DE102018109660A1 - locking device - Google Patents

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Tobias Klocke
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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine elektromotorisch angetriebene Verriegelungseinrichtung (1) einer Steckverbinderhälfte (2) zum Herstellen einer elektrischen Verbindung mit einer anderen Steckverbinderhälfte zum Laden eines Elektrofahrzeugs durch Einstecken der anderen Steckverbinderhälfte in die Steckverbinderhälfte (2), aufweisend einen verfahrbaren Verrieglungsstift (4) zum Verriegeln der in die Steckverbinderhälfte (2) eingesteckten anderen Steckverbinderhälfte und einen orthogonal zu der Steckrichtung (3) angeordneten Hallsensor (7), wobei an dem Verriegelungsstift (4) korrespondierend zu dem Hallsensor (7) ein Magnet (8) vorgesehen ist, welcher durch Verfahren des Verrieglungsstifts (4) auf den Hallsensor (7) zu oder weg bewegbar ist.The invention relates to an electric motor driven locking device (1) a connector half (2) for establishing an electrical connection with another connector half for charging an electric vehicle by inserting the other connector half in the connector half (2), comprising a movable locking pin (4) for locking the other connector half inserted into the connector half (2) and a Hall sensor (7) orthogonal to the plug-in direction (3), wherein a magnet (8) corresponding to the Hall sensor (7) is provided on the locking pin (4) of the locking pin (4) is movable toward or away from the Hall sensor (7).

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromotorisch angetriebene Verriegelungseinrichtung einer Steckverbinderhälfte zum Herstellen einer elektrischen Verbindung mit einer anderen Steckverbinderhälfte zum Laden eines Elektrofahrzeugs durch Einstecken der anderen Steckverbinderhälfte in die Steckverbinderhälfte, aufweisend einen orthogonal zur Steckrichtung verfahrbaren Verrieglungsstift zum Verriegeln der in die Steckverbinderhälfte eingesteckten anderen Steckverbinderhälfte. Zudem betrifft die Erfindung einen Steckverbinder mit einer Steckverbinderhälfte mit einer Verriegelungseinrichtung sowie ein Elektrofahrzeug mit einem Steuergerät für das Elektrofahrzeug.The invention relates to an electric motor driven locking device of a connector half for establishing an electrical connection with another connector half for charging an electric vehicle by plugging the other connector half in the connector half, comprising a locking pin orthogonal to the direction of insertion locking pin for locking the plugged into the connector half other connector half. In addition, the invention relates to a connector with a connector half with a locking device and an electric vehicle with a control unit for the electric vehicle.

Batterien von Elektrofahrzeugen werden für gewöhnlich über einen Ladestecker als Steckverbinderhälfte aufgeladen, der in eine fahrzeugseitige Ladesteckdose als andere Steckverbinderhälfte einsteckbar ist. Ein Ladevorgang zum Aufladen der Batterien des Elektrofahrzeugs dauert im Vergleich zum Betanken von Fahrzeugen mit einem Verbrennungsmotor sehr lange. In der Regel beträgt ein solcher Aufladevorgang mehrere Stunden.Batteries of electric vehicles are usually charged via a charging plug as connector half, which is plugged into a vehicle-side charging socket than other connector half. A charging process for charging the batteries of the electric vehicle takes compared to refueling of vehicles with an internal combustion engine for a long time. As a rule, such a charging process takes several hours.

Bei einem derart langen Aufladevorgang ist es keiner Person zumutbar, den Aufladevorgang des Fahrzeugs über die gesamte Ladedauer zu begleiten. Daher besteht die Gefahr, dass der Aufladevorgang vor dem vollständigen Aufladen der Batterien durch Ausstecken des Ladesteckers aus der Ladesteckdose von einem unbefugten Dritten unterbrochen wird. Verriegelungseinrichtungen, welche das Ausstecken des Ladesteckers aus einer Ladesteckdose verhindern sollen, sind aus dem Stand der Technik bekannt.With such a long charging process, it is not reasonable for any person to accompany the charging process of the vehicle over the entire charging time. Therefore, there is a risk that the charging process will be interrupted by an unauthorized third party before fully charging the batteries by unplugging the charging plug from the charging socket. Locking devices, which are to prevent the unplugging of the charging plug from a charging socket, are known from the prior art.

