Protective device against erroneous connection in the electrical installed power of the vehicle

【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。