DE102023116733A1

DE102023116733A1 - Relaissteuervorrichtung

Info

Publication number: DE102023116733A1
Application number: DE102023116733.2A
Authority: DE
Inventors: Masaki Shibuya; Takuya OKI; Kyohei Yamamoto; Shoichi Arimoto; Ryuichi Ito; Kentaro Ushio
Original assignee: GS Yuasa International Ltd; Yazaki Corp
Current assignee: GS Yuasa International Ltd; Yazaki Corp
Priority date: 2022-07-25
Filing date: 2023-06-26
Publication date: 2024-01-25
Also published as: CN117457440A; US20240029981A1; KR20240014438A; JP2024015606A

Abstract

Eine Relaissteuervorrichtung zum Steuern eines Selbsthalterelais, das eine Schließseitenspule und eine Öffnungsseitenspule enthält, wobei die Relaissteuervorrichtung enthält: eine Leistungsversorgungs-Steuereinheit die einen Leistungsversorgungswiderstand und einen Leistungsversorgungsschalter enthält, eine Relaisschließ-Steuereinheit, die einen Relaisschließschalter enthält, eine Relaisöffnungs-Steuereinheit, die einen Relaisöffnungsschalter enthält, eine Spannungserkennungseinheit, die eingerichtet ist, ein Spannungssignal auszugeben, und eine Steuereinheit, die eingerichtet ist, ein Leistungsversorgungssignal zur AN/AUS-Steuerung des Leistungsversorgungsschalters, ein Relaisschließsignal zur AN/AUS-Steuerung des Relaisschließschalters, ein Relaisöffnungssignal zur AN/AUS-Steuerung des Relaisöffnungsschalters, und eine Erkennungssignal zur AN/AUS-Steuerung des Spannungserkennungsschalters auszugeben, wobei die Steuereinheit eingerichtet ist, Fehlfunktion zu erkennen, auf Grundlage des Leistungsversorgungssignals, des Relaisschließsignals, des Relaisöffnungssignals, des Erkennungssignals, und des Spannungssignals.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Relaissteuervorrichtung, die ein Selbsthalterelais steuert.
Hintergrund
In mit einer Batterie ausgestatteten Fahrzeugen wird ein Selbsthalterelais, das einen geöffneten/geschlossenen Zustand beibehalten kann, ohne dass es unter Spannung steht, häufig als ein Relais zum Umschalten des Leistungsversorgungszustands von der Batterie zu der Verbraucherseite verwendet.
Im Allgemeinen weist ein Selbsthalterelais eine Öffnungsseitenspule und eine Schließseitenspule auf, und steuert den Strom so, dass er nur durch eine der Spulen fließt, wenn zwischen Öffnen und Schließen umgeschaltet wird. Somit ist in der Relaissteuervorrichtung zum Steuern des Selbsthalterelais eine Leistungsquelle mit jeder Spule über einen Schalter verbunden, und ein Schalter wird eingeschaltet, wenn zwischen Öffnen und Schließen umgeschaltet wird. Als Ergebnis steht eine der Spulen unter Spannung und das Selbsthalterelais öffnet oder schließt.
Wenn eine Fehlfunktion wie ein Schalterkurzschluss in der Relaissteuervorrichtung auftritt, wird sie die Öffnungs- oder Schließsteuerung des Selbsthalterelais beeinträchtigen. Entsprechend, wie in Patentdokument 1 beschrieben, ist es notwendig, dass die Relaissteuervorrichtung eine Fehlfunktions-Diagnosefunktion implementiert. Die Relaissteuervorrichtung, die mit der Fehlfunktions-Diagnosefunktion ausgestattet ist, führt oft Selbstdiagnose zu einer Zeit durch, die sich von dem normalen Betrieb eines Selbsthalterelais unterscheidet, und sie kann, zum Beispiel, Fehlfunktionen erkennen, indem der Schalter AN und AUS geschaltet wird und der Strom, der durch die Spule zu dieser Zeit fließt, gemessen wird.
In Zusammenhang stehende Technik
Patentdokument
Patentdokument 1 Japanische Patentanmeldung Veröffentlichung Nr. 2017-17642
Zusammenfassung der Erfindung
Von der Erfindung zu lösende Aufgabe
Allerdings, wenn der Schalter zur Fehlfunktionsdiagnose AN und AUS geschaltet wird, öffnet und schließt das Selbsthalterelais jedes Mal, wenn die Fehlfunktionsdiagnose durchgeführt wird. Zusätzlich zum Verschleißen auf Grund des Öffnungs- und Schließbetriebs kann ein Leistungs-Selbsthalterelais, das zur Leistungsversorgung von der Batterie zu der Verbraucherseite verwendet wird, eine Rauschquelle sein, da es ein nennenswertes Betriebsgeräusch während des Öffnungs- und Schließbetriebs ausgibt. Somit ist es vorzuziehen, den anderen Öffnungs- und Schließbetrieb des Selbsthaltesystems als während normalem Betrieb zu verringern.
Entsprechend ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Relaissteuervorrichtung bereitzustellen, die fähig ist, Öffnungs- und Schließbetriebe eines Selbsthalterelais während Fehlfunktionsdiagnose zu verringern.
