DE102012220351A1

DE102012220351A1 - Näherungserfassungsschaltung mit Kurzschlussschutz

Info

Publication number: DE102012220351A1
Application number: DE102012220351A
Authority: DE
Inventors: Krzysztof Klesyk
Original assignee: Lear Corp
Current assignee: Lear Corp
Priority date: 2011-11-10
Filing date: 2012-11-08
Publication date: 2013-05-16
Anticipated expiration: 2032-11-09
Also published as: US9233611B2; CN103107512B; CN103107512A; US20130120889A1; DE102012220351B4; US20160096439A1

Abstract

Bereitgestellt wird eine Näherungserfassungsschaltung zum Erfassen einer Verbindung eines Kabels mit einem Fahrzeugladesystem oder einer Verbindung einer anderen Vorrichtung mit irgendeiner anderen elektrischen Schaltung, wo dies zur Erleichterung der Erfassung erwünscht ist. Eine Kurzschlussschutzschaltung kann als Teil der Näherungserfassungsschaltung beinhaltet sein, um das Unterbrechen der Verbindung für den Fall eines Kurzschlusses oder einer anderen Bedingung zu vereinfachen, bei der sich unerwünschte Ströme und/oder Spannungen hin zu anderen Systemen von Abschnitten des Fahrzeugladesystems ausbreiten können.

Description

Die Erfindung betrifft Näherungserfassungsschaltungen mit Kurzschlussschutz, so beispielsweise unter anderem von einem Typ, der zur Verwendung mit fahrzeuginternen Ladegeräten dafür geeignet wird, die Verbindung mit einem Kabel oder einem anderen Element zur Verwendung bei der Erleichterung des Ladens des Fahrzeuges zu erfassen.
Hintergrund
Ein fahrzeuginternes Ladegerät kann zum Laden einer Hochspannungsbatterie oder einer anderen Energiespeichervorrichtung verwendet werden, die in einem Hybridelektro- oder Elektrofahrzeug zum Bereitstellen von Energie für einen elektrisch betriebenen Motor oder ein anderes Fahrzeugsystem vorhanden ist. In einigen Fällen kann das Laden mit einem Kabel oder einem anderen Element vereinfacht werden, das Fähigkeiten zur Erleichterung des Lieferns von Strom an das interne Ladegerät beispielsweise von einem Wandladegerät oder einem anderen Typ von nicht am Fahrzeug positionierter Ladestation, aufweist. Das Kabel kann einen Adapter zum Erleichtern des Anbringens an einem Auslass oder einer anderen Steckdose, die mit dem internen Ladegerät zusammenwirkt, beinhalten. Das interne Ladegerät kann Elektronik oder andere Elemente zum Steuern und Verwalten des Stromflusses zu der Hochspannungsbatterie und anderer zugehöriger Ladevorgänge beinhalten.
Zusammenfassung
Eine nichtbeschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Näherungserfassungsschaltung zur Verwendung beim Aktivieren eines Microcontrollers zum Erfassen einer Verbindung eines Ladekabels zu einer Steckdose eines Fahrzeugladesystems. Die Näherungserfassungsschaltung kann umfassen: eine Niederspannungsleistungsversorgung; eine Pulssignalerzeugungsschaltung, die betrieben werden kann zum Erzeugen eines ersten Signals mit einer ersten Dauer, wobei die Pulssignalerzeugungsschaltung durch die Niederspannungsleistungsversorgung mit Leistung versorgt wird; eine Verbindungsschaltung, die ausgelegt ist zum Anpassen einer Eingabespannung der Pulssignalerzeugungsschaltung bei Verbindung des Ladekabels mit dem Fahrzeugladesystem, um zu ermöglichen, dass die Pulssignalerzeugungsschaltung das erste Signal erzeugt, wobei die Verbindungsschaltung durch die Niederspannungsleistungsversorgung mit Leistung versorgt wird; und eine Kurzschlussschutzschaltung, die ausgelegt ist zum Unterbrechen der Verbindung der Verbindungsschaltung mit der Niederspannungsleistungsversorgung.
Ein nichtbeschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Verbindungsschaltung einen ersten Schalter beinhaltet, der mit der Niederspannungsleistungsversorgung verbunden ist, wobei der erste Schalter zwischen einem geöffneten Zustand und einem geschlossenen Zustand betrieben werden kann, wobei die Kurzschlussschutzschaltung den ersten Schalter in den geöffneten Zustand verbringt, um die Verbindung der Verbindungsschaltung mit dem Niederspannungssystem zu unterbrechen.
Ein nichtbeschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass ein Drain des ersten Schalters direkt mit der Niederspannungsleistungsversorgung derart verbunden ist, dass eine Drain-Spannung an dem Drain annähernd gleich einer Spannung der Niederspannungsleistungsversorgung ist.
Ein nichtbeschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Kurzschlussschutzschaltung ausgelegt ist zum Unterbrechen der Verbindung der Verbindungsschaltung mit dem Niederspannungssystem bei Auftreten eines Umkehrstromflusses durch die Verbindungsschaltung.
Ein nichtbeschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Kurzschlussschutzschaltung ausgelegt ist zum Bestimmen des Umkehrstromflusses ohne Messen eines Stromes und ohne Messen einer Spannung.
Ein nichtbeschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass der Umkehrstromfluss durch einen Widerstand auftritt, der zum Einstellen der Eingabespannung der Pulssignalerzeugungsschaltung verwendet wird, wenn die Verbindung des Ladekabels mit der Steckdose unterbrochen wird.
Ein nichtbeschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Verbindungsschaltung einen ersten Schalter beinhaltet, der zwischen der Niederspannungsleistungsversorgung und dem Widerstand verbunden ist, wobei der erste Schalter zwischen einem geöffneten Zustand und einem geschlossenen Zustand betrieben werden kann, wobei die Kurzschlussschutzschaltung den ersten Schalter in den geöffneten Zustand bei Auftreten des Umkehrstromflusses verbringt.
Ein nichtbeschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Kurzschlussschaltung einen zweiten Schalter beinhaltet, der von einem geöffneten Zustand in einen geschlossenen Zustand bei Auftreten des Umkehrstromflusses schaltet, und wobei der erste Schalter in den geöffneten Zustand verbracht wird, nachdem der zweite Schalter in den geschlossenen Zustand schaltet.
Ein nichtbeschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass der zweite Schalter dafür ausgelegt ist, im geöffneten Zustand zu sein, wenn ein Vorwärtsstromfluss durch den Widerstand auftritt.
Ein nichtbeschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass der Vorwärtsstromfluss durch einen Pin des Ladekabels auftritt, wenn das Ladekabel mit der Steckdose verbunden ist.
Ein nichtbeschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht eine Selbsthalteschaltung (latching circuit) vor, die betrieben werden kann zum Verarbeiten des ersten Signals zu einem zweiten Signal mit einer zweiten Dauer, wobei das zweite Signal zum Aktivieren des Microcontrollers vorgesehen ist, wobei die zweite Dauer länger als die erste Dauer ist.
