DE102018125204A1

DE102018125204A1 - Ladeanschlussbaugruppe mit motorisierter irisblendentür

Info

Publication number: DE102018125204A1
Application number: DE102018125204.8A
Authority: DE
Inventors: Kevin James Rhodes; Pallav Sohoni
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2017-10-13
Filing date: 2018-10-11
Publication date: 2019-04-18
Also published as: US10711506B2; CN109664785A; US20190111795A1

Abstract

Eine Ladeanschlussbaugruppe beinhaltet einen Anschluss, eine Irisblendentür, die zum Freilegen des Anschlusses bewegbar ist, und eine motorisierte Betätigungsbaugruppe, die dazu konfiguriert ist, die Irisblendentür zwischen einer geschlossenen Position, in der der Anschluss verborgen ist, und einer offenen Position, in der der Anschluss freigelegt ist, zu bewegen. Die Irisblendentür kann als Reaktion auf eine vordefinierte Aufforderung von einem autorisierten Benutzer, oder wenn sich ein Ladekabel der Ladeanschlussbaugruppe annähert, automatisch in die offene Position erweitert werden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung betrifft Ladeanschlussbaugruppen für ein elektrifiziertes Fahrzeug, die motorisierte Irisblendentüren beinhalten, um Zugang zu den Ladeanschlüssen zuzulassen oder einzuschränken.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Der Bedarf an einer Reduktion des Kraftstoffverbrauchs und von Emissionen von Kraftfahrzeugen ist hinlänglich bekannt. Aus diesem Grund werden Fahrzeuge entwickelt, die die Abhängigkeit von Verbrennungsmotoren verringern. Elektrifizierte Fahrzeuge sind eine Fahrzeugart, die zu diesem Zweck entwickelt wird. Im Allgemeinen unterscheiden sich elektrifizierte Fahrzeuge dadurch von herkömmlichen Kraftfahrzeugen, dass sie selektiv durch eine oder mehrere batteriebetriebene elektrische Maschinen angetrieben werden. Konventionelle Kraftfahrzeuge sind im Gegensatz dazu vollständig auf den Verbrennungsmotor angewiesen, um das Fahrzeug anzutreiben.
Ein Ladesystem kann verwendet werden, um manche elektrifizierten Fahrzeuge mit einer externen Stromquelle, wie etwa eine Wandsteckdose oder eine Ladestation, zu verbinden, um das Batteriepack des elektrifizierten Fahrzeugs zu laden. Plug-in-Hybridelektrofahrzeuge und batterieelektrische Fahrzeuge beinhalten beispielsweise in der Regel eine Ladeanschlussbaugruppe, die einen Anschluss zum Einstecken eines Ladekabels in die Ladeanschlussbaugruppe bereitstellt. Eine Tür der Ladeanschlussbaugruppe wird manuell geöffnet und geschlossen, um Zugang zum Anschluss zu erlangen. Vorhandene Ladeanschlusskonstruktionen sind während des Ladens anfällig gegenüber den Elementen (z. B. Regen und Schnee) und nicht in der Lage zu verhindern, dass das Ladekabel durch nicht autorisierte Benutzer von dem Fahrzeug getrennt wird.
KURZDARSTELLUNG
Eine Ladeanschlussbaugruppe für ein elektrifiziertes Fahrzeug gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet unter anderem einen Anschluss, eine Irisblendentür, die zum Freilegen des Anschlusses bewegbar ist, und eine motorisierte Betätigungsbaugruppe, die dazu konfiguriert ist, die Irisblendentür zwischen einer geschlossenen Position, in der der Anschluss verborgen ist, und einer offenen Position, in der der Anschluss freigelegt ist, zu bewegen.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform der vorgenannten Ladeanschlussbaugruppe beinhaltet die Irisblendentür eine Vielzahl von überlappenden Lamellen.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform der beiden vorgenannten Ladeanschlussbaugruppen ist die Vielzahl von überlappenden Lamellen in der geschlossenen Position radial nach innen und in der offenen Position radial nach außen positioniert.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der vorgenannten Ladeanschlussbaugruppen ist die Vielzahl von überlappenden Lamellen in der offenen Position zumindest teilweise hinter einer radial äußeren Scheibe eines Gehäuses der Ladeanschlussbaugruppe versteckt.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der vorgenannten Ladeanschlussbaugruppen ist die motorisierte Betätigungsbaugruppe dazu konfiguriert, die Irisblendentür von der offenen Position in eine Zwischenposition zu bewegen, nachdem ein Ladekabel in den Anschluss eingesteckt wurde.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der vorgenannten Ladeanschlussbaugruppen beinhaltet die motorisierte Betätigungsbaugruppe einen Motor, ein Zahnrad und einen Zahnkranz.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der vorgenannten Ladeanschlussbaugruppen ist der Motor dazu konfiguriert, das Zahnrad anzutreiben, das in der Folge den Zahnkranz antreibt.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der vorgenannten Ladeanschlussbaugruppen stellen Gestänge eine Verbindung zwischen dem Zahnkranz und einer Vielzahl von überlappenden Lamellen der Irisblendentür her. Eine Bewegung des Zahnkranzes schwenkt die Gestänge und bewegt in der Folge die Vielzahl von überlappenden Lamellen.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der vorgenannten Ladeanschlussbaugruppen beinhaltet die motorisierte Betätigungsbaugruppe ein Sensorsystem und ein Steuermodul, die zusammenwirken, um die Bewegung der Irisblendentür zu steuern.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der vorgenannten Ladeanschlussbaugruppen ist das Steuermodul dazu konfiguriert, die Irisblendentür als Reaktion auf das Empfangen eines Steckerannäherungssignals von dem Sensorsystem in die offene Position zu befehlen.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der vorgenannten Ladeanschlussbaugruppen ist das Steuermodul dazu konfiguriert, die Irisblendentür als Reaktion auf das Empfangen eines Steckerverbindungssignals von dem Sensorsystem in eine Zwischenposition, die sich zwischen der geschlossenen Position und der offenen Position befindet, zu befehlen.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der vorgenannten Ladeanschlussbaugruppen beinhaltet die motorisierte Betätigungsbaugruppe ein Steuermodul, das dazu konfiguriert ist, die Irisblendentür als Reaktion auf eine vordefinierte Aufforderung von einem autorisierten Benutzer in die offene Position zu befehlen.
