2, das eine Mehrzahl von exemplarisch länglichen und äquidistant zueinander angeordneten Primärwicklungen 4 aufweist. Das erste Fahrzeugteil 2 ist in der gezeigten Darstellung als ein Teil eines Kabinenfußbodens eines Fahrzeugs ausgeführt, der Sitzschienen 6 enthält, an denen Passagiersitze, Monumente oder andere Einrichtungsgegenstände bevorzugt in einem Zollraster positioniert werden können. Die Darstellung aus 1 ist lediglich beispielhaft zu verstehen, im Prinzip könnte auch eine Sitzschiene 6 selbst mehrere Primärwicklungen 4 aufweisen, alternativ dazu auch bodennahe Wandflächen einer Kabineninnenverkleidung oder andere in der Passagierkabine installierte Fahrzeugteile.
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2 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Reihe von Primärwicklungen 4, die mit P1, P2, P3, P4, P5, P6 und PN bezeichnet sind. Auf zwei Primärwicklungen P1 und P2 ist ein zweites Fahrzeugteil 8 in Form eines Passagiersitzes angeordnet, an dessen Unterseite eine Sekundärwicklung S1 angeordnet ist. Die Sekundärwicklung S1 bildet mit der Primärwicklung P1 einen Übertrager, kann jedoch die hierzu benachbarte Primärwicklung P2 nicht gänzlich überdecken, so dass dort kein vollständiger Übertrager gebildet wird. Auf zwei entlang des Fußbodens beabstandeten Primärwicklungen P5 und P6 ist ein Abnehmer in Form einer Spannungsbereitstellungseinheit 10 angeordnet, die an ihrer Unterseite eine Sekundärwicklung S2 aufweist, welche mit der Primärwicklung P5 einen Übertrager bildet, jedoch keinen vollständigen Übertrager mit der dazu benachbarten Primärwicklung P6. Die Spannungsbereitstellungseinheit 10 ist als eine Art mobile Steckdose ausgeführt und weist einen Anschluss 12 zum Anschließen externer Geräte auf, die über den aus S2 und P5 gebildeten Übertrager mit Spannung versorgt werden. Eine Verbindung des Wechselrichters 18 mit den Primärspannungsausgängen 16, die zu den Primärwicklungen P1 und P5 führen, wäre daher anzustreben, wobei die übrigen Primärwicklungen P2–P4 und PN nicht mit den Primärspannungsaugängen 16 verbunden werden sollten, um Energie zu sparen. Eine von der Betriebsart abhängige Modifikation der Verschaltung wird weiter nachfolgend aufgeführt.
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Es wird weiterhin eine erste Steuereinheit 14 gezeigt, die eine Reihe von Primärspannungsausgängen 16 aufweist, welche mit den einzelnen Primärwicklungen P1–PN verbindbar sind. Die Primärspannungsausgänge 16 entstammen einem Wechselrichter 18, der aus einer eingehenden Gleichspannung eine Wechselspannung mit einer für die Übertragung in eine Sekundärwicklung S1 oder S2 geeigneten Frequenz erzeugt.
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Für den Betrieb der ersten Steuereinheit 14 ist eine interne Spannungsversorgungseinheit 20 vorgesehen, die aus einem sogenannten Eingangskreis 22 eine für die Funktion geeignete Spannung bereitstellt. Der Eingangskreis 22 weist in dem gezeigten Beispiel zwei Anschlüsse 24 und 26 für Spannungsversorgungen bereit, die mit zwei unterschiedlichen elektrischen Leitungsnetzen, z. B. einem „Normal Power Bus” und einem „Service Power Bus” bei einem Verkehrsflugzeug, verbunden werden können. Der Eingangskreis 22 ist bevorzugt dazu eingerichtet, zu prüfen, ob und welche externe Spannungsversorgung momentan gerade zur Verfügung steht. Der „Service Power Bus” wird etwa dann eingesetzt, wenn das Flugzeug gewartet wird und flugrelevante Systeme ausgeschaltet sind.