Lösung der Aufgabe
Um die oben beschriebenen Aufgaben zu lösen ist eine Relaissteuervorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Relaissteuervorrichtung zum Empfangen einer Leistungsversorgung und Steuern eines Selbsthalterelais, das eine Schließseitenspule und eine Öffnungsseitenspule enthält, wobei die Relaissteuervorrichtung umfasst:

eine Leistungsversorgungs-Steuereinheit, die einen Leistungsversorgungswiderstand und einen Leistungsversorgungsschalter enthält, die parallel zwischen einer ersten Elektrode und einem Verbindungspunkt zwischen einem ersten Ende der Schließseitenspule und einem ersten Ende der Öffnungsseitenspule verbunden sind;
eine Relaisschließ-Steuereinheit, die einen Relaisschließschalter enthält, der zwischen einer zweiten Elektrode und einem zweiten Ende der Schließseitenspule verbunden ist;
eine Relaisöffnungs-Steuereinheit, die einen Relaisöffnungsschalter enthält, der zwischen der zweiten Elektrode und einem zweiten Ende der Öffnungsseitenspule verbunden ist;
eine Spannungserkennungseinheit, die einen Spannungserkennungswiderstand und einen Spannungserkennungsschalter enthält, die in Reihe zwischen dem Verbindungspunkt und der zweiten Elektrode verbunden sind, wobei die Spannungserkennungseinheit eingerichtet ist, ein Spannungssignal auf Grundlage einer Spannung des Verbindungspunkts auszugeben; und
eine Steuereinheit, die eingerichtet ist, ein Leistungsversorgungssignal zur AN/AUS-Steuerung des Leistungsversorgungsschalters, ein Relaisschließsignal zur AN/AUS-Steuerung des Relaisschließschalters, ein Relaisöffnungssignal zur AN/AUS-Steuerung des Relaisöffnungsschalters, und ein Erkennungssignal zur AN/AUS-Steuerung des Spannungserkennungsschalters auszugeben, wobei die Steuereinheit eingerichtet ist, Fehlfunktion auf Grundlage des Leistungsversorgungssignals, des Relaisschließsignals, des Relaisöffnungssignals, des Erkennungssignals und des Spannungssignals zu erkennen.

In diesem Fall ist ein normaler Spannungsbereich für jede Kombination von Zuständen des Leistungsversorgungssignals, des Relaisschließsignals, des Relaisöffnungssignals, und des Erkennungssignals definiert, und in einem Fall, in dem bestimmt wird, dass das Spannungssignal außerhalb des normalen Spannungsbereichs liegt, kann die Steuereinheit ein Auftreten von Fehlfunktion bestimmen.
Zudem weist der Leistungsversorgungswiderstand einen solchen Wert auf, dass ein Strom derart begrenzt wird, dass das Selbsthalterelais nicht arbeitet, selbst wenn der Relaisschließschalter oder der Relaisöffnungsschalter in einen AN-Zustand geschaltet wird, während der Leistungsversorgungsschalter sich in einem AUS-Zustand befindet.
Die Relaissteuervorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist fähig, Öffnungs- und Schließbetriebe eines Selbsthalterelais während Fehlfunktionsdiagnose zu verringern.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 ist ein Blockdiagramm, das eine Relaissteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
2 ist ein Diagramm, das eine Entsprechung zwischen einem Steuersignal und einem normalen Spannungsbereich für jeden Betrieb darstellt;
3 ist ein Flussdiagramm, das einen normalen Betrieb der Relaissteuervorrichtung darstellt.
4 ist ein Flussdiagramm, das einen Diagnosemodusbetrieb der Relaissteuervorrichtung darstellt.
5 ist ein Flussdiagramm, das den Diagnosemodusbetrieb der Relaissteuervorrichtung darstellt.

Detaillierte Beschreibung der Beispielhaften Ausführungsform
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Detail mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Relaissteuervorrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Die Relaissteuervorrichtung 100 ist eine Vorrichtung, die Leistung von außerhalb empfängt, und die Öffnungs- und Schließbetriebe des Selbsthalterelais 200 steuert. Eine Leistungsversorgungsleitung wird durch eine Leistungsversorgung 301 und eine Erdung G gebildet.
Hier weist das Selbsthalterelais 200 eine Schließseitenspule 201, die während einem Schließbetrieb unter Spannung steht, und eine Öffnungsseitenspule 202, die während einem Öffnungsbetrieb unter Spannung steht, auf. Ein erstes Ende der Schließseitenspule 201 auf der Seite der Leistungsversorgung 301 und ein erstes Ende der Öffnungsseitenspule 202 auf der Seite der Leistungsversorgung 301 sind mit einem Verbindungspunkt A verbunden. Ein zweites Ende der Schießseitenspule 201 auf der Seite der Erdung G und ein zweites Ende der Öffnungsseitenspule 202 auf der Seite der Erdung G sind unabhängig. Andere Mechanismen als die Spule, die in dem Selbsthalterelais 200 bereitgestellt sind, wie ein beweglicher Kontakt und ein fester Kontakt, sind in dieser Abbildung weggelassen. In diesem Beispiel ist die erste Elektrode, d.h., eine Elektrode, über die die Relaissteuervorrichtung 100 Leistung empfängt, die Leistungsversorgung 301, und die zweite Elektrode ist die Erdung G. Allerdings kann die erste Elektrode eine positive Elektrode sein und die zweite Elektrode kann eine negative Elektrode sein.