Ein nichtbeschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die erste Dauer kürzer als eine Aktivierungsdauer ist, die zum Aktivieren des Microcontrollers erforderlich ist, wobei die zweite Dauer wenigstens gleich der Aktivierungsdauer ist.
Ein nichtbeschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht ein Näherungserfassungsschaltung für ein Fahrzeugladesystem vor, das umfasst: eine Niederspannungsleistungsversorgung; eine Verbindungsschaltung, die ausgelegt ist zum Erzeugen eines Signals bei Verbindung eines Ladekabels mit dem Fahrzeugladesystem, wobei die Verbindungsschaltung durch die Niederspannungsleistungsversorgung mit Leistung versorgt wird; und eine Schutzschaltung, die ausgelegt ist zum Unterbrechen der Verbindung der Verbindungsschaltung mit der Niederspannungsleistungsversorgung bei Auftreten eines Umkehrstromflusses zu der Niederspannungsleistungsversorgung.
Ein nichtbeschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Verbindungsschaltung und die Schutzschaltung insgesamt weniger als 200 μA aus der Niederspannungsleistungsversorgung verbrauchen, wenn die Verbindung eines Ladekabels mit dem Fahrzeugladesystem unterbrochen ist.
Ein nichtbeschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Verbindungsschaltung direkt mit der Niederspannungsleistungsversorgung derart verbunden ist, dass eine Spannungseingabe in die Verbindungsschaltung von der Niederspannungsleistungsversorgung annähernd gleich einer Spannungsausgabe der Niederspannungsleistungsversorgung ist.
Ein nichtbeschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Verbindungsschaltung einen ersten Schalter und einen Widerstand beinhaltet, wobei der erste Schalter zwischen dem Widerstand und der Niederspannungsleistungsversorgung verbunden ist, wobei der Widerstand zwischen der Niederspannungsleistungsversorgung und einer Fahrzeugmasse verbunden ist, wobei der Umkehrstromfluss durch den Widerstand und den ersten Schalter auftritt.
Ein nichtbeschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Schutzschaltung einen zweiten Schalter beinhaltet, der mit dem ersten Schalter verbunden ist, wobei der zweite Schalter in eine geöffnete Position verbracht wird, wenn ein Vorwärtsstrom durch den Widerstand und den ersten Schalter fließt, und der zweite Schalter in eine geschlossene Position verbracht wird, wenn der Umkehrstrom durch den Widerstand und den ersten Schalter fließt, wobei der zweite Schalter ausgelegt ist zum Öffnen des ersten Schalters, wenn der zweite Schalter in der geschlossenen Position ist.
Ein nichtbeschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht eine Näherungserfassungsschaltung zur Verwendung innerhalb eines Fahrzeuges mit einem Fahrzeugladesystem vor, das ausgelegt ist zum Vereinfachen des Ladens eines Fahrzeuges bei Verbindung eines Ladekabels, wobei die Erfassungsschaltung umfasst: einen Verbindungsabschnitt, der ausgelegt ist zum Ausgeben einer ersten Spannung, wenn die Verbindung des Ladekabels mit dem Fahrzeugladesystem unterbrochen ist, und einer zweiten Spannung, wenn das Ladekabel mit dem Fahrzeugladesystem verbunden ist, wobei der Verbindungsabschnitt eine Eingabe aufweist, die ausgelegt ist zum Empfangen eines Stromes aus einer Niederspannungsleistungsversorgung; und einen Schutzabschnitt, der ausgelegt ist zum Unterbrechen der Verbindung der Eingabe mit der Niederspannungsleistungsversorgung bei Auftreten eines Umkehrstromflusses durch den Verbindungsabschnitt.
Ein nichtbeschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass der Verbindungsabschnitt einen Schalter an der Eingabe beinhaltet, wobei der Schalter direkt mit der Niederspannungsleistungsversorgung derart verbunden ist, dass eine Spannungsausgabe aus der Niederspannungsleistungsversorgung annähernd gleich einer Eingabespannung an der Eingabe ist, und wobei der Schutzabschnitt ausgelegt ist zum Öffnen des Schalters bei Auftreten eines Umkehrstromes.
Ein nichtbeschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass der Verbindungsabschnitt und der Schutzabschnitt insgesamt weniger als 150 μA an Strom aus der Niederspannungsleistungsversorgung verbrauchen, wenn die Verbindung des Ladekabels unterbrochen ist.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
1 zeigt schematisch logische Elemente, die mit einem Fahrzeugleistungssystem gemäß Bereitstellung durch einen nichtbeschränkenden Aspekt der vorliegenden Erfindung zusammenwirken.
2 zeigt schematisch ein Mehrstufenleistungsversorgungssystem gemäß Darstellung durch einen nichtbeschränkenden Aspekt der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt eine Näherungserfassungsschaltung gemäß Bereitstellung durch einen nichtbeschränkenden Aspekt der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt eine Pulssignalausgabe einer Aktivierungssignalerzeugungsschaltung entsprechend einem nichtbeschränkenden Aspekt der vorliegenden Erfindung.
5 zeigt eine Pulssignalausgabe einer Selbsthalteschaltung entsprechend einem nichtbeschränkenden Aspekt der vorliegenden Erfindung.
6 zeigt einen Umkehrstromfluss entsprechend einem nichtbeschränkenden Aspekt der vorliegenden Erfindung.
7 zeigt einen Kurzschlussstromfluss entsprechend einem nichtbeschränkenden Aspekt der vorliegenden Erfindung.
8 zeigt eine Kurzschlussschutzschaltung entsprechend einem nichtbeschränkenden Aspekt der vorliegenden Erfindung.
Detailbeschreibung
Detaillierte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind hier je nach Bedarf offenbart. Es sollte gleichwohl einsichtig sein, dass die offenbarten Ausführungsbeispiele rein exemplarisch für die Erfindung sind, die in verschiedenen alternativen Formen verkörpert sein kann. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu. Einige Merkmale können übertrieben oder stark verkleinert sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Daher sollen spezifische strukturelle und funktionelle Einzelheiten in vorliegender Offenbarung nicht als beschränkend, sondern lediglich als repräsentative Basis dafür gedeutet werden, einen Fachmann auf dem einschlägigen Gebiet anzuleiten, die vorliegende Erfindung auf verschiedene Weisen einzusetzen.
