DE102011122629B4 - Entriegelungsschaltung - Google Patents

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Abstract

Schaltung (101) zur Entriegelung einer Steckverbindung mit einer Verriegelung durch einen elektromotorischen Aktuator, gekennzeichnet, durch: ein erstes Schaltelement (Rel1) zum Öffnen einer mechanischen Verriegelungsvorrichtung; einen Kondensator (C) zum Speichern von Energie für zumindest eine Betätigung der mechanischen Verriegelungsvorrichtung und zum Bereitstellen einer Referenzspannung (Vref); einen Vergleicher (Comp) zum Vergleichen der durch den Kondensator (C) bereitgestellten Referenzspannung (Vref) mit einer Eingangsspannung (Vcin) und zum Ansteuern des ersten Schaltelementes (Rel1) auf der Basis des Vergleichs, und einen Impulsgeber (Timer1) zum Betätigen des ersten Schaltelementes (Rel1).

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltung zur Freigabe einer elektromotorischen Verriegelung bei Stromausfall, beispielsweise zur Entriegelung eines Ladekabels für ein Kraftfahrzeug.
  • Stand der Technik
  • Die Druckschrift DE 694 14 772 T2 betrifft Ladekupplungen für elektrische Fahrzeuge und Kupplungen zum lösbaren Kuppeln von Versorgungsverbindern mit Batterieverbindern, welche in elektrischen Fahrzeugen eingerichtet sind, um diese aufzuladen.
  • Die Druckschrift DE 10 2009 039 652 A1 betrifft eine Vorrichtung und Verfahren zur Verriegelung eines Steckers in einer Steckdose, die in einer Ladesäule oder in einem mittels elektrischer Energie betreibbaren Fahrzeug integriert angeordnet ist.
  • Die Druckschrift US 5,519,295 betrifft einen elektrisch betriebenen Aktuator, der Energie in einem Kondensator zum Zurückführen des Aktuatorausgabeelementes in eine vorausgewählte Position bei einem Leistungsausfall speichert.
  • Die Druckschrift US 2003/0116928 A1 betrifft einen ausfallsicheren Aktuator.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Es ist die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, eine elektrische Entriegelungsschaltung anzugeben, mit der sichergestellt werden kann, dass eine elektromotorische Steckverriegelung bei Stromausfall freigegeben wird und im Fehlerfall und unter anderen unvorhergesehenen Umständen entfernt werden kann, wie beispielsweise ein in ein Fahrzeug oder eine Ladesäule eingestecktes, verriegelbares Ladekabel
  • Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand nach dem unabhängigen Anspruch gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Figuren, der Beschreibung und der abhängigen Ansprüche.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Schaltung zur Entriegelung eines Ladekabels für ein Kraftfahrzeug gelöst, mit einem ersten Schaltelement zum Öffnen einer mechanischen Verriegelungsvorrichtung, einem Kondensator zum Speichern von Energie für zumindest eine Betätigung der mechanischen Verriegelungsvorrichtung und zum Bereitstellen einer Referenzspannung und einem Vergleicher zum Vergleichen der durch den Kondensator bereitgestellten Referenzspannung mit einer Eingangsspannung und zum Ansteuern des ersten Schaltelementes auf der Basis des Vergleichs, einem Impulsgeber (Timer1) zum Betätigen des ersten Schaltelementes (Rel1). Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass mit einfachen Mitteln eine Schaltung realisiert wird, durch die selbst bei einem unvorhergesehenen Unterbrechen der Versorgungsspannung eine Entriegelung des Ladekabels erfolgt und das Ladekabel entfernt werden kann. Im Gegensatz zu Verriegelungsvorrichtungen, bei denen Hubmagnete über die gesamte Verriegelungszeit mit Strom versorgt werden, erlaubt es die erfindungsgemäße Schaltung, elektromotorische Aktuatoren zu verwenden, die nur einen einzelnen elektrischen Impuls erhalten, um den Riegel in die Verriegelungsstellung zu fahren. Dadurch kann ein energieeffizienter Verriegelungsmechanismus realisiert werden. Die Hauptaufgabe der der Schaltung besteht darin, bei Spannungsausfall die Steckverbindung sicher zu entriegeln. Die Energieeffizienz ergibt sich aus dem Verwenden eines elektromotorischen Aktuators, der im Gegensatz zu einer Verriegelung durch einen Hubmagneten nicht dauerhaft bestromt werden muss und nur jeweils einen elektrischen Impuls zur Verriegelung und Entriegelung benötigt. Die verwendeten Schaltelemente können sowohl durch Relais als auch durch Halbleiterbauelemente gebildet sein.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Schaltung ein zweites Schaltelement zum Schließen der mechanischen Verriegelungsvorrichtung. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Schaltung nicht nur als Notentriegelungsschaltung verwendet werden kann, sondern zusätzlich eine Funktion als reguläre Schaltung zum Verriegeln eines Ladekabels verwendet werden kann.
