JPH04500148A - 電圧制御および指示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 電圧制御および指示装置 本発明は一般に電圧監視および制御装置に関するものであり、特に電力回路への 結合に使用される装置における改良、特に電流か電源から流通するときに発生す ることができる電圧変動のような電気変動におけるサージを阻止するために電源 を充電するか、または電源から電荷を得るための充電線に関する。これは、自動 車のバッテリイを充電するために、または電源における電圧レベルを単に測定す るために充電線を使用する時のような状況において発生する。本発明は、自動車 発車問題が生じた場合に自動車の電子装置を保護し、電源電圧レベルの監視を可 能にする点において特に有効である。

本発明は、充電線の利用者が電源端子上に導線を位置する際に最初に正しい極を 確認し、次に再充電されるべき故障バッテリイにおける電圧レベルおよび予め定 められたしきい値レベルに関してその電圧レベルを決定するために電源バッテリ イにおける電圧レベルの監視を可能にするためにバッテリイのような電源におけ る電圧または充電レベルを監視することを可能にする装置を提供するものである 。

電子回路が電圧サージによって損なわれるこのような電圧サージを阻止する電子 的可変制御装置が存在し、特にバッテリイの再充電中に車両の電子装置に損（Ｍ を与える電圧サージる１以上の既知の従来技術の装置がある。

この分野において、指示されたしきい値レベルにしたがつて利用者が動作するこ とを可能にするために装置に電源の種々のしきい値レベルを利用者に対して指示 する効果を与える内蔵システムを有する装置を提供することはこれまで知られて いない。さらに、装置はまたジャンパー導線の端部が電源の正しい極に結合され たかどうかを利用者に決定させる指示効果を有し、これに加えてそれはまた車両 電子装置を損傷するスパイクとして知られている電圧サージを阻止する装置を持 つ。

１つの広義の態様において、本発明は電源と電力放電ポイントとの間の少なくと も１つの充電導線に分離可能にまたは固定的に結合するように構成された電圧制 御および監視装置を具備し、前記導線に接続されている前記装置は監視および制 御回路を含み、ハウジング中の入口と出口手段との間を走る少なくとも１つの電 気ケーブルを受信するように構成されているハウジングと、前記ハウジングとし っかり結合する前記少なくとも１つの電カケーブルを保持する手段とを具備し、 前記導線が前記電源に接続された場合、前記回路に内蔵された第１の指示手段が 前記導線と前記電源との間の適切な相互接続を指示し、前記回路に内蔵された第 ２の指示手段が前記電源におけるまたはそれから現れた電圧が予め定められた最 小動作しきい値レベルを越えることを示し、前記回路に内蔵された第３の指示手 段が前記電源におけるまたはそれから現れた電圧が予め定められた最小動作しき い値レベルの下に下降することを示す。

広義の態様において、本発明は電源に接続されたワイヤヘの結合するように構成 されている電圧監視および制御装置を具備し、前記装置は電圧レベルが予め定め られた最小しきい値の下であるか、またはそれを越すかを指示する手段を具備し ている。

好ましい実施例において、装置はまた正しくない接続極性または電源における逆 電圧状態を検出する手段を含む。

好ましい実施例において、前記指示手段は予め定められたしきい値電圧レベルに 関する電圧レベルを示す一連の発光ダイオードを含む。

別の実施例において、指示手段は予め定められた電圧しきい値に関する電源にお ける電圧レベルに応答して動作するブザーのような一連の音響発生装置を含む。

好ましい実施例において、前記第１の指示手段はコネクタを介して電源に直列に 接続された少なくとも１つの抵抗、ダイオードおよび発光ダイオードを具備した 回路を含む。前記第２の指示手段は前記電源に接続された少なくとも１つの抵抗 、発光ダイオードおよびトランジスタを具備した回路を含み、前記トランジスタ が関連した電圧分圧回路網によって予め定められたターンオン電圧を有する。

前記第３の指示手段は、電源に接続された少なくとも抵抗、ツェナーダイオード および発光ダイオードを具備した回路を含む。

装置内の回路はまたしきい値電圧の上限を設ける電圧抑制装置を含む。典型的な 例として、１２ボルトのシステムに対して抑制装置の制限値は２０乃至２４ボル トの範囲内である。

