(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの接触器のための駆動回路（３０）であって、
−前記駆動回路（３０）がエネルギー貯蔵装置の極端子とそれを介して接続可能な第１の端子および第２の端子（１１、１２）と、
−前記駆動回路（３０）が少なくとも２つの接触器のための少なくとも２つの駆動コイルの端子とそれを介して接続可能な、少なくとも１つの第１の出力口（１５）および少なくとも２つの第２の出力口（１６）であって、前記少なくとも２つの第２の出力口（１６）は、それぞれの送電線（８）を介して前記第２の端子（１２）と接続される、前記少なくとも１つの第１の出力口（１５）および前記少なくとも２つの第２の出力口（１６）と、
−出力口（６）と、制御信号を受信するための入力口（９）とを有し、自身の出力口（６）を介して前記少なくとも１つの第１の出力口（１５）と接続され、前記駆動コイルの保持電流を設定するための保持電圧を、自身の出力口（６）から提供するよう構成された保持電圧ユニット（１０）と、
を備える、前記駆動回路（３０）において、
前記駆動回路（３０）は、閉ループ制御回路（２０）を有し、
前記閉ループ制御回路（２０）は、前記送電線（８）と接続され、および、前記保持電圧ユニット（１０）の前記入力口（９）と接続され、前記送電線（８）を流れる電流に依存した制御信号を生成して、前記保持電圧ユニット（１０）に伝達するよう構成され、
前記閉ループ制御回路（２０）は、最小電流選択回路（５）を備え、
前記最小電流選択回路（５）は、出力口を有し、前記送電線（８）を通って流れる前記電流の実際値を測定して、前記電流の測定された実際値のうちの最小実際値ｌｍｉｎを、自身の出力口を介して出力するよう構成されることを特徴とする、駆動回路（３０）。
【請求項２】
前記保持電圧ユニット（１０）は、制御信号を受信した際には、前記制御信号に対応して、自身の出力口（６）から提供される前記保持電圧の値を変更するよう構成される、請求項１に記載の駆動回路（３０）。
【請求項３】
前記最小電流選択回路（５）は、抵抗器（４）を有し、および送電線（８）ごとにダイオード（３）を１つずつ有し、
送電線（８）はそれぞれ、ダイオード（３）のカソードと接続され、前記ダイオード（３）のアノードは、前記抵抗器（４）の端子と接続される、請求項１、または２に記載の駆動回路（３０）。
【請求項４】
前記最小電流選択回路（５）は、抵抗器（４）を有し、および送電線（８）ごとに、２つの入力口と１つの出力口とを備える精密整流器（７）を有し、
送電線（８）はそれぞれ、精密整流器（７）の一方の入力口と接続され、各前記精密整流器（７）の各他方の入力口は、各前記精密整流器（７）の前記出力口へと戻されており、全ての精密整流器（７）の前記出力口は、前記抵抗器（４）の端子と接続され、
前記精密整流器（７）は、帰還型の演算増幅器であり、
前記演算増幅器の帰還線は、ダイオード（３）を１つずつ有し、前記ダイオードのカソードは、それぞれが属する前記演算増幅器の前記出力口と接続され、前記ダイオードのアノードは、それぞれが属する前記演算増幅器の反転された入力口と接続される、請求項１、または２に記載の駆動回路（３０）。
【請求項５】
前記閉ループ制御回路（２０）は、第１の調整回路（１）を備え、
前記第１の調整回路（１）の入力口は、前記最小電流選択回路（５）の前記出力口と接続され、前記第１の調整回路（１）の出力口は、前記保持電圧ユニット（１０）の前記入力口（９）と接続され、
前記第１の調整回路（１）は、自身の入力口へと流れる電流を基準値と比較し、前記比較の結果に従って、前記保持電圧ユニット（１０）の保持電圧を調整するための第１の制御信号を生成して、前記保持電圧ユニット（１０）へと伝達するよう構成される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の駆動回路（３０）。
【請求項６】
前記基準値は、駆動される前記接触器の最小限必要な前記保持電流ｌＨｍｉnに相当する、請求項５に記載の駆動回路（３０）。
【請求項７】
前記第１の制御信号は、前記保持電圧ユニット（１０）の前記出力口（６）での最小限必要な保持電圧を設定するために必要な、前記保持電圧ユニット（１０）のための前記制御信号に常に相当する、請求項５、または６に記載の駆動回路（３０）。
【請求項８】
前記閉ループ制御回路（２０）は、第２の調整回路（２）を備え、