Ein Verfahren gemäß einem weiteren beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet unter anderem automatisches Erweitern einer Irisblendentür einer Ladeanschlussbaugruppe eines elektrifizierten Fahrzeugs in eine offene Position als Reaktion auf eine vordefinierte Aufforderung von einem autorisierten Benutzer des elektrifizierten Fahrzeugs oder wenn sich ein Ladekabel der Ladeanschlussbaugruppe annähert.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform des vorgenannten Verfahrens beinhaltet die vordefinierte Aufforderung Betätigen einer Taste an einem Schlüssel-Fob oder einer persönlichen elektronischen Vorrichtung des autorisierten Benutzers.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform der beiden vorgenannten Verfahren beinhaltet die vordefinierte Aufforderung Betätigen einer Taste, die sich in einer Fahrgastzelle des elektrifizierten Fahrzeugs befindet.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten Verfahren beinhaltet das Verfahren Einstecken des Ladekabels in einen Anschluss der Ladeanschlussbaugruppe und Bewegen der Irisblendentür von der offenen Position in eine Zwischenposition, in der die Irisblendentür um einen Stecker des Ladekabels geschlossen ist.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten Verfahren beinhaltet das Verfahren Erkennen des autorisierten Benutzers in der Nähe des elektrifizierten Fahrzeugs und Bewegen der Irisblendentür von der Zwischenposition zurück in die offene Position als Reaktion auf das Erkennen des autorisierten Benutzers.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten Verfahren beinhaltet das Verfahren Ausstecken des Ladekabels aus dem Anschluss und Bewegen der Irisblendentür von der offenen Position in eine geschlossene Position, in der der Anschluss hinter der Irisblendentür verborgen ist.
Die Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen der vorangehenden Absätze, der Ansprüche oder der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnungen, einschließlich beliebigen ihrer verschiedenen Aspekte oder jeweiliger individueller Merkmale, können unabhängig oder in Kombination herangezogen werden. Merkmale, die in Verbindung mit einer Ausführungsform beschrieben werden, gelten für alle Ausführungsformen, es sei denn, diese Merkmale sind nicht kompatibel.
Die unterschiedlichen Merkmale und Vorteile dieser Offenbarung werden dem Fachmann aus der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich. Die der detaillierten Beschreibung beigefügten Zeichnungen lassen sich wie folgt kurz beschreiben.
Figurenliste

1 veranschaulicht schematisch einen Antriebsstrang eines elektrifizierten Fahrzeugs.
2 veranschaulicht eine Ladeanschlussbaugruppe des elektrifizierten Fahrzeugs der 1.
3 veranschaulicht eine geschlossene Position einer Irisblendentür einer Ladeanschlussbaugruppe.
4 veranschaulicht eine offene Position einer Irisblendentür einer Ladeanschlussbaugruppe.
5 veranschaulicht eine Zwischenposition einer Irisblendentür einer Ladeanschlussbaugruppe.
6 ist eine Querschnittsansicht, die die Irisblendentür der 5 veranschaulicht, die um ein Ladekabel geschlossen ist.
7 veranschaulicht schematisch eine motorisierte Betätigungsbaugruppe einer Ladeanschlussbaugruppe.
8 veranschaulicht schematisch ein Verfahren zum Steuern einer Irisblendentür einer Ladeanschlussbaugruppe.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Diese Offenbarung beschreibt Ladeanschlussbaugruppen für elektrifizierte Fahrzeuge. Eine beispielhafte Ladeanschlussbaugruppe beinhaltet einen Anschluss, eine Irisblendentür und eine motorisierte Betätigungsbaugruppe. Die motorisierte Betätigungsbaugruppe ist dazu konfiguriert, die Irisblendentür zwischen einer geschlossenen Position, in der der Anschluss verborgen ist, und einer offenen Position, in der der Anschluss zum Aufnehmen eines Ladekabels freigelegt ist, zu bewegen. Die Irisblendentür kann automatisch bewegt werden, um den Anschluss als Reaktion auf eine vordefinierte Aufforderung von einem Benutzer (z. B. durch Betätigen einer Taste auf einem Schlüssel-Fob oder innerhalb der Fahrgastzelle des Fahrzeugs) oder als Reaktion auf ein Erfassen, dass sich das Ladekabel dem Anschluss annähert, freizulegen. Diese und andere Merkmale dieser Offenbarung werden in den folgenden Absätzen dieser detaillierten Beschreibung ausführlicher erörtert.
1 veranschaulicht einen Antriebsstrang 10 für ein elektrifiziertes Fahrzeug 12 schematisch. In einer Ausführungsform ist das elektrifizierte Fahrzeug 12 ein Plug-in-Hybridfahrzeug (plug-in hybrid vehicle - PHEV). Andere elektrifizierte Fahrzeuge könnten jedoch ebenfalls von den Lehren dieser Offenbarung profitieren, einschließlich unter anderem batterieelektrische Fahrzeuge (battery electric vehicle - BEV).
In einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Antriebsstrang 10 um ein Antriebsstrangsystem mit Leistungsverzweigung, das ein erstes Antriebssystem und ein zweites Antriebssystem einsetzt. Das erste Antriebssystem beinhaltet eine Kombination aus einem Motor 14 und einem Generator 18 (d. h. einer ersten elektrischen Maschine). Das zweite Antriebssystem beinhaltet wenigstens einen Motor 22 (d. h. eine zweite elektrische Maschine) und ein Batteriepack 24. Bei diesem Beispiel wird das zweite Antriebssystem als elektrisches Antriebssystem des Antriebsstrangs 10 betrachtet. Das erste und das zweite Antriebssystem erzeugen Drehmoment, um einen oder mehrere Sätze von Fahrzeugantriebsrädern 28 des elektrifizierten Fahrzeugs 12 anzutreiben.
Der Motor 14, bei dem es sich in einer Ausführungsform um einen Verbrennungsmotor handelt, und der Generator 18 können durch eine Kraftübertragungseinheit 30, wie etwa einen Planetenradsatz, miteinander verbunden sein. Selbstverständlich können andere Arten von Kraftübertragungseinheiten, einschließlich anderer Zahnradsätze und Getriebe, verwendet werden, um den Motor 14 mit dem Generator 18 zu verbinden. In einer nicht einschränkenden Ausführungsform ist die Kraftübertragungseinheit 30 ein Planetenradsatz, der ein Hohlrad 32, ein Sonnenrad 34 und eine Trägerbaugruppe 36 beinhaltet.
Der Generator 18 kann vom Motor 14 durch die Kraftübertragungseinheit 30 angetrieben werden, um kinetische Energie in elektrische Energie umzuwandeln. Der Generator 18 kann alternativ dazu als Elektromotor fungieren, um elektrische Energie in kinetische Energie umzuwandeln, wodurch Drehmoment an eine Welle 38 ausgegeben wird, die mit der Kraftübertragungseinheit 30 verbunden ist. Da der Generator 18 mit dem Motor 14 wirkverbunden ist, kann die Drehzahl des Motors 14 durch den Generator 18 gesteuert werden.
Das Hohlrad 32 der Kraftübertragungseinheit 30 kann mit einer Welle 40 verbunden sein, die über eine zweite Kraftübertragungseinheit 44 mit den Fahrzeugantriebsrädern 28 verbunden ist. Die zweite Kraftübertragungseinheit 44 kann einen Zahnradsatz beinhalten, der eine Vielzahl von Zahnrädern 46 aufweist. Andere Kraftübertragungseinheiten können ebenfalls geeignet sein. Die Zahnräder 46 übertragen Drehmoment von dem Motor 14 auf ein Differential 48, um schließlich den Fahrzeugantriebsrädern 28 Traktion bereitzustellen. Das Differential 48 kann eine Vielzahl von Zahnrädern beinhalten, die die Übertragung von Drehmoment auf die Fahrzeugantriebsräder 28 ermöglichen. In einer Ausführungsform ist die zweite Kraftübertragungseinheit 44 durch das Differential 48 mechanisch an eine Achse 50 gekoppelt, um Drehmoment auf die Fahrzeugantriebsräder 28 zu verteilen. In einer Ausführungsform sind die Kraftübertragungseinheiten 30, 44 Teil einer Radachse 20 des elektrifizierten Fahrzeugs 12.
Der Motor 22 kann zudem eingesetzt werden, um die Fahrzeugantriebsräder 28 durch Ausgeben von Drehmoment an eine Welle 55 anzutreiben, die ebenfalls mit der zweiten Kraftübertragungseinheit 44 verbunden ist. In einer Ausführungsform ist der Motor 22 Teil eines regenerativen Bremssystems. Beispielsweise kann der Motor 22 jeweils Strom an das Batteriepack 24 ausgeben.
Das Batteriepack 24 ist eine Batterie des beispielhaften elektrifizierten Fahrzeugs. Bei dem Batteriepack 24 kann es sich um ein Hochspannungsantriebsbatteriepack handeln, welches eine Vielzahl von Batteriebaugruppen 25 enthält (d. h. Batteriearrays oder Gruppen von Batteriezellen), die in der Lage sind, Strom auszugeben, um den Motor 22, den Generator 18 und/oder andere elektrische Verbraucher des elektrifizierten Fahrzeugs 12 zu betreiben. Es können auch andere Arten von Energiespeichervorrichtungen und/oder -ausgabevorrichtungen verwendet werden, um das elektrifizierte Fahrzeug 12 mit Strom zu versorgen.
In einer nicht einschränkenden Ausführungsform beinhaltet das elektrifizierte Fahrzeug 12 zwei grundlegende Betriebsmodi. Das elektrifizierte Fahrzeug 12 kann in einem Elektrofahrzeug-Modus (EV-Modus) betrieben werden, in dem der Motor 22 verwendet wird (im Allgemeinen ohne Unterstützung von dem Motor 14), um das Fahrzeug anzutreiben, wodurch der Ladezustand des Batteriepacks 24 bei bestimmten Fahrmustern/-zyklen bis zur maximal zulässigen Entladerate entladen wird. Der EV-Modus ist ein Beispiel für einen Entladebetriebsmodus für das elektrifizierte Fahrzeug 12. Im EV-Modus kann sich der Ladezustand des Batteriepacks 24 unter einigen Umständen erhöhen, beispielsweise durch einen Zeitraum regenerativen Bremsens. Der Motor 14 ist in einem standardmäßigen EV-Modus im Allgemeinen abgeschaltet, könnte jedoch nach Bedarf auf Grundlage eines Fahrzeugsystemzustands oder nach Vorgabe des Fahrzeugführers betrieben werden.
Das elektrifizierte Fahrzeug 12 kann zusätzlich in einem Hybrid-Modus (HEV-Modus) betrieben werden, bei dem sowohl der Motor 14 als auch der Motor 22 zum Antreiben des Fahrzeugs verwendet werden. Der HEV-Modus ist ein Beispiel für einen Betriebsmodus zum Erhalten der Ladung für das elektrifizierte Fahrzeug 12. Im HEV-Modus kann das elektrifizierte Fahrzeug 12 die Verwendung des Motors 22 für den Antrieb verringern, um den Ladezustand des Batteriepacks 24 konstant oder ungefähr konstant zu halten, indem es den Antrieb durch den Motor 14 steigert. Das elektrifizierte Fahrzeug 12 kann innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung zusätzlich zum EV- und zum HEV-Modus in anderen Betriebsmodi betrieben werden.
