説明

自動車用コンバータ

本発明は少なくとも1つの負荷コネクタケース(2)を備えた自動車用コンバータ(1)に関する。本発明は、自動車用コンバータ(1)の負荷コネクタケース(2)に電気負荷コネクタプラグ(20)を差し込むことにより自動車用コンバータ(1)を動作可能状態に切り換えることができることを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、少なくとも1つの負荷コネクタケースを備えた自動車用コンバータに関する。現代の自動車は多数の電気部品を有しており、これらの電機部品のおかげで、車両運転者だけでなく他の乗員も多数の快適性機能及び安全性機能を使用することができる。車両乗員が自動車の車載電源に付加的な電気機器を接続したいと思う場合には、通常は車両乗員に自動車の動作電圧が知らされている。これに関連して、シガレットライターに差し込むことにより付加機器の電気エネルギー供給を行う接続プラグを備えた電気機器が知られている。
【0002】
電圧レベルが比較的低いため、導電部材に車両乗員が触れても危険ではない。しかし、車両内で高電圧(直流及び交流電圧)を用いた機器が動作する場合には、導電部材に思わず触れてしまうのを避けるために保護対策が講じられるべきである。その際、子供保護対策も重要である。
【0003】
ドイツ実用新案DE91 11 135 U1には、接触防止コネクタケースにおける子供保護対策が記載されている。この実用新案では、接触ピンによってスイッチング素子がトリガされる。スイッチング素子はコネクタプラグの差し込みによってプラグ接点に電気エネルギーを直通接続する。
【0004】
公開公報DE33 43 270 A1からは、ソケットベースに導電及び中性コネクタソケットの配置された切換可能な単相交流電圧コネクタケースが公知であり、このコネクタケースでは、ロック可能なスイッチ接点を介してソケットに電源電圧を印加することができる。電源電圧は抵抗閾値を下回ったのに応じて接続され、それに対してこの閾値を上回る場合は接続されない。
【0005】
本発明の課題は、負荷コネクタプラグを負荷コネクタケースに差し込んではじめて動作可能状態に切り替わる自動車用コンバータを提供することである。
【0006】
この課題は、少なくとも1つの負荷コネクタケースを備えた自動車用コンバータにおいて、自動車用コンバータの負荷コネクタケースに電気負荷コネクタプラグを差し込むことにより動作可能状態に切り換え可能であるようにすることにより解決される。本発明の有利な発展形態は従属請求項に示されている。
【0007】
負荷コネクタプラグを負荷コネクタケースに差し込んではじめて自動車用コンバータが動作可能状態に切り替わることによって、一連の利点が得られる。以下では、自動車用コンバータはインバータ及び/又は整流器、及び/又は、例えば1つ又は複数の異なる電圧を1つ又は複数の別の電圧に変換することのできるステップアップ及び/又はステップダウンコンバータの意味に解釈される。また、電圧は異なる周波数及び/又は電圧の高さ及び/又は電圧形を有していてもよい。
【0008】
この自動車用コンバータは負荷コネクタプラグが差し込まれたときにしか動作可能状態に切り替わらないので、コンバータに生じる損失電力も比較的小さい。このため、無駄な損失が最小化され、したがって必要な冷却措置を軽減することができる。寿命は何よりも動作可能状態に基づいて計算されるため、自動車におけるコンバータの使用可能時間が延びる。
【0009】
有利には、自動車用コンバータ又は負荷コネクタケースは電気負荷センシング手段を有しており、センシングされた電気負荷が自動車用コンバータに接続されると、自動車用コンバータは動作可能状態に切り替わることができる。したがって、例えば、誘導性、容量性、オーム性センシングによって、電気負荷を検出することができる。子供保護対策の実質は、例えば、ある一定の容量性、誘導性、又はオーム性負荷閾値に達してはじめて自動車用コンバータが動作可能状態に切り換えられるようにすることであってよい。
【0010】