前記第２の調整回路（２）は、前記第１の調整回路（１）により生成された前記第１の制御信号を、前記保持電圧ユニット（１０）の前記出力口（６）で提供される前記保持電圧と比較し、前記比較の結果に従って、前記第１の制御信号にさらなる別の制御信号を重畳するよう構成される、請求項５〜７のいずれか１項に記載の駆動回路（３０）。
【請求項９】
前記第２の調整回路（２）が、時間的に相前後する２つの前記さらなる別の制御信号を生成する間に掛かる平均的な時間Ｔ２は、前記第１の調整回路（１）が、時間的に相前後する２つの前記第１の制御信号を生成する間に掛かる平均的な時間Ｔ１よりも倍数Ｘの分だけ短く、ただし、０＜Ｘ＜１である、請求項８に記載の駆動回路（３０）。
【請求項１０】
−少なくとも２つの接触器を駆動するための少なくとも２つの駆動コイルと、
−前記少なくとも２つの駆動コイルと接続され、自身の出力口で生成される保持電圧によって、前記少なくとも２つ駆動コイルを通る電流の流れを起こすよう構成された保持電圧ユニット（１０）と、
を含む、少なくとも２つの接触器を駆動する方法であって、
前記方法は、以下の処理工程を含み、すなわち、
−前記保持電圧ユニット（１０）により、前記少なくとも２つの駆動コイルを通って流れる始動電流を提供する工程と、
−前記保持電圧ユニット（１０）により、前記少なくとも２つの駆動コイルを通って流れる保持電流を提供する工程と、
−前記少なくとも２つの駆動コイルを通って流れる前記保持電流を互いに比較し、および、前記少なくとも２つの駆動コイルを通って流れる前記保持電流のうち最小保持電流を選択する工程と、
−前記保持電流のうちの前記最小保持電流と、基準電流とを比較する工程と、
−前記少なくとも２つの前記駆動コイルを通って流れる前記保持電流の前記最小保持電流と前記基準電流との間の前記比較の結果に従って、前記保持電圧ユニット（１０）の前記出力口での前記保持電圧を制御するために、前記保持電圧ユニット（１０）のための第１の制御信号を生成する工程と、
−前記第１の制御信号と、前記保持電圧ユニット（１０）の前記出力口での前記保持電圧とを比較する工程と、
−前記第１の制御信号と、前記保持電圧ユニット（１０）の前記出力口の前記保持電圧との間の前記比較の結果に従って、前記保持電圧ユニット（１０）の前記出力口での前記保持電圧を制御するために、前記保持電圧ユニット（１０）のための第２の制御信号を生成する工程と、
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも２つの接触器のための駆動回路であって、当該接触器の駆動コイルを通る電流を閉ループ制御する閉ループ制御回路を有する上記駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
将来的に、定置型の適用において、さらに、例えばハイブリッド自動車または電気自動車のような車両において、信頼性に関する要求が非常に高いバッテリシステムがますます使用されるようになることは明らかである。その理由は、バッテリの故障が、安全性に関わる問題に繋がる可能性があるからである。各適用のために望まれる電力を提供するために、通常では、数多くのバッテリセルが直列に接続され、これによりバッテリの高い出力電圧が得られるが、この高い出力電圧は、適切な措置が取られなければ、バッテリにより電力供給される装置の対応する供給線に継続的に印加され、保守員またはユーザにとっては危険を意味しうる。このような理由から、通常では、バッテリを電気的に分離できるように接触器が設けられる。電動機を備えた車両の場合、通常では、バッテリの陽極および陰極に、バッテリの高い電圧のために設計された接触器が組み込まれているが、この接触器は、短絡回路電流が１０００Ａを超える場合にもバッテリを確実に分離できなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
接触器の作動および停止は、通常では、電子的な最終段を介して、または、接触器の駆動コイルに電流を供給する駆動回路を介して行われる。その際、制御出力は、注目に値するほど僅かである。しかしながら、作動過程では、接触器を確実に始動させるために、接触部を閉鎖した状態に引き続き保つためよりも高い動作電流が必要となる。この理由から、通常では、接触器の駆動は２つのモードに分けられ、すなわち、始動モードと保持モード（または、始動段階または保持段階）に分けられる。各モードについて特徴的なことは、保持モードの間よりも、始動モードの間の動作電流の方が高いことである。ここでは、始動レベルおよび保持レベルについて述べている。その際に、始動モードは、接触器の作動（閉鎖）のためにのみ必要とされ、時間が比較的短い。稼働時間の大部分の間は、接触器は、より電力を節約する保持モードにおいて駆動される。したがって、接触器の駆動のための駆動回路は、２つの駆動モードを提供できる状態にあるべきである。
