JPH06502953A - フィルターキャパシタプレチャージング装置 - 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】 本発明は、一般的にはフィルターキャパシタチャージング装置に関するものであ り、より詳細には、−組の接点か閉包する前にフィルターキャパシタをチャージ ングするためのリフトトラックに内蔵されているプレチャージング装置に関すコ ンタクタ、例えば、電気機械的に操作されるようなコンタクタは、一般的には、 一つかあるいは複数の組の接点およびその接点を閉じるよう付勢させるコイルを 備えている。一般的には、機械的あるいは電気的なスイッチのいずれかがコイル と直列に接続されている。スイッチが開かれたり、閉じたりすると、それに応し てコイルは付勢されるか消勢される。例えば、電気式リフトトラックのような電 気式車両は、一般的には、複数のモータ及び様々の機能を発揮する他の装置を備 えており、それらの池の装置の各々はそれに対応するコンタクタの制御の下で電 力か供給される。

上記コンタクタにおける一つの問題は、接点か閉包する前にその接点に高電位が 生じ、このことか過度のアークを起こす原因となり得ることである。二の場合、 接点は過度のアークのために焼き切れてしまい、その結果としてコンタクタが破 壊する。さらに、接点も溶けて相互にくっついてしまうことがあり、その場合に はモータは命令を受けても応答しない。

従って、接点か閉包する前に接点に高電位か生しないようにすることか望ましい 。

本発明は上記述べたような一つあるいはそれ以上の問題点を解決するものである 。

発明の開示 本発明に係るフィルタキャパシタ用プレチャージング装置は、コイルと、該コイ ルの付勢に応じて開位置から閉位置に移動できる少なくとも一組の接点とを備え たコンタクタを有している。コイルは陽端子及び陰端子を備えたバッテリーによ り付勢され、接当およびフィルターキャパシタは陽バッテリ一端子と陰ノくノテ リ一端子との間で直列に接続されている。スイッチか開状態の第一の位置及びス イッチか閉状態の第二の位置を備えたスイッチか陽バッテリ一端子とコイルとの 間に接続されている。論理装置は、スイッチが第一の位置から第二の位置に切り 換わることに応して予め設定された長さの時間において、トリが信号を発生する 。

駆動回路はそのトリガ信号を受けると、それに応じてチャージング信号を発生す る。チャージング回路はそのチャージング信号を受けると、それに応じて、コイ ルか付勢される前に、フィルタキャパシタをチャージングする。

本発明に係る方法は、コイルと、該コイルの付勢に応して開位置から閉位置に移 動できる少なくとも一組の接点とを備えたコンタクタ、及び、スイッチか開状態 の第一の位置とスイッチか閉状態の第二の位置を備えたスイッチとを有するシス テムにおけるフィルタキャパシタをプレチャージングする方法である。この方法 は、スイッチか第一の位置から第二の位置に切り換わることに応じて、予め設定 された長さの時間において、トリガ信号を発生する過程と、そのトリガ信号を受 けると、それに応じてチャージング信号を発生し、そしてチャージング信号を受 けると、それに応じて、コイルが付勢される前に、フィルタキャパシタをチャー ジングする過程から成る。

従来の回路は、接点か閉包する前にその接点に高電圧差か生し、その結果として 、−組の接点に対して大量のアークを生しさせていた。本発明は、接点が閉包す る前に、−組の接点に対して低電圧差を生しさせ、アークを防止するものである 。

図面のＦｌｌｌ車な説明 図１は本発明の実施例における配電図である。

発明を実施するだめの最良の影響 図１は、複数のモータ１０５か設けられたモータ制御装置を備えた、例えばリフ トランクのような電気式車両に使用できるようにブレチャージング装置１００を 示している。装５１１００は、コイル＋１０と、コイル１１０の付勢に応じて開 位置から閉位置に移動可能な少なくとも一組の接点１１５とを備えたコンタクタ を含んでいる。コイル＋１０は陽端子及び陰端子を備えたバッチ°Ｊ−１２０に より付勢される。本実施例においては、接ａｔｔｓとフィルタキャパシタ１２５ は陽バｌテリ一端子と陰バッテリ一端子との間で直列に接続されている。さらに 、フライバックダイオード１２７は、コイル１１０かその磁界を破壊できるよう に、コイル１１０と並列に接続されている。

