(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的に及び／又は筋力で駆動可能な車両であって、
・電気的駆動機構（２）と、
・少なくとも１つの第１のバッテリ（３）と、
・モジュラー型差込接続装置（６）を有する、前記電気的駆動機構（２）と前記第１のバッテリ（３）との間の電気接続装置（５）と、
を備えており、前記モジュラー型差込接続装置（６）は、少なくとも、
・第１のケーブル（７）に接続されたベースコネクタ（６０）と、
・差込部（１０）及び受容部（１１）を有する第１のモジュールコネクタ（６１）であって、前記受容部（１１）は、第２のモジュールコネクタ（６２）の差込部を受容するように構成されている、第１のモジュールコネクタ（６１）と、
を備えており、
・前記第１のモジュールコネクタ（６１）に、前記第１のバッテリ（３）への接続のための第２のケーブル（８）が設けられており、
・前記第１のモジュールコネクタ（６１）と前記ベースコネクタ（６０）との間に、第１の差込接続部（１７）が形成されている、
車両において、
前記電気接続装置（５）は、少なくとも１つの電気抵抗素子（１３，１４）を備えており、
前記車両は、前記電気抵抗素子（１３，１４）の信号を検出し、当該電気抵抗素子（１３，１４）の信号に基づいて、前記第１のバッテリ（３）の充電のための充電ストラテジ又は前記第１のバッテリ（３）の放電のための放電ストラテジを実行するように構成された制御ユニット（１２）を備えている、
ことを特徴とする車両。
【請求項２】
第２のバッテリ（４）と、当該第２のバッテリ（４）に電気的に接続された前記第２のモジュールコネクタ（６２）とがさらに設けられており、
前記第２のモジュールコネクタ（６２）と前記第１のモジュールコネクタ（６１）との間に、第２の差込接続部が形成されており、
前記制御ユニット（１２）は、前記電気抵抗素子（１３，１４）の信号に基づいて、前記第１及び第２のバッテリ（３，４）の充電のための充電ストラテジ、又は、前記第１及び第２のバッテリ（３，４）の放電のための放電ストラテジを実行するように構成されている、
請求項１に記載の車両。
【請求項３】
前記制御ユニット（１２）は、個々の前記第１及び第２のバッテリ（３，４）を電気的な充電から及び／又は電気的な放電から除外するように構成されている、
請求項２に記載の車両。
【請求項４】
前記制御ユニット（１２）は、前記電気抵抗素子（１３，１４）の前記信号に基づいて前記第１及び第２のバッテリ（３，４）の個数及び／又は前記第１及び第２のバッテリ（３，４）の種類を特定するように構成されている、
請求項２又は３に記載の車両。
【請求項５】
前記ベースコネクタ（６０）と前記第１のモジュールコネクタ（６１）とを内部に配置した共通のハウジングは、前記第２のケーブル（８，８’）を前記第１及び第２のモジュールコネクタ（６１，６２）から前記第１及び第２のバッテリ（３，４）へ導通するための開口を有する、
請求項２乃至４のいずれか一項に記載の車両。
【請求項６】
前記ハウジングは、チューブである、
請求項５に記載の車両。
【請求項７】
前記チューブは、電動自転車のシートチューブ（１５）である、
請求項６に記載の車両。
【請求項８】
前記電気抵抗素子（１３，１４）は、前記第１のケーブル（７）内に、及び／又は、前記第２のケーブル（８）内に、及び／又は、前記第１及び第２のモジュールコネクタ（６１，６２）内に、及び／又は、前記ベースコネクタ（６０）内に配置されている、
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の車両。
【請求項９】
前記第１のモジュールコネクタ（６１）及び／又は前記ベースコネクタ（６０）は、ケーブル導通を可能にするために、凹部（６５）を有する、
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の車両。
【請求項１０】
前記車両は、電動自転車である、
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
従来技術