【０００４】
独国特許出願公開第１０２０１００４１０１８号明細書では、保持電流ユニットを備えた接触器を駆動する装置が開示されており、上記保持電流ユニットは、接触器の駆動コイルのための保持電流を、自身の出力側の出力口のうちの１つで出力するよう構成される。独国特許出願公開第１０２０１００４１０１８号明細書で開示される装置によって、始動段階および保持段階の間の少なくとも１つの接触器の駆動が、有利に、様々な電圧レベルの定電圧を用いて行われる。
【０００５】
ただし、例えば独国特許出願公開第１０２０１００４１０１８号明細書で開示された装置で利用される構成要素は、すなわち、特に接触器の駆動コイルの巻線抵抗は、温度に対する依存性を有し、さらに、製造上の公差により、その構成要素パラメータにばらつきがある。さらに、保持電流ユニットにより生成される保持電圧は、製造時に設定された値に調整される。したがって、上記利用される構成要素は、極端な温度の場合にも保持電流ユニットによって必要な保持電流が提供可能であるように、設計されなければならない。しかしながら、構成要素の伝導性と、例えば接触器の駆動コイルを通る電流の流れのような、構成要素を通る電流の流れとは、温度によって変動するため、本来の所望の電流のために必要である寸法よりも大きく、構成要素の寸法を定める必要がある。このような理由から、例えば、独国特許出願公開第１０２０１００４１０１８号明細書で開示された装置の保持回路内で利用される構成要素は、６６％に至るまで寸法をより大きく定める必要があり、必要な設置空間と、構成要素のためのコストとが増大する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に基づいて、少なくとも２つの接触器のための駆動回路であって、当該駆動回路がエネルギー貯蔵装置の極端子とそれを介して接続可能な第１の端子および第２の端子を備える、上記駆動回路が提供される。さらに、駆動回路は、当該駆動回路が少なくとも２つの接触器のための少なくとも２つの駆動コイルの端子とそれを介して接続可能な少なくとも１つの第１の出力口および少なくとも２つの第２の出力口を備える。上記少なくとも２つの第２の出力口は、それぞれの送電線を介して第２の端子と接続される。さらに、駆動回路は、保持電圧ユニットを備え、保持電圧ユニットは、出力口と、制御信号を受信するための入力口とを有し、自身の出力口を介して少なくとも１つの第１の出力口と接続され、駆動コイルの保持電流を設定するための保持電圧を、自身の出力口で提供するよう構成される。本発明に基づいて、駆動回路は、閉ループ制御回路を有し、閉ループ制御回路は、送電線と接続され、および、保持電圧ユニットの入力口と接続され、送電線を流れる電流に依存した制御信号を生成して、保持電圧ユニットに伝達するよう構成される。
【０００７】
このような駆動回路の利点は、閉ループ制御回路を介した、接触器の駆動コイルを通って流れる電流に依存した、保持電圧ユニットの再調整が可能なことである。したがって、保持電圧ユニットにより提供される保持電圧、または、駆動回路と接続された駆動コイルを通る、提供された保持電圧により生じる保持電流を、当該駆動コイル自身を通る電流の流れ自体に依存させて設定することが可能である。すなわち、駆動コイルを通る電流をどの時点にも厳密に設定できることが保証される。その場合、駆動回路を実現するために使用される構成要素の寸法を、もはや暫定的に過剰に大きく定める必要はなく、これにより、駆動回路の実現のためのコストおよび必要な設置空間を大幅に削減することが可能である。
【０００８】
有利な実施形態において、保持電圧ユニットは、制御信号を受信した際には、当該制御信号に対応して、自身の出力口で提供される保持電圧の値を変更するよう構成される。これにより、例えば、保持電圧ユニットへの線形の閉ループ制御、または、提供される保持電圧および第１の出力口に出力される保持電流への線形の閉ループ制御が可能である。その際に、制御信号の属性によって、保持電流の変更の形態が決定される。
【０００９】
好適に、閉ループ制御回路は、最小電流選択回路を備え、この最小電流選択回路は、出力口を有し、送電線を通って流れる電流の実際値を測定して、電流の測定された実際値のうち最小実際値ｌｍｉｎを、自身の出力口を介して出力するよう構成される。
【００１０】
