JPH1092283A - 接触器の作動を監視する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】接触器の作動を制御するための新規で改良され
た方法を提供すること。 【解決手段】 コイル12に通電された作動電流が基準電
流を越えたか否かを決定することにより、接触器12の作
動を監視する方法であり、コイル16に電流を流して接触
器12が非動作状態から動作状態へと作動を開始し、接触
器12のコイル16に通電された初期電流の大きさを決定す
る。この接触器12がオン状態に作動すると、保持電流が
基準電流を越えたかどうかを決定するためにチェックす
る。基準電流は、予め決めた最大初期電流の値に関連す
る。基準電流が保持電流よりも小さい場合、動作不良信
号が出力される。他の形態では、センサが接触器12のア
ーマチャ50に連結された可動接点20,22 の位置を検知す
るように設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、新規に改良された
接触器の作動を監視する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】可動接点の位置は、位置センサを使用す
ることによって決定できることが従来から提案されてき
た。米国特許第３，４０１，３６２号明細書では、磁石
のアマーチャと連結した軟鉄コアの位置を見つけるため
に１つのスイッチが用いられる。接触器の作動状態は、
接触器のコイルに通電した電流の変化を検知することに
よって決定できることも従来から知られている。

【０００３】また、米国特許第５，２０４，６６３号明
細書では、接触器のコイルのインダクタンの変化を検知
することによって接触器が閉路状態にあることを検知す
る技術的思想が開示されている。さらに、米国特許第
５，２４１，２１８号明細書では、接触器のコイルを励
磁するための電流値の瞬時の降下があるか否かを検出す
ることにより、接触器が正確に作動したかどうかを決定
することが示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような事情に鑑み
て、本発明の目的は、接触器の作動を制御するための新
規で改良された方法を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、請求項に記載の構成を有しており、接触
器が非動作状態から動作状態に変わる作動の開始が、接
触器のコイルに通電された初期電流の最大値により決定
される。接触器が作動するのに十分な時間の後で、コイ
ルに通電される保持電流の大きさが決定される。

【０００６】この決定は、保持電流がコイルに通電され
た初期電流の所定の最大値の状態を越えるかどうかによ
り行われる。保持電流が、所定の初期電流の状態よりも
少ないならば、接触器は閉路状態に作動したままであ
る。

【０００７】本発明の他の形態では、接触器が所定の時
間の終わりに非動作状態から動作状態に作動すべきか否
かの決定がなされる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。図１には、制御回路１４に関連して接触
器(contactor) １２が示されている。制御回路１４は、
接触器１２が非動作状態から動作状態に正しく作動され
るかどうかを決定するために使用される。制御回路１４
は、接触器１２のコイル１６に通電される電流を監視す
る。

【０００９】この接触器１２が、図１に示された開路状
態すなわち非動作状態にある時、可動接点２０，２２
（可動部材）は、固定接点２４，２６から距離をおいて
配置されている。接触器１２が非動作状態から閉路状態
すなわち動作状態に作動を開始する時に、制御回路１４
のコントローラあるいはマイクロプロセッサ３０は、ス
イッチ３２を図示されたオフ状態からオン状態へ作動さ
せて、コイル１６を励磁する。

【００１０】このスイッチ３２は、機械式スイッチある
いは半導体で構成されたいずれかの形式である。コイル
１６に通電した電流は、電流センサ３４によって測定さ
れ、そのピーク値は、図２の曲線３６に概略して描かれ
た形で変動する。曲線３６は、コイル１６に通電される
正弦波交流電流のピークを表したものである。

【００１１】接触器１２が非動状態にある時、コイル１
６には電流が流れない。これは図２の曲線３６の一部分
３８で概略示されている。接触器１２の非動作状態から
動作状態への作動開始時に、初期電流がコイル１６に流
れる。初期電流は、曲線３６の一部分４２で概略示され
ている。コイル１６に通電される初期電流は、図２の４
４で示した、比較的大きな最大値まで急激に増加する。

【００１２】コイル１６の初期の励磁によって、接触器
１２のフレーム４８（図１）からの磁界が生じて接触器
のアーマチャ５０を引き寄せる。これによって、可動接
点２０，２２が固定接点２４，２６に接触するように移
動する。フレーム４８に接近あるいは係合するアーマチ
ャ５０の動きにより、コイル１６に通電された電流は、
比較的大きい最大初期電流４４（図２）から、比較的小
さい保持電流あるいはシール電流５４へ急激に降下す
る。

【００１３】保持電流あるいはシール電流５４は、接触
器が曲線３６（図２）の一部分５８によって示された閉
路状態の間、接触器１２のコイル１６に流れる。保持電
流５４は、異なった接触器に対してそれぞれ異なる値を
持つ。しかしながら、保持電流５４は、通常、最大初期
電流４４の２０％以下になると考えられている。

【００１４】この接触器１２には、非常に多くの公知の
構造例がある。しかしながら、図１に示された本発明の
実施の形態では、接触器１２は、米国特許第４，７６
０，３６４号明細書において開示されたような構造を有
している。

【００１５】アルゴリズム 図３には、接触器１２の作動を監視するのに使用するア
ルゴリズム６２が概略示されている。接触器が非動作状
態にある時、このアルゴリズム６２は図３の６４で示さ
れた初期状態あるいはアイドル状態にある。