Der in 1 gezeigte Antriebsstrang 10 ist sehr schematisch und soll diese Offenbarung nicht begrenzen. Verschiedene zusätzliche Komponenten könnten alternativ oder zusätzlich durch den Antriebsstrang 10 innerhalb des Umfangs dieser Offenbarung verwendet werden. Zusätzlich können die Lehren dieser Offenbarung in einen beliebigen Typ eines elektrifizierten Fahrzeugs integriert werden.
Bezugnehmend nun auf die 1 und 2 beinhaltet das elektrifizierte Fahrzeug 12 ein Ladesystem 16 zum Laden der Energiespeichervorrichtungen (z. B. der Batteriezellen) des Batteriepacks 24. Das Ladesystem 16 kann mit einer externen Stromquelle 26 (z. B. Netzstrom von einem Stromnetz) verbunden sein, um Strom aufzunehmen und über das gesamte elektrifizierte Fahrzeug 12 zu verteilen. In einer Ausführungsform beinhaltet das Ladesystem 16 eine Ladeanschlussbaugruppe 52, die sich an Bord des elektrifizierten Fahrzeugs 12 befindet. Die Ladeanschlussbaugruppe 52 kann an einer Außenwand 54 einer Fahrzeugkarosserie 56 des elektrifizierten Fahrzeugs 12 gelagert sein. Die Außenwand 54 könnte eine vordere Seitenwand, eine hintere Seitenwand oder eine beliebige andere Außenwand der Fahrzeugkarosserie 56 sein.
Die Ladeanschlussbaugruppe 52 ist ausgelegt, um über ein Ladekabel 58 selektiv Strom von der externen Stromquelle 26 aufzunehmen und den Strom dann dem Batteriepack 24 zum Laden der Batteriezellen zuzuführen. Das Ladekabel 58 kann einen Stecker 60 beinhalten, der dazu konfiguriert ist, in einen Anschluss 62, der durch die Ladeanschlussbaugruppe 52 bereitgestellt wird, eingesteckt zu werden. Das Ladekabel 58 kann eine Komponente einer Fahrzeugladestation oder eine separate Elektrofahrzeugversorgungsausrüstung (electric vehicle supply equipment - EVSE) sein, die mit dem elektrifizierten Fahrzeug 12 bereitgestellt und aufbewahrt wird.
Die 3-5 veranschaulichen, weiterhin unter Bezugnahme auf die 1 und 2, eine beispielhafte Ladeanschlussbaugruppe 52 für das elektrifizierte Fahrzeug 12. Zum Beispiel kann die Ladeanschlussbaugruppe 52 Teil des Ladesystems 16 des elektrifizierten Fahrzeugs 12 sein.
In einer Ausführungsform beinhaltet die Ladeanschlussbaugruppe 52 ein Gehäuse 64, den Anschluss 62 und eine Irisblendentür 66, um den Zugang zum Anschluss 62 selektiv zuzulassen oder einzuschränken. Die Größe und Form des Gehäuses 64 nicht dazu gedacht, diese Offenbarung zu begrenzen. Der Anschluss 62 ist in einer Öffnung 68 des Gehäuses 64 gelagert. Der Anschluss 62 kann zum Verbinden jeder Art von Ladekabel (z. B. Stufe 1, 2, Gleichstrom usw.) konfiguriert sein.
Die Irisblendentür 66 ist steuerbar, um die Öffnung 68 des Gehäuses 64 zu schließen und zu öffnen, um Zugang zum Anschluss 62 zu erlangen. Die Irisblendentür 66 ist in 3 in einer geschlossenen Position P1 und in 4 in einer offenen Position P2 gezeigt. In der geschlossenen Position P1 ist der Anschluss 62 hinter der Irisblendentür 66 verborgen. Die Irisblendentür 66 blockiert somit den Anschluss 62 gegenüber dem Eintritt von Schnee, Regen, Staub oder anderen möglichen Verunreinigungen. In der offenen Position P2 ist der Anschluss 62 nicht durch die Irisblendentür 66 verborgen und ist somit zum Verbinden des Ladekabels 58 freigelegt.
Die Irisblendentür 66 kann ähnlich wie eine Irisblende einer Kamera arbeiten, um die Öffnung 68 zu erweitern oder einzuschränken. In einer Ausführungsform beinhaltet die Irisblendentür 66 eine Vielzahl von überlappenden Lamellen 70, die bewegbar ist, um die Öffnung 68 zu öffnen und zu schließen. Die Irisblendentür 66 kann eine beliebige Anzahl von überlappenden Lamellen 70 beinhalten. Die Gesamtanzahl von Lamellen, die die Irisblendentür 66 ausmachen, ist nicht dazu gedacht, diese Offenbarung zu begrenzen. In der offenen Position P2 der Irisblendentür 66 sind die überlappenden Lamellen 70 zumindest teilweise hinter einer radial äußeren Scheibe 72 des Gehäuses 64 versteckt, um den Anschluss 62 freizulegen. In der geschlossenen Position P1 der Irisblendentür 66 erstrecken sich die überlappenden Lamellen 70 von der radial äußeren Scheibe 72 radial nach innen, um den Anschluss 62 zu verbergen.
Das Ladekabel 58 kann in den Anschluss 62 eingesteckt werden, um das elektrifizierte Fahrzeug 12 zu laden, nachdem die Irisblendentür 66 in die offene Position P2 bewegt wurde. Nach dem Einstecken des Steckers 60 des Ladekabels 58 in den Anschluss 62 kann die Irisblendentür 66 von der offenen Position P2 in eine Zwischenposition P3 bewegt werden (siehe 5). In der Zwischenposition P3 werden die überlappenden Lamellen 70 radial nach innen bewegt, bis sie sich um den Stecker 60 herum schließen. Die Zwischenposition P3 befindet sich somit radial zwischen der geschlossenen Position P1 und der offenen Position P2.