好適に、最小電流選択回路は、抵抗器を有し、および送電線ごとにダイオードを１つずつ有し、送電線はそれぞれ、ダイオードのカソードと接続され、ダイオードのアノードは、抵抗器の端子と接続される。このようなダイオード回路によって、最小電流の選択が実現可能である。なぜならば、ダイオード回路の出力口では常に、入力口に存在する入力値のうち最小入力値が出力されるからである。
【００１１】
特に有利に、最小電流選択回路は、抵抗器を有し、および送電線ごとに、２つの入力口と１つの出力口とを備える精密整流器を有し、送電線はそれぞれ、精密整流器の一方の入力口と接続され、各精密整流器の各他方の入力口は、各精密整流器の出力口へと戻されており、その際に、全ての精密整流器の出力口は、抵抗器の端子と接続される。
【００１２】
有利に、精密整流器は、帰還型演算増幅器として実現され、演算増幅器の帰還線はダイオードを１つずつ有し、ダイオードのカソードは、それぞれが属する演算増幅器の出力口と接続され、ダイオードのアノードは、それぞれが属する演算増幅器の反転された入力口と接続される。このような静密整流器によって、同様に最小電流の選択が実現され、加えて、室温の際の、挿入されたダイオードの順方向バイアス、すなわちダイオードのオフセットが補正される。これにより、ダイオードを備えた精密整流器によって実現される最小電流選択回路が提供され、この最小電流選択回路によって、送電線を通る電流の実際値を非常に正確に測定することが可能である。さらに、ここで利用される演算増幅器は、短絡に強く、周波数補正を必要とせず、入力電圧の範囲が広く、僅かな電力しか消費しない。
【００１３】
本実施形態の有利な発展において、閉ループ制御回路は、第１の調整回路を備え、第１の調整回路の入力口は、最小電流選択回路の出力口と接続され、第１の調整回路の出力口は、保持電圧ユニットの入力口と接続される。好適に、この第１の調整回路は、自身の入力口へと流れる電流を基準値と比較し、当該比較の結果に従って、保持電圧ユニットの保持電圧を調整するための第１の制御信号を生成して、保持電圧ユニットへと伝達するよう構成される。これにより、フィードバックされる、駆動コイルを通る保持電流によって動作し、外側の一次的電流調整器と見なされる外側の制御ループが、駆動回路内に実現される。
【００１４】
本実施形態の有利な発展形態において、基準値は、駆動される接触器の最小限必要な保持電流ｌＨｍｉnに相当する。これにより、保持電圧ユニットにより提供される保持電圧、または、駆動回路と接続された接触器の駆動コイルを通る、保持電圧ユニットにより生成される保持電流が、最小限必要な保持電流ｌＨｍｉｍと等しく、または、最小限必要な保持電流ｌＨｍｉnよりも大きい値を常に有するように、保持電圧ユニットを制御することが可能である。その際に、ｌＨｍｉnは、保持段階の間各接触器を始動された状態に保つために、少なくとも駆動コイルを通って流れる必要がある電流である。
【００１５】
本実施形態の有利な発展において、第１の制御信号は、保持電圧ユニットの出力口での最小限必要な保持電圧を設定するために必要な、保持電圧ユニットのための制御信号に常に相当する。このようにして、最小限必要な保持電流ｌＨｍｉnが常に駆動コイルを通って流れることが、第１の調整回路を介してさらに保証される。このような実施形態によって、内側の制御ループに介入する外乱変数、例えば、保持電圧ユニットの入力電圧の変動が、この区間で直接的に補正されうる。内側の制御ループは、保持電圧ユニットにより提供される保持電圧と目標値との差分に対して直接的に応答するが、このことによって、駆動コイルを通る保持電流の差分、および、外側の制御ループに介入する外乱変数が生じることはない。その際に、最小限必要な保持電圧は、駆動回路と接続された接触器の各駆動コイル内で、少なくとも最小限必要な保持電流ｌＨｍｉnにその値が相当する電流の流れを起こすために必要な、保持電圧ユニットの出力口での電圧に相当する。
【００１６】
好適に、閉ループ制御回路は、第２の調整回路を備え、第２の調整回路は、第１の調整回路により生成された第１の制御信号を、保持電圧ユニットの出力口で提供される保持電圧と比較し、当該比較の結果に従って、第１の制御信号にさらなる別の制御信号を重畳するよう構成される。これにより、保持電圧ユニットの出力口で提供される保持電圧によって動作し、二次的な内側の電圧調整器と見なされる内側の制御ループが、駆動回路内に実現される。その際に、第２の調整回路の制御量または入力量は、第１の調整回路により生成された第１の制御信号である。内側の閉ループ制御は、外側の制御ループからの自身の入力値に関係している。
【００１７】
