(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧入力側（１１１）および電圧出力側（１１２）を備えた電圧変換器（１１）と、電圧源（１０）とを有する、制御装置（１３）のための電源装置であって、
前記電圧入力側（１１１）は、前記電源装置に付加的に含まれているスイッチ（１４）を用いて前記電圧源（１０）に接続することのできる電源装置において、
一次側の部分（１２１）および二次側の部分（１２２）を備えたトランスが設けられており、
前記一次側の部分（１２１）は前記電圧源（１０）と接続されており、かつ、前記電圧変換器（１１）の前記電圧出力側（１１２）を用い、トランジスタ（１２）を介して駆動制御され、
前記二次側の部分（１２２）は相互に独立した第１のコイルおよび第２のコイルを有し、前記第１のコイルを用いて前記制御装置（１３）に対する給電電圧が供給され、前記第２のコイルは前記電圧変換器（１１）の前記電圧入力側（１１１）と接続されており、前記第２のコイルを用いて前記電圧変換器（１１）に対する給電電圧が実現され、
前記スイッチ（１４）が開かれる場合、前記電圧変換器（１１）に対する前記給電電圧および前記制御装置（１３）に対する前記給電電圧が引き続いて保証されることを特徴とする、電源装置。
【請求項２】
前記スイッチ（１４）を開いた場合、前記トランス（１２１，１２２）を用いて前記電圧源から前記制御装置（１３）を給電する、
請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
前記第１のコイルに接続されている第１のコンデンサ（１７１）が設けられており、
前記第２のコイルに接続されている第２のコンデンサ（１７０）が設けられている、
請求項１または２記載の電源装置。
【請求項４】
前記トランジスタ（１２）は、前記第１のコンデンサ（１７１）および前記第２のコンデンサ（１７０）に電圧が形成されるように前記電圧変換器（１１）によって駆動制御可能である、
請求項３記載の電源装置。
【請求項５】
前記第１のコンデンサ（１７１）は、当該第１のコンデンサ（１７１）に形成される前記電圧が、前記制御装置（１３）の給電に使用されるように構成されており、
前記第２のコンデンサ（１７０）は、当該第２のコンデンサ（１７０）に形成される前記電圧が、前記電圧変換器（１１）の給電に使用されるように構成されている、
請求項３または４記載の電源装置。
【請求項６】
前記電源装置は、前記電圧変換器の電圧に関する状態信号を前記制御装置（１３）に伝送する制御出力側（１５）を含んでいる、請求項１から５までのいずれか１項記載の電源装置。
【請求項７】
前記スイッチ（１４）と前記制御装置（１３）との間に制御信号出力線路（１５）が設けられており、
当該制御信号出力線路（１５）により、前記スイッチ（１４）の状態を表す状態信号が前記制御装置（１３）に伝送される、請求項６記載の電源装置。
【請求項８】
前記電源装置には、前記電圧変換器（１１）に遮断信号を供給する制御入力側（１６）が含まれており、
前記電圧変換器（１１）は前記遮断信号の識別時に前記電圧出力側（１１２）を遮断するよう構成されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の電源装置。
【請求項９】
前記電圧変換器（１１）と前記制御装置（１３）との間に制御信号入力線路（１６）が設けられており、当該制御信号入力線路を用いて前記制御装置は、前記電圧変換器（１１）に前記遮断信号を供給する、請求項８記載の電源装置。
【請求項１０】
前記電源装置を遮断した際には前記制御装置（１３）は自発的に遮断する、請求項１から９までのいずれか１項記載の電源装置。
【請求項１１】
前記制御装置（１３）は、状態信号（１５）を考慮して、遅延時間後に、前記電圧変換器（１１）を遮断することができるよう構成されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の電源装置を有する制御装置。
【請求項１２】
前記制御装置には、前記状態信号（１５）を評価するための手段および／または遮断信号を実現するための手段が含まれており、前記制御装置および／または前記電圧変換器は、当該手段を使用し、かつ、請求項１から１０までのいずれか１項記載の電源装置と共に自発的に遮断可能である、請求項１１記載の制御装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の制御装置を備えた、液圧式車両または電気的に駆動される車両または内燃機関によって駆動される車両またはハイブリッド車両またはフォークリフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１に記載されている電源装置に関する。
【０００２】