Das Einstecken des Ladesteckers in die Steckdose erfolgt in der Regel manuell. Die zum Einstecken benötigte Steckkraft variiert nach Polzahl, Kontakt- und Gehäuseausführung. Insofern kann es vorkommen, dass die Steckverbinderhälften nicht vollständig zusammengefügt sind. In einem solchen Fall ist der elektrische Kontakt hergestellt, jedoch ist Dichtheit und Vibrationsfestigkeit der Steckverbindung beeinträchtigt, was zu Ausfällen führen kann.The plugging of the charging plug into the socket is usually done manually. The insertion force required for insertion varies according to the number of poles, contact and housing design. In this respect, it may happen that the connector halves are not completely assembled. In such a case, the electrical contact is made, but the tightness and vibration resistance of the connector is impaired, which can lead to failures.

Ausgehend von dieser Situation ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in verlässlicher Weise sicherzustellen, dass Steckverbinderhälften beim Laden eines Elektrofahrzeugs richtig verrastet sind und ein unplanmässiges Ausstecken verhindert wird.Based on this situation, it is an object of the present invention to reliably ensure that connector halves are properly latched when charging an electric vehicle and unplugging unscheduled is prevented.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.The object is achieved by the features of the independent claims. Advantageous embodiments are specified in the subclaims.

Demnach wird die Erfindung durch eine elektromotorisch angetriebene Verriegelungseinrichtung einer Steckverbinderhälfte zum Herstellen einer elektrischen Verbindung mit einer anderen Steckverbinderhälfte zum Laden eines Elektrofahrzeugs durch Einstecken der anderen Steckverbinderhälfte in die Steckverbinderhälfte, aufweisend
einen verfahrbaren Verrieglungsstift zum Verriegeln der in die Steckverbinderhälfte eingesteckten anderen Steckverbinderhälfte und
einen orthogonal zu der Steckrichtung angeordneten Hallsensor, wobei
an dem Verriegelungsstift korrespondierend zu dem Hallsensor ein Magnet vorgesehen ist, welcher durch Verfahren des Verrieglungsstifts auf den Hallsensor zu oder weg bewegbar ist.Accordingly, the invention is characterized by an electric motor driven locking means of a connector half for establishing an electrical connection with another connector half for charging an electric vehicle by inserting the other connector half in the connector half, comprising
a movable Verrieglungsstift for locking the plugged into the connector half other connector half and
a Hall sensor arranged orthogonal to the plug-in direction, wherein
on the locking pin corresponding to the Hall sensor, a magnet is provided, which is movable by moving the Verrieglungsstifts on the Hall sensor or away.

Die Erfindung wird ferner gelöst durch eine Steckverbinderhälfte zum Herstellen einer elektrischen Verbindung mit einer anderen Steckverbinderhälfte zum Laden eines Elektrofahrzeugs durch Einstecken der anderen Steckverbinderhälfte in die Steckverbinderhälfte, mit
einer elektromotorisch angetriebenen Verriegelungseinrichtung aufweisend einen Verrieglungsstift zum Verriegeln der in die Steckverbinderhälfte eingesteckten anderen Steckverbinderhälfte, wobei
an der Steckverbinderhälfte orthogonal zu der Steckrichtung ein Hallsensor vorgesehen ist und
an dem Verriegelungsstift korrespondierend zu dem Hallsensor ein Magnet vorgesehen ist, welcher durch Verfahren des Verrieglungsstifts auf den Hallsensor zu oder weg bewegbar ist.The invention is further achieved by a connector half for establishing an electrical connection with another connector half for charging an electric vehicle by inserting the other connector half in the connector half, with
an electric motor driven locking device comprising a locking pin for locking the plugged into the connector half other connector half, wherein
on the connector half orthogonal to the plugging direction, a Hall sensor is provided and
on the locking pin corresponding to the Hall sensor, a magnet is provided, which is movable by moving the Verrieglungsstifts on the Hall sensor or away.