好適に、第２の調整回路が、相前後して連続する２つのさらなる別の制御信号を生成する間に掛かる平均的な時間Ｔ２は、第１の調整回路が、相前後して連続する２つの第１の制御信号を生成する間に掛かる平均的な時間Ｔ１よりも倍数Ｘの分だけ短く、ただし、０＜Ｘ＜１である。これにより、第１の調整回路および第２の調整回路の応答時間は、互いにＸを介して設定され、その際に、第１の調整回路は、第２の調整回路よりも常に遅く動作する。換言すれば、このような実施形態では、内側の制御ループが、外側の制御ループよりも速い。したがって、第１の調整回路により生成され伝達される第１の制御信号を、常に第２の調整回路によって検査し、場合によって補正することが可能である。
【００１８】
好適に、保持電圧ユニットは、スイッチングレギュレータとして実現される。
【００１９】
さらに、少なくとも２つの接触器を駆動するための少なくとも２つの駆動コイルと、当該少なくとも２つの駆動コイルと接続され、自身の出力口で生成される保持電圧によって、少なくとも２つ駆動コイルを通る電流の流れを起こすよう構成された保持電圧ユニットとを含む、少なくとも２つの接触器を駆動する方法が提供される。本方法は、以下の処理工程を含み、すなわち、保持電圧ユニットにより、少なくとも２つの駆動コイルを通って流れる始動電流を提供する工程と、保持電圧ユニットにより、少なくとも２つの駆動コイルを通って流れる保持電流を提供する工程と、少なくとも２つの駆動コイルを通って流れる保持電流を互いに比較し、および／または、少なくとも２つの駆動コイルを通って流れる保持電流のうち最小保持電流を選択する工程と、保持電流のうちの最小保持電流と基準電流とを比較する工程と、少なくとも２つの駆動コイルを通って流れる保持電流の最小保持電流と基準電流との間の比較の結果に従って、保持電圧ユニットの出力口での保持電圧を制御するために、保持電圧ユニットのための第１の制御信号を生成する工程と、第１の制御信号と保持電圧ユニットの出力口での保持電圧とを比較する工程と、第１の制御信号と保持電圧ユニットの出力口の保持電圧との間の比較の結果に従って、保持電圧ユニットの出力口での保持電圧を制御するために、保持電圧ユニットのための第２の制御信号を生成する工程とを含む。
【００２０】
好適に、始動電流は、保持電流よりも大きな値を有する。
本発明の有利な発展形態が、従属請求項において示され、以下の明細書に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
本発明の実施例が、図面、および、以下の明細書の記載によって詳細に解説される。
【図１】従来技術による駆動回路を示す。
【図２】２つの接触器のための本発明に係る駆動回路の一実施形態を示す。
【図３】本発明に係る駆動回路の特別な実施例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１には、従来技術による駆動回路３０が示されている。駆動コイル５０のみそれらに関して示される２つの接触器を駆動する駆動回路３０は、第１の端子１１および第２の端子１２を介して電圧源６０と接続され、電圧源６０は、駆動回路３０に電力供給し、さらに、接触器を駆動するための、駆動回路３０により制御される電流も提供する。接触器の駆動コイル５０は、第１の出力口１５および２つの第２の出力口１６を介して駆動回路３０と接続されている。駆動回路３０は、第１のスイッチ４１と、２つの第２のスイッチ４２を有し、第１のスイッチ４１は、電圧源６０の第１の極端子と駆動回路３０の第１の出力口１５との間に接続され、一方、２つの第２のスイッチ４２はそれぞれ、電圧源６０の第２の極端子と駆動回路３０の２つの出力口１６のうちの１つとの間に接続され、すなわち、各送電線８内に、出力口１６のうちの１つと第２の端子１２との間に存在する。この３つのスイッチ４１、４２が同時に閉鎖される場合には、駆動コイル５０が電圧源６０と直接的に接続され、駆動コイル５０を始動させるために十分な大きさの最大電流が流れ始め、接触器は導電状態に遷移する。
【００２３】
さらに、駆動回路３０は、同じように電圧源６０によって電力供給される保持電圧ユニット１０を有する。保持電圧ユニット１０は、始動段階の後に続く保持段階の間に接触器が閉鎖されたまま保たれるようにする保持電流の流れを起こす。その際に、始動段階の間のように、電気機械的な接触器の慣性質量を克服する必要がないため、接触器を閉鎖した状態で保つためにはより僅かな電流で十分であり、したがって、有利に、電力が節約される。したがって、保持段階の間、第１のスイッチ４１は再び解放され（および、場合によっては、保持電圧ユニット１０が作動され）、保持電流が駆動コイル５０を通って流れる。その際に、保持電流はダイオード４５を介して流れ、このダイオード４５は、保持電圧ユニット１０と駆動コイル５０との間に接続され、保持電圧ユニット１０の出力口への電流の流れを防止するというタスクを有する。
