JPS6223263B2 - - Google Patents
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- JPS6223263B2 JPS6223263B2 JP53078782A JP7878278A JPS6223263B2 JP S6223263 B2 JPS6223263 B2 JP S6223263B2 JP 53078782 A JP53078782 A JP 53078782A JP 7878278 A JP7878278 A JP 7878278A JP S6223263 B2 JPS6223263 B2 JP S6223263B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
- G01R19/16533—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application
- G01R19/16538—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies
- G01R19/16542—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies for batteries
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
- G01R23/02—Arrangements for measuring frequency, e.g. pulse repetition rate; Arrangements for measuring period of current or voltage
- G01R23/15—Indicating that frequency of pulses is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values, by making use of non-linear or digital elements (indicating that pulse width is above or below a certain limit)
-
- G—PHYSICS
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- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/005—Testing of electric installations on transport means
- G01R31/006—Testing of electric installations on transport means on road vehicles, e.g. automobiles or trucks
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Description
本発明は例えば電池を動力とする道路用車輌に
使用され、ドライバーが電池の残存充電量を正確
に監視できるようにした電池の充電状態指示装置
に関する。 これまで各種の電池充電指示計器が提案されて
きたが、いずれも正確な監視に不都合な欠点を有
しており、電流を電池からとり出したりこれに戻
したりするたびに電池電圧が変動するためそのよ
うな欠点が生じやすかつた。 本発明は、 〔1〕 監視すべき電池の対向電極に接続される
一対の端子と特定の電池電流状態に感応する手
段と、前記端子間の電圧を測定する手段と、該
測定手段により作動する指示手段と、特定の電
池電流状態に感応する前記手段により制御され
る測定手段とからなり、前記の特定の電池電流
状態が存する時のみ該測定手段が前記指示手段
を作動するようにしたものである。 〔2〕 ここで、特定の電池電流状態とは負荷、
例えば車輌牽引モータへの電流の休止であり、
該特定の電池電流状態に感応する前記手段を負
荷への電流の休止を検出するように配置する。 〔3〕 又、上記〔2〕において、特定の電池電
流状態に感応する手段は、電池からの電流の実
際の休止から設定された第2の時間だけ遅れて
設定された第1の時間の間、出力を与える測定
手段を作り出すタイマー手段からなる。 〔4〕 更に上記〔3〕において、電気モータと
このための制御回路との組合せであつて、該制
御回路はモータ電流感知手段とモータが選択的
に作動できるように作動する少なくとも1つの
リレーとを有しており、該電流感知手段は前記
リレーが作動してある閾値を超えたモータ電流
を遮断するのを防止するためのインターロツク
信号を供給し、前記タイマー手段は前記リレー
の付勢状態が変化する時に前記第1の設定時間
を開始するように接続されておりこれにより前
記連動信号の影響を受けて前記第2の設定時間
が立上がるようにした。 〔5〕 更に又、上記〔3〕において、電気モー
タとこのための制御回路との組合せであつて、
該制御回路はモータ電流が閾値を超えた時イン
ターロツク信号を供給するモータ電流感知手段
を有しており、前記タイマー手段は該モータ電
流感知手段に接続され第1のタイマー回路と第
2のタイヤー回路とを有しており、該第1のタ
イマー回路は前記電流感知手段と該第2のタイ
マー回路とを接続しており前記第2の時間の満
了後前記第1の時間の間前記第2のタイマーを
トリガするようにした。 〔6〕 上記〔1〕ないし〔5〕項のいずれかに
おいて、前記指示手段は連続したサンプリング
時点間での測定手段の出力を蓄積できる蓄積装
置を有する。 〔7〕 又、上記〔6〕において、測定手段と前
記蓄積装置間に接続され前記特定の電池電流状
態に感応する前記手段により制御されるスイツ
チ素子を有する。 〔8〕 更に、上記〔7〕において、スイツチ素
子が導通している時測定手段の出力により蓄積
装置に蓄えられた信号が通常増加しないように
スイツチ素子と直列に単方向電流装置を有す
る。
使用され、ドライバーが電池の残存充電量を正確
に監視できるようにした電池の充電状態指示装置
に関する。 これまで各種の電池充電指示計器が提案されて
きたが、いずれも正確な監視に不都合な欠点を有
しており、電流を電池からとり出したりこれに戻
したりするたびに電池電圧が変動するためそのよ
うな欠点が生じやすかつた。 本発明は、 〔1〕 監視すべき電池の対向電極に接続される
一対の端子と特定の電池電流状態に感応する手
段と、前記端子間の電圧を測定する手段と、該
測定手段により作動する指示手段と、特定の電
池電流状態に感応する前記手段により制御され
る測定手段とからなり、前記の特定の電池電流
状態が存する時のみ該測定手段が前記指示手段
を作動するようにしたものである。 〔2〕 ここで、特定の電池電流状態とは負荷、
例えば車輌牽引モータへの電流の休止であり、
該特定の電池電流状態に感応する前記手段を負
荷への電流の休止を検出するように配置する。 〔3〕 又、上記〔2〕において、特定の電池電
流状態に感応する手段は、電池からの電流の実
際の休止から設定された第2の時間だけ遅れて
設定された第1の時間の間、出力を与える測定
手段を作り出すタイマー手段からなる。 〔4〕 更に上記〔3〕において、電気モータと
このための制御回路との組合せであつて、該制
御回路はモータ電流感知手段とモータが選択的
に作動できるように作動する少なくとも1つの
リレーとを有しており、該電流感知手段は前記
リレーが作動してある閾値を超えたモータ電流
を遮断するのを防止するためのインターロツク
信号を供給し、前記タイマー手段は前記リレー
の付勢状態が変化する時に前記第1の設定時間
を開始するように接続されておりこれにより前
記連動信号の影響を受けて前記第2の設定時間
が立上がるようにした。 〔5〕 更に又、上記〔3〕において、電気モー
タとこのための制御回路との組合せであつて、
該制御回路はモータ電流が閾値を超えた時イン
ターロツク信号を供給するモータ電流感知手段
を有しており、前記タイマー手段は該モータ電
流感知手段に接続され第1のタイマー回路と第
2のタイヤー回路とを有しており、該第1のタ
イマー回路は前記電流感知手段と該第2のタイ
マー回路とを接続しており前記第2の時間の満
了後前記第1の時間の間前記第2のタイマーを
トリガするようにした。 〔6〕 上記〔1〕ないし〔5〕項のいずれかに
おいて、前記指示手段は連続したサンプリング
時点間での測定手段の出力を蓄積できる蓄積装
置を有する。 〔7〕 又、上記〔6〕において、測定手段と前
記蓄積装置間に接続され前記特定の電池電流状
態に感応する前記手段により制御されるスイツ
チ素子を有する。 〔8〕 更に、上記〔7〕において、スイツチ素
子が導通している時測定手段の出力により蓄積
装置に蓄えられた信号が通常増加しないように
スイツチ素子と直列に単方向電流装置を有す
る。
〔9〕 又、上記〔8〕の記載において、スイツ
チオン時での電池電圧を示す初期信号を前記蓄
積手段に導く手段を有する。 〔10〕 上記
チオン時での電池電圧を示す初期信号を前記蓄
積手段に導く手段を有する。 〔10〕 上記
〔9〕の記載において、前記単方向
電流装置に並列に接続された別のスイツチ素子
と、スイツチオンの時ある設定時間前記別のス
イツチ素子を導通するように配置した別のタイ
マー回路とを有する前記信号導入手段とした。 〔11〕 上記〔10〕の記載において、前記別のタ
イマーにより制御されスイツチオンのとき前記
設定時間の間測定回路に対し入力を効果的に減
少させる減衰回路を有する。 〔12〕 又、上記〔7〕の記載において、スイツ
チ素子と直列に接続された2つの対向する単一
方向電流路であつて異なつた抵抗器を有し、蓄
積装置の信号が増加する場合よりも減少する場
合の方が早いようにした。 〔13〕 上記〔6〕ないし〔12〕項のいずれかの
記載において、前記蓄積装置に蓄えられた信号
を連続的に指示するように前記指示手段は該蓄
積装置に接続されたメータ回路を有している。 〔14〕 又、上記〔13〕の記載において、前記メ
ータ回路は蓄積装置に接続された半導体緩衝装
置を有し電流計への電流を供給するようにし
た。 〔15〕 上記〔14〕項の記載において、前記電流
計を非直線抵抗網と直列に接続した。 〔16〕 又、上記〔1〕ないし〔15〕項のいずれ
かの記載において、前記測定手段は該端子間に
接続された入力減衰器を有する。 〔17〕 更に上記〔16〕の記載において、該減衰
器の一部の間に直列に抵抗器とコンデンサを有
し、サンプリングの直前に流れる電池電流の大
きさと時間を補償する働きをする。 又、本発明による他の実施態様は概ね、 〔18〕 監視すべき電池の対向電極に接続される
一対の端子と、該端子間に電圧に依存する出力
を与えるように接続された電圧測定回路と、蓄
積装置と、該蓄積装置と電圧測定回路とを接続
しスイツチ素子を有する手段と、制御端子と適
当な入力信号が該制御端子に付加される間前記
スイツチ素子を導通するタイヤー回路とを有す
る。 〔19〕 上記〔18〕項の記載において、前記接続
手段は単一方向電流装置を有し前記スイツチ素
子が導通の時蓄積装置に蓄えられた信号が通常
増加できないようにした。 〔20〕 上記〔19〕の記載において、スイツチオ
ン時に電池電圧を表わす信号を蓄積装置に導入
するための手段からなる。 〔21〕 上記〔20〕の記載において、前記信号導
