JP2001508639A - 車両の電気的搭載電源における誤接続に対する保護装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 この保護装置は負荷電流線路に投入接続される断路スイッチ（１３）を含む。この断路スイッチ（１３）は電磁システム（９）を介して操作される。断路スイッチ（１３）から見てバッテリとは反対側から分路回路が逆方向に接続されたダイオードを介してアース線路（３）に接続されている。このアース線路（３）は電磁システム（９）の強磁性回路と交差乃至はこの強磁性回路を通過している。バッテリ端子における誤接続の際には、ダイオード（２３）を介して高い短絡電流が流れ、この短絡電流は電磁システム（９）の強磁性回路（１１、１２）において励磁を誘導し、この励磁によって可動子（１２）が引き動かされ、断路スイッチ（１３）がオンされる。

Description

【発明の詳細な説明】 車両の電気的搭載電源における 誤接続に対する保護装置 本発明はバッテリを有する車両の電気的搭載電源における誤接続に対する保護 装置に関し、このバッテリの２つの出力側端子は異なる電位を有する２つの電流 線路に接続されている。 自動車では所定の障害状況において自動車搭載電源をできるだけバッテリのす ぐ近傍にて直ちに遮断切換することが望ましい。このようなケースは例えばスタ ート補助における誤接続であり、すなわち、この場合外部バッテリが誤った極性 によるスタート補助ケーブルの誤接続によって搭載バッテリの出力側に接続され る。搭載バッテリの損傷は度外視しても、このケースでは自動車搭載電源の電子 システムが破壊される可能性がある。 この危険を回避するために、他の機器においても実地に適用されているように 、これまで通常は車両の電子システムを直列ダイオード又は整流器ブリッジによ って保護してきた。しかし、これは直列ダイオードの各々を介してノーマル動作 中に電力が変換されるという欠点を有する。しかし、まさしく車両ではこのよう な付加的な電力消費はとりわけ望ましくないものであ る。さらに、今日の車両における多数の電子システムにおけるこの個別防護は、 構成素子及び回路技術における著しく高いコストをも意味する。 他の障害のケース、とりわけ自動車搭載電源における短絡に対する安全対策の ために、すでに様々な手段が周知である。例えば、ＤＥ４１１０２４０Ｃ１から 車両のメイン電流路を防護するための装置が公知である。この場合、短絡状況を 様々なセンサ及び比較手段によって検出し、さらに電流回路の分離のために評価 する。その場合、遮断切換手段として例えば雷管又は電磁式アクチュエータが挙 げられている。ただし、このようなアクチュエータの構成及び機能については詳 しくは説明されていない。 しかし、他の使用目的のために、電磁システムによる過電流トリガ装置の形式 の負荷断路スイッチが例えばＥＰ０３２２９８７Ｂ１から公知である。 本発明の課題は、車両の搭載電源を簡単なやり方で効果的にバッテリ端子にお ける誤接続から保護できる保護装置を提供することである。 本発明ではこの課題は、第１の電位を供給する電流線路に直列接続で電磁式断 路スイッチのブレーク接点が挿入接続されており、この電磁式断路スイッチはコ ア及び/又はヨークならびにこのブレーク接点を操作する可動子を有する強磁性 回路を形成し、このブレーク接点から見てバッテリの反対側において、低オーム 抵抗の分路が、逆方向に接続されたダイオードを介して第２の電位を供給する電 流線路に接続されており、この分路は断路スイッチの強磁性回路と交差している ことによって解決される。 本発明の保護装置は、電磁式断路スイッチを利用する。この電磁式断路スイッ チは応答すると電流回路に配置された接点を介してこの電流回路を遮断する。簡 単な回路技術的な手段によって、すなわちダイオードを介して誤接続の場合にの み接続される分路によってこの磁気スイッチはトリガされる。高い短絡電流は相 応の立体的な装置によって、つまりカプラによって磁気回路に十分に高い励磁を 発生し、この結果可動子を引き動かし、接点を開く。この場合、分路はヨークと コイルとの間を通過していること又はただヨークの外部においてこのヨークの長 手方向に対してほぼ垂直方向に通過していることにより、分路はただ１ターン又 は半ターンのみを形成する。誤接続の短絡電流によるこの磁気システムのトリガ は、コイル巻線の作用なしで行われる。このため、この目的のためには原理的に は巻線なしの磁気システムも使用できる。 