【００２４】
追加的に、図１には、フライホールダイオード４６が備えられ、このフライホールダイオード４６は、保持電流が止められた場合に、駆動コイル５０へと流れる電流のためのフライホイール電流経路を提供するものである。第２のスイッチ４２も解放され、場合により追加的に保持電圧ユニット１０も停止されることにより、上記の停止段階は開始される。駆動コイル５０は、その誘導性により、自身を通って流れる電流の変化に抗して作用するため、供給電圧から切断された後にも、フライホイールダイオード４６と、直列回路であるためダイオード４５とを接続する電流の流れを起こす。駆動コイル５０の第２の端子もこの電流を案内する必要があるため、当該第２の端子では、端子電圧要素４７として機能するツェナーダイオードの故障に繋がる高い負の電圧が発生する。駆動コイル５０内の電気の流れが直ぐに低減され、したがって、駆動コイル５０の磁場も低減され、各接触器が落ち、これにより接触器は解放される。
【００２５】
第１のスイッチ４１と、第２のスイッチ４と、場合により、保持電圧ユニット１０とは、制御ユニット３５によって制御される。
【００２６】
図２には、２つの接触器のための本発明に係る駆動回路３０が示されている。本発明に係る駆動回路３０は、第１の端子１１および第２の端子１２を有し、この第１の端子１１および第２の端子１２を介して、駆動回路３０は、エネルギー貯蔵器の極端子と接続可能であり、例えば、低電圧バッテリの端子と接続可能である。さらに、本発明に係る駆動回路３０は、第１の出力口１５と２つの第２の出力口１６を有し、この第１の出力口１５と２つの第２の出力口１６を介して、駆動回路３０は、２つの接触器のための２つの駆動コイルの端子と接続可能である。その際に、第１の出力口１５は、２つの駆動コイルの第１の末端または第１の端子と接続可能であり、第１の駆動コイルの第２の末端は、第２の出力口１６のうちの第１の出力口１６と接続可能であり、第２の駆動コイルの第２の末端は、第２の出力口１６のうちの第２の出力口１６と接続可能である。その際に、この２つの第２の出力口１６はそれぞれ送電線８を介して、駆動回路３０の第２の端子１２と接続される。さらに、本発明に係る駆動回路３０は、保持電圧ユニット１０を有し、この保持電圧ユニット１０は、出力口６と、制御信号を受信するための入力口９とを備える。出力口６を介して、保持電圧ユニット１０は、第１の出力口１５と接続されている。保持電圧ユニット１０は、駆動コイルの保持電流を設定するための保持電圧を、自身の出力口６で提供するよう構成される。換言すれば、保持電圧ユニット１０は、駆動コイルが駆動回路３０に接続される際に当該駆動コイルを通る電流の流れを起こす保持電圧を、自身の出力口６を介して出力するよう構成される。本発明に基づいて、駆動回路３０は、閉ループ制御回路２０をさらに有し、この閉ループ制御回路２０は、入力側では送電線８と接続され、出力側では保持電圧ユニット１０の入力口９と接続される。換言すれば、閉ループ制御回路２０は、自身の入力口を１つずつ介して、駆動回路３０の送電線８の１つと接続され、自身の出力口によって、保持電圧ユニット１０の入力口９と接続される。閉ループ制御回路２０は、送電線８を流れる電流と、駆動回路３０と接続される場合に駆動コイルを流れる電流とに依存した制御信号を生成し、保持電圧ユニット１０に供給するよう構成される。換言すれば、閉ループ制御回路２０は、接続線８を通る電流に依存する制御信号を生成して、入力口９を介して保持電圧ユニット１０に供給するよう構成される。すなわち、閉ループ制御回路２０により生成される制御信号の特性、すなわち例えば振幅は、送電線８を通る電流に依存する。
【００２７】
その際に、本発明に係る駆動回路３０は、２つの接触器の駆動に限定されない。本発明に係る駆動回路３０は、さらなる別の数の接触器の駆動のために、すなわち２つより多い駆動コイルと接続可能な例えば、４個、８個、またはｎ個の接触器の駆動のために実現されてもよい。
【００２８】
