JP6040168B2 - ジャンプスタート装置を具備した自動車両 - Google Patents
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Description
本発明によればこのジャンプスタート装置は、第1の切換え段に調整されているときには、それぞれの部分車載電源網とジャンプスタート支援ポイントとをいずれも互いからガルバニック分離して、第2の切換え段に調整されているときには、それぞれの部分車載電源網とジャンプスタート支援ポイントとをいずれも互いにガルバニック接続するようになっている、多段式のジャンプスタートスイッチを特色としている。
本明細書においてDC−DCコンバータを主題としている場合も、その普遍性は、それにより制約されるものではない。
さらにそれに加えて、ジャンプスタートスイッチが、ジャンプスタートスイッチの環状基本形状のジャンプスタート支援ポイントと対向した面に、少なくとも一つのロックピンを有しているとよく、またこのロックピンは、ジャンプスタートスイッチの環状基本形状およびジャンプスタート支援ポイントの円筒状基本形状の半径方向を指し示すとよい。
・自動車に外部から電流と電圧を供給するために、車両のバッテリ電源網は、ジャンプスタート支援ポイントを利用できるようになっている。このジャンプスタート支援ポイントのところで、例えば生産工場において、長期間の駐車の間または後に、あるいはサービスショップ入庫時に、外部電圧源または外部バッテリを使用して、車載電源網用のバッテリを充電することができる。
・複数の蓄電器を有する車載電源網を搭載した車両の場合は、このジャンプスタート支援ポイントでは不十分である。例えばスタート/ストップ機能を具備した車両の場合がそうであるが、このエンジン・オート・スタート/ストップ・システムは、スイッチまたはフォワード型DC−DCコンバータを利用してベースバッテリ電源網から分断されている、追加始動用バッテリまたは追加始動用蓄電器として専用の電気エネルギ貯蔵器を有する、さらにもう一つの補助バッテリ電源網を有している。DC−DCコンバータにより、ベースバッテリ電源網と追加始動用バッテリ電源網は、互いに電気的にカップリングされているが、しかし互いからガルバニック分離されている。ベースバッテリ電源網のバッテリから追加始動用バッテリ電源網のバッテリに転送される電力は、このDC−DCコンバータのスペックに応じて量定される。DC−DCコンバータの設計は通常、車両の通常運転を対象としてコストおよび取付け空間の観点に基づいて行われる。コンバータの寸法諸元は、走行時間の間に充電されなければならない電力の平均値に合わせて設計されるが、これは類型的には数百ワット台である。コンバータは通常、フォワード型の仕様であり、ベースバッテリから追加始動用バッテリに向かって流れるエネルギの流れだけが可能となっている。例えばバッテリが両方とも深放電状態にあり、両方のバッテリの再充電が必要である場合は、DC−DCコンバータがこのように構成されていると、バッテリの再充電を容認できる時間内に行うことが妨げられてしまう。特にエンジンの始動のために必要な600アンペアから800アンペアまでの電力を、短時間(数ミリ秒という時間)で転送するのは不可能である。これは、最早始動能力のない故障しているまたは高抵抗の追加始動用バッテリについてもいえる。ジャンプスタート支援ポイントをいつも通りにベースバッテリ電源網に結合することにより、通例は数百ワットの平均充電電力で、ベースバッテリを外部から充電することが可能ではあるが、しかし短時間の内に追加始動用バッテリを充電に充電するのは不可能である。このため短期的には始動能力が与えられていないことになる。逆にジャンプスタート支援ポイントを追加始動用バッテリ電源網に結合する場合は、深放電状態にあるベースバッテリの再充電を行うために、双方向コンバータが必要となる。それ以外にも、一方または両方の部分車載電源網において、電圧供給機能が完全に失陥している場合は、電気スイッチを介して両方の車載電源網をガルバニック接続する可能性がゼロとなるが、なぜならば、車両がブラックアウト状態にあるときには、スイッチを切り換えることも不可能となるからである。他にも電気スイッチと組み合されるジャンプスタート支援ポイントは、必然的に、このスイッチへの給電を行うようになっている電源網側になければならない。スイッチへの給電を行う方の電源網に配置されているバッテリだけが失陥している場合は、スイッチが開いた状態にあれば、内部充電のための他方のバッテリへの切り換えが行われないことになるために、外部電圧源を使用しなければならない。
