(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気モーター用電圧インバーターのキャパシターのためのプレチャージシステムであって、
バッテリーパックの接地端子と前記電圧インバーター内の前記キャパシターの第１端との間に電気的に接続された接地コンタクターと、
互いに電気的に直列接続され、前記バッテリーパックの高圧端子と前記電圧インバーター内の前記キャパシターの第２端との間に電気的に接続されたプレチャージコンタクター及び抵抗と、
前記バッテリーパックの接地端子が前記キャパシターの第１端に電気的に接続されるように、前記接地コンタクターを閉鎖作動位置に誘導する第１制御信号を生成するようにプログラムされ、前記バッテリーパックの高圧端子が前記抵抗を介して前記キャパシターの第２端に電気的に接続されるように、前記プレチャージコンタクターを閉鎖作動位置に誘導する第２制御信号を生成するようにさらにプログラムされたマイクロプロセッサーと、
前記接地コンタクターと前記プレチャージコンタクターとが共に閉鎖作動位置に誘導されて、前記キャパシターのためのプレチャージが開始された時刻にて、前記バッテリーパックの高圧端子と前記バッテリーパックの接地端子との間の第１電圧レベルを測定するように構成された電圧測定回路と、を含み、
前記電圧測定回路は、前記第１電圧レベルを示す第１電圧値を生成するようにさらに構成され、前記第１電圧値は、前記マイクロプロセッサーによって受信され、
前記接地コンタクターと前記プレチャージコンタクターとが共に閉鎖作動位置に誘導されている間、前記電圧測定回路は、第１電線と前記バッテリーパックの接地端子との間の第２、第３及び第４電圧レベルを、第１、第２及び第３時刻にそれぞれ測定するようにさらに構成され、前記第１電線は、前記抵抗と前記キャパシターの第２端との間に電気的に直列接続され、前記第３時刻は前記第２時刻よりも後であり、前記第２時刻は前記第１時刻よりも後であり、前記第１時刻は前記プレチャージが開始された時刻よりも後であり、
前記電圧測定回路は、前記第２、第３及び第４電圧レベルをそれぞれ示す第２、第３及び第４電圧値を生成するようにさらに構成され、前記第２、第３及び第４電圧値は、前記マイクロプロセッサーによって受信され、
前記マイクロプロセッサーは、前記プレチャージが開始された時刻から前記第３時刻までの間に前記抵抗に供給されたエネルギーの総量を、前記第１、第２、第３及び第４電圧値、及び前記抵抗の抵抗レベルに基づいて決定するようにさらにプログラムされ、
前記マイクロプロセッサーは、前記第１電圧値に０．９５を掛けてしきい電圧値を算出し、
前記マイクロプロセッサーは、前記第４電圧値が前記しきい電圧値よりも大きければ、前記バッテリーパックの高圧端子が前記キャパシターの第２端から電気的に分離されるように、前記第２制御信号の生成を中止して、前記プレチャージコンタクターを開放作動位置に誘導するようにさらにプログラムされ、
前記マイクロプロセッサーは、前記第４電圧値が前記しきい電圧値よりも大きくなくても、前記エネルギーの総量がエネルギーのしきい量よりも大きければ、前記バッテリーパックの高圧端子が前記キャパシターの第２端から電気的に分離されるように、前記第２制御信号の生成を中止して、前記プレチャージコンタクターを開放作動位置に誘導するようにさらにプログラムされ、
前記マイクロプロセッサーは、
前記プレチャージが開始された時刻から前記第１時刻までの間に前記抵抗に供給されたエネルギーの第１平均量を、前記第１電圧値と前記第２電圧値との差分を前記抵抗の抵抗レベルで除して求めた、前記抵抗に流れる第１電流値と、前記抵抗の抵抗レベルと、前記プレチャージが開始された時刻から前記第１時刻までの間の時間とに基づいて決定し、
前記第１時刻と前記第２時刻との間に前記抵抗に供給されたエネルギーの第２平均量を、前記第２電圧値と前記第３電圧値の第１平均電圧値を求め、前記第１電圧値と前記第１平均電圧値との差分を前記抵抗の抵抗レベルで除して求めた、前記抵抗に流れる第２電流値と、前記抵抗の抵抗レベルと、前記第１時刻と前記第２時刻との間の時間とに基づいて決定し、
前記第２時刻と前記第３時刻との間に前記抵抗に供給されたエネルギーの第３平均量を、前記第３電圧値と前記第４電圧値の第２平均電圧値を求め、前記第１電圧値と前記第２平均電圧値との差分を前記抵抗の抵抗レベルで除して求めた、前記抵抗に流れる第３電流値と、前記抵抗の抵抗レベルと、前記第２時刻と前記第３時刻との間の時間とに基づいて決定し、
前記エネルギーの総量を、前記エネルギーの第１、第２、及び第３平均量を順次積算して決定する
ようにさらにプログラムされることを特徴とするプレチャージシステム。
【請求項２】
電気モーター用電圧インバーターのキャパシターを充電するための方法であって、