図３は、本発明に係る駆動回路３０の特別な実施例を示している。本実施例は、基本的に、図１に係る駆動回路３０を示しているが、当該駆動回路３０は、図２で示したように、さらに実現された閉ループ制御回路２０の分だけ補完されている。閉ループ制御回路２０または当該閉ループ制御回路２０に該当する事態および関係から外れる構成要素についての記載は、図１および図２についての明細書の記載、または、図１および図２そのものから得られる。すなわち、図３で同じ符号が付された構成要素は、図２の第１の実施例の構成要素および図１の従来技術による駆動回路３０の例の構成要素に対応し、当該構成要素に関する図１および図３での記載は、図３の第２の実施例にも転用される。本実施例では、駆動回路３０は、自身の第１の出力口１５および自身の第２の出力口１６を介して２つの駆動コイル５０と接続される一方、自身の第１の端子１１および第２の端子１２を介して、電圧源として実現されたエネルギー貯蔵器６０と接続される。その際に、駆動コイル５０も、エネルギー貯蔵器６０も、駆動回路３０の一部とは見なされない。
【００２９】
図３に示される本発明に係る駆動回路３０の実施例では、本発明に係る駆動回路３０は、閉ループ制御回路２０を有し、この閉ループ制御回路２０は、最小電流選択回路５と、第１の調整回路１と、第２の調整回路２とを有する。本実施例では、最小電流選択回路５は、送電線８ごとに分路抵抗器を有し、その際に、各送電線８内の分路抵抗器は、それぞれ、各送電線８の切替手段４２と駆動回路３０の端子１２との間に存在する。最小電流選択回路５は、その入力口によって、分路抵抗器の測定端子と接続され、その際、最小電流選択回路５の入力口は、送電線８ごとの、精密整流器７の入力口と同一である。換言すれば、最小電流選択回路５は、送電線８ごとに精密整流器７を１つずつ有し、その際に、精密整流器７の各入力口は、分路抵抗器の測定端子を介して１つの送電線８と接続されている。さらに、精密整流器７は、第２の入力口と、出力口と、を有し、その際に、各第２の入力口は、各精密整流器７の出力口へと戻して案内される。最小電流選択回路５は、抵抗器４をさらに有し、その際に、全ての精密整流器７の出力口は、当該抵抗器４の第１の端子と接続されている。すなわち、最小電流選択回路５内の各精密整流器７は、自身の各出力口を介して、抵抗器４の同じ端子に接続されている。
【００３０】
本実施例では、精密整流器７は、帰還型演算増幅器として実現され、その際に、演算増幅器の反転された入力口は、各演算増幅器の出力口へと戻して案内される。演算増幅器の帰還線またはフィードバック内にはダイオード３が１つずつ配置され、当該ダイオード３のアノードは、各演算増幅器の各反転された入力口と接続され、または、抵抗器４の端子と接続され、一方、ダイオード３のカソードはそれぞれ、属する演算増幅器の出力口と接続されている。精密整流器７が接続されていない抵抗器４の他方の端子は、最小電流選択回路５の出力口と接続され、この出力口を介して、最小電流選択回路５は、第１の調整回路１の入力口と接続される。最小電流選択回路５は、送電線８を通って流れる電流の実際値を、本実施例では分路抵抗器を介して測定し、電流の測定された実際値のうち最小実際値ｌｍｉｎを、最小電流選択回路５の出力口を介して出力するよう構成される。最小電流の選択は、本実施例は、精密整流器７内のダイオード３を介して実現される。どの時点にも最小電流選択回路５の出力口を介して、精密整流器７の入力口での入力値のうち最小の入力値が出力される。電流の実際値を測定するための分路抵抗器の利用も、精密整流器７の利用も、本発明に係る駆動回路３０の最小電流選択回路５の実現のために任意に選択される。ダイオード３を備えた演算増幅器としての精密整流器７の実現も、本実施例では純粋に例として選択されている。別の形態で実現された最小電流選択回路５を備えた本発明に係る駆動回路３０を、例えばダイオード３を引き続き利用して実現することも可能であり、その際には、送電線８を通る電流の実際値の測定も、分路抵抗器を介する測定と異なる形態で行われてもよい。
【００３１】
最小電流選択回路５の出力口を介して、最小電流選択回路５は、電流の測定された実際値のうち最小実際値ｌｍｉｎを第１の調整回路１へと伝達し、この調整回路１の出力口は、保持電圧ユニット１０の入力口９と接続されている。第１の調整回路１は、本実施例では、その入力口を介して自身へと伝達された、電流の測定された実際値のうちの最小実際値ｌｍｉｎを、本実施例では純粋に例として基準センサ１３によって自身に提供される基準値と比較するよう構成される。換言すれば、本実施例では第１の調整回路１は、自身の入力口にフィードバックされた電流を基準値と比較するよう構成される。本実施例において基準値とは、駆動される接触器の最小限必要な保持電流ｌｍｉｎであり、すなわち、接触器を保持状態に保てるように、すなわち保持段階の間閉鎖された状態に保てるように、少なくとも接触器の駆動コイル５０を通って流れなければならない電流である。