In einer Ausführungsform sind die überlappenden Lamellen 70 innerhalb einer vertieften Nut 74 des Steckers 60 des Ladekabels 58 in der Zwischenposition P3 aufgenommen (siehe z. B. 6). Auf diese Weise fungiert die Irisblendentür 66 als ein Sicherheitsmerkmal zum Arretieren des Ladekabels 58 in Position während des Ladens. Dies schützt das Ladekabel 58 und den Anschluss 62 vor einem Eintritt von Wasser und Schmutz während des Ladens und reduziert außerdem das Risiko, dass ein nicht autorisierter Benutzer das Ladekabel 58 aussteckt und stiehlt, da die überlappenden Lamellen 70 nicht zulassen, dass das Ladekabel 58 einfach aus dem Anschluss 62 entfernt werden kann, wenn es innerhalb der vertieften Nut 74 aufgenommen ist.
7 veranschaulicht eine beispielhafte motorisierte Betätigungsbaugruppe 76 zum automatischen Bewegen der Irisblendentür 66 zwischen den verschiedenen Positionen P1, P2 und P3. In einer Ausführungsform beinhaltet die motorisierte Betätigungsbaugruppe 76 einen Motor 78, ein Zahnrad 80, einen Zahnkranz 82, Gestänge 84 und die überlappenden Lamellen 70.
Der Motor 78 kann ein Elektromotor oder eine beliebige andere motorisierte Vorrichtung sein. Der Motor 78 kann funktionsfähig an das Zahnrad 80 gekoppelt und eingeschaltet werden, um das Zahnrad 80 entweder im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn zu drehen. Das Zahnrad 80 kämmt mit dem Zahnkranz 82 und somit dreht auch der Zahnkranz 82 in Folge des Drehens des Zahnrads 80. In einer Ausführungsform kann der Motor 78 gesteuert werden, um das Zahnrad 80 in einer ersten Richtung anzutreiben, um den Zahnkranz 82 in einer Weise zu bewegen, die die überlappenden Lamellen 70 in die geschlossene Position P1 bewegt. In einer weiteren Ausführungsform kann der Motor 78 gesteuert werden, um das Zahnrad 80 in einer zweiten Richtung anzutreiben, um den Zahnkranz 82 in einer Weise zu bewegen, die die überlappenden Lamellen 70 in die offene Position P2 erweitert. In noch einer weiteren Ausführungsform kann der Motor 78 gesteuert werden, um das Zahnrad 80 in der ersten Richtung anzutreiben, um den Zahnkranz 82 in einer Weise zu bewegen, die die überlappenden Lamellen 70 in Richtung der Zwischenposition P3 bewegt.
Jedes Gestänge 84 stellt eine Verbindung zwischen dem Zahnkranz 82 und einer der Vielzahl von überlappenden Lamellen 70 her. Wenn sich der Zahnkranz 82 bewegt, können die Gestänge 84 relativ zu dem Zahnkranz 82 schwenken, um die überlappenden Lamellen 70 entweder radial nach innen oder radial nach außen zu bewegen.
Die motorisierte Betätigungsbaugruppe 76 kann zusätzlich ein Sensorsystem 86 und ein Steuermodul 88 beinhalten, die zusammenwirken, um zu bestimmen, wann und wie die Irisblendentür 66 der Ladeanschlussbaugruppe 52 zu positionieren ist. Das Sensorsystem 86 ist ausgelegt, um den Verbindungsstatus des Ladekabels 58 zu erfassen, oder ob sich das Ladekabel 58 der Ladeanschlussbaugruppe 52 zur Verbindung mit dem Anschluss 62 annähert oder ob ein autorisierter Benutzer in der Nähe (d. h. innerhalb eines vorbestimmten Bereichs) der Ladeanschlussbaugruppe 52 ist. Das Sensorsystem 86 kann verschiedene Sensoren beinhalten, um diese Bestimmungen vorzunehmen. Zum Beispiel kann ein Verbindungssensor 90 innerhalb des Anschlusses 62 positioniert sein, um zu erkennen, ob das Ladekabel 58 in den Anschluss 62 eingesteckt ist, oder können ein oder mehrere Näherungssensoren 92 positioniert sein, um zu erkennen, ob sich das Ladekabel 58 der Ladeanschlussbaugruppe 52 annähert. Der Näherungssensor 92 kann direkt an dem Gehäuse 64, nahe dem Gehäuse 64 oder an dem Anschluss 62 der Ladeanschlussbaugruppe 52 angebracht sein. In einer weiteren Ausführungsform sind die Näherungssensoren 92 dazu konfiguriert zu erkennen, ob ein Schlüssel-Fob oder eine andere persönliche elektronische Vorrichtung (z. B. ein Telefon) eines autorisierten Benutzers des elektrifizierten Fahrzeugs 12 in der Nähe des elektrifizierten Fahrzeugs 12 ist. Die Näherungssensoren 92 können kapazitive, Ultraschall-, magnetische, Gewichts-, LiDAR-, Infrarot-, Radar-, oder eine beliebige andere Art von Sensoren oder eine Kombination aus Sensoren sein.
Das Steuermodul 88 ist ausgelegt, um die verschiedenen Funktionen der Ladeanschlussbaugruppe 52 zu steuern. In einer Ausführungsform beinhaltet das Steuermodul 88 eine Verarbeitungseinheit und einen nichtflüchtigen Speicher zum Ausführen der verschiedenen Steuerstrategien der Ladeanschlussbaugruppe 52.