バッテリーパックの接地端子と前記電圧インバーター内の前記キャパシターの第１端との間に電気的に接続される接地コンタクター、互いに電気的に直列接続されて前記バッテリーパックの高圧端子と前記電圧インバーター内の前記キャパシターの第２端との間に電気的に接続されるプレチャージコンタクター及び抵抗、電圧測定回路及びマイクロプロセッサーを備えたプレチャージ回路を提供する段階と、
前記マイクロプロセッサーを用いて、前記バッテリーパックの接地端子が前記キャパシターの第１端に電気的に接続されるように、前記接地コンタクターを閉鎖作動位置に誘導する第１制御信号を生成する段階と、
前記マイクロプロセッサーを用いて、前記バッテリーパックの高圧端子が前記抵抗を介して前記キャパシターの第２端に電気的に接続されるように、前記プレチャージコンタクターを閉鎖作動位置に誘導する第２制御信号を生成する段階と、
前記電圧測定回路を用いて、前記接地コンタクターと前記プレチャージコンタクターとが共に閉鎖作動位置に誘導されて、前記キャパシターのためのプレチャージが開始された時刻にて、前記バッテリーパックの高圧端子と前記バッテリーパックの接地端子との間の第１電圧レベルを測定する段階と、
前記電圧測定回路を用いて、前記第１電圧レベルを示す第１電圧値を生成する段階と、
前記第１電圧値に０．９５を掛けてしきい電圧値を算出する段階と、
前記電圧測定回路を用いて、前記接地コンタクターと前記プレチャージコンタクターとが共に閉鎖作動位置に誘導されている間、第１電線と前記バッテリーパックの接地端子との間の第２、第３及び第４電圧レベルを、第１、第２及び第３時刻にそれぞれ測定する段階と、
前記電圧測定回路を用いて、前記第２、第３及び第４電圧レベルをそれぞれ示す第２、第３及び第４電圧値を生成する段階と、
前記マイクロプロセッサーを用いて、前記プレチャージが開始された時刻から前記第３時刻までの間に前記抵抗に供給されたエネルギーの総量を、前記第１、第２、第３及び第４電圧値、及び前記抵抗の抵抗レベルに基づいて決定する段階と、
前記マイクロプロセッサーを用いて、前記第４電圧値が前記しきい電圧値よりも大きければ、前記高圧端子が前記キャパシターの第２端から電気的に分離されるように、前記第２制御信号の生成を中止して、前記プレチャージコンタクターを開放作動位置に誘導する段階と、
前記マイクロプロセッサーを用いて、前記第４電圧値が前記しきい電圧値よりも大きくなくても、前記エネルギーの総量がエネルギーのしきい量よりも大きければ、前記バッテリーパックの高圧端子が前記キャパシターの第２端から電気的に分離されるように、前記第２制御信号の生成を中止して、前記プレチャージコンタクターを開放作動位置に誘導する段階と、を含み、
前記第１電圧値は、前記マイクロプロセッサーによって受信され、前記第１電線は、前記抵抗と前記キャパシターの第２端との間に電気的に直列接続され、前記第３時刻は、前記第２時刻よりも後であり、前記第２時刻は、前記第１時刻よりも後であり、前記第１時刻は、前記プレチャージが開始された時刻よりも後であり、
前記マイクロプロセッサーを用いて、前記プレチャージが開始された時刻から前記第３時刻までの間に前記抵抗に供給されたエネルギーの総量を、前記第１、第２、第３及び第４電圧値、及び前記抵抗の抵抗レベルに基づいて決定する段階は、
前記マイクロプロセッサーを用いて、前記プレチャージが開始された時刻から前記第１時刻までの間に前記抵抗に供給されたエネルギーの第１平均量を、前記第１電圧値と前記第２電圧値との差分を前記抵抗の抵抗レベルで除して求めた、前記抵抗に流れる第１電流値と、前記抵抗の抵抗レベルと、前記プレチャージが開始された時刻から前記第１時刻までの間の時間とに基づいて決定する段階と、
前記マイクロプロセッサーを用いて、前記第１時刻と前記第２時刻との間に前記抵抗に供給されたエネルギーの第２平均量を、前記第２電圧値と前記第３電圧値の第１平均電圧値を求め、前記第１電圧値と前記第１平均電圧値との差分を前記抵抗の抵抗レベルで除して求めた、前記抵抗に流れる第２電流値と、前記抵抗の抵抗レベルと、前記第１時刻と前記第２時刻との間の時間とに基づいて決定する段階と、
前記マイクロプロセッサーを用いて、前記第２時刻と前記第３時刻との間に前記抵抗に供給されたエネルギーの第３平均量を、前記第３電圧値と前記第４電圧値の第２平均電圧値を求め、前記第１電圧値と前記第２平均電圧値との差分を前記抵抗の抵抗レベルで除して求めた、前記抵抗に流れる第３電流値と、前記抵抗の抵抗レベルと、前記第２時刻と前記第３時刻との間の時間とに基づいて決定する段階と、
前記マイクロプロセッサーを用いて、前記エネルギーの総量を、前記エネルギーの第１、第２、及び第３平均量を順次積算して決定する段階と、を含むことを特徴とする電気モーター用電圧インバーターのキャパシターを充電するための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレチャージシステムに関し、より詳しくは、電気モーター用電圧インバーター内のキャパシターのためのプレチャージシステムに関する。