好ましい実施例において、装置のハウジングは外部硬化プラスチックモールドさ れたケースを含む。ハウジングの内部には、回路を収容するコアを形成する別の プラスチック材料かある。充電線の一部を含む回路は装置を通って走る導線を具 備したハウジング中に埋設されている。充電線はノ）ウジレグ中の入口から出口 へ内部コアを通過する。

別の実施例において、装置は充電線に分離可能に結合されており、利用者の必要 に応じて導線から装置を取外す融通性を提供する。

以下、好ましい実施例および添付の図面の参照により本発明をさらに詳細に説明 する。

第１図は、充電線に適合させられた好ましい実施例による本発明の装置の簡単な 平面図を示す。

第２図は第１図の装置の端部正面を示す。

第３図は本発明の好ましい実施例による装置の概略的な回路を示す。

第１図を参照すると、本発明の電圧監視および制御装置１の平面図が示されてい る。装置は電力回路を埋設するプラスチック材料の内部コアを包囲する外部ハウ ジング２（第２図参照）を含んでいることが好ましい。

プラスチック材料はまた１組の充電線の正および負のケーブル４および５をそれ ぞれ保持して包囲する。好ましい実施例において、装置は導線４および５の周囲 に永久的にモールドされる。しかしながら、主装置１は導線４および５に対して およびその周囲に分離可能に結合されるように適合できることか考えられる。一 方では装置はバリスタダイオードのような装置によってケーブルを通過する電圧 の量を制御する。

この装置によって設けられる付加的な効果は、電力が導出される電源における電 力／充電状態（示されていない）を導線の利用者に指示することである。好まし い実施例において、利用者に適切な警告を伝達するように着色された発光ダイオ ードによって指示が与えられる。その代わりに、表示はＬＥＤの代わりにブザー によって与えられてもよい。光は第１図に示されており、数字６．７および８で 表されている。

以下、発光ダイオード（ＬＥＤ）６．７および８を含む概略的な回路図を示す第 ３図を参照して装置１の適用および使用を説明する。

使用の際に、各導線４および５の一端は自動車イグニションバッテリイのような 電源の正および負の端子にそれぞれ接続される。装置は導線４および５が電圧を 供給するバッテリイ端子に適切に接続されることを保証する組込み式の警告手段 を有する。逆電圧状態を指示する警告システムは、少なくとも抵抗ｌＯ１逆方向 阻止ダイオード９および発光ダイオード６を具備した一連の回路を含む。ＬＥＤ ６は、ダイオード９と共に極性が正しくないことを指示する。ダイオード９は、 逆電圧阻止によって極性か正しくない電圧の通過を阻止する。

抵抗ｌＯはＬＥＤ６用の電流制限装置として動作する。この抵抗の値は典型的に １２ボルトの電源に対して６８０オームである。

逆電圧状態が指示された場合、導線の極性は逆にされなければならない。ＬＥＤ ６により与えられた赤色光は、極性が正しくないことを指示する。導線が一度正 しい位置に設定されると、回路は黄色のＬＥＤ８によって試験されているバッテ リイが典型的に２にオームの値を有する可変抵抗１２により設定された予め定め られたレベルより下の電圧レベルを有するか否かを指示する。可変抵抗はまたト ランジスタ１３のターンオン電圧の正確な設定を可能にする。

ツェナーダイオード１５と共にＬＥＤ８は、電圧が予め定められた最小動作レベ ルの下であることを指示する。この場合、黄色光が輝く。ツェナーダイオード１ ５はＬＥＤ８のターンオン電圧を制限する。ツェナーダイオード１５は、１２ボ ルトのシステムに対して９ボルトの近似的ターンオン電圧のために６ＶＡの典型 的な値を有する。

電源における電圧レベルが予め定められたレベルであるか、またはそれを越える 場合、ＬＥＤ７からの緑色光が輝く。電流遮断のために、またトランジスタ中の 電圧が可変抵抗１２において設定されたレベルかまたはそれを越えた場合、電流 はトランジスタ１３を通って流れる。