さらに、第１の調整回路１は、保持電圧ユニット１０の保持電圧を調整するための第１の制御信号であって、測定された電流の実際値のうちの最小実際値ｌＨｍｉｎと、最小限必要な保持電流ｌｍｉｎとの間の比較の結果に依存した上記第１の制御信号を生成して、入力口９を介して保持電圧ユニット１０へと伝達するよう構成される。その際に、第１の調整回路１により生成される第１の制御信号は、その特性が上記比較の結果に対応している。例えば本実施例では、電流の測定された実際値の最小実際値ｌｍｉｎと、最小限必要な保持電流ｌＨｍｉｎとの差分が大きいほど、第１の制御信号の値は大きくなる。すなわち、第１の調整回路１は、本実施例では、電流の測定された実際値の最小実際値ｌｍｉｎと、本実施例では接触器の最小限必要な保持電流ｌＨｍｉｎに相当する基準値との間の比較結果に特に値および時間の点で依存する第１の制御信号を生成し、保持電圧ユニット１０に供給するよう設計される。保持電圧ユニット１０は、本実施例では、第１の制御信号を受信した際には、自身により自身の出力口６で提供される保持電圧の値、および、第１の出力口１５へと流れる保持電流の値を、当該第１の制御信号に対応して変更するよう構成される。本実施例では、保持電圧ユニット１０は純粋に例として、スイッチングレギュレータとして実現され、第１の制御信号は、スイッチングレギュレータの調整度合を決めるデューティサイクルに相当する。保持電流への閉ループ制御は、本実施例では純粋に例として、獲得された第１の制御信号に対応した、保持電圧ユニット１０の出力口での保持電圧の変更を介して行われる。さらに、駆動回路３０は、第２の調整回路２を有し、この第２の調整回路２は、第１の調整回路１により生成された第１の制御信号と、保持電圧ユニット１０の出力口６で当該保持電圧ユニット１０により提供される保持電圧とを比較し、当該比較の結果に従って、第１の制御信号にさらなる別の制御信号を重畳するよう構成される。換言すれば、第２の調整回路２を介して、第１の調整回路１により生成された第１の制御信号が、補正信号の重畳により補正される。その際に、本実施例で保持電圧ユニット１０により提供される保持電圧と比較される第１の制御信号は、純粋に例として、保持電圧ユニット１０の出力口６で最小限必要な保持電圧を設定するために必要な、保持電圧ユニット１０のための制御信号に相当する。換言すれば、第１の制御信号は、保持電圧ユニット１０が自身の出力口６で最小限必要な保持電圧を提供するために当該保持電圧ユニット１０の入力口９に印加される必要がある信号に常に相当する。その際に、最小限必要な保持電圧は、保持段階の間各接触器を始動された状態に保つために十分な電流の流れが、全ての接触器の駆動コイル５０を通って流れるように、保持電圧ユニット１０の出力口６に少なくとも存在する必要がある電圧である。その際に、本実施例では、第２の調整回路２が、相前後して連続する２つのさらなる別の制御信号を生成する間に掛かる平均的な時間Ｔ２は、第１の調整回路１が、相前後して連続する２つの第１の制御信号を生成する間に掛かる平均的な時間Ｔ１よりも倍数Ｘの分だけ短く、ただし、０＜Ｘ＜１である。換言すれば、第１の調整回路１は、第２の調整回路２よりも遅く動作し、これにより、第２の調整回路２は常に、第１の調整回路１により生成された制御信号を補正することができる。
【００３２】
最小電流選択回路５と、第１の調整回路１と、第２の調整回路２との協働を介して、駆動回路３０内には２ループ型またはカスケード型の閉ループ制御系が実現され、当該閉ループ制御系によって、送電線８を通る電流、および、特に接触器の保持段階の間に駆動コイル５０を通る電流が任意の値に調整される。その際に、第１の調整回路１は、駆動回路３０と接続された駆動コイル５０を通る保持電流を制御量として利用する外側の制御ループを閉じ、第２の調整回路２は、保持電圧ユニット１０により提供される保持電圧を制御量として利用する内側の制御ループを閉じる。
【００３３】
ただし、本発明に係る駆動回路３０のために、第１の調整回路１も、第２の調整回路２も任意に選択される。本発明に係る駆動回路３０は、これら構成要素が無い閉ループ制御回路２０を備えて実現されてもよく、このような構成でも、例えば、送電線８を通る最小電流が調整または制御されうる。本実施例では、第１の調整回路１および第２の調整回路２は、継続的に動作し、従って、その入力値と各基準値との比較を継続的に行い、当該比較の結果に従って制御信号を継続的に生成して伝達する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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