  • Erfindungsgemäß umfasst die Schaltung einen Impulsgeber zum Betätigen des ersten Schaltelementes. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass das Schaltelement durch einen exakt vorgegeben Impuls gesteuert wird und sich eine hohe Schaltsicherheit des Schaltelementes beim Entriegeln realisieren lässt.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Schaltung einen Strombegrenzungswiderstand zum Laden des Kondensators. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass eine Zerstörung des Kondensators oder der Schaltung durch einen zu großen Strom verhindert wird.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Schaltung eine Diode zwischen einem Anschluss des Kondensators und einem Referenzspannungseingang des Vergleichers. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Stromrichtung zu dem Vergleicher festgelegt wird und sich die Schaltsicherheit des Vergleichers erhöht.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Schaltung einen ersten Optokoppler zur Übertragung eines elektrischen Signals von einem Schaltungseingang an das erste Schaltelement auf. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Stromkreise für das elektrische Signal zum Schalten des Verriegelungszustandes und die Stromkreise zum Bereitstellen einer Betriebsspannung für die Aktuatoren galvanisch voneinander getrennt werden und eine unerwünschte Kopplung verhindert wird.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Schaltung einen zweiten Optokoppler zur Übertragung eines elektrischen Signals von einem Schaltungseingang an das zweite Schaltelement auf. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass sich sowohl ein Verriegelungssignal als auch ein Entriegelungssignal galvanisch von der Betriebsspannung trennen lassen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Schaltung einen Optokoppler zum Sperren des elektrischen Signals von einem Schaltungseingang auf. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass keine Störungen durch undefinierte Eingangsspannungen an den Schalteingängen im Falle einer Notentriegelung erzeugt werden können.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Schaltung einen Schalter zum Verbinden eines Betriebsspannungsanschlusses des Vergleichers mit einem Massepotential. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Notentriegelungsfunktion der Schaltung getestet werden kann oder durch eine übergeordnete Schaltung ausgelöst werden kann.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Schalter ein Optokoppler. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass sich der Signaleingang zum Auslösen der Entriegelung galvanisch von den übrigen Schaltkreisen der Schaltung trennen lässt und eine hohe Sicherheit der Schaltung realisiert werden kann.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Schaltung einen Signalformer zum Betätigen des ersten Schaltelementes und zum Betätigen des zweiten Schaltelementes. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass unterschiedliche Signale zum Steuern eines Verriegelungszustandes verwendet werden können, so dass ein Eingangssignal, das für einen Hubmagneten ausgelegt ist, auf einen elektromotorischen Aktuator umgeformt werden kann.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst der Signalformer einen ersten Impulsgeber zum Betätigen des ersten Schaltelementes. Dadurch wird beispielsweise ebenfalls der technische Vorteil erreicht, dass eine hohe Schaltsicherheit des Schaltelementes auch für andere Entriegelungssignale gewährleistet werden kann.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst der Signalformer einen zweiten Impulsgeber zum Betätigen des zweiten Schaltelementes. Dadurch wird beispielsweise ebenfalls der technische Vorteil erreicht, dass eine hohe Schaltsicherheit des Schaltelementes auch für andere Verriegelungssignale gewährleistet werden kann.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst der Signalformer einen Schalter zum Ansteuern des ersten und des zweiten Impulsgebers. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Impulsgeber indirekt und je nach Konfiguration der Schaltung durch unterschiedliche Eingangsspannungen angesteuert werden können.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist der Schalter ein Optokoppler. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass eine galvanische Entkopplung der Schaltkreise erreicht wird und eine Übertragung von Störungen vermieden wird.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Signalformer ausgebildet, bei Wegfall einer Eingangsspannung das erste Schaltelement zu betätigen. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass lediglich zum Verriegeln des Ladekabels eine Spannung angelegt werden muss und die Energieeffizienz der Schaltung verbessert wird. Im Allgemeinen ist die Schaltung auch in dieser Ausführungsform ausgelegt, einen elektromotorischen Aktuator sowohl zu verriegeln als auch zu entriegeln.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
  • Es zeigen:
  • 1 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform der Schaltung;
  • 2 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform der Schaltung mit einem Abschnitt zum Sperren eines Eingangs;
  • 3 ein Blockschaltbild einer dritten Ausführungsform der Schaltung mit einem zusätzlichen Eingang zum Entriegeln des Ladekabels;
  • 4 ein Blockschaltbild einer vierten Ausführungsform der Schaltung mit einem Signalformer.