Wie in der Zeichnung dargestellt enthält die Relaissteuervorrichtung 100 eine Leistungsversorgungs-Steuereinheit 110, eine Relaisschließ-Steuereinheit 120, eine Relaisöffnungs-Steuereinheit 130, eine Spannungserkennungseinheit 140, und eine Steuereinheit 150.
Die Leistungsversorgungs-Steuereinheit 110 ist zwischen dem Verbindungspunkt A und der Leistungsversorgung 301 angeordnet und enthält einen Leistungsversorgungsschalter 111 und einen Leistungsversorgungswiderstand 120, die parallel verbunden sind. Der Leistungsversorgungsschalter 111 kann, zum Beispiel, gebildet sein aus einem pMOSFET, und wird auf Grundlage des Leistungsversorgungssignals von der Steuereinheit 150 AN und AUS geschaltet. Wenn der Leistungsversorgungsschalter 111 in dem AN-Zustand ist, sind der Verbindungspunkt A und die Leistungsversorgung 301 durch eine Parallelschaltung des Leistungsversorgungsschalters 111 und den Leistungsversorgungswiderstands 112 verbunden. In diesem Fall ist der Einfluss des Leistungsversorgungswiderstands 112 äußerst gering. Wenn der Leistungsversorgungsschalter 111 sich in dem AUS-Zustand befindet, kann der Leistungsversorgungswiderstand 112 die Spannung erzeugen, die für Fehfunktionserkennung notwendig ist.
Die Relaisschließ-Steuereinheit 120 ist zwischen dem zweiten Ende der Schließseitenspule 201 und der Erdung G angeordnet und weist einen Relaisschließschalter 121 zum Umschalten des Verbindungszustands zwischen diesen auf. Der Relaisschließschalter 121 kann, zum Beispiel, aus einem nMOSFET gebildet sein, und schaltet auf Grundlage des Relaisschließsignals von der Steuereinheit 150 AN und AUS.
Die Relaisöffnungs-Steuereinheit 130 ist zwischen dem zweiten Ende der Öffnungsseitenspule 202 und der Erdung G angeordnet und weist einen Relaisöffnungsschalter 131 zum Schalten des Verbindungszustands zwischen diesen auf. Der Relaisöffnungsschalter 131 kann, zum Beispiel, aus einem nMOSFET gebildet sein, und schaltet auf Grundlage des Relaisöffnungssignals von der Steuereinheit 150 AN und AUS.
Die Spannungserkennungseinheit 140 erkennt die Spannung des Verbindungspunkts A, und gibt die Spannung an die Steuereinheit 150 als ein Spannungssignal aus. Die Spannungserkennungseinheit 140 enthält einen Spannungserkennungswiderstand 141 und einen Spannungserkennungsschalter 142, die in Reihe zwischen dem Verbindungspunkt A und der Erdung verbunden sind. Der Spannungserkennungsschalter 142 kann, zum Beispiel, aus einem nMOSFET gebildet sein, und schaltet auf Grundlage des Erkennungssignals von der Steuereinheit 150 AN und AUS.
Wenn der Spannungserkennungsschalter 142 AN geschaltet ist, ist der Verbindungspunkt A durch den Spannungserkennungswiderstand 141 geerdet, und die an dem Spannungserkennungswiderstand 141 erzeugte Spannung wird als das Spannungssignal ausgegeben. Da dieser Weg nicht gebildet ist, wenn der Spannungserkennungsschalter AUS ist, kann der Leistungsverbrauch durch den Spannungserkennungswiderstand 141 verringert werden.
Ein Wert, der durch Teilen der Spannung des Verbindungspunkts A erhalten wird, kann als das Spannungssignal ausgegeben werden. Auch kann ein Spannungssensor, der die Spannung des Verbindungspunkts A misst, bereitgestellt sein, und ein Wert kann auf Grundlage des Messergebnisses als das Spannungssignal ausgegeben werden.
Die Steuereinheit 150 kann, zum Beispiel, gebildet sein aus einem Mikrocomputer, und steuert Betriebe der Leistungsversorgungs-Steuereinheit 110, der Relaisschließ-Steuereinheit 120, der Relaisöffnungs-Steuereinheit 130, und der Spannungserkennungseinheit 140. Der Inhalt der Steuerung enthält AN/AUS-Steuerung des Leistungsversorgungsschalters 111 der Leistungsversorgungs-Steuereinheit 110, des Relaisschließschalters 121 der Relaisschließ-Steuereinheit 120, des Relaisöffnungsschalters 131 der Relaisöffnungs-Steuereinheit 130, und des Spannungserkennungsschalters 142 der Spannungserkennungseinheit 140.
Wenn der Relaisschließschalter 121 oder der Relaisöffnungsschalter 131 AN geschaltet wird, während der Leistungsversorgungsschalter 111 sich in dem AUS-Zustand befindet, fließt ein Strom von der Leistungsversorgung 301 durch den Leistungsversorgungswiderstand 112 zu der Erdung G. Der Leistungsversorgungswiderstand 112 weist einen hohen Wert auf, der den Strom dermaßen beschränkt, dass das Selbsthalterelais 200 bei dieser Gelegenheit nicht arbeitet.
