JP2019500031A - 車両内の要素のための保護装置を駆動する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも１つの電動機及び少なくとも１つのパワーエレクトロニクスシステムを有する車両内、好適にハイブリッド自動車又は電気自動車内の要素のため、特に剥き出しになった配線のための保護装置を駆動する方法において、パワーエレクトロニクスシステムの内部及び／又は少なくとも１つの電動機の内部で、超音波範囲の騒音が生成される、上記方法に関する。
【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１の導入部に記載の車両内の要素のための保護装置を駆動する方法に関する。

８０年代に、自動車でのテン（貂）（の噛み付き）による被害が初めて確認された。年間の自動車のテンによる損害は、推定では、被害件数が数十万件に登る。２０１１年だけで、２２９、０００件を超える保険事故が、ドイツ保険経済連合会によって支払われた。しかしながら、保険統計は、保険の顧客の既知となった損害のみ把握するため、潜在的な数値は基本的により高い。特に、ブナテンは、人間の生活条件に馴染んでおり、増殖して、文化親近性動物として人間の近くに留まっている。ブナテンが自動車に住み着く理由は、長い間推測されてきたように、高温のゴムの匂い又は合成樹脂の成分にあるのではなく、絶対的に動物の習性に起因する。エンジンルームは、ブナテンにとって、多様な可能性に満ちた魅力的な隠れ家となる。特に危険なのは、異なる土地を往復し一晩中戸外に停められる自動車である。２つの場所で、異なるテンが車両内でそれぞれ自身の縄張りのマーキングをした場合に、動物たちは自身の縄張りを守ろうと試みる。噛み付きによる攻撃は、その結果なのである。車両の所有者にとっては、テンによる損害は、高くついて危険な問題となりうる。エンジンルーム内の断熱材は、問題としては未だ最も小さい。あらゆる形態のケーブル及びホース（アクスルブーツ、点火ケーブル、ラジエータホース、ブレーキホース、ウインドシールドウォッシャのホース、酸素センサのケーブル等）は特に危険であり、好んで噛まれる。その際に、動物の鋭い歯によってピンの頭ほどの大きさの噛み跡が残されるだけなので、噛み付かれた箇所を見つけるのが時折困難になる。起こりうる帰結は、例えば、（欠陥のある点火ケーブルによる）立ち往生、（燃え出したゴム材料による）自動車火災、又は、（欠陥があるブレーキホースによる）事故である。従って、防護対策は、全シーズンを通して有益である。

自動車内の要素を、特に、例えば点火ケーブル等の、自由に近づくことが可能で野生動物、特にテンに噛み付かれる危険に晒されている線を、保護カバーによって保護することが知られている。自動車内の狭い空間により上記線は通常曲がりくねって通っているため、上記保護カバーは、所謂個々のパールの連なりで構成される。上記個々のパールは、短い管材であり、その内壁が、領域ごとに覆って取り付け及び曲げて配設できるように、段形状に形成されている。上記保護カバーで不都合なことは、個別に製造されるパールあって、数量を数えて保護すべき線に取り付けられる上記パールで構成されるため費用が掛かり、結果的に、高い製造費の他に、上記取り付け形態による高い取り付けコストが保護カバーに掛ることである。更なる別の防護対策は、エンジンルームの下方に設けられる金網、又は、車両の下方に設けられる大きな防護用品である。しかしながら、これらは、時間的に限られた効果を発揮することが多い。テンは非常に注意深い動物であり、大抵は危険を冒すことをしないため、見慣れぬ装置を一時的には避けるが、おそらく永遠には続かない。
テン被害対策について高電圧装置が同様に知られている。エンジンルームに取り付けられた、高電圧発生器により電圧が掛けられた接触板によって、テンは、接触した際に、牧草地の柵（動物用の電気柵）の原則（Ｗｅｉｄｅｚａｕｎｐｒｉｎｚｉｐ）に従って電気ショックを受ける。この場合の好ましい効果は、テンをその後永続的に遠ざけることであり、その際にこの動物を傷つけることがない（出典：Ｗｉｋｉｐｅｄｉａ／Ｍａｒｄｅｒａｂｗｅｈｒ（ウィキペディア／テン被害対策））。しかしながら、電気ショックのための前提条件は、電流回路を閉じることである。このためには、例えば車体又は他の剥き出しの金属製エンジンパーツを介した、アース（負極）が必要である。ウォーターホースも導電材料で構成されている。従って、必要とされる負極が車両を介して運ばれることが不都合である。さらに不利なことに、比較的新しい車両内では、多くの合成樹脂、ラッカ、及び防音材を用いてエンジンルーム内が組み立てられるため、あまり導電性を有さない表面が提供される。