1 zeigt schematisch logische Elemente, die mit einem Fahrzeugleistungssystem 10 entsprechend einem nichtbeschränkenden Aspekt der vorliegenden Erfindung zusammenwirken. Gezeigt und vornehmlich beschrieben wird das Fahrzeugleistungssystem 10 zur Verwendung innerhalb eines Elektrofahrzeuges, eines Hybridelektrofahrzeuges oder eines anderen Fahrzeuges 12 mit einer Hochspannungsbatterie 14 oder einer anderen Energiequelle, die zur Bereitstellung von Energie betrieben werden kann, die zur Verwendung durch einen Elektromotor 16 zum Antreiben des Fahrzeuges 12 ausreichend ist. Beinhalten kann das Fahrzeug 12 ein internes Ladegerät 20 zur Vereinfachung des Ladens der Hochspannungsbatterie 14 mit Strom, der durch ein EVSE-System (Electric Vehicle Supply Equipment EVSE, elektrisches Fahrzeugversorgungsgerät) 22 geliefert wird, das ein Kabel zum Verbinden des internen Ladegerätes mit einem Wandladegerät oder einer anderen Ladestation (nicht gezeigt) beinhalten kann. Verwendet werden kann das EVSE-System 22 zum Liefern von Strom durch ein Kabel mit einem Anschluss (nicht gezeigt) an einem Ende, der ausgelegt ist zur Aufnahme innerhalb einer Steckdose oder eines Auslasses (nicht gezeigt), die/der mit dem internen Ladegerät 20 zusammenwirken. Das US-Patent Nr. 7,878,866 , dessen Offenbarung hiermit in Gänze durch Bezugnahme mit aufgenommen ist, offenbart eine derartige Anordnung, die entsprechend der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
Das interne Ladegerät 20 kann eine Elektronik oder andere Elemente beinhalten, die zum Steuern und Verwalten eines Stromflusses ausgelegt sind, der verwendet wird zum Unterstützen von Vorgängen im Zusammenhang mit dem Laden für die Hochspannungsbatterie 14 und optional zum Unterstützen des Ladens oder eines auf andere Weise erfolgenden Bereitstellens von Leistung für eine Niederspannungsbatterie 24, ein oder mehrere Fahrzeuguntersysteme 26 und/oder andere elektrisch betreibbare Elemente, die innerhalb des Fahrzeuges 12 beinhaltet sind. Die Niederspannungsbatterie 24 kann zum Unterstützen der Leistungsversorgung von Fahrzeugsystemen 26 beinhaltet sein, die bei Spannungen arbeiten, die niedriger als diejenige des Elektromotors 16 sind, so beispielsweise unter anderem bei schlüssellosen Fernzugangssystemen, Heiz- und Kühlsystemen, Infotainmentsystemen, Bremssystemen und dergleichen mehr. Zusätzlich zum Laden mit Energie, die durch das EVSE-System 22 bereitgestellt wird, können ein oder mehrere von den Hoch- und Niederspannungsbatterien 14, 24 und Fahrzeuguntersystemen 26 dafür betrieben werden, einander mit Leistung zu versorgen und/oder mit von dem Elektromotor 16 erzeugter Energie versorgt zu werden.
Die Niederspannungsbatterie 24 kann beispielsweise zur Bereitstellung von Energie betrieben werden, die zur Verwendung durch eine Niederspannungsleistungsquelle 30 ausreichend ist. Die Niederspannungsleistungsquelle 30 kann ein System sein, das betrieben werden kann zum Regulieren eines Stromes von der Niederspannungsbatterie 24 zur Verwendung mit einem oder mehreren der Fahrzeuguntersysteme 26 und/oder des internen Ladegerätes 20, beispielsweise für eine niedrigere Leistungsbereitstellung von Microcontrollem oder anderen damit zusammenwirkenden spannungsempfindlichen Prozessoren. Beinhaltet sein kann ein Controller 32 zur Erleichterung der Durchführung von logischen Operationen und zum Erfüllen von anderen Verarbeitungserfordernissen, die mit dem Steuern des internen Ladegerätes 20 und/oder dem Steuern von anderen Systemen innerhalb des Fahrzeuges 12 in Zusammenhang stehen (Optional können ein oder mehrere Elemente ihren eigenen Controller oder Prozessor beinhalten). Zu exemplarischen Zwecken werden die Begriffe „niedriger”, „niedrig” und „hoch” zum Differenzieren zwischen Spannungspegeln verwendet, die jeweils annähernd mit 5 V Gleichspannung, 12 V Gleichspannung und wenigstens 200 V Gleichspannung zusammenfallen, die üblicherweise innerhalb von Fahrzeugen zur Unterstützung von Vorgängen verwendet werden, die mit jedem der entsprechenden Energiequellen in Zusammenhang stehen. Dies erfolgt ohne die Absicht, den Umfang und das Wesen der vorliegenden Erfindung unnötigerweise einzuschränken, da die vorliegende Erfindung Energiequellen mit denselben oder anderen Spannungspegeln und/oder Stromerzeugungs-/Herstellungsfähigkeiten vollständig mit einbezieht.
Beinhaltet sein kann eine Näherungserfassungsschaltung 36 zur Vereinfachung einer Stromerhaltungskonfiguration, die zur Erleichterung einer Registrierung der Verbindung des EVSE-Systems 22 mit dem internen Ladegerät 20 ausgelegt ist, während der Controller in Bereitschaft (sleep) oder in einem inaktiven Zustand ist. Die Näherungserfassungsschaltung 36 kann dafür betrieben werden, den Controller 32 von dem Bereitschaftszustand in den aktiven Zustand zu verbringen, und zwar optional bei einem Verbrauch von weniger als 50 bis 200 μA (was ein Designparameter sein kann), so beispielsweise bei einer Konfiguration, die ähnlich zu derjenigen ist, die in der US-Patentanmeldung Nr. 13/091,214 beschrieben wird, deren gesamte Offenbarung hiermit durch Bezugnahme in Gänze mit aufgenommen ist. Konfiguriert sein kann die Näherungserfassungsschaltung 36 zur Vereinfachung dessen, dass dem Controller 32 ermöglicht wird, in einem Niedrigenergieverbrauchszustand zu verweilen (beispielsweise wo der Controller 32 gegebenenfalls nicht in der Lage ist, eine Verbindung des EVSE-Systems 22 zu erfassen oder andere Vorgänge durchzuführen), um die Menge der verbrauchten Energie zu beschränken und gleichzeitig weiterhin zu ermöglichen, dass der Controller 32 aktiviert wird, um seine vorgeschriebenen Operationen durchzuführen, sobald das EVSE-System 22 verbunden bzw. angeschlossen ist oder ein anderes Ereignis auftritt (die anderen Ereignisse können andere Trigger- bzw. Auslösevorgänge betreffen, die mit Fähigkeiten in Zusammenhang stehen, die nicht zur Verfügung stehen, solange der Controller 22 im Bereitschaftsmodus ist). Die Fähigkeit, in einigen Fällen weniger als 100 μA in Bereitschaft zu verbrauchen, ist besonders bei der vorliegenden Erfindung wichtig, um sicherzustellen, dass ein minimaler Strom innerhalb von Fahrzeugen mit hohen Empfindlichkeiten bezüglich des Stromverbrauches, so beispielsweise von Hybrid- oder Hybridelektrofahrzeugen, gezogen wird.
