DE102018129671A1 - Locking device for an electrical charging device of a motor vehicle - Google Patents

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Christian Sturm
Benjamin Djedovic
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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Verriegelungsvorrichtung für eine elektrische Ladevorrichtung 1, 2, 3, 4 eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Elektro- oder Hybrid-Kraftfahrzeuges. Die Vorrichtung ist zu diesem Zweck mit einem verfahrbaren Riegelelement (1) ausgerüstet, welches dazu vorgesehen ist, einen Ladestecker (2) in einer Ladesteckdose (3) der elektrischen Ladevorrichtung (1, 2, 3, 4) lösbar zu verriegeln. Außerdem ist ein motorischer Antrieb (4) zur Verstellung des Riegelelementes (1) vorgesehen. Erfindungsgemäß ist zusätzlich eine dem Riegelelement (1) zugeordnete und dessen Funktion prüfende Detektionseinheit (10, 11, 12) realisiert.The invention relates to a locking device for an electrical charging device 1, 2, 3, 4 of a motor vehicle, in particular an electric or hybrid motor vehicle. For this purpose, the device is equipped with a movable locking element (1) which is intended to releasably lock a charging plug (2) in a charging socket (3) of the electrical charging device (1, 2, 3, 4). In addition, a motor drive (4) for adjusting the locking element (1) is provided. According to the invention, a detection unit (10, 11, 12) assigned to the locking element (1) and testing its function is additionally implemented.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verriegelungsvorrichtung für eine elektrische Ladevorrichtung eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Elektro- oder Hybridkraftfahrzeuges, mit einem verfahrbaren Riegelelement, das dazu vorgesehen ist, einen Ladestecker in einer Ladesteckdose der elektrischen Ladevorrichtung lösbar zu verriegeln, und mit einem motorischen Antrieb zur Verstellung des Riegelelementes.The invention relates to a locking device for an electric charging device of a motor vehicle, in particular an electric or hybrid motor vehicle, with a movable locking element, which is provided to releasably lock a charging plug in a charging socket of the electrical charging device, and with a motor drive for adjusting the locking element .

Akkumulatoren von Elektro- oder Hybridkraftfahrzeugen müssen regelmäßig mit elektrischer Energie versorgt werden. Das geschieht unter Rückgriff auf eine Ladeinfrastruktur, zu welcher typischerweise Ladesäulen gehören. Für den Ladevorgang mit elektrischer Energie wird der Ladestecker der Ladesäule im Allgemeinen mit einer kraftfahrzeugseitigen Ladesteckdose gekoppelt und lösbar verriegelt. Die Verriegelung ist erforderlich, um beispielsweise Gesundheitsgefährdungen zu vermeiden, da an dieser Stelle im Allgemeinen mit Hochspannung gearbeitet wird. Außerdem stellt die Verriegelung sicher, dass ausschließlich zuvor identifizierte Benutzer die von der Ladesäule zur Verfügung gestellte Energie auch rechtmäßig beziehen und Missbrauch verhindert wird. Zu diesem Zweck findet meistens vor einem solchen Ladevorgang eine Identifizierung des Bedieners und eine Berechtigungsprüfung mit Hilfe eines Identifikationssignals statt, wie dies grundsätzlich in der WO 2010/149426 A1 beschrieben wird.Batteries of electric or hybrid motor vehicles must be regularly supplied with electrical energy. This is done using a charging infrastructure, which typically includes charging stations. For the charging process with electrical energy, the charging plug of the charging station is generally coupled to a charging socket on the motor vehicle and is releasably locked. The interlock is required to avoid health hazards, for example, since high voltage is generally used at this point. The lock also ensures that only previously identified users can legally receive the energy provided by the charging station and that misuse is prevented. For this purpose, an identification of the operator and an authorization check with the aid of an identification signal usually take place before such a loading process, as is basically the case in WO 2010/149426 A1 is described.

Die Verstellung des Riegelelementes wird im Stand der Technik nach der CN 2020695855 U mit Hilfe eines elektromotorischen Antriebes vorgenommen. Der elektromotorische Antrieb setzt sich seinerseits aus einem Elektromotor und einem nachgeschalteten mehrstufigen Getriebe zusammen. Das mehrstufige Getriebe arbeitet über einen Nocken oder einen Kurbelzapfen auf das Riegelelement.The adjustment of the locking element is in the prior art after CN 2020695855 U with the help of an electric motor drive. The electric motor drive itself consists of an electric motor and a downstream multi-stage gear. The multi-stage gear works on the locking element via a cam or a crank pin.

Darüber hinaus sind vergleichbare Lösungen im gattungsbildenden Stand der Technik nach der DE 10 2011 010 809 A1 bekannt. An dieser Stelle ist eine Verriegelungsvorrichtung realisiert, die mit einem mechanischen Riegel arbeitet. Der mechanische Riegel kann elektromotorisch betrieben werden. Auf diese Weise greift der mechanische Riegel in Nuten im Ladestecker ein und sorgt so dafür, dass der Stecker bzw. Ladestecker mit Hilfe der Verriegelungseinrichtung im Innern der Ladesteckdose verriegelt wird.In addition, comparable solutions in the generic state of the art according to the DE 10 2011 010 809 A1 known. At this point, a locking device is implemented that works with a mechanical bolt. The mechanical bolt can be operated by an electric motor. In this way, the mechanical latch engages in grooves in the charging plug and thus ensures that the plug or charging plug is locked inside the charging socket using the locking device.

Eine ähnliche Lösung wird in der DE 10 2009 030 092 A1 beschrieben. Auch in diesem Fall ist ein Stecker vorgesehen, der in einer Buchse verriegelt werden kann. Über den Stecker bzw. Ladestecker lässt sich auch eine Identifikation des Benutzers erreichen. Außerdem sind Verriegelungsmittel vorgesehen, mit deren Hilfe der Ladestecker in der Ladesteckdose der Ladestation verriegelt werden kann. Für den Antrieb der Verriegelungsmittel sorgt ein elektromotorischer Antrieb.A similar solution is in the DE 10 2009 030 092 A1 described. In this case, too, a plug is provided which can be locked in a socket. The user can also be identified via the plug or charging plug. In addition, locking means are provided, with the aid of which the charging plug can be locked in the charging socket of the charging station. An electric motor drive drives the locking means.

Auf diese Weise lassen sich zumindest und ganz grundsätzlich die beiden Positionen „entriegelt“ und „verriegelt“ des Riegelelementes realisieren und vorgeben. In der Position „entriegelt“ des Riegelelementes kann der Ladestecker von der Ladesteckdose entfernt werden. Die Position „verriegelt“ stellt demgegenüber sicher, dass der Ladestecker gegenüber der Ladesteckdose verriegelt und gesichert ist. Diese Position wird typischerweise erst dann eingenommen, wenn eine zuvor vorgesehene Benutzeridentifikation erfolgreich absolviert worden ist und auch die Bezahlung der entnommenen elektrischen Energie sichergestellt ist. Erst dann wird der Ladevorgang gestartet, nachdem das Riegelelement dafür gesorgt hat, dass der Ladestecker gegenüber der Ladesteckdose verriegelt worden ist.In this way, the two positions “unlocked” and “locked” of the locking element can be realized and specified at least and in principle. In the "unlocked" position of the locking element, the charging plug can be removed from the charging socket. The “locked” position, on the other hand, ensures that the charging plug is locked and secured in relation to the charging socket. This position is typically only taken when a previously provided user identification has been successfully completed and the payment of the electrical energy withdrawn is also ensured. Only then is the charging process started after the locking element has ensured that the charging plug has been locked in relation to the charging socket.

