CN113383402B - 继电器装置和继电器装置的控制方法 - Google Patents

Abstract

继电器装置(1)具备：线圈部(10)、固定触点(21)、弹簧(31)、可动触点(33)以及驱动电路(50)。在将处于接触状态的固定触点(21)和可动触点(33)切换到非接触状态时，驱动电路(50)进行控制而使得线圈部(10)的电磁力成为第一电磁力。在使线圈部(10)的电磁力成为第一电磁力的控制开始起经过了第一时间的时间点，驱动电路(50)进行控制而使得线圈部(10)的电磁力成为大于第一电磁力的第二电磁力。在使线圈部(10)的电磁力成为第二电磁力的控制开始起经过了第二时间之后，驱动电路(50)进行控制而使得线圈部(10)的电磁力随时间经过变小。

Description

继电器装置和继电器装置的控制方法

相关申请的交叉引用

本申请要求日本发明专利申请2019-014800号(2019年1月30日申请)的优先权，且该申请的全部公开内容通过引用而编入到本说明书中。

技术领域

本发明涉及一种继电器装置和继电器装置的控制方法。

背景技术

过去，已知有具备可动触点、固定触点以及线圈部的继电器装置。在这种继电器装置中，在将处于接触状态的可动触点和固定触点切换到非接触状态时，存在可动触点触碰于止挡件等的其它部件等的情况。若因可动触点触碰该其它部件而产生的冲击大，则存在产生噪声的情况。另外，在这种继电器装置中，在将处于接触状态的可动触点和固定触点切换到非接触状态时，存在因电弧放电而导致可动触点和固定触点劣化的情况。

于是，提出有一种继电器装置(参照专利文献1)，该继电器装置在将处于接触状态的可动触点和固定触点切换到非接触状态时，抑制噪声的产生，并且抑制因电弧放电而导致可动触点和固定触点劣化的问题。

专利文献1所记载的继电器装置具有分别包括可动触点和固定触点的两个继电器。在专利文献1所记载的继电器装置中，在将两个继电器从接触状态(接通(on)状态)切换到非接触状态(断开(off)状态)时，使一个继电器的可动触点和固定触点处于非接触状态，由此使继电器装置处于无电流流动的状态。进而，在专利文献1所记载的继电器装置中，在使继电器装置处于无电流流动的状态之后，拉长最后从接触状态切换到非接触状态的继电器的切换所需的时间间隔。在专利文献1所记载的继电器装置中，通过拉长最后从接触状态切换到非接触状态的继电器的切换所需的时间间隔，来抑制可动触点和固定触点(触点部)的损伤，并且抑制噪声的产生。

(现有技术文献)

(专利文献)

专利文献1：日本特开2013-102560号公报

发明内容

(发明所要解决的问题)

然而，在专利文献1所记载的继电器装置中，对于最后从接通状态切换到断开状态的继电器，采取了通过拉长继电器的切换所需的时间间隔来应对噪声的对策。但在专利文献1所记载的继电器装置中，最初从接通状态切换到断开状态的继电器急剧变为断开状态。因此，存在因最初从接通状态切换到断开状态的继电器的可动件快速冲撞于止挡件而产生噪声。假如，对于最初从接通状态切换到断开状态的继电器，也考虑到为了抑制噪声的产生而拉长继电器的切换所需的时间间隔的事情。但是，若拉长最初从接通状态切换到断开状态的继电器的切换所需的时间，则在电流通电期间，其可动件缓慢地离开固定件。因此，存在发生电弧放电的忧虑。

鉴于这一点而完成的本发明的目的在于，提供一种以简单的构成抑制噪声的产生并且抑制电弧放电的继电器装置及继电器装置的控制方法。

(解决问题所采用的措施)

为了解决上述问题，第一方面的继电器装置具备：

固定触点；

可动触点；

弹簧，其向上述可动触点从上述固定触点离开的背离方向施加弹性力；

止挡件，其限制上述可动触点的向上述背离方向的移动；

线圈部，其通过通电而产生使上述可动触点向上述可动触点接近上述固定触点的接近方向移动的电磁力；以及

驱动电路，其通过控制流过上述线圈部的线圈电流而控制上述电磁力，

上述可动触点在接触位置与上述固定触点接触，且在全开位置因上述止挡件而移动受限，

上述驱动电路进行如下的控制：在将处于接触状态的上述固定触点和上述可动触点切换到非接触状态时，进行控制而使得对上述可动触点的上述电磁力降低到第一电磁力；在从使上述电磁力成为上述第一电磁力的控制开始起经过了第一时间的时间点，进行控制而使得上述电磁力成为大于上述第一电磁力的第二电磁力；在从使上述电磁力成为上述第二电磁力的控制开始起经过了第二时间之后，进行控制而使得上述电磁力阶段性地变小；在进行控制而使得上述电磁力阶段性地变小时的最后阶段，进行控制而使得上述电磁力成为小于上述第二电磁力的规定的电磁力，