充電線と共に使用される場合、装置は電位的に故障電源中の電圧を検査し、電源 の電位を検査し、充電に続いて故障バッテリイを検査するために使用されてもよ い。

装置１か明らかに故障または“死”バッテリイを試験する際に充電線に固定され 、緑色光が着いた場合、それは試験されているバッテリイが車両をスタートする のに十分に充電したことか指示される。緑色光が車両をスタートした際に消えな い場合、バッテリイ接続がゆるいことが指示される。

前に説明されたように、バッテリイ充電か低い場合には黄色ＬＥＤ８は輝き、導 線か逆接続された場合には赤色ＬＥＤ８が輝く。

一度故障バッテリイが検査されてしまうと、故障バッテリイを充電するソースバ ッテリイが検査されなければならない。

緑色光が輝いた場合、故障バッテリイを有する車両のスタートのために故障バッ テリイの充電を許すようにソースバッテリイは十分に充電されている。ソースバ ソテリイの充電が不十分である場合、黄色光か輝く。ソースバッテリイを存する 車両は、バッテリイが自動車のエンジンによる十分な充電を可能にするまで走行 されなければならない。

ソースバッテリイ中の充電か十分である場合、次の過程が適用される。

一度ソースおよび故障バッテリイか試験されると、装置は故障ハッテリイが再充 電されることを指示するために使用されることかできる。これを行うためにジャ ンパー導線は、スタータモータに近い点と正の導線でソースバッテリイ端子に接 続される。残りの負の導線は故障車両中の接地点に接続され、同時に指示器の光 を監視する。緑色光か消滅し、直ぐに再び輝いた場合、ブースト充電は故障バッ テリイに移動される。緑色光が消滅したままである場合、故障バッテリイか短絡 していることか指示される。黄色光か輝いた場合、電荷は故障ハッテリイに移動 されるか、その電圧が予め定められた最大動作しきい値レベルの下に降下するよ うにソースバッテリイの電荷を排出する。指示システムは、故障バソテリイの充 電中ソースバッテリイおよび故障バッテリイにおける電圧レベルを一定して監視 することを可能にする。これは、特に故障車両のスタート中に低レベルに下降し ない（黄色光指示器）ことを保証するためのソースバソテリイの充電状態の監視 に有効である。上述の監視システムと共（二、第３図の回路はまた装置が使用さ れる車両中の電子装置に対する損傷を阻止する過度の電圧スパイクまたはサージ を阻止する装置１の抑制ダイオード１６および１７を含む。

当業者は、本発明の技術的範囲を逸脱することなく種々の変更および修正かここ に記載されているように本発明に行われることかできることを認識するであろう 。

国際調査報告 Ｕｓ４６１７５０６　ＥＰ　１７７１１１０ＤＥ　２８４２４２２ ＩＥ　４３６５２４１ ＧＢ　２１９２１０２ ｔＪｓ　４２３８７２２ Ｕｓ４７０１６［ＩＥＩ　ＩＩｓ　４６０７２０９ＡＵ　１５８０４／８１１

Claims (27)