  • 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Schaltung zur Freigabe einer elektromotorischen Verriegelung bei Stromausfall. Eine Aufladung von Elektrofahrzeugen sollte von jedermann problemlos durchgeführt werden können. Dazu sollten die verwendeten Systeme selbsterklärend und handlich sein. Bei einer Standardaufladung ist davon auszugehen, dass im Fahrzeug ein Ladekabel mitgeführt wird. Somit ist es notwendig, dass ein Systemnutzer sowohl an der Ladestation als auch am Fahrzeug eine Steckverbindung bedient. Dieser Vorgang sollte so einfach und komfortabel wie möglich gestaltet werden.
  • Ladevorgänge sind in der Regel zeitlich über mehrere Stunden ausgedehnt und finden deshalb unbeaufsichtigt statt. Um zu vermeiden, dass der Ladevorgang in unerwünschter Weise unterbrochen wird, um beispielsweise das Ladekabel zu entwenden oder die Aufladung böswillig zu stoppen, können die Steckverbinder des Ladekabels in der Ladestation und im Fahrzeug mechanisch verriegelt werden. Notwendige Verriegelungs- oder Abdichtungsvorgänge sollten automatisch erfolgen und dürfen keine zusätzlichen Handhabungen erfordern. Die elektromechanische Verriegelung kann durch ein elektrisches Signal ausgelöst werden, das gesendet wird, sobald der Ladevorgang gestartet wird. Wird der Ladevorgang unterbrochen und das Ladekabel spannungsfrei, so wird die elektromechanische Verriegelung entriegelt.
  • Um trotz Systemfehlern oder Stromausfälle, die zu einer unbeabsichtigt verriegelten Steckvorrichtung führen können, das Ladekabel entnehmen zu können, ist eine Notentriegelung erforderlich.
  • Die Verriegelung wird üblicherweise über Hubmagnete oder elektromotorische Aktuatoren realisiert. Dabei werden Hubmagnete über die gesamte Verriegelungszeit mit Strom versorgt und fallen federbelastet bei Stromfreiheit in die entriegelte Stellung zurück. Diese Art der Verriegelung ist energieaufwändig, weil während der gesamten Verriegelungszeit der Haltestrom fließt. Es ist vorteilhaft, einen elektromotorischen Aktuator zu nutzen, wenn beispielsweise während der ladefreien Zeit eine Blindkappe verriegelt werden soll. Andererseits sind elektromotorische Aktuatoren denkbar, die nur einen einzelnen elektrischen Impuls erhalten, um den Riegel in die Verriegelungsstellung zu fahren. In gleicher Weise erhalten die elektromotorischen Aktuatoren einen einzelnen Impuls in umgekehrter Polarität, um den Steckkontakt zu entriegeln. Gegenüber einer dauerhaften Versorgung mit einem Haltestrom ist diese Ausgestaltung energetisch effizienter.