Die Relaissteuervorrichtung 100 weist einen Diagnosemodus zum Durchführen von Selbstdiagnose auf, und geht entsprechend der Steuerung der Steuereinheit 150 in den Diagnosemodus über. Der Diagnosemodus ist ein Modus zum Erkennen von Fehlfunktion der Leistungsversorgungs-Steuereinheit 110, der Relaisschließ-Steuereinheit 120, der Relaisöffnungs-Steuereinheit 130, und der Spannungserkennungseinheit 140 durch Selbstdiagnose, und führt einen Betrieb durch, der sich von einem normalen Schließ- und Öffnungsbetrieb des Selbsthalterelais 200 unterscheidet.
In dem Diagnosemodus werden Betriebe der Leistungsversorgungs-Steuereinheit 110, der Relaisschließ-Steuereinheit 120, der Relaisöffnungs-Steuereinheit 130, und der Spannungserkennungseinheit 140 gemäß einem vorbestimmten Vorgehen gesteuert. Im Speziellen wird Fehlfunktionsdiagnose jeder funktionalen Einheit durchgeführt, indem die Zustände von Steuersignalen (eines Leistungsversorgungssignals, eines Relaisschließsignals, eines Relaisöffnungssignals, und eines Erkennungssignals), die jeweilige Schalter antreiben, die in der Leistungsversorgungs-Steuereinheit 110, der Relaisschließ-Steuereinheit 120, der Relaisöffnungs-Steuereinheit 130, und der Spannungserkennungseinheit 140 bereitgestellt sind, sukzessive in den AUS oder AN-Zustand geschaltet werden.
In der Steuereinheit 150 ist, wie in 2 dargestellt, der normale Bereich des Spannungssignals in Entsprechung mit einer Kombination von Steuersignalen für jeweilige funktionale Einheiten vorbestimmt. Die Steuereinheit 150 bestimmt, dass eine Fehlfunktion in der Relaissteuervorrichtung 100 aufgetreten ist, in einem Fall, in dem das von der Spannungserkennungseinheit 140 eingegebene Spannungssignal außerhalb des normalen Spannungsbereichs liegt, der der Kombination der AN/AUS-Steuersignale entspricht.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Spannungsbereich in drei Levels klassifiziert, d.h., ein hohes Level, ein mittleres Level, und ein niedriges Level. Das hohe Level ist ein Bereich, der in etwa der Spannung der Leistungsversorgung 301 entspricht, das niedrige Level ist ein Bereich, der in etwa der Spannung der Erdung G entspricht, und das mittlere Level ist ein Bereich dazwischen. Diese Spannungsbereiche sind entsprechend der Spannung der Leistungsversorgung 301, den Werten des Leistungsversorgungswiderstands 121 und des Spanungserkennungswiderstands 141, und dergleichen, vorbestimmt. Es versteht sich, dass das Spannungssignal angemessen levelverschoben sein kann, durch Spannungsteilung oder dergleichen, und der Spannungsbereich kann auch entsprechend dem levelverschobenen Spannungssignal bestimmt werden.
Als nächstes wird ein Betrieb der Relaissteuervorrichtung 100 beschrieben, die wie oben beschrieben eingerichtet ist. Als erstes wird der normale Betrieb der Relaissteuervorrichtung 100, d.h., ein anderer Betrieb als Diagnosemodus, mit Bezug auf das Flussdiagramm der 3 beschrieben. Dieser Betrieb wird entsprechend der Steuerung der Steuereinheit 150 durchgeführt.
In einem Standby-Zustand während dem normalen Betrieb, in dem das Selbsthalterelais 200 nicht arbeitet, steuert die Steuereinheit 150 sämtliche der Leistungsversorgungs-Steuereinheit 110, der Relaisschließ-Steuereinheit 120, der Relaisöffnungs-Steuereinheit 130, und der Spannungserkennungseinheit 140 in den AUS-Zustand (S101). Dementsprechend sind sämtliche des Leistungsversorgungsschalters 111, des Relaisschließschalters 121, des Relaisöffnungsschalters 131, und des Spannungserkennungsschalters 142 in dem AUS-Zustand.
In einem Fall, in dem eine Übergangsbedingung in den Diagnosemodus, die später erklärt wird, während dem normalen Betrieb erfüllt ist (S102: Ja), wird der Diagnosemodusbetrieb durchgeführt (S103). Wenn die Diagnosemodus-Übergangsbedingung nicht erfüllt ist (S102: Nein), wird der normale Betrieb fortgesetzt.
In einem Fall, in dem das Selbsthalterelais 200 betrieben wird, um geschlossen zu werden (S104: Ja), werden sämtliche der Leistungsversorgungs-Steuereinheit 110, der Relaisschließ-Steuereinheit 120, und der Spannungserkennungseinheit 140 in den AN-Zustand gesteuert (S105). Dementsprechend steht die Schließseitenspule 201 unter Spannung, und das Selbsthalterelais 200 wird betrieben, um geschlossen zu sein.
Nachdem eine vorbestimmte Zeitdauer im Hinblick auf die Schließbetriebszeit abgelaufen ist, werden sämtliche der Leistungsversorgungs-Steuereinheit 110, der Relaisschließ-Steuereinheit 120, und der Spannungserkennungseinheit 140 in den AUS-Zustand gesteuert (S106). Selbst nach der AUS-Steuerung behält das Selbsthalterelais 200 den geschlossenen Zustand bei.