Das Steuermodul 88 kann verschiedene Eingaben empfangen und verarbeiten, um die Ladeanschlussbaugruppe 52 zu steuern, und genauer um die Positionierung der Irisblendentür 66 zu steuern. Eine erste Eingabe in das Steuermodul 88 kann ein Benutzeranforderungssignal 94 beinhalten, das als Reaktion auf eine vordefinierte Aufforderung von einem autorisierten Benutzer des elektrifizierten Fahrzeugs 12 empfangen wird (z. B. Betätigen eines Schlüssel-Fobs, Betätigen einer Taste in der Fahrgastzelle des Fahrzeugs oder Betätigen einer persönlichen elektronischen Vorrichtung). Das Benutzeranforderungssignal 94 gibt an, dass der Benutzer die Irisblendentür 66 zum Verbinden des Ladekabels 58 mit dem Anschluss 62 öffnen möchte, und gibt an, dass der Benutzer die Irisblendentür 66 schließen möchte, nachdem das Ladekabel 58 vom Anschluss 62 entfernt wurde. Als Reaktion auf das Empfangen des Benutzeranforderungssignals 94 kann das Steuermodul 88 die Irisblendentür 66 automatisch entweder in die offene Position P2 oder die geschlossene Position P1 befehlen, abhängig davon, welche Position die Irisblendentür 66 unmittelbar vor dem Empfang des Benutzeranforderungssignals 94 eingenommen hat.
Eine zweite Eingabe in das Steuermodul 88 kann ein Steckerannäherungssignal 96 von dem Sensorsystem 86 beinhalten. Das Steckerannäherungssignal 96 gibt an, dass das Sensorsystem 86 die Anwesenheit des Ladekabels 58, das sich der Ladeanschlussbaugruppe 52 annähert, erkannt hat. Das Steuermodul 88 kann die Irisblendentür 66 als Reaktion auf das Empfangen des Steckerannäherungssignals 96 automatisch in die offene Position P2 befehlen.
Eine dritte Eingabe in das Steuermodul 88 kann ein Steckerverbindungssignal 98 von dem Sensorsystem 86 beinhalten. Das Steckerverbindungssignal 96 gibt an, dass das Ladekabel 58 in den Anschluss 62 eingesteckt wurde. Als Reaktion auf das Empfangen des Steckerverbindungssignals 98 kann das Steuermodul 88 die Lademenge, die von dem Ladekabel 58 zu dem elektrifizierten Fahrzeug während eines Ladevorgangs zugeführt wird, steuern. Zum Beispiel kann das Steuermodul 88 die Menge an Spannung und Strom, die während des Ladevorgangs zugeführt wird, sowie auch die Länge der Ladung, neben verschiedenen anderen Parametern, steuern. Zusätzlich kann das Steuermodul 88 die Irisblendentür 66 als Reaktion auf das Empfangen des Steckerverbindungssignals 98 automatisch in die Zwischenposition P3 befehlen.
Eine vierte Eingabe in das Steuermodul 88 kann ein Benutzerannäherungssignal 99 von dem Sensorsystem 86 beinhalten. Das Benutzerannäherungssignal 99 gibt an, dass das Sensorsystem 86 einen autorisierten Benutzer in der Nähe des elektrifizierten Fahrzeugs 12 erkannt hat. Als Reaktion auf das Empfangen des Benutzernäherungssignals 99 kann das Steuermodul 88 die Irisblendentür 66 automatisch in die offene Position P2 befehlen, um das Ladekabel 58 zu entriegeln (d. h. die überlappenden Lamellen 70 von der vertieften Nut 74 lösen).
8 veranschaulicht unter weiterer Bezugnahme auf die 1-7 schematisch ein Verfahren 100 zum Steuern der Irisblendentür 66 der Ladeanschlussbaugruppe 52. In einer Ausführungsform ist das Steuermodul 88 mit einem oder mehreren Algorithmen programmiert, die ausgelegt sind, um das beispielhafte Verfahren 100 auszuführen.
Das beispielhafte Verfahren 100 beginnt bei Block 102. Bei Block 104 überwacht das Steuermodul 88, ob eine vordefinierte Aufforderung empfangen wurde, die angibt, dass ein Ladevorgang ansteht. Zum Beispiel kann das Steuermodul 88 periodisch überwachen, ob das Benutzeranforderungssignal 94 empfangen wurde, um zu bestimmen, ob der Benutzer das elektrifizierte Fahrzeug laden möchte. Bei Antwort NEIN überprüft das Steuermodul 88 bei Block 94, ob erkannt wurde, dass sich der Stecker 60 des Ladekabels 58 der Ladeanschlussbaugruppe 52 annähert. Wenn einer der Blöcke 104 oder 106 ein JA-Flag zurückgibt, wird die Irisblendentür 66 bei Block 107 in die offene Position P2 befohlen.
Als nächstes überwacht das Steuermodul 88 bei Block 108, ob der Stecker 60 des Ladekabels 58 mit dem Anschluss 62 verbunden wurde. Bei Antwort JA, was angibt, dass das Steckerverbindungssignal 98 von dem Sensorsystem 86 empfangen wurde, befiehlt das Steuermodul 88 die Irisblendentür 66 bei Block 110 in die Zwischenposition P3. Die überlappenden Lamellen 70 werden innerhalb der vertieften Nut 74 des Steckers 60 aufgenommen, wenn die Irisblendentür 66 in der Zwischenposition P3 positioniert ist, um das Ladekabel 58 vorübergehend in Position zu arretieren. Dies verhindert ein nicht autorisiertes Entfernen des Ladekabels 58 während des Ladens.