スイッチ＋３０は、本スイッチか開状態の第一の位置および本スイッチが閉状態 の第二の位置を有している。スイッチ１３０は、陽バッテリ一端子とコイル１１ ０との間に接続されている。スイッチ１３０は、例えば、一般的なキースイッチ 、ノート操作スイッチ、或いは、リフトトラックの操作を開始するように選択さ れたそれらの組み合わせである。

論理手段１３５は、スイッチ１３０か第一の位置から第二の位置に切り換わるこ とに応じて、予め設定された長さの時間において、トリが信号を発生させる。

より詳しく述べれば、トリが信号は、予め設定されたデユーティサイクルを有す るパルス幅変調信号である。論理手段１３５はプログラム可能なマイクロプロセ ッサ（ＭＰＵ）１４０を備えている。また、スイッチ１３０の位置を検出する感 知抵抗分割Ｗ１４５か備えられている。感知抵抗分割］４５はスイッチ１３０と マイクロプロセッサ１４０の間に接続されている。

駆動手段１５０はトリガ信号を受けると、それに応じて、チャージング信号を発 生する。駆動手段１５０は第一のセミコンダクタスイッチ１５５を備えている。

セミコンダクタスイッチ１５５はコイル１１０と陰バッテリ一端子との間に接続 されており、トリガ信号を受けるようになっている。本実施例では、第一のセミ コンダクタスイッチ＋５５は、コイル１１０に接続されているコレクタ、陰バッ テリ一端子に接続されているエミッタ及びプログラム可能なマイクロプロセッサ １４０に接続されているベースを備えたｎｐｎ式トランジスタである。トリが信 号は予め設定された長さの時間において第一のセミコンダクタスイッチ１５５を オン、オフさせる。

駆動装置１５０はまた、フィル１１０に第一のセミコンダクタスイッチ１５５を 接続するジャンクションと陰バッテリ一端子との間に接続されている第二のセミ コンダクタスイッチ１６０を備えている。より詳しく述べれば、第二のセミコン ダクタスイッチ１６０は、第一の電圧分割器１６５を介して陽バッテリ一端子に 接続されているコレクタ、ツェナーダイオード１７０を介して第一のセミコンダ クタスイッチ１５５のコレクタに接続されているエミッタ、及び、直列に接続さ れている二つの抵抗器の間に配置されているジャンクンヨンに接続されているベ ースを備えたｎｐｎ式トシトランジスターる。直列に接続された抵抗器は、陽バ ッテリ一端子とツェナーダイオード１７０の陽極の間に接続されている第二の電 圧分割器１７５を形成している。ツェナーダイオード１７０は第二のセミコンダ クタスイッチ１６０に、予め設定されたエミッタ電圧を与え、このことにより、 第二のセミコンダクタスイッチ１６０をより早く切ることかできるようにしてい る。

蓄電迂回路は、記憶キャパシタ１８０、電流制限抵抗器１８５及びブロッキング ダイオード＋９０を備えている。記憶キャパシタ１８０は陽バッテリ一端子とツ ェナーダイオード＋７０の陽電極との間に接続されている。電流制限抵抗器１８ ５はツェナダイオード１７０の陽電極に接続され、さらに、ブロッキングダイオ ード＋９０を介して第一のセミコンダクタスイッチ１５５のコレクタに接続され ている。このＸａ圧回路は、トリガ信号か発生している間は、直流電圧を第二の セミコンダクタスイッチ１６０のベースに与える。このようにして、第一のセミ コンダクタスイッチ＋５５かオンとオフ何れかに作用したとしても、第二のセミ コンダクタスイッチ１６０はオンのままである。