・ジャンプスタート能力および外部からの充電能力を可能な限り最善の形で保証できるようにするためには、外部からの充電の場合、またはジャンプスタートの場合に、それぞれの部分車載電源網を接続するようになっている、機械的な切換え要素を組み込むという対策が適切な対策であるといえる。この機械的な切換え要素の組み込みは、それぞれの部分車載電源網が互いにガルバニック接続されている場合に初めて、ジャンプスタートポインおよびさらに別の車載電源網への、外部からの導電接続を行うためのアクセスを可能とするような、ジャンプスタート支援ポイントに対して定められる機械論理と抱き合わせて行われるようになっている。
・そのような機械的切換え要素が組み込まれることにより、様々な長所がもたらされる。一方の部分車載電源網が失陥した場合は、他方の部分車載電源網の外部電源網からの効果的な給電が保証される。車両の利用者は、ジャンプスタートをいつも通りに実行することができる。外部からのアクセスを利用して、全ての部分車載電源網に電力が供給される。サービスショップ入庫時、または車両の生産工程においては、一台の充電装置だけを使用して、全てのバッテリの充電を行うことができる。
2 追加始動用バッテリ電源網
3 DC−DCコンバータ
4 発電機
5 ベースバッテリ
6 電装品
7 エンジン制御装置
8 スターター
9 追加始動用バッテリ
10 ジャンプスタート装置
11 保持器
12 ジャンプスタート支援ポイント
12a 案内溝
12b 固定溝
13a バッテリ電源網接点1
13b バッテリ電源網接点2
14a ジャンプスタートスイッチ、環状
14b ジャンプスタートスイッチ、環状
15 コイルばね
16 ロックピン
17 円筒軸
Claims (10)
- ジャンプスタート装置を具備した自動車両であって、
前記自動車両が、スターター(8)を有するエンジンを利用できるようになっており、
電気結合素子(3)を介して互いにカップリングされている、少なくとも二つの部分車載電源網(1,2)が前記自動車両に備えられ、それぞれの部分車載電源網が再充電式の電気エネルギ貯蔵器(5,9)を少なくとも一つずつ有しており、さらに、
ジャンプスタート支援ポイント(12)が備えられている前記自動車両において、
‐ 前記ジャンプスタート装置が、多段式のジャンプスタートスイッチ(14a,14b)を有すること、
‐ 前記ジャンプスタートスイッチが第1の切換え段に調整されているときには、前記各部分車載電源網および前記ジャンプスタート支援ポイントがガルバニック分離されていること、および、
‐ 前記ジャンプスタートスイッチが第2の切換え段に調整されているときには、前記各部分車載電源網および前記ジャンプスタート支援ポイントが前記ジャンプスタートスイッチを介してガルバニック接続されていること
を特徴とする、自動車両。 - 前記電気結合素子がDC−DCコンバータとして、および/またはリレーとして、もしくはスイッチとして実施されることを特徴とする、請求項1に記載の自動車両。
- 前記ジャンプスタートスイッチが前記第2の切換え段に調整されているときには、外部電圧源から前記ジャンプスタート支援ポイントを介して前記再充電式の電気エネルギ貯蔵器を充電するために、前記ジャンプスタート支援ポイントが電気的に接触可能であることを特徴とする、請求項1または2に記載の自動車両。
- 前記ジャンプスタートスイッチが前記第2の切換え段に調整されているときには、外部電圧源から前記スターターに前記エンジンのジャンプスタート用の電力を供給するために、前記ジャンプスタート支援ポイントが電気的に接触可能であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の自動車両。
- ‐ 前記ジャンプスタート支援ポイントが、実質的に円筒形状に実施され、つまり円筒状の基本形状を有すること、
‐ 前記ジャンプスタートスイッチが、実質的に環状に実施され、つまり環状の基本形状を有しており、前記ジャンプスタート支援ポイントの周囲をガルバニック接続部により取り囲んでいること、