Das Steuermodul 88 kann als nächstes bei Block 112 überwachen, ob der Benutzer das Ladekabel 58 aus dem Anschluss 62 ausstecken möchte. Zum Beispiel kann das Steuermodul 88 überwachen, ob entweder das Benutzeranforderungssignal 94 oder das Benutzerannäherungssignal 99 empfangen wurde, um diese Bestimmung vorzunehmen. Bei Antwort JA kehrt die Irisblendentür 66 bei Block 114 automatisch in die offene Position P2 zurück. Das Ladekabel 58 wird bei Block 116 aus dem Anschluss 62 ausgesteckt und die Irisblendentür 66 kann bei Block 118 in die geschlossene Position P1 befohlen werden. Das Verfahren 100 kann dann bei Block 120 enden.
Die Ladeanschlussbaugruppen dieser Offenbarung sind dazu konfiguriert, selektiv den Zugang zu den Ladeanschlüssen der Baugruppen einzuschränken oder zuzulassen. Die vorgeschlagenen Konstruktionen sind ästhetisch ansprechend und bieten Schutz und Sicherheit sowohl während des Ladevorgangs als auch wenn nicht geladen wird.
Wenngleich die unterschiedlichen nicht einschränkenden Ausführungsformen der Darstellung nach bestimmte Komponenten oder Schritte aufweisen, sind die Ausführungsformen dieser Offenbarung nicht auf diese bestimmten Kombinationen begrenzt. Es ist möglich, einige der Komponenten oder Merkmale aus beliebigen der nicht einschränkenden Ausführungsformen in Kombination mit Merkmalen oder Komponenten aus beliebigen anderen nicht einschränkenden Ausführungsformen zu verwenden.
Es versteht sich, dass gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Zeichnungen entsprechende oder ähnliche Elemente kennzeichnen. Es versteht sich, dass, wenngleich in diesen Ausführungsbeispielen eine bestimmte Anordnung von Komponenten offenbart und dargestellt wird, andere Anordnungen ebenfalls von den Lehren der vorliegenden Offenbarung profitieren könnten.
Die vorstehende Beschreibung ist als veranschaulichend und nicht als einschränkend zu betrachten. Der Durchschnittsfachmann wird verstehen, dass bestimmte Modifikationen durch den Umfang dieser Offenbarung abgedeckt sein könnten. Deshalb sollten die nachstehenden Patentansprüche aufmerksam gelesen werden, um den eigentlichen Umfang und Inhalt dieser Offenbarung zu bestimmen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Ladeanschlussbaugruppe für ein elektrifiziertes Fahrzeug bereitgestellt, das einen Anschluss; eine Irisblendentür, die zum Freilegen des Anschlusses bewegbar ist; und eine motorisierte Betätigungsbaugruppe aufweist, die dazu konfiguriert ist, die Irisblendentür zwischen einer geschlossenen Position, in der der Anschluss verborgen ist, und einer offenen Position, in der der Anschluss freigelegt ist, zu bewegen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die obige Erfindung ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Irisblendentür eine Vielzahl von überlappenden Lamellen beinhaltet.
Gemäß einer Ausführungsform ist die obige Erfindung ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von überlappenden Lamellen in der geschlossenen Position radial nach innen und in der offenen Position radial nach außen positioniert ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die obige Erfindung ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von überlappenden Lamellen in der offenen Position zumindest teilweise hinter einer radial äußeren Scheibe eines Gehäuses der Ladeanschlussbaugruppe versteckt ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die obige Erfindung ferner dadurch gekennzeichnet, dass die motorisierte Betätigungsbaugruppe dazu konfiguriert ist, die Irisblendentür von der offenen Position in eine Zwischenposition zu bewegen, nachdem ein Ladekabel in den Anschluss eingesteckt ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die obige Erfindung ferner dadurch gekennzeichnet, dass die motorisierte Betätigungsbaugruppe einen Motor, ein Zahnrad und einen Zahnkranz beinhaltet.
Gemäß einer Ausführungsform ist die obige Erfindung ferner dadurch gekennzeichnet, dass der Motor dazu konfiguriert ist, das Zahnrad anzutreiben, das in der Folge den Zahnkranz antreibt.
Gemäß einer Ausführungsform ist die obige Erfindung ferner durch Gestänge gekennzeichnet, die eine Verbindung zwischen dem Zahnkranz und einer Vielzahl von überlappenden Lamellen der Irisblendentür herstellen, wobei eine Bewegung des Zahnkranzes die Gestänge schwenkt und in der Folge die Vielzahl von überlappenden Lamellen bewegt.
Gemäß einer Ausführungsform ist die obige Erfindung ferner dadurch gekennzeichnet, dass die motorisierte Betätigungsbaugruppe ein Sensorsystem und ein Steuermodul beinhaltet, die zusammenwirken, um die Bewegung der Irisblendentür zu steuern.
Gemäß einer Ausführungsform ist die obige Erfindung ferner dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermodul dazu konfiguriert ist, die Irisblendentür als Reaktion auf das Empfangen eines Steckerannäherungssignals von dem Sensorsystem in die offene Position zu befehlen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die obige Erfindung ferner dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermodul dazu konfiguriert ist, die Irisblendentür als Reaktion auf das Empfangen eines Steckerverbindungssignals von dem Sensorsystem in eine Zwischenposition, die sich zwischen der geschlossenen Position und der offenen Position befindet, zu befehlen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die obige Erfindung ferner dadurch gekennzeichnet, dass die motorisierte Betätigungsbaugruppe ein Steuermodul beinhaltet, das dazu konfiguriert ist, die Irisblendentür als Reaktion auf eine vordefinierte Aufforderung von einem autorisierten Benutzer in die offene Position zu befehlen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, das automatisches Erweitern einer Irisblendentür einer Ladeanschlussbaugruppe eines elektrifizierten Fahrzeugs in eine offene Position als Reaktion auf eine vordefinierte Aufforderung von einem autorisierten Benutzer des elektrifizierten Fahrzeugs, oder wenn sich ein Ladekabel der Ladeanschlussbaugruppe annähert, aufweist.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die vordefinierte Aufforderung Betätigen einer Taste an einem Schlüssel-Fob oder einer persönlichen elektronischen Vorrichtung des autorisierten Benutzers.