Beinhaltet sein kann eine Steuerpiloterfassungsschaltung 38 zur Vereinfachung einer Stromerhaltungskonfiguration, die zur Vereinfachung einer Ausgabe eines Steuerpilotaktivierungssignals an den Controller 32 betrieben werden kann. Die Steuerpiloterfassungsschaltung 38 kann ausgestaltet sein zum Erzeugen des Steuerpilotaktivierungssignals durch Verarbeiten einer Steuerpilotsignalausgabe aus dem EVSE-System 22. Der Controller 32 kann darauf beruhen, dass das Steuerpilotaktivierungssignal bestimmt, ob das EVSE-System 22 in der Lage ist, eine Ladung bereitzustellen, die zur Erleichterung des Ladens der Hochspannungsbatterie 14 in der Lage ist, und/oder von anderen Parametern, die mit einem derartigen Ladevorgang zusammenwirken. Das Steuerpilotaktivierungssignal kann durch das Kabel oder einen anderen Adapter des EVSE-Systems 22 bereitgestellt werden, die zur Verbindung mit dem internen Ladegerät 20 verwendet werden. Optional kann das Steuerpilotaktivierungssignal derart erzeugt werden, dass es die Vorgaben der Society of Automotive Engineer (SAE) J1772 und der International Electrotechnical Commission (IEC) 51851 erfüllt, deren Offenbarungen hiermit durch Bezugnahme in Gänze mitaufgenommen sind.
2 zeigt schematisch ein Mehrstufenleistungsversorgungssystem 50, das mit den Steuerpilotaktivierungs- und Näherungserfassungssignalen verwendet werden kann, entsprechend einem nichtbeschränkenden Aspekt der vorliegenden Erfindung. Das Mehrstufenleistungssystem 50 kann einem Teil des internen Ladegerätes 20 entsprechen oder als Teil desselben und/oder als ein oder mehrere der anderen Merkmale, die schematisch in 1 dargestellt sind, beinhaltet sein. Das Mehrstufenleistungsversorgungssystem 50 kann von demjenigen Typ sein, der in der US-Patentanmeldung Nr. 13/192,559 beschrieben wird, deren Offenbarung hiermit in Gänze mitaufgenommen ist. Das Mehrstufenleistungsversorgungssystem 50 kann darauf beruhen, dass das Steuerpilotaktivierungssignal (CP_WAKE) und/oder das Näherungserfassungsaktivierungssignal (PROX_WAKE) durch einen Controller oder eine andere Verarbeitung, die mit dem Mehrstufenleistungsversorgungssystem 50 zusammenwirkt, empfangen wird. Selbstredend ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Verwendung der Steuerpiloterfassungsschaltung 38 zur Ausgabe des Steuerpilotaktivierungssignals an das Mehrstufenleistungsversorgungssystem 50 gemäß Darstellung in 2 beschränkt, sondern bezieht dessen Verwendung und Anwendung bei anderen Ladesystemen und nicht notwendigerweise nur bei den exemplarisch beschriebenen fahrzeugbasierten Ladesystemen vollständig mit ein.
Das Mehrstufenleistungsversorgungssystem 50 kann eine erste Stufe 52 und eine zweite Stufe 54 umfassen. Die ersten und zweiten Stufen 52, 54 der Mehrstufenleistungsversorgung 50 können miteinander in Reihe verbunden sein. Die erste Stufe 52 des Mehrstufenleistungsversorgungssystems 50 umfasst einen Wandler 56 zum Empfangen einer Niederspannungseingabe 58 aus einer Fahrzeugbatterie (nicht gezeigt), die eine 12-V-Gleichspannungseingabe sein kann. Der erste Stufenwandler 56 kann zum Umwandeln der Fahrzeugbatterieniederspannungseingabe 58 in eine Hochspannungsausgabe 60 betrieben werden, die eine 100-V-Gleichspannungsausgabe sein kann. In dieser Hinsicht kann der erste Stufenwandler 56 einen Erhöhungswandler (Boost-Wandler) zum Erhöhen (Boosten) einer Niederspannungs-12-V-Gleichspannungseingabe aus der Fahrzeugbatterie zu einer Hochspannungs-100-V-Gleichspannungsausgabe umfassen. Die zweite Stufe 54 kann einen Wandler 62 zum Empfangen entweder einer gerichteten bzw. gleichgerichteten Wechselspannungshochspannungseingabe 64 oder der Hochspannungsausgabe 60 aus der ersten Stufe 52 umfassen. Der zweite Stufenwandler 62, der ein isolierter Flyback-Wandler sein kann, dient ebenfalls zum Umwandeln der gerichteten bzw. gleichgerichteten Wechselspannungshochspannungseingabe 64 oder der der ersten Stufe zu eigenen Hochspannungsausgabe 60 in eine Niederspannungsausgabe 66, die eine 5-V-Gleichspannungsausgabe zur Verwendung bei der Leistungsversorgung der Fahrzeugsteuerschaltkreise sein kann.
3 zeigt schematisch die Näherungserfassungsschaltung 36 entsprechend einem nichtbeschränkenden Aspekt der vorliegenden Erfindung. Die Näherungserfassungsschaltung 36 soll den Betrieb der schaltungsrelevanten Elemente (Schalter, Widerstände, Kondensatoren, Dioden und dergleichen mehr), wie sie in 1 gezeigt sind, beschreiben. Die Werte, die diesen Elementen zugewiesen sind, und die beschriebene Verwendung dieser Elemente soll nicht notwendigerweise jenen Wert oder jenes Element oder den Umstand, dass jenes ein Teil einer eigenen Schaltung ist, bedingen. Anstatt dessen können die Schaltungselemente Teil von einem oder mehreren der logischen Elemente sein, die in 1 dargestellt sind, das heißt, einige oder alle der dargestellten Schaltungskomponenten können in einigen oder allen von dem internen Ladegerät 20, der Niederspannungsleistungsquelle 30, den Fahrzeuguntersystemen 26, dem Controller 32, dem Motor 16 und dergleichen beinhaltet sein. Während mehrere Schaltungselemente gezeigt sind, um bestimmte Ergebnisse zu erreichen, bezieht die vorliegende Erfindung die Verwendung der anderen Schaltungselemente zur Erreichung ähnlicher Ergebnisse, insbesondere die Verwendung anderer Stromerhaltungselemente, vollständig mit ein.
Die konstante Gleichspannung von 5 V kann zur Leistungsbereitstellung für Schalter oder für die Vorspannung (bias) anderer Elemente der Schaltung 36 verwendet werden, während der Controller in einem von den Bereitschafts- und/oder Aktivzuständen ist. Die Konfiguration, die in 3 gezeigt ist, beruht auf einer 5-V-Gleichspannung, um eine Verbindungsschaltung 40, eine Aktivierungssignalerzeugungsschaltung 42 und eine optionale Selbsthalteschaltung 44 mit Leistung zu versorgen. Die Verbindungserzeugungsschaltung 40 kann ausgelegt sein zum Erzeugen eines Signals, so beispielsweise einer Spannungsänderung, die zur Verwendung beim Auffordern der Aktivierungssignalerzeugungsschaltung 42 dahingehend, ein Pulssignal zur Verwendung beim Aktivieren des Controllers 32 auszugeben, geeignet ist. Für den Fall, dass eine Dauer/Länge des Pulssignals kleiner als eine Dauer ist, die zum Aktivieren des Controllers 32 benötigt wird, kann die Selbsthalteschaltung 44 zum Verlängern des Pulssignals oder zur anderweitigen Verarbeitung desselben zu einem Signal verwendet werden, das dafür ausreicht, dass der Controller 32 von dem Bereitschaftszustand in den aktiven Zustand übergeht. Sobald der Controller 32 aktiviert ist, kann er dafür konfiguriert werden, eine Spannung an den PROX_D1-Knoten zur Bestimmung der Verbindung des Kabels 22 zu überwachen, wobei auch eine optionale Analog-zu-Digital-Komponente (ADC) zur Unterstützung einer anderen Softwareverarbeitung auf Grundlage einer gemessenen Spannung verwendet werden kann.
