DE102014200934A1 - Energy supply clutch - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Energieversorgungskupplung (2) für ein Kraftfahrzeug (4) mit einer Fahrzeugbasis (6) und mit einer daran befestigten Schiebetür (8), die zwischen zwei Endpositionen hin- und herbewegbar ist, wobei zur Übertragung von elektrischer Energie zwischen der Fahrzeugbasis (6) und der Schiebetür (8) eine primäre Übertragungs-Schnittstelle (12) und eine davon unabhängige sekundäre Übertragungs-Schnittstelle (22) ausgebildet sind.The invention relates to a power supply coupling (2) for a motor vehicle (4) with a vehicle base (6) and with a sliding door (8) attached thereto, which is reciprocable between two end positions, wherein the transmission of electrical energy between the vehicle base ( 6) and the sliding door (8), a primary transmission interface (12) and a separate secondary transmission interface (22) are formed.
Description
Die Erfindung betrifft eine Energieversorgungskupplung für ein Kraftfahrzeug mit einer Fahrzeugbasis und mit einer daran befestigten Schiebetür, die zwischen zwei Endpositionen hin- und herbewegbar ist. The invention relates to a power supply coupling for a motor vehicle with a vehicle base and with a sliding door attached thereto, which is reciprocable between two end positions.
Die Karosserie eines Kraftfahrzeuges weist typischerweise eine Fahrzeugbasis sowie mehrere beweglich mit der Fahrzeugbasis verbundene Anbauteile auf, wie beispielsweise Schiebetüren. In den Anbauteilen sind dabei häufig elektrische Verbraucher, wie zum Beispiel elektrische Fensterheber, verbaut, die über das Bordnetz des Kraftfahrzeuges mit elektrischer Energie versorgt werden. The body of a motor vehicle typically includes a vehicle base and a plurality of attachments movably connected to the vehicle base, such as sliding doors. In the attachments are often electrical consumers, such as electric windows, installed, which are supplied via the electrical system of the motor vehicle with electrical energy.
Dabei erfolgt die Übertragung von elektrischer Energie von der Fahrzeugbasis in die Anbauteile in der Regel über Kabelverbindungen. Entsprechende Kabelverbindungen sind im Betrieb des Kraftfahrzeuges immer wieder mechanischen Belastungen ausgesetzt, da diese bei jeder Bewegung der Anbauteile, also beispielsweise bei jedem Öffnen oder Schließen einer Schiebetür, mitbewegt werden, was zum Beispiel zu Ermüdungsbrüchen in den Kabelverbindungen führen kann. In this case, the transmission of electrical energy from the vehicle base in the attachments is usually done via cable connections. Corresponding cable connections are repeatedly exposed to mechanical stresses during operation of the motor vehicle, since these are moved with each movement of the attachments, so for example every time you open or close a sliding door, which can lead to fatigue fractures in the cable connections, for example.
Bekannt sind weiter sogenannte Kontaktstreifen oder Berührungskontakte, bei denen ein Stromkreis durch eine Berührung zwischen zwei Leiterelementen geschlossen wird. Diese gelten jedoch als recht verschleißanfällig. Also known are so-called contact strips or contacts, in which a circuit is closed by a contact between two conductor elements. However, these are considered quite susceptible to wear.
Aus der
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine alternative Energieversorgungskupplung für ein Kraftfahrzeug anzugeben. Proceeding from this, the object of the invention is to specify an alternative energy supply coupling for a motor vehicle.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Energieversorgungskupplung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den rückbezogenen Ansprüchen enthalten. This object is achieved by a power supply coupling with the features of claim 1. Preferred developments are contained in the dependent claims.
Die Energieversorgungskupplung ist dabei für ein Kraftfahrzeug ausgelegt und dient zur Übertragung von elektrischer Energie zwischen einer Fahrzeugbasis und einer Schiebetür, wobei die Schiebetür relativ zur Fahrzeugbasis zwischen zwei Endpositionen hin- und herbewegbar ist. Der Begriff Fahrzeugbasis steht hierbei im Prinzip für die Karosserie oder den Fahrzeugaufbau des Kraftfahrzeuges, allerdings ist die Schiebetür ausgenommen. Für die Energieübertragung weist die Energieversorgungskupplung eine primäre Übertragungs-Schnittstelle und eine davon unabhängige sekundäre Übertragungs-Schnittstelle auf. The power supply coupling is designed for a motor vehicle and is used for the transmission of electrical energy between a vehicle base and a sliding door, wherein the sliding door relative to the vehicle base between two end positions and is movable back and forth. The term vehicle base here stands in principle for the body or the vehicle body of the motor vehicle, but the sliding door is excluded. For power transmission, the power supply coupling has a primary transmission interface and a secondary transmission interface independent therefrom.