【００１６】コントローラ３０の電源が入ると、アルゴ
リズム６２は、コントローラ１２が図１の非動作状態か
ら動作状態へ接触器１２の作動を開始するように命令さ
れるまでアイドル状態を維持する。

【００１７】接触器１２を非動作状態から動作状態に作
動する命令を受けると、アルゴリズム６２（図３）は、
アイドル状態６４から開始状態６６に変化する。アルゴ
リズム６３がアイドル状態６４から開始状態６６に変化
するとすぐに、スイッチ３２（図１）はコントローラ３
０によってオンされる。それと同時に、さらに図３の６
７で示されるタイムカウンタが、アルゴリズム６２のス
テップ６８で示されるようにゼロにセットされる。

【００１８】コントローラ３０によってスイッチ３２が
オンすると、リード線７０（図１）を介してコイル１６
に電流が流れる。初期電流４２（図２）は、曲線３６の
一部分７２によって示されるように増加する。コイル１
６に流れる電流は電流センサ３４（図１）によって測定
される。この電流センサ３４は、リード線７０の磁束に
応答する公知の形式の変換器である。

【００１９】コイル１６に流れる電流の大きさを示すデ
ータは、コントローラ３０に伝達される。図２の曲線３
６の一部分７２によって示されるように、コイル１６に
流れる初期電流が増加すると、コントローラ３０に記憶
される初期電流の値は増加する。

【００２０】この初期電流の最大値が、即ち、図２の曲
線３６の一部分４４に対応した値に到達すると、この値
は、図３のステップ７８に示すように、コントローラ３
０に記憶された値に維持される。

【００２１】あらかじめ決められたタイムカウント、例
えば１６ｍｓに対応するタイムカウント１６０が経過し
た後、アルゴリズム６２の状態は、開始状態から図３の
８２で示されるプル−イン(Pull in) 状態に変化する。
このアルゴリズムは、あらかじめ決められた時間が経過
するまで、例えば、タイムカウント３２０あるいは３２
ｍｓに達するまで、プル−イン状態のままである。

【００２２】あらかじめ決められたタイムカウント３２
０に達した後に、接触器１２が非動作状態から動作状態
に作動するのに要する以上の十分な時間が経過すること
になる。

【００２３】それゆえに、あらかじめ決められたタイム
カウント、例えば３２ｍｓに対応するカウント３２０に
達すると、アルゴリズム６２は、図３の８２で示された
プル−インの状態から図３の８６で示されたシールチェ
ック(seal check)状態に変化する。

【００２４】プル−イン状態８２からシールチェック状
態８６に変化すると、シールカウントがゼロにセットさ
れる。このステップは図３の８８で示されている。

【００２５】それと同時に、コントローラ３０に記憶さ
れた保持電流あるいはシール電流の値もまたゼロにセッ
トされる。このステップは図３の９０で示されている。

【００２６】シールチェック状態８６を入力すると、基
準となる電流が決定される。この基準電流は、予め決め
られた最大初期電流４４に関連した関数である。最大初
期電流４４はアルゴリズム６２の７８で示されるステッ
プで決定される。

【００２７】接触器１２が動作状態にある時、図２の５
４で示される保持電流あるいはシール電流は、最大初期
電流４４の２０％に等しいかあるいはそれ以下となるで
あろう。それゆえ、基準電流は、最大初期電流４４の
０．２０倍になるように計算される。もちろん最大初期
電流の他の少数部分は、必要なら基準電流として利用さ
れる。

【００２８】アルゴリズム６２の状態がプル−イン状態
からシールチェック状態に変化すると同時に、リード線
７０を介してコイル１６に流れる保持電流あるいはシー
ル電流の大きさの測定は、センサ３４からコントローラ
３０に送られる。保持電流あるいはシール電流の測定
は、アルゴリズム６２の９４で図示される方法で、電流
の最大値が決定されたかを確かめるために繰り返し行
う。

【００２９】コイル１６に流れる最大のシール電流ある
いは保持電流は、基準電流と比較される。基準電流が最
大シール電流に等しいかそれ以上であるかどうか、図３
の９８で示されるステップで決定される。もし基準電流
が最大のシール電流あるいは保持電流よりも小さけれ
ば、図３のステップ１００によって示されるように、故
障（誤動作）信号［malfunction signal］が出力され
る。こうして作動した接触器１２のコイル１６に流れる
操作電流が基準電流を越えるかどうか決定される。

【００３０】接触器１２が非動作状態から動作状態に正
しく操作された場合、基準電流は最大シールあるいは保
持電流よりも大きいかまたは等しくなる。こうして、接
触器１２が動作状態へ正確に操作されたとき、最大初期
電流の２０％値は最大シール電流より大きいかまたは等
しくなる。基準電流が最大シール電流よりも大きいかま
たは等しい場合、アルゴリズム６２の状態は、シールチ
ェック状態８６から図３の１０４で示したオン状態に変
化する。

【００３１】シールチェック状態８６の入力からのタイ
ムカウントが、１６ｍｓに相当する１６０に達した時、
図３の９８で示されたステップにおいて、基準電流が最
大シール電流よりも大きいかまたは等しいかどうかの決
定がなされる。ここに述べられた例とは異なるタイムカ
ウントが、必要ならば使用できるという点を理解してほ
しい。

【００３２】アルゴリズム６２が図３の１０４で示され
るオン状態に一度入力すると、コントローラ３０は、周
期的にシール電流５４をチェックし、さらに最大初期電
流４４の２０％である基準電流とシール電流５４を比較
する。アルゴリズム６２が図３の１０４で示されるオン
状態の間はいつでも、シール電流あるいは保持電流５４
は基準電流を越えて故障信号が供給される。