Ein wesentlicher Punkt der Erfindung liegt darin, dass durch den Hallsensor die Position des Verriegelungsstifts relativ zu der Verriegelungseinrichtung bestimmbar ist. Insofern ist objektiv feststellbar, ob die Steckverbinderhälften vollständig zusammengefügt sind, so dass nicht nur der elektrische Kontakt hergestellt, sondern auch Dichtheit und Vibrationsfestigkeit der Steckverbindung gegeben ist, so dass Ausfälle minimiert werden.An essential point of the invention is that the position of the locking pin relative to the locking device can be determined by the Hall sensor. In this respect, it can be objectively determined whether the connector halves are completely assembled, so that not only the electrical contact made, but also tightness and vibration resistance of the connector is given, so that failures are minimized.

Nach einer bevorzugten Weiterbildung weist die Verriegelungseinrichtung einen elektromotorischen Antrieb eingerichtet zum Verfahren des Verrieglungsstiftes orthogonal zur Steckrichtung auf.According to a preferred embodiment, the locking device has an electric motor drive set up for moving the locking pin orthogonal to the insertion direction.

Zur Ausgestaltung des Hallsensors existieren grundsätzlich verschiedene Möglichkeiten. In einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist der Hallsensor ausgeführt, in Abhängigkeit des Magneten ein pulsweitenmoduliertes Stromsignal auszugeben.For the design of the Hall sensor fundamentally exist various possibilities. In a particularly preferred embodiment, the Hall sensor is designed to output a pulse-width-modulated current signal as a function of the magnet.

Nach einer noch anderen bevorzugten Weiterbildung ist innerhalb der Verriegelungseinrichtung ein mit dem Hallsensor in Kontakt stehender Kondensator vorgesehen ist. Bevorzugt ist der Kondensator zwischen Kontakten des Hallsensors angeordnet.According to yet another preferred development, a capacitor which is in contact with the Hall sensor is provided inside the locking device. Preferably, the capacitor is arranged between contacts of the Hall sensor.

Nach einer bevorzugten Weiterbildung ist der Hallsensor als Zweidraht-Hallsensor ausgeführt.According to a preferred embodiment of the Hall sensor is designed as a two-wire Hall sensor.

Die Aufgabe der Erfindung wird ferner durch einen Steckverbinder mit einer Steckverbinderhälfte mit einer wie zuvor beschriebenen Verriegelungseinrichtung gelöst.The object of the invention is further achieved by a connector with a connector half with a locking device as described above.

Die Aufgabe der Erfindung wird zudem durch ein Elektrofahrzeug mit einer wie zuvor beschriebenen Steckverbinderhälfte gelöst.The object of the invention is also achieved by an electric vehicle with a connector half as described above.

Nach einer bevorzugten Weiterbildung weist das Elektrofahrzeug ein Steuergerät für das Elektrofahrzeug auf, wobei das Steuergerät eingerichtet ist, die Verriegelungseinrichtung anzusteuern und einem von dem Hallsensor generiertes Signal zu verarbeiten.According to a preferred development, the electric vehicle has a control unit for the electric vehicle, wherein the control unit is set up to control the locking device and to process a signal generated by the Hall sensor.

In anderer bevorzugter Weiterbildung des Steckverbinders oder des Elektrofahrzeugs ist die Steckverbinderhälfte als Steckdose ausgeführt.In another preferred embodiment of the connector or the electric vehicle, the connector half is designed as a socket.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung des Steckverbinders oder des Elektrofahrzeugs ist der andere Steckverbinderhälfte als Ladestecker ausgeführt.According to a further preferred embodiment of the connector or the electric vehicle, the other connector half is designed as a charging connector.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es gilt jedoch der Grundsatz, dass die Ausführungsbeispiele die Erfindung nicht beschränken, sondern lediglich Ausführungsformen darstellen. Die dargestellten Merkmale können einzeln oder in Kombination mit weiteren Merkmalen der Beschreibung wie auch den Patentansprüchen einzeln oder in Kombination ausgeführt werden.The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings with reference to a preferred embodiment. However, it is the principle that the embodiments do not limit the invention, but only represent embodiments. The illustrated features may be performed individually or in combination with other features of the specification as well as the claims individually or in combination.