さらに、負荷コネクタプラグの差し込みによりトリガ可能な作動機構によって、負荷コネクタケースにおいて動作可能状態への切り換えが実行可能であると有利である。これにより、機械的な作動による自動車用コンバータの簡単な接続が可能になる。
【0011】
負荷コネクタケースの電気接点が作動機構により引き離し及び/又は解除可能であることによって、さらに、機械的に作動可能な形で電気接点への接触からの保護が保証される。
【0012】
本発明の別の有利な発展形態は、作動機構及び/又は電気負荷センシング手段により、自動車用コンバータの電気制御回路を活動化させることができることによって与えられる。したがって、負荷電流は直接負荷コネクタプラグによって遮断されるのでなく、間接的に例えばリレー又は半導体スイッチング素子によって遮断される。制御回路は、自動車用コンバータ自体にも自動車用コンバータの外部にも配置することができる。
【0013】
自動車用コンバータにより少なくとも1つの直流電圧を少なくとも1つの交流電圧に変換することができることによって、自動車用コンバータを種々の入出力電圧に適合させることが可能である。
【0014】
さらに、有利には、交流出力電圧を国際的と見なされる定格交流電圧に、とりわけ、230V、115V、及び100Vに設定することができる。これにより、自動車用コンバータを備えた自動車は電力供給定格電圧の異なる国々において動作することができる。自動車用コンバータは、別の定格出力電圧が必要な場合には、単にその定格電圧に設定するだけでよい。その際、複数のプラグ形式を受容できるように負荷コネクタケースが汎用であるか又は負荷コネクタケースが交換可能に設計されていると、有利である。
【0015】
交流電圧の定格周波数を50Hz又は60Hzに設定することができることによって、国内の電源に関する別の条件、とりわけ定格周波数が設定される。
【0016】
本発明の1つの有利な発展形態は、電源状態識別部により接続又は遮断されることが可能であることにある。自動車のバッテリ電圧(入力電圧)がより小さな電力しか使用できない場合には、電源状態識別部は、例えば電源電圧の低下によって、エネルギー供給がもはや確保されていないことを識別し、自動車用コンバータを遮断する。バッテリ電圧が前もって決められた値に再び達すれば、電源状態識別部は自動車用コンバータを再び接続する。また、電源状態識別部はエンジンの停止後及び/又は前もって決められた時間の後に自動車用コンバータを遮断することもできる。
【0017】
自動車用コンバータの別の保護対策は、電源の過電圧又は電圧不足が生じた場合に自動車用コンバータを遮断することができることにある。これにより、接続される電気負荷又は自動車用コンバータ又は電源の損傷を避けることができる。
【0018】
信号通知のためには、自動車用コンバータ及び/又は電源状態識別部が光学式又は音響式信号装置を有していることが有利である。これにより、ユーザは自動車用コンバータが遮断されているか否かを即座に確認することができる。さらに、強度の変化する状況下ではすでに遮断前の所定時間内に信号を開始することにより、電気負荷を安全に遮断する十分な時間をユーザに残すことも考えられる。
【0019】
さらに、信号装置により自動車用コンバータの動作可能状態又は電源状態を表示することができると有利である。これにより、ユーザは、電気負荷を無事に自動車用コンバータに接続することができるか否かを即座に識別することができる。
【0020】
別の有利な実施形態は、電源状態識別部によって又は前記自動車用コンバータによって、実行すべき自動車用コンバータの遮断を知らせる識別信号を生成することができるようにすることで与えられる。識別信号は例えばデータバスを用いて別の機器に伝達され、自動車のエネルギー管理の調整に使用されるようにしてよい。したがって、自動車用コンバータのその時々のスイッチオン時間を延ばすために、優先度に応じて自動車の電気負荷(例えば、ファン、座席ヒータなど)を遮断することが可能である。さらに、実行すべき遮断を計器盤のコンビ計器に表示できるようにすることも考えられる。
【0021】