従って、車両内のより効果的で、より安価な保護装置に対する必要性が生じる。

請求項１の特徴を備えた本発明に係る方法には、エンジンルームの内部又はエンジンルームの下方に追加的な装置が設けられず、人間（例えば、運転者等）が、電圧が掛った車体部分による危険に晒されないという利点がある。

本発明に基づいて、少なくとも１つの電動機及び少なくとも１つのパワーエレクトロニクスシステムを有する車両内、好適にハイブリッド自動車又は電気自動車内の要素のため、特に剥き出しになった配線のための保護装置を駆動する方法において、パワーエレクトロニクスシステムの内部及び／又は少なくとも１つの電動機の内部で、超音波範囲の騒音が生成されることが提案される。本方法では、有利に、騒音の生成が、追加的なスピーカで行われるのではなく、車両自体の機械／エンジンの内部で、及び、通常駆動時には、車両の保護装置として機能する代わりに他のタスクを遂行するパワーエレクトロニクスシステムの内部でも生成される。

従属請求項で挙げる措置によって、独立請求項に示される方法の有利な発展形態が可能である。

有利に、超音波範囲の騒音は、少なくとも１つのパワーエレクトロニクスシステムの高周波クロック動作によって生成される。超音波として、人間の高周波範囲を上回る周波数を有する音が称される。この音は、約１６ｋＨｚ以上の周波数を含む。超音波の周波数範囲に対応する周波数範囲での、パワーエレクトロニクスシステムの高周波クロック動作によって、野生動物、好適にテンに脅かして作用する超音波が生成する。

さらに有利に、少なくとも１つのパワー半導体、好適に、少なくとも１つの絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ：ｉｎｓｕｌａｔｅｄ ｇａｔｅ ｂｉｐｏｌａｒ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が、少なくとも１つのパワーエレクトロニクスシステムの内部で、高周波クロックにより駆動される。絶縁ゲートバイポーラトランジスタは、バイポーラトランジスタの利点と電界効果トランジスタの利点とが統合されているため、パワーエレクトロニクスの半導体素子として利用される。このＩＧＢＴは、所望の高周波のクロックレートで切り替えられ、従って超音波範囲の騒音が生成される。

さらに有利に、少なくとも１つの電界効果トランジスタ（好適に、ＭＯＳＦＥＴ：ｍｅｔａｌ‐ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｆｉｅｌｄ‐ｅｆｆｅｃｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が、パワーエレクトロニクスシステムの内部で、高周波クロックにより駆動される。電界効果トランジスタは、バイポーラトランジスタと共に同じようにパワーエレクトロニクスで利用され、同じように高周波クロックにより駆動させることが可能であり、従って、超音波範囲の騒音の生成のためにも適している。

少なくとも１つの電気機械の高周波での脈動動作によっても、超音波範囲の騒音が同じように有利に生成されうる。サーボモータ、トラクションドライブ（Ｔｒａｋｔｉｏｎｓａｎｔｒｉｅｂ）、又は電気アクチュエータ（例えばＥＣモータ（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ ｃｏｍｍｕｔａｔｅｄ ｍｏｔｏｒ）、ＤＣモータ（ｄｉｒｅｃｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ｍｏｔｏｒ））が、車両内の多くの箇所で使用され、従って、騒音生成のために利用されうる。

さらに、騒音生成に関して有利に、少なくとも１つのパワーエレクトロニクスシステムが、超音波範囲で生成された騒音により共鳴的に励起される少なくとも１つの共鳴器に接続される。共鳴器によって、騒音が有利に共鳴的に増幅される。

さらに有利に、動物又は生き物が車両に近づいた時点に、超音波範囲の騒音が生成される。即ち、動物又は生き物が車両の近傍に留まり又は存在するかどうかが検出され、動物又は生き物が車両の近傍に留まり又は存在する場合にのみ、騒音が生成される。

有利に、騒音は、１６〜４０ｋＨｚの周波数範囲で生成される。これは、野生動物での望ましい周波数範囲に、好適に対応している。

騒音の生成は、車両の静止時にも駆動時にも行われる。即ち、車両が動かされることが必ずしも必要ではない（即ち、車両は駐車しているがエンジンが駆動している）。その代わり、車両は静止状態にあってもよく、動物又は生き物が車両の近傍に留まっているかどうかが検出可能である。動物又は生き物が車両の近傍に留まり又は存在する場合について、本発明での意味における騒音生成が行われうる。