Es zeigt:

  • 1 eine Verriegelungseinrichtung einer Steckverbinderhälfte zum Herstellen einer elektrischen Verbindung mit einer anderen Steckverbinderhälfte gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel in einer schematisch-perspektivischen Ansicht.
It shows:
  • 1 a locking device of a connector half for establishing an electrical connection with another connector half according to a preferred embodiment in a schematic perspective view.

1 zeigt eine Verriegelungseinrichtung 1 einer Steckverbinderhälfte, angedeutet mit einem Kasten 2, zum Herstellen einer elektrischen Verbindung mit einer anderen Steckverbinderhälfte gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel in einer schematisch-perspektivischen Ansicht. 1 shows a locking device 1 a connector half, indicated with a box 2 for making an electrical connection with another connector half according to a preferred embodiment in a schematic perspective view.

Die Verriegelungseinrichtung 1 weist einen insbesondere orthogonal zur Steckrichtung der Steckverbinderhälften 2, angedeutet durch einen Pfeil 3, verfahrbaren Verrieglungsstift 4 zum Verriegeln der in die Steckverbinderhälfte 2 eingesteckten anderen Steckverbinderhälfte. Zum Verfahren des Verrieglungsstiftes 4 weist die Verriegelungseinrichtung 1 einen elektromotorischen Antrieb 5 auf, der über ein Getriebe 6 mit dem Verrieglungsstift 4 bewegungsgekoppelt ist und derart zum Verfahren des Verrieglungsstiftes 4 insbesondere orthogonal zur Steckrichtung 3 eingerichtet ist.The locking device 1 has a particular orthogonal to the insertion direction of the connector halves 2 , indicated by an arrow 3 , movable locking pin 4 for locking in the connector half 2 plugged other connector half. For moving the locking pin 4 has the locking device 1 an electric motor drive 5 up, over a gearbox 6 with the locking pin 4 is motion coupled and so for moving the Verrieglungsstiftes 4 in particular orthogonal to the direction of insertion 3 is set up.

Die Verriegelungseinrichtung 1 weist ferner einen orthogonal zu der Steckrichtung 3 angeordneten Hallsensor 7 auf. Korrespondierend zu dem Hallsensor 7 ist an dem Verriegelungsstift 4 ein Magnet 8 vorgesehen, welcher durch Verfahren des Verrieglungsstifts auf den Hallsensor zu oder weg bewegbar ist. Derart kann der Hallsensor 7 die Position des Verriegelungsstiftes 4 relativ zu der Verriegelungseinrichtung 1 bestimmen.The locking device 1 also has an orthogonal to the plugging direction 3 arranged Hall sensor 7 on. Corresponding to the Hall sensor 7 is on the locking pin 4 a magnet 8th provided, which is movable by moving the locking pin on the Hall sensor or away. Such is the hall sensor 7 the position of the locking pin 4 relative to the locking device 1 determine.

Konkret ist der Hallsensor 7 als Zweidraht-Hallsensor 7 ausgeführt, um in Abhängigkeit des Magneten 8 ein pulsweitenmoduliertes Stromsignal auszugeben. Ferner ist innerhalb der Verriegelungseinrichtung 1 ein mit dem Hallsensor 7 in Kontakt stehender Kondensator 9 vorgesehen.Specifically, the Hall sensor 7 as a two-wire Hall sensor 7 executed to depend on the magnet 8th to output a pulse width modulated current signal. Furthermore, within the locking device 1 one with the Hall sensor 7 in contact with the capacitor 9 intended.