入手段は前記スイツチ素子と直列な別のスイツ
チ素子とスイツチオンの時所定時間該別のスイ
ツチ素子を導通にするため配置された別のタイ
マー回路とからなる。 〔22〕 上記〔21〕の記載において、前記電圧測
定回路の入力に対する減衰器と、スイツチオン
の時前記所定時間該減衰器を作動するための前
記別のタイマー回路により制御されるスイツチ
手段とを有する。 更に又、本発明による他の実施態様は概ね、 〔23〕 電池と、少なくとも1つのモータと該電
池から該モータを通つて流れる電流を制御する
少なくとも1つのチヨツパ回路を有する電池動
力モータ装置において、該チヨツパ回路が作動
しなくなつた後所定の時間作動するように接続
されたタイマー回路と、前記電池に接続された
電圧測定回路と、該測定回路により制御される
ように接続した指示装置とからなり、該タイマ
ー回路が作動している時以外に該電圧測定手段
と指示装置とが作動するのを該タイマー回路に
より禁止するようにした。 〔24〕 上記〔23〕の記載において、前記チヨツ
パ回路が作動している時放電状態を維持するよ
うにダイオード手段により該チヨツパ回路に接
続されたコンデンサと、該コンデンサのための
充電通路と、コンデンサ電圧が所定のレベルを
超える時出力を発生するために該コンデンサに
接続された電圧比較器からなる。 〔25〕 又、上記〔24〕の記載において、前記比
較器により制御され非導通の時前記測定回路用
の電源回路を遮断するように接続されたスイツ
チ手段と指示手段とからなり、該スイツチ手段
は電圧比較器が出力を発生する時に導通となる
ようにした。 〔26〕 更に、上記〔25〕の記載において、前記
コンデンサに接続され、コンデンサ電圧がより
高い所定のレベル以上に上昇する時該スイツチ
手段が導通するようにまたがるように配置した
別の電圧比較器を有する。 〔27〕 更に上記〔25〕又は〔26〕項の記載にお
いて、前記測定手段は電池間に該スイツチ手段
と直列な一連の抵抗器と、該スイツチ手段と電
源端子とを直列にしてなる複数の電圧比較器と
を有し、該比較器を該一連の抵抗器の各点での
電圧と基準電圧とを比較するように配置した。 〔28〕 上記〔27〕項の記載において、前記指示
手段は電池間に該スイツチ手段とも互いに直列
に接続された複数のランプを有しており、前記
比較器の出力端子をいかなる時にもただ一つの
ランプのみが点灯するように該ランプと相互接
続するように接続した。 電池充電状態指示装置が電池車輌のモータコン
トロールシステムの一部を形成する場合には、既
存の各種のコントロールシステム用部品を特定の
電池状態に感応する手段として使用できる。例え
ばこれまで電池とモータの接続方式を制御するた
めの各種のリレーや接触器回路の利用が提案され
ている。これは設定レベルに下がるまでモータ電
流を搬送する接触器が開くのを防ぐために電流運
動装置を用いるもので、ある特定の接触器がある
時間閉じられ後に開く場合、この開放により開放
時にある特定の電池電流状態が存在していること
を示すものである。よつて接触器巻線間の駆動電
圧の消失によりこの消失時点でそのような状態が
存在していることを示す。 接触器作動回路によらずに電池電流の休止を独
立に検出することができる。この場合電流の休止
を検出してから一定時間遅延させた後出力を発生
する遅延回路を備えるものである。 好ましくは指示手段は連続したサンプリング時
点間で測定手段の出力を蓄積する蓄積装置を有し
ている。この指示手段は該蓄積装置に蓄えられた
信号の大きさを連続的に指示するメータを有して
いる。 前記蓄積装置に蓄えられた信号が連続的なサン
プリング動作により増加しないように、前記測定
手段と蓄積手段との接続には単方向電流装置を含
んでいる。これによりサンプリングがきわめて低
い電流消費の期間後引続いて生ずる時指示が不当
に高くならないようにしている。 この単方向電流装置を用いると、スイツチオン
での電池電圧を示す初期信号を蓄積装置に導入す
ることができる。 さらに本発明は、監視すべき電池の対向電極に
接続される一対の端子と、該端子間の電圧に依存
した出力を与える電圧測定回路と、蓄積装置と、
該蓄積装置と電圧測定回路とを接続するものでス
イツチ素子を有する手段と、制御端子と、適当な
入力信号が該制御端子に加わると前記スイツチ素
子を導通にする働きをするタイマー回路とを有す
る手段からなる電池充電状態指示装置に関する。 好ましくは前記接続手段は単方向電流装置を有
しており、前記スイツチ素子が導通の時前記蓄積
装置に蓄えられた信号が通常増加しないようにし
ている。 以下図面に添つて本発明を詳細に説明する。 図1の電気車輌システムにおいて、216V牽引
用電池10は主接点16を介して正の供給レール
12とアース供給レール14に接続されている。
供給レール12,14は前進後進ブレーキ用選択
接点18とサイリスタチヨツパー回路20を介し
て電気牽引モータ17に接続されている。接点1
8は前進及び後進に対し電池10とモータ17と
を選択的に接続するもので、この間電力は電池1
0からモータ17へ供給されるが、ブレーキに対
しては回収できる、すなわち電力はモータ17か
ら電池10へ供給される。サイリスタチヨツパ2
0はモータ17の電機子を通る電流が望ましい平
均値をもつように調整する。接点18とチヨツパ
20は後述する電気的制御回路22により制御さ
れる。 レール12,14はDC―DCコンバータ24に
も接続されており、12Vの正の供給レール26と
アースレール28に電力を供給する。12V電池3
0と、32で示される電灯やワイパーや他の電気
部品と、制御回路22はレール26,28間に並
列に接続されている。制御回路22はアクセル3
4、ブレーキペダル36及び前後進レバー38か
ら入力信号を受け、この入力信号に応じて電線4
1を介してサイリスタチヨツパ20に電機子電流
命令信号を送ると共に、ブレーキ、後進、前進用
リレーコイル42,44,46を付勢して点線4
8,50,52を介しブレーキ、後進、前進用接
点を作動するに適当な信号を供給する。 電流変換器51がモータに接続され、電流に相
当した出力を発生する。この出力はチヨツパ20
にフイールドバツクされており周知の閉ループ電
流制御を形成している。電流変換器51の出力は
モータ電流検出回路53にも加えられ、電流が閾
値を超えるとインタロツク信号を発生し、この信
号を制御回路22に加えて限界値を超えた電流が
接点を流れてもコイル42,44,46の付勢状
態が変わらないようにしている。 システムはさらに充電器54を有しており、端
子56,58により230VAC主電源に接続して電
源60,62を介して電池10を充電することが
できる。充電器54は電線26,28から64,
66を介して12V直流電源が供給されており、後
述する目的のために充電時にはOV、他の時には
12Vの値をもつ信号を端子68に発生する。 システムはさらに2つの端子70,72を有し
ており、後述する目的のためにリレーコイル46
の各端に接続されている。 動作において、アクセルペダル34を踏込みレ
バー38を前進位置にすると、制御回路22がリ
レーコイル46を付勢するので、前進用接点は閉
じられ、モータ17への供給電流を調整するため
にチヨツパ20に信号が送られてある平均値を得
るが、この平均値はアクセルペダル34を踏込む
度合に依存する。もし引続きペダル34を開放し
ブレーキペダル36を踏込むと、チヨツパ20は
電線14を通る電流をブロツクするので、リレー
コイル46への付勢は解除され、ブレーキ接点が
閉じるようにブレーキコイル42が付勢される。
するとチヨツパ20は電線14を通して電流が流
れるようにするが、この電流の平均値はブレーキ
ペダル36の踏込みの度合に依存するもので、モ
ータ17から電池10への電力となり回収ブレー
キをもたらす。システムが前進駆動状態から回収
ブレーキに変化する場合、電池10とモータ17
間で電流の流れない時間は約500msの短時間であ
る。 図2は電池の電圧を充電状態指示用に利用した
充電状態指示装置を示すもので、電池10の充電
状態を指示するための図1のシステムに接続され
るものである。 この充電状態装置はレール12,14間に直列
に接続された抵抗器74とツエナーダイオード7
6を有しており、抵抗器74とダイオード76と
の接続点は27V供給レール78に接続され、ダイ
オード76に並列にコンデンサ80が接続されて
いる。抵抗器82とツエナーダイオード84はレ
ール78,14間で直列に接続され、抵抗器82
とダイオード84との接続点は6.2V基準レール
86に接続されている。レール86は可変抵抗器
90と抵抗器92を介して作動増幅器88の逆入
力端子に接続されている。抵抗器94、抵抗器9
6及び可変抵抗器98はレール12,14間に直
列に接続され、抵抗器94と96の接続点は増幅
器88の非逆入力端子に接続されており、減衰さ
れた電池電圧をこの入力端子に加えている。抵抗
器100、可変抵抗器102及びリレーコイル1
06により作動される接点104は後述する目的
のために抵抗器96,98間に直列に接続されて
いる。増幅器88の出力はフイードバツク抵抗器
108を介してその逆入力端に接続されている。
増幅器88の電源端子は電線110,112を介
してレール78,14に接続されている。 増幅器88は減衰された電池電圧と基準レール
86の電圧とを比較して、両者の差を増幅する。
増幅器88の出力電圧は増幅された電圧と基準レ
ール86の電圧との和に等しい。 増幅器88の出力は抵抗器114を介してスイ
ツチング素子としてのFFT116に接続されて
いる。FET116のドレインは3.3uFのコンデン
サ118の一端に接続され、このコンデンサの他
端はレール86に接続されている。こうして
FET116が導通すると、コンデンサ118は
前述した増幅された電圧に等しい電位となるまで
充電される。 FET116とコンデンサ118の接続点はソ
ースフオロアとしての他のFET120のゲート
に接続され、FET120のドレインはレール7
8に、ソースは電気メータ122を介してレール
86に接続されている。メータ122は負荷をか
けることなくコンデンサ118間の電位を検出す
る。 コンデンサ118からの電荷の漏洩を防止する
ために周知の方法でガードリング123を設けて
いる。 電気メータ122は直列に接続された抵抗器1
24と電流計126と、抵抗器124間で直列に
接続されたツエナーダイオード128と抵抗器1
30とからなる。後述するように、電流計126
のふれが電池10の充電状態を示す。ダイオード
128と抵抗器130は低い充電状態のとき起る
進行性放電を伴なう電池電圧の比較的急な低下を
補償するために設けられており、ダイオード12
8はこのような状態のとき導通しないように配置
されている。 レール78は抵抗器132を介してnpnトラン
ジスタ134のベースに接続されており、このト
ランジスタのコレクタはFET116のゲート
に、エミツタはレール14にそれぞれ接続されて
いる。抵抗器132とトランジスタ134の接続
点はコンデンサ136と抵抗器138を介してレ
ール14に接続され、レール78はリレーコイル
142により作動する接点140と抵抗器144
を介してコンデンサ136と抵抗器138との接
続点に接続されている。テストの目的で接点14
0を短絡するのに一対の端子146が設けられて