【００３３】図３のアルゴリズム６２の１０８で示され
るオフ命令が供給されると、アルゴリズムの状態はオン
状態からアイドル状態に変化する。アルゴリズムは、開
始命令が供給されるまでアイドル状態を維持する。図３
に示されるアルゴリズム６２の実施の形態において、故
障信号が供給される時はいつでも、アルゴリズムはアイ
ドル状態に戻る。アルゴリズムがアイドル状態の時は、
コントローラ１２は非動作状態に強制させる。

【００３４】アルゴリズム−詳細な実施の形態 図３は、アルゴリズム６２の簡単な概略図であり、この
アルゴリズムはコントローラ１２のコイルに通電される
電流を監視するために使われる。アルゴリズム６２の実
施の形態における更に詳細な概略図が図４から図７に示
されている。

【００３５】図４から図７のアルゴリズムは、一般的
に、図３のアルゴリズムと類似しているので、同類の数
字は、図４から図７のアルゴリズムにおいて、同類の機
能及び状態の両方またはいずれか一方を示すのに利用さ
れ、混乱を避けるため図４から図７の数字には付加文字
「ａ」を使用している。

【００３６】アルゴリズム６２ａ（図４）がアイドル状
態６４にある時、接触器１２（図１）は動作しない状態
にある。アイドル状態６４ａ（図４）において、変数は
ゼロに初期化される。アイドル状態が最小の時間、つま
り３２０のタイムカウントあるいは３２ｍｓでアクティ
ブになったかどうかを確認するためにチェックされる。

【００３７】最小時間の必要条件に達すると、接触器１
２が動作状態に命令されたかどうかチェックされる。接
触器１２がまだ非動作状態に命令されていると、アルゴ
リズム６２ａはアイドル状態６４ａのままである。もし
オン命令が出力されると、アルゴリズム６２ａは開始状
態６６ａに進む。

【００３８】開始状態６６ａにおいて開始カウントが増
分される。それと同時に、コントローラ３０は、スイッ
チ３２を作動させて、リード線７０を介してコイル１６
を通電するように電流を流すことができる。

【００３９】この電流は、図４の６８ａで示したように
繰り返しサンプリングされる。最初の電流のサンプリン
グが終了し、コイル電流の大きさが前のコイル電流の大
きさを越えると、最大初期電流は一番最後にしたサンプ
リングの電流の大きさに増加する。

【００４０】この目的はコイル１６に通電される最大初
期電流を見つけるためである。

【００４１】次に、命令信号がチェックされる。この命
令信号がオフ命令に変更した場合、アルゴリズム６２ａ
はアイドル状態６４ａに戻る。オン命令の状態のままで
ある場合には、開始カウントが、１６０カウントあるい
は１６ｍｓに達しているかどうかチェックする。開始カ
ウントが１６０に達していない場合、アルゴリズム６２
ａは開始状態６６ａを維持する。

【００４２】開始カウントが１６０に達した場合、アル
ゴリズム６２は、開始状態６６ａからプル−イン状態８
２ａ（図５）に変化する。プル−イン状態８２ａにおい
て、プル−インカウントが、上限、例えば３２０に対し
てチェックされる。タイムカウントが上限を越えてなけ
れば、アルゴリズムはプル−イン状態８２ａを維持す
る。

【００４３】もし、３２０と仮定するプル−インタイム
リミットを越えていれば、変数が初期化され、命令信号
が再びチェックされる。命令信号がオフ命令に変化して
いると、アルゴリズム６２ａはアイドル状態６４ａに戻
る。もしオン命令のままであるならば、シールチェック
状態８６ａ（図５）が入力される。

【００４４】それと同時に、図５の８８ａで示されるよ
うにシールカウントが増分される。最大初期電流の２０
％である基準電流は、図５の９２ａで示される方法で計
算される。コイル電流は電流センサ３４によって測定さ
れ、その絶対値が図５の９０ａで示されるようにコント
ローラ３０に伝達される。

【００４５】コイル電流は、保持電流あるいはシール電
流の最大値を決定するために繰り返しチェックされる。
次に、シールカウントが、１６０あるいは１６ｍｓに達
しているかチェックされる。

【００４６】シールカウントが１６０に達していなけれ
ば、アルゴリズム６２ａは、シールチェック状態を維持
する。１６０のカウントに達していれば、最大シール電
流が先に計算された基準電流、つまりコイル１６に流れ
た初期電流の最大値の２０％に対してチェックされる。
このステップは、図６の９８で示される。

【００４７】シール電流が基準電流よりも少ないかまた
は等しい、つまり最大初期電流の２０％以下ならば、シ
ールされた状態、即ち、接触器のオン状態が示されてい
る。この状態が起きると、アルゴリズム６２は、命令が
まだオンであることを与える閉路状態１０４ａ（図７）
に入力する。命令がまだオンでない場合、アルゴリズム
はアイドル状態に戻る。

【００４８】一方、シール電流が、基準電流よりも、即
ち、最大初期電流の２０％よりも大きい場合、接触器１
２は、シール状態になることができずに故障状態とな
る。コンタクアタ１２は、この時電源がオフされる。故
障状態が入力されると、必ず故障信号が出力され、接触
器は命令を受け入れなくなり、アルゴリズム６２ａはア
イドル状態に戻る。