In einem Fall, in dem das Selbsthalterelais 200 betrieben wird, um geöffnet zu sein (S107: Ja), werden sämtliche der Leistungsversorgungs-Steuereinheit 110, der Relaisöffnungs-Steuereinheit 130, und der Spannungserkennungseinheit 140 in den AN-Zustand gesteuert (S108). Dementsprechend steht die Öffnungsseitenspule 202 unter Spannung, und das Selbsthalterelais 200 wird betrieben, um geöffnet zu sein.
Nachdem eine vorbestimmte Zeitdauer im Hinblick auf die Öffnungsbetriebszeit abgelaufen ist, werden sämtliche der Leistungsversorgungs-Steuereinheit 110, der Relaisöffnungs-Steuereinheit 130, und der Spannungserkennungseinheit 140 in den AUS-Zustand gesteuert (S109). Selbst nach der AUS-Steuerung behält das Selbsthalterelais 200 den offenen Zustand bei. Danach, zurückkehrend zu (S101), werden die Schließbetriebe und die Öffnungsbetriebe wie benötigt wiederholt.
In dem normalen Betrieb ist der normale Spannungsbereich bei einem hohen Level für beide Betriebe. Die Steuereinheit 150 kann bestimmen, dass eine Fehlfunktion in der Relaissteuervorrichtung 100 aufgetreten ist, in einem Fall, in dem eine andere Spannung als das hohe Level in dem normalen Betrieb erkannt wird.
Somit schaltet die Steuereinheit 150 die Leistungsversorgungs-Steuereinheit 110 und die Spannungserkennungseinheit 140 nur während dem Öffnungs- und Schließbetrieb des Selbsthalterelais 200 während dem normalen Betrieb der Relaissteuervorrichtung 100 AN. Dies kann Leistungsverbrauch verringern, während der Öffnungs- und Schließbetrieb nicht durchgeführt wird.
Als nächstes wird der Betrieb in dem Diagnosemodus der Relaissteuervorrichtung 100 mit Bezug auf die Flussdiagramme der 4 und 5 beschrieben. Dieser Betrieb wird entsprechend der Steuerung der Steuereinheit 150 durchgeführt. Zum Beispiel, die Relaissteuervorrichtung 150 kann in den Diagnosemodus übergehen, wenn die Relaissteuervorrichtung 100 gestartet wird, die Relaissteuervorrichtung 100 kann in Reaktion auf eine Anfrage einer anderen Vorrichtung in den Diagnosemodus übergehen, oder die Relaissteuervorrichtung 100 kann in den Diagnosemodus übergehen, nachdem eine vorbestimmte Zeitdauer seit der vorherigen Diagnose abgelaufen ist.
In dem Diagnosemodus schaltet die Steuereinheit 150, als Anfangszustand, sämtliche der Spannungserkennungseinheit 140, der Leistungsversorgungs-Steuereinheit 110, der Relaisschließ- Steuereinheit 120, und der Relaisöffnungs-Steuereinheit 130 AUS (4: S201).
In einem Fall, in dem keine Fehlfunktion in irgendeiner der funktionalen Einheiten auftritt, fließt kein Strom von der Leistungsversorgung 301 zu der Erdung G, und die Spannungserkennungseinheit 140 erkennt eine Spannung, die im Wesentlichen gleich der Spannung der Leistungsversorgung 301 ist, durch den Leistungsversorgungswiderstand 112 der Leistungsversorgungs-Steuereinheit 110. Aus diesem Grund ist der normale Spannungsbereich das hohe Level (2: A).
In einem Fall, in dem das Spannungssignal außerhalb dieses normalen Spannungsbereichs liegt (S202: Ja), d.h., das Spannungssignal ist bei einem anderen Level als dem hohen Level, bestimmt die Steuereinheit 150, dass eine Fehlfunktion in der Relaissteuervorrichtung 100 aufgetreten ist (S203). Der Fehlfunktionsort kann, zum Beispiel, eine Kurzschlussfehlfunktion des Relaisschließschalters 121 der Relaisschließ-Steuereinheit 120, des Relaisöffnungsschalters 131 der Relaisöffnungs-Steuereinheit 130, oder des Spannungserkennungsschalters 142 der Spannungserkennungseinheit 140 sein.
Wenn das Spannungssignal nicht außerhalb dieses normalen Spannungsbereichs liegt (S202: Nein), d.h. wenn das Spannungssignal bei dem hohen Level ist, wird die Spannungserkennungseinheit 140 in den AN-Zustand gesteuert (S204).
In einem Fall, in dem keine Fehlfunktion in irgendeiner der funktionalen Einheiten auftritt, fließt ein Strom von der Leistungsversorgung 301 durch den Leistungsversorgungswiderstand 112 der Leistungsversorgungs-Steuereinheit 110 und den Spannungserkennungswiderstand 141 der Spannungserkennungseinheit 140 zu der Erdung, und die Spannungserkennungseinheit 140 erkennt eine Spannung, die durch Teilen der Spannung der Leistungsversorgung 301 gemäß dem Leistungsversorgungswiderstand 112 und dem Spannungserkennungswiderstand 141 erhalten wird. Dementsprechend ist der normale Spannungsbereich bei dem mittleren Level (2: B).