Die nachfolgenden Erwägungen gehen davon aus, dass die Ladesteckdose kraftfahrzeugseitig vorgesehen ist und der im Allgemeinen über eine elektrische Verbindungsleitung mit der Ladesäule gekoppelte Ladestecker mit der kraftfahrzeugseitigen Ladesteckdose gekoppelt und gegenüber dieser lösbar verriegelt wird. Grundsätzlich ist es natürlich auch möglich, dass die Ladesteckdose an der Ladesäule realisiert ist und das betreffende Elektro- oder Hybridkraftfahrzeug mit einer eigenen elektrischen Verbindungsleitung mit endseitigem Ladestecker gegenüber der Ladesteckdose an der Ladesäule verriegelt wird. Im Allgemeinen wird jedoch mit einer kraftfahrzeugseitigen Ladesteckdose gearbeitet, in welche der an die Ladesäule angeschlossene Ladestecker lösbar eingreift und gegenüber dieser verriegelt wird.The following considerations assume that the charging socket is provided on the motor vehicle side and that the charging plug, which is generally coupled to the charging column via an electrical connecting line, is coupled to the motor vehicle side charging socket and is releasably locked against it. In principle, it is of course also possible for the charging socket to be implemented on the charging station and for the electric or hybrid motor vehicle in question to be locked to the charging station on the charging station with its own electrical connecting line with a charging plug at the end. In general, however, a motor vehicle charging socket is used, in which the charging plug connected to the charging station engages releasably and is locked with respect to this.

Die kraftfahrzeugseitige Ladesteckdose muss zu diesem Zweck zusammen mit dem motorischen Antrieb und dem Riegelelement an oder in einer Karosserie eines Kraftfahrzeuges montiert werden. Das geschieht typischerweise im Bereich einer Karosserieöffnung. Zu diesem Zweck werden beispielsweise elektrische Zuleitungen für den motorischen Antrieb ausgehend vom Bordnetz bis hin zum motorischen Antrieb verlegt. Die elektrischen Zuleitungen sind dabei im Allgemeinen als Bestandteil eines ohnehin im Kraftfahrzeug verbauten Kabelbaumes ausgelegt. Auf diese Weise gelingen zwar der Antrieb des Riegelelementes und auch der gewünschte Ladevorgang problemlos. Allerdings besteht bisher ein Problem in der Praxis dann, wenn das Riegelelement durch Fehlgebrauch, mechanische Einwirkungen oder sonst wie beschädigt worden ist. In einem solchen Fall kann nicht (mehr) sichergestellt werden, dass der Ladestecker einwandfrei in der Ladesteckdose verriegelt ist und folglich der Ladevorgang bestimmungsgemäß vorgenommen wird, also mit der von der Ladesäule maximal zur Verfügung gestellten elektrischen Energie. Auch besteht bei Beschädigungen des Riegelelementes die Gefahr von Gesundheitsgefährdungen des oder der Benutzer. Hier will die Erfindung insgesamt Abhilfe schaffen.For this purpose, the motor vehicle charging socket must be mounted on or in a body of a motor vehicle together with the motor drive and the locking element. This typically happens in the area of a body opening. For this purpose, for example, electrical supply lines for the motor drive are laid starting from the vehicle electrical system up to the motor drive. The electrical supply lines are generally designed as part of a cable harness that is already installed in the motor vehicle. In this way, the drive of the locking element and the desired loading process succeed. So far, however, there has been a problem in practice if the locking element has been damaged by misuse, mechanical influences or otherwise. In such a case, it can no longer be ensured that the charging plug is properly locked in the charging socket and that the charging process is therefore carried out as intended, with the maximum electrical energy provided by the charging station. If the locking element is damaged, there is also the risk of health hazards for the user or users. The invention seeks to remedy this overall.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine derartige Verriegelungsvorrichtung für eine elektrische Ladevorrichtung eines Kraftfahrzeuges so weiter zu entwickeln, dass etwaige Funktionsstörungen des Riegelelementes einwandfrei erfasst und gegebenenfalls entsprechende Gegenmaßnahmen ergriffen werden können.The invention is based on the technical problem of further developing such a locking device for an electric charging device of a motor vehicle in such a way that any malfunctions of the locking element can be correctly detected and appropriate countermeasures can be taken if necessary.

Zur Lösung dieser technischen Problemstellung schlägt die Erfindung bei einer gattungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung vor, dass eine dem Riegelelement zugeordnete und dessen Funktion prüfende Detektionseinheit vorgesehen ist.To solve this technical problem, the invention proposes in a generic locking device that a detection unit assigned to the locking element and testing its function is provided.

Die Detektionseinheit ist in diesem Zusammenhang wenigstens zweiteilig mit einem Sensor und einer Signale des Sensors auswertenden Steuereinheit ausgerüstet. Zusätzlich kann auch noch ein den Sensor beaufschlagendes Tastelement als dritter Bestandteil vorgesehen sein, welches jedoch insgesamt als Option angesehen werden muss.In this context, the detection unit is equipped at least in two parts with a sensor and a control unit evaluating signals from the sensor. In addition, a sensing element acting on the sensor can also be provided as a third component, which, however, must be viewed as an option as a whole.

Mit Hilfe der Detektionseinheit wird erfindungsgemäß die Funktion des Riegelelementes geprüft. Die Funktionsprüfung kann dabei eine Prüfung der Art sein, dass schlicht und ergreifend mechanische Beschädigungen des Riegelelementes erfasst werden können, beispielsweise ein Bruch. Grundsätzlich können mit Hilfe der Detektionseinheit aber auch Stellbewegungen des verfahrbaren Riegelelementes dahingehend überprüft werden, dass diese durch den motorischen Antrieb initiierten Stellbewegungen des Riegelelementes beispielsweise gleichmäßig erfolgen. Anderenfalls deutet dies auf etwaige mechanische Probleme des motorischen Antriebes hin, beispielsweise einen Verschleiß dort vorgesehener Zahnräder, Nocken etc. Im Regelfall sorgt die Detektionseinheit erfindungsgemäß jedoch dafür, dass das Riegelelement dahingehend überprüft wird, ob insbesondere ein Bruch vorliegt, so dass das Riegelelement nicht (mehr) in der Lage ist, den Ladestecker einwandfrei in der Ladesteckdose verriegeln zu können.According to the invention, the function of the locking element is checked with the aid of the detection unit. The functional test can be a test such that mechanical damage to the locking element can be detected in a simple and moving manner, for example a break. In principle, however, the detection unit can also be used to check the actuating movements of the movable locking element in such a way that these actuating movements of the locking element initiated by the motor drive take place, for example, uniformly. Otherwise this indicates possible mechanical problems of the motor drive, for example wear of gearwheels, cams etc. provided there. As a rule, however, the detection unit according to the invention ensures that the locking element is checked to determine whether there is in particular a break so that the locking element does not ( more) is able to lock the charging plug properly in the charging socket.

Um diese Funktionalität im Detail umzusetzen, sind der Sensor und/oder das Tastelement am oder im Riegelelement angeordnet. Auf diese Weise folgen der Sensor und/oder das Tastelement den Bewegungen des verfahrbaren Riegelelementes. Außerdem hat es sich in diesem Zusammenhang bewährt, wenn der Sensor und/oder das Tastelement in das Riegelelement eingebettet sind, folglich im Innern des Riegelelementes eine geschützte Anordnung finden.In order to implement this functionality in detail, the sensor and / or the feeler element are arranged on or in the locking element. In this way, the sensor and / or the sensing element follow the movements of the movable locking element. In addition, it has proven itself in this context if the sensor and / or the sensing element are embedded in the locking element, and consequently find a protected arrangement inside the locking element.

