CN1040711A

CN1040711A - 开关装置

Info

Publication number: CN1040711A
Application number: CN89104992A
Authority: CN
Inventors: 布雷特·戴维·唐布什
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-06-06
Filing date: 1989-06-06
Publication date: 1990-03-21
Also published as: WO1989012343A1

Abstract

开关装置(10)，具体用于汽车上当蓄电池(28)电压降到低于预置最小值时靠继电器(12)有选择地将电负载(30及31)从蓄电池(28)上切断。一人控开关用于再接通基本电负载，例如车的点火电路。该开关装置(10)可与保安装置结合工作，后者仅在键盘(63)输入一预定输入码时靠继电器(12)将蓄电池(28)与负载(30及31)接通。键盘(63)及蓄电池(28)的解码器(64)装在发动机箱内，并靠电磁铁释放的顶盖锁防干扰。

Description

本发明涉及开关装置。

本发明具有其特点但並不专一地局限应用在汽车电气系统中，而为说明起见，将以这种应用作为参照。但应该理解，本发明可以应用在其它方面，例如固定式蓄电池供电设备。

近代汽车包括了由汽车电气系统操作的许多附件。当发动机工作时，这些附件由发动机驱动的交流发电机供电。当车停时，某些附件例如一些灯、风扇和音响系统，在由汽车蓄电池获取电能的情况下，仍旧是可以工作的。有时，当发动机不工作时从蓄电池获取电能有可能使蓄电池放电到再也不能起动发动机的程度。一旦这种情况发生，车就必须被推着走、或者在蓄电池能再由交流发电机充电之前，把车强行起动起来，然而这样作将是非常麻烦的。

本发明的目的在于缓解上述问题，並提供可靠性高和便于使用的开关装置。本发明的其它目的和优点将在以下说明中阐明。

考虑到上述目的与其他目的，本发明的一个方面总的属于调节蓄能装置输出用的开关装置，它包括：

用于调节所述蓄能装置输出的调节装置;

用于监控所述蓄能装置充电状况测量值的监控装置;

响应所述监控装置用于控制所述调节装置的控制装置，以便按照所述的充电状况有选择地开关所述的输出。

最好、蓄能装置是一种蓄电池，並且监控装置包括用于把所选择的电气负载从蓄电池断开的开关装置。当然如果需要的话，其它的蓄能装置例如液压的或气压的蓄能器也可被使用。

蓄电池充电状况的测量可以是蓄电池的输出电压，並且监控装置包括用来操作所述开关的操作装置，用以当蓄电池电压低于预定值时、使所选用的电气负载从所述的蓄电池上断开。在汽车应用方面，预定值可以是保证的可靠起动性能的最低值。当然如果需要的话，测量充电状况的其它方法，例如蓄电池中电解质密度的测量，也可以使用。

调节装置可以用作完全切断由蓄能装置来的能流，並可提供一种人控开关用来按要求控制所选择负载的再度接通。人控开关可与开关装置作成一体，或者前者可被安装在离开后者远距离的选定位置上，以致可以更方便地操作它。然而调节装置可以用作切断选择的负载的供能，例如对非基本负载包括音响系统供电的切断，与此同时来维持其它一些选定负载的供能，例如对包括起动电机和点火系统在内的一些基本负载的供电。

当蓄电池充电状态达到一个选定电平时，调节装置可用作切断其电流，並且当蓄电池的充电状态达到更高的电平时恢复接通该电流。但最好调节装置在人控开关动作之前形成切断电流，由此操作人员有可能了解开关装置的工作。可用人控警报装置，例如一个警告灯与人控开关相连，用来指示操作使用，由此用户可获知该开关装置已是不工作的。

本发明的另一方面公开了用来对蓄能装置的使用作选择性能调节的保安装置，所述的保安装置包括：

调节装置，用来调节蓄能装置的输出能流;