いる。FET116のゲートは抵抗器148を介
して増幅器88の出力と接続され、ダイオード1
50が抵抗器114とFET116間の接続点と
レール86との間に接続されている。 リレーコイル142が付勢されて接点140が
閉じると、コンデンサ136は充電するがトラン
ジスタ134は導通のままであり、したがつて
FET116は非導通のままである。続いてリレ
ーコイル142への付勢が解除されると、接点1
40が開き、トランジスタ134のベースは約
150〜200msの間コンデンサ136により逆バイ
アスされる。これによりFET116は導通さ
れ、コンデンサ118は増幅器88の出力によつ
て充電又は放電される。 このように抵抗器132、トランジスタ13
4、コンデンサ136、抵抗器138及び144
によりタイミング手段を構成し、接点140が開
かれてから所定の時間FET116を導通にする
ものである。 増幅器88の出力端での電圧が低いときFET
116が導通しないようにダイオード150を設
けている。 トランジスタ134のベースは接点152を介
してレール14に接続されている。接点152は
リレーコイル106により作動され、コイル10
6が付勢されると接点104及び152が閉じら
れる。 リレーコイル106と抵抗器154は2つの端
子156と158間に並列に接続されており、端
子156は図1の端子70に、端子158は端子
68にそれぞれ接続される。リレーコイル142
と抵抗器160は端子156と図1の端子72に
接続される端子162との間に並列に接続されて
いる。 次に充電状態指示装置の動作について図1のシ
ステムにもとづいて説明する。 もし制御回路22が前進駆動状態にあると、リ
レーコイル46が付勢されて前進駆動接点18が
閉じられ、電池10とモータ17とを接続する。
またリレーコイル142が付勢され、接点140
が閉じられる。よつてトランジスタ134がオン
となり、FET116は非導通となる。もし制御
回路22がブレーキ状態に変化すると、リレーコ
イル42が先ず付勢され、リレーコイル142へ
の付勢は解かれて接点140が開く。するとトラ
ンジスタ134は150〜200msの間逆バイアスさ
れるので、FET116は導通となり、コンデン
サ118は増幅器88の出力電位まで充電され
る。続いてFET116が再び非導通になると、
増幅器88の出力電圧はコンデンサ118に蓄積
されるので、電流計126の読みはこの電位によ
り決定される。 上記したとおり、ブレーキ接点は前進駆動接点
が開かれてから約500msくらい閉じられるので、
電池10とモータ17との間に電流が流れていな
い時、電流計126の読みは電池10の電位によ
り決定される。従つて、読みは電池10の内部抵
抗に影響されない。 電池の内部抵抗は充電状態、引かれる電流、 温度及び電池の年令とともに変化するので、本
発明の装置は、バツテリーから電流が流れている
ときに充電状態を測定する他の充電装置にくらべ
て優れた利点を有している。 事実、電池10は通常わずかな電流(例えば
1A)を始終DC―DCコンバータ24に供給して
いるが、この電流はモータ電流(例えば100〜
400A)に比べてわずかであり、電流計126の
読みにおいて目につくほどの影響とはならない。 又、電池が放電している時の特別の荷電状態に
おいては、電池の電位は電池内に生ずる分極や化
学変化のために時間とともに低いレベルに落ちて
しまう。同様に、充電している時は、分極により
電位は時間とともに高いレベルに上昇する。電池
が分極から回復するまで、放電後は電位は時間と
ともに高レベルに上昇し、充電後は低レベルに降
下する。この回復作用は1時間をこえて続く。よ
つて零電流でのある与えられた充電状態につい
て、充電後と放電後の電池の電圧間に差を生じ、
又、電圧は充電後もしくは放電後時間とともに変
化する。本発明の装置においては、車が前進駆動
された後だけトランジスタ116を導通し、かつ
例えば150〜200msの所定時間のみトランジスタ
116を導通することにより、電流計126の読
みは上記した電圧差や変化に無関係となる。 このように電流計126は電池10の充電状態
をきわめて良く指示するものであり、その読みは
制御回路が前進駆動状態から回収ブレーキ状態に
変化する毎に最新のものとなる。 電流計126は電池10の充電状態を連続変化
的に指示するもので、コンデンサ118を設けた
ことによりFET116が非導通となつても電流
計が充電状態を指示するのを確実にしている。こ
のように本発明の装置は従来の内燃機関の燃料ゲ
ージと類似のやり方で充電状態を指示するもので
ある。 零充電に相当する電流計126の零読みは可変
抵抗器98によりセツトでき、完全充電に相当す
る電流計126の全振れ読みは可変抵抗器90に
よりセツトできる。 この充電状態指示装置は充電器54によつて電
池10の充電中でも電池の充電状態を指示でき
る。電池10が充電されると、リレーコイル10
6が付勢されて接点104と152が閉じる。接
点152がトランジスタ134のベースとレール
14を持続することにより、トランジスタ134
はオフとなりFET116を導通にするので、電
流計126が増幅器88の出力を連続的に監視す
る。接点104は抵抗器100と102を介して
抵抗器94と96の接続点をレール14に接線す
るので、これにより増幅器88の非逆入力端に現
われる電池電圧の減衰率(alternating factor)
を変えて、充電中のある特定の充電状態で存在す
る高い電位を補償する。この補償の範囲は可変抵
抗器102により調整できる。充電器54により
供給される電流は小さく、この値は抵抗器102
をセツトしたり電流計126の度目盛りをする時
に考慮される。 図2aの変更例では、抵抗器RとコンデンサC
を抵抗器94の間に直列に接続している。これら
の素子はサンプリングする直前に電池から流出す
る電流の大きさと時間を補償している。 図3は図2と同様の回路を示しており、同一部
品には同一参照数字を付しているが、電気車輌シ
ステムが短時間にブレーキングから前進駆動に変
わりブレーキングに戻る時に生ずる過度に高くな
る読みを補償するために、図2の回路に修正を施
したものである。このようなことが起こると、シ
ステムが前進駆動からブレーキングに変る時前の
ブレーキングにより引き起こされた充電のためあ
る特定の充電状態に対し電池電圧が高くなるの
で、図2の回路では電流計126の読みが高くな
ることになる。図3では、図2の抵抗器114の
代わりに増幅器88の出力端とFET116のソ
ース間に82kΩの抵抗器164とダイオード16
6を直列に接続し、22kΩの抵抗器168とダイ
オード170を直列に接続して、ダイオード16
6のカソードとダイオード170のアノードを
FET116のソースに接続している。この回路
では、電池10が車の動力として使われている時
は、電池10は放電するのでリレーコイル46へ
の付勢がなくなる毎に3.3uFのコンデンサ118
はFET116、ダイオード170及び抵抗器1
18を介しわずかに放電する。しかし、上記した
ように制御回路がブレーキングから前進駆動に変
りブレーキングに戻る場合、コンデンサ118を
充電するためにはダイオード166の順方向電圧
降下及び比較的高抵抗の抵抗器164に打勝つ必
要があるので、回収充電による電池電圧の増加の
効果は減少する。 図示していないが本発明の他の実施例では、前
の回収ブレーキング間に充電により生じた高電圧
を補償するに十分の時間、例えば10秒間の所定時
間だけシステムが前進駆動の状態にあれば、
FET116を導通にするだけで過度に高い読み
を防止できる。 もし電流計126を電池10から隔絶したい場
合は、オプトアイソレータ対、作動増幅器及びラ
ブの抵抗器からなるオプトアイソレータを用いれ
ばよい。 図4には充電状態指示装置を有する病人用車い
すの電気システムの回路図が示されている。24V
の電池180は主スイツチ182を介して正の供
給線184に接続され、負の供給線186に接続
されている。車いすの左車輪を駆動するモータ1
88とサイリスタチヨツパ回路190は供給線1
86,184間に直列に接続され、右車輪駆動用
モータ192とサイリスタチヨツパ回路194が
同様に直列に接続されている。 100kΩの抵抗器196と47uFのコンデンサ1
98からなるタイミング手段が供給線184,1
86間に直列に接続されている。抵抗器196と
コンデンサ198の共通点は100kΩの抵抗器2
02を介して接続点200に、差動増幅器204
の逆入力端に、差動増幅器205の非逆入力端に
それぞれ接続されている。接続点200はダイオ
ード206を介してモータ188とチヨツパ19
0の共通点に、ダイオード208を介してモータ
192とチヨツパ194の共通点にそれぞれ接続
されている。8kΩ,6kΩ,10kΩの抵抗器21
0,212,214は供給線184,186間に
直列に接続されており、抵抗器210と212の
共通点は増幅器204の非逆入力端に接続して約
16Vの入力をセツトし、抵抗器212と214の
共通点は増幅器205の逆入力端に接続して約
10Vの入力をセツトする。 増幅器204の出力端はダイオード216、抵
抗器218と220を介して供給線186に接続
され、ダイオード216と抵抗器218の共通点
は抵抗器222を介し増幅器205の出力端に接
続されている。抵抗器218と220の共通点は
npnトランジスタ224のベースに接続され、そ
のエミツタは線186に、コレクタは線226に
接続されている。 抵抗器228と6.2Vツエナーダイオード23
0は線184,226間に直列に接続され、これ
らの共通点は作動増幅器232と234の非逆入
力端にそれぞれ接続されている。抵抗器236,
238,240と可変抵抗器242は線184と
226間に直列に接続され、抵抗器236と23
8の共通点は増幅器232の逆入力端に、抵抗器
238と240の共通点は増幅器234の逆入力
端にそれぞれ接続されている。 緑色、琥珀色、赤色のランプ244,246,
248が線184と226間に直列に接続されて
おり、ランプ244と246の共通点は抵抗器2
50を介して増幅器234の出力端に、ランプ2
46と248の共通点は抵抗器252を介して増
幅器232の出力端にそれぞれ接続されている。 増幅器204と205は線184,186から
電力を供給され、増幅器232と234は図示し
ていない線を介して、線184,226から電力
を供給される。 増幅器204,205,232,234は、非
逆入力端での電圧が逆入力端での電圧よりも大き
いときはその出力が24Vとなるように、又、逆入
力端の電圧が非逆入力端の電圧よりも大きいとき
には、出力が0Vとなるように配置されている。 次にこの回路の動作について説明する。 チヨツパ190と194のいずれか一方が動作
しオンになつていると、コンデンサ198は抵抗
器202とダイオード206もしくは208を通
つて流れる電流により放電を維持する。よつて増
幅器204の出力は24Vとなり増幅器205の出
力は0Vとなるので、トランジスタ224は非導
通となりランプ244,246,248のどれも
点灯しない。 チヨツパの双方が動作しなくなると、コンデン
サ198は抵抗器196を介して充電する。約3
秒後コンデンサ198の電位は10Vに達し、増幅
器205の出力は24Vまで上昇しトランジスタ2
24を導通にする。このとき増幅器232と23