  • Bei Fehlern wie beispielsweise einem Stromausfall bliebe allerdings der aktuelle Verriegelungszustand erhalten, so dass es in diesem Fall keine Möglichkeit gäbe, den verriegelten Stecker aus der Ladesäule zu bekommen.
  • Die in 1 gezeigte Schaltung erfüllt die folgenden Funktionen:
    • – Ver- und Entriegelungsfunktion durchleiten
    • – Ver- und Entriegelungsfunktion bereitstellen, die durch externe Steuerungen initiiert werden
    • – Notfallfreigabe der elektromotorische Aktuatoren
    • – Spannungsumsetzung, falls die vorhandene Betriebsspannung nicht zu dem Aktuator passt.
  • Dem in 1 gezeigten Blockschaltbild sind weitere Einzelheiten und die prinzipielle Funktion entnehmbar.
  • Eine Betriebsspannung Vcc wird an einem Anschluss der Schaltung 101 zugeführt. Die Dioden D1 und D3, beispielsweise Schottky-Dioden, lassen den Strom nur in einer Richtung passieren und wirken in der anderen Richtung als Sperre. Die Dioden D1 und D3 verhindern daher bei einem Spannungsabfall der Spannung Vcc, dass sich der Kondensator C ungewollt entlädt. Über die Diode D3 wird die Spannung Vcc zu einem Anschluss eines Vergleichers Comp geführt. Der andere Anschluss des Vergleichers Comp ist über die Diode D4 mit dem Kondensator C verbunden. Der Vergleicher oder Komparator Comp bestimmt, welche der beiden zugeführten Spannungen Vcin und Vref höher ist.
  • Fällt nun die Betriebsspannung Vcc abzüglich des Spanungsabfalls an der Diode D3, d.h. Vcin, unter den Spannungswert des Kondensators abzüglich des Spanungsabfalls an der Diode D4, d.h. Vref, gibt der Komparator Comp eine negative Flanke aus, die den Pulsgeber, oder Taktgeber Timer1 zu einem Impuls einer voreingestellten Länge t veranlasst. Ein derartiger Impuls kann beispielsweise ein Rechteckimpuls sein, der den Transistor T1 in den leitenden Zustand schaltet.
  • Durch diesen Impuls wird das Relais Rel1 angesteuert, so dass die Ausgangsspannung Vout für die Zeit t in der Polarität zum Öffnen oder Entriegeln des elektromotorischen Aktuators an den Ausgangsklemmen 109 und 111 ansteht. Dies geschieht, indem der Transistor T1 durch den Impuls in einen leitenden Zustand geschaltet wird und somit ein Anschluss des Relais Rel1 auf das Massepotential gelegt wird.
  • Die Kapazität C, die aus Gründen der Langlebigkeit, Wartungsfreiheit und Temperaturfestigkeit als Doppelschichtkondensator ausgeführt ist, beispielsweise als Super-Kondensator, Ultra-Kondensator, Goldcap oder Supercap, wird über den Strombegrenzungswiderstand oder Vorwiderstand Rv geladen. Der Vorwiderstand Rv ist ein elektrischer Widerstand, der in Reihe zu dem Kondensator C geschaltet wird, um den Strom auf zulässige Werte zu begrenzen. Am Ende des Ladens hat der Kondensator C die Spannung Vout erreicht.
  • Die Kapazität C wird derart gewählt, dass sie für die Spannung Vout ausgelegt ist und die im Kondensator C gespeicherte Energiemenge ausreicht, den Aktuator eines Verriegelungsmechanismus sicher zu öffnen, selbst wenn die Betriebsspannung auf Null abgesunken ist. Die gespeicherte elektrische Energie wird im Falle eines Spannungsabfalls von dem Kondensator C über die Diode D2 und das Relais Rel1 an die Leitung zu der Ausgangsklemme 109 abgegeben.
  • Zum einen speichert daher der Kondensator C die zum Schalten des Aktuators benötigte Energiemenge, so dass selbst bei einem Abfall der Betriebsspannung Vcc der Aktuator betätigt werden kann. Zum anderen stellt der Kondensator die Referenzspannung Vref bereit, anhand der durch den Vergleicher Comp bestimmt werden kann, ob ein Spannungsabfall der Betriebsspannung Vcc vorliegt.