本発明の更なる別の特徴及び利点は、例示的な実施形態であって、本発明として限定的には解釈されない上記実施形態についての以下の明細書の記載から、添付の図面を参照して明らかとなろう。

車両の概略図を示す。

図１は、車両１２の概略図を示している。この車両１２は、内燃機関を備えた車両、ハイブリッド自動車、純粋な電気自動車でありうる。車両１２は、例えば、アクスルブーツ、点火ケーブル、ラジエータホース等の要素１１を含む。さらに、車両１２は、少なくとも１つの電動機１３を有し、これは好適に、ＤＣモータ又はＥＣモータ（電気的アクチュエータ又はトラクションドライブ）である。さらに、車両１２内には、パワーエレクトロニクスシステム１４が組み込まれている。パワーエレクトロニクスシステム１４は、例えば、ハイブリッド自動車若しくは電気自動車のインバータ、又はＤＣＤＣコンバータ、又は、充電装置等の他のパワーエレクトロニクスアセンブリでありうる。代替的に、パワーエレクトロニクスシステム１４が、例えば充電スタンド又は誘導的な充電装置等の、車両１２内と車両１２の外部との双方に配置される充電システムを備えることも可能である。パワーエレクトロニクスシステム１４は、パワー半導体１５を備え、このパワー半導体１５は、好適に、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）又は電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）であってよく、中間回路コンデンサであってもよい。本発明によって、新しい機能が既存のハードウェアによって実現される。結果的に追加的な製造コストが発生せず、特に開発又は既存のソフトウェアの適合に費用が発生する。
本発明に係る方法は、有利に、電気自動車又はハイブリッド自動車の充電の間に特に有益である。特に誘導的な充電システム１８（ここでは図示せず）では、強磁場の領域内に動物が進入することが回避される。強磁場の領域内に動物が進入したことは検知されうるが、通常、充電過程の停止又は性能低下には繋がらない。本発明に係る方法では、パワーエレクトロニクスシステム１４の内部で、超音波範囲の騒音が生成される。これについて、上記騒音は、パワーエレクトロニクスシステム１４の高周波クロック動作により生成され、その際に、騒音の周波数が超音波範囲に存在する。これに関して、パワーエレクトロニクスシステム１４では、例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）若しくは電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）等のパワー半導体１５が高周波クロックにより駆動される。さらに、騒音は、電気機械１３の高周波クロック動作又は高周波での脈動動作によっても生成されうる。電気機械として、例えばＤＣモータ及びＥＣモータ等の、あらゆる電気的なトランジスタアクチュエータ又はアクチュエータ又はトラクションドライブが当てはまる。超音波騒音の増音のために、パワーエレクトロニクスシステム１４又は電動機１３と接続された共鳴器が利用される。この共鳴器（複数の共鳴器を含む）は、それらと接触しており共鳴的に励起される。
代替的に、パワーエレクトロニクスシステム１４では、例えば、電動機１３の制御に典型的に高周波信号が重畳され／変調されうる。その際に、主機能、例えば電力制御が著しく損なわれることはない。主機能が停止される際に、又は、可能であれば、各アセンブリの主機能と並行して、追加的な信号成分が、約１６〜４０ｋＨｚの範囲内の騒音が生成されるように選択される。有利に、騒音生成のために利用されるハードウェアが、既に設計プロセスにおいて、対応する騒音を簡単に生成できるように構成されうる。