4はツエナーダイオード230間の電圧降下と電
池電圧とを比較する。電池電圧が高い場合には、
増幅器232と234の出力電圧は共に0Vとな
り、緑色ランプ244が点灯して充電が高レベ
ル、例えば50%以上、であることを指示する。電
池電圧が中間の値のときは、増幅器232と23
4の出力電圧はそれぞれ0Vと24Vになり、琥珀色
ランプ246が点灯して充電が中間レベル、例え
ば25〜50%であることを示す。電池電圧が低い場
合には、増幅器232と234の出力電圧は共に
24Vとなり、赤色ランプ248が点灯して充電が
低レベル、例えば25%以下、であることを示す。 さらに3秒たつと、コンデンサ198の電位は
16Vに達し、増幅器204の出力は0Vになり、ト
ランジスタ224が非導通となつて点灯していた
ランプが消える。 このように、トランジスタ224はモータ18
8と192のどちらも駆動されていない時のみ導
通となるので、増幅器232と234による比較
は電池180の内部抵抗に無関係となり、又、こ
の比較はチヨツパが動作しなくなつてからきわめ
て短時間の後に所定時間行なわれるので、比較は
放電後に生ずる電池電圧の上昇に無関係となる。 さらに、例えば車いすの運転者の無判断により
生ずるチヨツパ190と194の動作における一
時的な障害のある間に比較が行なわれないよう
に、3秒間遅らせることにより防止している。 図5において、差動増幅器301の非逆入力端
は抵抗器302を介して監視すべき電池303の
正の端子に接続されている。増幅器301の非逆
入力端はさらに直列に接続された抵抗器304と
可変抵抗器305を介してツエナーダイオード3
06のカソードに接続され、ダイオード306の
アノードは電池303の負の端子に接続されてい
る。コンデンサ307は増幅器301の非逆入力
端とダイオード306間に接続され、コンデンサ
308がダイオード306に並列に接続されてい
る。増幅器301への電力は抵抗器311とヒユ
ーズ390を介して電池303の正の端子に接続
されたレール310から供給される。レール31
0は並列に接続されたコンデンサ312,313
とツエナーダイオード314を介して電池の負の
端子に接続されている。実際には増幅器301は
単一の集積回路パツケージに含まれる一対の増幅
器の一方であり、図中、他方の作動増幅器315
の供給端はヒユーズ391を介して電池の負の端
子に接続されている。 増幅器301の逆入力端は抵抗器316により
ツエナーダイオード318のカソードに接続さ
れ、そのアノードはダイオード306のカソード
に接続されたレール320に接続されている。コ
ンデンサ319はダイオード318間に接続さ
れ、ダイオード318のカソードは抵抗器317
を介してレール310に接続されている。 増幅器301の出力端は抵抗器322により
FET323のソースに接続され、ダイオード3
24のカソードは前記ソースに、そのアノードは
レール320に接続されている。FET323の
ソースとゲート間には抵抗器325が接続され、
FET323のドレインはダイオード326のカ
ソードに接続されている。ダイオード326のア
ノードはコンデンサ327によりダイオード31
8のカソードに接続されている。コンデンサ32
7はFET323が導通状態の時電池電圧に相当
する信号を蓄える働きをする信号蓄積装置を構成
する。ダイオード326により、FET323が
導通になる毎にコンデンサ327に蓄えられた信
号を減少するのを確実にしている。 ダイオード326のアノードはFET328の
ゲートに接続され、そのドレインはレール310
に、ソースは並列の抵抗器329とコンデンサ3
30によりレール320に接続されている。
FET328のドレインと増幅器301の逆入力
端には抵抗器332が接続され周知のフイードバ
ツクを形成している。メータ装置333の一端は
抵抗器334によりFET328のソースに接続
され、他端は直列の抵抗器335と可変抵抗器3
36を介してダイオード318のカソードに接続
されている。抵抗器335と336の接続点はコ
ンデンサ338によりレール320に接続されて
いる。ダイオード337のカソードはFET32
8のソースに、アノードはダイオード318のカ
ソードに接続されている。メータ333はコンデ
ンサ327に蓄えられた電圧信号をしばらくの間
指示するが、FET328はソースフオロアとし
ての働きをしてコンデンサ327がきわめて遅い
速度で放電するようにしている。 FET323の導通はモータ電流の休止後正確
に定められた短時間のみ導通状態となるように制
御される。この目的のために、モータ制御回路の
一部であつてモータ電流が所定の閾値以上か以下
であるかに対応した信号を発生する回路340よ
り出力を取り出している。この回路は主としてモ
ータ制御回路中に用いられモータ動作状態を決定
する各種の接触器が安全に開くことができるよう
にしている。回路340に面してオプトアイソレ
ータ341が用いられ、主電池303から隔絶し
た別の電源により駆動している。アイソレータ3
41の発光ダイオード341aのアノードは該別
電源の+15V供給レールに接続され、カソードは
抵抗器342とnpnトランジスタ343のコレク
タ、エミツタを介して電源のアース端子に接続さ
れている。インターフエイス回路は2つの入力端
子344と345を有している。端子344は抵
抗器346を介してダイオード341aのカソー
ドに接続されており、モータ電流が閾値レベル以
上になつて検出回路340の出力が低くなる(発
光ダイオードの電流を弱める)際に用いられる。
他の端子345は抵抗器347によりトランジス
タ343のベースに接続され、さらにこのトラン
ジスタのベースとエミツタ間には抵抗器348が
接続されているが、端子345はモータ電流が閾
値レベル以下になつて検出回路340の出力が低
くなる際に用いられる。いずれの場合にも、モー
タ電流が限界レベル以上になると発光ダイオード
341aは導通し、連係するフオトトランジスタ
341bは導通する。 フオトトランジスタ341bのベースは抵抗器
350を介してそのエミツタに接続され、さらに
直列の抵抗器351,352を介して電池303
の負の端子に接続されたレール353に接続され
ている。フオトトランジスタ341bのコレクタ
はレール310に接続されている。npnトランジ
スタ354のエミツタはレール353に、ベース
は抵抗器351と352の接続点に、コレクタは
直列の抵抗器355と356を介してレール31
0にそれぞれ接続されている。抵抗器356間に
はコンデンサ357が接続されている。抵抗器3
55と356の接続点は抵抗器358を介して増
幅器315の非逆入力端に接続されている。レー
ル310,353間に直列接続された抵抗器35
9と360の接続点は逆入力端に接続されてい
る。増幅器315の出力端と非逆入力端間には抵
抗器361が接続され、増幅器315はシユミツ
トトリガー回路として働く。 増幅器315の出力端はコンデンサ362によ
りダイオード363のカソードに接続され、この
ダイオードのアノードはレール353に接続され
ている。ダイオード363に並列に抵抗器364
が接続されている。ダイオード363のカソード
はアノードがFET323のゲートに接続された
ダイオード366のカソードに抵抗器365を介
して接続されている。ダイオードのカソードとレ
ール353間にはコンデンサ367が接続されて
いる。 図6にもとづいて、FET323の導通を制御
する回路の動作について説明する。モータ電流が
閾値レベルを超えている間、トランジスタ354
は導通になり、点A(図5)の電圧を低く保つ。
モータ電流が休止するとトランジスタ354はオ
フになるが、A点での電圧が上昇して増幅器31
5をトリガーするに十分の高さになるまで約
180msの時間を要するようにコンデンサ357は
A点での電圧が比較的ゆつくり上昇するようにし
ている。増幅器315がトリガーされるとその出
力は高くなる(点B)。するとコンデンサ362
は約0.8〜1msの間正方向パルスを通しFET32
3を導通する(点C)。サンプリングがあまりに
も早く開始すると読みが過度に低くなつてしまう
ことを考慮して、前記180msの遅れをもたせて電
池電圧が十分に回復してから充電状態を示すこと
ができるようにしている。 FET323が導通するとダイオード326が
コンデンサ327の電圧の上昇を防ぐので、回路
を設けてこの回路がスイツチオンする毎に初期充
電をコンデンサ327に導入できるようにしてい
る。この目的で、さらにFET370を設け、そ
のソースはダイオード326のカソードに、ドレ
インはダイオード326のアノードに接続してい
る。FET370のゲートはダイオード371の
アノードに接続され、このダイオードのカソード
は抵抗器372によりレール353に接続されて
いる。pnpトランジスタ373のエミツタはレー
ル310に、コレクタはダイオード371のカソ
ードに接続している。トランジスタ373のベー
スは抵抗器374によりレール310に、また抵
抗器375によりダイオード376のカソードに
接続されており、このダイオードのアノードはレ
ール353に接続している。ダイオード376間
にはコンデンサ377が接続されている。さらに
ダイオード371のカソードにダイオード378
のアノードを、ダイオード366のカソードにダ
イオード378のカソードを接続して、コンデン
サ362を通るパルスによりFET370がオン
にならないようにしている。 スイツチオン時の電流は抵抗器374と375
を通りコンデンサ377を充電する。この充電の
間に、トランジスタ373がオンとなり、抵抗器
372を介してまたダイオード378と直列の抵
抗器365,364を介して電流が流れる。こう
してトランジスタ373がオンになつているかぎ
り(この時間は約200ms)FET323と370
は共に導通する。これによりコンデンサ327は
電池電圧を示す電圧となるまで充電できる。尚、
コンデンサ327の両端電圧を第6図のDの波形
図にて示す。 電池電圧は電池の充電状態を示すのに導かれる
放電電流の後でサンプルされるので、上記したコ
ンデンサ327に導かれる初期電圧は、電池の拡
張された不使用期間の後でスイツチオンになると
電池の充電状態を表わさなくなる。これは放電中
及び放電のすぐ後では電池に分極による電位が存
在して端子電圧を実際に減少させるが、約1分程
度でそれは崩壊してしまうからである。このよう
にコンデンサ327の初期充電の後のメータの読
みはスイツチオン時での電池の充電状態を正確に
指示するには高くなり過ぎてしまう。 この不正確を是正するために、増幅器301の
非逆入力端とnpnトランジスタ381のコレクタ
との間に抵抗器380が接続されている。トラン
ジスタ381のエミツタはレール320に、ベー
スは抵抗器382を介して同レールに接続されて
いる。トランジスタ381のベースはさらに抵抗
器383によりダイオード384のカソードに接
続され、このダイオードのアノードはトランジス
タ373のコレクタに接続されている。 トランジスタ373がオンになるといつでもト
ランジスタはオンとなり(すなわちスイツチオン
後の最初の200msの間)、抵抗器380が直列の
抵抗器304と可変抵抗器305に並列関係とな
るので、この期間増幅器301への入力を減衰さ
せる。 モータ電流による電池の放電後でも回収ブレー
キ作用による充電のときでも、モータ電流が