Das Elektrofahrzeug weist ein Steuergerät 10 auf, welches eingerichtet ist, die Verriegelungseinrichtung 1 anzusteuern und ein von dem Hallsensor 7 generiertes Signal zu verarbeiten.The electric vehicle has a control unit 10 which is set up, the locking device 1 to control and one of the Hall sensor 7 process generated signal.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Verriegelungseinrichtunglocking device
22
Steckverbinderhälfteconnector half
33
Steckrichtungplug-in direction
44
Verrieglungsstiftlocking pin
55
Antriebdrive
66
Getriebetransmission
77
HallsensorHall sensor
88th
Magnetmagnet
99
Kondensatorcapacitor
1010
Steuergerätcontrol unit

Claims (10)

Elektromotorisch angetriebene Verriegelungseinrichtung (1) einer Steckverbinderhälfte (2) zum Herstellen einer elektrischen Verbindung mit einer anderen Steckverbinderhälfte zum Laden eines Elektrofahrzeugs durch Einstecken der anderen Steckverbinderhälfte in die Steckverbinderhälfte (2), aufweisend einen verfahrbaren Verrieglungsstift (4) zum Verriegeln der in die Steckverbinderhälfte (2) eingesteckten anderen Steckverbinderhälfte und einen orthogonal zu der Steckrichtung (3) angeordneten Hallsensor (7), wobei an dem Verriegelungsstift (4) korrespondierend zu dem Hallsensor (7) ein Magnet (8) vorgesehen ist, welcher durch Verfahren des Verrieglungsstifts (4) auf den Hallsensor (7) zu oder weg bewegbar ist.An electromotive driven locking device (1) of a connector half (2) for establishing an electrical connection with another connector half for charging an electric vehicle by inserting the other connector half in the connector half (2), comprising a movable locking pin (4) for locking in the connector half ( 2) inserted another connector half and an orthogonal to the plug-in direction (3) arranged Hall sensor (7), wherein on the locking pin (4) corresponding to the Hall sensor (7) a magnet (8) is provided, which by moving the Verrieglungsstifts (4) on the Hall sensor (7) is movable to or away. Verriegelungseinrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Verriegelungseinrichtung (1) einen elektromotorischen Antrieb (5) eingerichtet zum Verfahren des Verrieglungsstiftes (4) orthogonal zur Steckrichtung (3) aufweist.Locking device (1) according to the preceding claim, wherein the locking device (1) has an electric motor drive (5) arranged for moving the locking pin (4) orthogonal to the plugging direction (3). Verriegelungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Hallsensor (7) ausgeführt ist, in Abhängigkeit des Magneten (8) ein pulsweitenmoduliertes Stromsignal auszugeben.Locking device (1) according to one of the preceding claims, wherein the Hall sensor (7) is designed to output a pulse width modulated current signal as a function of the magnet (8). Verriegelungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei innerhalb der Verriegelungseinrichtung (1) ein mit dem Hallsensor (7) in Kontakt stehender Kondensator (9) vorgesehen ist.Locking device (1) according to one of the preceding claims, wherein within the locking device (1) with the Hall sensor (7) in contact standing capacitor (9) is provided. Verriegelungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Hallsensor (7) als Zweidraht-Hallsensor (7) ausgeführt ist.Locking device (1) according to one of the preceding claims, wherein the Hall sensor (7) is designed as a two-wire Hall sensor (7). Steckverbinder mit einer Steckverbinderhälfte mit einer Verriegelungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Connector with a connector half with a locking device (1) according to one of the preceding claims. Elektrofahrzeug mit einer Steckverbinderhälfte nach dem vorhergehenden Anspruch.Electric vehicle with a connector half according to the preceding claim. Elektrofahrzeug nach dem vorhergehenden Anspruch, mit einem Steuergerät (10) für das Elektrofahrzeug, wobei das Steuergerät (10) eingerichtet ist, die Verriegelungseinrichtung (1) anzusteuern und einem von dem Hallsensor (7) generiertes Signal zu verarbeiten.Electric vehicle according to the preceding claim, with a control unit (10) for the electric vehicle, wherein the control unit (10) is arranged to control the locking device (1) and to process a signal generated by the Hall sensor (7). Steckverbinder oder Elektrofahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steckverbinderhälfte (2) als Steckdose ausgeführt ist.Connector or electric vehicle according to one of the preceding claims, wherein the connector half (2) is designed as a socket. Steckverbinder oder Elektrofahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit der anderen Steckverbinderhälfte ausgeführt als Ladestecker.Connector or electric vehicle according to one of the preceding claims, designed with the other connector half as a charging connector.
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