チャージング手段＋９１はチャージング信号を受けると、それに応して、コイル ＋１０か付勢される前にフィルタキャパシタ１２５をチャージングする。チャー ジング手段１９＋は、抵抗エレメント１９５と直列に接続されている第三のセミ コンダクタスイッチ１９３を備えている。直列に接続されたこの組み合わせは接 点＋１５と並クリに接続されている。第三のセミコンダクタスイッチ＋９３は抵 抗エレメント１９５を陽バッテリ一端子に対して制御可能に接続したり断接した りする。より詳しく述べると、第三のセミコンダクタスイッチ１９３は、陽バッ テリ一端子に接続されるコレクタ、抵抗エレメント１９５に接続されるエミッタ 及び第四のセミコンダクタスイッチ１９７を介して陽バッテリ一端子に接続され るベースを備えたｎｐｎ式トランジスタである。第四のセミコンダクタスイッチ １９７は、陽バッテリ一端子に接続されるエミッタ、第三のセミコンダクタスイ ッチ１９３のベースに接続されるコレクタ、および、第一の電圧分割器１６５を 構成している直列に接続された抵抗器の間のンヤンクシタンに接続されているベ ースを備えた０１９式トランジスタである。第三及び第四のセミコンダクタスイ ッチ１９３及び１９７は、本技術分野では周知である方法により高電流ゲインを 与える複合ｐｎｐ型配置で接続されている。

好ましくは、抵抗エレメント１９５は、第三のセミコンダクタスイッチ１９３を 通って流れる電流を制限する正温度係数器である。より詳しく述べると、抵抗エ レメント１９５は、その１度が所定値よりも高くなるにつれて抵抗を増していく 。抵抗エレメント１９５の温度は、抵抗エレメント１９５を通って流れる電流に 比例している。

産業上の利用可能性 典型的には、車両のオペレターは、スイッチ１３０を第一の位置からスイッチが 閉状態の第二の位置に変える。これに応じて、電圧ポテンシャルが感知抵抗分割 ！＋４５に生じ、これに対応する電圧信号かマイクロプロセッサ１４０に送信さ れる。このようにして、この電圧信号はスイッチ１３０が第二の位置にあること を示している。他の例をあげれば、スイッチ１３０は一連のスイッチであっても よい（図示されていない）。例えば、シートスイッチをキースイッチと直列に接 続されてもよく、この場合には、この直列に接続されたスイッチは陽バッテリ一 端子と感知抵抗分割器１４５との間に配置される。しかしながら、車両のオペレ ータかキースイッチを閉じても、オペレータが閉位置にシートスイッチを繋げる まで、電圧信号は発生しない。このようにして、キースイッチとシートスイッチ の組み合わせはスイッチ１３０の役割をはたし得る。

次に、マイクロプロセッサ１４０は、それに応答して、トリが信号を発生し、こ のトリガ信号は第一のセミコンダクタスイッチ１５５が受信する。このトリガ信 号は第一のセミコンダクタスイッチ１５５をオン、オフさせるパルス信号である 。しかしながら、トリガ信号デユーティサイクルは、接点１１５を開状態から閉 状態に変えるレベルにまでコイル１１０を付勢するには不十分である。より詳し く述べれば、デユーティサイクルの「高」の状態は「低」の状態に較べると、短 時間であり、このためコイル１１０は十分に付勢されない。しかしながら、第二 のセミコンダクタスイッチ１６０はトリが信号か発生している間、オン状態であ る。さらに詳しく述べれば、トリガ信号か「高」のときには、第一のセミコンダ クタスイッチ＋５５はオンの状態であり、電流路は第一と第二の電圧分割器１６ ５および１７５を介して、陰バッテリ一端子へと通じる。この結果、第二のセミ コンダクタスイッチ＋６０はオンの状態に付勢される。逆に、トリが信号が「低 」のときには、第一のセミコンダクタスイッチ１５５はオフの状態に付勢される 。この状態か起こると、記憶キャパシタ１８０に蓄積された電圧は第二のセミコ ンダクタスイッチ１６０をオンの状態にしたまま、第一と第二の電圧分割器１６ ５および１７５を通して放電される。