【００４９】アルゴリズムがオン状態に入ると、命令が
チェックされる。接触器１２が非動作状態に命令される
と、アイドル状態が入力される。接触器がまだ動作状態
に命令されていると、シール電流あるいは保持電流の大
きさがチェックされる。シール電流あるいは保持電流
が、基準電流よりも少ないかまたは等しい場合、即ち、
最大初期電流の２０％以下に維持されると、アルゴリズ
ム６２ａはオン状態を維持する。もし基準電流を越えた
場合には、接触器は電源がオフされ、過電流が示され、
故障状態となる。それと同時に、故障信号が供給され
る。

【００５０】接点位置の検知動作 図１ないし図７に示された本発明の実施の形態におい
て、コイル電流は、接触器１２の状態を決定するために
監視されている。図８および図９に示された本発明の形
態では、接触器のアーマチャと連結された複数の可動接
点の実際の位置が監視されている。

【００５１】図８および図９に示された本発明の形態
は、図１ないし図７に示された本発明の形態と概略類似
しているので、同類の参照番号は同類の部品を示すため
に用いられ、混同を避けるために図８及び図９では、参
照番号に添字ｂを付けている。

【００５２】接触器１２ｂ（図８）は、制御回路１４ｂ
に接続されている。接触器１２ｂは、コイル１６ｂを有
し、このコイル１６ｂはフレーム４８ｂの回りに伸びて
いる。コイル１６ｂの励磁により、アーマチャ５０ｂは
フレーム４８ｂの方に引き寄せられる。その結果、アー
マチャ５０ｂは、（図８に見られるように）下向きに動
かされる。アーマチャ５０ｂが、フレーム４８ｂに向か
って下側に移動するので、可動接点２０ｂ，２２ｂが移
動して、固定接点２４ｂ，２６ｂと接触する。

【００５３】コントローラ３０ｂは、コイル１６ｂの励
磁を制御するためのスイッチ３２ｂを作動させることが
できる。このため、接触器が、図８に示した非作動状態
に命令されると、コントローラ３０ｂは、スイッチ３２
ｂをオフの状態に維持して、接触器１２ｂを開状態に保
つ。接触器１２ｂを非動作状態から動作状態に変えるコ
マンドを受けると、コントローラ３０ｂは、スイッチ３
２ｂの操作をオン状態にして、リード７０ｂを介して通
電される電気エネルギーによりコイル１６ｂを励磁す
る。スイッチ３２ｂは、機械式または半導体で構成され
たいずれの形式でも良い。

【００５４】図８に示された本発明の実施の形態による
特徴によれば、センサーアセンブリ１２０は、可動接点
２０ｂ，２２ｂの位置を検知するために設けられてい
る。センサーアセンブリ１２０は、第１の、すなわち、
オフ状態のコイル１２４と、第２の、すなわち、オン状
態のコイル１２６を備えている。

【００５５】環状のコイル１２４，１２６は、お互い軸
方向に整列して、少し離れたところに軸方向に間隔を置
いて配置されている。そして、その間隔は、接触器１２
ｂが図８の作動状態にあるとき、可動接点２０ｂ，２２
ｂと固定接点２４ｂ，２６ｂとの間隔に等しい。

【００５６】本発明の特定の形態では、コイル１２４，
１２６は、外径が約０．２８５インチ（７．２ｍｍ）、
内径が約０．１６０インチ（４．０６ｍｍ）、高さ及び
軸の長さが０．１４インチ（３．５６ｍｍ）となってい
るコイルボビンを使用した。この特定の形態において、
コイル１２４，１２６は、それぞれ、コアなしで約２５
０マイクロヘンリのインダクタンスを作るのにナンバー
３８のワイヤーを約２４０回巻いた。

【００５７】小さなフェライトコア１３２は、可動接点
２０ｂ，２２ｂに接続されている。コア１３２のこの特
定の例では、上で述べた寸法のコイル１２４，１２６を
使用し、直径が約０．１４０インチ（３．５６ｍｍ）、
軸の長さが約０．１２５インチ（３．１８ｍｍ）であっ
た。コイル１２４，１２６、及びコア１３２は、上で述
べた特別な寸法とは異なる寸法とすることもできると考
えられている。

【００５８】接触器１２ｂが、図８に示されたオフの状
態にあり、かつコア３２がコイル１２４の内側に位置決
められるとき、コイルは、約４５０マイクロヘンリのイ
ンダクタンスを有する。接触器１２ｂが、オン状態に操
作されている時、フェライトコア１３２はコイル１２６
内に配置される。

【００５９】この時、コイル１２６は、約４５０マイク
ロヘンリのインダクタンスを有し、また、コイル１２４
は、約２５０マイクロヘンリのインダクタンスを有す
る。コイル１２４，１２６のインダクタンスに対応する
信号は、図８の１３６及び１３８で概略示されたリード
線を介してコントローラ３０ｂに伝達される。

【００６０】コイル１２４，１２６、及びコア１３２に
対する上記の特別な寸法や電気的特性は、説明を分かり
やすくするために、ここで述べたものであり、本発明を
限定するためではないことを理解すべきである。また、
異なった寸法と電気的特性を有するコイルとコアが、必
要であれば、利用できるということを理解してほしい。

