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TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf ein Stromrichtermodul in einem Hochspannungs-Verriegelungsschleifensystem für ein Fahrzeug.
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Aus der
DE 30 41 596 A1 geht beispielsweise ein Elektronikgehäuse hervor, das einen inneren Bereich definiert und eine Verbindungselementleistenwand mit einem Fenster umfasst, wobei eine Abdeckung abnehmbar an dem Elektronikgehäuse benachbart zu einer äußeren Oberfläche der Verbindungselementleistenwand befestigt und über dem Fenster angeordnet ist. Ähnliche Anordnungen gehen aus den Druckschriften
DE 197 55 765 A1 und
DE 10 2011 076 324 A1 hervor.
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Ferner beschreibt die
DE 20 2006 013 259 U1 ein Gehäuse mit einem optischen Näherungssensor, der innerhalb des inneren Bereichs des Gehäuses benachbart einem Fenster angeordnet ist, wobei der optische Näherungssensor betreibbar ist, um eine Offenstellung der Klappe zu erfassen.
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HINTERGRUND
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Fahrzeuge wie z. B. Hybrid- oder vollständig elektrische Fahrzeuge können ein Hochspannungssystem umfassen. Drähte übertragen einen elektrischen Strom zwischen verschiedenen Komponenten des Hochspannungssystems. Die Drähte können an den verschiedenen Komponenten mit freiliegenden Anschlüssen angebracht sein. Diese freiliegenden Anschlüsse sind mit einer Abdeckung abgedeckt, um einen versehentlichen Kontakt zu verhindern.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Es wird ein Stromrichtermodul für ein Hochspannungssystem geschaffen. Das Stromrichtermodul enthält ein Elektronikgehäuse, das einen inneren Bereich definiert, und enthält eine Verbindungselementleistenwand mit einem Fenster. Ein optischer Näherungssensor ist innerhalb des inneren Bereichs des Elektronikgehäuses benachbart zum Fenster angeordnet. Eine Abdeckung ist abnehmbar am Elektronikgehäuse benachbart zu einer äußeren Oberfläche der Verbindungselementleistenwand befestigt. Die Abdeckung ist über dem Fenster angeordnet. Der optische Näherungssensor ist betreibbar, um die Anwesenheit der Abdeckung durch das Fenster hindurch zu erfassen, wenn die Abdeckung am Elektronikgehäuse befestigt ist.
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Außerdem wird ein Hochspannungssystem für ein Fahrzeug geschaffen. Das Hochspannungssystem enthält ein Elektronikgehäuse, das einen inneren Bereich definiert, und enthält eine Verbindungselementleistenwand mit einem Fenster. Ein Anschlussblock ist an der Verbindungselementleistenwand des Gehäuses befestigt ist dadurch abgestützt. Mindestens ein Hochspannungs-Verbindungselement ist am Anschlussblock befestigt. Eine Abdeckung ist abnehmbar am Elektronikgehäuse benachbart zu einer äußeren Oberfläche der Verbindungselementleistenwand befestigt. Die Abdeckung ist über dem Fenster angeordnet. Das mindestens eine Hochspannungs-Verbindungselement ist zwischen der Abdeckung und der äußeren Oberfläche der Verbindungselementleistenwand angeordnet. Ein optischer Näherungssensor ist innerhalb des inneren Bereichs des Elektronikgehäuses benachbart zum Fenster angeordnet. Der optische Näherungssensor ist betreibbar, um die Anwesenheit der Abdeckung durch das Fenster hindurch zu erfassen, wenn die Abdeckung am Elektronikgehäuse befestigt ist.
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Außerdem wird ein Verfahren zum Betreiben eines Hochspannungssystems eines Fahrzeugs geschaffen. Das Verfahren enthält das Emittieren eines Signals von einem Sendeabschnitt eines optischen Näherungssensors. Der optische Näherungssensor ist innerhalb eines inneren Bereichs eines Elektronikgehäuses angeordnet. Das Signal wird durch ein Fenster emittiert, das durch eine Wand des Elektronikgehäuses definiert ist. Das vom Sendeabschnitt emittierte Signal wird durch das Fenster und in Richtung eines Empfangsabschnitts des optischen Näherungssensors zurück reflektiert. Das Signal wird durch einen Reflektor reflektiert, der an einer Unterseite einer Abdeckung angeordnet ist, die am Elektronikgehäuse befestigt ist. Das reflektierte Signal wird mit dem Empfangsabschnitt detektiert, um die Anwesenheit der Abdeckung anzugeben. Ein Strom im Hochspannungssystem wird unterbrochen, wenn der Empfangsabschnitt das reflektierte Signal nicht detektiert.