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Zusätzlich hierzu weist die erste Steuereinheit 14 einen Betriebsartensignaleingang 28 auf, an dem etwa der Schaltzustand eines Serviceschalters 30 erfasst werden kann. Steht dieser auf „1” bzw. „Service” veranlasst eine Betriebsartenumschalteinrichtung 32, dass die Spannungsbereitstellungseinheit über die Primärwicklung P5 mit elektrischer Energie versorgt wird. Steht der Serviceschalter 30 hingegen auf „0” bzw. „Normalbetrieb”, dann veranlasst die Betriebsartenumschalteinrichtung 32 die Unterbrechung der Verbindung zwischen dem betreffenden Primärspannungsausgang 16 und dem Primärelement P5.
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Die erste Steuereinheit 14 weist weiterhin einen Bodenkontaktsignaleingang 24 auf, der mit der Betriebsartenumschalteinrichtung 32 verbunden ist, um beispielsweise bei Auswertung einer Boden-Sensorik eines Flugzeugs, einer Parkpositionssensorik eines Zugs, eines Busses, eines Fährschiffs oder eines anderen Fahrzeugs sowie einer entsprechenden Stellung des Serviceschalters 30 eine Überprüfung durchzuführen, ob Triebwerke oder Aggregate gestartet sind, ob das erfindungsgemäße System in einen normalen Betriebszustand zurückversetzt wurde oder ob eine für Reinigung und Service benötigte Betriebsart mit Hilfe der Betriebsartenumschalteinrichtung 32 aktiviert werden kann.
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Die Sekundärwicklungen S1 und S2 sind jeweils mit einer zweiten Steuereinheit 36 verbunden, die es gestattet, die übergebene elektrische Energie für die vorgesehenen Verbraucher, beispielsweise den Passagiersitz 8 oder die Spannungsbereitstellungseinheit 10, aufzubereiten. Gleichzeitig kann eine zweite Steuereinheit 36 eine Kennzeichnungseinrichtung 38 aufweisen, die dazu in der Lage ist, auf Anforderung einen Identifikationsdatensatz an die erste Steuereinheit 14 zu übergeben. Dies kann durch eine Datenübertragung über die mit S1 und P1 bzw. S2 und P5 gebildeten Übertrager durchgeführt werden, wofür nicht näher dargestellte Modulations- und Demodulationseinheiten verwendet werden können. Andererseits können dafür aber auch Transponder und entsprechende Lesegeräte eingesetzt werden.
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Die erste Steuereinheit ist bevorzugt dazu eingerichtet, an allen Primärwicklungen durch Anlegen eines kurzen Spannungsimpulses über die Primärspannungsausgänge 16 und Messen einer Signalantwort mit Hilfe einer Messeinrichtung 40 festzustellen, ob eine Sekundärwicklung S1 oder S2 einen Übertrager mit einer Primärwicklung P1 bis PN bildet. Dies würde als Ergebnis in dem gezeigten Fall die Übertrager gebildet aus P1 und S1 sowie P5 und S2 erbringen. An den betreffenden Primärwicklungen P1 und P5 wird dann bevorzugt geprüft, welche Geräteart sich an S1 bzw. S2 befindet, indem die von den Kennzeichnungseinrichtungen 38 ausgesandten Kennzeichnungsdaten durch eine exemplarisch mit der Betriebsartenumschalteinrichtung 32 verbundenen Erfassungseinrichtung 41 abgefragt werden, welche beispielhaft mit Hilfe eines Demodulators die über einen Übertrager versandten aufmodulierten Kennzeichnungsdaten oder über andere Datenübertragungsmittel erhält. Nach Erhalt der entsprechenden Informationen ist die Betriebsartenumschalteinrichtung 32 in der Lage, basierend auf dem durch den Serviceschalter 30 und optional dem Signal an dem Bodenkontaktsignaleingang 34 einen Betrieb von P1 und P5 zu initiieren oder zu verhindern. In dem gezeigten Fall steht der Serviceschalter 30 auf „1”, während an dem Bodenkontaktsignaleingang 34 ebenfalls eine „1” anliegt. Dadurch wird die Betriebsart „Service” identifiziert und das Fahrzeug befindet sich nicht in einem Passagierbeförderungsbetrieb, so dass die Primärwicklung P5 mit Spannung aus dem entsprechenden Primärspannungsausgang 16 versorgt werden kann. Der Anschluss 12 stellt damit eine Spannung für den Betrieb eines externen Geräts bereit. Gleichzeitig wird aufgrund des Vorliegens eines Übertragers an P1 der Betrieb der Primärwicklung P1 initiiert. Die symbolisch an dem Wechselrichter 18 dargestellten Schalter sind demnach bis auf die zu P1 und P5 führenden Schalter geöffnet.