Hierbei geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, dass das Riegelelement typischerweise als Kunststoffteil und insbesondere Kunststoffspritzgussteil ausgebildet ist. Dadurch ist eine einfache Herstellmöglichkeit für ein Riegelelement, an dem der Sensor bzw. das Tastelement angeordnet ist gegeben, indem der Sensor bzw. das Tastelement bei Herstellung des Riegelelements mit Kunststoff umspritzt und so im Innern des Riegelelementes aufgenommen werden. Außerdem hat es sich in diesem Zusammenhang bewährt, wenn der Sensor eine an die axiale Ausdehnung bzw. Länge des Riegelelementes angepasste Länge aufweist. Meistens entspricht die Länge des Sensors der axialen Ausdehnung bzw. Länge des Riegelelementes, damit der Sensor über die gesamte axiale Länge des Riegelelementes gesehen, etwaige Beschädigungen des Riegelelementes erfassen kann. Demgegenüber ist das Tastelement meistens kopfseitig des Sensors angeordnet. Dadurch kann das kopfseitige Tastelement mit dem demgegenüber angeordneten und dann ortsfesten Sensor wechselwirken.The invention is based on the knowledge that the locking element is typically designed as a plastic part and in particular a plastic injection molded part. This provides a simple way of producing a locking element on which the sensor or the pushbutton element is arranged, in that the sensor or the pushbutton element is extrusion-coated with plastic during manufacture of the locking element and is thus accommodated in the interior of the locking element. In addition, it has proven itself in this context if the sensor has a length adapted to the axial extension or length of the locking element. Most of the time, the length of the sensor corresponds to the axial extent or length of the locking element, so that the sensor can detect any damage to the locking element over the entire axial length of the locking element. In contrast, the probe element is usually arranged on the head side of the sensor. As a result, the probe element on the head side can interact with the sensor, which is arranged opposite and is then stationary.

Sobald sich das Tastelement dem Sensor nähert, werden entsprechende Signale des Sensors mit Hilfe der angeschlossenen Steuereinheit erfasst. Grundsätzlich kann auch der Taster ortsfest angeordnet sein, wohingegen sich der Sensor mit dem Riegelelement bewegen mag. Jede signifikante Abweichung des vom Sensor erzeugten Signales wird nun von der Steuereinheit dahingehend ausgewertet, dass das Riegelelement beschädigt ist bzw. seiner originären Verriegelungsfunktion des Ladesteckers in der Ladesteckdose nicht (mehr) nachkommt oder nachkommen kann.As soon as the probe element approaches the sensor, corresponding signals from the sensor are detected with the aid of the connected control unit. In principle, the button can also be arranged in a stationary manner, whereas the sensor may move with the locking element. Every significant deviation of the signal generated by the sensor is now evaluated by the control unit in such a way that the locking element is damaged or its original locking function of the charging plug in the charging socket does not (or no longer) can or does not function.

Der Sensor und/oder das Tastelement können folglich auch ortsfest und beabstandet zum verfahrbaren Riegelelement platziert werden. In diesem Fall wird man den Sensor bzw. das Tastelement beispielsweise auch sich gegenüberliegend und quer zur Verfahrrichtung des Riegelelementes platzieren. Im einfachsten Fall können der Sensor und das Tastelement in diesem Zusammenhang eine Lichtschranke definieren. Es ist aber auch möglich, dass der Sensor einen vom Riegelelement absolvierten Verfahrweg misst. Dann können Sensor und/oder Taster nicht nur quer, sondern auch längs zum Riegelelement angeordnet werden. Sobald dieser Verfahrweg von etwaigen Sollvorgaben abweicht, was mit Hilfe der Steuereinheit ermittelt werden kann, wird dies erneut als Fehlfunktion des Riegelelementes und dessen etwaige Beschädigungen interpretiert.The sensor and / or the feeler element can consequently also be placed in a fixed position and at a distance from the movable locking element. In this case, the sensor or the feeler element will also be placed, for example, opposite and transverse to the direction of movement of the locking element. In the simplest case, the sensor and the sensing element can define a light barrier in this context. However, it is also possible for the sensor to measure a travel path completed by the locking element. Then the sensor and / or button can be arranged not only transversely, but also lengthways to the locking element. As soon as this travel path deviates from any target specifications, which can be determined with the aid of the control unit, this is interpreted again as a malfunction of the locking element and its possible damage.

Den Sensor selbst kann insgesamt beispielsweise als Wegsensor, als elektrischer Widerstandssensor, als Lichtsensor oder auch als Hall-Sensor ausgebildet sein, und zwar einzeln oder in Kombination. Ist der Sensor in diesem Fall als elektrischer Widerstandssensor ausgelegt, besteht die Möglichkeit, im Riegelelement beispielsweise eine offene Drahtschleife zu definieren. Über die offenen Enden der Drahtschleife kann ein etwaiger Bruch des Riegelelementes schlicht und ergreifend über eine Widerstandsmessung erfasst und ermittelt werden. Alternativ kann eine geschlossene Drahtschleife im Riegelelement eingebracht sein, welche mittels einer Induktionsmessung detektiert wird. Ein Bruch des Riegelelements kann in dieser Ausgestaltung darüber ermittelt werden, dass die Drahtschleife durch den Bruch des Riegelelements aufgebrochen ist und somit kein Stromfluss zustanden kommt.Overall, the sensor itself can be used, for example, as a displacement sensor, as an electrical resistance sensor, as a light sensor or as a Hall sensor be trained, either individually or in combination. If the sensor is designed as an electrical resistance sensor in this case, it is possible to define, for example, an open wire loop in the locking element. Any breakage of the locking element can simply be detected and ascertained via a resistance measurement via the open ends of the wire loop. Alternatively, a closed wire loop can be introduced in the locking element, which is detected by means of an induction measurement. In this embodiment, a break in the locking element can be determined by breaking the wire loop due to the breaking of the locking element and thus no current flow.

Von diesem Prinzip macht auch eine Lösung Gebrauch, bei welcher die fragliche Drahtschleife nicht beispielsweise dergestalt hergestellt wird, dass ein elektrischer Leiter in das Riegelelement aus Kunststoff eingelegt wird, sondern es besteht die Möglichkeit, das Riegelelement aus zwei Komponenten herzustellen. In diesem Fall mag das Riegelelement über eine U-förmige Aussparung verfügen, in welche als zweite Komponente ein elektrisch leitender Kunststoff eingespritzt wird. Alternativ hierzu ist es auch möglich, eine Leiterbahn durch eine Laserstrukturierung und anschließend aufgebrachte Leiterbahnschicht im Innern des Riegelelementes zu definieren. Diese sämtlichen zuvor beschriebenen Varianten sind als Möglichkeiten zur Realisierung eines elektrischen Widerstandssensors anzusehen. In diesem Fall wird ein Strom durch die U-förmige Leiterbahn hindurchgeschickt und ihr Ohm'scher Widerstand gemessen. Sobald das Riegelelement beschädigt ist, steigt der Ohm'sche Widerstand an, möglicherweise bis auf sehr große Werte bei einem Bruch.This principle is also used by a solution in which the wire loop in question is not produced, for example, in such a way that an electrical conductor is inserted into the plastic locking element, but it is possible to produce the locking element from two components. In this case, the locking element may have a U-shaped recess into which an electrically conductive plastic is injected as a second component. As an alternative to this, it is also possible to define a conductor track by laser structuring and subsequently applied conductor track layer in the interior of the locking element. All of these variants described above are to be regarded as possibilities for realizing an electrical resistance sensor. In this case, a current is sent through the U-shaped conductor track and its ohmic resistance is measured. As soon as the locking element is damaged, the ohmic resistance increases, possibly to very large values in the event of a break.

Das Riegelelement und das Tastelement können auch einstückig als Zweikomponenten-Bauteil aus Kunststoff hergestellt sind, in dem in einem Grundkörper des Riegelelements aus einem nichtleitenden Kunststoff eine Leiterschleife aus einem leitenden Kunststoff eingebracht ist. Hierdurch kann ein besonderes leichtes Riegelelement bereitgestellt werden.The locking element and the feeler element can also be made in one piece as a two-component component made of plastic, in which a conductor loop made of a conductive plastic is introduced into a base body of the locking element made of a non-conductive plastic. In this way, a particularly light locking element can be provided.