Gemäß einer Ausführungsform ist die obige Erfindung ferner dadurch gekennzeichnet, dass die vordefinierte Aufforderung Betätigen einer Taste, die sich in einer Fahrgastzelle des elektrifizierten Fahrzeugs befindet, beinhaltet.
Gemäß einer Ausführungsform ist die obige Erfindung ferner durch Einstecken des Ladekabels in einen Anschluss der Ladeanschlussbaugruppe; und Bewegen der Irisblendentür von der offenen Position in eine Zwischenposition, in der die Irisblendentür um einen Stecker des Ladekabels geschlossen ist, gekennzeichnet.
Gemäß einer Ausführungsform ist die obige Erfindung ferner durch Erkennen des autorisierten Benutzers in der Nähe des elektrifizierten Fahrzeugs; und Bewegen der Irisblendentür von der Zwischenposition zurück in die offene Position als Reaktion auf das Erkennen des autorisierten Benutzers gekennzeichnet.
Gemäß einer Ausführungsform ist die obige Erfindung ferner durch Ausstecken des Ladekabels aus dem Anschluss; und Bewegen der Irisblendentür von der offenen Position in eine geschlossene Position, in der der Anschluss hinter der Irisblendentür verborgen ist, gekennzeichnet.

Claims

Ladeanschlussbaugruppe für ein elektrifiziertes Fahrzeug, umfassend: einen Anschluss; eine Irisblendentür, die zum Freilegen des Anschlusses bewegbar ist; und eine motorisierte Betätigungsbaugruppe, die dazu konfiguriert ist, die Irisblendentür zwischen einer geschlossenen Position, in der der Anschluss verborgen ist, und einer offenen Position, in der der Anschluss freigelegt ist, zu bewegen.
Ladeanschlussbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die Irisblendentür eine Vielzahl von überlappenden Lamellen beinhaltet.
Ladeanschlussbaugruppe nach Anspruch 2, wobei die Vielzahl von überlappenden Lamellen in der geschlossenen Position radial nach innen und in der offenen Position radial nach außen positioniert ist.
Ladeanschlussbaugruppe nach Anspruch 2, wobei die Vielzahl von überlappenden Lamellen in der offenen Position zumindest teilweise hinter einer radial äußeren Scheibe eines Gehäuses der Ladeanschlussbaugruppe versteckt ist.
Ladeanschlussbaugruppe nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die motorisierte Betätigungsbaugruppe dazu konfiguriert ist, die Irisblendentür von der offenen Position in eine Zwischenposition zu bewegen, nachdem ein Ladekabel in den Anschluss eingesteckt ist.
Ladeanschlussbaugruppe nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die motorisierte Betätigungsbaugruppe einen Motor, ein Zahnrad und einen Zahnkranz beinhaltet und wobei der Motor dazu konfiguriert ist, das Zahnrad anzutreiben, das in der Folge den Zahnkranz antreibt.
Ladeanschlussbaugruppe nach Anspruch 6, umfassend Gestänge, die eine Verbindung zwischen dem Zahnkranz und einer Vielzahl von überlappenden Lamellen der Irisblendentür herstellen, wobei eine Bewegung des Zahnkranzes die Gestänge schwenkt und in der Folge die Vielzahl von überlappenden Lamellen bewegt.
Ladeanschlussbaugruppe nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die motorisierte Betätigungsbaugruppe ein Sensorsystem und ein Steuermodul beinhaltet, die zusammenwirken, um die Bewegung der Irisblendentür zu steuern.
Ladeanschlussbaugruppe nach Anspruch 8, wobei das Steuermodul dazu konfiguriert ist, die Irisblendentür als Reaktion auf das Empfangen eines Steckerannäherungssignals von dem Sensorsystem in die offene Position zu befehlen, und wobei das Steuermodul optional dazu konfiguriert ist, die Irisblendentür als Reaktion auf das Empfangen eines Steckerverbindungssignals von dem Sensorsystem in eine Zwischenposition, die sich zwischen der geschlossenen Position und der offenen Position befindet, zu befehlen.
Ladeanschlussbaugruppe nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die motorisierte Betätigungsbaugruppe ein Steuermodul beinhaltet, das dazu konfiguriert ist, die Irisblendentür als Reaktion auf eine vordefinierte Aufforderung von einem autorisierten Benutzer in die offene Position zu befehlen.
Verfahren, umfassend: automatisches Erweitern einer Irisblendentür einer Ladeanschlussbaugruppe eines elektrifizierten Fahrzeugs in eine offene Position als Reaktion auf eine vordefinierte Aufforderung von einem autorisierten Benutzer des elektrifizierten Fahrzeugs, oder wenn sich ein Ladekabel der Ladeanschlussbaugruppe annähert.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die vordefinierte Aufforderung Betätigen einer Taste an einem Schlüssel-Fob, an einer persönlichen elektronischen Vorrichtung oder in einer Fahrgastzelle des elektrifizierten Fahrzeugs beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, umfassend: Einstecken des Ladekabels in einen Anschluss der Ladeanschlussbaugruppe; und Bewegen der Irisblendentür von der offenen Position in eine Zwischenposition, in der die Irisblendentür um einen Stecker des Ladekabels geschlossen ist.
Verfahren nach Anspruch 13, umfassend: Erkennen des autorisierten Benutzers in der Nähe des elektrifizierten Fahrzeugs; und Bewegen der Irisblendentür von der Zwischenposition zurück in die offene Position als Reaktion auf das Erkennen des autorisierten Benutzers.
Verfahren nach Anspruch 14, umfassend: Ausstecken des Ladekabels aus dem Anschluss; und Bewegen der Irisblendentür von der offenen Position in eine geschlossene Position, in der der Anschluss hinter der Irisblendentür verborgen ist.