WO2002068244A1 - Kraftfahrzeug - Google Patents

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WO2002068244A1
WO2002068244A1 PCT/EP2002/001679 EP0201679W WO02068244A1 WO 2002068244 A1 WO2002068244 A1 WO 2002068244A1 EP 0201679 W EP0201679 W EP 0201679W WO 02068244 A1 WO02068244 A1 WO 02068244A1
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power supply
signal
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PCT/EP2002/001679
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Inventor
Heinz Leiber
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Tyco Electronics Amp Deutschland Gmbh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/03—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P11/00—Safety means for electric spark ignition, not otherwise provided for
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/40—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
    • H02J2310/46—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for ICE-powered road vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/0031—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits using battery or load disconnect circuits

Definitions

  • the invention relates to a motor vehicle with the features of the preamble of claim 1.
  • the invention has for its object to find a solution that avoids the problems described, but does not cause any significant additional costs.
  • the invention provides a solution in which no current flow via the high-voltage contacts is possible when working on the vehicle and when removing a plug.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment with a central switch
  • Fig. 2 shows an embodiment with shutdown on the individual connector
  • Fig. 3 shows an embodiment with a pivotable connector
  • the switch 2 is here part of a relay or a Mosfet 5, which is controlled by a control device 6.
  • the control unit 6 signals A, B and C are supplied, which an open hood (A), an open trunk lid (B) and an open Signal the vehicle door (C). These signals are present in every vehicle. These signals cause the control unit to open the switch 2, that is to say to interrupt the power supply to the consumer 4, regardless of whether the ignition is switched on or off.
  • the signals A to C signal the likely standing of the vehicle; when the vehicle is standing, work could be carried out on the vehicle and plugs could also be removed. Therefore the precautionary shutdown.
  • a signal V is fed in via a further terminal, which indicates that the vehicle is traveling.
  • This signal V causes switch 2 to be closed: in the case of driving, no plug is pulled.
  • Another closing signal D is fed in if a diagnosis is to be carried out on the vehicle.
  • the consumers should be connected to the power supply. Plugs are not pulled out here.
  • This signal can e.g. B. from the service tester or from a separate switch that is operated by the service man.
  • a conventional control unit 20 with signal processing of the input and output signals usually by an MC and how it z. B. is known for window regulator control, which interrupts the power supply from the terminal 22 to the consumer 21 by driving an output stage 23 (or alternatively a switch) before removing the connector parts 20a or 20b.
  • auxiliary contacts 24 are provided at the output and 25 at the input, which are designed in such a way that these auxiliary contacts are separated before the plug part 20a or 20b is disconnected from the opposite pole.
  • the interrupted current flow through these contacts 24 or 25 evaluates Microcontroller 26 off and turns off the power stage (the switch) 23 in the sense of an interruption in the power supply.
  • all outputs of the MC are switched in such a way that no output stages are activated.
  • the microcontroller 26 is connected via terminals 27 to a low voltage source (e.g. 12V).
  • a low voltage source e.g. 12V
  • microcontrollers to detect the intended separation of contact 20a and cause the output stages of the load circuits to be switched off prematurely.
  • a sensor output can also be used, which the MC detects when the plug contact is opened or disconnected.
  • auxiliary contacts 24 and 25 or the contacts 28 are used when the contacts 20a or 20b ⁇ of the plug parts 20a or 20b are reinserted to cancel the interruption of the power supply after the contact has been established 20a ⁇ , 20b her thoroughly , since they only after production this contact connection 20a ⁇ or 20b ⁇ control the microprocessor accordingly and thus close the circuit again, ie reactivate the output stages of the load circuits.
  • controller 20 has an input connector 20a and an output connector 20b. Both plugs can also be combined into a common plug similar to FIG. 3.
  • the control units are usually networked via a data bus.
  • the corresponding signal input is designated 29.
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment in which the left part connector 20a of FIG. 2 is designed as a swivel connector 30. This contains only the contact 31 for the high-voltage supply and a contact 32, z. B. for the 12V power supply
  • Microcontrollers 33 or another signal input Here it is particularly easy to implement, to separate the contact 31 before pulling the plug in front of the contact 32.
  • the use of auxiliary contacts would also be possible here.

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Abstract

Es wird ein Kraftfahrzeug beschrieben, das eine Reihe von elektrischen Verbrauchern zur Stromversorgung eine Hochvoltbatterie und Verbindungsleitungen mit Steckern zwischen diesen aufweist. Zur Vermeidung starker Kontaktbelastung und Vermeidung von Lichtbögen wird vor dem Trennen eines Steckers die Stromversorgung unterbrochen.