  • Anliegende Eingangssignale +Vin oder –Vin an den Eingangsklemmen 113 und 115 werden durch die Schaltung 101 polaritätsrichtig an die Ausgangsklemmen 109 und 111 weitergegeben. Dabei kann die Eingangsspannung Vin eine beliebig hohe Gleichspannung sein, die durch den Widerstand R1 parametriert wird. Solange die Eingangsspannung +Vin oder –Vin ansteht, wird das zugehörige Relais Rel1 oder Rel2 angesteuert und die Ausgangsspannung +Vout oder –Vout steht in der richtigen Polarität an den Ausgangsklemmen 109 und 111 an. Die Höhe der Ausgangsspannung Vout ist die angelegte Betriebsspannung Vcc abzüglich der Spannung, die über der Diode D1 abfällt. Wird beispielsweise eine positive Spannung +Vin an den Eingangsklemmen 113 und 115 angelegt, so wird das Relais Rel1 betätigt. Während diesem Zeitraum steht die Spannung +Vout an den Ausgangsklemmen 109 und 111 an. Wird hingegen eine negative Spannung –Vin an den Eingangsklemmen 113 und 115 angelegt, so wird das Relais Rel2 betätigt. Während diesem Zeitraum steht die Spannung –Vout an den Ausgangsklemmen 109 und 111 an.
  • Um die Relais Rel1 und Rel2 entsprechend der angelegten Spannung +Vin oder –Vin anzusteuern, weist die Schaltung 101 zwei Optokoppler Opt1 und Opt2 auf. Die Eingangsanschlüsse des ersten Optokopplers Opt1 sind jeweils mit den Eingangsklemmen 113 und 115 verbunden. Die Eingangsanschlüsse des zweiten Optokopplers Opt2 sind umgekehrt mit den Eingangsklemmen 113 und 115 verbunden. Je nachdem, welche Polarität die Spannung Vin aufweist, wird daher entweder der erste Optokoppler Opt1 oder der zweite Optokoppler Opt2 betätigt, der dann jeweils eines der Relais Rel1 oder Rel2 ansteuert.
  • Die Optokoppler Opt1 und Opt2 dienen zur Übertragung der elektrischen Signale zwischen den galvanisch getrennten Stromkreisen der Eingangsklemmen 113 und 115 und der Ausgangsklemmen 109 und 111. Die Optokoppler Opt1 und Opt2 umfassen einen optischen Sender, typischerweise eine Leuchtdiode (LED), und einen optischen Empfänger wie beispielsweise ein Fototransistor, die beide in einem lichtundurchlässigen Gehäuse untergebracht sind.
  • 2 zeigt ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform der Schaltung 201 mit einem Abschnitt zum Sperren eines Eingangs.
  • Solange die Betriebsspannung Vcc abzüglich des Spanungsabfalls an der Diode D3, d.h. Vcin, unter den Spannungswert des Kondensators abzüglich des Spanungsabfalls an der Diode D4, d.h. Vref, liegt, wird über einen Optokoppler Opt3 das Eingangssignal an den Eingangsklemmen 113 und 115 gesperrt, sodass an den Ausgangklemmen 109 und 111 keine Störungen durch undefinierte Eingangsspannungen erzeugt werden können.
  • Dazu ist der Optokoppler Opt3 über einen Widerstand mit dem Ausgang des Vergleichers Comp verbunden. Wird der Optokoppler Opt3 bei Absinken der Betriebsspannung Vcc aktiviert, werden die Eingänge des Optokopplers Opt1 und die Eingänge des Optokopplers Opt2 kurzgeschlossen, so dass die Optokoppler Opt1 und Opt2 kein Eingangssignal empfangen. Die übrige Schaltung 201 entspricht der in 1 gezeigten Schaltung 101.
  • 3 zeigt ein Blockschaltbild einer dritten Ausführungsform der Schaltung 301 mit einem zusätzlichen Eingang zum Entriegeln des Ladekabels. Diese Schaltung weist zusätzlich die Anschlussklemmen RE+ und RE– auf.