【００６１】本発明に図示した形態において、センサ１
２０は、可動接点２０ｂ，２２ｂの位置をコイル１２
４，１２６のインダクタンスの変化の関数として検知す
る。このセンサ組立体１２０は、必要があれば、異なっ
た構成とすることができると思われる。例えば、米国特
許第５，４２４，９００号明細書に開示されている形式
のホール効果型のセンサ組立体を用いることができる。
他のものとしては、可動接点２０ｂ，２２ｂの位置を検
知するのに、光センサ組立体を利用することができる。

【００６２】アルゴリズム１４４は、コントローラ３０
ｂが、接触器１２ｂと協動する方法を概略的に図示して
いる（図９）。アルゴリズム１４４は、図９の１４８で
示したアイドル状態で始まる。この時、接触器１２ｂ
は、図８に示されるオフまたは非動作状態にあり、スイ
ッチ３２ｂは、コイル１６ｂが消磁されている開状態す
なわち非作動状態である。

【００６３】コントローラ３０ｂは、接触器１２ｂが所
望の非動作状態にあることを確かめるために、周期的に
センサ組立体１２０をチェックする。このようにして、
図９の１５２で示されるように、オフ状態のコイルのイ
ンダクタンスがチェックされる。

【００６４】接触器が、図８に示される非動作状態であ
れば、オフ状態のコイル１２４のインダクタンスは比較
的高く、コンダクタが所望の非動作状態にあることを示
す、肯定信号またはイエス信号が供給されるだろう。し
かしながら、もし何らかの理由で、接触器１２ｂが故障
していて、可動接点２０ｂ，２２ｂが図示されたオフ状
態にない場合、フェライトコア１３２は、オフ状態のコ
イル１２４に関して変位する。この結果、コントローラ
３２ｂによって、図９の１５４で示される故障信号が発
生する。

【００６５】更に、オン状態のコイル１２６のインダク
タンスがチェックされる。接触器１２ｂが、図８に示さ
れる非動作状態にある場合、フェライトコア１３２は、
オン状態のコイル１２６から離れ、コントローラ３０ｂ
は、図９の１５８で示される方法でオン状態のコイル１
２６の比較的小さいインダクタンスを検出する。

【００６６】しかしながら、接触器１２ｂに故障があ
り、そしてフェライトコア１３２が、オン状態のコイル
１２６の内側に配置されると、オン状態のコイルの比較
的高いインダクタンスが、コントローラ３０ｂによって
検出され、故障信号が図９の１６０で示される方法で出
力される。

【００６７】接触器１２ｂが、図８に示される非動作状
態から、オンすなわち動作状態に命令されると、アルゴ
リズム１４４の状態は、アイドル状態１４８から開始状
態１６４に変化する。

【００６８】アルゴリズム１４４の状態が、アイドル状
態１４８から開始状態１６４に変化すると、スイッチ３
２ｂがオンする。スイッチ３２ｂがオンすると、開始状
態タイムカウント６７ｂがゼロで始まる。

【００６９】接触器１２ｂが、あらかじめ決められた時
間内にオンしない場合、コントローラ３０ｂによって故
障信号が出力される。このようにして、開始状態タイム
カウントが、あらかじめ決められた値、例えば３２ｍｓ
に相当する３２０に達した場合、接触器を作動状態に操
作することなく、故障信号が図９の１６８で示される方
法によって出力される。

【００７０】アルゴリズム１４４が開始状態１６４の
時、接触器１２ｂの状態を決定するために、センサ組立
体１２０は繰り返しチェックされる。このようにして、
オフ状態のコイル１２４は、図９の１７０で示される方
法でチェックされる。

【００７１】フェライトコア１３２が、オフ状態のコイ
ル１２４内に配置されると、このコイルが比較的高いイ
ンダクタンスを有することになり、イエス信号あるいは
肯定信号により、接触器１２ｂが図８に示された非動作
状態にあることを示す。

【００７２】しかしながら、可動接点２０ｂ，２２ｂが
固定接点２４ｂ，２６ｂの方向へ動くことによって、フ
ェライトコアがオフ状態のコイル１２４から移動するな
らば、無入力あるいは負入力の結果として、オフ状態の
コイル１２４による比較的低いインダクタンスがコント
ローラ３０ｂによって検出される。

【００７３】オン状態のコイル１２６は、その時、図９
の１７４に図示さた方法でチェックされる。オフ状態の
コイル１２４が比較的低いインダクタンスを有して、フ
ェライトコア１３２がコイルから離れたことを示し、ま
た、オン状態のコイル１２６が比較的低いインダクタン
スを有して、フェライトコアがオン状態のコイル内に移
動していないことを示す場合、オン状態のコイル１２６
の比較的低いインダクタンスは、図９の１７６に示され
る方法でコントローラ３０ｂによって検出される。

【００７４】この時、オフ状態のコイル１２４とオン状
態のコイル１２６は、両方とも比較的低いインダクタン
スを有している。これは、フェライトコア１３２が二つ
のコイルの間の分かれ目に移動したことを意味する。

【００７５】可動接点２０ｂ，２２ｂは、図８に示され
たオフ位置と、固定接点２４ｂ，２６ｂと接触するオン
状態との間の境目の位置に移動したということである。

【００７６】接触器１２ｂを動作状態に作動させるため
に、可動接点２０ｂ，２２ｂが固定接点２４ｂ，２６ｂ
と接触するように移動する。同時に、フェライトコア１
３２は、オン状態のコイル１２６の内側に移動する。