保安控制器，用来供有选择地控制所述的调节装置来响应预编程序的操作码的输入。

最好蓄能装置包括一种蓄电池，並且所述的调节装置包括从蓄电池断开所选择的电气负载的开关。当然如果需要的话，其它的蓄能装置例如液压的或气压的蓄能器也均可被使用。

保安开关可包括一个自动锁或组合锁，但最好它包括一个数据输入键盘用以接收码或数，还包括解码器用以响应输进键盘的预编程的码或数码的组合来操作调节装置。

保安装置可以包括一个放置在蓄电池和/或解码器周围的保安壳体，並且该保安壳体可包括锁装置，用以有选择地使一盖板开锁，从而使得由未经许可者通过旁路保安装置而进入保安壳体的可能性成为最小。锁装置可以包括一个带偏置的锁闩，例如采用偏置弹簧作偏置装置而使锁闩偏置在保安壳体和盖板之间的有效锁合状态。而通过一种电驱动器，例如一种电磁铁，响应输入键盘的预编程码或数，该锁可得以释放。在汽车应用场合，举例来说，保安壳体可以是发动机箱或车后行李箱，盖板可以是防护罩、引擎顶盖或行李箱盖。

保安装置可包括应急开锁装置，该应急开锁装置可包括一个设置在保安壳体外部並被连到键盘和解码器的辅助电源接线器，以致当蓄电池失效时，有可能利用接到辅助电源接线器上的备用蓄电池来供给键盘和解码器电能並可向键盘输进预定编码来实现开锁。该备用电池可以被永久性地连接在电源接线器上，或者当必要时连接到那儿。

另一方面，本发明属于用于与蓄电装置结合使用的组合式开关和保安装置，它包括：

调节装置，用来调节所述蓄能装置的输出能流;

监控装置，用来监控所述蓄能装置的充电状态的测量值;

响应所述监控装置的控制装置，用来控制所述调节装置，当所述充电状态达到预选定电平时转换所述的输出;和

保安开关、它响应预编程操作码的输入而有选择地调节所述的调节装置。

最好蓄能装置是车用的，並且包括一种蓄电池，调节装置包括电开关装置，监控装置包括电压测量装置用以监控蓄电池的输出电压，以及保安开关装置包括一个用以接收码或数的数据输入键盘和用来操作所述调节装置的解码器，该解码器是响应输进键盘的预编程码或数码组合。

调节装置可以包括一个设置于蓄电池和由它供电的全部或选择性负载之间的单个继电器，适用的是调节装置包括一个与基本负载相连的保安继电器，所谓基本负载系操作车辆及可由保安开关操作的负载;和包括一个与非基本负载相连接的防过放电继电器，所谓非基本负载即不依赖车的操作可被使用的，例如灯及音响设备，並是由监控装置来操作的负载。本实施例一方面可使非基本负载由用户使用，另一方面还保留了能保护车辆免遭未经许可的使用和免遭蓄电池过放电的失控。

本发明进一步公开了一种控制蓄电池输出的方法，它包括：

提供开关装置用来控制由所述蓄电池向所选择的电负载输出电流;

提供电压测量和控制装置用来监控蓄电池的输出电压，並且用来控制所述开关装置有选择地将所述选定负载从所述的蓄电池上断开;

将所述开关连接到蓄电池上;

操作所述测量和控制装置和所述开关装置使所选择的电负载在蓄电池输出电压降至低于预置值时有效地从蓄电池上断开。

为便于明瞭本发明並能将其投入实施应用，以附图为参照，来介绍本发明的一个最佳实施例，其中：

图1：一种汽车用开关装置的电路图;

图2：一种汽车用开关装置包括有保安装置的电路图。

图1所示的开关装置10包括一个继电器组件11，该继电器组件11包括一个继电器线圈12和继电器触头13。继电器线圈12由监控组件14驱动，在监控组件14中有一个比较器15、其输出被连接到一个电流放大器16，而后者驱动继电器线圈12。

比较器15的反向输入端17通过一个包含上部电阻23和下部电阻24的电阻分压器组件而被连接到正电源馈线20和负电源馈线21上，因而使反向输入端保持在介于正电源馈线20和负电源馈线21之间电压的一个选定的分数值上。

比较器15的正向输入端25通过第三个电阻26被连接到正电源馈线20上，並通过电压基准件27被连接到负电源馈线21上，因而使正向输入被保持在相对于负电源馈线21来说的一个恒定的电压上。

负电源馈线21被直接连接到蓄电池28的负端和附件30及31的负端。正电源馈线20被直接连接到附件30和31的正端。並通过继电器触头13而被连接到蓄电池28的正端。