Die sekundäre Übertragungs-Schnittstelle dient hierbei jedoch nicht dazu, die primäre Übertragungs-Schnittstelle in einem Parallelbetrieb zu ergänzen, um auf diese Weise zum Beispiel in der Summe eine größere elektrische Leistung übertragen zu können. Ebenso wenig ist die sekundäre Übertragungs-Schnittstelle als Absicherung vorgesehen, also als Ersatz, für den Fall, dass die primäre Übertragungs-Schnittstelle beispielsweise defektbedingt ausfällt. Stattdessen erfolgt mit Hilfe der beiden unabhängigen Übertragungs-Schnittstellen eine Anpassung der Energieversorgungskupplung an unterschiedliche Betriebszustände, die insbesondere auch abhängig sind von der Position der Schiebetür relativ zur Fahrzeugbasis. However, the secondary transmission interface does not serve to complement the primary transmission interface in a parallel operation, in order to be able to transmit in this way, for example in the sum of a larger electrical power. Nor is the secondary transmission interface provided as a backup, so as a replacement, in the event that the primary transmission interface fails, for example, due to failure. Instead, with the help of the two independent transmission interfaces, an adaptation of the power supply coupling to different operating states, which in particular also depend on the position of the sliding door relative to the vehicle base.
Dabei gilt es zu bedenken, dass sich die Schiebetür eines Kraftfahrzeuges die meiste Zeit über in einer der beiden Endpositionen befindet, also entweder vollständig geöffnet oder vollständig geschlossen ist, und sich typischerweise nur während relativ kurzer Zeitabschnitte, also während des Öffnens oder des Schließens der Schiebetür, in einer Zwischenposition befindet. Zudem ist bei den in die Schiebetür integrierten elektrischen Verbrauchern wie z. B. ein elektrischer Fensterheber, eine Leseleuchte oder ein Lautsprecher, kein zeitlich konstanter Energiebedarf gegeben. Der Bedarf an elektrischer Leistung hängt davon ab, welche und wie viele elektrische Verbraucher gerade im Betrieb sind oder aktiv genutzt werden, wobei typischerweise vor allem dann elektrische Verbraucher aktiv genutzt werden, wenn die Schiebetür vollständig geschlossen ist. It should be remembered that the sliding door of a motor vehicle most of the time is in one of the two end positions, so either fully open or fully closed, and typically only during relatively short periods of time, ie during the opening or closing of the sliding door , located in an intermediate position. In addition, in the integrated into the sliding door electrical consumers such. As an electric window, a reading light or a speaker, no temporally constant energy requirements. The demand for electrical power depends on which and how many electrical loads are currently in operation or are being actively used, with electrical loads typically being actively used, especially when the sliding door is fully closed.
Infolgedessen sind die beiden Übertragungs-Schnittstellen bevorzugt für unterschiedliche Anforderungen ausgelegt. Die Ausgestaltungen der beiden Übertragungs-Schnittstellen unterscheiden sich dabei insbesondere hinsichtlich der Maximalleistung, also der maximalen Leistung, die mittels der entsprechenden Übertragungs-Schnittstelle übertragen werden kann, aber auch hinsichtlich der Dauerbetriebsleistung, also der Leistung, die durchgehend über einen längeren Zeitraum hinweg übertragen werden kann. Vorzugsweise ist die sekundäre Übertragungs-Schnittstelle hierbei für die Übertragung von kleineren Leistungen im Vergleich zu der primären Übertragungs-Schnittstelle ausgelegt. As a result, the two transmission interfaces are preferably designed for different requirements. The embodiments of the two transmission interfaces differ in particular with regard to the maximum power, ie the maximum power that can be transmitted by means of the corresponding transmission interface, but also with regard to the continuous operation power, ie the power that is transmitted continuously over a longer period of time can. Preferably, the secondary transmission Interface designed here for the transmission of smaller power compared to the primary transmission interface.