本発明は、モジュラー型差込接続装置、並びに、モジュラー型エネルギ供給部を備えた電気的に及び／又は筋力で駆動可能な車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、特に電動自転車が益々好まれるようになってきている。こうした電動自転車の到達距離を増加させるために、複数のバッテリを同時に１台の電動自転車で使用する手法のような、バッテリの改善策が継続して模索されている。複数のバッテリを使用する際には、各バッテリをそれぞれ個々に電気的駆動機構に接続しなければならない。これにより複数のケーブル分岐が生じ得るので、ケーブルが車両フレームの外側に引き出されることも多い。ただし、複数のバッテリを１台の電動自転車に設ける手段により、自転車メーカにとっては複数のバリエーションを有する電動自転車が得られる。しかし、このことには製造コストに関する欠点がある。また、電動自転車に複数のケーブルが存在すると、乗降の際に運転者がケーブルに引っ掛かりかねないという問題が生じる。さらに、複数のケーブルが存在することによって、気密性及び危険耐性に関する付加的な問題も生じる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
発明の開示
これに対して、本願請求項１の特徴を有する本発明に係るモジュラー型差込接続装置は、特に、電気的に及び／又は筋力で駆動可能な車両において、例えば１つ又は複数のバッテリを低コストに相互接続できるという利点を有する。また、本発明によれば、例えば種々のタイプの車両に対してモジュラー型構造ひいては簡単な接続手段が得られ、これにより、特に複数のバリエーションの製造をきわめて有利なコストで実現することができる。このことは、本発明に従って、モジュラー型差込接続装置を設けることにより達成される。この場合、モジュラー型差込接続装置は、種々の条件に適合可能である。モジュラー型差込接続装置は、ベースコネクタと、差込部及び受容部を有する少なくとも１つのモジュールコネクタとを有する。ベースコネクタは第１のケーブルに接続されており、第１のモジュールコネクタには、特にバッテリへの接続のための第２のケーブルが設けられている。ここで、第１のモジュールコネクタとベースコネクタとの間に、第１の差込接続部が形成されている。このようにすれば、それぞれさらなるバッテリに接続可能な複数のモジュールコネクタを設けることにより、モジュラー型構造を構成できる。これにより、例えば車両メーカが種々の要求に対応することができ、複数のバッテリを設けることで種々の電気的到達範囲を有する車両を実現可能である。
【０００４】
各従属請求項には、本発明の好ましい実施形態が示されている。
【０００５】
特に好ましくは、差込接続部及び／又はモジュールコネクタは、幾何学的に等しく形成される。
【０００６】
本発明の別の好ましい実施形態によれば、第１のモジュールコネクタとベースコネクタとが共通のハウジング内に配置される。ここで、特に好ましくは、ベースコネクタと全てのモジュールコネクタとが共通のハウジング内に配置される。
【０００７】
さらに本発明は、本発明に係る装置を備えた、電気的に及び／又は筋力で駆動可能な車両に関する。当該車両は、電気的駆動機構と少なくとも１つのバッテリとを含み、電気的駆動機構とバッテリとの間に電気接続装置が設けられている。接続装置は、本発明に係るモジュラー型差込接続装置を備えている。
【０００８】
好ましくは、電気的に及び／又は筋力で駆動可能な車両は、さらに、第２のバッテリとこの第２のバッテリに電気的に接続された第２のモジュールコネクタとを備えている。ここで、第２のモジュールコネクタと第１のモジュールコネクタとの間に、第２の差込接続部が形成される。このようにすれば、第２のバッテリを簡単に接続することができる。
【０００９】
ベースコネクタと全てのモジュールコネクタとを含む共通のハウジングは、特に好ましくは車両のチューブであり、特に電動自転車ではそのシートチューブである。
【００１０】
当該チューブには、好ましくは、ケーブルを各モジュールコネクタからバッテリへ導通するための側方開口が設けられる。
【００１１】
本発明の別の好ましい実施形態によれば、電気接続装置は、少なくとも１つの電気抵抗素子を備えている。これにより、ケーブル内の抵抗を測定することができるので、複数のバッテリが存在する場合に特にバッテリの個数を推定でき、さらに好ましくは、バッテリの種類も推定することができる。これにより、改善されたバッテリ管理を行うことができる。バッテリ管理は、好ましくは、複数のバッテリを充電するための充電ストラテジ及び複数のバッテリを放電させるための放電ストラテジにも関する。また、好ましくは、意図的に個々の又は複数のバッテリの充電ストラテジ及び放電ストラテジを除外することもできる。さらに、どのバッテリがまさにアクティブとなっているのか、即ち、どこからエネルギが取り出されるのか又はどこで充電が行われているのかを簡単に特定することができる。