【特許請求の範囲】
1. （１）電源と電力放電端子との間に結合するように構成された電圧監視および制 御装置において、 装置が前記電源中の電圧レベルが低いか、または第１の予め定められた最小しき い値レベルであることを指示する回路手段を含むことを特徴とする装置。
2. （２）前記装置が直接的または間接的に結合される電源の端子で正しくない接続 極性または逆電圧状態を検出する手段をさらに含む請求項１記載の装置。
3. （３）装置はさらに電源からの第２の予め定められた値を越える電圧サージを阻 止する手段を具備している請求項１記載の装置。
4. （４）前記端子において正しくない接続極性を検出する手段は抵抗、逆電圧阻止 ダイオードおよび第１の発光ダイオードの直列回路を含む請求項３記載の装置。
5. （５）電源中の電圧レベルが予め定められたしきい値より下であることを指示す る手段は、直列に接続された抵抗、第１のツェナーダイオードおよび第２の発光 ダイオードを具備している請求項４記載の装置。
6. （６）電源の電圧が予め定められたレベルであることを決定する手段は、電流制 限抵抗、第３の発光ダイオード、スイッチングトランジスタおよび第２のツェナ ーダイオードと並列の電圧測定回路を含む請求項５記載の装置。
7. （７）前記第１、第２および第３の発光ダイオードはそれぞれ選択された強度の 音響アラームと任意に置換される請求項６記載の装置。
8. （８）サージを阻止する前記手段は前記第２の予め定められたレベルを越えて前 記電源から前記装置を通る電圧サージを抑制または阻止する少なくとも１つの電 圧抑制装置を含む請求項６または７記載の装置。
9. （９）前記第１のツェナーダイオードは１２ボルトより下の値に前記第１の発光 ダイオードのターンオン電圧を制限する請求項８記載の装置。
10. （１０）前記第２のツェナーダイオードは電圧分圧回路網の一部として前記トラ ンジスタのターンオン電圧を制限する請求項９記載の装置。
11. （１１）電圧分圧回路網はまた前記トランジスタの正確なターンオン電圧を設定 する可変抵抗を含む請求項１０記載の装置。
12. （１２）前記電源は自動車のバッテリィである請求項１１記載の装置。
13. （１３）前記装置は１組の充電線を具備し、それにおいて電圧レベルを監視し或 は逆極性を検出する前記手段はそれぞれハウジング内に収容されている請求項１ ２記載の装置。
14. （１４）装置は前記充電線の周囲に一体にモールドされる請求項１３記載の装置 。
15. （１５）構成された装置は充電線に分離可能に結合されている請求項１３記載の 装置。
16. （１６）電源と電力放電ポイントとの間の少なくとも１つの充電導線に分離可能 にまたは固定的に結合するように構成された、前記導線に接続されている電圧制 御および監視装置において、 監視および制御回路を含み、ハウジング中の入口と出口手段との間を走る少なく とも１つの電気ケーブルを受けるように構成されているハウジングと、 前記ハウジングとしっかり結合する前記少なくとも１つの電力ケーブルを保持す る手段と、 前記導線が前記電源に接続された場合、前記導線と前記電源との間の適切な相互 接続を指示する前記回路に内蔵された第１の指示手段と、 前記電源におけるまたはそれから現れた電圧が予め定められた最小動作しきい値 レベルを越えることを指示する前記回路に内蔵された第２の指示手段と、 前記電源におけるまたはそれから現れた電圧が予め定められた最小動作しきい値 レベルの下に下降することを示す前記回路に内蔵された第３の指示手段とを具備 している装置。
17. （１７）装置はさらに電源からの第２の予め定められたレベルを越える電圧サー ジを阻止する手段を含む請求項１６記載の装置。
18. （１８）前記端子において正しくない接続極性を検出する手段は抵抗、逆電圧阻 止ダイオードおよび第１の発光ダイオードを具備した直列回路を含む請求項１７ 記載の装置。
19. （１９）電源中の電圧レベルが予め定められたしきい値より下であることを指示 する手段は、直列に接続された抵抗、第１のツェナーダイオードおよび第２の発 光ダイオードを具備している請求項１８記載の装置。
20. （２０）電源の電圧が予め定められたレベルであることを決定する手段は、電流 制限抵抗、第３の発光ダイオード、スイッチングトランジスタおよび第２のツェ ナーダイオードと並列の電圧測定回路を含む請求項１９記載の装置。
21. （２１）前記第１、第２および第３の発光ダイオードはそれぞれ選択された強度 の音響アラームと置換される請求項２０記載の装置。
22. （２２）サージを阻止する前記手段は前記第２の予め定められたレベルを越えて 前記電源から前記装置を通る電圧サージを抑制または阻止する少なくとも１つの 電圧抑制装置を含む請求項２０または２１記載の装置。
23. （２３）前記第１のツェナーダイオードは１２ボルトより下の値に前記第１の発 光ダイオードのターンオン電圧を制限する請求項２２記載の装置。
24. （２４）前記第２のツェナーダイオードは電圧分圧回路網の一部として前記トラ ンジスタのターンオン電圧を制限する請求項２３記載の装置。
25. （２５）電圧分圧回路網はまた前記トランジスタの正確なターンオン電圧を設定 する可変抵抗を含む請求項２４記載の装置。
26. （２６）前記電源は自動車のバッテリィである請求項２５記載の装置。
27. （２７）上記において添付の図面を参照に説明された装置。