Die primäre Übertragungs-Schnittstelle ist zudem bevorzugt nur dann aktiviert, wenn sich die Schiebetür an einer der beiden Endpositionen befindet. Weiter ist die sekundäre Übertragungs-Schnittstelle nur dann aktiviert, wenn sich die Schiebetür zwischen den beiden Endpositionen befindet. Das heißt, dass für eine Energieübertragung bevorzugt stets nur eine der beiden Übertragungs-Schnittstellen genutzt wird und dementsprechend ist die primäre Übertragungs-Schnittstelle vorzugsweise deaktiviert, wenn sich die Schiebetür zwischen den beiden Endpostionen befindet. Analog ist dann auch die sekundäre Übertragungs-Schnittstelle bevorzugt deaktiviert, wenn sich die Schiebetür an einer der beiden Endpositionen befindet. The primary transmission interface is also preferably activated only when the sliding door is located at one of the two end positions. Furthermore, the secondary transmission interface is only activated if the sliding door is located between the two end positions. This means that preferably only one of the two transmission interfaces is always used for an energy transmission and, accordingly, the primary transmission interface is preferably deactivated when the sliding door is located between the two end positions. Similarly, the secondary transmission interface is then preferably disabled when the sliding door is located at one of the two end positions.
Unter den Begriffen aktiviert und deaktiviert ist in diesem Zusammenhang zu verstehen, dass die entsprechende Übertragungs-Schnittstelle zur Übertragung von elektrischer Energie genutzt beziehungsweise nicht genutzt wird. Dies lässt sich beispielsweise dadurch realisieren, dass die entsprechenden Übertragungs-Schnittstellen über je einen ansteuerbaren Halbleiterschalter an eine Stromversorgungsschaltung angebunden sind, die zur Aktivierung der entsprechenden Übertragungs-Schnittstellen geschlossen und zur Deaktivierung geöffnet werden. Die Ansteuerung des Halbleiterschalters erfolgt dann beispielsweise über eine einfache Steuereinheit, die als Teil der Energieversorgungskupplung entweder in die Fahrzeugbasis oder in die Schiebetür integriert ist. Bevorzugt erfolgt die Ansteuerung der Halbleiterschalter jedoch durch eine komplexere Steuer- und Auswerteeinheit, die hierbei eingerichtet ist, um auf der Basis von Informationen über den Betriebszustand und insbesondere in Abhängigkeit der Position der Schiebetür relativ zur Fahrzeugbasis, welche zum Beispiel mithilfe eines Sensors ermittelt wird, eine Ansteuerung der Halbleiterschalter vorzunehmen. In this context, the terms activated and deactivated mean that the corresponding transmission interface is used or not used for the transmission of electrical energy. This can be achieved, for example, by connecting the respective transmission interfaces via a respective controllable semiconductor switch to a power supply circuit, which are closed to activate the corresponding transmission interfaces and opened for deactivation. The control of the semiconductor switch then takes place for example via a simple control unit, which is integrated as part of the power supply coupling either in the vehicle base or in the sliding door. However, the control of the semiconductor switch is preferably carried out by a complex control and evaluation unit, which is hereby set up on the basis of information about the operating state and in particular as a function of the position of the sliding door relative to the vehicle base, which is determined for example by means of a sensor. to carry out a control of the semiconductor switch.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Energieversorgungskupplung ist weiter zumindest eine der beiden Übertragungs-Schnittstellen und sind vorzugsweise beide Übertragungs-Schnittstellen als kontaktlose Übertragungs-Schnittstellen ausgebildet. Kontaktierungsprobleme durch mechanischen Verschleiß oder Verschmutzungen sind daher vermieden. Auch sind keine mechanisch / elektrischen Kupplungen erforderlich und derartige Kupplungen sind auch nicht vorgesehen. According to a preferred embodiment of the power supply coupling is further at least one of the two transmission interfaces and are preferably both transmission interfaces designed as contactless transmission interfaces. Contacting problems due to mechanical wear or contamination are therefore avoided. Also, no mechanical / electrical couplings are required and such couplings are not provided.