In einem weiteren möglichen Herstellungsverfahren kann eine Leiterschleife, beispielsweise aus einem Stanzblech ausgestanzt werden, und anschließend mit Kunststoff umspritzt werden, um das Riegelelement auszubilden. Auch können Riegelelement und Tastelement in der Art ausgebildet sein, dass das Riegelelement aus einem leitenden Metall mit begrenzter Bruchdehnung und einem Polymer hergestellt, wobei ersteres das Tastelement ausbildet und gleich als Grundkörper des Riegelelements einen überwiegenden Teil der auf das Riegelelement wirkenden Kräfte aufnimmt, wogegen das Polymer überwiegend die Funktion einer Beschichtung des Metalls bereitstellt. Unter einem „Metall mit begrenzter Bruchdehnung“ soll in diesem Zusammenhang verstanden werden, dass das Metall in Bezug auf seine Bruchdehnungseigenschaften derart ausgewählt ist, dass es bei Überbeanspruchung, bei der das verwendete Polymer bricht, ebenfalls bricht, anstelle sich zu verformen, so dass dadurch die Leiterschleife unterbrochen wird.In a further possible production method, a conductor loop can be punched out, for example from a stamped sheet, and then extrusion-coated with plastic in order to form the locking element. The locking element and pushbutton element can also be designed in such a way that the locking element is made of a conductive metal with limited elongation at break and a polymer, the former forming the pushbutton element and immediately absorbing a major part of the forces acting on the locking element as the base body of the locking element, whereas this Polymer mainly provides the function of a coating of the metal. In this context, a “metal with limited elongation at break” is to be understood to mean that the metal is selected with regard to its elongation at break properties such that it also breaks instead of deforming in the event of overstress, in which the polymer used breaks, so that it does so the conductor loop is interrupted.

Grundsätzlich kann der Sensor auch als Wegsensor ausgebildet sein. In diesem Fall wird ein Hub bzw. der Verfahrweg des Riegelelementes gemessen. Das kann mit Hilfe des Wegsensors erfolgen, welcher am oder im Riegelelement vorgesehen ist. Jede Abweichung des gemessenen Verfahrweges wird in der Steuereinheit dahingehend überprüft, ob der Verfahrweg beispielsweise vollständig absolviert wurde. Es ist auch möglich, etwaige Unregelmäßigkeiten des motorischen Antriebes zu ermitteln.In principle, the sensor can also be designed as a displacement sensor. In this case, a stroke or the travel of the locking element is measured. This can be done with the help of the displacement sensor, which is provided on or in the locking element. Every deviation of the measured travel path is checked in the control unit to determine whether the travel path has been completed, for example. It is also possible to determine any irregularities in the motor drive.

Grundsätzlich ist als Sensor auch ein Lichtsensor denkbar, welcher auf eine Lichtquelle als Tastelement reagiert. Sobald das Riegelelement eine auf diese Weise gebildete Lichtschranke erreicht, kann dies als normaler und mit einem bestimmungsgemäßen Riegelvorgang verbundener Verfahrweg von der Steuereinheit, die entsprechende Signale des Lichtsensors auswertet, interpretiert werden. Bei einem Bruch des Riegelelementes wird die fragliche Lichtschranke im Regelfall nicht (mehr) erreicht.In principle, a light sensor is also conceivable as a sensor, which reacts to a light source as a sensing element. As soon as the locking element reaches a light barrier formed in this way, this can be interpreted by the control unit, which evaluates corresponding signals from the light sensor, as a normal travel path connected with an intended locking process. If the locking element breaks, the light barrier in question is usually (no longer) reached.

Vergleichbar wird vorgegangen, wenn das Tastelement beispielsweise als Permanentmagnet ausgebildet ist, welcher in das Riegelelement typischerweise kopfseitig eingebettet ist. Verfahrbewegungen des Riegelelementes führen nun bei einem dem Permanentmagneten gegenüberliegenden ortsfesten Hall-Sensor zu einer entsprechenden Änderung der gemessenen magnetischen Feldstärke. Diese Änderungen der magnetischen Feldstärke infolge des Verfahrweges des Riegelelementes können mit Hilfe der die Signale des Hall-Sensors auswertenden Steuereinheit erfasst und beispielsweise mit Vergleichswerten verglichen werden. Kommt es zu signifikanten Abweichungen, so wird dies als Beschädigung oder Bruch des Riegelelementes interpretiert.The procedure is comparable if the pushbutton element is designed, for example, as a permanent magnet, which is typically embedded in the locking element on the head side. Movements of the locking element now lead to a corresponding change in the measured magnetic field strength in the case of a stationary Hall sensor opposite the permanent magnet. These changes in the magnetic field strength as a result of the travel path of the locking element can be detected with the aid of the control unit evaluating the signals of the Hall sensor and, for example, compared with comparison values. If there are significant deviations, this is interpreted as damage or breakage of the locking element.

Grundsätzlich kann das Tastelement auch als Taststift beispielsweise aus Metall, insbesondere aus einem magnetisierbarem Metall, ausgebildet sein. Dabei hat es sich in diesem Zusammenhang bewährt, wenn auch der Taststift bzw. das entsprechend gestaltete Tastelement kopfseitig des Verriegelungselementes angeordnet ist. In diesem Fall mag das Tastelement aus Metall und insbesondere magnetisierbarem Metall bei einer erfolgten Verriegelung mehr oder minder vollständig in eine stromdurchflossene Spule als Wegsensor eintauchen. Hieraus resultiert eine Änderung des Stromflusses, die von der Steuereinheit dahingehend ausgewertet werden kann, ob das Tastelement und mit ihm das Riegelelement den kompletten Verfahrweg absolviert hat oder nicht. Bei einem Bruch des Riegelelementes oder einer Beschädigung ist damit zu rechnen, dass der Verfahrweg nicht komplett absolviert wird, was mit Hilfe der Steuereinheit und unter Rückgriff auf die die Spule als Wegsensor durchfließende Stromstärke ermittelt wird. Alternativ kann das Tastelement bestehend aus magnetisierbarem auch achsparallel zu der stromdurchflossenen Spule bewegt werden, wodurch ebenfalls durch Induktion eine Änderung des Stromflusses in der Spule resultiert. Ebenfalls kann alternativ das Tastelement in einem Winkel, beispielsweise einem rechten Winkel, zu einer Achse der Spule geführt werden.In principle, the probe element can also be designed as a stylus, for example made of metal, in particular made of a magnetizable metal. It has proven itself in this context if the stylus or the correspondingly designed probe element is arranged on the head side of the locking element. In this case, the sensing element made of metal and in particular magnetizable metal may more or less completely immerse itself in a current-carrying coil as a displacement sensor when it has been locked. This results in a change in the current flow, which the control unit evaluates accordingly can whether the feeler element and with it the locking element has completed the entire travel path or not. If the locking element breaks or is damaged, it can be expected that the travel path will not be completed, which is determined with the help of the control unit and by using the current flowing through the coil as a displacement sensor. Alternatively, the probe element consisting of magnetizable and also axially parallel to the current-carrying coil can be moved, which also results in a change in the current flow in the coil by induction. Alternatively, the probe element can also be guided at an angle, for example a right angle, to an axis of the coil.

In einer weiteren, nicht in den Figuren dargestellten Variante, kann das Tastelement als flexible Flachleitung ausgeführt sein, welche mit einem Sensor, der als Anschlagkontakt ausgeführt ist, wechselwirkt.In a further variant, not shown in the figures, the probe element can be designed as a flexible flat cable which interacts with a sensor which is designed as a stop contact.