【００１２】
この場合、電気抵抗素子は、好ましくは、第１のケーブル内に、及び／又は、第２のケーブル内に、及び／又は、モジュールコネクタ内に、及び／又は、ベースコネクタ内に組み込まれる。
【００１３】
また、好ましくは、車両は、電気抵抗素子の信号を検出し、この電気抵抗素子の電気信号に基づいて、１つ若しくは複数のバッテリの充電のための、予め定められた充電ストラテジ、及び／又は、１つ若しくは複数のバッテリの放電のための、予め定められた放電ストラテジを実行するように構成された制御ユニットを備えている。
【００１４】
制御ユニットは、さらに好ましくは、バッテリが複数個存在する場合に、個々のバッテリを充電及び／又は放電から除外するように構成される。
【００１５】
本発明の別の好ましい実施形態によれば、制御ユニットは、電気抵抗素子の信号に基づいてバッテリの個数及び／又はバッテリの種類を推定するように構成される。
【００１６】
さらに好ましくは、電気的に及び／又は筋力で駆動可能な車両は、電動自転車である。これにより、電動自転車のメーカは、給電システムのモジュラー型構造を実現することができるので、自転車の電動化のコストを大幅に削減することができる。特に好ましくは、ベースコネクタと１つ又は複数のモジュールコネクタとが、電動自転車のフレームチューブ、特にシートチューブに配置される。このようにすることにより、電気的駆動機構が、好ましくは、クランク駆動部の領域に配置されたミドルモータドライブである場合にも、特に、電気的駆動機構への短いケーブルを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
以下に、本発明の実施形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。同等の要素又は同様の機能を有する要素には、同一の参照番号を付してある。
【図１】第１の実施形態による電動自転車を示す概略図である。
【図２】図１の電動自転車の電気的構成を示す概略図である。
【図３】実装されたコネクタを示す概略断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態による電気的構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の好ましい実施形態
以下に、図１乃至図３を参照しながら、本発明の第１の実施形態の電動自転車１を詳細に説明する。
【００１９】
図１に示されているように、電動自転車１は、電動自転車のクランクシャフトの領域に配置された（ミドルモータ配置の）電気的駆動機構２を備えている。
【００２０】
電動自転車１はさらに、電動自転車のシートチューブ１５に配置された第１のバッテリ３と、電動自転車のラックに配置された第２のバッテリ４とを備えている。
【００２１】
電気的駆動機構２と２つのバッテリ３，４との間には電気接続装置５が設けられており、その詳細は図２に示されている。電気接続装置５は、モジュラー型差込接続装置６と、電気的駆動機構２を電気的な差込接続装置６に接続する第１のケーブル７とを備えている。さらに、差込接続装置６を第１のバッテリ３及び第２のバッテリ４に接続する複数の第２のケーブル８，８’が設けられている。
【００２２】
特に図２からわかるように、差込接続装置６は第１のケーブル７の自由端部に配置されたベースコネクタ６０を備えている。また、第１のモジュールコネクタ６１と第２のモジュールコネクタ６２とが設けられている。第１のモジュールコネクタ６１は、第１の差込接続部１７を形成するためにベースコネクタ６０に挿入されており、第２のモジュールコネクタ６２は、第２の差込接続部１８を形成するために第１のモジュールコネクタ６１に挿入されている。
【００２３】
ベースコネクタ６０は、第１のモジュールコネクタ６１の差込部１０を受容する受容部１１を備えている。第１のモジュールコネクタ６１にはさらに、同様のもう１つの受容部１１が設けられている。ここでは、第２のモジュールコネクタ６２の差込部１０が、第１のモジュールコネクタ６１の受容部１１に受容されている。第１のモジュールコネクタ６１から第１のバッテリ３に通じる第２のケーブル８が出ており、第２のモジュールコネクタ６２からは第２のバッテリ４に通じる第２のケーブル８’が出ている。差込部１０と受容部１１とはそれぞれ相互に適合しており、幾何学的に等しく形成されている。