【００７７】この状態が起きる時、コントローラ３０ｂ
は、オン状態のコイル１２６のインダクタンスの増加を
検出し、図９の１７８で示される肯定信号を出力する。
また、この状態が起きる時、アルゴリズム１４４の状態
は、開始状態からオフ状態に変化する。

【００７８】前に説明したように、アルゴリスム１４４
の状態は、１６４で示す開始状態から、あらかじめ決め
られたタイムカウント３２０に到達する前に１８２で示
すオン状態に変化しなければならない。もしアルゴリズ
ム１４４が、開始状態１６４からタイムカウント３２０
以内にオン状態１８２に変化しないと、故障信号が出力
される。この状態が起こると、アルゴリズム１４４はア
イドル状態１４８に戻る。

【００７９】一度、接触器１２ｂが動作状態に作動し、
アルゴリズム１４４がオン状態に変化すると、センサ組
立体１２０は、接触器１２ｂが所望の動作状態、すなわ
ち可動接点２０ｂ，２２ｂが、固定接点２４ｂ，２６ｂ
に接触したままであるかを繰り返しチェックする。この
ようにしてオフ状態のコイル１２４はチェックされる。

【００８０】接触器１２ｂが所望の動作状態である場
合、フェライトコア１３２はオフ状態のコイル１２４か
ら離れ、負信号がコントローラ３０ｂによって出力され
る。しかしながら、もし、予測できないある理由から、
フェライトコア１３２が、オン状態のコイル１２４の内
側に配置されると、オフ状態のコイル１２４に生じる比
較的高いインダクタンスが、コントローラ３０ｂによっ
て検出され、図９の１８６で示される故障信号が供給さ
れる。

【００８１】同様に、オン状態のコイル１２６は、コン
トローラ３０ｂによってチェックされる。接触器１２ｂ
が所望の動作状態にある場合、フェライトコア１３２
は、オン状態のコイル１２６内に配置される。その結
果、オン状態のコイル１２６に生じる比較的高いインダ
クタンスが、コントローラ３０ｂによって検知され、そ
して、図９の１８８に示される肯定信号がコントローラ
３０ｂから出力される。

【００８２】しかしながら、接触器１２ｂに故障が起こ
ると、フェライトコア１３２は、オン状態のコイル１２
６からオフセットされる。その結果、オン状態のコイル
１２６に生じる比較的低いインダクタンスが、コントロ
ーラ３０ｂによって検知され、そして、故障信号が出力
される。

【００８３】接触器１２ｂは、非動作状態に戻れと命令
されるまで動作状態を続ける。非動作状態に戻れと命令
されると、アルゴリズム１４４の状態は、オン状態１８
２からアイドル状態１４８に変化する。

【００８４】この状態が起こると、コントローラ３０ｂ
は、スイッチ３２ｂをオン状態からオフ状態に操作す
る。スイッチ３２ｂが開くと、コイル１６ｂは消磁さ
れ、可動接点２０ｂ，２２ｂは、（図８で見られるよう
に）固定接点２４ｂ，２６ｂとの接触から外れて上方に
移動する。

【００８５】接触器１２ｂにとって動作状態から非動作
状態に操作するのに十分な時間が経過した後で、コント
ローラ３０ｂは、センサ組立体１２０をチェックし、接
触器の非動作状態に対応して、オフ状態のコイル１２４
が比較的高いインダクタンスを有し、かつ、オン状態の
コイル１２６が比較的低いインダクタンスを有している
かどうかを決定する。

【００８６】もちろん、接触器１２ｂが命令された非動
作状態に戻ってない場合、アルゴリズム１４４の１５４
あるいは１６０で示される方法により、故障信号が出力
される。

【００８７】結論 本発明は、接触器１２の作動を制御するための新規な改
良された方法を提供する。接触器１２の非動作状態から
動作状態への作動の開始時に、接触器のコイル１６に通
電された初期電流４４の最大値が決定される（ステップ
７８）。

【００８８】接触器１２を作動させるための十分な時間
が経過した後、コイル１６に通電された保持電流５４の
大きさが決定される（ステップ９４）。

【００８９】この保持電流５４が接触器１２のコイル１
６に通電された予め決められた初期電流の最大値の関数
を越えるかどうかの決定が行われる。

【００９０】保持電流５４が初期電流４２の所定の関数
値よりも小さい場合、接触器１２は、オン状態に適切に
作動する。本発明の他の形態（図８及び図９）では、セ
ンサ組立体１２０が接触器の固定接点２４ｂ，２６ｂに
対する可動接点２０ｂ，２２ｂの位置を検知するために
設けられている。

【００９１】本発明における両方の実施の形態では、所
定の時間の終わりに、接触器１２が非動作状態から動作
状態へ適切に操作されるかどうかが決定される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従って作動する接触器及びその制御シ
ステムを概略図である。

【図２】図１の接触器のコイルに導通したピーク電流の
状態を示す概略図である。

【図３】図１の接触器が非作動状態から作動状態に適切
に作動したか否かを決定するために、コイル電流を監視
するのに用いるアルゴリズムを簡単に概略説明する図で
ある。