Jedenfalls bestehen verschiedenartige Möglichkeiten dahingehend, die Detektionseinheit im Detail und in der Praxis umzusetzen. In jedem Fall wird mit Hilfe der Detektionseinheit das Riegelelement auf seine Funktion hin überprüft, insbesondere dahingehend, ob ein etwaiger Bruch oder eine Verformung vorliegt, welche unter Umständen dazu führt, dass der Ladestecker nicht (mehr) einwandfrei in der Ladesteckdose verriegelt werden kann. Das alles lässt sich mit Hilfe der Steuereinheit ermitteln. Die Steuereinheit kann wie die Detektionseinheit einen Bestandteil der Verriegelungsvorrichtung darstellen, es kann jedoch auch eine ohnehin im Kraftfahrzeug vorhandene, auch für weitere Zwecke verwendete Steuereinheit diese Aufgabe übernehmen. Damit ist die kraftfahrzeugseitig verbaute Verriegelungsvorrichtung unmittelbar in der Lage, über die Steuereinheit beispielsweise ein entsprechendes Signal kraftfahrzeugseitig zu erzeugen und einem Bediener zur Kenntnis zu bringen. Selbstverständlich kann das fragliche Signal bei Bedarf auch nicht nur an den Bediener, sondern auch an die Ladesäule, gegebenenfalls auch drahtlos übermittelt werden, um bei unvollständiger oder nicht einwandfreier Verriegelung des Ladesteckers in der Ladesteckdose eine Fehlermeldung zu erzeugen bzw. sicherzustellen, dass der Ladevorgang nicht erfolgt, um etwaige Gesundheitsgefährdungen des Bedieners auf jeden Fall zu vermeiden. Zugleich mag auch eine entsprechende Meldung an einen Betreiber der Ladesäule und/oder den Kraftfahrzeughersteller erfolgen. Das kann beispielsweise drahtlos oder drahtgebunden über ein Rechnernetzwerk, beispielsweise das Internet, erfolgen. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.In any case, there are various options for implementing the detection unit in detail and in practice. In any case, the function of the locking element is checked with the aid of the detection unit, in particular as to whether there is a possible breakage or a deformation, which under certain circumstances means that the charging plug can no longer be properly (properly) locked in the charging socket. All of this can be determined with the help of the control unit. Like the detection unit, the control unit can be a component of the locking device, but a control unit that is already present in the motor vehicle and is also used for other purposes can also perform this task. Thus, the locking device installed on the motor vehicle side is immediately capable, for example, of generating a corresponding signal on the motor vehicle side via the control unit and bringing it to the attention of an operator. Of course, the signal in question can also be transmitted not only to the operator, but also to the charging station, if necessary, also wirelessly, in order to generate an error message if the charging plug is incompletely or not properly locked in the charging socket or to ensure that the charging process is not successful is done in order to avoid any health risks to the operator. At the same time, a corresponding message may also be sent to an operator of the charging station and / or the motor vehicle manufacturer. This can be done, for example, wirelessly or by wire via a computer network, for example the Internet. This is where the main advantages can be seen.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

  • 1 die erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung in einer perspektivischen Übersicht,
  • 2 einen schematischen Schnitt durch die Verriegelungsvorrichtung nach 1 im Bereich des Verriegelungselementes,
  • 3 das Verriegelungselement in einer ersten Variante zusammen mit mehreren Schnittdarstellungen für weitere Varianten,
  • 4 das Verriegelungselement in einer zweiten denkbaren Ausführungsform und
  • 5 das Verriegelungselement unter Berücksichtigung einer zusätzlichen dritten Ausführungsvariante.
The invention is explained in more detail below on the basis of a drawing illustrating only one exemplary embodiment; show it:
  • 1 the locking device according to the invention in a perspective overview,
  • 2nd a schematic section through the locking device after 1 in the area of the locking element,
  • 3rd the locking element in a first variant together with several sectional views for further variants,
  • 4th the locking element in a second conceivable embodiment and
  • 5 the locking element taking into account an additional third embodiment.

In den Figuren ist eine Verriegelungsvorrichtung für eine elektrische Ladevorrichtung 1, 2, 3, 4 eines nicht näher dargestellten Kraftfahrzeuges wiedergegeben. Die in der 1 gezeigte Verriegelungsvorrichtung mag im Bereich einer Karosserieöffnung platziert sein, in welcher sich eine insbesondere in der 2 zu erkennende Ladesteckdose 3 befindet. Um Akkumulatoren des nicht ausdrücklichen Kraftfahrzeuges laden zu können, wird in die Ladesteckdose 3 ein Ladestecker 2 eingesteckt, der mit Hilfe eines Riegelelementes 1 in der Ladesteckdose 3 verriegelt wird. Bei dem Riegelelement 1 handelt es sich im Ausführungsbeispiel und nicht einschränkend um einen größtenteils zylindrischen und aus Kunststoff hergestellten Riegelstift 1.In the figures is a locking device for an electrical charging device 1 , 2nd , 3rd , 4th reproduced a motor vehicle not shown. The in the 1 Locking device shown may be placed in the area of a body opening, in which one in particular in the 2nd recognizable charging socket 3rd located. In order to be able to charge batteries of the non-express motor vehicle, the charging socket is inserted 3rd a charging plug 2nd inserted with the help of a locking element 1 in the charging socket 3rd is locked. With the locking element 1 it is in the exemplary embodiment and not restrictively to a largely cylindrical locking pin made of plastic 1 .

Zu diesem Zweck greift das Riegelelement bzw. der Riegelstift 1 in eine Ausnehmung im Ladestecker 2 ein, die in 2 zu erkennen ist. Das ist erst dann möglich, wenn der Ladestecker 2 einwandfrei in die Ladesteckdose 3 eingesteckt ist und seine frontseitig zu erkennenden Steckkontakte in entsprechende Steckbuchsen der Ladesteckdose 3 eingreifen, damit anschließend der Ladevorgang erfolgen kann. Da ein solcher Ladevorgang mit einer anliegenden Hochspannung und unter Berücksichtigung erheblicher Ladeströme erfolgt, kommt der Verriegelung des Ladesteckers 2 in der Ladesteckdose 3 mit Hilfe des Riegelelementes 1 bzw. Riegelstiftes 1 eine besondere Bedeutung zu. Bei der in 2 dargestellten Ladesteckdose 3 handelt es sich um eine Ladesteckdose 3 nach der in Europa gebräuchlichen Typ 2-Bauweise. Die erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung kann jedoch, mit den notwendigen Anpassungen, auch für die in Nordamerika verwendeten Stecker-Typ 1 nach der SAE J1772-Norm, für das CHAdeMO-Ladesystem oder Ladesteckdosen nach dem chinesischen GBIT 20234-2015-Standard verwendet werden.The locking element or locking pin engages for this purpose 1 into a recess in the charging plug 2nd one that in 2nd can be seen. This is only possible when the charging plug 2nd flawlessly in the charging socket 3rd is plugged in and its front-facing plug contacts are plugged into the corresponding sockets of the charging socket 3rd intervene so that the charging process can then take place. Since such a charging process takes place with an applied high voltage and taking into account considerable charging currents, the charging plug is locked 2nd in the charging socket 3rd with the help of the locking element 1 or locking pin 1 a special meaning too. At the in 2nd shown charging socket 3rd it is a charging socket 3rd according to the type 2 construction common in Europe. However, the locking device according to the invention can, with the necessary adaptations, also for the connector type used in North America 1 according to the SAE J1772 standard, for the CHAdeMO charging system or charging sockets according to the Chinese GBIT 20234-2015 standard.