上述规定的电磁力小于或等于上述可动触点位于上述全开位置时具有上述弹簧的弹簧常数的公差范围的下限值的弹簧常数的上述弹簧所施加的上述弹性力。

为了解决上述问题，第二方面的继电器装置的控制方法，用于控制继电器装置，该继电器装置具备：

固定触点；

可动触点；

弹簧，其向上述可动触点从上述固定触点离开的背离方向施加弹性力；

止挡件，其限制上述可动触点的向上述背离方向的移动；

线圈部，其通过通电而产生使上述可动触点向上述可动触点接近上述固定触点的接近方向移动的电磁力；以及

驱动电路，其通过控制流过上述线圈部的线圈电流而控制上述电磁力，

上述可动触点在接触位置与上述固定触点接触，且在全开位置因上述止挡件而移动受限，

所述继电器装置的控制方法包括以下步骤：

利用上述驱动电路进行控制，使得在将处于接触状态的上述固定触点和上述可动触点切换到非接触状态时，对上述可动触点的上述电磁力降低到第一电磁力的步骤；

利用上述驱动电路进行控制，使得在从使上述电磁力成为上述第一电磁力的控制开始起经过了第一时间的时间点，上述电磁力成为大于上述第一电磁力的第二电磁力的步骤；

利用上述驱动电路进行控制，使得在从使上述电磁力成为上述第二电磁力的控制开始起经过了第二时间之后，上述电磁力阶段性地变小的步骤；以及

利用上述驱动电路进行控制，使得在进行控制而使得上述电磁力阶段性地变小时的最后阶段，上述电磁力成为小于上述第二电磁力的规定的电磁力的步骤，

上述规定的电磁力小于或等于上述可动触点位于上述全开位置时具有上述弹簧的弹簧常数的公差范围的下限值的弹簧常数的上述弹簧所施加的上述弹性力。

(发明的效果)

根据第一方面的继电器装置，能够抑制噪声的产生并且能够抑制电弧放电。

根据第二方面的继电器装置的控制方法，能够抑制噪声的产生并且能够抑制电弧放电。

附图说明

图1是示出一实施方式的继电器装置的构成例的框图。

图2是示出图1所示的继电器装置的动作的时序图。

图3是示出图1所示的可动触点的速度和可动触点的位移的时序图。

图4是示出图1所示的继电器装置的动作的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

[继电器装置的构成例]

图1是示出一实施方式的继电器装置1的构成例的框图。在图1中，连接各功能块的实线表示电力的流。另外，在图1中，连接各功能块的虚线表示控制或通信的流。继电器装置1、蓄电池2、负载设备3以及控制装置4可以内置于一个装置(例如，车辆等)中。

继电器装置1配置于蓄电池2与负载设备3之间。但继电器装置1可以配置于任何装置之间。继电器装置1基于控制装置4的控制来使蓄电池2和负载设备3处于电连接状态或非电连接状态。

蓄电池2可将所充有的电力通过继电器装置1而向负载设备3供给。负载设备3消耗通过继电器装置1从蓄电池2供给的电力。

控制装置4包括微型计算机(Microcomputer)而构成。控制装置4向继电器装置1输出接通(on)信号和断开(off)信号。接通信号是使与继电器装置1连接的装置(蓄电池2和负载设备3)成为与继电器装置1电连接的状态的信号。断开信号是使与继电器装置1连接的装置(蓄电池2和负载设备3)成为非电连接状态的信号。

继电器装置1具备：线圈部10、端子板20、固定触点21、端子板30、弹簧31、可动件32、可动触点33、止挡件40以及驱动电路50。固定触点21和可动触点33还统称为“触点部”。

线圈部10通过通电来产生使可动触点33向固定触点21侧移动的电磁力。例如，线圈部10产生使可动触点33向接近方向A移动的电磁力。接近方向A是可动触点33接近固定触点21的方向。

线圈部10包括线圈11而构成。线圈部10除了线圈11之外，还可包括绕线管、定子以及轭铁等而构成。绕线管可以由树脂材料形成。定子和轭铁可以由磁性材料形成。

线圈11可以是导线。线圈11可以卷绕于绕线管。在线圈11的内部可以插入定子。线圈11的两端可以与驱动电路50连接。在驱动电路50的作用下电流流动于线圈11。通过线圈11通电形成穿过定子和轭铁等的磁路。通过形成该磁路产生使可动触点33向接近方向A移动的电磁力。

端子板20可以由导电性材料形成。端子板20的一端与负载设备3连接。端子板20的另一端设置有固定触点21。

固定触点21可以由导电性材料形成。固定触点21可以与端子板20形成为一体。固定触点21设置于与可动触点33对置的位置。

端子板30可以由导电性材料形成。端子板30的一端与蓄电池2连接。端子板30的另一端与可动件32连接。

弹簧31可以是螺旋弹簧。但弹簧31不限定于螺旋弹簧。例如，弹簧31可以是板簧。

弹簧31的一端与可动件32连接。弹簧31的另一端与继电器装置1的筐体等连接。弹簧31对可动触点33向背离方向B施加弹性力。背离方向B是可动触点33离开固定触点21的方向。

弹簧31的弹性力的大小可取决于弹簧31的弹簧常数的大小等。例如，弹性力F1由下式(1)表示。

F1＝k×(C－x) 式(1)

在式(1)中，弹簧常数k是弹簧31的弹簧常数。位移x是从固定触点21开始的可动触点33的位移。常数C是基于在弹簧31上未施加负载时的弹簧31的长度(自然长度)等来确定的因素。此外，常数C大于距离D。距离D是从固定触点21到止挡件40的距离。