180ms以上にわたつて閾値レベル以下になるとい
つでもサンプリングが起るという点は注目すべき
である。しかしながら、回収ブレーキの間は電池
電圧が上昇するのでダイオード326はコンデン
サ327へ増加した電圧信号が通るのをブロツク
する。従つて上記した回路は回収ブレーキング装
置のあるもしくはそれのないモータ制御に等価的
に応用できる。 FET328のゲートを介するコンデンサから
の漏れ電流は少なくとも部分的にFET323,
370とダイオード326を通る漏れ電流によつ
て補償されるものと考えられる。1時間以上の蓄
積時間を達成できる。 コンデンサ367は点C(図5)付近のノイズ
を遮断し、抵抗器334と335に接続されたコ
ンデンサ330と338はFET328のソース
ゲート結合をコンデンサ327の放電を引き起す
おそれのある負方向のノイズスパイクから保護す
る。 ダイオード306はレール320に十分の電圧
を与え、FET323と370が完全にオフする
ため(オン状態が要求される時を除いて)に十分
であらゆる回路状態に有効な負のバイアスとなる
のを確実にしている。 可変抵抗器305と336は適当な電池電圧に
対してメータ上に零及びフルスケールの読みを与
えるように回路をセツトするのに使われる。 モータ制御回路のモータ電流検出器340を用
いる代りに、他の制御信号、例えば(もし回収ブ
レーキが用いられていなければ)車輌のアクセル
ペダルのスイツチからの信号などを用いることも
できる。 上記の例では、電池電圧のサンプリングはモー
タ電流がある閾値以下になる時に開始されること
に注意を要する。モータを制御するチヨツパがス
イツチオフになると、再循環電流がモータや再循
環用ダイオードを通りしばらく流れても電池電流
はすぐに休止する。モータ電流が閾値(例えば
30A)以下になるとサンプリングが起り、180ms
の間閾値以下の値を維持する。電池から電流が流
れない実際の時間は再循環電流の崩壊時間により
この180msを超える。
電流装置に並列に接続された別のスイツチ素子
と、スイツチオンの時ある設定時間前記別のス
イツチ素子を導通するように配置した別のタイ
マー回路とを有する前記信号導入手段とした。 〔11〕 上記〔10〕の記載において、前記別のタ
イマーにより制御されスイツチオンのとき前記
設定時間の間測定回路に対し入力を効果的に減
少させる減衰回路を有する。 〔12〕 又、上記〔7〕の記載において、スイツ
チ素子と直列に接続された2つの対向する単一
方向電流路であつて異なつた抵抗器を有し、蓄
積装置の信号が増加する場合よりも減少する場
合の方が早いようにした。 〔13〕 上記〔6〕ないし〔12〕項のいずれかの
記載において、前記蓄積装置に蓄えられた信号
を連続的に指示するように前記指示手段は該蓄
積装置に接続されたメータ回路を有している。 〔14〕 又、上記〔13〕の記載において、前記メ
ータ回路は蓄積装置に接続された半導体緩衝装
置を有し電流計への電流を供給するようにし
た。 〔15〕 上記〔14〕項の記載において、前記電流
計を非直線抵抗網と直列に接続した。 〔16〕 又、上記〔1〕ないし〔15〕項のいずれ
かの記載において、前記測定手段は該端子間に
接続された入力減衰器を有する。 〔17〕 更に上記〔16〕の記載において、該減衰
器の一部の間に直列に抵抗器とコンデンサを有
し、サンプリングの直前に流れる電池電流の大
きさと時間を補償する働きをする。 又、本発明による他の実施態様は概ね、 〔18〕 監視すべき電池の対向電極に接続される
一対の端子と、該端子間に電圧に依存する出力
を与えるように接続された電圧測定回路と、蓄
積装置と、該蓄積装置と電圧測定回路とを接続
しスイツチ素子を有する手段と、制御端子と適
当な入力信号が該制御端子に付加される間前記
スイツチ素子を導通するタイヤー回路とを有す
る。 〔19〕 上記〔18〕項の記載において、前記接続
手段は単一方向電流装置を有し前記スイツチ素
子が導通の時蓄積装置に蓄えられた信号が通常
増加できないようにした。 〔20〕 上記〔19〕の記載において、スイツチオ
ン時に電池電圧を表わす信号を蓄積装置に導入
するための手段からなる。 〔21〕 上記〔20〕の記載において、前記信号導
入手段は前記スイツチ素子と直列な別のスイツ
チ素子とスイツチオンの時所定時間該別のスイ
ツチ素子を導通にするため配置された別のタイ
マー回路とからなる。 〔22〕 上記〔21〕の記載において、前記電圧測
定回路の入力に対する減衰器と、スイツチオン
の時前記所定時間該減衰器を作動するための前
記別のタイマー回路により制御されるスイツチ
手段とを有する。 更に又、本発明による他の実施態様は概ね、 〔23〕 電池と、少なくとも1つのモータと該電
池から該モータを通つて流れる電流を制御する
少なくとも1つのチヨツパ回路を有する電池動
力モータ装置において、該チヨツパ回路が作動
しなくなつた後所定の時間作動するように接続
されたタイマー回路と、前記電池に接続された
電圧測定回路と、該測定回路により制御される
ように接続した指示装置とからなり、該タイマ
ー回路が作動している時以外に該電圧測定手段
と指示装置とが作動するのを該タイマー回路に
より禁止するようにした。 〔24〕 上記〔23〕の記載において、前記チヨツ
パ回路が作動している時放電状態を維持するよ
うにダイオード手段により該チヨツパ回路に接
続されたコンデンサと、該コンデンサのための
充電通路と、コンデンサ電圧が所定のレベルを
超える時出力を発生するために該コンデンサに
接続された電圧比較器からなる。 〔25〕 又、上記〔24〕の記載において、前記比
較器により制御され非導通の時前記測定回路用
の電源回路を遮断するように接続されたスイツ
チ手段と指示手段とからなり、該スイツチ手段
は電圧比較器が出力を発生する時に導通となる
ようにした。 〔26〕 更に、上記〔25〕の記載において、前記
コンデンサに接続され、コンデンサ電圧がより
高い所定のレベル以上に上昇する時該スイツチ
手段が導通するようにまたがるように配置した
別の電圧比較器を有する。 〔27〕 更に上記〔25〕又は〔26〕項の記載にお
いて、前記測定手段は電池間に該スイツチ手段
と直列な一連の抵抗器と、該スイツチ手段と電
源端子とを直列にしてなる複数の電圧比較器と
を有し、該比較器を該一連の抵抗器の各点での
電圧と基準電圧とを比較するように配置した。 〔28〕 上記〔27〕項の記載において、前記指示
手段は電池間に該スイツチ手段とも互いに直列
に接続された複数のランプを有しており、前記
比較器の出力端子をいかなる時にもただ一つの
ランプのみが点灯するように該ランプと相互接
続するように接続した。 電池充電状態指示装置が電池車輌のモータコン
トロールシステムの一部を形成する場合には、既
存の各種のコントロールシステム用部品を特定の
電池状態に感応する手段として使用できる。例え
ばこれまで電池とモータの接続方式を制御するた
めの各種のリレーや接触器回路の利用が提案され
ている。これは設定レベルに下がるまでモータ電
流を搬送する接触器が開くのを防ぐために電流運
動装置を用いるもので、ある特定の接触器がある
時間閉じられ後に開く場合、この開放により開放
時にある特定の電池電流状態が存在していること
を示すものである。よつて接触器巻線間の駆動電
圧の消失によりこの消失時点でそのような状態が
存在していることを示す。 接触器作動回路によらずに電池電流の休止を独
立に検出することができる。この場合電流の休止
を検出してから一定時間遅延させた後出力を発生
する遅延回路を備えるものである。 好ましくは指示手段は連続したサンプリング時
点間で測定手段の出力を蓄積する蓄積装置を有し
ている。この指示手段は該蓄積装置に蓄えられた
信号の大きさを連続的に指示するメータを有して
いる。 前記蓄積装置に蓄えられた信号が連続的なサン
プリング動作により増加しないように、前記測定
手段と蓄積手段との接続には単方向電流装置を含
んでいる。これによりサンプリングがきわめて低
い電流消費の期間後引続いて生ずる時指示が不当
に高くならないようにしている。 この単方向電流装置を用いると、スイツチオン
での電池電圧を示す初期信号を蓄積装置に導入す
ることができる。 さらに本発明は、監視すべき電池の対向電極に
接続される一対の端子と、該端子間の電圧に依存
した出力を与える電圧測定回路と、蓄積装置と、
該蓄積装置と電圧測定回路とを接続するものでス
イツチ素子を有する手段と、制御端子と、適当な
入力信号が該制御端子に加わると前記スイツチ素
子を導通にする働きをするタイマー回路とを有す
る手段からなる電池充電状態指示装置に関する。 好ましくは前記接続手段は単方向電流装置を有
しており、前記スイツチ素子が導通の時前記蓄積
装置に蓄えられた信号が通常増加しないようにし
ている。 以下図面に添つて本発明を詳細に説明する。 図1の電気車輌システムにおいて、216V牽引
用電池10は主接点16を介して正の供給レール
12とアース供給レール14に接続されている。
供給レール12,14は前進後進ブレーキ用選択
接点18とサイリスタチヨツパー回路20を介し
て電気牽引モータ17に接続されている。接点1
8は前進及び後進に対し電池10とモータ17と
を選択的に接続するもので、この間電力は電池1
0からモータ17へ供給されるが、ブレーキに対
しては回収できる、すなわち電力はモータ17か
ら電池10へ供給される。サイリスタチヨツパ2
0はモータ17の電機子を通る電流が望ましい平
均値をもつように調整する。接点18とチヨツパ
20は後述する電気的制御回路22により制御さ
れる。 レール12,14はDC―DCコンバータ24に
も接続されており、12Vの正の供給レール26と
アースレール28に電力を供給する。12V電池3
0と、32で示される電灯やワイパーや他の電気
部品と、制御回路22はレール26,28間に並
列に接続されている。制御回路22はアクセル3
4、ブレーキペダル36及び前後進レバー38か
ら入力信号を受け、この入力信号に応じて電線4
1を介してサイリスタチヨツパ20に電機子電流
命令信号を送ると共に、ブレーキ、後進、前進用
リレーコイル42,44,46を付勢して点線4
8,50,52を介しブレーキ、後進、前進用接
点を作動するに適当な信号を供給する。 電流変換器51がモータに接続され、電流に相
当した出力を発生する。この出力はチヨツパ20
にフイールドバツクされており周知の閉ループ電
流制御を形成している。電流変換器51の出力は
モータ電流検出回路53にも加えられ、電流が閾
値を超えるとインタロツク信号を発生し、この信
号を制御回路22に加えて限界値を超えた電流が
接点を流れてもコイル42,44,46の付勢状
態が変わらないようにしている。 システムはさらに充電器54を有しており、端
子56,58により230VAC主電源に接続して電
源60,62を介して電池10を充電することが
できる。充電器54は電線26,28から64,
66を介して12V直流電源が供給されており、後
述する目的のために充電時にはOV、他の時には
12Vの値をもつ信号を端子68に発生する。 システムはさらに2つの端子70,72を有し
ており、後述する目的のためにリレーコイル46
の各端に接続されている。 動作において、アクセルペダル34を踏込みレ
バー38を前進位置にすると、制御回路22がリ
レーコイル46を付勢するので、前進用接点は閉
じられ、モータ17への供給電流を調整するため