3 zeigt einen Vorwärtsstromweg (pfeilartige Linien) durch die Verbindungs- und Aktivierungssignalerzeugungsschaltungen 40, 42, wenn die Verbindung des Kabels 22 unterbrochen ist. Der Controller 32 ist vermutlich an diesem Punkt im Bereitschaftszustand aufgrund eines vorausgegangenen Herunterfahr- bzw. Ausschaltereignisses, das den Controller 32 in den Bereitschaftszustand verbracht hat, und zwar bei Erfassen des PROX_D1-Wertes, der eine Unterbrechung der Verbindung des Kabels 22 angibt. Der Controller 32 kann im aktiven Zustand sein, um andere Operationen zu beenden oder durchzuführen, oder auch im Prozess des Überganges in den Bereitschaftszustand, während der dargestellte Stromweg aktiv ist. Ist die Verbindung des Kabels 22 unterbrochen, so ist der Schalter Q1 offen, Q19 ist geschlossen, Q12 ist offen, der Schalter Q8 ist offen, eine PROX-Spannung, die durch den Controller eingestellt wird, ist gleich 0, und ein Anschluss 48 der fahrzeugbasierten Steckdose, die zur Aufnahme eines Näherungspins (nicht gezeigt) des Kabels 22 verwendet wird, ist leer. Dies führt zu dem dargestellten Stromweg durch Q19 und R130. Optional kann sich der Vorwärtsstromweg durch den Widerstand R33 erstrecken, der zur Darstellung eines Widerstandswertes der fahrzeuginternen Steckdose verwendet wird, die zum Aufnehmen des Kabels ausgelegt ist (Die Aktivierungssignalerzeugungsschaltung 42 verfügt über keinen Stromweg, da die Spannung auf jeder Seite des Kondensators C39 konstant ist).
Bei Verbindung des Kabels mit der Steckdose, richtet ein Pin (nicht gezeigt) innerhalb des Kabels eine elektrische Verbindung mit der Verbindungsschaltung 40 durch einen Anschluss 48 ein, der durch den Widerstand R34 gezeigt ist. Der Controller ist, so er nicht vorher schon aktiviert worden ist, wenigstens für eine kurze Zeitspanne nach der Verbindung des Kabels 22 im Bereitschaftszustand. Die Verbindung des Kabels 22 führt dazu, dass der Näherungspin in die entsprechende Anschlussdose 48 eingeführt und ein Teil der Verbindungsschaltung 40 wird. Der eingeführte Stift leitet Strom durch den Anschluss 48, sodass der Widerstand R34 mit einem Verbindungsknoten 50 zwischen R130 und R33 verbunden wird, was effektiv die Spannung an dem Verbindungsknoten 50 senkt. Die gesenkte Verbindungsknotenspannung verringert die Spannung auf einer Seite des Kondensators C39 und leitet somit einen Ladevorgang des Kondensators C39 mit Energie aus der 5-V-Gleichspannungsleistungsversorgung ein. Der Stromfluss durch den Emitter und die Basis des Schalters Q1 infolge des Ladens des Kondensators C39 verbringt den Schalter Q1 von einem offenen in einen geschlossenen Zustand, was zu einem Puls von annähernd 5 V an einem PROX_SET-Knoten, der mit dem Kollektor des Schalters Q1 zusammenwirkt, führt.
4 zeigt eine Pulssignalausgabe 54 aus den PROX_SET-Knoten der Aktivierungssignalerzeugungsschaltung 42. Das Pulssignal 42 kann als Einzelpulssignal mit einer Dauer von einem Zeitpunkt T1 zu einem Zeitpunkt T2 charakterisiert werden, wobei der Zeitpunkt T1 dem Laden des Kondensators C39 entspricht und der Zeitpunkt T2 dem Kondensator C39 entspricht, wenn er gerade geladen wird. Die Dauer zwischen dem Zeitpunkt T1 und dem Zeitpunkt T2 ist proportional zur Kapazität des Kondensators C39 und kann durch Ändern der Kapazität geändert werden. Ein nichtbeschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft den Umstand, dass der Kondensator C39 eine Kapazität von weniger als 150 nF, also beispielsweise 100 nF, aufweist, um dessen Größe zu beschränken (ein größerer Kondensator kann kostenintensiver sein und eine geringere Anstiegszeit aufweisen). Selbstredend bezieht die vorliegende Erfindung die Verwendung eines beliebig bemessenen Kondensators vollständig mit ein und ist nicht notwendigerweise auf die angeführten Kapazitäten beschränkt.
Die Dauer der Einzelpulssignalausgabe an dem PROX_SET-Knoten kann kleiner als die Dauer sein, die zur Aktivierung des Controllers 32 benötigt wird. Das PROX_SET-Signal 54 ist derart dargestellt, dass es eine Dauer von weniger als 50 mS (gezeigt als 25 mS) aufweist, wohingegen der Controller 32 von demjenigen Typ sein kann, der wenigstens einen 50-mS-Puls benötigt, um von dem Bereitschaftszustand in den aktiven Zustand überzugehen. Um Kosten zu verringern und gewünschte Signalanstiegszeiten zu verwirklichen, betrifft ein nichtbeschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung den Umstand, dass eine Selbsthalteschaltung 44 beinhaltet ist, um das PROX_SET-Signal 54 zu verlängern, anstatt dass nur die Größe des Kondensators C39 vergrößert wird. 5 zeigt eine Pulssignalausgabe 56 aus der Selbsthalteschaltung 44 zur Aktivierung des Controllers 32. Das Pulssignal 56 weist eine längere Dauer (bis zu dem Zeitpunkt T3 gezeigt) als eine Zeit Tw auf, die zur Aktivierung des Controllers 32 benötigt wird.
Wie in 3 gezeigt ist, kann das PROX_SET-Pulssignal 54 von dem PROX_SET-Knoten an einer Eingabe der Selbsthalteschaltung 44 ausgegeben werden. Die Selbsthalteschaltung 44 kann sodann das Signal verlängern oder eine andere Verarbeitung zur Erzeugung einer WAKE_UP-Signalausgabe 56 für den Controller 32 durchführen. Sobald die Aktivierung erfolgt ist, kann der Controller 32 ein LATCH_RESET-Signal 60 zum Zurücksetzen der Selbsthalteschaltung 44 zur Erzeugung von nachfolgenden WAKE_UP-Signalen bzw. Aktivierungssignalen 56 einstellen. Der aktivierte Controller 32 kann sodann die Verbindung des Kabels 22 auf Grundlage der Spannung an dem Verbindungsknoten bestimmen. Optional kann der Controller 32 ausgelegt sein zum Unterstützen von zwei oder mehr Verbindungszuständen, so beispielsweise zum Unterstützen von Verbindungserfassungsspannungen, die von der Society of Automotive Engineer (SAE) J1772 und der International Electrotechnical Commission (IEC) 51851 gefordert werden. Diese Verbindungszustände können durch den Controller 32 unterstützt werden, der den zusätzlichen Widerstand R177 zu dem Stromweg durch die Verbindungsschaltung 40 steuert.