‐ 前記ジャンプスタート支援ポイントおよび前記ジャンプスタートスイッチが、共通のプッシュ機構および/または回転機構を利用できるようになっており、前記プッシュ機構および/または回転機構により、前記ジャンプスタート支援ポイントに対して前記ジャンプスタートスイッチを少なくとも二つの所定調整位置の一方に固定可能であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の自動車両。 - ‐ 前記ジャンプスタートスイッチが第1の切換え段に調整されているときには、前記ジャンプスタートスイッチが前記ジャンプスタート支援ポイントに対して上側の調整位置に固定されること、
‐ 前記ジャンプスタートスイッチが第2の切換え段に調整されているときには、前記ジャンプスタートスイッチが前記ジャンプスタート支援ポイントに対して下側の調整位置に固定されること、
‐ 前記ジャンプスタートスイッチが前記上側の調整位置に固定されているときには、前記ジャンプスタート支援ポイントの円筒状の基本形状の外筒面が幾何学的にシールドされていること、
‐ 前記ジャンプスタートスイッチが前記下側の調整位置に固定されているときには、前記ジャンプスタート支援ポイントの円筒状の基本形状の外筒面の少なくとも一部が、電気接触のために、幾何学的に露出してアクセス可能であること
を特徴とする、請求項5に記載の自動車両。 - ‐ 前記ジャンプスタート支援ポイントが非導電性の保持器(11)に接続されていること、および、
‐ 弾性ばね要素(15)が、前記保持器と前記ジャンプスタートスイッチ間に、前記ジャンプスタート支援ポイントの軸方向への復元をもたらすように作用すること
を特徴とする、請求項5または6に記載の自動車両。 - ‐ 前記ジャンプスタートスイッチが、前記ジャンプスタートスイッチの環状基本形状の前記ジャンプスタート支援ポイントと対向した面に、少なくとも一つの隆起されたロックピン(16)を有すること、および、
‐ 前記ロックピンが、前記ジャンプスタートスイッチの環状基本形状および前記ジャンプスタート支援ポイントの円筒状基本形状の半径方向を指し示すこと
を特徴とする、請求項5〜7のいずれか一項に記載の自動車両。 - ‐ 前記ジャンプスタート支援ポイントが、それぞれのロックピン用に、掘り下げられた第1の溝(12a)を有すること、
‐ 前記第1の溝が、前記ロックピンを、一種のさねはぎ方式で、前記ジャンプスタート支援ポイントの軸方向に案内すること、
‐ 前記ロックピンが、前記第1の溝の前記保持器とは反対側の端部のところで、前記弾性ばね要素の復元作用により、前記上側の調整位置に固定可能であること、
‐ 前記ジャンプスタート支援ポイントが、それぞれのロックピン用に、掘り下げられた第2の溝(12b)を有し、この第2の溝が前記第1の溝に対して垂直に配向され、前記第1の溝の前記保持器側の端部のところで、前記第1の溝にL字形状に移行していること、
‐ 前記第2の溝が、前記ロックピンを、一種のさねはぎ方式で、前記ジャンプスタート支援ポイントの円筒基本形状の軸方向に対して垂直に、かつ半径方向に対しても垂直に案内し、つまり前記ジャンプスタートスイッチを、前記ジャンプスタートポイン回りに回転するように案内すること、および、
‐ 前記ロックピンが前記第2の溝にて、前記弾性ばね要素の復元作用により、前記下側の調整位置に固定可能であること
を特徴とする、請求項8に記載の自動車両。 - ‐ 少なくとも一つの導電性素子(13a,13b)が、それぞれの部分車載電源網をそれぞれの導電性素子にガルバニック接続するための非導電性の保持器に型押し加工されており、
‐ 前記各導電性素子が互いからガルバニック分離されていること、
‐ 前記ジャンプスタートスイッチが第1の切換え段に調整されているときには、前記ジャンプスタートスイッチが前記各導電性素子からガルバニック分離されていること、
‐ 前記ジャンプスタートスイッチが第2の切換え段に調整されているときには、前記ジャンプスタートスイッチが前記各導電性素子とガルバニック接続されていること
を特徴とする、請求項1〜9のいずれか一項に記載の自動車両。
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