にチヨツパ20に信号が送られてある平均値を得
るが、この平均値はアクセルペダル34を踏込む
度合に依存する。もし引続きペダル34を開放し
ブレーキペダル36を踏込むと、チヨツパ20は
電線14を通る電流をブロツクするので、リレー
コイル46への付勢は解除され、ブレーキ接点が
閉じるようにブレーキコイル42が付勢される。
するとチヨツパ20は電線14を通して電流が流
れるようにするが、この電流の平均値はブレーキ
ペダル36の踏込みの度合に依存するもので、モ
ータ17から電池10への電力となり回収ブレー
キをもたらす。システムが前進駆動状態から回収
ブレーキに変化する場合、電池10とモータ17
間で電流の流れない時間は約500msの短時間であ
る。 図2は電池の電圧を充電状態指示用に利用した
充電状態指示装置を示すもので、電池10の充電
状態を指示するための図1のシステムに接続され
るものである。 この充電状態装置はレール12,14間に直列
に接続された抵抗器74とツエナーダイオード7
6を有しており、抵抗器74とダイオード76と
の接続点は27V供給レール78に接続され、ダイ
オード76に並列にコンデンサ80が接続されて
いる。抵抗器82とツエナーダイオード84はレ
ール78,14間で直列に接続され、抵抗器82
とダイオード84との接続点は6.2V基準レール
86に接続されている。レール86は可変抵抗器
90と抵抗器92を介して作動増幅器88の逆入
力端子に接続されている。抵抗器94、抵抗器9
6及び可変抵抗器98はレール12,14間に直
列に接続され、抵抗器94と96の接続点は増幅
器88の非逆入力端子に接続されており、減衰さ
れた電池電圧をこの入力端子に加えている。抵抗
器100、可変抵抗器102及びリレーコイル1
06により作動される接点104は後述する目的
のために抵抗器96,98間に直列に接続されて
いる。増幅器88の出力はフイードバツク抵抗器
108を介してその逆入力端に接続されている。
増幅器88の電源端子は電線110,112を介
してレール78,14に接続されている。 増幅器88は減衰された電池電圧と基準レール
86の電圧とを比較して、両者の差を増幅する。
増幅器88の出力電圧は増幅された電圧と基準レ
ール86の電圧との和に等しい。 増幅器88の出力は抵抗器114を介してスイ
ツチング素子としてのFFT116に接続されて
いる。FET116のドレインは3.3uFのコンデン
サ118の一端に接続され、このコンデンサの他
端はレール86に接続されている。こうして
FET116が導通すると、コンデンサ118は
前述した増幅された電圧に等しい電位となるまで
充電される。 FET116とコンデンサ118の接続点はソ
ースフオロアとしての他のFET120のゲート
に接続され、FET120のドレインはレール7
8に、ソースは電気メータ122を介してレール
86に接続されている。メータ122は負荷をか
けることなくコンデンサ118間の電位を検出す
る。 コンデンサ118からの電荷の漏洩を防止する
ために周知の方法でガードリング123を設けて
いる。 電気メータ122は直列に接続された抵抗器1
24と電流計126と、抵抗器124間で直列に
接続されたツエナーダイオード128と抵抗器1
30とからなる。後述するように、電流計126
のふれが電池10の充電状態を示す。ダイオード
128と抵抗器130は低い充電状態のとき起る
進行性放電を伴なう電池電圧の比較的急な低下を
補償するために設けられており、ダイオード12
8はこのような状態のとき導通しないように配置
されている。 レール78は抵抗器132を介してnpnトラン
ジスタ134のベースに接続されており、このト
ランジスタのコレクタはFET116のゲート
に、エミツタはレール14にそれぞれ接続されて
いる。抵抗器132とトランジスタ134の接続
点はコンデンサ136と抵抗器138を介してレ
ール14に接続され、レール78はリレーコイル
142により作動する接点140と抵抗器144
を介してコンデンサ136と抵抗器138との接
続点に接続されている。テストの目的で接点14
0を短絡するのに一対の端子146が設けられて
いる。FET116のゲートは抵抗器148を介
して増幅器88の出力と接続され、ダイオード1
50が抵抗器114とFET116間の接続点と
レール86との間に接続されている。 リレーコイル142が付勢されて接点140が
閉じると、コンデンサ136は充電するがトラン
ジスタ134は導通のままであり、したがつて
FET116は非導通のままである。続いてリレ
ーコイル142への付勢が解除されると、接点1
40が開き、トランジスタ134のベースは約
150〜200msの間コンデンサ136により逆バイ
アスされる。これによりFET116は導通さ
れ、コンデンサ118は増幅器88の出力によつ
て充電又は放電される。 このように抵抗器132、トランジスタ13
4、コンデンサ136、抵抗器138及び144
によりタイミング手段を構成し、接点140が開
かれてから所定の時間FET116を導通にする
ものである。 増幅器88の出力端での電圧が低いときFET
116が導通しないようにダイオード150を設
けている。 トランジスタ134のベースは接点152を介
してレール14に接続されている。接点152は
リレーコイル106により作動され、コイル10
6が付勢されると接点104及び152が閉じら
れる。 リレーコイル106と抵抗器154は2つの端
子156と158間に並列に接続されており、端
子156は図1の端子70に、端子158は端子
68にそれぞれ接続される。リレーコイル142
と抵抗器160は端子156と図1の端子72に
接続される端子162との間に並列に接続されて
いる。 次に充電状態指示装置の動作について図1のシ
ステムにもとづいて説明する。 もし制御回路22が前進駆動状態にあると、リ
レーコイル46が付勢されて前進駆動接点18が
閉じられ、電池10とモータ17とを接続する。
またリレーコイル142が付勢され、接点140
が閉じられる。よつてトランジスタ134がオン
となり、FET116は非導通となる。もし制御
回路22がブレーキ状態に変化すると、リレーコ
イル42が先ず付勢され、リレーコイル142へ
の付勢は解かれて接点140が開く。するとトラ
ンジスタ134は150〜200msの間逆バイアスさ
れるので、FET116は導通となり、コンデン
サ118は増幅器88の出力電位まで充電され
る。続いてFET116が再び非導通になると、
増幅器88の出力電圧はコンデンサ118に蓄積
されるので、電流計126の読みはこの電位によ
り決定される。 上記したとおり、ブレーキ接点は前進駆動接点
が開かれてから約500msくらい閉じられるので、
電池10とモータ17との間に電流が流れていな
い時、電流計126の読みは電池10の電位によ
り決定される。従つて、読みは電池10の内部抵
抗に影響されない。 電池の内部抵抗は充電状態、引かれる電流、 温度及び電池の年令とともに変化するので、本
発明の装置は、バツテリーから電流が流れている
ときに充電状態を測定する他の充電装置にくらべ
て優れた利点を有している。 事実、電池10は通常わずかな電流(例えば
1A)を始終DC―DCコンバータ24に供給して
いるが、この電流はモータ電流(例えば100〜
400A)に比べてわずかであり、電流計126の
読みにおいて目につくほどの影響とはならない。 又、電池が放電している時の特別の荷電状態に
おいては、電池の電位は電池内に生ずる分極や化
学変化のために時間とともに低いレベルに落ちて
しまう。同様に、充電している時は、分極により
電位は時間とともに高いレベルに上昇する。電池
が分極から回復するまで、放電後は電位は時間と
ともに高レベルに上昇し、充電後は低レベルに降
下する。この回復作用は1時間をこえて続く。よ
つて零電流でのある与えられた充電状態につい
て、充電後と放電後の電池の電圧間に差を生じ、
又、電圧は充電後もしくは放電後時間とともに変
化する。本発明の装置においては、車が前進駆動
された後だけトランジスタ116を導通し、かつ
例えば150〜200msの所定時間のみトランジスタ
116を導通することにより、電流計126の読
みは上記した電圧差や変化に無関係となる。 このように電流計126は電池10の充電状態
をきわめて良く指示するものであり、その読みは
制御回路が前進駆動状態から回収ブレーキ状態に
変化する毎に最新のものとなる。 電流計126は電池10の充電状態を連続変化
的に指示するもので、コンデンサ118を設けた
ことによりFET116が非導通となつても電流
計が充電状態を指示するのを確実にしている。こ
のように本発明の装置は従来の内燃機関の燃料ゲ
ージと類似のやり方で充電状態を指示するもので
ある。 零充電に相当する電流計126の零読みは可変
抵抗器98によりセツトでき、完全充電に相当す
る電流計126の全振れ読みは可変抵抗器90に
よりセツトできる。 この充電状態指示装置は充電器54によつて電
池10の充電中でも電池の充電状態を指示でき
る。電池10が充電されると、リレーコイル10
6が付勢されて接点104と152が閉じる。接
点152がトランジスタ134のベースとレール
14を持続することにより、トランジスタ134
はオフとなりFET116を導通にするので、電
流計126が増幅器88の出力を連続的に監視す
る。接点104は抵抗器100と102を介して
抵抗器94と96の接続点をレール14に接線す
るので、これにより増幅器88の非逆入力端に現
われる電池電圧の減衰率(alternating factor)
を変えて、充電中のある特定の充電状態で存在す
る高い電位を補償する。この補償の範囲は可変抵
抗器102により調整できる。充電器54により
供給される電流は小さく、この値は抵抗器102
をセツトしたり電流計126の度目盛りをする時
に考慮される。 図2aの変更例では、抵抗器RとコンデンサC
を抵抗器94の間に直列に接続している。これら
の素子はサンプリングする直前に電池から流出す
る電流の大きさと時間を補償している。 図3は図2と同様の回路を示しており、同一部
品には同一参照数字を付しているが、電気車輌シ
ステムが短時間にブレーキングから前進駆動に変
わりブレーキングに戻る時に生ずる過度に高くな
る読みを補償するために、図2の回路に修正を施
したものである。このようなことが起こると、シ
ステムが前進駆動からブレーキングに変る時前の
ブレーキングにより引き起こされた充電のためあ
る特定の充電状態に対し電池電圧が高くなるの
で、図2の回路では電流計126の読みが高くな
ることになる。図3では、図2の抵抗器114の
代わりに増幅器88の出力端とFET116のソ
ース間に82kΩの抵抗器164とダイオード16
6を直列に接続し、22kΩの抵抗器168とダイ
オード170を直列に接続して、ダイオード16
6のカソードとダイオード170のアノードを
FET116のソースに接続している。この回路
では、電池10が車の動力として使われている時
は、電池10は放電するのでリレーコイル46へ
の付勢がなくなる毎に3.3uFのコンデンサ118
はFET116、ダイオード170及び抵抗器1
18を介しわずかに放電する。しかし、上記した
ように制御回路がブレーキングから前進駆動に変
りブレーキングに戻る場合、コンデンサ118を
充電するためにはダイオード166の順方向電圧