【０００２】
本出願は、２０１３年１２月２日出願の米国仮特許出願第６１／９１０，４９７号及び２０１３年１２月１３日出願の米国正規特許出願第１４／１０５，２１９号に基づく優先権を主張するものであり、該当米国出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に援用される。
【背景技術】
【０００３】
本出願の発明者は、抵抗の劣化を防止するように、抵抗に供給されるエネルギーの量を制限しながら、抵抗を介して電流を供給してキャパシターを充電する電気モーター用電圧インバーターのキャパシターのためのプレチャージシステムに対する必要性を認識した。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記必要性に鑑みてなされたものであり、キャパシターに電気的に接続された抵抗に供給されるエネルギーの量を制限しながら、キャパシターを充電できるプレチャージシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施態様による電気モーター用電圧インバーターのキャパシターのためのプレチャージシステムが提供される。プレチャージシステムは、バッテリーパックの接地端子と電圧インバーター内のキャパシターの第１端との間に電気的に接続された接地コンタクターを含む。プレチャージシステムは、互いに電気的に直列接続されたプレチャージコンタクター及び抵抗をさらに含む。プレチャージコンタクター及び抵抗は、バッテリーパックの高圧端子と電圧インバーター内のキャパシターの第２端との間に電気的に接続される。プレチャージシステムは、接地コンタクターが閉鎖作動位置を有するように誘導し、バッテリーパックの接地端子をキャパシターの第１端に電気的に接続する第１制御信号を生成するようにプログラムされたマイクロプロセッサーをさらに含む。マイクロプロセッサーは、プレチャージコンタクターが閉鎖作動位置を有するように誘導し、バッテリーパックの高圧端子を抵抗を介してキャパシターの第２端に電気的に接続する第２制御信号を生成するようにさらにプログラムされる。プレチャージシステムは、バッテリーパックの高圧端子とバッテリーパックの接地端子との間の第１電圧レベルを測定するように構成された電圧測定回路をさらに含む。電圧測定回路は、第１電圧レベルを示す第１電圧値を生成するようにさらに構成され、これは、マイクロプロセッサーによって受信される。電圧測定回路は、第１電線とバッテリーパックの接地端子との間の第２、第３及び第４電圧レベルを、第１、第２及び第３時間にそれぞれ測定するようにさらに構成される。第１電線は、抵抗とキャパシターの第２端との間に電気的に直列接続される。第３時間は、第２時間よりも後であり、第２時間は、第１時間よりも後である。電圧測定回路は、第２、第３及び第４電圧レベルをそれぞれ示す第２、第３及び第４電圧値を生成するようにさらに構成され、これらは、マイクロプロセッサーによって受信される。マイクロプロセッサーは、第１時間と第３時間との間に抵抗に供給されたエネルギーの総量を、第１、第２、第３及び第４電圧値、及び抵抗の抵抗レベルに基づいて決定するようにさらにプログラムされる。マイクロプロセッサーは、エネルギーの総量がエネルギーのしきい量よりも大きければ、プレチャージコンタクターが開放作動位置を有するように誘導し、バッテリーパックの高圧端子をキャパシターの第２端から電気的に分離するように、第２制御信号の生成を中止するようにさらにプログラムされる。
【０００６】
本発明の別の実施態様による電気モーター用電圧インバーターのキャパシターを充電するための方法が提供される。本方法は、接地コンタクター、プレチャージコンタクター、抵抗、電圧測定回路及びマイクロプロセッサーを備えたプレチャージ回路を提供することを含む。接地コンタクターは、バッテリーパックの接地端子と電圧インバーター内のキャパシターの第１端との間に電気的に接続される。プレチャージコンタクターと抵抗とは、互いに電気的に直列接続される。プレチャージコンタクター及び抵抗は、バッテリーパックの高圧端子と電圧インバーター内のキャパシターの第２端との間に電気的に接続される。本方法は、マイクロプロセッサーを用いて、接地コンタクターが閉鎖作動位置を有するように誘導し、バッテリーパックの接地端子をキャパシターの第１端に電気的に接続する第１制御信号を生成することをさらに含む。本方法は、マイクロプロセッサーを用いて、プレチャージコンタクターが閉鎖作動位置を有するように誘導し、バッテリーパックの高圧端子を抵抗を介してキャパシターの第２端に電気的に接続する第２制御信号を生成することをさらに含む。本方法は、電圧測定回路を用いて、バッテリーパックの高圧端子とバッテリーパックの接地端子との間の第１電圧レベルを測定することをさらに含む。