  • Durch die zusätzlichen Anschlussklemmen RE+ und RE– lässt sich das System durch das Aufschalten einer Spannung entriegeln und sichern, was beispielsweise durch einen Fehlerausgang einer übergeordneten Steuerung genutzt werden kann. Dazu wird ein weiterer Optokoppler Opt4 verwendet, dessen einer Ausgang mit dem Anschluss des Vergleichers Comp für die Spannung Vcin verbunden ist. Wird der Optokoppler Opt4 durch ein Anlegen einer Spannung an den Anschlussklemmen RE+ und RE– aktiviert, so legt der Optokoppler die Spannung Vcin des Vergleichers Comp auf das Massepotential. Durch diese Maßnahme wird gewissermaßen ein Spannungsabfall der Spannung Vcc an dem Vergleicher Comp simuliert, so dass der Vergleicher Comp eine negative Flanke ausgibt, die den Taktgeber Timer1 zu einem Impuls einer voreingestellten Länge t veranlasst. Dadurch wird der Aktuator der Steckerverriegelung, wie beispielsweise einem Ladekabel, in einen entriegelten Zustand gebracht. Die übrige Schaltung 301 entspricht der in 2 gezeigten Schaltung 201.
  • 4 zeigt ein Blockschaltbild einer vierten Ausführungsform der Schaltung 401 mit einem Signalformer 409.
  • Der Signalformer 409 umfasst die Eingangsklemmen CL+ und Cl–, den Optokoppler Opt5 und die Pulsgeber Timer2 und Timer3 und dient dazu, ein anders geartetes Steuersignal zu verarbeiten. Das andere Steuersignal kann beispielsweise darin bestehen, dass, wenn eine Spannung an die Eingangsklemmen CL+ und Cl– angelegt wird, die Aktuatoren verriegelt werden, während bei einer angelegten Spannung von 0V, die Aktuatoren entriegelt werden, d.h. bei Wegfall der Spannung.
  • Dies geschieht dadurch, dass bei Anlegen einer Spannung mit der richtigen Polarität an die Eingangsklemmen CL+ und Cl– der Optokoppler Opt5 aktiviert wird. Bei Aktivieren des Optokopplers Opt5 wird eine negative Flanke an den Eingang des Pulsgebers Timer2 ausgegeben, indem dieser durch den Optokoppler Opt5 auf das Massepotential gelegt wird. Der Pulsgeber Timer2 sendet dann einen Impuls einer voreingestellten Länge t, der den nachgeschalteten Transistor T3 in den leitenden Zustand schaltet und so das Relais Rel2 betätigt.
  • Dieser Impuls steuert das Relais Rel2 an, so dass die Ausgangsspannung Vout für die Zeit t in der Polarität zum Schließen des elektromotorischen Aktuators an den Ausgangsklemmen 109 und 111 ansteht. Dies geschieht, indem der Transistor T3 durch den Impuls in einen leitenden Zustand geschaltet wird und somit ein Anschluss des Relais Rel2 auf das Massepotential gelegt wird. Dadurch wird bei Anlegen einer Spannung an die Eingangsklemmen CL+ und Cl– das Ladekabel verriegelt.
  • Bei Deaktivieren des Optokopplers Opt5 wird eine negative Flanke an den Eingang des Pulsgebers Timer3 ausgegeben, indem dieser durch den Transistor T2 auf das Massepotential gelegt wird. Der Pulsgeber Timer3 sendet dann ebenfalls einen Impuls einer voreingestellten Länge t, der den nachgeschalteten Transistor T4 in den leitenden Zustand schaltet und so das Relais Rel1 betätigt. Dadurch wird bei Ausschalten der Spannung an den Eingangsklemmen CL+ und Cl– das Ladekabel entriegelt. Die übrige Schaltung 401 entspricht der in 3 gezeigten Schaltung 301.