自動車用コンバータが過負荷識別手段を有しており、該過負荷識別手段により、少なくとも過負荷が生じている期間のあいだ自動車用コンバータを遮断することができることによって、自動車用コンバータは有利にはこの状態の間遮断される。自動車用コンバータによる定格負荷の制限も同様に可能である。これにより、システムの損傷に抵抗する又は損傷を防止することができる。
【0022】
温度過昇識別部により、自動車用コンバータは有利には過熱から、したがってまた誤動作及び/又は機器の尚早な破損から保護される。温度過昇は、例えば、太陽放射の強度が高いためにすでに自動車用コンバータに高温が生じている場合に、外的影響によっても促されることがある。したがって、定格負荷よりも低い負荷の接続の際にも、エラーのない自動車用コンバータの動作はもはや保証されない場合がありうる。それゆえ、有利には過負荷識別を温度過昇識別と組み合わせてよい。
【0023】
自動車用コンバータが自動車制御装置又は自動車コンピュータ又は自動車ディスプレイへの少なくとも1つの信号ラインを有していることにより、自動車内の別の機器に自動車用コンバータの状態を知らせ、場合によっては保護及び/又は警告措置(負荷の遮断、自動車用コンバータの状態データの表示)を講じることができる。
【0024】
図面の図に基づいて本発明及びその有利な実施例を説明する。
【0025】
図1は、エネルギー供給源、負荷コネクタケース、信号装置、及び信号ラインを備えた自動車用コンバータの基本図を示しており、
図2は、自動車用コンバータの活動化機構の基本図を示しており、
図3は、自動車用コンバータの作動機構の断面図を示している。
【0026】
図1には、エネルギー供給部、負荷コネクタケース、信号装置、及び信号ラインを備えた自動車用コンバータの基本図を見ることができる。自動車用コンバータ1は、詳細には示されていないエネルギー供給ラインを介して電源状態識別部14と接続されている。この電源状態識別部14は、例えば、バッテリ15又は電源の電圧不足又は過電圧を識別する。バッテリ15は通常は自動車の図示されていない発電機によって給電される。電源状態識別部14はクリティカルな状態を識別すると、それを信号ライン10を介して自動車用コンバータ1に通知する。信号装置16も信号ライン11を介して電源状態識別部14により制御することができる。したがって、自動車運転者又は自動車制御装置22も、電源又はバッテリ15が欠陥のない状態にあるか否かに関してつねに情報を得ることができる。自動車用コンバータ1は、信号ライン11,12を介して制御可能な独自の信号ライン16を使用することができる。欠陥のない動作状態では、自動車用コンバータ1は負荷コネクタケース2に出力電圧を供給する。この出力電圧は、直流もしくは交流電圧又は重畳直流電圧であってよい。また、異なる出力周波数及び出力電圧を直接自動車用コンバータ1において又は自動車制御装置22を介して設定できるようにすることも考えられる。
【0027】
機械装置あるいはまた電気負荷センシング手段25によって、電気負荷コネクタプラグ20が差し込まれたことが確認されると、自動車用コンバータ1は信号ライン9を介して動作可能状態に切り換えられる。したがって、電気負荷21にもエネルギーを供給しなければならない場合になってはじめて自動車用コンバータ1は電力損失を生じる。本発明によれば、自動車用コンバータ1がアイドル状態においても不必要に電力損失を生じること、またそれにより不必要にエネルギー供給回路に負荷がかかる(バッテリが放電する)ことが防止される。また、電気負荷センシング手段25により又は負荷コネクタプラグ20の差し込みにより、動作要求(負荷コネクタプラグ20の差し込み)があってはじめて電気接点24に電圧が印加されることが保証される。したがって、有利には、導電部材にうっかり触れてしまっても安全である。負荷コネクタケース2が車両後部にある場合には、子供が負荷コネクタケースにものを差し込むことは容易に可能である。自動車用コンバータ1は動作可能状態に切り換えられないので、人体にとって危険な高電圧を防ぐことができる。負荷コネクタケース2は動作電圧(自動車用コンバータ1の出力電圧)から確実に切り離されている。
【0028】