降下及び比較的高抵抗の抵抗器164に打勝つ必
要があるので、回収充電による電池電圧の増加の
効果は減少する。 図示していないが本発明の他の実施例では、前
の回収ブレーキング間に充電により生じた高電圧
を補償するに十分の時間、例えば10秒間の所定時
間だけシステムが前進駆動の状態にあれば、
FET116を導通にするだけで過度に高い読み
を防止できる。 もし電流計126を電池10から隔絶したい場
合は、オプトアイソレータ対、作動増幅器及びラ
ブの抵抗器からなるオプトアイソレータを用いれ
ばよい。 図4には充電状態指示装置を有する病人用車い
すの電気システムの回路図が示されている。24V
の電池180は主スイツチ182を介して正の供
給線184に接続され、負の供給線186に接続
されている。車いすの左車輪を駆動するモータ1
88とサイリスタチヨツパ回路190は供給線1
86,184間に直列に接続され、右車輪駆動用
モータ192とサイリスタチヨツパ回路194が
同様に直列に接続されている。 100kΩの抵抗器196と47uFのコンデンサ1
98からなるタイミング手段が供給線184,1
86間に直列に接続されている。抵抗器196と
コンデンサ198の共通点は100kΩの抵抗器2
02を介して接続点200に、差動増幅器204
の逆入力端に、差動増幅器205の非逆入力端に
それぞれ接続されている。接続点200はダイオ
ード206を介してモータ188とチヨツパ19
0の共通点に、ダイオード208を介してモータ
192とチヨツパ194の共通点にそれぞれ接続
されている。8kΩ,6kΩ,10kΩの抵抗器21
0,212,214は供給線184,186間に
直列に接続されており、抵抗器210と212の
共通点は増幅器204の非逆入力端に接続して約
16Vの入力をセツトし、抵抗器212と214の
共通点は増幅器205の逆入力端に接続して約
10Vの入力をセツトする。 増幅器204の出力端はダイオード216、抵
抗器218と220を介して供給線186に接続
され、ダイオード216と抵抗器218の共通点
は抵抗器222を介し増幅器205の出力端に接
続されている。抵抗器218と220の共通点は
npnトランジスタ224のベースに接続され、そ
のエミツタは線186に、コレクタは線226に
接続されている。 抵抗器228と6.2Vツエナーダイオード23
0は線184,226間に直列に接続され、これ
らの共通点は作動増幅器232と234の非逆入
力端にそれぞれ接続されている。抵抗器236,
238,240と可変抵抗器242は線184と
226間に直列に接続され、抵抗器236と23
8の共通点は増幅器232の逆入力端に、抵抗器
238と240の共通点は増幅器234の逆入力
端にそれぞれ接続されている。 緑色、琥珀色、赤色のランプ244,246,
248が線184と226間に直列に接続されて
おり、ランプ244と246の共通点は抵抗器2
50を介して増幅器234の出力端に、ランプ2
46と248の共通点は抵抗器252を介して増
幅器232の出力端にそれぞれ接続されている。 増幅器204と205は線184,186から
電力を供給され、増幅器232と234は図示し
ていない線を介して、線184,226から電力
を供給される。 増幅器204,205,232,234は、非
逆入力端での電圧が逆入力端での電圧よりも大き
いときはその出力が24Vとなるように、又、逆入
力端の電圧が非逆入力端の電圧よりも大きいとき
には、出力が0Vとなるように配置されている。 次にこの回路の動作について説明する。 チヨツパ190と194のいずれか一方が動作
しオンになつていると、コンデンサ198は抵抗
器202とダイオード206もしくは208を通
つて流れる電流により放電を維持する。よつて増
幅器204の出力は24Vとなり増幅器205の出
力は0Vとなるので、トランジスタ224は非導
通となりランプ244,246,248のどれも
点灯しない。 チヨツパの双方が動作しなくなると、コンデン
サ198は抵抗器196を介して充電する。約3
秒後コンデンサ198の電位は10Vに達し、増幅
器205の出力は24Vまで上昇しトランジスタ2
24を導通にする。このとき増幅器232と23
4はツエナーダイオード230間の電圧降下と電
池電圧とを比較する。電池電圧が高い場合には、
増幅器232と234の出力電圧は共に0Vとな
り、緑色ランプ244が点灯して充電が高レベ
ル、例えば50%以上、であることを指示する。電
池電圧が中間の値のときは、増幅器232と23
4の出力電圧はそれぞれ0Vと24Vになり、琥珀色
ランプ246が点灯して充電が中間レベル、例え
ば25〜50%であることを示す。電池電圧が低い場
合には、増幅器232と234の出力電圧は共に
24Vとなり、赤色ランプ248が点灯して充電が
低レベル、例えば25%以下、であることを示す。 さらに3秒たつと、コンデンサ198の電位は
16Vに達し、増幅器204の出力は0Vになり、ト
ランジスタ224が非導通となつて点灯していた
ランプが消える。 このように、トランジスタ224はモータ18
8と192のどちらも駆動されていない時のみ導
通となるので、増幅器232と234による比較
は電池180の内部抵抗に無関係となり、又、こ
の比較はチヨツパが動作しなくなつてからきわめ
て短時間の後に所定時間行なわれるので、比較は
放電後に生ずる電池電圧の上昇に無関係となる。 さらに、例えば車いすの運転者の無判断により
生ずるチヨツパ190と194の動作における一
時的な障害のある間に比較が行なわれないよう
に、3秒間遅らせることにより防止している。 図5において、差動増幅器301の非逆入力端
は抵抗器302を介して監視すべき電池303の
正の端子に接続されている。増幅器301の非逆
入力端はさらに直列に接続された抵抗器304と
可変抵抗器305を介してツエナーダイオード3
06のカソードに接続され、ダイオード306の
アノードは電池303の負の端子に接続されてい
る。コンデンサ307は増幅器301の非逆入力
端とダイオード306間に接続され、コンデンサ
308がダイオード306に並列に接続されてい
る。増幅器301への電力は抵抗器311とヒユ
ーズ390を介して電池303の正の端子に接続
されたレール310から供給される。レール31
0は並列に接続されたコンデンサ312,313
とツエナーダイオード314を介して電池の負の
端子に接続されている。実際には増幅器301は
単一の集積回路パツケージに含まれる一対の増幅
器の一方であり、図中、他方の作動増幅器315
の供給端はヒユーズ391を介して電池の負の端
子に接続されている。 増幅器301の逆入力端は抵抗器316により
ツエナーダイオード318のカソードに接続さ
れ、そのアノードはダイオード306のカソード
に接続されたレール320に接続されている。コ
ンデンサ319はダイオード318間に接続さ
れ、ダイオード318のカソードは抵抗器317
を介してレール310に接続されている。 増幅器301の出力端は抵抗器322により
FET323のソースに接続され、ダイオード3
24のカソードは前記ソースに、そのアノードは
レール320に接続されている。FET323の
ソースとゲート間には抵抗器325が接続され、
FET323のドレインはダイオード326のカ
ソードに接続されている。ダイオード326のア
ノードはコンデンサ327によりダイオード31
8のカソードに接続されている。コンデンサ32
7はFET323が導通状態の時電池電圧に相当
する信号を蓄える働きをする信号蓄積装置を構成
する。ダイオード326により、FET323が
導通になる毎にコンデンサ327に蓄えられた信
号を減少するのを確実にしている。 ダイオード326のアノードはFET328の
ゲートに接続され、そのドレインはレール310
に、ソースは並列の抵抗器329とコンデンサ3
30によりレール320に接続されている。
FET328のドレインと増幅器301の逆入力
端には抵抗器332が接続され周知のフイードバ
ツクを形成している。メータ装置333の一端は
抵抗器334によりFET328のソースに接続
され、他端は直列の抵抗器335と可変抵抗器3
36を介してダイオード318のカソードに接続
されている。抵抗器335と336の接続点はコ
ンデンサ338によりレール320に接続されて
いる。ダイオード337のカソードはFET32
8のソースに、アノードはダイオード318のカ
ソードに接続されている。メータ333はコンデ
ンサ327に蓄えられた電圧信号をしばらくの間
指示するが、FET328はソースフオロアとし
ての働きをしてコンデンサ327がきわめて遅い
速度で放電するようにしている。 FET323の導通はモータ電流の休止後正確
に定められた短時間のみ導通状態となるように制
御される。この目的のために、モータ制御回路の
一部であつてモータ電流が所定の閾値以上か以下
であるかに対応した信号を発生する回路340よ
り出力を取り出している。この回路は主としてモ
ータ制御回路中に用いられモータ動作状態を決定
する各種の接触器が安全に開くことができるよう
にしている。回路340に面してオプトアイソレ
ータ341が用いられ、主電池303から隔絶し
た別の電源により駆動している。アイソレータ3
41の発光ダイオード341aのアノードは該別
電源の+15V供給レールに接続され、カソードは
抵抗器342とnpnトランジスタ343のコレク
タ、エミツタを介して電源のアース端子に接続さ
れている。インターフエイス回路は2つの入力端
子344と345を有している。端子344は抵
抗器346を介してダイオード341aのカソー
ドに接続されており、モータ電流が閾値レベル以
上になつて検出回路340の出力が低くなる(発
光ダイオードの電流を弱める)際に用いられる。
他の端子345は抵抗器347によりトランジス
タ343のベースに接続され、さらにこのトラン
ジスタのベースとエミツタ間には抵抗器348が
接続されているが、端子345はモータ電流が閾
値レベル以下になつて検出回路340の出力が低
くなる際に用いられる。いずれの場合にも、モー
タ電流が限界レベル以上になると発光ダイオード
341aは導通し、連係するフオトトランジスタ
341bは導通する。 フオトトランジスタ341bのベースは抵抗器
350を介してそのエミツタに接続され、さらに
直列の抵抗器351,352を介して電池303
の負の端子に接続されたレール353に接続され
ている。フオトトランジスタ341bのコレクタ
はレール310に接続されている。npnトランジ
スタ354のエミツタはレール353に、ベース
は抵抗器351と352の接続点に、コレクタは
直列の抵抗器355と356を介してレール31
0にそれぞれ接続されている。抵抗器356間に
はコンデンサ357が接続されている。抵抗器3
55と356の接続点は抵抗器358を介して増
幅器315の非逆入力端に接続されている。レー
ル310,353間に直列接続された抵抗器35
9と360の接続点は逆入力端に接続されてい
る。増幅器315の出力端と非逆入力端間には抵
抗器361が接続され、増幅器315はシユミツ
トトリガー回路として働く。 増幅器315の出力端はコンデンサ362によ
りダイオード363のカソードに接続され、この
ダイオードのアノードはレール353に接続され
ている。ダイオード363に並列に抵抗器364
が接続されている。ダイオード363のカソード
はアノードがFET323のゲートに接続された