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Folglich deckt die Abdeckung die Hochspannungs-Verbindungselemente ab. Der optische Näherungssensor erfasst die Anwesenheit der Abdeckung durch das Fenster des Elektronikgehäuses hindurch. Wenn der Näherungssensor die Anwesenheit der Abdeckung nicht detektiert, dann kann das Hochspannungssystem einen beliebigen elektrischen Strom, der durch die Hochspannungs-Verbindungselemente fließt, unterbrechen, um jeglichen versehentlichen Kontakt mit den Hochspannungs-Verbindungselementen zu verhindern. Der optische Näherungssensor ist innerhalb des inneren Bereichs des Elektronikgehäuses angeordnet, wodurch irgendwelche Teile außerhalb des Elektronikgehäuses beseitigt sind. Der optische Näherungssensor kann direkt an einer Leiterplatte innerhalb des Elektronikgehäuses montiert und damit elektrisch verbunden sein, um direkt über die Schaltungsanordnung der Leiterplatte mit einem Prozessor zum Steuern des Hochspannungssystems zu kommunizieren, wodurch irgendwelche indirekten elektrischen Verbindungen zwischen dem optischen Näherungssensor und dem Prozessor beseitigt sind.
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Die obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Arten zur Ausführung der Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen leicht ersichtlich.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Stromrichtermoduls eines Hochspannungssystems für ein Fahrzeug teilweise in auseinandergezogener Anordnung.
- 2 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Elektronikgehäuses des Stromrichtermoduls in auseinandergezogener Anordnung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Der Fachmann auf dem Gebiet erkennt, dass Begriffe wie z. B. „oberhalb“, „unterhalb“, „nach oben“, „nach unten“ „oben“, „unten“ usw. für die Beschreibung der Figuren verwendet werden. Ferner kann die Erfindung hier hinsichtlich funktionaler und/oder logischer Blockkomponenten und/oder verschiedener Verarbeitungsschritte beschrieben werden. Es sollte erkannt werden, dass solche Blockkomponenten durch irgendeine Anzahl von Hardware-, Software- und/oder Firmware-Komponenten verwirklicht sein können, die dazu konfiguriert sind, die spezifizierten Funktionen durchzuführen.
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In den Figuren, in denen gleiche Bezugszeichen in allen verschiedenen Ansichten gleiche Teile bezeichnen, ist ein Hochspannungssystem im Allgemeinen bei 20 gezeigt. Das Hochspannungssystem 20 dient für ein Fahrzeug und kann ein Hochspannungs-Antriebssystem eines Hybridfahrzeugs umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt. Wenn das Hochspannungssystem 20 eine freiliegende Komponente detektiert, wie z. B. einen unbedeckten Hochspannungsanschluss oder ein unbedecktes Hochspannungs-Verbindungselement, dann kann das Hochspannungssystem 20 einen elektrischen Strom im Hochspannungssystem 20 unterbrechen oder deaktivieren, um irgendeinen versehentlichen Kontakt mit den freiliegenden Komponenten zu verhindern.
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Das Hochspannungssystem 20 kann ein Stromrichtermodul 22 umfassen. Das Stromrichtermodul 22 umfasst ein Elektronikgehäuse 24, das einen inneren Bereich 26 definiert. Obwohl die Erfindung hier mit Bezug auf das Elektronikgehäuse 24 des Stromrichtermoduls 22 beschrieben wird, sollte erkannt werden, dass Aspekte der Erfindung für andere Elektronikgehäuse als das hier beschriebene beispielhafte Stromrichtermodul 22 gelten können. Das Elektronikgehäuse 24 stützt die verschiedenen unterschiedlichen Komponenten des Stromrichtermoduls 22 ab. Da der spezifische Betrieb des Stromrichtermoduls 22 für die ausführliche Beschreibung der Erfindung nicht relevant ist, werden die spezifischen Komponenten und deren Betrieb hier nicht im Einzelnen beschrieben.