3 zeigt den SAE-J1772-Verbindungsstatus durch einen Widerstand R177, der dem Stromweg hinzugefügt ist, wobei der Controller 32 ein PROX-Signal für eine PROX-Eingabe zum Aktivieren von Schaltern Q12 und Q8 bereitstellt. Das SAE_PROX-Signal kann durch den Controller 32 unmittelbar nach dem Aktivieren entsprechend einer vorherigen Softwareprogrammierung bereitgestellt werden. Das Hinzufügen des Widerstands R177 ändert die Spannung an dem Verbindungsknoten derart, dass die SAE-J1772-Vorgaben erfüllt sind. Die sich ergebende Spannungsänderung induziert sodann eine Entladung des Kondensators C39 durch die 5-V-Gleichspannungsleistungsquelle bei der Aktivierungssignalerzeugungsschaltung 42 in dem dargestellten Stromweg. Für den Fall, dass der IEC-51851-Standard verwendet wird, ist der Widerstand R177 nicht parallel mit dem Widerstand R130 verbunden, und der Stromweg durch die 5-V-Gleichspannungsleistungsquelle des Aktivierungssignals infolge der Entladung des Kondensators C39 wird bis zur Entfernung des Nährungspins aus dem Anschluss verzögert.
Sobald der Annäherungspin aus dem Anschluss 48 entfernt ist, erfasst der Controller 32 die entsprechende Spannungsänderung an dem Verbindungsknoten 50 und geht automatisch in den Bereitschaftszustand über. Der Übergang in den Bereitschaftszustand kann das Entfernen des Widerstandes R177 aus dem Stromweg bei einer Deaktivierung des Schalters Q8 beinhalten. Das Entfernen des Widerstandes R177 kann zur Verringerung des Stromverbrauchs (Ruhestrom) der Verbindungsschaltung 40 auf weniger als 150 μA und vorzugsweise auf weniger als 100 μA in Abhängigkeit von den Komponentenwerten, die in dem Stromweg verbleiben, führen. Die Fähigkeit zur Steuerung des Ruhestroms kann bei Erreichen einer gewünschten Näherungserfassung (Verbindungserfassung) bei gleichzeitig minimiertem Energieverbrauch von Nutzen sein.
6 zeigt einen Umkehrstromfluss 58 (pfeilartige Linien) entsprechend einem nichtbeschränkenden Aspekt der vorliegenden Erfindung. Der Umkehrstromfluss kann von einem Kurzschließen des PROX_D1-Knotens zu der Niederspannungsbatterie 24 oder einer anderen Energiequelle innerhalb des Fahrzeuges herrühren. Der Umkehrstromfluss kann mit einem beliebigen Kurzschließen, Masse-Floaten (ground floating) oder einer anomalen Bedingung zusammenwirken, bei der ein Spannungsdifferenzial ausreichend ist, um den Umkehrstromfluss zu bewirken. Der Umkehrstromfluss ist derart gezeigt, dass er dem Strom entspricht, der durch den Widerstand R130 und den Schalter Q19 hin zu der Niederspannungsleistungsquelle 20 (KA 5 V) fließt. Der Umkehrstromfluss soll jedoch eine von einer oder mehreren Bedingungen darstellen, bei der Strom an die Niederspannungsleistungsversorgung 20 ausgegeben werden kann. Der Umkehrstromfluss kann dahingehend unerwünscht sein, dass er die Niederspannungsleistungsversorgung 20 beschädigen und/oder die Spannungseingaben für andere Vorrichtungen, die mit der Niederspannungsleistungsversorgung 20 verbunden sind, vergrößern kann, was diese Vorrichtungen und/oder Komponenten beschädigen kann.
Eine Lösung, die die vorliegende Erfindung zur Verhinderung dessen bietet, dass der Umkehrstromfluss an die Niederspannungsleistungsversorgung 20 ausgegeben wird, beinhaltet die Verwendung einer Diode (nicht gezeigt) zwischen dem Schalter Q19 in der Niederspannungsleistungsversorgung 20. Der Schalter Q19 kann direkt mit der Ausgabe der Niederspannungsleistungsversorgung 20 dahingehend verbunden werden, dass die Spannungsausgabe aus der Niederspannungsleistungsversorgung gleich oder annähernd gleich einer Drain-Spannung an einem Drain des Schalters Q19 ist, was für den Fall nicht gegeben wäre, dass eine Diode zwischen der Niederspannungsleistungsversorgung 20 in dem Schalter Q19 verbunden sein soll.
Die Fähigkeit der vorliegenden Erfindung, auf den Schalter Q19 zurückzugreifen, um einen Umkehrstromfluss zu der Niederspannungsleistungsversorgung 20 zu verhindern, und eben nicht auf eine Diode zurückzugreifen, kann bei der Begrenzung des Ruhestroms von Vorteil sein. Ein nichtbeschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Näherungserfassungsschaltung, die eine Kurzschlussschutzschaltung 60 zur Erleichterung der Steuerung des Schalters Q19 beinhaltet. Die Kurzschlussschutzschaltung 60 kann eine nichtsoftwarebasierte Schaltung sein, die zum automatischen Vereinfachen des Öffnens und Schließens des Schalters Q19 ausgelegt ist, ohne dass ein Strom und/oder eine Spannung gemessen werden müssten und/oder ohne dass man auf einen Signalprozessor oder eine andere logikverarbeitende Vorrichtung zurückgreifen müsste. Es kann also beispielsweise eine Hardwarelösung sein.
Die Kurzschlussschutzschaltung 60 ist derart gezeigt, dass sie einen Widerstand R58, einen Schalter Q7, ein Zener-Dioden-Paar D13, einen Widerstand R60, eine Zener-Diode Z, einen Widerstand R59, einen Widerstand R57 und einen Kondensator C114 umfasst. Diese Komponenten können, wie in 7 gezeigt ist, zur Bereitstellung eines Kurzschlussstromweges 62 (pfeilartige Linien) durch die Kurzschlussschutzschaltung 60 bei Auftreten des Umkehrstromflusses 58 verwendet werden. Der Kurzschlussstromweg kann verwendet werden, um ein Gate des MOSFET Q19 auf eine Spannung vorzuspannen, die größer als Source ist, sodass sich der MOSFET öffnet (abschaltet). In Abhängigkeit von Designerwägungen der Kurzschlussschutzschaltung 60, der Niederspannungsleistungsversorgung 20 und/oder der Verbindungsschaltung 40 kann eine bestimmte Menge der Spannung oder des Stromes zum Öffnen des Schalters Q19 verwendet werden.