【図４】図３のアルゴリズムをさらに詳細に説明するた
めの概略図である。

【図５】図３のアルゴリズムをさらに詳細に説明するた
めの概略図である。

【図６】図３のアルゴリズムをさらに詳細に説明するた
めの概略図である。

【図７】図３のアルゴリズムをさらに詳細に説明するた
めの概略図である。

【図８】接触器の制御システムの第２の実施の形態を説
明するための概略図である。

【図９】図８の接触器が非作動状態から作動状態に適切
に作動したか否かを決定するために利用されるアルゴリ
ズムを簡単に概略説明する図である。

【符号の説明】

１２ 接触器 １４ 制御回路 １６ コイル ２０，２４ 可動接点 ２４，２６ 固定接点 ３０ コントローラ ３２ スイッチ ３４ センサ ５０ アーマチャ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 390033020 Ｅａｔｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｃｌｅｖｅｌ ａｎｄ，Ｏｈｉｏ 44114，Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 リチャード ジョン フォンズ アメリカ合衆国 ウイスコンシン 53219 ミルウォーキー エス．44ス ストリー ト 2961

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 接触器のコイルに電流を流し始めること
   により、接触器が非動作状態から動作状態に作動を開始
   し、 前記接触器のコイルに通電された初期電流の大きさを決
   定し、 この初期電流の予め決めた大きさの関数である基準電流
   の大きさを決定し、 前記接触器のコイルに通電された作動電流の大きさを決
   定し、接触器を非動作状態から動作状態に作動する接触
   器の作動が開始された後、十分な時間が経過した後に、
   前記接触器のコイルに通電された作動電流の大きさを決
   定し、 前記コイルに通電された作動電流が基準電流を越えたか
   否かを決定することにより、接触器が非動作状態から動
   作状態に作動したかどうかを決定する、 各ステップを有することを特徴とする接触器の作動を監
   視する方法。
2. 【請求項２】 接触器のコイルに電流を流し始めるステ
   ップは、コイルに通電される初期電流の大きさを最大の
   初期電流にまで増加させ、前記初期電流の大きさを決定
   するステップは、コイルに通電される初期電流の最大値
   を検出するために前記初期電流を検知し、さらに、基準
   電流の大きさを決定するステップは、前記コイルに通電
   された初期電流の検出された最大値の予め決めた大きさ
   の関数である基準電流の大きさを決定することをそれぞ
   れ含んでいることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 接触器が動作状態に維持される間、作動
   電流が基準電流を越えるかどうかを繰り返し決定するこ
   とによって、この接触器が動作状態にある間、接触器の
   故障を検出するステップをさらに含むことを特徴とする
   請求項１記載の方法。
4. 【請求項４】 作動電流が基準電流を越えるかどうかを
   決定するステップが接触器のコイルに通電される作動電
   流が基準電流よりも大きい場合に、接触器の故障を示す
   信号を出力するステップがさらに含まれていることを特
   徴とする請求項１記載の方法。
5. 【請求項５】 非動作状態から動作状態への接触器の作
   動を開始するステップの実行時に、タイムカウントを開
   始するステップをさらに含み、所定時間が経過したこと
   を決定するためにタイムカウントをチェックし、所定時
   間が経過した時、接触器が非動作状態から動作状態に作
   動したかどうかを決定するステップを実行することをさ
   らに含んでいる請求項１記載の方法。
6. 【請求項６】 入力信号を出力し、この入力信号に応答
   して非動作状態から動作状態に接触器の作動を開始し、
   前記入力信号に応答してタイムカウントを開始し、所定
   時間が経過したことを決定するために前記タイムカウン
   トをチェックし、さらに、前記所定時間の終わりに、接
   触器が、非動作状態から動作状態に作動したかどうかを
   決定する各ステップを含んでいることを特徴とする接触
   器の作動を監視する方法。
7. 【請求項７】 タイムカウントを開始するステップの実
   行の前に、接触器が非動作状態にあるかどうかを決定
   し、タイムカウントを開始するステップの実行の前に、
   接触器が非動作状態にないと決定したことに応答して、
   接触器の故障を示す信号を出力する、各ステップをさら
   に含んでいることを特徴とする請求項６記載の方法。
8. 【請求項８】 所定時間が経過した後、接触器が動作状
   態にあるかどうかを繰り返し決定し、さらに、その後、
   所定時間の終わりに、接触器が非動作状態から動作状態
   に作動したかどうかを決定するステップを実行すること
   を含んでいることを特徴とする請求項６記載の方法。
9. 【請求項９】 所定時間が経過した後、接触器が動作状
   態にあるかどうかを繰り返し決定するステップは、接触
   器が動作状態に作動した後に、所定の時間が経過する毎
   に、接触器が動作状態にあるかどうかを決定することを
   含んでいることを特徴とする請求項８記載の方法。
10. 【請求項１０】 接触器が非動作状態から動作状態に作
    動したかどうかを決定するステップは、予め決めた大き
    さを越える電流が、接触器のコイルに通電されているか
    どうかを決定することを含んでいる請求項６記載の方
    法。
11. 【請求項１１】 前記接触器は、この接触器が非動作状
    態にあるときに第１の位置に、また接触器が動作状態に
    あるときに第２の位置に、配置される可動部材を含んで
    おり、さらに、所定時間の終わりに、接触器が非動作状
    態から動作状態に作動したかどうかを決定するステップ
    は、前記可動部材が第２位置にあるかどうかを検知する