【００２４】
第２のモジュールコネクタ６２の受容部１１は、この実施形態では空いている。この場合、さらに別の第３のモジュールコネクタを挿入して、別のバッテリを接続することができる。
【００２５】
参照番号１２で、電動駆動機構２と第１のバッテリ３と第２のバッテリ４とに接続された制御ユニット１２が示されている。
【００２６】
また、制御ユニット１２が、第１の電気抵抗素子１３と第２の電気抵抗素子１４とに接続されている。第１の電気抵抗素子１３は、第１のモジュールコネクタ６１と第１のバッテリ３との間の第２のケーブル８に配置されている。第２の電気抵抗素子１４は、第２のモジュールコネクタ６２と第２のバッテリ４との間の第２のケーブル８’に配置されている。
【００２７】
電気抵抗素子１３，１４を設けることにより、制御ユニット１２は、バッテリ３，４の個数及び種類の特定のほか、２つのバッテリ３，４の予め定められた駆動も行うことができる。この場合、制御ユニット１２は、２つのバッテリ３，４の放電ストラテジを実行するように構成されている。同様に、制御ユニット１２は、複数のバッテリ３，４の充電ストラテジを実行するように構成されている。ここで、例えば、２つのバッテリを同時に同じ強さで充電してもよいし、又は、各バッテリを順次に充電してもよい。後者の場合、第２のバッテリ４を充電する前に、まず第１のバッテリ３をフル充電しなければならない。また、例えば、個々のバッテリが意図的に充電又は放電から除外されるように制御ユニット１２を構成することもできる。さらに、抵抗素子１３，１４を用いて、どちらのバッテリがまさにアクティブであるか、例えばどちらのバッテリが充電されるか、又は、どちらのバッテリからエネルギが取り出されるかを特定することもできる。
【００２８】
モジュールコネクタ６１，６２はさらに、外套領域に凹部６５が設けられるように構成されている。凹部６５には、モジュールコネクタの長手方向に１つ又は複数のケーブルが延在し得る。当該実施形態では、凹部６５において第２のケーブル８がモジュールコネクタ６１に対して平行に短い距離だけ案内され、その後方でシートチューブ１５の開口を通してシートチューブ１５から引き出される。このようにすれば、シートチューブ１５とモジュールコネクタとの間に、平行に延在する複数のケーブルをも受容可能な中空室１６が生じる。
【００２９】
このように、モジュールコネクタ６１，６２をシートチューブ１５に配置することにより、これらのコネクタは外から見えない。即ち、モジュールコネクタも、ひいては特に完全な差込接続装置６も、電動自転車１の乗降の際の運転者による損傷に対して保護されている。これにより、特に、電気的な差込接続装置の確実性を改善することができる。湿分侵入又は汚損の問題も少なくなる。さらに、視覚的な利点も得られる。
【００３０】
即ち、本発明はモジュラー型構造を有するので、自転車メーカは、付加的な１個のモジュールコネクタを既存のモジュールコネクタに挿入するのみで、それぞれ異なる数のバッテリを有する複数の異なるバリエーションの電動自転車を容易に実現できる。これにより、さらなるバッテリの接続を著しく容易に行うことができる。また、電動自転車が存在している場合、例えば、大きな組み替えの措置を要さずに、付加的なバッテリの事後補充を行うことができる。
【００３１】
図４には、３つのモジュールコネクタ６１，６２，６３が設けられた、３つのバッテリを用いる第２の実施形態が示されている。この場合、それぞれの第２のケーブル８又は８’又は８’’がそれぞれのモジュールコネクタからバッテリへ通じている。第３のモジュールコネクタ６３の空いた受容部１１には、理論的にはさらなるモジュールコネクタを挿入することができる。
【００３２】
上述した実施形態については、バッテリに代えて、もちろん、他の負荷を、モジュールコネクタの空いた受容部１１に挿入してもよいことを指摘しておく。他の負荷とは、例えば、ハンドルのディスプレイ、又は、自転車灯である。このように、種々の付加的な電気負荷を有する種々のバリエーションの電動自転車を、同様に簡単に実現することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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