図2には、自動車用コンバータ1の活動化機構の基本図が示されている。電気負荷コネクタプラグ20が負荷コネクタケース2に挿入されると、作動機構4によってスイッチ6が閉じるように、保護カバー3が機械的に動かされる。これにより、電気信号を介して自動車用コンバータ1に動作可能状態への切り換えの指令が与えられる。電気負荷コネクタプラグ20が再び負荷コネクタケース2から引き抜かれると、バネ5が作動機構4を元の位置に戻そうとする。保護カバー3は、導電部材がもはや外部から触れられないように、負荷コネクタケース3を閉じる。スイッチ6は開き、自動車用コンバータ1は遮断される。
【0029】
図3には、自動車用コンバータ1の活動化機構の断面図が示されている。電気負荷コネクタプラグ20は、ノッチ機構がスライドピン7内へ押し込まれることによってスライドピン7が矢印方向に負荷コネクタケース2内へずらされるように、保護カバー3を動かす。これにより、バネ5が緊張し、作動機構4を介してスイッチ6が閉じられる。電気負荷コネクタプラグ20のプラグ接点4はスライドピン7がずらされた後に負荷コネクタケース2の開口部を通して押し込むことができる。さらに差し込むと、市販のソケットから周知のように、プラグ接点4は電気接点を形成し、機械的に留められる。負荷コネクタプラグ20が負荷コネクタケース2から引き抜かれると、電気接点は解除され、スライドピン7もバネ5の復元力により再び矢印方向とは反対に元の位置に戻される。ノッチ機構が保護カバー3内で負荷コネクタケース2の開口部に達すると、ノッチ機構はそこに留まり、スライドピン7をロックする。同時にスイッチ6により電気接続が解除され、制御回路28により図示されていない信号ラインを介して自動車用コンバータ1がスイッチオフされる。したがって、バッテリ電圧はもはや変換されず、自動車用コンバータ1に電気損失も生じない。
【0030】
自動車用コンバータ1は2つ又はそれより多くの負荷コネクタケース2を有していてよい。その場合、自動車用コンバータ1は第1の負荷コネクタプラグ20の差し込みによって動作可能状態に切り換えることができる。この文脈では、動作可能状態とは、自動車用コンバータ1が出力電圧を発生させる又は出力電圧が電気接点24に印加される又はそもそも出力電圧を発生させるために自動車用コンバータ1に電気エネルギーが供給されることを意味している。
【0031】
負荷コネクタケース2は自動車用コンバータ1の構成部材であってもよいが、接続端子、接続プラグなどを介して、自動車用コンバータと接続してもよい。後者は、特に、所要面積の理由から自動車用コンバータ1を負荷コネクタケース2とは別にしなければならない場合に有利である。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1】エネルギー供給源、負荷コネクタケース、信号装置、及び信号ラインを備えた自動車用コンバータの基本図を示す。
【図2】自動車用コンバータの活動化機構の基本図を示す。
【図3】自動車用コンバータの作動機構の断面図を示す。
【符号の説明】
【0033】
1 自動車用コンバータ
2 負荷コネクタケース
3 保護カバー
4 作動機構
5 バネ
6 スイッチ
7 スライドピン
8 機械装置
9〜13 信号ライン
14 電源状態識別部
15 バッテリ
16 信号装置
20 負荷コネクタプラグ
21 電気負荷
22 自動車制御装置
23 自動車ディスプレイ
24 電気接点
25 電気負荷センシング手段
26 過負荷識別手段
27 温度過昇識別手段
28 制御回路

【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも1つの負荷コネクタケース(2)を備えた自動車用コンバータ(1)であって、自動車用コンバータ(1)の負荷コネクタケース(2)に電気負荷コネクタプラグ(20)を差し込むことにより動作可能状態に切り換え可能であることを特徴とする自動車用コンバータ(1)。
【請求項2】
前記自動車用コンバータ(1)又は前記負荷コネクタケース(2)は電気負荷センシング手段(25)を有しており、センシングされた電気負荷(21)が前記自動車用コンバータ(1)に接続されると、前記自動車用コンバータは動作可能状態に切り替わることができる、請求項1記載の自動車用コンバータ(1)。