本方法は、電圧測定回路を用いて、第１電圧レベルを示す第１電圧値を生成することをさらに含み、これはマイクロプロセッサーによって受信される。本方法は、電圧測定回路を用いて、第１電線とバッテリーパックの接地端子との間の第２、第３及び第４電圧レベルを、第１、第２及び第３時間にそれぞれ測定することをさらに含む。第１電線は、抵抗とキャパシターの第２端との間に電気的に直列接続される。第３時間は、第２時間よりも後であり、第２時間は、第１時間よりも後である。本方法は、電圧測定回路を用いて、第２、第３及び第４電圧レベルをそれぞれ示す第２、第３及び第４電圧値を生成することをさらに含み、これらは、マイクロプロセッサーによって受信される。本方法は、マイクロプロセッサーを用いて、第１時間と第３時間との間に抵抗に供給されたエネルギーの総量を、第１、第２、第３及び第４電圧値、及び抵抗の抵抗レベルに基づいて決定することをさらに含む。本方法は、マイクロプロセッサーを用いて、エネルギーの総量がエネルギーのしきい量よりも大きければ、プレチャージコンタクターが開放作動位置を有するように誘導し、バッテリーパックの高圧端子をキャパシターの第２端から電気的に分離するように、第２制御信号の生成を中止することをさらに含む。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によるプレチャージシステム及び方法は、他のシステム及び方法に対して実質的な長所を提供する。特に、本発明によるプレチャージシステム及び方法は、キャパシターに電気的に接続された抵抗に供給されるエネルギーの総量を制限しながら、電気モーター用電圧インバーターのキャパシターを充電する技術的な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態によるプレチャージシステムを備えた電気自動車のブロック図である。
【図２】図１のプレチャージシステムに用いられた電圧測定回路のブロック図である。
【図３】本発明の別の実施形態による電気モーター用電圧インバーターのキャパシターを充電するための方法のフローチャートである。
【図４】本発明の別の実施形態による電気モーター用電圧インバーターのキャパシターを充電するための方法のフローチャートである。
【図５】本発明の別の実施形態による電気モーター用電圧インバーターのキャパシターを充電するための方法のフローチャートである。
【図６】本発明の別の実施形態による電気モーター用電圧インバーターのキャパシターを充電するための方法のフローチャートである。
【図７】図１のプレチャージシステムに係わる例示的なバッテリーパック電圧値、リンク電圧値、平均リンク電圧値、平均電流値、平均電力値及び総エネルギー値を示した表である。
【図８】図７のパック電圧値及びリンク電圧値を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、本発明の一実施形態による電気モーター７０用電圧インバーター６０内のキャパシター６２を予備充電（ｐｒｅ−ｃｈａｒｇｉｎｇ）するためのプレチャージシステム（ｐｒｅ−ｃｈａｒｇｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ）３０を備えた電気自動車１０を示す。電気自動車１０は、バッテリーパック２０、マイクロプロセッサー２５、プレチャージシステム３０、メインコンタクター（ｍａｉｎ  ｃｏｎｔａｃｔｏｒ）４０、電圧インバーター６０、電気モーター７０及び電線１００，１０２，１０４，１０６，１０８，１１０，１１２，１３０，１３２，１４０，１４２，１５０，１５２，１６０，１６１を含む。プレチャージシステム３０の長所は、キャパシター６２に電気的に接続されたプレチャージ抵抗（ｐｒｅ−ｃｈａｒｇｉｎｇ  ｒｅｓｉｓｔｏｒ）２１４を介して流れるエネルギーの総量を制限しながら、電圧インバーター６０内のキャパシター６２を充電することにある。プレチャージシステム３０は、以後、メインコンタクター４０が高電圧（ｈｉｇｈ  ｖｏｌｔａｇｅ）をバッテリーパック２０からキャパシター６２に供給するとき、瞬間的な突入電流（ｉｎｒｕｓｈ  ｃｕｒｒｅｎｔ）の量が減少するよう、キャパシター６２を充電する。
【００１０】
バッテリーパック２０は、電線１１２を介して、電気モーター７０に作動電圧を出力する電圧インバーター６０へ作動電圧を出力するように構成される。バッテリーパック２０は、互いに電気的に直列接続されたバッテリーモジュール１７０，１７２を含む。バッテリーパック２０は、高圧端子（ｈｉｇｈ  ｖｏｌｔａｇｅ  ｔｅｒｍｉｎａｌ）１７４及び接地端子（ｇｒｏｕｎｄ  ｔｅｒｍｉｎａｌ）１７６をさらに含む。
【００１１】