第三と第四のセミコンダクタスイッチ１９３と１９７は複合ｐｎｐ型トランジス タを形成している。第四のセミコンダクタスイッチ１９７は第三のセミコンダク タスイッチ１９３を導電の状態に駆動する。第二のセミコンダクタスイッチ■６ ０がオンの状態であるかぎり、第四のセミコンダクタスイッチ１９７はオンの状 態である。先に述べたように、第四のセミコンダクタスイッチ１９７は第三のセ ミコンダクタスイッチ１９３を駆動し、電流が第三のセミコンダクタスイッチ１ ９３と抵抗エレメント１９５を通って流れ、フィルタキャパシタ１２５をチャー ジすることかできるようにする。このようにして、フィルタキャパシタ１２５は 実質的にバッテリー電圧と等しい十分な量の電圧を得ることができる。

予め設定された時間か過ぎた後、論理手段１３５はトリガ信号の発生を止め、次 に付勢信号を発生する。さらに詳しく述べれば、トリが信号が発生する予め設定 された長さの時間は、フィルタキャバノタ１２５を十分にチャージングするよう に、フィルタキャパシタ１２５および抵抗エレメント１９５のＲＣ時定数に基づ いている。付勢信号は一定値であり、第一のセミコンダクタスイッチ１５５をオ ンの状態に付勢し、それに応して、コイル１１０を付勢する。しかしながら、従 来のシステムとは違って、接点＋１５か閉しるときには、アークは生しない。