弹簧31的弹簧常数越大，则弹簧31的弹性力就会越大。弹簧31的弹簧常数越小，则弹簧31的弹性力就会越小。在本实施方式中，弹簧31的弹簧常数取公差范围内的值。

以下，将具有公差范围的下限值的弹簧常数的弹簧31(即、弹性力小的弹簧)也记载为“弹簧31L”。另外，将具有公差范围内的规定值的弹簧常数的弹簧31也记载为“弹簧31M”。就规定值而言，可以是公差范围内的、除了上限值和下限值之外的值。此外，就该规定值而言，虽然不限定，但可以是公差范围的中值。另外，将具有公差范围的上限值的弹簧常数的弹簧31(即、弹性力大的弹簧)也记载为“弹簧31U”。

可动件32可以由导电性材料形成。可动件32可以相对于端子板30移动。可动件32的一端与端子板30连接。可动件32的另一端设置有可动触点33。

可动触点33可以由导电性材料形成。可动触点33可以与可动件32形成为一体。可动触点33和固定触点21成为接触状态或非接触状态。可动触点33与固定触点21接触的位置也称为“接触位置”。

例如，在线圈部10产生的电磁力大于弹簧31的弹性力时，可动触点33向接近方向A(即，可动触点33接近固定触点21的方向)移动。可动触点33通过向接近方向A移动来与固定触点21接触。在可动触点33和固定触点21处于接触状态时，蓄电池2和负载设备3成为电连接状态。

例如，在线圈部10产生的电磁力小于弹簧31的弹性力时，可动触点33向背离方向B(即，可动触点33离开固定触点21的方向)移动。可动触点33通过向背离方向B移动来与固定触点21成为非接触状态。在可动触点33和固定触点21处于非接触状态时，蓄电池2和负载设备3成为非电连接状态。此外，可动触点33通过继续向背离方向B移动来可与止挡件40抵接。换言之，可动触点33在全开位置P因止挡件40而移动受限。

以下，将施加有弹簧31L的弹性力的可动触点33也记载为“可动触点33L”。另外，将施加有弹簧31M的弹性力的可动触点33也记载为“可动触点33M”。另外，将施加有弹簧31U的弹性力的可动触点33也记载为“可动触点33U”。

止挡件40可以由金属制品部件构成。止挡件40限制可动触点33的向背离方向B的移动。在可动触点33和固定触点21处于非接触状态时，可动触点33可抵接于止挡件40。止挡件40通过可动触点33抵接来规定可动触点33的相对于固定触点21的全开位置P。此外，在例如继电器装置1不具备止挡件40的情况下，可以利用其它部件来规定可动触点33的相对于固定触点21的全开位置P。

驱动电路50基于控制装置4的控制来将线圈部10切换到通电状态或非通电状态。驱动电路50具有生成部51、存储部52以及控制部53。

生成部51与线圈部10的线圈11电连接。生成部51包括开关元件等而构成。生成部51基于控制部53的控制来生成线圈电流。线圈电流是流过线圈部10的电流、即流过线圈11的电流。在本实施方式中，假定生成部51基于PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)控制来生成线圈电流。在本实施方式中，来自控制部53的PWM信号输入生成部51的开关元件。生成部51的开关元件根据PWM信号的占空比而以接通(on)/断开(off)的方式进行开关。生成部51的开关元件根据PWM信号的占空比而进行开关，从而生成与PWM信号的占空比相应的线圈电流。

以下，设“PWM信号的周期”为使生成部51的开关元件接通的时间段与使生成部51的开关元件断开的时间段之和。另外，设“PWM的占空比”为使生成部51的开关元件接通的时间段除以PWM信号的周期的值。在该情况下，PWM信号的占空比越大，则生成部51的开关元件接通的时间段就越长，线圈电流越增加。即，PWM信号的占空比越大，则线圈电流就越增加，线圈部10的电磁力越大。另外，PWM信号的占空比越小，则生成部51的开关元件断开的时间就越短，线圈电流越减小。即，PWM信号的占空比越小，则线圈电流就越减小，线圈部10的电磁力越小。

存储部52与控制部53连接。存储部52存储从控制部53获取的信息。存储部52可以作为控制部53的工作存储器的功能来发挥作用。存储部52可以存储由控制部53执行的程序。存储部52可以由半导体存储器构成。存储部52不限定于半导体存储器，存储部52可以由磁存储介质构成，也可以由其它存储介质构成。存储部52可以作为控制部53的一部分而包括在控制部53中。

控制部53控制继电器装置1的各构成部。控制部53可以由例如执行规定了控制顺序的程序的CPU(Central Processing Unit，中央处理器)等的处理器构成。控制部53读取例如存储在存储部52中的程序并执行各种程序。

控制部53可从控制装置4获取接通信号。控制部53若获取接通信号，则将处于非接触状态的固定触点21和可动触点33切换到接触状态。在该切换时，控制部53向生成部51输出PWM信号而在生成部51中生成线圈电流。控制部53通过在生成部51中生成线圈电流来在线圈部10中产生电磁力。此时，控制部53在线圈部10中产生大于弹簧31的弹性力的电磁力。通过使线圈部10产生该电磁力，可动触点33沿着接近方向A移动而与固定触点21接触。在使可动触点33与固定触点21接触之后，控制部53使PWM信号的占空比成为100％，由此将生成部51的开关元件保持在接通状态。控制部53通过将生成部51的开关元件保持在接通状态来将固定触点21和可动触点33保持在接触状态。

图2示出了表示图1所示的继电器装置1的动作的时序图。在图2所示的时刻t0，固定触点21和可动触点33成为接触状态。在时刻t0，控制部53通过使PWM信号的占空比成为100％来将生成部51的开关元件保持在接通状态。