制御装置のための電源装置は従来技術から公知である。この電源装置は通常の場合、電圧源と、電圧入力側および電圧出力側を備えたＤＣ／ＤＣ変換器とを有する。例えばキースイッチを用いて電圧入力側を電圧源と接続することができる。
【０００３】
この配置構成は欠点を有する。すなわち、電源装置から給電される制御装置はキースイッチが操作された直後に給電電圧を失う可能性があるので、その時点に実行されている制御プログラムが場合によっては中断される虞があり、また用途によっては、制御装置によって駆動される機械のより安全な動作をもはや保証することができない虞もある。
【０００４】
この欠点を回避するためには、スイッチの操作時に制御装置を遅延して遮断することができる解決手段が提供されなければならない。
【０００５】
本発明によればその種の解決手段は、一次側の部分と二次側の部分とを備えた手段が設けられており、この手段においては、一次側の部分が中央の電圧源と接続されており、かつ一次側の部分を電圧変換器の電圧出力側によって駆動制御することができる。さらには、二次側の部分が電気的に相互に独立した第１のコイルおよび第２のコイルを有しており、第１のコイルを用いて制御装置に対する給電電圧が提供され、また第２のコイルは電圧変換器の電圧入力側と接続されているので、第２のコイルを用いることにより、電圧源に付加的な電圧変換器のための給電電圧が実現される。
【０００６】
これによって、遅延された遮断を実現するための付加的なスイッチを省略することができ、さらには電圧変換器の入力側および出力側を相互に分離することができる。この付加的な給電電圧を用いることにより、電圧変換器の給電電圧が例えばスイッチを用いて遮断されるべき場合には、電圧変換器の遅延された遮断を実現することができる。
【０００７】
相互に電気的に独立したコイルを用いることにより、考えられるあらゆる入力電圧を変換比の制御によって（例えばコイルの巻数の選択によって）所望の出力電圧に適合させることができる。さらに、中央の電圧源は制御装置とは直接的に接続されていないので、したがって制御装置に直接的に被害が及ぶことはない。二次側のコイルにおける全ての電圧を、生じうる電位差によって接続されている周辺装置に損害が及ぼされないように設計することができる。殊に、中央の電圧源がエネルギの回生によって充電することができる回生システムと共に本発明が使用される場合には、このエネルギが例えば過度に大きい電流または過度に高い電圧の形態で制御装置に達することを阻止することができる。さらに本発明は付加的な遮断手段を省略することに役立つ。
【０００８】
例えば、イグニションキーによって操作される制御装置においては、この制御装置の給電電圧に関して遅延時間を実現することができる。
【０００９】
本発明による電源装置は有利には制御装置を有し、この制御装置を用いて電圧変換器の電圧に関する状態信号を制御装置に伝送することができる。電源装置の遮断時に例えばキースイッチを用いて制御装置を早期にこの事故に関する情報を通知できる利点を有しているので、制御装置は自発的に自身の固有の遮断を準備することができる。制御装置はこのために状態信号を例えば規則的に確認（ポーリング、タスク動作）し、評価しなければならない。
【００１０】
有利には、制御入力側が本発明による電源装置に設けられており、この電源装置を用いて電圧変換器に遮断信号を供給することができる。電圧変換器は遮断信号の識別時に、電圧出力側を自発的に遮断するよう構成されている。
【００１１】
これによって、電圧変換器を外部信号によって遠隔制御することができる。例えば、上述したように、固有の遮断の準備が自発的に終了している場合には、制御装置は遮断信号を供給することができる。
【００１２】
有利には、本発明による電源装置を備えた制御装置が、本発明による状態信号を評価するための手段、および／または、本発明による遮断信号を実現するための手段を有しているので、制御装置および／または電圧変換器をこれらの手段によって、また本発明による電源装置を用いて自発的に遮断することができる。したがって、いつ遮断されるかを制御装置によって規定することができるので、自動的に種々の長さの遅延時間を実現することができる。
【００１３】
本発明による解決手段は例えば、液圧式車両、電気自動車または内燃機関を用いて駆動される車両の枠内、またはハイブリッド車両の実現形態の枠内で、この用途のために設けられている制御装置の電源装置として使用することができる。殊にフォークリフトに、本発明による電源装置および／または本発明による制御装置を設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明による電源装置の実施例を示す。
【００１５】
以下では、本発明を概略的な図面に基づき例示的に説明する。図面に示した回路技術的な実現形態は、本発明をこの実現形態に制限するものではない。本発明による作用効果を実現するために、別の構成部材の使用および構成部材の他の配置構成も同様に考えられる。
【００１６】