Die primäre Übertragungs-Schnittstelle ist gemäß einer Ausgestaltungsvariante der Energieversorgungskupplung zur Übertragung von elektrischer durch induktive Koppelung ausgebildet und weist hierzu zweckdienlicherweise zumindest zwei Spulen auf. The primary transmission interface is formed in accordance with a design variant of the power supply coupling for the transmission of electrical by inductive coupling and has expediently at least two coils.
Vorteilhaft ist hierbei insbesondere eine Ausgestaltung der primären Übertragungs-Schnittstelle, bei der zur induktiven Koppelung eine erste Zylinderspule in einer zweiten Zylinderspule einliegt, wenn sich die Schiebetür an einer der beiden Endpositionen befindet. Die beiden Zylinderspulen bilden dann eine Art Tauchspulen-System, bei dem die Zylinderspule mit den kleineren Abmessungen in der Zylinderspule mit den größeren Abmessungen eingetaucht angeordnet oder versenkt angeordnet ist, wenn sich die Schiebetür an einer der beiden Endpositionen befindet. Hierdurch umgreifen beide Zylinderspulen einen gemeinsamen Raumbereich, so dass allein durch die Positionierung der Zylinderspulen relativ zueinander eine recht effektive induktive Koppelung erreicht wird. In this case, an embodiment of the primary transmission interface in which a first cylindrical coil rests in a second cylindrical coil for inductive coupling when the sliding door is located at one of the two end positions is advantageous. The two solenoids then form a type of dive coil system in which the smaller diameter cylindrical solenoid is submerged or sunk in the larger sized cylindrical solenoid when the sliding door is at one of the two end positions. As a result, both cylindrical coils embrace a common spatial area, so that a relatively effective inductive coupling is achieved solely by the positioning of the cylindrical coils relative to each other.
In vorteilhafter Weiterbildung weist die primäre Übertragungs-Schnittstelle zwei derartige Tauchspulen-Systeme auf, wobei die Übertragung von elektrischer Energie, sofern hierfür Bedarf besteht, über eines der beiden Tauchspulen-Systeme erfolgt, wenn die Schiebetür vollständig geöffnet ist, wohingegen das andere Tauchspulen-System zur Energieübertragung genutzt wird, wenn die Schiebetür vollständig geschlossen ist. Die beiden Tauchspulen-Systeme sind dabei vorzugsweise gleichartig ausgestaltet. In an advantageous embodiment, the primary transmission interface to two such plunger coil systems, the transmission of electrical energy, if needed, via one of the two plunger coil systems takes place when the sliding door is fully open, whereas the other plunger coil system is used for power transmission when the sliding door is completely closed. The two dive coil systems are preferably configured similar.
Da, wie zuvor erwähnt, elektrische Verbraucher in der Schiebetür typischerweise vor allem dann genutzt werden, wenn die Schiebetür vollständig geschlossen ist, ist die primäre Übertragungs-Schnittstelle bevorzugt ausgelegt, um im Bedarfsfall alle elektrischen Verbraucher auch bei einem parallelen Betrieb alle Verbraucher versorgen zu können. Aktuell liegt der maximale Bedarf an elektrischer Leistung der typischerweise in einer Schiebetür verbauten elektrischen Verbraucher bei maximal etwa 500 Watt und dementsprechend ist die primäre Übertragungs-Schnittstelle und insbesondere ein zuvor genanntes Tauchspulen-System ausgelegt, um Leistungen im Bereich von etwa 100 Watt bis etwa 500 Watt zu übertagen. Auch aus Sicherheitsgründen ist die Übertragungs-Schnittstelle dabei derart ausgestaltet, dass diese Leistung problemlos auch über einen recht langen Zeitraum hinweg übertragen werden kann. Since, as previously mentioned, electrical loads in the sliding door are typically used primarily when the sliding door is completely closed, the primary transmission interface is preferably designed to be able to supply all consumers in case of need, even in a parallel operation all consumers , At present, the maximum demand for electrical power of the electrical consumers typically installed in a sliding door is a maximum of about 500 watts and, accordingly, the primary transmission interface and in particular a previously mentioned plunger coil system is designed to have powers in the range of about 100 watts to about 500 Watts to transmit. For security reasons, the transmission interface is designed in such a way that this power can be transmitted without any problems even over a fairly long period of time.