In einem Fall, in dem das Spannungssignal außerhalb dieses normalen Spannungsbereichs liegt (S205: Ja), d.h., in einem Fall, in dem das Spannungssignal bei einem anderen Level als dem mittleren Level ist, bestimmt die Steuereinheit 150, dass eine Fehlfunktion in der Relaissteuervorrichtung 100 aufgetreten ist (S206). Zum Beispiel kann, wenn das Spannungssignal bei dem hohen Level ist, der Fehlfunktionsort Kurzschlussfehlfunktion in dem Leistungsversorgungsschalter 111 der Leistungsversorgungs-Steuereinheit 110 oder Öffnungsfehlfunktion in dem Spannungserkennungsschalter 142 der Spannungserkennungseinheit 140 sein, und wenn das Spannungssignal bei dem niedrigen Level liegt, kann der Fehlfunktionsort Kurzschlussfehlfunktion in dem Relaisschließschalter 121 der Relaisschließ-Steuereinheit 120 oder in dem Relaisöffnungsschalter 131 der Relaisöffnungs-Steuereinheit 130 sein. Danach steuert die Steuereinheit 150 die Spannungserkennungseinheit 140 in den AUS-Zustand (S207) und beendet den Diagnosemodus.
Wenn das Spannungssignal nicht außerhalb dieses normalen Spannungsbereichs liegt (S202: Nein), d.h., wenn das Spannungssignal bei dem mittleren Level ist, wird die Leistungsversorgungs-Steuereinheit 110 in den AN-Zustand gesteuert (S208).
In einem Fall, in dem keine Fehlfunktion in irgendeiner der funktionalen Einheiten auftritt, fließt ein Strom von der Leistungsversorgung 301 durch den Leistungsversorgungsschalter 111 der Leistungsversorgungs-Steuereinheit und den Spannungserkennungswiderstand 141 der Spannungserkennungseinheit 140 zu der Erdung, und die Spannungserkennungseinheit 140 erkennt eine Spannung, die im Wesentlichen gleich der Spannung der Leistungsversorgung 301 ist. Dementsprechend ist der normale Spannungsbereich bei dem hohen Level (2: C).
In einem Fall, in dem das Spannungssignal außerhalb dieses normalen Spannungsbereichs ist (S209: Ja), d.h., in einem Fall, in dem das Spannungssignal bei einem anderen Level als dem hohen Level ist, bestimmt die Steuereinheit 150, dass eine Fehlfunktion in der Relaissteuervorrichtung 100 auftritt (S210). Der Fehlfunktionsort kann, zum Beispiel, Öffnungsfehlfunktion in dem Leistungsversorgungsschalter 111 der Leistungsversorgungs-Steuereinheit 110 oder in dem Spannungserkennungsschalter 142 der Spannungserkennungseinheit 140 sein. Danach steuert die Steuereinheit 150 die Leistungsversorgungs-Steuereinheit 110 in den AUS-Zustand (S111), steuert die Spannungserkennungseinheit 140 in den AUS-Zustand (S207), und beendet den Diagnosemodus.
In der Verarbeitung während dem Diagnosemodusbetrieb steuert die Steuereinheit 150 die Leistungsversorgungs-Steuereinheit 110 in den AN-Zustand (S208), jedoch wird beibehalten, sowohl die Relaisschließ-Steuereinheit 120 und die Relaisöffnungs-Steuereinheit 130 in den AUS-Zustand zu steuern, und somit, soweit die Relaissteuervorrichtung 100 in dem normalen Zustand ist, würde das Selbsthalterelais 200 keinen Öffnungs- und Schließbetrieb durchführen.
Wenn das Spannungssignal nicht außerhalb dieses normalen Bereichs liegt (S209: Nein), d.h., wenn das Spannungssignal bei dem hohen Level ist, wird die Leistungsversorgungs-Steuereinheit 110 in den AUS-Zustand gesteuert (5: S212). Dann wird die Relaisschließ-Steuereinheit 120 in den AN-Zustand gesteuert (S213).
In einem Fall, in dem keine Fehlfunktion in irgendeiner der funktionalen Einheiten auftritt, fließt ein Strom von der Leistungsversorgung 301 durch den Leistungsversorgungswiderstand 112 der Leistungsversorgungs-Steuereinheit 110, die Schließseitenspule 201, und den Relaisschließschalter 121 der Relaisschließ-Steuereinheit 120 zu der Erdung, und die Spannungserkennungseinheit 140 erkennt eine Spannung, die im Wesentlichen gleich der Spannung der Erdung G ist. Dementsprechend ist der normale Spannungsbereich bei dem niedrigen Level (2: D).
In einem Fall, in dem das Spannungssignal außerhalb dieses normalen Bereichs liegt (S214: Ja), d.h., in einem Fall, in dem das Spannungssignal bei einem anderen Level als dem niedrigen Level ist, bestimmt die Steuereinheit 150, dass eine Fehlfunktion in der Relaissteuervorrichtung 100 aufgetreten ist (S215). Der Fehlfunktionsort kann, zum Beispiel, Öffnungsfehlfunktion in dem Relaisschließschalter 121 der Relaisschließ-Steuereinheit 120 sein. Auch gibt es eine Möglichkeit einer offenen Schaltung und dergleichen in der Schließseitenspule 201. Dementsprechend kann auch offene Schaltung in der Schließseitenspule 201 in der Fehlfunktionsbestimmung bestimmt werden. Danach steuert die Steuereinheit 150 die Relaisschließsteuerung 120 in den AUS-Zustand (S216), und steuert die Spannungserkennungseinheit 140 in den AUS-Zustand (S207), und beendet den Diagnosemodus.