图3示出了表示可动触点33的速度和位移的时序图。在图3中，作为容易向图1所示的接近方向A移动(难以向背离方向B移动)的可动触点33的例子，示出了被施加弹簧31L的弹性力的可动触点33L的速度和位移。另外，在图3中，作为容易向图1所示的背离方向B移动(难以向接近方向A移动)的可动触点33的例子，示出了被施加弹簧31U的弹性力的可动触点33U的速度和位移。另外，作为参考，图3示出了被施加弹簧31M的弹性力的可动触点33M的速度和位移。此外，图3所示的可动触点33L、33M、33U的位移是图1所示的从固定触点21开始的位移x。在图3所示的时刻t0，可动触点33L、33M、33U均处于与固定触点21接触的状态。因此，在图3所示的时刻t0，可动触点33L、33M、33U的位移均为0。另外，在可动触点33处于与固定触点21接触的状态时，可动触点33处于固定状态。因此，在图3所示的时刻t0，可动触点33L、33M、33U的速度也均为0。此外，在图3中的示出可动触点33的速度的时序图中，可动触点33在背离方向B上的速度越是临近图中上方就越快。另外，在图3中的示出可动触点33的位移的时序图中，可动触点33越是临近图中上方就越靠近全开位置P。

控制部53可从控制装置4获取断开信号。若获取断开信号，则控制部53将处于接触状态的固定触点21和可动触点33切换到非接触状态。在该切换时，控制部53进行控制而使在线圈部10中产生的电磁力成为第一电磁力。具体地，控制部53向生成部51输出与第一电磁力相应的占空比的PWM信号。第一电磁力至少可被设定为小于可动触点33L位于接触位置时弹簧31L所施加的弹性力。

通过使线圈部10的电磁力成为第一电磁力，被施加弹簧31L的弹性力的可动触点33L向背离方向B移动而可迅速离开固定触点21。另外，被施加具有比弹簧31L更大的弹簧常数的弹簧31M的弹性力的可动触点33M也向背离方向B移动而可迅速离开固定触点21。同样地，被施加具有比弹簧31L更大的弹簧常数的弹簧31U的弹性力的可动触点33U也向背离方向B移动而可迅速离开固定触点21迅速离开。通过如此地使可动触点33迅速离开固定触点21，因电弧放电而导致可动触点33和固定触点21劣化的情况能够被抑制。

这里，第一电磁力可以被设定为小于可动触点33L位于全开位置P时弹簧31L所施加的弹性力。通过如此使第一电磁力设定为小于可动触点33L位于全开位置P时弹簧31L施加的弹性力，线圈部10产生的电磁力可更小。通过线圈部10产生的电磁力更小，能够使可动触点33以更快的速度背离固定触点21。因此，根据这种构成，能够更有效地抑制电弧放电的发生。例如，第一电磁力可以设定为零。

在图2所示的例子中，在时刻t1，控制部53从控制装置4获取断开信号。在时刻t1，控制部53进行控制而使电磁力成为第一电磁力。例如，控制部53将PWM信号的占空比从100％阶跃地降低到5％。在图2所示的例子中，占空比5％是与第一电磁力相应的占空比。若PWM信号的占空比降低到5％，则线圈电流减小而线圈部10的电磁力成为第一电磁力。通过使线圈部10的电磁力成为第一电磁力，如图3所示那样在时刻t1之后可动触点33L的速度上升，可动触点33L的位移变得比0大。即，在时刻t1之后，可动触点33L向背离方向B移动而离开固定触点21。另外，如图3所示，在时刻t1之后，被施加弹性力比弹簧31L更大的弹簧31M的弹性力的可动触点33M也向背离方向B移动而离开固定触点21。同样地，被施加弹性力比弹簧31L更大的弹簧31U的弹性力的可动触点33U也向背离方向B移动而离开固定触点21。

这里，作为比较例，设想使线圈部的电磁力从图2所示的时刻t1连续地变小的控制。在比较例中，在使线圈部的电磁力连续地变小的过程中，在向可动触点离开固定触点的背离方向作用的弹簧的弹性力与线圈部的电磁力平衡的时间点，可动触点和固定触点保持在其间产生有微小的间隙的状态。其结果，存在发生电弧放电的时间变长而可动触点和固定触点劣化的忧虑。

对此，在本实施方式中，例如，在图2所示的时刻t1，将PWM信号的占空比从100％阶跃地降低到5％(第一电磁力)。根据这种构成，在本实施方式中，线圈部10的电磁力急剧降低到第一电磁力。因此，能够抑制如上述的比较例那样发生电弧放电的时间变长而可动触点和固定触点劣化的情况。

另外，在本实施方式中，如上所述，由于线圈部10的电磁力急剧降低到第一电磁力，因此，无论在弹簧31具有公差范围的任意弹簧常数的情况下，可动触点33都能够离开固定触点21。根据这种构成，无论在弹簧31具有公差范围的任意弹簧常数的情况下，因电弧放电而导致可动触点33和固定触点21劣化的情况也能够被抑制。但是，在使可动触点33以高速背离固定触点21之后，若可动触点33的速度依旧保持该高速，则存在导致可动触点33(或支撑可动触点33的支撑部件)冲撞止挡件40的情况。若可动触点33冲撞止挡件40等，则存在产生噪声的忧虑。