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Das Elektronikgehäuse 24 umfasst mehrere Wände, die einen im Wesentlichen rechteckigen Behälter definieren. Mindestens eine der Wände des Elektronikgehäuses 24 kann abnehmbar sein, um Zugang zum inneren Bereich 26 zu schaffen, der zwischen den mehreren Wänden definiert ist. Mindestens eine der Wände des Elektronikgehäuses 24 definiert eine Verbindungselementleiste, die nachstehend als Verbindungselementleistenwand 28 bezeichnet wird. Ein Anschlussblock 30 ist an der Verbindungselementleistenwand 28 des Gehäuses befestigt und dadurch abgestützt. Mindestens ein Hochspannungs-Verbindungselement 32 ist am Anschlussblock 30 befestigt. Der Anschlussblock 30 verbindet das Hochspannungs-Verbindungselement 32 mit den verschiedenen Komponenten des Stromrichtermoduls 22, die innerhalb des inneren Bereichs 26 des Elektronikgehäuses 24 angeordnet sind.
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Eine Abdeckung 34 ist abnehmbar am Elektronikgehäuse 24 befestigt. Die Abdeckung 34 ist benachbart zu einer äußeren Oberfläche 36 der Verbindungselementleistenwand 28 angeordnet. Die Hochspannungs-Verbindungselemente 32 sind zwischen der Abdeckung 34 und der äußeren Oberfläche 36 der Verbindungselementleistenwand 28 angeordnet, so dass die Abdeckung 34 über den Hochspannungs-Verbindungselementen 32 angeordnet ist, um einen versehentlichen Kontakt mit den Hochspannungs-Verbindungselementen 32 zu verhindern. Die Abdeckung 34 kann am Elektronikgehäuse 24 in irgendeiner geeigneten Weise befestigt sein, die ermöglicht, dass die Abdeckung 34 entfernt wird, um einen Zugang zu den Hochspannungs-Verbindungselementen 32 zu schaffen. Beispielsweise und wie gezeigt, ist die Abdeckung 34 am Elektronikgehäuse 24 durch ein Paar von Gewindebefestigungsvorrichtungen 38 in Gewindeeingriff mit der Verbindungselementleistenwand 28 befestigt.
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Die Verbindungselementleistenwand 28 umfasst ein Fenster 40. Die Abdeckung 34 ist direkt über dem Fenster 40 angeordnet, so dass die Abdeckung 34 sich über das Fenster 40 erstreckt. Das Elektronikgehäuse 24 kann eine transparente Scheibe 42 umfassen, die über dem Fenster 40 angeordnet ist. Die transparente Scheibe 42 ist in Dichtungseingriff mit der Verbindungselementleistenwand 28 angeordnet, um den inneren Bereich 26 des Elektronikgehäuses 24 um einen Umfang des Fensters 40 abzudichten.
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Ein optischer Näherungssensor 44 ist innerhalb des inneren Bereichs 26 des Elektronikgehäuses 24 benachbart zum Fenster 40 angeordnet. Der optische Näherungssensor 44 umfasst einen Sendeabschnitt 46, der betreibbar ist, um ein gesendetes Signal 48 zu emittieren, und einen Empfangsabschnitt 50, der betreibbar ist, um das gesendete Signal 48 zu empfangen. Der optische Näherungssensor 44 kann irgendeinen Sensor umfassen, der in der Lage ist, ein Signal zu emittieren und das emittierte Signal von einem Reflexionsziel 52 zu detektieren.
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Der Sendeabschnitt 46 des optischen Näherungssensors 44 kann beispielsweise eine Leuchtdiode (LED) zum Emittieren eines Lichtsignals umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt, und der Empfangsabschnitt 50 des optischen Näherungssensors 44 kann einen Lichtsensor zum Detektieren der Anwesenheit des von der LED emittierten Lichts umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt. Die Abdeckung 34 umfasst ein Ziel 52, das an einer Unterseite 54 der Abdeckung 34 angeordnet ist und über dem Fenster 40 des Elektronikgehäuses 24 positioniert ist. Das Ziel 52 ist reflektierend und ist betreibbar, um das gesendete Signal 48 vom Sendeabschnitt 46 des optischen Näherungssensors 44 zu reflektieren.