Tatsächlich ist das Riegelelement bzw. der Riegelstift 1 insgesamt verfahrbar ausgebildet, kann nämlich entsprechend der Doppelpfeildarstellung in der 1 in seiner Längsrichtung verfahren werden. Dazu ist ein motorischer Antrieb 4 vorgesehen. Wie bereits erläutert, ist das Riegelelement 1 dazu eingerichtet, den Ladestecker 2 in der Ladesteckdose 3 der elektrischen Ladevorrichtung 1, 2, 3, 4 lösbar zu verriegeln. Die Ladevorrichtung 1, 2, 3, 4 weist dann das Riegelelement 1, den Ladestecker 2, die Ladesteckdose und schließlich den Antrieb 4 für das Riegelelement 1 auf.The locking element or locking pin is actually 1 designed to be movable overall, namely according to the double arrow representation in the 1 be moved in its longitudinal direction. This is a motor drive 4th intended. As already explained, the locking element is 1 set up the charging plug 2nd in the charging socket 3rd the electric charger 1 , 2nd , 3rd , 4th releasably lock. The charger 1 , 2nd , 3rd , 4th then has the locking element 1 , the charging plug 2nd , the charging socket and finally the drive 4th for the locking element 1 on.

In der 1 erkennt man noch, dass die Ladevorrichtung 1, 2, 3, 4 insgesamt in einem Gehäuse 5 aufgenommen wird. Das Gehäuse 5 ist im Bereich des Riegelelementes 1 mit einer eingelassenen Dichtung 6 ausgerüstet ist, gegenüber welcher das Riegelelement bzw. der Riegelstift 1 verschieblich und dichtend gehalten wird. Ein zusätzlich noch in der 1 zu erkennender Steckvorsprung 7 weist in seinem Innern Steckkontakte 8 auf, mit deren Hilfe die gesamte in der 1 dargestellte Verriegelungsvorrichtung mit beispielsweise einem Kabelbaum des Kraftfahrzeuges gekoppelt wird.In the 1 you can still see that the loading device 1 , 2nd , 3rd , 4th overall in one housing 5 is recorded. The housing 5 is in the area of the locking element 1 with an embedded seal 6 is equipped, against which the locking element or locking pin 1 is kept movable and sealed. An additional in the 1 plug-in projection to be recognized 7 has plug contacts inside 8th with the help of which the whole in the 1 locking device shown is coupled to, for example, a wiring harness of the motor vehicle.

Von besonderer Bedeutung ist nun die spezielle Auslegung des Riegelelementes bzw. Riegelstiftes 1 in den Darstellungen nach den 3 bis 5. Anhand dieser Einzeldarstellungen erkennt man, dass das größtenteils zylindrische Riegelelement 1 fußseitig mit einer U-förmigen Aussparung 9 ausgerüstet ist, in welche ein Zapfen als Bestandteil des motorischen Antriebes 4 eingreift, um für die in der 1 durch den Doppelpfeil angedeutete verfahrbare Bewegung entlang eines Verfahrweges S des Riegelelementes 1 zu sorgen, wie er in der 2 schematisch angedeutet worden ist. Dieser Verfahrweg S korrespondiert dazu, dass das Riegelelement 1 so weit in die zugehörige Ausnehmung im Ladestecker 2 eintaucht, dass der Ladestecker 2 einwandfrei in der Ladesteckdose 3 verriegelt ist und der gewünschte Ladevorgang bestimmungsgemäß erfolgen kann.The special design of the locking element or locking pin is of particular importance 1 in the representations after the 3rd to 5 . On the basis of these individual representations, it can be seen that the largely cylindrical locking element 1 on the foot side with a U-shaped recess 9 is equipped, in which a pin as part of the motor drive 4th intervenes to for those in the 1 Movable movement along a travel path indicated by the double arrow S of the locking element 1 to worry about how he's in the 2nd has been indicated schematically. This path S corresponds to that the locking element 1 so far into the corresponding recess in the charging plug 2nd dips that the charging plug 2nd flawlessly in the charging socket 3rd is locked and the desired charging process can be carried out as intended.

Um nun kraftfahrzeugseitig feststellen zu können, ob das Riegelelement 1 tatsächlich den kompletten Verfahrweg S absolviert hat bzw. nicht irgendwelche mechanische Beschädigungen aufweist, ist erfindungsgemäß dem Riegelelement 1 eine dessen Funktion prüfende Detektionseinheit 10, 11, 12 zugeordnet.In order to now be able to determine on the motor vehicle side whether the locking element 1 actually the complete travel path S has completed or does not have any mechanical damage, is the locking element according to the invention 1 a detection unit testing its function 10th , 11 , 12 assigned.

Die Detektionseinheit 10, 11, 12 ist wenigstens zweiteilig mit einem Sensor 10 und einer Signale des Sensors 10 auswertenden Steuereinheit 12 ausgerüstet. Die Steuereinheit 12 mag ihrerseits Signale an eine Anzeige im Innern des Kraftfahrzeuges über etwaige Funktionsstörungen übermitteln. Das ist im Detail einleitend bereits beschrieben worden. Zusätzlich zu dem Sensor 10 und der Steuereinheit 12, welche entsprechende Signale des Sensors 10 aufnimmt und auswertenden ist meistens noch ein den Sensor 10 beaufschlagendes Tastelement 11 vorgesehen. Das Ausführungsbeispiel nach der 3 arbeitet lediglich mit dem Sensor 10 und der Steuereinheit 12, wohingegen in den Ausführungsbeispielen nach den 4 und 5 der Sensor 10, das Tastelement 11 und die Steuereinheit 12 realisiert sind.The detection unit 10th , 11 , 12 is at least two parts with a sensor 10th and a signal from the sensor 10th evaluating control unit 12 equipped. The control unit 12 may in turn transmit signals to a display inside the motor vehicle about any malfunctions. This has already been described in detail in the introduction. In addition to the sensor 10th and the control unit 12 which corresponding signals from the sensor 10th mostly records and evaluates the sensor 10th pushing element 11 intended. The embodiment according to the 3rd only works with the sensor 10th and the control unit 12 , whereas in the embodiments according to the 4th and 5 the sensor 10th , the touch element 11 and the control unit 12 are realized.

Bei einer vergleichenden Betrachtung der sämtlichen Ausführungsbeispiele erkennt man, dass der Sensor 10 und/oder das Tastelement 11 am oder im Riegelelement 1 angeordnet sind. Auf diese Weise kann der Sensor 10 bzw. das Tastelement 11 den Bewegungen des Riegelelementes 1 entlang des Verfahrweges S folgen. Dabei mögen der Sensor 10 bzw. das Tastelement 11 jeweils in das Riegelelement 1 eingebettet sein. Das zeigt die 3. Demgegenüber arbeiten die Varianten der 4 und 5 so, dass das Tastelement 11 zusammen mit dem Riegelelement 1 bewegt wird und unterschiedliche Signale im ortsfesten Sensor 10 erzeugt.When comparing all the exemplary embodiments, it can be seen that the sensor 10th and / or the probe element 11 on or in the locking element 1 are arranged. In this way the sensor 10th or the touch element 11 the movements of the locking element 1 along the travel path S consequences. Thereby like the sensor 10th or the touch element 11 each in the locking element 1 be embedded. That shows the 3rd . In contrast, the variants of the 4th and 5 so that the tactile element 11 together with the locking element 1 is moved and different signals in the fixed sensor 10th generated.