マイクロプロセッサー２５は、メインコンタクター（ｍａｉｎ  ｃｏｎｔａｃｔｏｒ）４０、接地コンタクター（ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ  ｃｏｎｔａｃｔｏｒ）２００及びプレチャージコンタクター（ｐｒｅ−ｃｈａｒｇｉｎｇ  ｃｏｎｔａｃｔｏｒ）２１０の作動を制御する制御信号を生成するようにプログラムされる。特に、マイクロプロセッサー２５は、接地コンタクター２００が閉鎖作動位置を有するように誘導する制御信号を生成し、キャパシター６２を充電するためにプレチャージコンタクター２１０が閉鎖作動位置を有するように誘導するさらに別の制御信号を生成するようにプログラムされる。また、マイクロプロセッサー２５は、キャパシター６２の充電が完了すれば、メインコンタクター４０が閉鎖作動位置を有するように誘導する制御信号を生成するようにプログラムされる。
【００１２】
マイクロプロセッサー２５は、電線１４０，１４２によって接地コンタクター２００に電気的に接続される。接地コンタクター２００は、接地コンタクターコイル（ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ  ｃｏｎｔａｃｔｏｒ  ｃｏｉｌ）２５０及び接点（ｃｏｎｔａｃｔ）２５４を含む。マイクロプロセッサー２５は、電線１４０，１４２上に高いロジック電圧（ｈｉｇｈ  ｌｏｇｉｃ  ｖｏｌｔａｇｅ）を生成して接地コンタクターコイル２５０を励起（ｅｎｅｒｇｉｚｅ）させることで、接点２５４の閉鎖作動位置への移動を誘導するようにプログラムされる。接点２５４が閉鎖作動位置を有するとき、キャパシター６２の第１端がバッテリーパック２０の接地端子１７６に電気的に接続される。
【００１３】
マイクロプロセッサー２５は、電線１５０，１５２を介してプレチャージコンタクター２１０に電気的に接続される。プレチャージコンタクター２１０は、プレチャージコンタクターコイル（ｐｒｅ−ｃｈａｒｇｉｎｇ  ｃｏｎｔａｃｔｏｒ  ｃｏｉｌ）２６０及び接点（ｃｏｎｔａｃｔ）２６４を含む。マイクロプロセッサー２５は、電線１５０，１５２上に高いロジック電圧（ｈｉｇｈ  ｌｏｇｉｃ  ｖｏｌｔａｇｅ）を生成してプレチャージコンタクターコイル２６０を励起（ｅｎｅｒｇｉｚｅ）させることで、接点２６４の閉鎖作動位置への移動を誘導するようにプログラムされる。接点２６４が閉鎖作動位置を有するとき、キャパシター６２の第２端が、抵抗（ｒｅｓｉｓｔｏｒ）２１４を介してバッテリーパック２０の高圧端子１７４に電気的に接続される。
【００１４】
マイクロプロセッサー２５は、電線１３０，１３２によってメインコンタクター４０に電気的に接続される。メインコンタクター４０は、メインコンタクターコイル（ｍａｉｎ  ｃｏｎｔａｃｔｏｒ  ｃｏｉｌ）２４０及び接点（ｃｏｎｔａｃｔ）２４４を含む。マイクロプロセッサー２５は、電線１３０，１３２上に高いロジック電圧（ｈｉｇｈ  ｌｏｇｉｃ  ｖｏｌｔａｇｅ）を生成してメインコンタクターコイル２４０を励起（ｅｎｅｒｇｉｚｅ）させることで、接点２４４の閉鎖作動位置への移動を誘導するようにプログラムされる。接点２４４が閉鎖作動位置を有するとき、キャパシター６２の第２端が、バッテリーパック２０の高圧端子１７４に電気的に接続される。接点２４４，２５４の両方が閉鎖作動位置を有するとき、電圧インバーター６０がバッテリーパック２０の高圧端子１７４と接地端子１７６との間に電気的に接続されて電気モーター７０に作動電圧を供給する。
【００１５】
プレチャージシステム３０は、プレチャージ抵抗２１４に供給されるエネルギーの量を制限しながら、電圧インバーター６０内のキャパシター６２を充電するように提供される。プレチャージシステム３０は、マイクロプロセッサー２５、接地コンタクター２００、プレチャージコンタクター２１０、抵抗２１４及び電圧測定回路２２０を含む。
【００１６】
図１及び図２を参照すれば、電圧測定回路２２０は、マルチプレクサー（ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）２９０及びマルチプレクサー２９０に動作可能に接続されたアナログ−デジタルコンバータ（ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−ｄｉｇｉｔａｌ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）２９２を含む。マルチプレクサーは、電線１０２，１００，１０８にそれぞれ接続された入力端子Ａ，Ｂ，Ｃを有する。また、マルチプレクサー２９０は、電線１６１に電気的に接続された選択端子Ｓを有する。マルチプレクサー２９０は、マイクロプロセッサー２５から選択端子Ｓに向う選択信号を受信し、出力端子（ＯＵＴ）を介してアナログ−デジタルコンバータ２９２へ送る端子Ａ，Ｂ，Ｃの電圧のうち一つを選択する。したがって、マルチプレクサー２９０は、端子Ａ，Ｂ，Ｃの電圧を出力端子（ＯＵＴ）を介してアナログ−デジタルコンバータ２９２へそれぞれ送る選択端子（Ｓ）に対する第１、第２、及び第３選択信号をマイクロプロセッサー２５から受信する。