Von Vorteil ist es weiter auch die sekundäre Übertragungs-Schnittstelle als kontaktlose Übertragungs-Schnittstelle auszugestalten. Hierzu ist die sekundäre Übertragungs-Schnittstelle gemäß einer Ausgestaltungsvariante zur Übertragung von elektrischer Energie durch kapazitive Koppelung ausgebildet. Alternativ erfolgt die Übertragung von elektrischer Energie durch induktive Koppelung, wobei in beiden Fällen die Übertragungs-Schnittstelle zweckdienlicherweise derart gestaltet ist, dass im Prinzip über die gesamte Wegstrecke zwischen den Endpositionen hinweg Energie von der Fahrzeugbasis an die Schiebetür über die sekundäre Übertragungs-Schnittstelle übertragen werden kann. Lediglich im unmittelbaren Bereich der beiden Endpositionen erfolgt die Energieübertragung über die primäre Übertragungs-Schnittstelle und nicht über die sekundäre Übertragungs-Schnittstelle. It is advantageous to continue to design the secondary transmission interface as a contactless transmission interface. For this purpose, the secondary transmission interface is designed in accordance with an embodiment variant for the transmission of electrical energy by capacitive coupling. Alternatively, the transmission of electrical energy takes place by inductive coupling, in both cases the transmission interface expediently designed such that, in principle, energy can be transmitted from the vehicle base to the sliding door via the secondary transmission interface over the entire distance between the end positions. Only in the immediate area of the two end positions does the energy transfer take place via the primary transmission interface and not via the secondary transmission interface.
Bevorzugt umfasst hierzu die sekundäre Übertragungs-Schnittstelle eine Wanderspule und eine Wegspule, wobei die Wanderspule in die Schiebetür integriert ist und sich mit dieser im Falle einer Bewegung mitbewegt, wohingegen die Wegspule in die Fahrzeugbasis integriert ist und dementsprechend ebenso wie die Fahrzeugbasis, die hier das Bezugssystem bildet, quasi fest steht. Von Vorteil ist es dabei, für die Wanderspule möglichst kleine Abmessungen vorzusehen und die Wegspule derart auszugestalten, dass sich diese in etwa über die Wegstrecke zwischen den beiden Endpositionen erstreckt. Hierfür ist die Wegspule entweder durch eine langgezogene Spule oder aber durch eine Vielzahl nebeneinander angeordneter einzelner Spulen ausgebildet. Im Falle einer Vielzahl nebeneinander angeordneter einzelner Spulen bilden diese dann eine Art Array und es wird bevorzugt stets nur diejenige Spule des Arrays aktiviert und für die Energieübertragung genutzt, die der Wanderspule zum entsprechenden Zeitpunkt gerade gegenüberliegt. For this purpose, the secondary transmission interface preferably comprises a traveling coil and a travel coil, wherein the traveling coil is integrated in the sliding door and moves with it in the event of a movement, whereas the travel coil is integrated in the vehicle base and, accordingly, the vehicle base, which here Reference system forms, quasi stands firm. It is advantageous to provide the smallest possible dimensions for the traveling coil and to design the path coil such that it extends approximately over the distance between the two end positions. For this purpose, the path coil is formed either by an elongate coil or by a plurality of juxtaposed individual coils. In the case of a plurality of juxtaposed individual coils, these then form a kind of array and it is preferred always activated only that one coil of the array and used for the energy transfer, which is just opposite the winder coil at the appropriate time.