しかし、実用のためには有利には電磁システムを使用する。この電磁システム は、例えば（正しく接続されている場合の）短絡電流又は衝突加速度センサによ る事故の際のような障害の場合にバッテリを分離するためにノーマル動作におい てもコイル巻線を介してト リガされる。 有利な適用実施形態では本発明の保護装置は、バッテリ断路スイッチに接続さ れている。このバッテリ断路スイッチは空間的にはバッテリの領域に配置されて おり、コイル及びヨークを有する電磁システムを有する。この場合、分路は良導 電性金属のプレートストリップの形式で巻線とヨークの間を通過している。 本発明を以下において図面によって概略的に図示された実施例において詳しく 説明する。 この図面は搭載バッテリ１を示している。この搭載バッテリ１のプラス端子は 負荷電流線路２に接続され、この搭載バッテリ１のマイナス端子は通常の場合ア ース線路３に接続されている。ここに示された例では、これら両方の電流線路は 概略的に図示された断路スイッチユニットを通過している。この断路スイッチユ ニットの出力側には自動車搭載電源端子５及び６が設けられている。この自動車 搭載電源には例えば電子システムも接続されている。この電子システムはいずれ にせよこの自動車搭載電源の誤接続から保護されなければならない。誤接続の危 険は、とりわけ搭載バッテリ１が組み込みの際に間違って接続されるか又は弱い 搭載バッテリを支援するために付加的な外部バッテリ７がスタート補助ケーブル ８を介して誤接続によって接続されるかのいずれかの場合に発生する。 断路スイッチユニット４には概略的に図示された電 磁システム９が配置されている。この電磁システム９はコイル１０、Ｕ字状ヨー ク１１及び変位可動子１２を有する。この可動子１２はブレーク接点１３を操作 し、このブレーク接点１３は可動子１２を引き動かすことによって開かれ、これ により電流線路２が断路される。可動子１２と断路接点１３との間の機械的結合 はほんの概略的にのみ示されている。実際にはこの結合は、この接点がトリガに 従って開かれ、たとえこの可動子が再びその元の静止位置に戻ったとしても開い たままであるように構成されている。この接点１３は操作エレメント１４を介す る手動によってようやく閉じられる。このような過電流トリガ装置は電流源に対 して周知であり、このために当業者は相応の構成を従来技術から選択することが できる。変位可動子磁気システムの代わりに、例えばフラップ可動子（Klappank er）を有する他のリレー磁気システムを使用することもできる。 磁気システム９の通常のトリガのためには、コイル１０にコイル接続端子１５ を介して励磁信号が供給される。この励磁信号は制御装置１６から供給される。 この制御装置１６は任意の信号、例えば電流センサ１７の信号又は加速度センサ １８の信号を評価する。本発明においては、勿論この磁気システム９の特殊な構 造及び特殊な制御は重要ではない。重要なのは、ただ強磁性回路を有する磁気シ ステムが存在することであ る。この強磁性回路はここでは例えばヨーク１１及び可動子１２によって形成さ れている。 本発明では、負荷電流線路２とアース線路３との間に、つまり接点１３から見 てバッテリの反対側にあるタップ点１９から例えば接続点２１へと分路２０が接 続されている。この分路線路２０は例えば良導電性のプレートストリップ２２の 形式で強磁性回路１１、１２を貫通しているか又はこの強磁性回路１１、１２の 近傍を通過している。このため、この分路２０はほぼこの強磁性回路と交差して いる。さらに、分路回路２０にはダイオード２３が設けられている。このダイオ ード２３はノーマルに組み込まれた搭載バッテリ１を基準にして逆方向に接続さ れている。 この分路回路はダイオード２３によって外部バッテリ７の誤接続の際にのみ高 い短絡電流を受け取る。この高い短絡電流は線路２０を介してヨーク１１及び可 動子１２の強磁性回路において磁束を誘導し、この磁束に磁気システム９が応答 する。すなわち、可動子１２が引き動かされ、接点１３を開く。 この分路２０及びダイオード２３を介する保護回路によって誤接続の際には自 動車搭載電源における電圧はただこのダイオードを介する電圧降下に相応し、従 ってほぼ−１ボルトである。この電圧はごく短時間印加されるだけである。とい うのも、上述のように、ダイオードを介して流れる短絡電流はほんの数ミリ秒以 内にこの磁気システムをトリガし、接点１３を開くからである。 本発明の保護装置は次のような利点を有する。