于是，在使线圈部10的电磁力成为第一电磁力的控制之后经过了第一时间的时间点，控制部53进行控制而使在线圈部10中产生的电磁力成为大于第一电磁力的第二电磁力。具体地，在使线圈部10的电磁力成为第一电磁力的控制之后经过了第一时间的时间点，控制部53向生成部51输出与第二电磁力相应的占空比的PWM信号。

第一时间可以是比因线圈部10的电磁力成为第一电磁力而从固定触点21离开的可动触点33U到达全开位置P为止所需的时间短的时间。第一时间可以通过实验求得。另外，第二电磁力可以被设定为大于可动触点33U位于全开位置P时弹簧31U所施加的弹性力且小于可动触点33L位于接触位置时弹簧31L所施加的弹性力。

在本实施方式中，在经过了第一时间的时间点使线圈部10的电磁力变大，由此，可动触点33U朝向全开位置P移动的情况能够被抑制。通过抑制可动触点33U向全开位置P的移动，可动触点33U以某种程度的高速到达全开位置P的情况能够被抑制。另外，同样地，通过使线圈部10的电磁力成为第二电磁力，可动触点33M、33L以某种程度的高速到达全开位置P的情况能够被抑制。

在图2所示的例子中，时刻t2是控制部53使线圈部10的电磁力成为第一电磁力的控制开始之后经过了第一时间T1的时间点。在时刻t2，控制部53进行控制而使线圈部10的电磁力成为第二电磁力。例如，控制部53将PWM信号的占空比提高到60％。在图2所示的例子中，占空比60％是与第二电磁力相应的占空比。若PWM信号的占空比上升到60％，则线圈电流增加而线圈部10的电磁力成为第二电磁力。在作为经过了第一时间T1的时间点的时刻t2，线圈部10的电磁力变大，由此如图3所示那样可动触点33U的速度下降，可动触点33U到达全开位置P的情况能够被抑制。另外，在时刻t2之后，线圈部10的电磁力成为第二电磁力，由此，如图3所示那样可动触点33M、33L的速度下降，可动触点33M、33L到达全开位置P的情况能够被抑制。

这样，在本实施方式中，由于在经过了第一时间的时间点使线圈部10的电磁力成为第二电磁力，因此，无论在弹簧31具有公差范围的任意弹簧常数的情况下，可动触点33到达全开位置P的情况也能够被抑制。即，无论在弹簧31具有公差范围的任意弹簧常数的情况下，可动触点33以某种程度的高速触碰止挡件40的情况也能够被抑制。根据这种构成，因触碰止挡件40而产生噪声的情况能够被抑制。

在使线圈部10的电磁力成为第二电磁力的控制开始起经过了第二时间之后，控制部53进行控制，使得在线圈部10中产生的电磁力随时间经过而变小。在本实施方式中，虽然并非限定，但假定在经过了第二时间之后，控制部53以基于弹簧31的弹簧常数的公差范围而阶段性地变小的方式进行控制。第二时间可以是比弹簧31L的可动触点33L在离开固定触点21之后因线圈部10的电磁力成为第二电磁力而重新到达接触位置为止所需的时间短的时间。在该第二时间期间，可动触点33L到达接触位置的情况能够被抑制。另外，在该第二时间期间，被施加更大的弹性力的可动触点33U、31M到达接触位置的情况也能够被抑制。第二时间可以通过实验求得。根据这种构成，可动触点33重新接触到固定触点21的情况能够被抑制。

在使线圈部10的电磁力阶段性地变小时的最初阶段，控制部53进行控制而使得在线圈部10中产生的电磁力在第三时间连续地成为小于第二电磁力的第三电磁力。具体地，控制部53在第三时间连续地向生成部51输出与第三电磁力相应的占空比的PWM信号。第三电磁力可以被设定为大于可动触点33M位于全开位置P时弹簧31M所施加的弹性力且小于或等于可动触点33U位于全开位置P时弹簧31U所施加的弹性力。例如，第三电磁力被设定为大于通过在上述的式(1)中将公差范围的中值代入到弹簧常数k中且将D代入到距离x中而算出的弹性力F1。而且，第三电磁力可以被设定为小于或等于通过在上述的式(1)中将公差范围的上限值代入到弹簧常数k中且将D代入到距离x中而算出的弹性力F1。另外，第三时间可以大于或等于弹簧31L所施加的弹性力与线圈部10的电磁力平衡为止所需的时间。第三时间可以通过实验求得。根据这种构成，在最初阶段可动触点33U可以到达全开位置P。另外，在具有弹簧常数的公差范围的上限值至规定值(例如，中值)的范围的弹簧常数的弹簧31中的、被施加来自具有比第三电磁力大的弹性力的弹簧31的弹性力的可动触点33可到达全开位置P。此时，通过使线圈部10的电磁力成为第三电磁力，可动触点33U会以较低的速度触碰于止挡件40。通过使可动触点33U以低速触碰于止挡件40，所产生的冲击减弱而能够抑制噪声产生。

在图2所示的例子中，时刻t3是控制部53使线圈部10的电磁力成为第二电磁力的控制开始起经过了第二时间T2的时间点。在时刻t3，控制部53开始进行最初阶段的控制。控制部53进行控制而使得线圈部10的电磁力从时刻t3开始在第三时间T3连续地成为第三电磁力。例如，控制部53在第三时间T3连续地使PWM信号的占空比成为55％。在图2所示的例子中，占空比55％是与第三电磁力相应的占空比。若PWM信号的占空比降低到55％，则线圈电流减小，线圈部10的电磁力成为第三电磁力。通过使线圈部10的电磁力成为第三电磁力，如图3所示那样在时刻t3之后可动触点33L的速度成为比第一时间T1中的速度低的速度。另外，如图3所示，在时刻t31，可动触点33U的位移成为D。即，在时刻t31，可动触点33U到达全开位置P。此时，可动触点33U会以较低的速度触碰于止挡件40。通过在时刻t31使可动触点33U以低速触碰于止挡件40，所产生的冲击减弱而能够抑制噪声产生。

