JP2004234207A - リレー制御回路、それを用いたリレー回路、およびリレー制御プログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】リレーにおけるチャタリング発生を阻止して溶着を防止し、また過大なアーク放電の発生を阻止するリレー制御回路、それを用いたリレー回路、およびリレー制御プログラムを提供する。
【解決手段】スイッチ信号受信手段221が、リレーに対応するスイッチSWのON/OFFを示すスイッチ信号を通信システム300を介して受信し、通信状態監視手段222が、通信システム300を介してスイッチ信号を受信している通信の通信状態が正常であるか異常であるかを監視し、リレー制御手段223が、通信状態が異常であるとき、リレーRLYの前回値を保持し、通信状態が正常であるとき、スイッチ信号の指示に基づきリレーRLYをON/OFF制御する。
【選択図】 図1
【解決手段】スイッチ信号受信手段221が、リレーに対応するスイッチSWのON/OFFを示すスイッチ信号を通信システム300を介して受信し、通信状態監視手段222が、通信システム300を介してスイッチ信号を受信している通信の通信状態が正常であるか異常であるかを監視し、リレー制御手段223が、通信状態が異常であるとき、リレーRLYの前回値を保持し、通信状態が正常であるとき、スイッチ信号の指示に基づきリレーRLYをON/OFF制御する。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ネットワークデータにて制御されるリレーにおけるチャタリング発生による接点溶着を防止するリレー制御回路、それを用いたリレー回路、およびリレー制御プログラムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のリレー回路について、図6を参照して説明する。電子ユニットA100は、スイッチSWのON/OFF状態を監視し、当該スイッチSWのON/OFF状態を通信システム300を介して電子ユニットB200に通知する。電子ユニットB200は、電子ユニットA100から通知された上記スイッチSWのON/OFF状態を基に、リレーRLYのON/OFF制御を行う。また、電子ユニットB200は、通信システム300におけるバスオフやタイムアウト、またはその他の原因による通信異常を検知する機能を備える。
【0003】
次に、図7のタイミングチャートを参照して上記リレー回路の動作について説明する。電子ユニットB200は、通信状態が正常なときは、スイッチSWのON/OFF状態に対応してリレーRLYをON/OFFさせる。一方、通信状態が異常になった場合は、無条件にリレーRLYをOFFさせる。そして、通信状態が正常に戻った場合は、スイッチSWのON/OFF状態に対応してリレーRLYをON/OFFさせる。そのため、リレーRLYがONしているときに通信異常が発生した場合、リレーRLYをOFFし、通信状態が正常に戻るとONしていた。
【0004】
特許文献1は、簡易な構成でリレーの溶着を的確に検出する溶着検出装置を開示している。この点、本発明はリレーにおけるチャタリングを阻止して溶着を防止する技術を開示する。
【0005】
【特許文献1】
特開2000−270561号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記のリレー回路において、他の電子ユニットからのノイズ、その他の何らの理由により、通信システム300が異常と正常とを繰り返し発生した場合、リレーRLYもON→OFF→ON→OFFとチャタリングを起こし、最終的には溶着してしまった。また特に、後段の負荷等へリレーする電流が大電流である場合、リレーRLY接点のON/OFFにより、アーク放電が発生し、他の電子部品にも悪影響を及ぼしていた。
【0007】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、リレーにおけるチャタリング発生を阻止して溶着を防止し、また過大なアーク放電の発生を阻止するリレー制御回路、それを用いたリレー回路、およびリレー制御プログラムを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、請求項1記載の発明は、図1の基本構成図に示すように、リレーRLYに対応するスイッチSWのON/OFFを示すスイッチ信号を通信システム300を介して受信し、該受信した前記スイッチ信号に基づいて、前記リレーRLYのON/OFF制御を行うリレー制御回路200であって、前記スイッチ信号を前記通信システム300を介して受信するスイッチ信号受信手段221と、前記スイッチ信号受信手段221により前記スイッチ信号を受信している際の前記通信システム300の通信状態が正常であるか異常であるかを監視する通信状態監視手段222と、前記通信状態監視手段222により前記通信状態の異常が検知されたとき、前記リレーRLYのON/OFF状態を直前のON/OFF状態に保持させ、前記通信状態の正常が検知されたとき、前記スイッチ信号受信手段221により受信した前記スイッチ信号の示すON/OFF状態に前記リレーRLYのON/OFF状態を対応させるリレー制御手段223と、を有することを特徴とするリレー制御回路。