【００１７】
アナログ−デジタルコンバータ２９２は、マルチプレクサー２９０の出力端子（ＯＵＴ）から電圧を受信するように構成される。また、アナログ−デジタルコンバータ２９２は、受信された電圧の振幅（ａｍｐｌｉｔｕｄｅ）を測定し、受信された電圧の振幅を示す２進電圧値（ｂｉｎａｒｙ  ｖｏｌｔａｇｅ  ｖａｌｕｅ）を生成するように構成される。アナログ−デジタルコンバータ２９２は、２進電圧値を電線１６０を介してマイクロプロセッサー２５へ送る。
【００１８】
作動時、電圧測定回路２２０は、バッテリーパック２０の高圧端子１７４と接地端子１７６との間の電圧レベル（ｖｏｌｔａｇｅ  ｌｅｖｅｌ）を測定するように構成される。また、電圧測定回路２２０は、高圧端子１７４と接地端子１７６との間の電圧レベルを示す２進電圧値を生成するように構成され、これはマイクロプロセッサー２５によって受信される。
【００１９】
また、電圧測定回路２２０は、電線１０２とバッテリーパック２０の接地端子１７６との間の電圧レベルを測定するように構成される。また、電圧測定回路２２０は、電線１０２と接地端子１７６との間の電圧レベルを示す２進電圧値を生成するように構成され、これはマイクロプロセッサー２５によって受信される。
【００２０】
以下、図１〜図６を参照し、一実施形態による電圧インバーター６０内のキャパシター６２を充電するための方法のフローチャートを説明する。フローチャートは、ＤＥＬＴＡ＿Ｔで表された時間の間に行われ得る３６２段階から４０６段階までの一次ループ（ｐｒｉｍａｒｙ  ｌｏｏｐ）を有する。したがって、一次ループは、例えば、実質的に第１時間に初期実行された後、実質的に第２時間に再度実行され、実質的に第３時間に再度実行され得る。
【００２１】
３５０段階において、使用者は、接地コンタクター２００、プレチャージコンタクター２１０、抵抗２１４、電圧測定回路２２０、及びマイクロプロセッサー２５を備えたプレチャージシステム３０を提供する。接地コンタクター２００は、バッテリーパック２０の接地端子１７６と電圧インバーター６０内のキャパシターの第１端との間に電気的に接続される。プレチャージコンタクター２１０と抵抗２１４とは、互いに電気的に直列接続される。プレチャージコンタクター２１０及び抵抗２１４は、バッテリーパック２０の高圧端子１７４と電圧インバーター６０内のキャパシター６２の第２端との間に電気的に接続される。
【００２２】
３５２段階において、マイクロプロセッサー２５は、接地コンタクター２００が閉鎖作動位置を有するように誘導し、バッテリーパック２０の接地端子１７６をキャパシター６２の第１端に電気的に接続する第１制御信号を生成する。３５２段階の後、本方法は３５４段階に進む。
【００２３】
３５４段階において、マイクロプロセッサー２５は、プレチャージコンタクター２１０が閉鎖作動位置を有するように誘導し、高圧端子１７４を抵抗２１４を介してキャパシター６２の第２端に電気的に接続する第２制御信号を生成する。３５４段階の後、本方法は３５６段階に進む。
【００２４】
３５６段階において、電圧測定回路２２０は、バッテリーパック２０の高圧端子１７４と接地端子１７６との間の第１電圧レベルを測定する。３５６段階の後、本方法は３５８段階に進む。
【００２５】
３５８段階において、電圧測定回路２２０は、第１電圧レベルを示す第１電圧値（例えば、２進電圧値）を生成し、これはマイクロプロセッサー２５によって受信され、マイクロプロセッサー２５は、第１電圧値の振幅をソフトウェア変数ＰＡＣＫ＿ＶＯＬＴＡＧＥに保存する。３５８段階の後、本方法は３６０段階に進む。
【００２６】
３６０段階において、マイクロプロセッサー２５は、下記の式を用いて以下のソフトウェア変数を初期化する：
ＬＩＮＫ＿ＴＡＲＧＥＴ＿ＶＯＬＴＡＧＥ＝ＰＡＣＫ＿ＶＯＬＴＡＧＥ×０．９５
Ｅ＿ＴＯＴＡＬ＝０
Ｅ＿ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ＝１２００
ＯＬＤ＿ＬＩＮＫ＿ＶＯＬＴＡＧＥ＝ＬＩＮＫ＿ＶＯＬＴＡＧＥ
ＬＯＯＰ＿ＣＯＵＮＴ＝０
ＬＯＯＰ＿ＣＯＵＮＴ＿ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ＝３０
ＤＥＬＴＡ＿Ｔ＝０．１
ＲＥＳＩＳＴＡＮＣＥ＝２５「抵抗２１４の抵抗レベル（ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  ｌｅｖｅｌ，単位：ｏｈｍｓ）」
３６０段階の後、本方法は３６２段階に進む。
【００２７】
３６２段階において、マイクロプロセッサー２５は、１０ミリ秒（ｍｉｌｌｉｓｅｃｏｎｄｓ）間遅延される。３６２段階の後、本方法は３６４段階に進む。