一个手动的人控开关被连接在蓄电池28的正端和继电器线圈12的激励端之间。

由于由电阻分压组件22所传感的蓄电池电压的分压值同时又出现在反相输入端25上，只要该分压值大于那个由电压基准件27所保持的在正向输入端25上的固定电压值，则比较器的输出将保持高位，从而激励了继电器线圈12並保持继电器触头13处于闭合，由此使附件30和31能够被供电。

如果附件30和31获取电流时，该蓄电池28是处于不曾被充电的状态，並且蓄电池电压降到某预定值，呈现在反向输入端17的电压将降至低于在正向输入端25上的恒定电压，其后果是比较器15输出电压降低和使继电器线圈12失去激励，这样就断开了继电器的触头13，随即把附件30和31与蓄电池28分断並保留蓄电池的剩余充电量以备起动车辆本身用。

由于断开了继电器触头13，监控组件14也从蓄电池28上分离，以致任何由于减负荷所引起的蓄电池电压的瞬间增量决不会造成比较器重新输出高电位，因为如果这样的话，就将允许继电器触头13重新接通附件30和31。在蓄电池28已被充电以后，必须操作人控开关32以便重新接通附件30和31以及监控组件14。

图2所示的开关装置40是安装在车内的，它包括一个继电器组件41，该组件包含一个继电器线圈42和一继电器触头43。继电器线圈42由监控组件44来驱动。后者中有一个比较器45、其输出被连接到一个电流放大器46，而由该放大器46来驱动继电器线圈42。

比较器45的反向输入端47通过一个包含上部电阻53和下部电阻54的电阻分压组件52被连接到正负电源馈线50及51上，因而反向输入端47被保持在正负电源馈线50和51之间电压的选定的分数值上。

比较器45的正向输入端55借助第三电阻56被连接到正电源馈线50上，並借助于一个电压基准件57被连接到负电源馈线51上，因而正向输入端55被保持在相对于负电源馈线51一个恒定电压上。

负电源馈线51直接地连接到蓄电池58及附件60和61的负端。正电源馈线直接地连接到附件60和61的正端，並通过继电器触头43被连接到蓄电池58的正端。一个手动的人控开关62被接在蓄电池58的正端和继电器线圈42的激励端之间。

键盘63被安装在车内的操纵板上並被连接到安装在汽车发动机箱内的解码器64上。解码器64的输出被连接到保安继电器线圈65和一个连有锁67的电磁铁66上，锁67被设置用来当电磁铁66被激磁时去开启汽车发动机箱顶盖70。电磁铁弹簧71在电磁铁66未激磁时，保持锁67处于与该发动机箱顶盖70锁合的位置。保安继电器65控制一个保安触头72，通过该触头蓄电池58被连接到点火系统73上。

一对辅助蓄电池端子74及75与键盘63相连接，它们从连接到那儿的辅助蓄电池而向解码器64供电。

当车不工作时，如果附件60和71停留在用电状态，並且蓄电池58被放电将到一种不期望的状态时，该开关装置会起一种类似于图1中所示开关装置10的功能。当车不使用时，保安继电器线圈65不被激磁，而保安触头72保持在断开状态，使点火系统73不能使用。电磁铁66也不能被激励，则保持锁67于推向与发动机箱顶盖70锁合的状态。

当用户想开动汽车时，他必须通过键盘63输入一个由解码器64经预编程而可识别的编码数，在接收到这样的编码数时，解码器64激励电磁铁66，以便允许发动机箱顶盖70被打开而可接近发动机箱，同时还使保安继电器线圈65激磁以便允许发动机起动。

如果蓄电池放电到了不能激励电磁铁66的程度，则发动机箱顶盖70可通过将辅助蓄电池连到端子74和75上来向解码器供电並在键盘63处输进一个有效码号的码使之开锁。

不占有该有效码号的用户就不可能通过解码器64和保安触头72使点火系统73得到供电。还有，那样的一个用户就不可能获得接触解码器64或保安继电器65而使它们旁路的机会，因为锁67会保持发动机箱顶盖处于锁合状态，直到电磁铁被解码器64激励时为止。