Weiter ist die sekundäre Übertragungs-Schnittstelle gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung dafür ausgelegt, um Leistungen im Bereich von etwa einem Watt bis etwa 50 Watt zu übertragen. Es soll also über die sekundäre Übertragungs-Schnittstelle typischerweise deutlich weniger Energie pro Zeit übertragen werden als über die primäre Übertragungs-Schnittstelle und infolgedessen dient die sekundäre Übertragungs-Schnittstelle bevorzugt lediglich dazu, Grundfunktionen zu ermöglichen, die als sicherheitsrelevant eingestuft werden. Als sicherheitsrelevante Grundfunktion werden dabei z. B. Funktionen wie ein Einklemmschutz betrachtet, durch den verhindert werden soll, dass Personen beim Schließen der Schiebetür eingeklemmt werden und sich verletzen. Der Energiebedarf für derartige Grundfunktonen ist dabei typischerweise relativ gering und dementsprechend ist dann die sekundäre Übertragungs-Schnittstelle für eben diese geringen Leistungen ausgelegt. Da der Energiebedarf für derartige Grundfunktionen über die sekundäre Übertragungs-Schnittstelle gedeckt wird, wird bevorzugt auf einen Energie-Speicher, also insbesondere einen Akkumulator oder eine Batterie, in der Schiebetür verzichtet. Infolgedessen wird dann auch auf eine entsprechende Ladeschaltung für ein Aufladen des Akkumulators bzw. der Batterie verzichtet. Further, in accordance with a preferred embodiment, the secondary transmission interface is adapted to transmit powers in the range of about one watt to about 50 watts. It should therefore be transmitted via the secondary transmission interface typically significantly less energy per time than via the primary transmission interface and consequently the secondary transmission interface preferably serves only to enable basic functions that are classified as safety-relevant. As a safety-related basic function while z. B. functions such as an anti-trap, by which it should be prevented that people are trapped when closing the sliding door and injured. The energy requirement for such basic functions is typically relatively low and accordingly the secondary transmission interface is designed for just these low powers. Since the energy required for such basic functions is covered by the secondary transmission interface, it is preferable to dispense with an energy store, that is, in particular a rechargeable battery or a battery, in the sliding door. As a result, a corresponding charging circuit for charging the accumulator or the battery is then dispensed with.
Bei dieser Ausgestaltung ist eine Versorgung von elektrischen Verbrauchern, die nicht zur Realisierung von Grundfunktionen ausgebildet sind, nicht vorgesehen. Daher werden diese Verbraucher, die typischerweise einen höheren Leistungsbedarf haben und die demzufolge in diesem Zusammenhang als Hoch-Leistungsverbraucher bezeichnet werden, bevorzugt deaktiviert und/oder gesperrt, solange die primäre Übertagungs-Schnittstelle deaktiviert ist. Hierfür sind vorzugsweise eine Steuereinheit und ein damit verbundener Sensor in die Schiebetür integriert, wobei der Sensor erfasst, ob sich die Schiebetür in einer der beiden Endpositionen befindet und wobei die Steuereinheit in Abhängigkeit der Daten vom Sensor eine Deaktivierung und/oder Sperrung oder aber eine Aktivierung und/oder Entsperrung der Hoch-Leistungsverbraucher beispielsweise durch eine Ansteuerung von Halbleiterschaltern vornimmt. In this embodiment, a supply of electrical consumers that are not designed to realize basic functions, not provided. Therefore, these consumers, which typically have a higher power requirement and are therefore referred to in this context as high-power consumers, preferably disabled and / or disabled as long as the primary transmission interface is disabled. For this purpose, a control unit and a sensor connected thereto are preferably integrated in the sliding door, wherein the sensor detects whether the sliding door is in one of the two end positions and wherein the control unit depending on the data from the sensor deactivation and / or blocking or activation and / or unlocking the high-power consumers, for example, by an activation of semiconductor switches.
Die Speisung der Energieversorgungskupplung mit elektrischer Energie wiederum erfolgt typischerweise über das sogenannte Bordnetz des Kraftfahrzeuges, über welches zunächst einmal eine Gleichspannung bereitgestellt wird. Die Energieversorgungskupplung weist daher zweckdienlicherweise zumindest eine in der Fahrzeugbasis untergebrachte Wandlerbaugruppe auf, mit deren Hilfe im Betrieb aus der Gleichspannung des Bordnetzes, also der Bordnetz-Gleichspannung, eine Speisewechselspannung für die Übertragungs-Schnittstellen generiert wird. In bevorzugter Weiterbildung ist für jede Übertragungs-Schnittstelle eine eigene Wandlerbaugruppe vorgesehen, wobei in diesem Falle jeder Übertragungs-Schnittstelle eine Wandlerbaugruppe vorgeschaltet ist. The power supply coupling with electrical energy, in turn, typically takes place via the so-called on-board network of the motor vehicle, via which a direct current voltage is initially provided. The power supply coupling therefore expediently has at least one converter subassembly housed in the vehicle base, with the aid of which an AC power supply voltage for the transmission interfaces is generated during operation from the DC voltage of the electrical system, that is to say the vehicle electrical system DC voltage. In a preferred development, a separate converter module is provided for each transmission interface, in which case each transmission interface is preceded by a converter module.