Aus exemplarischen und nichtbeschränkenden Gründen wird die vorliegende Erfindung in Bezug darauf beschrieben, dass die Niederspannungsleistungsversorgung 20 zur Bereitstellung einer Gleichspannung von 5 V ausgelegt ist. Bei dieser Versorgung und unter der Voraussetzung, dass die damit verbundenen spannungsempfindlichen Vorrichtungen eine Spannungstoleranz von bis zu 7 bis 8 V Gleichspannung aufweisen können, betrifft eine nichtbeschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung das Verhindern eines Öffnens des Schalters Q19, bis die Bedingungen derart sind, dass die Gleichspannung von 6,5 V von der Verbindungsschaltung 40 an die Niederspannungsleistungsversorgung 20 bei Nichtvorhandensein eines Öffenseins des Schalters Q19 ausgegeben wird. Selbstredend ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese spezielle Einschaltspannung (Gleichspannung von 6,5 V) beschränkt, sondern bezieht die Verwendung beliebiger anderer geeigneter Spannungswerte vollständig mit ein, die durch Anpassen von Werten von einer oder mehreren der Komponenten erreicht werden, die als Teil der Kurzschlussschutzschaltung in der Verbindungsschaltung beinhaltet sind.
Wie gezeigt ist, wird, sobald die Einschaltspannung überschritten ist, der Kurzschlussstromweg durch den Schalter Q7 eingerichtet. Sobald der Schalter Q7 schließt, beginnt der Kurzschlussstrom zu dem Gate des Schalters Q19 zu fließen, wobei sich an diesem Punkt der Schalter Q19 öffnet. Der Schalter Q19 bleibt offen, solange die Gate-Spannung in ausreichendem Maße größer als die Source-Spannung ist, das heißt, solange der Kurzschlussstrom 62 in ausreichendem Maße bereitgestellt wird. Für den Fall, dass diejenige Bedingung, die den Kurzschlussstrom 62 bewirkt, besser wird oder verschwindet, schließt der Schalter Q19 automatisch. Sobald der Schalter Q19 geschlossen ist, kehrt die Verbindungsschaltung 40 in den Normalbetrieb zurück, um eine Erfassung des Kabels bei Aktivieren des Microcontrollers zu ermöglichen. Um eine geeignete Vorspannung für den Schalter Q7 sicherzustellen, können die Dioden D13 und der Spannungsteiler (R59, R60) in Kombination mit dem Schalterstellwiderstand R58 verwendet werden. Auf diese Weise betrifft ein nichtbeschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung den Umstand, dass die Kurzschlussschaltung 60 dahingehend betrieben werden kann, die Verbindung des Verbindungsabschnittes mit der Niederspannungsleistungsversorgung 20 bei Auftreten einer ausreichenden Triggerung bzw. Auslösung oder eines Kurzschlussereignisses zu unterbrechen.
8 zeigt eine Kurzschlussschutzschaltung 70 entsprechend einem nichtbeschränkenden Aspekt der vorliegenden Erfindung. Die Kurzschlussschutzschaltung 70 kann dafür ausgelegt sein, mit der vorbeschriebenen Verbindungsschaltung 40 und einer modifizierten Aktivierungsschaltung 72 zu arbeiten. Die Kurzschlussschutzschaltung 70 kann auf eine Weise ähnlich zu derjenigen der vorbeschriebenen Kurzschlussschutzschaltung 60 arbeiten, und zwar wenigstens mit Blick auf eine Vereinfachung durch Bereitstellen eines Schalters Q814 zur Verwendung für eine Vereinfachung des Unterbrechens der Verbindung der Verbindungsschaltung 40 mit der Niederspannungsleistungsversorgung 20. Die Kurzschlussschutzschaltung 70 kann gegenüber der Kurzschlussschutzschaltung 60 gemäß vorstehender Darstellung dahingehend von Vorteil sein, dass sie die Verwendung der Dioden D13 an dem Drain des Schalters Q7 zu Gunsten eines Diodenpaares D802 bei gemeinsamer Nutzung mit der Aktivierungsschaltung 72, die gemäß Darstellung leicht angepasst werden kann, überflüssig macht. Die Kurzschlussschutzschaltung kann zudem eine Zener-Diode Z805 zwischen dem Gate und der Source des Schalters Q814 hinzufügen, um eine Steuerung des Schalters Q814 zwischen einem geöffneten Zustand und einem geschlossenen Zustand weiter zu definieren und zu vereinfachen.
Obwohl exemplarische Beispiele beschrieben worden sind, ist nicht beabsichtigt, dass diese Beispiele alle möglichen Formen der Erfindung beschreiben. Vielmehr sind in der Beschreibung verwendete Worte Worte der Beschreibung und nicht der Beschränkung, wobei einsichtig sein sollte, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Wesen und Umfang der Erfindung abzuweichen. Darüber hinaus können Merkmale von verschiedenen implementierenden Ausführungsbeispielen kombiniert werden, um weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung zu bilden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 7878866 [0032]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Society of Automotive Engineer (SAE) J1772 [0036]
International Electrotechnical Commission (IEC) 51851 [0036]
Society of Automotive Engineer (SAE) J1772 [0045]
International Electrotechnical Commission (IEC) 51851 [0045]
SAE-J1772-Verbindungsstatus [0046]
SAE-J1772-Vorgaben [0046]
IEC-51851-Standard [0046]

Claims

Näherungserfassungsschaltung zur Verwendung beim Aktivieren eines Microcontrollers zum Erfassen einer Verbindung eines Ladekabels zu einer Steckdose eines Fahrzeugladesystems, wobei die Näherungserfassungsschaltung umfasst: eine Niederspannungsleistungsversorgung; eine Pulssignalerzeugungsschaltung, die betrieben werden kann zum Erzeugen eines ersten Signals mit einer ersten Dauer, wobei die Pulssignalerzeugungsschaltung durch die Niederspannungsleistungsversorgung mit Leistung versorgt wird; eine Verbindungsschaltung, die ausgelegt ist zum Anpassen einer Eingabespannung der Pulssignalerzeugungsschaltung bei Verbindung des Ladekabels mit dem Fahrzeugladesystem, um zu ermöglichen, dass die Pulssignalerzeugungsschaltung das erste Signal erzeugt, wobei die Verbindungsschaltung durch die Niederspannungsleistungsversorgung mit Leistung versorgt wird; und eine Kurzschlussschutzschaltung, die ausgelegt ist zum Unterbrechen der Verbindung der Verbindungsschaltung mit der Niederspannungsleistungsversorgung.
Näherungserfassungsschaltung nach Anspruch 1, wobei die Verbindungsschaltung einen ersten Schalter beinhaltet, der mit der Niederspannungsleistungsversorgung verbunden ist, wobei der erste Schalter zwischen einem geöffneten Zustand und einem geschlossenen Zustand betrieben werden kann, wobei die Kurzschlussschutzschaltung den ersten Schalter in den geöffneten Zustand verbringt, um die Verbindung der Verbindungsschaltung mit dem Niederspannungssystem zu unterbrechen.
Näherungserfassungsschaltung nach Anspruch 2, wobei ein Drain des ersten Schalters direkt mit der Niederspannungsleistungsversorgung derart verbunden ist, dass eine Drain-Spannung an dem Drain annähernd gleich einer Spannung der Niederspannungsleistungsversorgung ist.