在接着最初阶段的下一阶段，控制部53进行控制而使得在线圈部10中产生的电磁力在第四时间连续地成为小于第三电磁力的第四电磁力。具体地，控制部53在第四时间连续地向生成部51输出与第四电磁力相应的占空比的PWM信号。第四电磁力可以被设定为大于可动触点33L位于全开位置P时弹簧31L所施加的弹性力且小于或等于可动触点33M位于全开位置P时弹簧31M所施加的弹性力。例如，第四电磁力被设定为大于通过在上述的式(1)中将公差范围的下限值代入到弹簧常数k中且将D代入到距离x中而算出的弹性力F1。而且，第四电磁力被设定为小于或等于通过在上述的式(1)中将公差范围的规定值(例如，公差范围的中值)代入到弹簧常数k中且将0代入到距离x中而算出的弹性力F1。另外，第四时间可以大于或等于具有下限值的弹簧常数的弹簧31L所施加的弹性力与线圈部10的电磁力平衡为止所需的时间。第四时间可以通过实验求得。根据这种构成，可动触点33M在下一阶段可以到达全开位置P。另一方面，可动触点33L可保持在接触位置与全开位置P之间。另外，通过使线圈部10的电磁力成为第四电磁力，可动触点33M会以较低的速度触碰于止挡件40。通过使可动触点33M以低速触碰于止挡件40，所产生的冲击减弱而能够抑制噪声产生。

在图2所示的例子中，时刻t4是经过了第三时间T3的时间点、即最初阶段结束的时间点。控制部53进行控制，使得线圈部10的电磁力从时刻t4开始在第四时间T4连续地成为第四电磁力。例如，控制部53在第四时间T4连续地使PWM信号的占空比成为50％。在图2所示的例子中，占空比50％是与第四电磁力相应的占空比。若PWM信号的占空比降低到50％，则线圈电流减小，线圈部10的电磁力成为第四电磁力。通过使线圈部10的电磁力成为第四电磁力，如图3所示那样在时刻t4之后可动触点33M的速度成为比第一时间T1中的速度低的速度。另外，如图3所示，在时刻t41，可动触点33M的位移成为D。即，在时刻t41，可动触点33M到达全开位置P。另外，被施加了来自具有公差范围的弹簧常数的弹簧31中的、具有比第四电磁力大的弹性力的弹簧31的弹性力的可动触点33可到达全开位置P。此时，可动触点33M会以较低的速度触碰于止挡件40。通过在时刻t41使可动触点33M以低速触碰于止挡件40，所产生的冲击减弱而能够抑制噪声产生。

在最后阶段，控制部53进行控制而使得在线圈部10中产生的电磁力在第五时间连续地成为小于第四电磁力的第五电磁力。具体地，控制部53在第五时间连续地向生成部51输出与第五电磁力相应的占空比的PWM信号。第五电磁力可以被设定为小于或等于可动触点33L位于全开位置P时成为弹簧31L施加的弹性力。例如，第五电磁力被设定为小于或等于通过在上述的式(1)中将公差范围的下限值代入到弹簧常数k中且将D代入到距离x中而算出的弹性力F1。另外，第五时间可以大于或等于可动触点33L到达全开位置P为止所需的时间。第五时间可以通过实验求得。根据这种构成，可动触点33L在最后阶段可以到达全开位置P。另外，通过使线圈部10的电磁力成为第五电磁力，可动触点33L会以较低的速度触碰于止挡件40。可动触点33L以低速触碰于止挡件40，由此，所产生的冲击减弱而能够抑制噪声产生。

在图2所示的例子中，在时刻t5，控制部53开始进行最后阶段的控制。控制部53进行控制而使得线圈部10的电磁力从时刻t5开始在第五时间T5连续地成为第五电磁力。例如，控制部53在第五时间T5连续地使PWM信号的占空比成为45％。在图2所示的例子中，占空比45％是与第五电磁力相应的占空比。若PWM信号的占空比降低到45％，则线圈电流减小，线圈部10的电磁力成为第五电磁力。通过使线圈部10的电磁力成为第五电磁力，如图3所示那样在时刻t5之后可动触点33L的速度成为比第一时间T1中的速度低的速度。另外，如图3所示，在时刻t51，可动触点33L的位移会成为D。即，在时刻t51，可动触点33L到达全开位置P。此时，可动触点33L会以较低的速度触碰于止挡件40。通过在时刻t51使可动触点33L以低速触碰于止挡件40，所产生的冲击减弱而能够抑制噪声产生。

这样，在本实施方式中，使线圈部10的电磁力基于弹簧31的弹簧常数的公差范围而阶段性地变小。根据这种构成，在弹簧常数的公差范围内，对于弹性力大的弹簧31，能够用大的电磁力使可动触点33缓慢地向全开位置P移动。另一方面，对于弹性力小的弹簧31，能够用小的电磁力使可动触点33缓慢地向全开位置P移动。即，无论在弹簧31具有公差范围的任意弹簧常数的情况下，也能够减弱因可动触点33触碰止挡件40而产生的冲击，能够抑制噪声产生。