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Die Abdeckung 34 und insbesondere das Ziel 52 an der Unterseite 54 der Abdeckung 34 ist von der äußeren Oberfläche 36 der Verbindungselementleistenwand 28 des Elektronikgehäuses 24 um einen Trennabstand beabstandet. Vorzugsweise ist der Trennabstand gleich oder geringer als 50 mm und liegt bevorzugter zwischen dem Bereich von 15 mm und 40 mm. Der Trennabstand hängt jedoch vom spezifischen Typ und/oder Stil des verwendeten optischen Näherungssensors 44 und vom Abstand zwischen dem Sendeabschnitt 46 und der Verbindungselementleistenwand 28 ab. An sich kann der Trennabstand größer als das vorstehend angegebene bevorzugte Maximum oder geringer als die untere Grenze des vorstehend angegebenen Bereichs sein.
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Der optische Näherungssensor 44 ist betreibbar, um die Anwesenheit der Abdeckung 34 durch das Fenster 40 hindurch zu erfassen, wenn die Abdeckung 34 am Elektronikgehäuse 24 befestigt ist. Der Sendeabschnitt 46 des optischen Näherungssensors 44 sendet das gesendete Signal 48 durch das Fenster 40 und auf das Ziel 52. Das Ziel 52 reflektiert das gesendete Signal 48 zurück durch das Fenster 40 und in Richtung des Empfangsabschnitts 50 des optischen Näherungssensors 44. Der Empfangsabschnitt 50 empfängt und/oder detektiert das reflektierte gesendete Signal 48, wodurch die Anwesenheit der Abdeckung 34 über den Hochspannungs-Verbindungselementen 32 angegeben wird. Das Versagen des Empfangsabschnitts 50, das gesendete Signal 48 zu empfangen, gibt die Abwesenheit der Abdeckung 34 über den Hochspannungs-Verbindungselementen 32 an. Wenn das Elektronikgehäuse 24 mit der transparenten Scheibe 42 ausgestattet ist, dann sollte erkannt werden, dass das gesendete Signal 48 durch die transparente Scheibe 42 auf das Ziel 52 hindurchtritt und durch das Ziel 52 durch die transparente Scheibe 42 hindurch auf den Empfangsabschnitt 50 zurück reflektiert wird.
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Vorzugsweise umfasst das Stromrichtermodul 22 eine Leiterplatte 58, die innerhalb des inneren Bereichs 26 des Elektronikgehäuses 24 angeordnet ist. Der optische Näherungssensor 44 kann direkt an der Leiterplatte 58 montiert sein und damit elektrisch verbunden sein, wodurch irgendwelche verdrahteten Verbindungen zwischen dem optischen Näherungssensor 44 und der Leiterplatte 58 beseitigt sind. Das Stromrichtermodul 22 kann einen Prozessor 60 umfassen, der auch direkt an der Leiterplatte 58 montiert und damit elektronisch verbunden ist. Folglich können der optische Näherungssensor 44 und der Prozessor 60 direkt über die Schaltungsanordnung der Leiterplatte 58 kommunizieren.
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Der Prozessor 60 ist betreibbar, um ein Signal oder Daten vom optischen Näherungssensor 44 zu empfangen, die die Anwesenheit der Abdeckung 34 oder die Abwesenheit der Abdeckung 34 angeben. Daten vom optischen Näherungssensor 44 in Bezug auf die Detektion des reflektierten Signals werden zum Prozessor 60 über die Schaltungsanordnung der Leiterplatte 58 übertragen. Der Prozessor 60 ist auch betreibbar, um einen Stromfluss durch die Hochspannungs-Verbindungselemente 32 in Ansprechen auf das Signal vom optischen Näherungssensor 44, das auf die Abwesenheit der Abdeckung 34 hinweist, zu deaktivieren oder zu unterbrechen. Durch Abtrennen der Hochspannungs-Verbindungselemente 32, wenn die Abdeckung 34 fehlt, verhindert das Hochspannungssystem 20 irgendeinen versehentlichen Kontakt mit den Hochspannungs-Verbindungselementen 32. Die Weise, in der der Prozessor 60 den elektrischen Strom im Hochspannungssystem unterbricht, ist dem Fachmann auf dem Gebiet des Hochspannungssystems 20 bekannt und wird daher hier nicht im Einzelnen beschrieben.