図１は、車両１２の概略図を示している。この車両１２は、内燃機関を備えた車両、ハイブリッド自動車、純粋な電気自動車でありうる。車両１２は、例えば、アクスルブーツ、点火ケーブル、ラジエータホース等の要素１１を含む。さらに、車両１２は、少なくとも１つの電動機１３を有し、これは好適に、ＤＣモータ又はＥＣモータ（電気的アクチュエータ又はトラクションドライブ）である。さらに、車両１２内には、パワーエレクトロニクスシステム１４が組み込まれている。パワーエレクトロニクスシステム１４は、例えば、ハイブリッド自動車若しくは電気自動車のインバータ、又はＤＣＤＣコンバータ、又は、充電装置等の他のパワーエレクトロニクスアセンブリでありうる。代替的に、パワーエレクトロニクスシステム１４が、例えば充電スタンド又は誘導的な充電装置等の、車両１２内と車両１２の外部との双方に配置される充電システムを備えることも可能である。パワーエレクトロニクスシステム１４は、パワー半導体１５を備え、このパワー半導体１５は、好適に、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）又は電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）であってよく、中間回路コンデンサであってもよい。本発明によって、新しい機能が既存のハードウェアによって実現される。結果的に追加的な製造コストが発生せず、特に開発又は既存のソフトウェアの適合に費用が発生する。
本発明に係る方法は、有利に、電気自動車又はハイブリッド自動車の充電の間に特に有益である。特に誘導的な充電システム１８（ここでは図示せず）では、強磁場の領域内に動物が進入することが回避される。強磁場の領域内に動物が進入したことは検知されうるが、通常、充電過程の停止又は性能低下には繋がらない。本発明に係る方法では、パワーエレクトロニクスシステム１４の内部で、超音波範囲の騒音が生成される。これについて、上記騒音は、パワーエレクトロニクスシステム１４の高周波クロック動作により生成され、その際に、騒音の周波数が超音波範囲に存在する。これに関して、パワーエレクトロニクスシステム１４では、例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）若しくは電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）等のパワー半導体１５が高周波クロックにより駆動される。さらに、騒音は、電動機械１３の高周波クロック動作又は高周波での脈動動作によっても生成されうる。電動機械として、例えばＤＣモータ及びＥＣモータ等の、あらゆる電気的なトランジスタアクチュエータ又はアクチュエータ又はトラクションドライブが当てはまる。超音波騒音の増音のために、パワーエレクトロニクスシステム１４又は電動機１３と接続された共鳴器が利用される。この共鳴器（複数の共鳴器を含む）は、それらと接触しており共鳴的に励起される。
代替的に、パワーエレクトロニクスシステム１４では、例えば、電動機１３の制御に典型的に高周波信号が重畳され／変調されうる。その際に、主機能、例えば電力制御が著しく損なわれることはない。主機能が停止される際に、又は、可能であれば、各アセンブリの主機能と並行して、追加的な信号成分が、約１６〜４０ｋＨｚの範囲内の騒音が生成されるように選択される。有利に、騒音生成のために利用されるハードウェアが、既に設計プロセスにおいて、対応する騒音を簡単に生成できるように構成されうる。

Claims (9)

1. 少なくとも１つの電動機（１３）及び少なくとも１つのパワーエレクトロニクスシステム（１４）を有する車両内（１２）、好適にハイブリッド自動車又は電気自動車内の要素（１１）のため、特に剥き出しになった配線のための保護装置（１０）を駆動する方法において、前記パワーエレクトロニクスシステム（１４）の内部及び／又は前記少なくとも１つの電動機（１３）の内部で、超音波範囲の騒音が生成されることを特徴とする、保護装置（１０）を駆動する方法。
2. 前記超音波範囲の前記騒音は、前記少なくとも１つのパワーエレクトロニクスシステム（１４）の高周波クロック動作によって生成されることを特徴とする、請求項１に記載の保護装置（１０）を駆動する方法。
3. 少なくとも１つのパワー半導体（１５）、好適に、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ：ｉｎｓｕｌａｔｅｄ ｇａｔｅ ｂｉｐｏｌａｒ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が、前記パワーエレクトロニクスシステム（１４）の内部で、高周波クロックにより駆動されることを特徴とする、請求項１及び２に記載の保護装置（１０）を駆動する方法。
4. 少なくとも１つの電界効果トランジスタ（１６）、好適に、少なくとも１つのＭＯＳＦＥＴ（ｍｅｔａｌ‐ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｆｉｅｌｄ‐ｅｆｆｅｃｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が、前記パワーエレクトロニクスシステム（１４）の内部で、高周波クロックにより駆動されることを特徴とする、請求項１及び２に記載の保護装置（１０）を駆動する方法。
5. 前記騒音は、前記少なくとも１つの電動機（１３）の高周波クロック動作又は高周波での脈動動作によって生成されることを特徴とする、請求項１に記載の保護装置（１０）を駆動する方法。
6. 前記少なくとも１つのパワーエレクトロニクスシステムには、前記超音波範囲で生成された前記騒音により共鳴的に励起される少なくとも１つの共鳴器（１５）が接続されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の保護装置（１０）を駆動する方法。
7. 動物又は生き物が前記車両（１２）に近づいた場合に、前記超音波範囲の前記騒音が生成されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の保護装置（１０）を駆動する方法。
8. 前記騒音は、１６〜４０ｋＨｚの周波数範囲で生成されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
9. 前記騒音は、前記車両（１２）の駆動時にも静止時にも生成されることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の保護装置（１０）を駆動する方法。
   

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