ダイオード366のカソードに抵抗器365を介
して接続されている。ダイオードのカソードとレ
ール353間にはコンデンサ367が接続されて
いる。 図6にもとづいて、FET323の導通を制御
する回路の動作について説明する。モータ電流が
閾値レベルを超えている間、トランジスタ354
は導通になり、点A(図5)の電圧を低く保つ。
モータ電流が休止するとトランジスタ354はオ
フになるが、A点での電圧が上昇して増幅器31
5をトリガーするに十分の高さになるまで約
180msの時間を要するようにコンデンサ357は
A点での電圧が比較的ゆつくり上昇するようにし
ている。増幅器315がトリガーされるとその出
力は高くなる(点B)。するとコンデンサ362
は約0.8〜1msの間正方向パルスを通しFET32
3を導通する(点C)。サンプリングがあまりに
も早く開始すると読みが過度に低くなつてしまう
ことを考慮して、前記180msの遅れをもたせて電
池電圧が十分に回復してから充電状態を示すこと
ができるようにしている。 FET323が導通するとダイオード326が
コンデンサ327の電圧の上昇を防ぐので、回路
を設けてこの回路がスイツチオンする毎に初期充
電をコンデンサ327に導入できるようにしてい
る。この目的で、さらにFET370を設け、そ
のソースはダイオード326のカソードに、ドレ
インはダイオード326のアノードに接続してい
る。FET370のゲートはダイオード371の
アノードに接続され、このダイオードのカソード
は抵抗器372によりレール353に接続されて
いる。pnpトランジスタ373のエミツタはレー
ル310に、コレクタはダイオード371のカソ
ードに接続している。トランジスタ373のベー
スは抵抗器374によりレール310に、また抵
抗器375によりダイオード376のカソードに
接続されており、このダイオードのアノードはレ
ール353に接続している。ダイオード376間
にはコンデンサ377が接続されている。さらに
ダイオード371のカソードにダイオード378
のアノードを、ダイオード366のカソードにダ
イオード378のカソードを接続して、コンデン
サ362を通るパルスによりFET370がオン
にならないようにしている。 スイツチオン時の電流は抵抗器374と375
を通りコンデンサ377を充電する。この充電の
間に、トランジスタ373がオンとなり、抵抗器
372を介してまたダイオード378と直列の抵
抗器365,364を介して電流が流れる。こう
してトランジスタ373がオンになつているかぎ
り(この時間は約200ms)FET323と370
は共に導通する。これによりコンデンサ327は
電池電圧を示す電圧となるまで充電できる。尚、
コンデンサ327の両端電圧を第6図のDの波形
図にて示す。 電池電圧は電池の充電状態を示すのに導かれる
放電電流の後でサンプルされるので、上記したコ
ンデンサ327に導かれる初期電圧は、電池の拡
張された不使用期間の後でスイツチオンになると
電池の充電状態を表わさなくなる。これは放電中
及び放電のすぐ後では電池に分極による電位が存
在して端子電圧を実際に減少させるが、約1分程
度でそれは崩壊してしまうからである。このよう
にコンデンサ327の初期充電の後のメータの読
みはスイツチオン時での電池の充電状態を正確に
指示するには高くなり過ぎてしまう。 この不正確を是正するために、増幅器301の
非逆入力端とnpnトランジスタ381のコレクタ
との間に抵抗器380が接続されている。トラン
ジスタ381のエミツタはレール320に、ベー
スは抵抗器382を介して同レールに接続されて
いる。トランジスタ381のベースはさらに抵抗
器383によりダイオード384のカソードに接
続され、このダイオードのアノードはトランジス
タ373のコレクタに接続されている。 トランジスタ373がオンになるといつでもト
ランジスタはオンとなり(すなわちスイツチオン
後の最初の200msの間)、抵抗器380が直列の
抵抗器304と可変抵抗器305に並列関係とな
るので、この期間増幅器301への入力を減衰さ
せる。 モータ電流による電池の放電後でも回収ブレー
キ作用による充電のときでも、モータ電流が
180ms以上にわたつて閾値レベル以下になるとい
つでもサンプリングが起るという点は注目すべき
である。しかしながら、回収ブレーキの間は電池
電圧が上昇するのでダイオード326はコンデン
サ327へ増加した電圧信号が通るのをブロツク
する。従つて上記した回路は回収ブレーキング装
置のあるもしくはそれのないモータ制御に等価的
に応用できる。 FET328のゲートを介するコンデンサから
の漏れ電流は少なくとも部分的にFET323,
370とダイオード326を通る漏れ電流によつ
て補償されるものと考えられる。1時間以上の蓄
積時間を達成できる。 コンデンサ367は点C(図5)付近のノイズ
を遮断し、抵抗器334と335に接続されたコ
ンデンサ330と338はFET328のソース
ゲート結合をコンデンサ327の放電を引き起す
おそれのある負方向のノイズスパイクから保護す
る。 ダイオード306はレール320に十分の電圧
を与え、FET323と370が完全にオフする
ため(オン状態が要求される時を除いて)に十分
であらゆる回路状態に有効な負のバイアスとなる
のを確実にしている。 可変抵抗器305と336は適当な電池電圧に
対してメータ上に零及びフルスケールの読みを与
えるように回路をセツトするのに使われる。 モータ制御回路のモータ電流検出器340を用
いる代りに、他の制御信号、例えば(もし回収ブ
レーキが用いられていなければ)車輌のアクセル
ペダルのスイツチからの信号などを用いることも
できる。 上記の例では、電池電圧のサンプリングはモー
タ電流がある閾値以下になる時に開始されること
に注意を要する。モータを制御するチヨツパがス
イツチオフになると、再循環電流がモータや再循
環用ダイオードを通りしばらく流れても電池電流
はすぐに休止する。モータ電流が閾値(例えば
30A)以下になるとサンプリングが起り、180ms
の間閾値以下の値を維持する。電池から電流が流
れない実際の時間は再循環電流の崩壊時間により
この180msを超える。
第1図は電気車輌システムのブロツク図、第2
図は第1図に示されたシステムの電池充電状態を
指示する本発明による電池充電状態指示装置の回
路図、第2a図は第2図の変更例、第3図は第2
図の回路の他の変更例、第4図は電池動力の病人
用車いすの電気システムの回路図であり、電池の
充電状態を指示する充電状態装置を有する。第5
図は本発明の他の例を示す第2図と同様の回路
図、第6図は第5図の各点における波形を示すグ
ラフである。 17…モータ、18…前進・後進・ブレーキ選
択接点、20…サイリスタチヨツパ、22…電気
的制御回路、54…充電器、188,192…駆
動モータ、190,194…サイリスタチヨツパ
回路、301,315…差動増幅器、323,3
28,370…電界効果トランジスタ、341…
オプトアイソレータ。
図は第1図に示されたシステムの電池充電状態を
指示する本発明による電池充電状態指示装置の回
路図、第2a図は第2図の変更例、第3図は第2
図の回路の他の変更例、第4図は電池動力の病人
用車いすの電気システムの回路図であり、電池の
充電状態を指示する充電状態装置を有する。第5
図は本発明の他の例を示す第2図と同様の回路
図、第6図は第5図の各点における波形を示すグ
ラフである。 17…モータ、18…前進・後進・ブレーキ選
択接点、20…サイリスタチヨツパ、22…電気
的制御回路、54…充電器、188,192…駆
動モータ、190,194…サイリスタチヨツパ
回路、301,315…差動増幅器、323,3
28,370…電界効果トランジスタ、341…
オプトアイソレータ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 充電用バツテリーと、 車両の少なくとも一つの車輪を駆動する電気牽
引モーターと、 運転者の操作指令に従つて該充電用バツテリー
から該電気牽引モーターへの電力供給の切換制御
を行うモーター電流制御手段と、 該充電用バツテリーから該電気牽引モーターへ
の電流の流れが停止したことを検出する検出手段
と、 該充電用バツテリーの出力電圧をサンプリング
するサンプリング手段と、 該検出手段により上記電流の停止が検出された
時点より所定時間経過後の予め設定された期間内
に該サンプリング手段によるサンプリング動作を
行わせるタイマー手段と、 該サンプリング手段により保持された上記充電
用バツテリーの出力電圧値を表示する表示手段と
を具備したことを特徴とする電池充電状態指示装
置。 2 前記サンプリング手段は、保持した上記充電
用バツテリーの出力電圧値を判別するバツテリー
電圧判別手段を有し、 該バツテリー電圧判別手段の出力に接続されて
おり、前記タイマー手段により予め設定された前
記期間内またそれ以後の所定時点で該バツテリー
電圧判別手段の出力を前記表示手段へ供給する切
換手段を備えたことを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の電池充電状態指示装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB2771677 | 1977-07-01 | ||
GB1428878 | 1978-04-12 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5441426A JPS5441426A (en) | 1979-04-02 |
JPS6223263B2 true JPS6223263B2 (ja) | 1987-05-22 |
Family
ID=26250451
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7878278A Granted JPS5441426A (en) | 1977-07-01 | 1978-06-30 | Battery charging state indicator |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4325010A (ja) |
JP (1) | JPS5441426A (ja) |
BR (1) | BR7804194A (ja) |
DE (1) | DE2829038A1 (ja) |
FR (1) | FR2396309A1 (ja) |
IT (1) | IT1096888B (ja) |
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- 1978-06-30 IT IT25200/78A patent/IT1096888B/it active
- 1978-06-30 BR BR7804194A patent/BR7804194A/pt unknown
- 1978-06-30 FR FR7819673A patent/FR2396309A1/fr active Granted
- 1978-07-01 DE DE19782829038 patent/DE2829038A1/de not_active Ceased
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