Description

Tyco Electronics AMP Deutschland GmbH
Amperestraße 12 - 14
D-64625 Bensheim
Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Die Verwendung der Niederspannungstechnik, z. B. mit einer Batteriespannung von 12 V ist das Abziehen eines Steckers unter Strombelastung problemlos.
Wird jedoch, wie heute angestrebt wird, eine Stromversorgung mit deutlich höherer Spannung eingesetzt, so treten beim Abziehen eines Steckers unter
Strombelastung Lichtbögen auf, die die Kontakte zerstören. Es werden Entwicklungen vorangetrieben, die durch entsprechende Materialwahl oder eine entsprechende konstruktive Ausbildung die Auswirkungen dieser Lichtbögen reduzieren sollen, was zu Mehrkosten führt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Lösung zu finden, die die geschilderten Probleme vermeidet, jedoch keine nennenswerten Mehrkosten verursacht.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche beinhalten Ausgestaltungen der generellen Lösung.
Die Erfindung schafft eine Lösung, bei der beim Arbeiten am Fahrzeug und dabei beim Abziehen eines Steckers kein Stromfluss über die Hochvoltkontakte mehr möglich ist.
Wie die Ausführungsbeispiele zeigen werden, sind unterschiedliche Lösungen möglich.
Anhand der Ausführungsbeispiele der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel mit zentralem Schalter
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel mit Abschaltung am einzelnen Stecker
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel mit schwenkbarem Stecker
In Fig. 1 ist eine Batterie 1 mit z. B. 42V gezeigt, die über einen Schalter 2 und Stecker 3 mit Verbrauchern 4 verbunden ist. Der Schalter 2 ist hier ein Teil eines Relais oder eines Mosfet 5, das von einem Steuergerät 6 angesteuert wird. Dem Steuergerät 6 werden Signale A, B und C zugeführt, die eine geöffnete Motorhaube (A) , einen geöffneten Kofferraumdeckel (B) und eine geöffnete Fahrzeugtür (C) signalisieren. Diese Signale sind in jedem Fahrzeug vorhanden. Diese Signale veranlassen das Steuergerät den Schalter 2 zu öffnen, also die Stromversorgung zu den Verbraucher 4 zu unterbrechen, unabhängig davon, ob die Zündung ein- oder abgeschaltet ist. Die Signale A bis C signalisieren das wahrscheinliche Stehen des Fahrzeugs; bei Stand könnte am Fahrzeug gearbeitet werden und es könnten auch Stecker gezogen werden. Deshalb vorsorglich die Abschaltung. Über ein weitere Klemme wird ein Signal V eingespeist, das anzeigt, dass das Fahrzeug fährt. Diese Signal V bewirkt, dass der Schalter 2 geschlossen wird: Im Fall des Fahrens wird kein Stecker gezogen. Ein weiteres Schließsignal D wird eingespeist, wenn am Fahrzeug eine Diagnose durchgeführt werden soll. Hierbei sollen die Verbraucher an die Stromversorgung angeschlossen sein. Stecker werden hierbei nicht gezogen. Dieses Signal kann z. B. vom Servicetester oder von einem gesonderten Schalter geliefert werden, der vom Servicemann betätigt wird.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist in den Stecker
20a/20b zu dem Verbraucher 21 ein übliches Steuergerät 20 mit Signalverarbeitung der Ein- und Ausgangssignale in der Regel durch einen MC und wie es z. B. zur Fensterhebersteuerung bekannt ist, eingeschaltet, das die Stromzuführung von der Klemme 22 zum Verbraucher 21 durch Ansteuern einer Endstufe 23 (oder alternativ eines Schalters) vor dem Abziehen der Steckerteile 20a oder 20b unterbricht. Hierzu sind Hilfskontakte 24 am Ausgang und 25 am Eingang vorgesehen, die so ausgelegt sind, dass vor dem Trennen des Steckerteils 20a oder 20b vom Gegenpol diese Hilfskontakte aufgetrennt werden. Den unterbrochene Stromfluss über diese Kontakte 24 oder 25 wertet ein Microcontroller 26 aus und schaltet die Endstufe (den Schalter) 23 im Sinne einer Unterbrechung der Stromzufuhr ab. Üblicherweise sind im sogenannten sleep mode alle Ausgänge des MC so geschaltet, dass keine Endstufen angesteuert werden.
Der Microcontroller 26 ist über Klemmen 27 mit einer Niederspannungsquelle (z. B. 12V) verbunden. Mann kann alternativ auch die Kontakte 28 dieser Klemmen oder eine davon durch Steckergestaltungen entsprechend ausbilden und somit die Unterbrechung dieser Stromversorgung des
Microcontrollers zum Erkennen der beabsichtigten Trennung des Kontakts 20a ausnutzen und die vorzeitige Abschaltung der Endstufen der Lastschaltungen bewirken.
Alternativ zur 12 V Leitung kann auch ein Sensorausgang verwendet werden, welchen der MC auf Unterbrechung erkennt, wenn dieser Steckkontakt geöffnet oder getrennt wird.
Umgekehrt werden die Hilfskontakte 24 und 25 oder die Kontakte 28 beim Wiedereinstecken der Kontakte 20a bzw. 20b λ der Steckerteile 20a, bzw. 20b dazu ausgenutzt, die Unterbrechung der Stromversorgung nach der Kontaktherstellung 20a λ, 20b Λ aufzuheben, da sie ja erst nach Herstellung dieser Kontaktverbindung 20aλ, bzw. 20bΛden Microprozessor entsprechend ansteuern und somit den Stromkreis wieder schließen, d. h. die Endstufen der Lastschaltungen wieder aktivieren.
In diesem Beispiel hat das Steuergerät 20 einen Eingangsstecker 20a und einen Ausgangsstecker 20b. Beide Stecker können auch zu einem gemeinsamen Stecker ähnlich Fig. 3 zusammengefasst werden. Die Steuergeräte sind üblicherweise über einen Datenbus vernetzt. Der entsprechende Signaleingang ist mit 29 bezeichnet. Hier kann z. B. bei einer Steckertrennung über den Datenbus bei allen Steuergeräten die Hochvoltstromzuführung unterbrochen werden.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel bei dem der linke Teilstecker 20a der Fig. 2 als Schwenkstecker 30 ausgebildet ist. Dieser enthält hier nur vereinfacht den Kontakt 31 für die Hochspannungsversorgung und einen Kontakt 32, z. B. für die 12V- Stromversorgung des
Microcontrollers 33 oder eines anderen Signaleingangs. Hier ist es besonders einfach zu realisieren, den Kontakt 31 bei Ziehen des Steckers vor dem Kontakt 32 zu trennen. Auch hier wäre die Verwendung von Hilfskontakten möglich. Auch ist es möglich einen Schalter 34 vorzusehen, der bei Wegklappen des Steckers 30 aus der am Modul 35 anliegenden ausgezogen gezeichneten Stellung in die gestrichelt gezeichnete Stellung vor Trennung des Kontakts 31 öffnet und damit die Unterbrechung der Stromversorgung auslöst.