【0009】
したがって、請求項1記載の発明によれば、スイッチ信号受信手段221が、リレーに対応するスイッチSWのON/OFFを示すスイッチ信号を通信システム300を介して受信し、通信状態監視手段222が、通信システム300を介してスイッチ信号を受信している通信の通信状態が正常であるか異常であるかを監視し、リレー制御手段223が、通信状態が異常であるとき、リレーRLYの前回値を保持し、通信状態が正常であるとき、スイッチ信号の指示に基づきリレーRLYをON/OFF制御することにより、リレーRLYにおけるチャタリングを阻止し、接点の溶着を防止することができる。また、過大なアーク放電の発生も阻止することができる。
【0010】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記リレーRLYのコイル側への通電を制御するスイッチング素子TRをさらに有し、前記リレー制御手段223は、前記スイッチング素子TRのトリガ用電極に、前記リレーRLYをONさせるときON信号を、前記リレーRLYをOFFさせるときOFF信号を印加することを特徴としている。
【0011】
したがって、請求項2記載の発明によれば、リレーRLYのコイル側への通電を、リレー制御回路内のスイッチング素子TRのON/OFF制御により実現することにより、リレーRLY接点のON/OFF制御を簡易に実現することができる。
【0012】
請求項3記載の発明は、負荷400または一以上のサブリレーへの給電をON/OFF制御するリレーRLYと、前記リレーRLYのON/OFFを制御する請求項1または2記載のリレー制御回路200と、を有することを特徴としている。
【0013】
したがって、請求項3記載の発明によれば、負荷400または一以上のサブリレーへの給電をON/OFF制御するリレーRLYと、リレーRLYのON/OFFを制御する請求項1または2記載のリレー制御回路200とにより、リレーRLYにおけるチャタリングを阻止し、接点の溶着を防止することができるリレー回路を実現することができる。また、過大なアーク放電の発生も阻止することができるリレー回路を実現することができる。
【0014】
請求項4記載の発明は、リレーRLYに対応するスイッチSWのON/OFFを示すスイッチ信号を通信システム300を介して受信し、該受信した前記スイッチ信号に基づいて、前記リレーRLYのON/OFF制御をコンピュータに実行させるためのリレー制御プログラムであって、前記スイッチ信号を前記通信システム300を介して受信するスイッチ信号受信処理と、前記スイッチ信号受信処理により前記スイッチ信号を受信している際の前記通信システム300の通信状態が正常であるか異常であるかを監視する通信状態監視処理と、前記通信状態監視処理により前記通信状態の異常が検知されたとき、前記リレーRLYのON/OFF状態を直前のON/OFF状態に保持させ、前記通信状態の正常が検知されたとき、前記スイッチ信号受信処理により受信した前記スイッチ信号の示すON/OFF状態に前記リレーRLYのON/OFF状態を対応させるリレー制御処理と、をコンピュータに実行させる。
【0015】
したがって、請求項4記載の発明によれば、スイッチ信号受信処理が、リレーに対応するスイッチSWのON/OFFを示すスイッチ信号を通信システム300を介して受信し、通信状態監視処理が、通信システム300を介してスイッチ信号を受信している通信の通信状態が正常であるか異常であるかを監視し、リレー制御処理が、通信状態が異常であるとき、リレーRLYの前回値を保持し、通信状態が正常であるとき、スイッチ信号の指示に基づきリレーRLYをON/OFF制御することにより、リレーRLYにおけるチャタリングを阻止し、接点の溶着を防止することができ、過大なアーク放電の発生も阻止することができるプログラムを提供することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【0017】