    ことを含んでいる請求項６記載の方法。
12. 【請求項１２】 接触器が非動作状態から動作状態に作
    動を開始するステップを実行する前に、接触器が非動作
    状態にあるかどうかを決定し、さらに、接触器が非動作
    状態から動作状態に作動を開始するステップの実行の前
    に、接触器が非動作状態以外の状態にあるとの決定に応
    答して、接触器の故障信号を出力する、各ステップをさ
    らに有すること特徴とする請求項６記載の方法。
13. 【請求項１３】 前記接触器は、この接触器が非動作状
    態にあるときに第１の位置に、また接触器が動作状態に
    あるときに第２の位置に、配置される可動部材を含んで
    おり、さらに、可動部材が第１の位置にあるかどうかを
    検知することによって、接触器が非動作状態にあるかど
    うか決定するステップをさらに含んでいることを特徴と
    する請求項６記載の方法。
14. 【請求項１４】 前記接触器は、この接触器が非動作状
    態にあるときに第１の位置に、また接触器が動作状態に
    あるときに第２の位置に、配置される可動部材を含んで
    おり、さらに、可動部材が第２の位置にあるかどうかを
    検知することによって、接触器が動作状態にあるかどう
    か決定するステップをさらに含んでいることを特徴とす
    る請求項６記載の方法。
15. 【請求項１５】 前記接触器は、この接触器が非動作状
    態にあるときに第１の位置に、また接触器が動作状態に
    あるときに第２の位置に、配置される可動部材を含んで
    おり、 さらに、接触器が非動作状態から動作状態に作動を開始
    するステップの実行の前に、可動部材が第１位置にある
    かどうかを検知することによって接触器が非動作状態に
    あるかどうか決定し、 接触器が非動作状態から動作状態に作動を開始するステ
    ップの実行の前に、可動部材が第１の位置にないことを
    検知することに応答して、接触器の故障を示す信号を出
    力する、各ステップをさらに有すること特徴とする請求
    項６記載の方法。
16. 【請求項１６】 非動作状態から動作状態へと接触器の
    作動を開始し、 この後で、第１の所定時間の間に、前記接触器のコイル
    に通電された電流の最大値を決定し、 第１の所定時間の間、前記コイルに通電された電流の最
    大値の関数である基準電流を決定し、 前記コイルに通電された電流の大きさが、前記接触器の
    作動の開始の後で第２の所定時間の終わりに、基準電流
    を越えるかどうかを決定し、 第２の所定時間の終わりに、前記コイルに通電された電
    流が前記基準電流よりも大きい場合に、非動作状態から
    動作状態へ接触器を作動させるために、接触器の故障を
    示す信号を出力する、各ステップを備えていることを特
    徴とする接触器の作動を監視する方法。
17. 【請求項１７】 非動作状態から動作状態への接触器の
    作動の開始の後で、第１の所定時間の間に、コイルに通
    電される電流の最大値を決定するステップが、 前記第１の所定時間の間にコイルに通電される電流を測
    定することを含んでいる請求項１６記載の方法。
18. 【請求項１８】 非動作状態から動作状態への接触器の
    作動の開始の後で、第２の所定時間の終わりに、コイル
    に通電される電流の大きさが基準電流値を越えるかどう
    かを決定するステップが、 前記第２の所定時間が経過した後、接触器のコイルに通
    電される電流を測定することを含んでいる請求項１６記
    載の方法。
19. 【請求項１９】 接触器のコイルに通電される電流の大
    きさが、第２の所定時間が経過した後で、第３の時間の
    間、基準電流を越えるか、または小さいかを繰り返し決
    定するステップを含み、前記接触器のコイルに通電され
    る電流が、第３の時間の間、基準電流よりも大きい場
    合、接触器の故障を示す信号を出力することを特徴とす
    る請求項１６記載の方法。
20. 【請求項２０】 非動作状態から動作状態へ接触器が作
    動を開始するステップを実行する前に、接触器が、非動
    作状態にあるかどうかを決定し、さらに、前記接触が作
    動を開始するステップの実行前に、前記接触器が非動作
    状態以外の状態にあることを決定したことに応答して、
    接触器の故障信号を出力する、各ステップを含んでいる
    ことを特徴とする請求項１２記載の方法。
21. 【請求項２１】 接触器が非動作状態にあるときに第１
    の位置にあり、また接触器が動作状態にあるときに第２
    の位置にある、可動部材が前記接触器に設けられてお
    り、さらに、可動部材が第１の位置にあるかどうかを検
    知することによって、接触器が非動作状態にあるかどう
    か決定するステップをさらに含んでいることを特徴とす
    る請求項１２記載の方法。
22. 【請求項２２】 接触器が非動作状態にあるときに第１
    の位置にあり、また接触器が動作状態にあるときに第２
    の位置にある、可動部材が前記接触器に設けられてお
    り、さらに、可動部材が第２の位置にあるかどうかを検
    知することによって、接触器が動作状態にあるかどうか
    決定するステップをさらに含んでいることを特徴とする
    請求項１２記載の方法。
23. 【請求項２３】 接触器が非動作状態にあるときに第１
    の位置にあり、また接触器が動作状態にあるときに第１
    の位置にある、可動部材が前記接触器に設けられてお
    り、 さらに、接触器が非動作状態から動作状態に作動を開始
    するステップの実行の前に、可動部材が第１の位置にあ
    るかどうかを検知することによって接触器が非動作状態
    にあるかどうか決定し、 接触器が非動作状態から動作状態に作動を開始するステ
    ップの実行の前に、可動部材が第１の位置にないことを
    検知することに応答して、接触器の故障を示す信号を出
    力する、各ステップをさらに有すること特徴とする請求
    項１２記載の方法。