Die Speisewechselspannung weist dabei bevorzugt eine Spannungsamplitude mit einem Wert zwischen etwa 150 V und etwa 250 V und insbesondere eine Spannungsamplitude mit einem Wert zwischen 180 V und 220 V auf. The AC supply voltage preferably has a voltage amplitude with a value between about 150 V and about 250 V and in particular a voltage amplitude with a value between 180 V and 220 V.
Zudem wird vorzugsweise eine Speisewechselspannung generiert, deren Basisfrequenz einen Wert zwischen etwa 100 kHz und etwa 200 kHz und insbesondere einen Wert zwischen 140 kHz und 160 kHz hat. In addition, an AC supply voltage is preferably generated whose base frequency has a value between about 100 kHz and about 200 kHz and in particular a value between 140 kHz and 160 kHz.
Je nach Anwendungsfall entspricht die Frequenz der Speisewechselspannung im Betrieb dann der Basisfrequenz und ist im Betrieb im Wesentlichen konstant. Bevorzugt wird die Frequenz der Speisewechselspannung im Betrieb variiert, insbesondere lastabhängig, also abhängig von den Lastanforderungen der Verbraucher. Sie entspricht beispielsweise im zeitlichen Mittel der Basisfrequenz. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Energieversorgungskupplung wird eine frequenzmodulierte Speisewechselspannung generiert, bei der die Frequenz der Speisewechselspannung in einem Regelbereich von etwa 40 kHz um die Basisfrequenz in Abhängigkeit eines Regelsignals variiert wird. Depending on the application, the frequency of the AC supply voltage during operation then corresponds to the base frequency and is substantially constant during operation. Preferably, the frequency of the AC supply voltage is varied during operation, in particular load-dependent, that is dependent on the load requirements of the consumer. It corresponds, for example, in the time average of the base frequency. According to a preferred embodiment variant of the power supply coupling, a frequency-modulated AC power supply voltage is generated, in which the frequency of the AC supply voltage in a Control range of about 40 kHz is varied by the base frequency in response to a control signal.
Darüberhinaus umfasst die Energieversorgungskupplung bevorzugt eine Signalverarbeitungseinheit, wobei diese derart eingerichtet ist, dass bei Bedarf über zumindest eine der beiden Übertragungs-Schnittstellen, vorzugsweise die sekundäre Übertragungs-Schnittstelle, zusätzliche Informationssignale oder Daten übertragen werden. Entsprechende Informationen, die zum Beispiel über das Bordnetz des Kraftfahrzeuges in die Signalverarbeitungseinheit eingespeist werden, werden bevorzugt auf die Speisewechselspannung, die zur Übertragung von elektrischer Leistung zur Versorgung der elektrischen Verbraucher im entsprechenden Anbauteil vorgesehen ist, aufmoduliert. Hierbei wird eine Frequenzmodulation, wie die zuvor genannte Frequenzmodulation mit Hilfe des Regelsignals, bevorzugt. Auf diese Weise lassen sich dann zum Beispiel Steuersignale für einen Lautsprecher übertragen. Alternativ sind auch eine Phasen- oder eine Amplitudenmodulation vorgesehen oder aber es wird ein separater, paralleler Datenkanal genutzt. Im Falle eines zusätzlichen Datenkanals ist in einigen Anwendungsfällen auch ein anweichender Übertragunsstandard vorgesehen, wie zum Beispiel WLAN oder Bluetooth. In addition, the power supply coupling preferably comprises a signal processing unit, which is set up such that, if required, additional information signals or data are transmitted via at least one of the two transmission interfaces, preferably the secondary transmission interface. Corresponding information that is fed into the signal processing unit, for example, via the electrical system of the motor vehicle, is preferably modulated onto the AC supply voltage that is provided for the transmission of electrical power for supplying the electrical consumers in the corresponding attachment. In this case, a frequency modulation, such as the aforementioned frequency modulation with the aid of the control signal, is preferred. In this way, for example, control signals for a speaker can be transmitted. Alternatively, a phase or an amplitude modulation are provided or else a separate, parallel data channel is used. In the case of an additional data channel, an approaching transmission standard is also provided in some cases, such as WLAN or Bluetooth.