In der Verarbeitung während dem Diagnosemodusbetrieb (S213) steuert die Steuereinheit 150 die Relaisschließ-Steuereinheit 120 in den AN-Zustand, steuert jedoch die Leistungsversorgungs-Steuereinheit 110 in den AUS-Zustand, und somit, soweit die Relaissteuervorrichtung 100 in dem normalen Zustand ist, erlaubt der Leistungsversorgungswiderstand 121 nicht, dass ein ausreichender Strom zum Betrieb des Selbsthalterelais 200 durch die Schließseitenspule 201 fließt, so dass das Selbsthalterelais 200 den Schließbetrieb nicht durchführen würde.
Wenn das Spannungssignal nicht außerhalb dieses normalen Spannungsbereichs liegt (S214: Nein), d.h., wenn das Spannungssignal bei dem niedrigen Level ist, wird die Relaisschließ-Steuereinheit 120 in den AUS-Zustand gesteuert (S217). Dann wird die Relaisöffnungs-Steuereinheit 130 in den AN-Zustand gesteuert (S218). Es ist anzumerken, dass die Reihenfolge der Diagnose, die mit der AN-Steuerung der Relaisschließ-Steuereinheit 120 durchgeführt wird (S213), und die Diagnose, die mit der AN-Steuerung der Relaisöffnungs-Steuereinheit 130 durchgeführt wird (S218), umgedreht werden kann.
In einem Fall, in dem keine Fehlfunktion in irgendeiner der funktionalen Einheiten auftritt, fließt ein Strom von der Leistungsversorgung 301 durch den Leitungsversorgungswiderstand 112 der Leistungsversorgungs-Steuereinheit 110, die Öffnungsseitenspule 202, und den Relaisöffnungsschalter 131 der Relaisöffnungs-Steuereinheit 130 zu der Erdung, und die Spannungserkennungseinheit 140 erkennt eine Spannung, die im Wesentlichen gleich der Spannung der Erdung ist. Dementsprechend ist der normale Spannungsbereich bei dem niedrigen Level (2: E).
In einem Fall, in dem das Spannungssignal außerhalb dieses normalen Bereichs liegt (S219: Ja), d.h., in einem Fall, in dem das Spannungssignal bei einem anderen Level als dem niedrigen Level ist, bestimmt die Steuereinheit 150, dass eine Fehlfunktion in der Relaissteuervorrichtung 100 aufgetreten ist (S202). Der Fehlfunktionsort kann, zum Beispiel, Öffnungsfehlfunktion in dem Relaisöffnungsschalter 131 der Relaisöffnungs-Steuereinheit 130 sein. Auch gibt es eine Möglichkeit einer offenen Schaltung und dergleichen in der Öffnungsseitenspule 202. Dementsprechend kann offene Schaltung in der Öffnungsseitenspule 202 auch in der Fehlfunktionsbestimmung bestimmt werden. Danach steuert die Steuereinheit 150 die Relaisschließ-Steuereinheit 120 in den AUS-Zustand (S221), steuert die Spannungserkennungseinheit 140 in den AUS-Zustand (S207), und beendet den Diagnosemodus.
In der Verarbeitung während dem Diagnosemodusbetrieb (S218) steuert die Steuereinheit 150 die Relaisöffnungs-Steuereinheit 130 in den AN-Zustand, steuert jedoch die Leistungsversorgungs-Steuereinheit 110 in den AUS-Zustand, und somit, soweit die Relaissteuervorrichtung 100 in dem normalen Zustand ist, erlaubt der Leistungsversorgungswiderstand 112 nicht, dass ein ausreichender Strom zum Betrieb des Selbsthalterelais 200 durch die Öffnungsseitenspule 202 fließt, so dass das Selbsthalterelais 200 den Öffnungsbetrieb nicht ausführen würde.
Wenn das Spannungssignal nicht außerhalb dieses normalen Bereichs ist (S219: Nein), d.h., wenn das Spannungssignal bei dem niedrigen Level ist, tritt keine Fehlfunktion in der Relaissteuervorrichtung 100 auf, und sämtliche der Leistungsversorgungs-Steuereinheit 110, der Relaisschließ-Steuereinheit 120, der Relaisöffnungs-Steuereinheit 130, und der Spannungserkennungseinheit 140 werden als normal bestimmt (S222).
Danach steuert die Steuereinheit 150 die Relaisöffnungs-Steuereinheit 130 in den AUS-Zustand (S223), steuert die Spannungserkennungseinheit 140 in den AUS-Zustand (S224), und beendet den Diagnosemodus. Nachdem der Diagnosemodus beendet ist, geht die Steuereinheit 150 in den normalen Betrieb über.
Wie oben beschrieben, wenn die Relaissteuervorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine solche Konfiguration aufweist, dass die Diagnose durchgeführt wird, indem die Relaisschließ-Steuereinheit 120 und die Relaisöffnungs-Steuereinheit 130 in den AN-Zustand gebracht werden, kann die Leistungsversorgungs-Steuereinheit 110 in den AUS-Zustand gesteuert werden, und somit kann der Öffnungs- und Schließbetrieb des Selbsthalterelais 200 vermindert werden.