  • Bezugszeichenliste
  • 101
    Schaltung
    Timer1
    Taktgeber/Pulsgeber/Timer
    109
    Ausgangsklemme
    111
    Ausgangsklemme
    113
    Eingangsklemme
    115
    Eingangsklemme
    D1
    Diode
    D2
    Diode
    D3
    Diode
    D4
    Diode
    Rv
    Widerstand
    R1
    Widerstand
    C
    Kondensator
    Comp
    Vergleicher/Komparator
    Rel1
    Relais
    Rel2
    Relais
    Opt1
    Optokoppler
    Opt2
    Optokoppler
    T1
    Transistor
    T2
    Transistor
    T3
    Transistor
    201
    Schaltung
    Opt3
    Optokoppler
    301
    Schaltung
    Opt4
    Optokoppler
    RE+
    Eingangsklemme
    RE–
    Eingangsklemme
    401
    Schaltung
    Timer2
    Taktgeber/Pulsgeber/Timer‘
    Timer3
    Taktgeber/Pulsgeber/Timer
    409
    Signalformer
    Opt5
    Optokoppler
    CL+
    Eingangsklemme
    CL–
    Eingangsklemme

Claims (16)

  1. Schaltung (101) zur Entriegelung einer Steckverbindung mit einer Verriegelung durch einen elektromotorischen Aktuator, gekennzeichnet, durch: ein erstes Schaltelement (Rel1) zum Öffnen einer mechanischen Verriegelungsvorrichtung; einen Kondensator (C) zum Speichern von Energie für zumindest eine Betätigung der mechanischen Verriegelungsvorrichtung und zum Bereitstellen einer Referenzspannung (Vref); einen Vergleicher (Comp) zum Vergleichen der durch den Kondensator (C) bereitgestellten Referenzspannung (Vref) mit einer Eingangsspannung (Vcin) und zum Ansteuern des ersten Schaltelementes (Rel1) auf der Basis des Vergleichs, und einen Impulsgeber (Timer1) zum Betätigen des ersten Schaltelementes (Rel1).
  2. Schaltung (101) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung (101) ein zweites Schaltelement (Rel2) zum Schließen der mechanischen Verriegelungsvorrichtung umfasst.
  3. Schaltung (101) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung (101) einen Strombegrenzungswiderstand (Rv) zum Laden des Kondensators (C) aufweist.
  4. Schaltung (101) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung (101) eine Diode (D4) zwischen einem Anschluss des Kondensators (C) und einem Referenzspannungseingang des Vergleichers (Comp) umfasst.
  5. Schaltung (101) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung (101) einen ersten Optokoppler (Opt1) zur Übertragung eines elektrischen Signals von einem Schaltungseingang an das erste Schaltelement (Rel1) aufweist.
  6. Schaltung (101) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung (101) einen zweiten Optokoppler (Opt2) zur Übertragung eines elektrischen Signals von einem Schaltungseingang an das zweite Schaltelement (Rel2) aufweist.
  7. Schaltung (201) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung (201) einen Optokoppler (Opt3) zum Sperren des elektrischen Signals von einem Schaltungseingang aufweist.
  8. Schaltung (301) nach Anspruch einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung (301) einen Schalter (Opt4) zum Verbinden eines Betriebsspannungsanschlusses des Vergleichers (Comp) mit einem Massepotential umfasst.
  9. Schaltung (301) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter ein Optokoppler (Opt4) ist.
  10. Schaltung (401) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung (401) einen Signalformer (409) zum Betätigen des ersten Schaltelementes (Rel1) und zum Betätigen des zweiten Schaltelementes (Rel2) umfasst.
  11. Schaltung (401) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalformer (409) einen ersten Impulsgeber (Timer3) zum Betätigen des ersten Schaltelementes (Rel1) umfasst.
  12. Schaltung (401) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalformer (409) einen zweiten Impulsgeber (Timer2) zum Betätigen des zweiten Schaltelementes (Rel2) umfasst.
  13. Schaltung (401) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalformer (409) einen Schalter (Opt5) zum Ansteuern des ersten und des zweiten Impulsgebers (Timer2, Timer3) umfasst.
  14. Schaltung (401) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (Opt5) ein Optokoppler ist.
  15. Schaltung (401) nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalformer (409) ausgebildet ist, bei Wegfall einer Eingangsspannung (CL+) das erste Schaltelement (Rel1) zu betätigen.
  16. Schaltung (101, 201, 301, 401) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltelemente Relais oder Halbleiterbauelemente sind.
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