当然应理解到，以上是利用本发明图解例的方式描述的，但所有这样或那样的修改或变化只要对本专业领域的普通技术人员来说是显易的话，均应被认为是落入在所附权利要求书规定的本发明全部的范围和界线之内。

Claims

1、调节蓄能装置输出用的开关装置，它包括：

用于调节所述蓄能装置输出的调节装置；

用于监控所述蓄能装置充电状态测量值的监控装置；

响应于所述监控装置用于控制所述调节装置对所述输出作有选择性开关的控制装置。

2、根据权利要求1所述的开关装置，其特征是：所述的蓄能装置是一个蓄电池。

3、根据权利要求2所述的开关装置，其特征是：所述的充电状态测量值是所述蓄电池的输出电压;所述的调节装置包括开关部件，它当蓄电池的电压降至低于预定值时，用来把所选择的电负载从所述的蓄电池上断开。

4、根据权利要求3所述的开关装置，其特征是：其中设置了人控开关，它用于在需要时控制所述蓄电池与所选择负载的重新接通。

5、根据权利要求4所述的开关装置，其特征是：所述的人控开关被安装在远离蓄电池的地方。

6、根据权利要求5所述的开关装置，其特征是：包括一个警告器用以指示所述的人控开关的操作使用。

7、对蓄能装置的使用作有选择调节的保安装置，所述保安装置包括：

用于调节所述的蓄能装置输出能流的调节装置;

用来响应某预编程操作码输入而有选择地控制所述调节装置的保安控制装置。

8、根据权利要求7所述的保安装置，其特征是：所述的蓄能装置置包括一种蓄电池;並且所述的调节装置包括用于从蓄电池上断开所选择的电气负载的开关。

9、根据权利要求7或8所述的保安装置，其特征是：所述的保安控制装置包括用于接收码或数的数据输入键盘和用于响应进入所述键盘的预编程码或数码组合，而操作所述调节装置的解码装置。

10、根据权利要求9所述的开关装置，其特征是：包括在所述蓄电池及解码装置周围设置的安全壳体。

11、根据权利要求10所述的开关装置，其特征是：包括一个锁装置，用来响应输入所述键盘的预编程码或数码组合，用于有选择地将一个可接近的盖板对所述的保安壳体的锁合打开。

12、根据权利要求11所述的保安装置，其特征是：所述的保安壳体是汽车发动机箱体;所述的盖板是车的防护罩或发动机箱顶盖。

13、根据权利要求11或12所述的保安装置，其特征是：锁装置包括一个锁闩，它在所述的保安壳体和所述盖板之间依靠偏置装置而偏置在有效锁合位置，並且依靠所述的解码装置来有选择地激励电驱动器便可开锁。

14、根据权利要求13所述的保安装置，其特征是：提供一个应急开锁装置，它包括一个设置在所述保安壳体外部的辅助电源接线器，用来为所述的键盘和解码器提供应急电源，以便响应输入键盘的预编程码或数码组合，而操作所述的电驱动器。

15、与蓄能装置结合使用的组合开关和保安装置，它包括：

调节装置、用来监控所述蓄能装置的输出能流;

监控装置、用来监控所述蓄能装置的充电状况的测量值;

响应所述监控装置的控制装置，用来控制所述的调节装置，当所述的充电状态达到选定电平时转换所述的输出;和

保安开关装置，它响应预编程操作码的输入而有选择地调节所述的调节装置。

16、根据权利要求15所述的组合开关和保安装置，其特征是：所述的蓄能装置包括一个蓄电池，所述的调节装置包括电开关部件，所述的监控装置包括用来监控蓄电池输出电压的测电压装置，並且所述的保安开关装置包括用以接收码或数的数据输入键盘和用以响应键盘输入的预编程码或数码的组合而操作所述调节装置的解码器。

17、一种控制蓄电池输出的方法，它包括：

设置开关装置用来控制由所述蓄电池向所选择的电负载输出电流;

设置电压测量和控制装置用来监控蓄电池的输出电压，並且用来控制开关装置有选择地将所述蓄电池与所述选定电负载的连接断开;

将所述开关部件连接到蓄电池上;

操作所述测量和控制装置及所述开关装置，使所选择的电负载在蓄电池输出电压降到低于预置值时有效地从蓄电池上断开。