Im Rahmen des Ausführungsbeispiels nach der 3 verfügt der Sensor 10 über eine an die axiale Länge L des Riegelelementes 1 angepasste Länge. Tatsächlich entspricht die Länge des Sensors 10 der axialen Länge L des Riegelelementes 1, so dass der Sensor 10 praktisch über die gesamte axiale Länge L des Riegelelementes etwaige Beschädigungen feststellen kann. Im Rahmen der Beispiele nach der 3 ist der Sensor 10 jeweils in das Riegelelement 1 eingebettet und folgt seinen Bewegungen. An dieser Stelle mag dabei so vorgegangen sein, dass der Sensor 10 als Draht respektive Widerstandsdraht in das Riegelelement 1 eingebettet ist bzw. bei der Herstellung des Riegelelementes 1 von Kunststoff umspritzt wird. Da der an dieser Stelle vorgesehene Widerstandsdraht oder allgemein elektrische Leiter insgesamt U-förmig ausgebildet ist, kann über die beiden Enden dieser U-förmigen Ausprägung die Steuereinheit 12 angeschlossen werden und beispielsweise Widerstandsmessungen des Sensors 10 bzw. des Drahtes oder auch Widerstandsdrahtes vornehmen. Eine etwaige Beschädigung des Riegelelementes 1 führt nun zu signifikanten Änderungen des Widerstandes, die seitens der Steuereinheit 12 gemessen und als Beschädigungen des Riegelelementes 1 interpretiert werden.In the context of the embodiment of the 3rd the sensor has 10th over an to the axial length L of the locking element 1 adjusted length. The length of the sensor actually corresponds 10th the axial length L of the locking element 1 so the sensor 10th practically over the entire axial length L the locking element can detect any damage. As part of the examples according to the 3rd is the sensor 10th each in the locking element 1 embedded and follows its movements. At this point, the sensor may have proceeded 10th as a wire or resistance wire in the locking element 1 is embedded or in the manufacture of the locking element 1 is encapsulated by plastic. Since the resistance wire or general electrical conductor provided at this point is U-shaped overall, the control unit can operate over the two ends of this U-shaped configuration 12 be connected and for example resistance measurements of the sensor 10th or of the wire or resistance wire. Any damage to the locking element 1 now leads to significant changes in resistance on the part of the control unit 12 measured and as damage to the locking element 1 be interpreted.

Die weiteren und lediglich im Schnitt dargestellten Varianten des Sensors 10 im Rahmen der 3 sind unter anderem dadurch gekennzeichnet, dass das Riegelelement 1 eine U-förmige Ausnehmung aufweist, in welche ein metallischer Draht eingespritzt wird, wie dies die obere der Schnittdarstellungen in der 3 bildlich wiedergibt. Es ist aber auch möglich, das Riegelelement 1 einerseits und den Sensor 10 andererseits jeweils als Kunststoffkomponenten auszulegen und im Sinne einer zweikomponentigen Ausprägung miteinander zu vereinigen. In diesem Fall stellt das Riegelelement 1 die eine Kunststoffkomponente dar, welche mit dem Sensor 2 als zweiter Kunststoffkomponente vereinigt wird. Die zweite Kunststoffkomponente kann als beispielsweise elektrisch leitender Kunststoff eingespritzt oder separat mit der ersten Komponente vereinigt werden.The further variants of the sensor, which are only shown in section 10th As part of the 3rd are characterized in that the locking element 1 has a U-shaped recess into which a metallic wire is injected, as is the upper of the sectional views in FIG 3rd reproduces. But it is also possible to use the locking element 1 one hand and the sensor 10th on the other hand, to be designed as plastic components and to combine them in the sense of a two-component design. In this case, the locking element 1 which is a plastic component, which with the sensor 2nd is combined as a second plastic component. The second plastic component can be injected as an electrically conductive plastic, for example, or can be combined separately with the first component.

In diesen sämtlichen und im Schnitt dargestellten Fällen der 3 wird wiederum eine U-förmige Schleife des Sensors 10 bzw. eine entsprechende Drahtschleife gebildet, deren offene Enden an die Steuereinheit 12 angeschlossen sind. Dadurch kann die Steuereinheit 12 wie beschrieben Widerstandsmessungen des Sensors 10 vornehmen und etwaige Beschädigungen des Riegelelementes 1 über dessen gesamte axiale Länge L feststellen. Die Steuereinheit 12 meldet eine etwaige Beschädigung des Riegelelementes 1 wie gehabt an eine Anzeige im Innern des Kraftfahrzeuges.In all of these and the cases shown in section 3rd in turn becomes a U-shaped loop of the sensor 10th or a corresponding wire loop formed, the open ends of the control unit 12 are connected. This allows the control unit 12 resistance measurements of the sensor as described 10th make and any damage to the locking element 1 over its entire axial length L determine. The control unit 12 reports any damage to the locking element 1 as usual on an advertisement inside the motor vehicle.

Bei der Variante nach der 4 ist ein zusätzliches Tastelement 11 vorgesehen. Das Tastelement 11 findet sich kopfseitig des Verriegelungselementes 1 und ist im Innern des Verriegelungselementes 1 angeordnet. Das Tastelement 11 folgt den Bewegungen des Riegelelementes 1. Der Sensor 10 liegt nun dem kopfseitigen Ende des Riegelelementes 1 und folglich auch dem Tastelement 11 gegenüber. Dazu ist der Sensor 10 ortsfest im Gehäuse 5 angeordnet.In the variant after the 4th is an additional touch element 11 intended. The probe element 11 is found on the head side of the locking element 1 and is inside the locking element 1 arranged. The probe element 11 follows the movements of the locking element 1 . The sensor 10th is now the head end of the locking element 1 and consequently also the probe element 11 across from. This is the sensor 10th stationary in the housing 5 arranged.

Sobald das Riegelelement 1 entlang des Fahrweges S verfahren wird, sorgt das im Ausführungsbeispiel nach der 4 als Permanentmagnet ausgebildete Tastelement 11 kopfseitig des Riegelelementes 1 dafür, dass in dem in diesem Fall als Hall-Sensor ausgebildeten Sensor 10 eine variierende Hall-Spannung erzeugt wird. Das heißt, die Absolvierung des Verfahrweges S seitens des Verriegelungselementes 1 führt zu einem charakteristischen zeitlichen Verlauf der beispielsweise mit Hilfe der Steuereinheit 12 in diesem Fall gemessenen Hall-Spannung ausgangsseitig des Hall-Sensors 10. Etwaige Abweichungen von diesem charakteristischen Verlauf werden erneut als Beschädigungen oder Fehlfunktionen des Riegelelementes 1 interpretiert.Once the locking element 1 along the driveway S is moved, ensures in the embodiment of the 4th probe element designed as a permanent magnet 11 head side of the locking element 1 for the sensor, which in this case is designed as a Hall sensor 10th a varying Hall voltage is generated. That is, the completion of the travel path S on the part of the locking element 1 leads to a characteristic course of time, for example with the help of the control unit 12 in this case measured Hall voltage on the output side of the Hall sensor 10th . Any deviations from this characteristic course are again seen as damage or malfunction of the locking element 1 interpreted.

Die Variante nach der 5 geht so vor, dass in diesem Fall als Tastelement 11 ein metallischer und insbesondere magnetisierbarer Taststift 11 in das Riegelelement 1 eingebettet ist. Das kann erneut kopfseitig erfolgen. Die Absolvierung des Verfahrweges S führt nun in diesem Fall dazu, dass das kopfseitige Ende des Riegelelementes 1 mit dem dort platzierten Tastelement 11 respektive dem in diesem Zusammenhang vorgesehenen Metallstift mehr oder minder in eine das kopfseitige Ende des Riegelelementes 1 aufnehmende Spule als Sensor 10 eintaucht. Als Folge hiervon verändert sich die Induktivität der Spule bzw. des Sensors 10, welche über die an die Spule angeschlossene Steuereinheit 12 gemessen werden kann, indem die Steuereinheit 12 beispielsweise eine Wechselspannung an die Spule 10 anlegt. Jedenfalls kann auch in diesem Fall die komplette Absolvierung des Verfahrweges S des Riegelelementes 1 mit Hilfe der Steuereinheit 12 erfasst werden. Alternativ hierzu kann das kopfseitige Ende des Riegelelementes 1 mit dem Tastelement 11 koaxial zu der Spule verfahren werden, wodurch sich ebenfalls die Induktivität der Spule verändert. Auch eine Verfahrung des kopfseitigen Endes des Riegelelements 1 mit einem Winkel zur Achse der Spule, beispielsweise mit einem rechten Winkel, ist eine mögliche Alternative.The variant after the 5 proceeds in this case as a touch element 11 a metallic and in particular magnetizable stylus 11 in the locking element 1 is embedded. This can be done on the head side again. The completion of the travel path S leads in this case to the head end of the locking element 1 with the tactile element placed there 11 or the metal pin provided in this context more or less into the head end of the locking element 1 receiving coil as a sensor 10th immersed. As a result, the inductance of the coil or the sensor changes 10th which via the control unit connected to the coil 12 can be measured by the control unit 12 for example an alternating voltage to the coil 10th creates. In any case, the complete completion of the travel path can also be done in this case S of the locking element 1 with the help of the control unit 12 be recorded. Alternatively, the head end of the locking element 1 with the probe 11 be moved coaxially to the coil, which also changes the inductance of the coil. Also a movement of the head end of the locking element 1 with an angle to the axis of the coil, for example with a right angle, is a possible alternative.