Näherungserfassungsschaltung nach Anspruch 1, wobei die Kurzschlussschutzschaltung ausgelegt ist zum Unterbrechen der Verbindung der Verbindungsschaltung mit dem Niederspannungssystem bei Auftreten eines Umkehrstromflusses durch die Verbindungsschaltung.
Näherungserfassungsschaltung nach Anspruch 4, wobei die Kurzschlussschutzschaltung ausgelegt ist zum Bestimmen des Umkehrstromflusses ohne Messen eines Stromes und ohne Messen einer Spannung.
Näherungserfassungsschaltung nach Anspruch 4, wobei der Umkehrstromfluss durch einen Widerstand auftritt, der zum Einstellen der Eingabespannung der Pulssignalerzeugungsschaltung verwendet wird, wenn die Verbindung des Ladekabels mit der Steckdose unterbrochen wird.
Näherungserfassungsschaltung nach Anspruch 6, wobei die Verbindungsschaltung einen ersten Schalter beinhaltet, der zwischen der Niederspannungsleistungsversorgung und dem Widerstand verbunden ist, wobei der erste Schalter zwischen einem geöffneten Zustand und einem geschlossenen Zustand betrieben werden kann, wobei die Kurzschlussschutzschaltung den ersten Schalter in den geöffneten Zustand bei Auftreten des Umkehrstromflusses verbringt.
Näherungserfassungsschaltung nach Anspruch 7, wobei die Kurzschlussschaltung einen zweiten Schalter beinhaltet, der von einem geöffneten Zustand in einen geschlossenen Zustand bei Auftreten des Umkehrstromflusses schaltet, und wobei der erste Schalter in den geöffneten Zustand verbracht wird, nachdem der zweite Schalter in den geschlossenen Zustand schaltet.
Näherungserfassungsschaltung nach Anspruch 8, wobei der zweite Schalter dafür ausgelegt ist, im geöffneten Zustand zu sein, wenn ein Vorwärtsstromfluss durch den Widerstand auftritt.
Näherungserfassungsschaltung nach Anspruch 9, wobei der Vorwärtsstromfluss durch einen Pin des Ladekabels auftritt, wenn das Ladekabel mit der Steckdose verbunden ist.
Näherungserfassungsschaltung nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend eine Selbsthalteschaltung, die betrieben werden kann zum Verarbeiten des ersten Signals zu einem zweiten Signal mit einer zweiten Dauer, wobei das zweite Signal zum Aktivieren des Microcontrollers vorgesehen ist, wobei die zweite Dauer länger als die erste Dauer ist.
Näherungserfassungsschaltung nach Anspruch 11, wobei die erste Dauer kürzer als eine Aktivierungsdauer ist, die zum Aktivieren des Microcontrollers erforderlich ist, wobei die zweite Dauer wenigstens gleich der Aktivierungsdauer ist.
Näherungserfassungsschaltung für ein Fahrzeugladesystem, umfassend: eine Niederspannungsleistungsversorgung; eine Verbindungsschaltung, die ausgelegt ist zum Erzeugen eines Signals bei Verbindung eines Ladekabels mit dem Fahrzeugladesystem, wobei die Verbindungsschaltung durch die Niederspannungsleistungsversorgung mit Leistung versorgt wird; und eine Schutzschaltung, die ausgelegt ist zum Unterbrechen der Verbindung der Verbindungsschaltung mit der Niederspannungsleistungsversorgung bei Auftreten eines Umkehrstromflusses zu der Niederspannungsleistungsversorgung.
Näherungserfassungsschaltung nach Anspruch 13, wobei die Verbindungsschaltung und die Schutzschaltung insgesamt weniger als 200 μA aus der Niederspannungsleistungsversorgung verbrauchen, wenn die Verbindung eines Ladekabels mit dem Fahrzeugladesystem unterbrochen ist.
Näherungserfassungsschaltung nach Anspruch 13, wobei die Verbindungsschaltung direkt mit der Niederspannungsleistungsversorgung derart verbunden ist, dass eine Spannungseingabe in die Verbindungsschaltung von der Niederspannungsleistungsversorgung annähernd gleich einer Spannungsausgabe der Niederspannungsleistungsversorgung ist.
Näherungserfassungsschaltung nach Anspruch 15, wobei die Verbindungsschaltung einen ersten Schalter und einen Widerstand beinhaltet, wobei der erste Schalter zwischen dem Widerstand und der Niederspannungsleistungsversorgung verbunden ist, wobei der Widerstand zwischen der Niederspannungsleistungsversorgung und einer Fahrzeugmasse verbunden ist, wobei der Umkehrstromfluss durch den Widerstand und den ersten Schalter auftritt.
Näherungserfassungsschaltung nach Anspruch 16, wobei die Schutzschaltung einen zweiten Schalter beinhaltet, der mit dem ersten Schalter verbunden ist, wobei der zweite Schalter in eine geöffnete Position verbracht wird, wenn ein Vorwärtsstrom durch den Widerstand und den ersten Schalter fließt, und der zweite Schalter in eine geschlossene Position verbracht wird, wenn der Umkehrstrom durch den Widerstand und den ersten Schalter fließt, wobei der zweite Schalter ausgelegt ist zum Öffnen des ersten Schalters, wenn der zweite Schalter in der geschlossenen Position ist.
Näherungserfassungsschaltung zur Verwendung innerhalb eines Fahrzeuges mit einem Fahrzeugladesystem, das ausgelegt ist zum Vereinfachen des Ladens eines Fahrzeuges bei Verbindung eines Ladekabels, wobei die Erfassungsschaltung umfasst: einen Verbindungsabschnitt, der ausgelegt ist zum Ausgeben einer ersten Spannung, wenn die Verbindung des Ladekabels mit dem Fahrzeugladesystem unterbrochen ist, und einer zweiten Spannung, wenn das Ladekabel mit dem Fahrzeugladesystem verbunden ist, wobei der Verbindungsabschnitt eine Eingabe aufweist, die ausgelegt ist zum Empfangen eines Stromes aus einer Niederspannungsleistungsversorgung; und einen Schutzabschnitt, der ausgelegt ist zum Unterbrechen der Verbindung der Eingabe mit der Niederspannungsleistungsversorgung bei Auftreten eines Umkehrstromflusses durch den Verbindungsabschnitt.
Näherungserfassungsschaltung nach Anspruch 18, wobei der Verbindungsabschnitt einen Schalter an der Eingabe beinhaltet, wobei der Schalter direkt mit der Niederspannungsleistungsversorgung derart verbunden ist, dass eine Spannungsausgabe aus der Niederspannungsleistungsversorgung annähernd gleich einer Eingabespannung an der Eingabe ist, und wobei der Schutzabschnitt ausgelegt ist zum Öffnen des Schalters bei Auftreten eines Umkehrstromes.
Näherungserfassungsschaltung nach Anspruch 18, wobei der Verbindungsabschnitt und der Schutzabschnitt insgesamt weniger als 150 μA an Strom aus der Niederspannungsleistungsversorgung verbrauchen, wenn die Verbindung des Ladekabels unterbrochen ist.