此外，将处于接触状态的固定触点21和可动触点33切换到非接触状态时所花费的时间可以是与在继电器装置1中规定的、使与继电器装置1连接的装置处于非电连接状态时的动作时间相同的程度。例如，从图2所示的时刻t1到时刻t6的时间Tt可以是与在继电器装置1中规定的、使图1所示的蓄电池2和负载设备3处于非电连接状态时的动作时间相同的程度。在该情况下，第一时间、第二时间、第三时间、第四时间以及第五时间可以基于规定的工作时间而被适当调整。

若要将固定触点21和可动触点33切换到非接触状态，则控制部53使PWM信号的占空比成为0％，由此将生成部51的开关元件保持在断开状态。控制部53通过将生成部51的开关元件保持在断开状态来将固定触点21和可动触点33保持在非接触状态。

[继电器装置的工作例]

图4是示出图1所示的继电器装置1的工作的流程图。控制部53若从控制装置4获取断开信号，则可开始图4所示的处理。

控制部53进行控制而使得在线圈部10中产生的电磁力成为第一电磁力(步骤S10)。

在开始步骤S10的处理开始起经过了第一时间的时间点，控制部53进行控制而使得在线圈部10中产生的电磁力成为第二电磁力(步骤S11)。

在开始步骤S11的处理开始起经过了第二时间的时间点，控制部53进行控制而使得在线圈部10中产生的电磁力基于弹簧31的弹簧常数的公差范围而阶段性地变小(步骤S12)。

如上所述，在本实施方式的继电器装置1中，在将处于接触状态的固定触点21和可动触点33切换到非接触状态时，进行控制而使得线圈部10的电磁力基于弹簧31的弹簧常数的公差范围而阶段性地变小。根据这种构成，无论在弹簧31具有公差范围的任意弹簧常数的情况下，都能够抑制因可动触点33触碰止挡件40而产生噪声的情况。

进而，在本实施方式的继电器装置1中，在要将处于接触状态的固定触点21和可动触点33切换到非接触状态时，进行控制而使得线圈部10的电磁力首先成为第一电磁力。通过使线圈部10的电磁力成为第一电磁力，施加有具有公差范围的下限值的弹簧常数的弹簧31L的弹性力的可动触点33L能够迅速离开固定触点21。根据这种构成，无论在弹簧31具有公差范围的任意弹簧常数的情况下，都能够抑制因电弧放电而导致可动触点33和固定触点21劣化的情况。

除此之外，在本实施方式的继电器装置1中，仅对包含可动触点33和固定触点21的一个触点部进行控制，由此如上所述那样能够抑制噪声的产生，并且能够抑制导致可动触点33和固定触点21劣化的情况。因此，根据本实施方式，能够提供一种以简单的构成抑制噪声的产生并且抑制因电弧放电而导致可动触点33和固定触点21劣化的继电器装置1及继电器装置1的控制方法。

虽然基于各附图和实施例对本公开的一实施方式进行了说明，但需要注意的是，只要是本领域技术人员，则基于本公开而容易地进行各种变形或修改。因此，需要注意的是，这些变形或修改应包括在本公开的范围内。例如，各单元中所包含的功能等在逻辑上不矛盾的情况下可重新配置，且可以将多个单元等组合成一个或进行分割。

例如，在本实施方式中，作为线圈部10的电磁力阶段性地变小的控制，说明了线圈部10的电磁力以第三电磁力、第四电磁力以及第五电磁力这3个阶段变小的控制。但不限定于此。线圈部10的电磁力只要被控制为基于弹簧31的弹簧常数的公差范围而阶段性地变小即可。另外，也可以在经过了第二时间之后，在第三时间至第五时间使线圈部10的电磁力随时间经过连续地降低(线性地降低)，而不是阶段性地减小。

(附图标记说明)

1：继电器装置；2：蓄电池；3：负载设备；4：控制装置；10：线圈部；11：线圈；

20：端子板；21：固定触点；30：端子板；31、31L、31M、31U：弹簧；

32：可动件；33、33L、33M、33U：可动触点；40：止挡件；50：驱动电路；

51：生成部；52：存储部；53：控制部。

Claims (17)

1.一种继电器装置，其特征在于，具备：

固定触点；

可动触点；

弹簧，其向上述可动触点从上述固定触点离开的背离方向施加弹性力；

止挡件，其限制上述可动触点的向上述背离方向的移动；

线圈部，其通过通电而产生使上述可动触点向上述可动触点接近上述固定触点的接近方向移动的电磁力；以及

驱动电路，其通过控制流过上述线圈部的线圈电流而控制上述电磁力，

上述可动触点在接触位置与上述固定触点接触，且在全开位置因上述止挡件而移动受限，

上述驱动电路进行如下的控制：在将处于接触状态的上述固定触点和上述可动触点切换到非接触状态时，进行控制而使得对上述可动触点的上述电磁力降低到第一电磁力；在从使上述电磁力成为上述第一电磁力的控制开始起经过了第一时间的时间点，进行控制而使得上述电磁力成为大于上述第一电磁力的第二电磁力；在从使上述电磁力成为上述第二电磁力的控制开始起经过了第二时间之后，进行控制而使得上述电磁力阶段性地变小；在进行控制而使得上述电磁力阶段性地变小时的最后阶段，进行控制而使得上述电磁力成为小于上述第二电磁力的规定的电磁力，