Bei den Varianten nach den 4 und 5 mit dem dortigen Tastelement 11 ist es selbstverständlich auch möglich, die Verfahrbewegung des Riegelelementes 1 komplett zu überprüfen. Das heißt, der Sensor 10 ist in diesem Fall als Wegsensor zur Erfassung des Verfahrweges S ausgebildet. Demgegenüber handelt es sich bei dem Draht in der Variante nach 3 im Endeffekt um einen elektrischen Widerstandssensor.In the variants after the 4th and 5 with the push button there 11 it is of course also possible to move the locking element 1 to check completely. That is, the sensor 10th is in this case as a distance sensor to record the travel distance S educated. In contrast, the wire in the variant 3rd in the end around an electrical resistance sensor.

In der 2 angedeutet ist die zusätzliche Möglichkeit, mit einer Lichtschranke zu arbeiten, welche einen als Lichtsensor ausgebildeten Sensor 10 und eine gegenüberliegende Lichtquelle als Tastelement 11 aufweist. In diesem Fall liegen sich der Sensor 10 und das Tastelement 11 gegenüber und sind senkrecht zum demgegenüber verfahrbaren Riegelelement 1 orientiert. Außerdem sind der Sensor 10 und das Tastelement 11 ortsfest und beabstandet zu dem fraglichen Riegelelement 1 platziert, beispielsweise im Innern des Ladesteckers 2 und/oder im Innern der Ladesteckdose 3. Mit Hilfe der auf diese Weise umgesetzten Lichtschranke kann erneut festgestellt werden, ob das Riegelelement 1 seinen Verfahrweg S komplett absolviert hat oder nicht. In Abhängigkeit hiervon werden entsprechende Signale des Sensors 10 von der Steuereinheit 12 verarbeitet und münden gegebenenfalls in eine Fehlermeldung.In the 2nd The additional possibility is indicated to work with a light barrier which has a sensor designed as a light sensor 10th and an opposite light source as a touch element 11 having. In this case, the sensor is lying 10th and the probe 11 opposite and are perpendicular to the locking element that can be moved 1 oriented. In addition, the sensor 10th and the probe 11 stationary and spaced from the locking element in question 1 placed, for example inside the charging connector 2nd and / or inside the charging socket 3rd . With the help of the light barrier implemented in this way, it can be determined again whether the locking element 1 its travel S completed or not. Depending on this, corresponding signals from the sensor 10th from the control unit 12 processed and possibly result in an error message.

BezugszeichenlisteReference symbol list

1, 2, 3, 41, 2, 3, 4
Ladevorrichtung (Riegelelement 1, Ladestecker 2, Ladesteckdose 3, Antrieb 4)Loading device (locking element 1 , Charging plug 2nd , Charging socket 3rd , Drive 4th )
55
Gehäusecasing
66
Dichtungpoetry
77
SteckvorsprungProjection
88th
SteckkontaktPlug contact
99
AussparungRecess
10, 11, 12 10, 11, 12
Detektionseinheit (Sensor 10, Tastelement 11, Steuereinheit 12)Detection unit (sensor 10th , Tactile element 11 , Control unit 12 )
SS
VerfahrwegTravel
LL
axiale Längeaxial length

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • WO 2010/149426 A1 [0002]WO 2010/149426 A1 [0002]
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  • DE 102009030092 A1 [0005]DE 102009030092 A1 [0005]

Claims (11)

Verriegelungsvorrichtung für eine elektrische Ladevorrichtung (1, 2, 3, 4) eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Elektro- oder Hybrid-Kraftfahrzeuges, mit einem verfahrbaren Riegelelement (1), das dazu vorgesehen ist, einen Ladestecker (2) in einer Ladesteckdose (3) der elektrischen Ladevorrichtung (1, 2, 3, 4) lösbar zu verriegeln, und mit einem motorischen Antrieb (4) zur Verstellung des Riegelelementes (1), dadurch gekennzeichnet, dass eine dem Riegelelement (1) zugeordnete und dessen Funktion prüfende Detektionseinheit (10, 11, 12) vorgesehen ist.Locking device for an electrical charging device (1, 2, 3, 4) of a motor vehicle, in particular an electric or hybrid motor vehicle, with a movable locking element (1) which is provided for the purpose of a charging plug (2) in a charging socket (3) the electrical charging device (1, 2, 3, 4) can be releasably locked, and with a motor drive (4) for adjusting the locking element (1), characterized in that a detection unit (10) assigned to the locking element (1) and testing its function , 11, 12) is provided. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinheit (10, 11, 12) wenigstens zweiteilig mit einem Sensor (10) und einer Signale des Sensors (10) auswertenden Steuereinheit (12) ausgerüstet ist.Locking device after Claim 1 , characterized in that the detection unit (10, 11, 12) is at least in two parts equipped with a sensor (10) and a control unit (12) evaluating signals from the sensor (10). Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein den Sensor (10) beaufschlagendes Tastelement (11) vorgesehen ist.Locking device after Claim 2 , characterized in that a pushbutton element (11) acting on the sensor (10) is additionally provided. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (10) und/oder das Tastelement (11) am oder im Riegelelement (1) angeordnet sind.Locking device after Claim 2 or 3rd , characterized in that the sensor (10) and / or the sensing element (11) are arranged on or in the locking element (1). Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (10) und/oder das Tastelement (11) in das Riegelelement (1) eingebettet sind.Locking device after Claim 4 , characterized in that the sensor (10) and / or the sensing element (11) are embedded in the locking element (1). Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (10) eine an die axiale Ausdehnung bzw. Länge (L) des Riegelelementes (1) angepasste Länge aufweist.Locking device according to one of the Claims 2 to 5 , characterized in that the sensor (10) has a length adapted to the axial extension or length (L) of the locking element (1). Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Tastelement (11) kopfseitig des Verriegelungselementes (1) angeordnet ist.Locking device according to one of the Claims 1 to 6 , characterized in that the sensing element (11) is arranged on the head side of the locking element (1). Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (10) und/oder das Tastelement (11) ortsfest und beabstandet zum verfahrbaren Riegelelement (1) platziert sind.Locking device according to one of the Claims 2 to 7 , characterized in that the sensor (10) and / or the feeler element (11) are fixed and spaced apart from the movable locking element (1). Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (10) beispielsweise als Wegsensor, elektrischer Widerstandssensor, Lichtsensor oder Hall-Sensor einzeln oder in Kombination ausgebildet ist.Locking device according to one of the Claims 2 to 8th , characterized in that the sensor (10) is designed, for example, as a displacement sensor, electrical resistance sensor, light sensor or Hall sensor, individually or in combination. Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Tastelement (11) beispielsweise als Taststift, Lichtquelle oder Permanentmagnet einzeln oder in Kombination ausgebildet ist.Locking device according to one of the Claims 2 to 9 , characterized in that the sensing element (11) is designed, for example, as a stylus, light source or permanent magnet, individually or in combination. Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Riegelelement (1) und das Tastelement (11) einstückig ausgeführt sindLocking device according to one of the Claims 4 to 9 , characterized in that the locking element (1) and the feeler element (11) are made in one piece
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