【請求項3】
前記負荷コネクタプラグ(20)の差し込みによってトリガ可能な作動機構(4)により、前記負荷コネクタケース(2)において動作可能状態への切り換えが実行可能である、請求項1又は2記載の自動車用コンバータ(1)。
【請求項4】
前記負荷コネクタケース(2)の電気接点(24)は前記作動機構(4)により引き離し及び/又は解除可能である、請求項1から3のいずれか1項記載の自動車用コンバータ(1)。
【請求項5】
前記作動機構(4)及び/又は前記電気負荷センシング手段(25)により、前記自動車用コンバータ(1)の電気制御回路(28)を活動化させることができる、請求項4記載の自動車用コンバータ(1)。
【請求項6】
前記自動車用コンバータ(1)により少なくとも1つの直流電圧を少なくとも1つの交流電圧に変換することができる、請求項1から5のいずれか1項記載の自動車用コンバータ(1)。
【請求項7】
前記交流電圧を230V以下の、とりわけ115V以下の、また有利には100V以下の定格電圧に設定することができる、請求項6記載の自動車用コンバータ(1)。
【請求項8】
前記交流電圧の定格周波数を50Hz又は60Hzに設定することができる、請求項6又は7記載の自動車用コンバータ(1)。
【請求項9】
前記自動車用コンバータ(1)は電源状態識別部(14)により接続又は遮断されることが可能である、請求項1から7のいずれか1項記載の自動車用コンバータ(1)。
【請求項10】
前記自動車用コンバータ(1)は電源の過電圧又は電圧不足が生じた場合に遮断されることが可能である、請求項1から9のいずれか1項記載の自動車用コンバータ(1)。
【請求項11】
前記自動車用コンバータ(1)及び/又は前記電源状態識別部(14)は光学式又は音響式信号装置(16)を有している、請求項1から10のいずれか1項記載の自動車用コンバータ(1)。
【請求項12】
前記信号装置(16)により前記自動車用コンバータ(1)の動作可能状態又は電源状態を表示することができる、請求項7記載の自動車用コンバータ(1)。
【請求項13】
前記電源状態識別部(14)によって又は前記自動車用コンバータ(1)によって、実行すべき前記自動車用コンバータ(1)の遮断を知らせる識別信号を生成することができる、請求項1から12のいずれか1項記載の自動車用コンバータ(1)。
【請求項14】
前記自動車用コンバータ(1)は過負荷識別手段(26)を有しており、該過負荷識別手段(26)により、少なくとも過負荷が生じている期間のあいだ前記自動車用コンバータ(1)を遮断することができる、請求項1から13のいずれか1項記載の自動車用コンバータ(1)。
【請求項15】
前記自動車用コンバータ(1)は温度過昇識別部(26)を有しており、該温度過昇識別部(26)により、少なくとも温度過昇が生じている期間のあいだ前記自動車用コンバータ(1)を遮断することができる、請求項1から14のいずれか1項記載の自動車用コンバータ(1)。
【請求項16】
前記自動車用コンバータ(1)は、自動車制御装置(22)又は自動車コンピュータ又は自動車ディスプレイ(23)への少なくとも1つの信号ライン(13)を有している、請求項1から15のいずれか1項記載の自動車用コンバータ(1)。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate


【公表番号】特表2007−501596(P2007−501596A)
【公表日】平成19年1月25日(2007.1.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−522244(P2006−522244)
【出願日】平成16年6月30日(2004.6.30)
【国際出願番号】PCT/EP2004/007130
【国際公開番号】WO2005/020406
【国際公開日】平成17年3月3日(2005.3.3)
【出願人】(596107062)フオルクスヴアーゲン アクチエンゲゼルシヤフト (34)
【住所又は居所原語表記】Wolfsburg,BRD
【Fターム(参考)】