Das Verfahren der Fehlfunktionsdiagnose, das in 4 und 5 dargestellt ist, sind nur Beispiele, und die Fehlfunktionsdiagnose kann gemäß anderen Verfahren durchgeführt werden. Auch kann, obwohl die Spannungserkennungseinheit 140 als eine funktionale Einheit, die getrennt von der Steuereinheit 150 ist, beschrieben wurde, die Spannungserkennungseinheit 140 in der Steuereinheit 150 enthalten sein.
Bezugszeichenliste

100: Relaissteuervorrichtung
110: Leistungsversorgungs-Steuereinheit
111: Leistungsversorgungsschalter
112: Leistungsversorgungswiderstand
120: Relaisschließ-Steuereinheit
121: Relaisschließschalter
130: Relaisöffnungs-Steuereinheit
131: Relaisöffnungsschalter
140: Spannungserkennungseinheit
141: Spannungserkennungswiderstand
142: Spannungserkennungsschalter
150: Steuereinheit
200: Selbsthalterelais
201: Schließseitenspule
202: Öffnungsseitenspule
301: Leistungsversorgung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 201717642 [0005]

Claims

Relaissteuervorrichtung (100) zum Empfangen einer Leistungsversorgung und Steuern eines Selbsthalterelais (200), das eine Schließseitenspule (201) und eine Öffnungsseitenspule (202) enthält, wobei die Relaissteuervorrichtung umfasst: eine Leistungsversorgungs-Steuereinheit (110), die einen Leistungsversorgungswiderstand (112) und einen Leistungsversorgungsschalter (111) enthält, die parallel zwischen einer ersten Elektrode (301) und einem Verbindungspunkt (A) zwischen einem ersten Ende der Schließseitenspule (201) und einem ersten Ende der Öffnungsseitenspule (202) verbunden sind; eine Relaisschließ-Steuereinheit (120), die einen Relaisschließschalter (121) enthält, der zwischen einer zweiten Elektrode (G) und einem zweiten Ende der Schließseitenspule (201) verbunden ist; eine Relaisöffnungs-Steuereinheit (130), die einen Relaisöffnungsschalter (131) enthält, der zwischen der zweiten Elektrode (G) und einem zweiten Ende der Öffnungsseitenspule (202) verbunden ist; eine Spannungserkennungseinheit (140), die einen Spannungserkennungswiderstand (141) und einen Spannungserkennungsschalter (142) enthält, die in Reihe zwischen dem Verbindungspunkt (A) und der zweiten Elektrode (G) verbunden sind, wobei die Spannungserkennungseinheit (140) eingerichtet ist, ein Spannungssignal auf Grundlage einer Spannung des Verbindungspunkts (A) auszugeben; und eine Steuereinheit (150), die eingerichtet ist, ein Leistungsversorgungssignal zur AN/AUS-Steuerung des Leistungsversorgungsschalter (111), ein Relaisschließsignal zur AN/AUS-Steuerung des Relaisschließschalters (121), ein Relaisöffnungssignal zur AN/AUS-Steuerung des Relaisöffnungsschalters (131) und ein Erkennungssignal zur AN/AUS-Steuerung des Spannungserkennungsschalters (142) auszugeben, wobei die Steuereinheit (150) eingerichtet ist, Fehlfunktion auf Grundlage des Leistungsversorgungssignals, des Relaisschließsignals, des Relaisöffnungssignals, des Erkennungssignals, und des Spannungssignals zu erkennen.
Relaissteuervorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei ein normaler Spannungsbereich für jede Kombination von Zuständen des Leistungsversorgungssignals, des Relaisschließsignals, des Relaisöffnungssignals, und des Erkennungssignals definiert ist, und in einem Fall, in dem bestimmt wird, dass das Spannungssignal außerhalb des normalen Spannungsbereichs liegt, die Steuereinheit (150) ein Auftreten von Fehlfunktion bestimmt.
Relaissteuervorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei der Leistungsversorgungswiderstand einen solchen Wert aufweist, dass ein Strom derart begrenzt wird, dass das Selbsthalterelais nicht arbeitet, selbst wenn der Relaisschließschalter oder der Relaisöffnungsschalter in einen AN-Zustand geschaltet wird, während der Leistungsversorgungsschalter in einem AUS-Zustand ist.
Relaissteuervorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (150) einen Diagnosemodus aufweist, und die Steuereinheit (150) eingerichtet ist, das Leistungsversorgungssignal in einen AUS-Zustand zu ändern, in einem Fall, in dem, in dem Diagnosemodus, das Relaisschließsignal in einen AN-Zustand geändert wird oder das Relaisöffnungssignal in einen AN-Zustand geändert wird.
Relaissteuervorrichtung (100) nach Anspruch 4, wobei die Steuereinheit (150) eingerichtet ist, das Leistungsversorgungssignal in einen AN-Zustand zu ändern, in einem Fall, in dem, in einem anderen Modus als dem Diagnosemodus, das Relaisschließsignal in einen AN-Zustand geändert wird oder das Relaisöffnungssignal in einen AN-Zustand geändert wird.