これは、接点ＺＳか閉しる前に接点１１５に小さい電圧差を起こす電圧値を保持 するフィルタキャパシタ１２５の作用による。

本発明の響様、目的および利益は図面、明細書および特許請求の範囲から明らか であろう。

国際調査報告 フロントページの続き （７２）発明者　ワイルド　アーサー アメリカ合衆国　オハイオ州　４４０８６トンプソン　ショート　ロード　２０ ２０

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. １．コイル（１１０）と該コイル（１１０）の付勢に応じて開位置から閉位置へ 移動可能な少なくとも一組の接点（１１５）とを備えたコンダクタを含むフィル タキャパシタ（１２５）用のプレチャージング装置（１００）であって、前記コ イル（１１０）は陽端子と陰端子を備えたバッテリー（１２０）により付勢され 、前記接点（１１５）と前記フィルタキャパシタ（１２５）は前記陽バッテリー 端子および前記陰バッテリー端子との間で直列に接続されているものにおいて、 開状態の第一の位置と閉状態の第二の位置を備えており、前記陽バッテリー端子 と前記コイル（１１０）との間に接続されているスイッチ（１３０）と、前記ス イッチ（１３０）が前記第一の位置から前記第二の位置に変わることに応じて、 予め設定された長さの時間においてトリガ信号を発生する論理手段（１３５）と 、 前記トリガ信号を受け、それに応じて、チャージング信号を発生する駆動手段（ １５０）と、 前記チャージング信号を受け、それに応じて、前記コイル（１１０）を付勢する 前に、前記フィルタキャパシタ（１２５）をチャージングするチャージング手段 とを有することを特徴とするプレチャージング装置（１００）。
2. ２．前記トリガ信号は予め設定されたデューティサイクルを有するパルス幅変調 信号であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のプレチャージング装置（ １００）。
3. ３．前記トリガ信号のデューティサイクルは前記コイル（１１０）を付勢させ、 および前記接点（１１５）を前記開位置から前記閉位置へ移動せさるには不十分 であることを特徴とする請求の範囲第２項に記載のプレチャージング装置（１０ ０）。
4. ４．前記駆動手段（１５０）は、前記コイル（１１０）と前記陰バッテリー端子 との間に接続され、前記トリガ信号を受けるようにされている第一のセミコンダ クタスイッチ（１６０）を含んでいることを特徴とする請求の範囲第１項に記載 のプレチャージング装置（１００）。
5. ５．前記論理手段（１３５）は前記第一のセミコンダクタスイッチ（１５５）に 接続されているプログラム可能なマイクロプロセッサ（１４０）を含んでいるこ とを特徴とする請求の範囲第１項に記載のプレチャージング装置（１００）。
6. ６．前記駆動手段（１５０）は、前記第一のセミコンダクタスイッチ（１５５） を前記コイル（１１０）に接続するジャンクションと前記陽バッテリー端子との 間に接続されている第二のセミコンダクタスイッチ（１６０）を備えていること を特徴とする請求の範囲第１項に記載のプレチャージング装置（１００）。
7. ７．前記チャージング手段（１９１）は抵抗エレメント（１９５）と直列に接続 されている第三のセミコンダクタスイッチ（１９３）を備えており、これらの直 列に接続された組み合わせは前記接点（１１５）と並列に接続されていることを 特徴とする請求の範囲第１項に記載のプレチャージング装置（１００）。
8. ８．前記第三のセミコンダクタスイッチ（１９３）は前記抵抗エレメント（１９ ５）を前記陽バッテリー端子に制御可能に接続及び断接できることを特徴とする 請求の範囲第７項に記載のプレチャージング装置（１００）。
9. ９．前記抵抗エレメント（１９５）は正温度係数器であることを特徴とする請求 の範囲第７項に記載のプレチャージング装置（１００）。
10. １０．前記論理手段（１３５）は、前記予め設定された長さの時間を過ぎると付 勢信号を発生することを特徴とする請求の範囲第１項に記載のプレチャージング 装置（１００）。
11. １１．前記第一セミコンダクタスイッチ（１５５）は前記付勢信号を受け、それ に応じて、前記コイル（１１０）を付勢することを特徴とする請求の範囲第７項 に記載のプレチャージング装置（１００）。
12. １２．コイル（１１０）と該コイル（１００）の付勢に応じて開位置から閉位置 に移動可能な少なくとも一組の接点（１１５）とを備えたコンダクタを含むフィ ルタキャパシタ（１２５）用のプレチャージング装置（１００）であって、前記 コイル（１１０）は陽端子と陰端子を備えたバッテリー（１２０）により付勢さ れ、前記接点（１１５）と前記フィルタキャパシタ（１２５）は前記陽バッテリ ー端子および前記陰バッテリー端子との間で直列に接続されているものにおいて 、前記陽バッテリー端子と前記コイル（１１０）との問に接続されているスイッ チ（１３０）と、 前記コイル（１１０）と前記陰バッテリー端子との間に接続されている第一のセ ミコンダクタスイッチ（１５５）と、前記第一のセミコンダクタスイッチ（１５ ５）に接続されているプログラム可能なマイクロプロセッサ（１４０）と、前記 第一のセミコンダクタスイッチ（１５５）を前記コイル（１１０）に接続するジ ャンクションと前記陽バッテリー端子との間に接続されている第二のセミコンダ クタスイッチ（１６０）と、 抵抗エレメント（１９５）と直列に接続されている第三のセミコンダクタスイッ チ（１９３）とを備え、これらの直列に接続されている組み合わせば前記接点（ １１５）と並列に接続されていることを特徴とするプレチャージング装置（１０ ０）。
13. １３．コイル（１１０）と該コイル（１１０）が付勢されることに応じて開位置 から閉位置に移動可能な少なくとも一組の接点（１１５）とを備えたコンダクタ 及び開位置の第一の位置と閉位置の第二の位置を備えたスイッチ（１３０）を含 んだシステムにおいて、フィルタキャパシタ（１２５）をプレチャージングする 方法であって、 前記スイッチ（１３０）が前記第一の位置から前記第二の位置に変わることに応 じて、予め設定された長さの時間においてトリガ信号を発生し、前記トリガ信号 を受け、それに応じて、チャージング信号を発生し、前記チャージング信号を受 け、それに応じて、前記コイル（１１０）を付勢する前に前記フィルタキャパシ タ（１２５）をチャージングする過程からなることを特徴とするフィルタキャパ シタをプレチャージングする方法。
14. １４．前記予め設定された長さの時間が過ぎると、付勢信号を発生し、前記付勢 信号を受け、それに応じて、前記コイル（１１０）を付勢する、過程をさらに有 することを特徴とする請求の範囲第１３項に記載のフィルタキャパシタをプレチ ャージングする方法。