【００２８】
３６４段階において、電圧測定回路２２０は、第１電線１０２とバッテリーパック２０の接地端子１７６との間の電圧レベルを測定する。第１電線１０２は、抵抗２１４とキャパシター６２の第２端との間に電気的に直列接続される。３６４段階の後、本方法は３６６段階に進む。
【００２９】
３６６段階において、電圧測定回路２２０は、（３６４段階の）電圧レベルの振幅を示す電圧値（例えば、２進電圧値）を生成し、これはマイクロプロセッサー２５によって受信され、マイクロプロセッサー２５は、電圧値をソフトウェア変数ＬＩＮＫ＿ＶＯＬＴＡＧＥに保存する。３６６段階の後、本方法は、３６８段階に進む。
【００３０】
３６８段階において、マイクロプロセッサー２５は、ＬＩＮＫ＿ＶＯＬＴＡＧＥがＬＩＮＫ＿ＴＡＲＧＥＴ＿ＶＯＬＴＡＧＥよりも大きいかを判断する。３６８段階の値が「はい」であれば、本方法は４１０段階に進む。そうでなければ、本方法は３７０段階に進む。
【００３１】
３７０段階において、マイクロプロセッサー２５は、下記の式を用いてソフトウェア変数ＮＥＷ＿ＬＩＮＫ＿ＶＯＬＴＡＧＥの値を設定する：
ＮＥＷ＿ＬＩＮＫ＿ＶＯＬＴＡＧＥ＝ＬＩＮＫ＿ＶＯＬＴＡＧＥ
３７０段階の後、本方法は３８０段階に進む。
【００３２】
３８０段階において、マイクロプロセッサー２５は、下記の式を用いて第１電線１０２とバッテリーパック２０の接地端子１７６との間の平均電圧レベルを示す平均電圧値（ＡＶＥＲＡＧＥ＿ＬＩＮＫ＿ＶＯＬＴＡＧＥ）を決める：
ＡＶＥＲＡＧＥ＿ＬＩＮＫ＿ＶＯＬＴＡＧＥ＝（（ＮＥＷ＿ＬＩＮＫ＿ＶＯＬＴＡＧＥ＋ＯＬＤ＿ＬＩＮＫ＿ＶＯＬＴＡＧＥ）／２）
３８０段階の後、本方法は３８２段階に進む。
【００３３】
３８２段階において、マイクロプロセッサー２５は、下記の式を用いてＬＯＯＰ＿ＣＯＵＮＴと以前のＬＯＯＰ＿ＣＯＵＮＴとの間の実質的な時間である時間間隔（ＤＥＬＴＡ＿Ｔ）の間、抵抗２１４を介して流れる電流の平均量（Ｉ＿ＡＶＥＲＡＧＥ）を決定する：
Ｉ＿ＡＶＥＲＡＧＥ＝（（ＰＡＣＫ＿ＶＯＬＴＡＧＥ−ＡＶＥＲＡＧＥ＿ＬＩＮＫ＿ＶＯＬＴＡＧＥ）／ＲＥＳＩＳＴＡＮＣＥ）
３８２段階の後、本方法は３８４段階に進む。
【００３４】
３８４段階において、マイクロプロセッサー２５は、下記の式を用いて時間間隔（ＤＥＬＴＡ＿Ｔ）の間、抵抗２１４によって消耗した（ｄｉｓｓｉｐａｔｅｄ）電力平均量（Ｐ＿ＡＶＥＲＡＧＥ）を決める：
Ｐ＿ＡＶＥＲＡＧＥ＝Ｉ＿ＡＶＥＲＡＧＥ×Ｉ＿ＡＶＥＲＡＧＥ×ＲＥＳＩＳＴＡＮＣＥ
３８４の段階の後、本方法は３８６段階に進む。
【００３５】
３８６段階において、マイクロプロセッサー２５は、下記の式を用いて抵抗２１４に供給されたエネルギーの平均量（Ｅ＿ＡＶＥＲＡＧＥ）を決める：
Ｅ＿ＡＶＥＲＡＧＥ＝Ｐ＿ＡＶＥＲＡＧＥ×ＤＥＬＴＡ＿Ｔ
３８６段階の後、本方法は３８８段階に進む。
【００３６】
３８８段階において、マイクロプロセッサー２５は、下記の式を用いて抵抗２１４に供給されたエネルギーの総量（Ｅ＿ＴＯＴＡＬ）を決める：
Ｅ＿ＴＯＴＡＬ＝Ｅ＿ＴＯＴＡＬ＋Ｅ＿ＡＶＥＲＡＧＥ
３８８段階の後、本方法は４００段階に進む。
【００３７】
４００段階において、マイクロプロセッサー２５は、Ｅ＿ＴＯＴＡＬがエネルギーのしきい量（Ｅ＿ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ）よりも大きいかを判断する。４００段階の値が「はい」であれば、本方法は４０２段階に進む。そうでなければ、本方法は４０４段階に進む。
【００３８】
４０２段階において、マイクロプロセッサー２５は、プレチャージコンタクター２１０が開放作動位置を有するように誘導し、高圧端子１７４をキャパシター６２の第２端から電気的に分離するように、第２制御信号の生成を中止し、ＢＵＳ＿ＳＨＯＲＴ＿ＦＡＵＬＴ＿ＦＬＡＧを「真（ＴＲＵＥ）」に設定する。４０２段階の後、本方法は終了する。
【００３９】
なお、４００段階を参照すると、４００段階の値が「いいえ」であれば、本方法は４０４段階に進む。４０４段階において、マイクロプロセッサー２５は、下記の式を用いてソフトウェア変数ＯＬＤ＿ＬＩＮＫ＿ＶＯＬＴＡＧＥ及びソフトウェア変数ＬＯＯＰ＿ＣＯＵＮＴをアップデートする：
ＯＬＤ＿ＬＩＮＫ＿ＶＯＬＴＡＧＥ＝ＮＥＷ＿ＬＩＮＫ＿ＶＯＬＴＡＧＥ；及び
ＬＯＯＰ＿ＣＯＵＮＴ＝ＬＯＯＰ＿ＣＯＵＮＴ＋１
４０４段階の後、本方法は４０６段階に進む。
【００４０】
４０６段階において、マイクロプロセッサー２５は、ＬＯＯＰ＿ＣＯＵＮＴがＬＯＯＰ＿ＣＯＵＮＴ＿ＴＨＲＥＳＨＯＬＤよりも大きいかを判断する。４０６段階の値が「はい」であれば、本方法は４０８段階に進む。そうでなければ、本方法は３６２段階に進む。
【００４１】