上述规定的电磁力小于或等于上述可动触点位于上述全开位置时具有上述弹簧的弹簧常数的公差范围的下限值的弹簧常数的上述弹簧所施加的上述弹性力。

2.根据权利要求1所述的继电器装置，其中，

上述第一电磁力小于上述可动触点位于上述接触位置时具有上述公差范围的下限值的弹簧常数的上述弹簧所施加的上述弹性力。

3.根据权利要求2所述的继电器装置，其中，

上述第一电磁力小于上述可动触点位于上述全开位置时具有上述公差范围的下限值的弹簧常数的上述弹簧所施加的上述弹性力。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的继电器装置，其中，

上述第一时间是比因上述电磁力成为上述第一电磁力而从上述固定触点离开的、被施加具有上述公差范围的上限值的弹簧常数的上述弹簧的弹性力的上述可动触点到达上述全开位置为止所需的时间短的时间。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的继电器装置，其中，

上述第二电磁力大于上述可动触点位于上述全开位置时具有上述公差范围的上限值的弹簧常数的上述弹簧所施加的上述弹性力且小于上述可动触点位于上述接触位置时具有上述公差范围的下限值的弹簧常数的上述弹簧所施加的上述弹性力。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的继电器装置，其中，

上述第二时间比被施加具有上述公差范围的下限值的弹簧常数的上述弹簧的弹性力的上述可动触点从上述固定触点离开之后因上述电磁力成为上述第二电磁力而重新到达上述固定触点为止所需的时间短。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的继电器装置，其中，

上述驱动电路进行控制，使得在进行控制而使得上述电磁力阶段性地变小控制时经过了上述第二时间之后，上述电磁力在第三时间连续地成为小于上述第二电磁力的第三电磁力。

8.根据权利要求7所述的继电器装置，其中，

上述第三电磁力大于在上述可动触点位于上述全开位置时具有上述公差范围内的规定值的弹簧常数的上述弹簧所施加的上述弹性力且小于或等于上述可动触点位于上述全开位置时具有上述公差范围的上限值的弹簧常数的上述弹簧所施加的上述弹性力。

9.根据权利要求7所述的继电器装置，其中，

上述第三时间大于或等于具有上述公差范围的下限值的弹簧常数的上述弹簧所施加的上述弹性力与上述电磁力达到平衡所需的时间。

10.根据权利要求7所述的继电器装置，其中，

上述驱动电路进行控制，使得在上述第三时间经过之后，上述电磁力在第四时间连续地成为小于上述第三电磁力的第四电磁力。

11.根据权利要求10所述的继电器装置，其中，

上述第四电磁力大于上述可动触点位于上述全开位置时具有上述公差范围的下限值的弹簧常数的弹簧所施加的上述弹性力且小于或等于上述可动触点位于上述全开位置时具有上述公差范围内的规定值的弹簧常数的上述弹簧所施加的上述弹性力。

12.根据权利要求10所述的继电器装置，其中，

上述第四时间大于或等于具有上述公差范围的下限值的弹簧常数的上述弹簧所施加的上述弹性力与上述电磁力达到平衡所需的时间。

13.根据权利要求8所述的继电器装置，其中，

上述规定值是上述公差范围的中值。

14.根据权利要求10所述的继电器装置，其中，

上述驱动电路进行控制，使得在进行控制而使上述电磁力阶段性地变小时经过了上述第四时间之后，上述电磁力在第五时间连续地成为上述规定的电磁力。

15.根据权利要求14所述的继电器装置，其中，

上述第五时间大于或等于施加有具有上述公差范围的下限值的弹簧常数的上述弹簧的弹性力的上述可动触点到达上述全开位置为止所需的时间。

16.根据权利要求1至3中任一项所述的继电器装置，其中，

上述驱动电路基于PWM(脉冲宽度调制)控制而生成上述线圈电流。

17.一种继电器装置的控制方法，其特征在于，

上述继电器装置具备：

固定触点；

可动触点；

弹簧，其向上述可动触点从上述固定触点离开的背离方向施加弹性力；

止挡件，其限制上述可动触点的向上述背离方向的移动；

线圈部，其通过通电而产生使上述可动触点向上述可动触点接近上述固定触点的接近方向移动的电磁力；以及

驱动电路，其通过控制流过上述线圈部的线圈电流而控制上述电磁力，

上述可动触点在接触位置与上述固定触点接触，且在全开位置因上述止挡件而移动受限，

所述继电器装置的控制方法包括以下步骤：

利用上述驱动电路进行控制，使得在将处于接触状态的上述固定触点和上述可动触点切换到非接触状态时，对上述可动触点的上述电磁力降低到第一电磁力的步骤；

利用上述驱动电路进行控制，使得在从使上述电磁力成为上述第一电磁力的控制开始起经过了第一时间的时间点，上述电磁力成为大于上述第一电磁力的第二电磁力的步骤；

利用上述驱动电路进行控制，使得在从使上述电磁力成为上述第二电磁力的控制开始起经过了第二时间之后，上述电磁力阶段性地变小的步骤；以及

利用上述驱动电路进行控制，使得在进行控制而使得上述电磁力阶段性地变小时的最后阶段，上述电磁力成为小于上述第二电磁力的规定的电磁力的步骤，

上述规定的电磁力小于或等于上述可动触点位于上述全开位置时具有上述弹簧的弹簧常数的公差范围的下限值的弹簧常数的上述弹簧所施加的上述弹性力。