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Zur Berücksichtigung möglicherweise wechselnder Identifikationsdaten von Kennzeichnungseinrichtungen 38 kann eine Konfigurationseinheit 42 eingesetzt werden, die aktualisierte Identifikationsdaten und zugehörige Betriebsarten enthält.
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Gleichzeitig kann ein zentrales Kabinenverwaltungssystem 44 („Cabin Management System”) eine Verbindung mit der ersten Steuereinheit 14 eingehen, um durch Fahrzeugbegleitereingaben, etwa über ein sogenanntes „Cabin Attendant Panel”, Fahrzeugführereingaben oder Fahrzeugzustandsdaten einen aktuellen Status an die Betriebsartenumschalteinrichtung 32 weiterzugeben.
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3 zeigt exemplarisch eine zweite Steuereinheit 36, die mit der Sekundärwicklung S2 verbunden ist und einen nachgeschalteten Gleichrichter 42, einen Zwischenkreis 44 sowie einen Wechselrichter 46 aufweist, der eine Spannung mit einer geeigneten Frequenz an den Anschluss 12 zum Betrieb eines elektrischen Verbrauchers 56 leitet. Der Zwischenkreis 44 kann mit einer internen Spannungsversorgung 50 verbunden sein, die eine zentrale Steuereinrichtung 52 innerhalb der zweiten Steuereinheit 36 mit Spannung versorgt, welche ferner auch eine Einrichtung 54 zum Speichern und Bereitstellen eines Identifikationsdatensatzes aufweist, so dass über die Kennzeichnungseinrichtung 38 die Spannungsbereitstellungseinheit 10 auch als solche identifiziert werden kann.
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4 zeigt ein Flugzeug 58, welches eine Passagierkabine 60 mit mindestens einem darin installierten System aufweist.
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5 zeigt in einer schematischen, blockbasierten Darstellung das erfindungsgemäße Verfahren, welches mit dem Prüfen 60, welche Primärwicklungen mit Sekundärwicklungen einen Übertrager bilden, beginnt und in Abhängigkeit eines Betriebszustands Verbindungen zwischen Primärspannungsausgängen 16 und Primärwicklungen P1 bis PN unterbricht 62, welche mit Sekundärwicklungen S1 und S2 einen Übertrager bilden, die mit Verbrauchern verbunden sind, welche bei der vorliegenden Betriebsart nicht betrieben werden dürfen. Optional werden Kennzeichnungseinrichtungen 38 abgefragt 64, um Identifikationsdaten von Verbrauchern zu erhalten, die einen Rückschluss auf deren Art erlauben. Nach Betätigen eines Betriebsartenschalters 30 oder der Änderung des Betriebsmodus könnte das Verfahren noch einmal durchlaufen werden.
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Ergänzend sei darauf hinzuweisen, dass „aufweisend” keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „ein” oder „eine” keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen und anderen oben beschriebenen Ausführungsbeispielen verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008024217 A1 [0004, 0008]