Von Vorteil ist es außerdem, eine Steuer- und Auswerteeinheit vorzusehen, mit deren Hilfe der aktuelle Betriebszustand der elektrischen Verbraucher im entsprechenden Anbauteil ermittelt wird und dann basierend auf diesen Informationen stets gerade so viel Leistung über die Energieversorgungskupplung an das Anbauteil zu übertragen, dass der aktuelle Bedarf der elektrischen Verbraucher gedeckt wird. Hierdurch lässt sich eine Art resonante Abstimmung erreichen, wodurch der Wirkungsgrad der Energieversorgungskupplung erhöht werden kann. Die Anpassung der Leistungsübertragung erfolgt dabei bevorzugt durch eine Variation der Frequenz der Speisewechselspannung, bei der die Frequenz der Speisewechselspannung an den aktuellen Lastzustand angepasst wird. Es wird also zum Beispiel der aktuelle Lastzustand messtechnisch erfasst und aus den so ermittelten Messdaten wird ein Regelsignal generiert, welches dann für eine Frequenzmodulation nach dem zuvor genannten Prinzip genutzt wird. It is also advantageous to provide a control and evaluation unit, with the aid of which the current operating state of the electrical load is determined in the corresponding attachment and then based on this information always just as much power via the power supply coupling to the attachment to transfer that the current Need of electrical consumers is covered. This can achieve a kind of resonant tuning, whereby the efficiency of the power supply coupling can be increased. The adjustment of the power transmission is preferably carried out by a variation of the frequency of the AC supply voltage, in which the frequency of the AC supply voltage is adapted to the current load condition. Thus, for example, the current load state is detected by measurement and from the measurement data thus determined, a control signal is generated, which is then used for a frequency modulation according to the aforementioned principle.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen: Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to a schematic drawing. Show:
Eine nachfolgend exemplarisch beschriebene Energieversorgungskupplung
Die so übertragene elektrische Energie wird in der Schiebetür
Die Energieversorgungskupplung
Hierzu weist die Energieversorgungskupplung
Befindet sich nun die Schiebetür
Wird die Schiebetür aus einer der beiden Endpositionen um eine definierte Wegstrecke beispielsweise von wenigen Zentimetern, insbesondere von etwa 3–5 cm herausbewegt, so ist die primäre Übertragungs-Schnittstelle
Die sekundäre Übertragungs-Schnittstelle
Hierzu weist die sekundäre Übertragungs-Schnittstelle
Außer den Übertragungs-Schnittstellen
Diese Speisewechselspannung wird dann, je nachdem, welche Übertragungs-Schnittstelle
Die Wandlerbaugruppe
Desweiteren umfasst die Energieversorgungskupplung
Mit Hilfe der Messeinrichtung
Sämtliche Elemente der beiden Übertragungsschnittstellen
Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel beschriebenen Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.The invention is not limited to the embodiment described above. Rather, other variants of the invention can be derived therefrom by the person skilled in the art without departing from the subject matter of the invention. In particular, all the individual features described in connection with the exemplary embodiment can also be combined with each other in other ways, without departing from the subject matter of the invention.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 2 2
- Energieversorgungskupplung Energy supply clutch
- 4 4
- Kraftfahrzeug motor vehicle
- 6 6
- Fahrzeugbasis vehicle base
- 8 8th
- Schiebetür sliding door
- 10 10
- elektrischer Verbraucher electrical consumer
- 12 12
- primäre Übertragungs-Schnittstelle primary transmission interface
- 14 14
- Tauchspulen-System Moving coil system
- 16 16
- erste Zylinderspule first solenoid
- 18 18
- Bolzen bolt
- 20 20
- zweite Zylinderspule second cylindrical coil
- 22 22
- sekundäre Übertragungs-Schnittstelle secondary transmission interface
- 24 24
- Wegspule Wegspule
- 26 26
- Wanderspule hiking coil
- 28 28
- Wandlerbaugruppe converter module
- 30 30
- Bordnetz board network
- 32 32
- Messeinrichtung measuring device
- 34 34
- Steuer- und Auswerteeinheit Control and evaluation unit
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 10155497 A1 [0005] DE 10155497 A1 [0005]
Claims (13)
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