ここで図示した回路は、フォークリフト用の制御装置の電源装置を実現するために開発されたものである。回路は、８Ｖ〜２００Ｖの入力電圧範囲の直流電圧が実現されるように設計されている。遅延時間を持つこの種の電源装置は、上述の範囲の出力電圧を有する電圧源が設けられている自動車におけるあらゆる種類の制御装置に使用できる。
【００１７】
回路は中央の電圧源１０を有し、この電圧源１０をスイッチ１４によって電圧変換器１１の入力側１１１と接続することができる。入力側１１１は抵抗１８０とコンデンサ１７２との間に位置しており、これらの抵抗１８０およびコンデンサ１７２はローパスフィルタを形成するので、電圧変換器１１はその始動フェーズ中では最適に電磁的な障害から保護されている。それ以降では、すなわち動作フェーズ中では、電圧変換器１１はコンデンサ１７０において降下する電圧を用いてダイオード１９１を介して駆動される。続いてスイッチ１４を開くことができる。コイル１２１（一次コイル）およびコイル１２２（二次コイル）はトランスを形成する。トランスはトランジスタ１２を介して電圧変換器１１の出力側１１２によって駆動制御される（原理：スイッチング電源部）。
【００１８】
スイッチ１４（例えば自動車のキースイッチ）が閉じられると、抵抗１８０および減結合ダイオード１９２によってコンデンサ１７２が充電される。コンデンサが所定の閾値電圧に達すると、電圧変換器１１は動作し始め、トランジスタ１２の駆動制御を開始する。これによってコンデンサ１７０においてもコンデンサ１７１においても電圧が形成される。整流のためにダイオード１９４および１９３がそれぞれ設けられている。コンデンサ１７１に生じた電圧は制御装置１３への給電に使用され、コンデンサ１７０において生じた電圧は電圧変換器１１への給電に使用される。コンデンサ１７１に電圧が生じることによって、電圧が必要な閾値に達すると、接続されている制御装置１３は即座に動作を開始する。スイッチ１４が開かれると、電圧変換器１１に対する給電電圧は電圧源１０を用いなくてもさらに保証されており、また制御装置１３の給電電圧も同様に保証されている。何故ならば、トランス１２１，１２２を用いることにより制御装置にはさらに電圧源１０から給電を行うことができるからである。
【００１９】
本発明による電源装置の制御信号出力線路１５を用いることにより、制御装置１３は継続的にスイッチ１４の状態を確認することができる（レベルに適合された制御信号）。信号がアクティブになると（例えばスイッチが開かれたことが識別されると）、制御装置１３は内部計算ユニット（ＣＰＵ）の停止を所期のように開始し、例えば動作状態データを不揮発性メモリ（ＲＡＭ）に格納することができる。この行程が終了すると、制御装置１３は本発明による電圧装置に含まれる制御信号入力線路１６を用いてこの状態を電圧変換器１１に即座に通知するので、電圧変換器１１はその動作を調整し、したがって制御装置も自発的に遮断することができる。トランジスタ１２は永続的にオフされ、したがってコンデンサ１７０，１７１に出力電圧が形成される。キースイッチ１４が新たに操作された後に漸く行程が繰り返される。電圧変換器１１は、例えばパルス幅変調された制御電圧を用いてトランジスタ１２を駆動制御する、いわゆるフライバックコンバータでよい。トランス１２１，１２２はトランジスタ１２の導通状態の駆動制御段階中にエネルギを一次側に蓄積することによって、エネルギ蓄積器として特別な動作モードにおいて動作し、このエネルギがトランジスタ１２の阻止された駆動制御段階において二次側に再び出力される。トランス１２１，１２２または電圧変換器１２１，１２２は空隙を備えた芯を有する。この芯全体にコイル１２１，１２２が配置されており、また磁気により結合されている。制御電圧のデューティ比はトランスの伝達比を考慮して電圧変換器１１によって自動的に調整される。
【００２０】
抵抗１８０とダイオード１９２との間に事前調整部を設けることによって、比較的高い電圧源に関して配置構成を適合させることができる。
【００２１】
この回路は、既存の定格電流のために設計されているスイッチ１４を１つしか必要としないという利点を有する。電圧変換器１１の入力側１１における中央の電圧源１０と制御装置の電圧入力側との間の導電分離に基づき、故障時（例えば短絡時に）中央の電圧源１０の総電圧が制御装置１３の入力側に印加されること、そして制御装置１３が場合によっては破壊されることを回避することができる。このことは、１２Ｖを上回る搭載電圧において、または電気的に駆動される車両においては重要である。それらにおいては、制動エネルギが中央の電圧源（蓄電池）に再び供給され、これによって中央の電圧源における電圧を著しく高めることができる。さらには本発明による解決手段を用いることによって、この解決手段を中央の電圧源の種々の電圧への適合が行われ、また中央の電圧源における電圧を迅速に高めることができる。
【図１】
0005474074.tif 000002