すなわち、直列ダイオードを有 するこれまでの保護回路に対比して、もはや個別電子システムの各々を誤接続か ら保護する必要はないという利点を有する。さらに各直列ダイオードに結びつい ていた電力変換も無くなる。磁気システムにおける短絡電流の直接的な利用によ って、このシステムは付加的な電子回路装置に依存せず、さらにトリガのための エネルギ蓄積器も必要ない。さらにこのシステムはたった一つのダイオードを必 要とするだけであり、いずれにせよ断路スイッチとして電磁システムが存在する 場合には、単に分路のための線路だけを必要とする。よって、このシステムは回 路技術的なコストから見て非常に値段も安く品質もよく経済的である。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年１０月２３日（１９９８．１０．２３） 【補正内容】 請求の範囲 １．バッテリ（１）を有する車両の電気的搭載電源における誤接続に対する保護 装置であって、前記バッテリ（１）の２つの出力側端子は異なる電位を有する２ つの電流線路（２、３）に接続されている、バッテリ（１）を有する車両の電気 的搭載電源における誤接続に対する保護装置において、 第１の電位を供給する電流線路（２）に直列接続で電磁式断路スイッチ（９ ）のブレーク接点（１３）が挿入接続されており、前記電磁式断路スイッチ（９ ）はコア及び/又はヨーク（１１）ならびに前記ブレーク接点（１３）を操作す る可動子（１２）を有する強磁性回路を形成し、 前記ブレーク接点（１３）から見て前記バッテリ（１）の反対側において、 低オーム抵抗の分路（２０）は、前記バッテリが正しく接続されている場合に逆 方向に接続されるダイオード（２３）を介して第２の電位を供給する電流線路（ ３）に接続されており、 前記分路（２０、２３）は前記断路スイッチ（９）の強磁性回路（１１、１ ２）と交差し、誤接続の場合には前記強磁性回路（１１、１２）において磁束を 誘導し、該磁束に前記断路スイッチ（９）は応答し、 前記可動子（１２）と前記ブレーク接点（１３）との間の機械的結合は、こ の接点をトリガに従って開き、その後この接点は開かれたままであるように構成 されていることを特徴とする、バッテリ（１）を有する車両の電気的搭載電源に おける誤接続に対する保護装置。 ２．断路スイッチ（９）はコイル巻線（１０）及び該コイル巻線（１０）をＵ字 状に取り囲むヨーク（１１）を有し、さらに分路回路は高導電性材料からなるプ レートストリップ（２２）の形式で前記巻線（１０）と前記ヨーク（１１）との 間を通過していることを特徴とする請求項１記載の装置。 ３．断路スイッチ（９）は、分路（２０、２２）によっても、異常な状態例えば 短絡又は衝突加速度用のセンサ（１７、１８）によっても、相応の評価回路（１ ６）を介してトリガ可能であることを特徴とする請求項１又は２記載の装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．バッテリ（１）を有する車両の電気的搭載電源における誤接続に対する保護 装置であって、前記バッテリ（１）の２つの出力側端子は異なる電位を有する２ つの電流線路（２、３）に接続されている、バッテリ（１）を有する車両の電気 的搭載電源における逆接続に対する保護装置において、 第１の電位を供給する前記電流線路（２）に直列接続で電磁式断路スイッチ （９）のブレーク接点（１３）が挿入接続されており、前記電磁式断路スイッチ （９）はコア及び/又はヨーク（１１）ならびに前記ブレーク接点（１３）を操 作する可動子（１２）を有する強磁性回路を形成し、 前記ブレーク接点（１３）から見て前記バッテリ（１）とは反対側には低オ ーム抵抗の分路（２０）が逆方向に接続されたダイオード（２３）を介して第２ の電位を供給する電流線路（３）に接続されており、 分路（２０、２３）は前記断路スイッチ（９）の強磁性回路（１１、１２） と交差していることを特徴とする、バッテリ（１）を有する車両の電気的搭載電 源における誤接続に対する保護装置。 ２．断路スイッチ（９）はコイル巻線（１０）及び該コイル巻線（１０）をＵ字 形に取り囲むヨーク（１ １）を有し、さらに分路回路は高導電性材料からなるプレートストリップ（２２ ）の形式で巻線（１０）と前記ヨーク（１１）との間を通過していることを特徴 とする請求項１記載の装置。 ３．断路スイッチ（９）は、分路（２０、２２）によっても異常な状態、例えば 短絡又は衝突加速度に対するセンサ（１７、１８）によっても相応の評価回路（ １６）を介してトリガ可能であることを特徴とする請求項１又は２記載の装置。