４０８段階において、マイクロプロセッサー２５は、プレチャージコンタクター２１０が開放作動位置を有するように誘導し、高圧端子１７４をキャパシター６２の第２端から電気的に分離するように、第２制御信号の生成を中止し、ＰＲＥ−ＣＨＡＲＧＥ＿ＴＩＭＥ＿ＯＵＴ＿ＦＬＡＧを「真（ＴＲＵＥ）」に設定する。４０８段階の後、本方法は終了する。
【００４２】
なお、３６８段階を参照すると、３６８段階の値が「はい」であれば、本方法は４１０段階に進む。４１０段階において、マイクロプロセッサー２５は、プレチャージコンタクター２１０が開放作動位置を有するように誘導し、高圧端子１７４をキャパシター６２の第２端から電気的に分離するように、第２制御信号の生成を中止し、ＰＲＥ−ＣＨＡＲＧＥ＿ＣＯＭＰＬＥＴＥ＿ＦＬＡＧを「真（ＴＲＵＥ）」に設定する。４１０段階の後、本方法は終了する。
【００４３】
図７を参照すれば、プレチャージシステム３０がキャパシター６２を充電する間、時間の経過につれて決められた例示的なＰＡＣＫ＿ＶＯＬＴＡＧＥ値、ＬＩＮＫ＿ＶＯＬＴＡＧＥ値、ＡＶＥＲＡＧＥ＿ＬＩＮＫ＿ＶＯＬＴＡＧＥ値、Ｉ＿ＡＶＥＲＡＧＥ値、Ｐ＿ＡＶＥＲＡＧＥ値、及びＥ＿ＴＯＴＡＬ値の表４５０が示される。ＰＡＣＫ＿ＶＯＬＴＡＧＥ値は、バッテリーパック２０の高圧端子１７４と接地端子１７６との間に電圧測定回路２２０によって測定された電圧レベルを示す値である。ＬＩＮＫ＿ＶＯＬＴＡＧＥ値は、電線１０２と接地端子１７６との間に電圧測定回路２２０によって測定された電圧レベルを示す値である。また、ＬＩＮＫ＿ＶＯＬＴＡＧＥ値は、キャパシター６２の電圧レベルである。ＡＶＥＲＡＧＥ＿ＬＩＮＫ＿ＶＯＬＴＡＧＥ値は、前記フローチャートで説明された関連式に基づいて決定される。また、Ｉ＿ＡＶＥＲＡＧＥ値は、前記フローチャートで説明された関連式に基づいて決められる。また、Ｐ＿ＡＶＥＲＡＧＥ値は、前記フローチャートで説明された関連式に基づいて決定される。最後に、Ｅ＿ＴＯＴＡＬ値は、前記フローチャートで説明された関連式に基づいて決められる。
【００４４】
図８を参照すれば、グラフ４６０は、図７のテーブル４５０のＰＡＣＫ＿ＶＯＬＴＡＧＥ値、ＬＩＮＫ＿ＶＯＬＴＡＧＥ値、及びＥ＿ＴＯＴＡＬ値を図解的に示す。図示したように、Ｅ＿ＴＯＴＡＬ値は、時間の経過につれて抵抗２１４に供給されたエネルギーの総量を示し、それは曲線４６２と曲線４６４との間の領域として表される。
【００４５】
プレチャージシステム及び方法は、他のシステム及び方法に対し、実質的な長所を提供する。特に、プレチャージシステム及び方法は、キャパシターに電気的に接続された抵抗に供給されるエネルギーの総量を制限しながら、電気モーター用電圧インバーターのキャパシターを充電する技術的な効果を奏する。
【００４６】
上述の方法は、前記の方法を実施するためのコンピューター実行可能な命令語を備えた一つまたはそれ以上のコンピューター可読媒体の形態で少なくとも部分的に実施され得る。コンピューター可読媒体は、以下のもの、すなわち、ハードドライブ、ＲＡＭメモリー、フラッシュメモリー及び当業者に既知のその他のコンピューター可読媒体のうちの一つまたはそれ以上を含むことができる。この際、コンピューター実行可能な命令語が一つまたはそれ以上のマイクロプロセッサーにロードされて実行されるとき、一つまたはそれ以上のマイクロプロセッサーが、前記方法のうち少なくとも一部を実施するようにプログラムされる。
【００４７】
本発明が、制限された実施形態によって詳細に説明されたが、本発明はかかる開示の実施形態に限定されない。本発明は、今まで説明されていない本発明の思想と範囲に適するあらゆる数の変形、変更、代替またはこれに相応する変更を含んで変形され得る。加えて、本発明の多様な実施形態が説明されたが、本発明の様態は上述の実施形態の一部のみを含み得る。したがって、本発明は、前述の説明によって限定されない。
【符号の説明】
【００４８】
１０  電気自動車
２０  バッテリーパック
２５  マイクロプロセッサー
３０  プレチャージシステム
４０  メインコンタクター
６０  電圧インバーター
６２  キャパシター
７０  電気モーター
１００，１０２，１０４，１０６，１０８，１１０，１１２，１３０，１３２，１４０，１４２，１５０，１５２，１６０，１６１  電線
１７０，１７２  バッテリーモジュール
１７４  高圧端子
１７６  接地端子
２００  接地コンタクター
２１０  プレチャージコンタクター
２１４  プレチャージ抵抗
２２０  電圧測定回路
２４０  メインコンタクターコイル
２４４  接点
２５０  接地コンタクターコイル
２５４  接点
２６０  プレチャージコンタクターコイル
２６４  接点
２９０  マルチプレクサー
２９２  アナログ−デジタルコンバータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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