Claims

Patentansprüche
1) Kraftfahrzeug, das 1.) eine Reihe von elektrischen Verbrauchern (4), 2.) zur Stromversorgung eine Hochvoltbatterie (1) oder einen entsprechenden Generator und 3.) Verbindungsleitungen mit Steckern (3) zwischen der Batterie (1) dem Generator und den Verbrauchern aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgung über eine Abschalteinrichtung unterbrochen wird, bevor es zur Trennung von Kontakten (3) der HochvoltStromversorgung kommt.
2) Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgung durch einen zentralen Schalter (2) unterbrochen wird.
3) Kraftfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zentrale Schalter (2) bei geöffneter Motorhaube (Signal A) und/oder bei einem geöffneten Kofferaumdeckel (Signal B) und/oder bei einer geöffneten Fahrzeugtür (Signal C) die Unterbrechung bewirkt.
4) Kraftfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbrechung bei fahrendem Kraftfahrzeug unterbunden wird (Signal v)
5) Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Diagnoseschalter (Signal D) vorgesehen ist, bei dessen Betätigung die Unterbrechung aufgehoben wird.
6) Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einem Stecker (20a, 20b) ein Steuergerät (20), insbesondere mit einer
Signalverarbeitung der Ein- und Ausgangssignale, zugeordnet ist, das mittels einer Hilfseinrichtung bei beginnender Steckertrennung, aber vor der Trennung der Kontakte (20aΛ, 20bΛ) für die Hochvoltversorgung aktiviert wird und das dann die Unterbrechung der Stromversorgung bewirkt und das umgekehrt beim Steckerwiederverbinden erst nach dem Verbinden der Kontakte (20aλ, 20b Λ) der Hochvoltversorgung mittels der Hilfseinrichtung wieder deaktiviert wird und damit die Unterbrechung der Stromversorgung wieder aufhebt.
7) Kraftfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfseinrichtung Hilfskontakte (24, 25) sind, die durch die Gestaltung des Steckers, beim Trennen des Steckers, früher getrennt werden als die Hochstromkontakte.
8) Kraftfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfseinrichtung Kontakte (27) einer Niedervoltstromzuführung zu dem Steuergerät (20) sind.
9) Kraftfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfseinrichtung eine Steuerleitung (z. B. Sensorleitung) ist. 10) Kraftfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, Hilfseinrichtung ein in das Steuergerät eingebauter Schalter (34) ist, der bei Steckertrennung betätigt wird und dann das Steuergerät aktiviert.
11) Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (20) eine in die Stromversorgung eingeschalte Endstufe (23) betätigt
12) Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Steckerteil als Schwenkstecker (30) ausgebildet sind.
13) Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal zur Hochstromunterbrechung mittels eines Datenbus bei mehreren angeschlossenen Geräten die Stromunterbrechung auslöst.
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