図2は、本発明の第1の実施形態におけるリレー回路の構成を示す回路ブロック図である。以下の説明においては、当該リレー回路を車両に用いる場合を例に説明する。本実施形態におけるリレー回路は、スイッチSW、電子ユニットA100、電子ユニットB200、リレーRLY、通信システム300、および負荷400を備える。当該リレー回路は、車両設計上、負荷400と、負荷400に対応するスイッチSWとの位置関係が離れてしまった場合等に使用する回路である。
【0018】
電子ユニットA100は、電源回路110、CPU120を有する。電子ユニットA100は、スイッチSWのON/OFF状態を監視し、当該ON/OFF情報を通信システム300を介して他の電子ユニットに通知するためのユニットである。電源回路110は、例えば+12Vまたは+24Vといったバッテリ電源線またはIGN電源線等からの電源供給を受けて、CPU120を駆動するためのロジック電源を生成する。そして、生成したロジック電源をCPU120に供給する。CPU120は、入力ポートに入力されるスイッチSWのON/OFF状態を示す信号を監視し、当該ON/OFF状態を示すパルス信号を生成する。そして、生成したパルス信号を上記スイッチSWに対応する負荷400への給電を制御する電子ユニットB200に通信システム300を介して送信する。
【0019】
電子ユニットB200は、電源回路210、CPU220、およびトランジスタTRを有する。電子ユニットB200は、通信システム300を介して受信されるスイッチSWのON/OFF情報を基に、トランジスタTRのON/OFF制御を行うことによって、リレーRLYのON/OFF制御を行う。電源回路210は、例えば+12Vまたは+24Vといったバッテリ電源線またはIGN電源線等からの電源供給を受けて、CPU220を駆動するためのロジック電源を生成する。そして、生成したロジック電源をCPU220に供給する。
【0020】
CPU220は、負荷400に対応するスイッチSWのON/OFF状態を示すパルス信号を、通信システム300を介して電子ユニットA100から受信する。また、CPU220は、他の電子ユニットから通信システム300を介して信号を受信するための通信チャネルの通信状態を監視する機能を有する。特に、本発明では電子ユニットA100から受信するスイッチSWのON/OFF状態を示す信号の通信チャネルの通信状態を監視し、通信システム300にバスオフやタイムアウトなどの通信異常を検知する。
【0021】
また、CPU220は、トランジスタTRのベース電極に接続されており、電子ユニットA100から受信したスイッチSWのON/OFF状態を示す信号、および当該信号の通信状態に基づき、トランジスタTRのON/OFF制御を行う。ベース−エミッタ間の抵抗は、CPU220からの信号がLになったときに、トランジスタTR内の残留電荷を素早く抜くためのものである。ここで、トランジスタTRは、スイッチング素子の一例であり、電界効果トランジスタFET、その他のスイッチング素子を用いてもよい。電界効果トランジスタFETを用いた場合、CPU220は、ゲート電極にON/OFF制御をかける。
【0022】
通信システム300は、車内LANを構築している多重通信システムであり、CAN(Controller Area Network)やBEAN(Body Electronics Area Network)といった通信プロトコルを用いることができる。当該車内LANは、複数の電子ユニットを例えばリング型の接続形態により接続している。また、複数のサブネットワークを構築し、各サブネットワークをゲートウェイ装置を用いて接続するといった接続形態でもよい。
【0023】
リレーRLYは、負荷400への給電をON/OFFするメカリレーである。リレーRLYは、コイル(電磁石)と接点とから構成され、コイルに電流が流れている間は接点がONし、コイルに電流が流れていない間は接点がOFFする。電子ユニットB200のトランジスタTRがONのときは、電源からコイルを介してGNDに電流が導通するため、コイルは、電磁石となり接点をONする。トランジスタTRがOFFのときは、電源からコイルを介してGNDに電流が導通しないため、コイルは、接点をOFFする。
【0024】
負荷400は、本発明においては大電流を必要とする負荷を想定している。これは、リレーRLYの接点に小電流が流れる場合より大電流が流れる場合のほうが、リレーRLYのチャタリング発生の度合が大きくなるからである。また図2では、リレーRLYにより負荷400への給電を制御する例を記載したが、負荷400の代わりに、複数のサブリレーへの給電を制御する例にも適用可能である。この場合、リレーRLYは、当該複数のサブリレーに対してメインリレーとなり、当該複数のサブリレーよりも大電流をON/OFFすることになる。
【0025】
次に、本発明の第1の実施形態におけるリレー制御回路の動作について説明する。図3は、本発明の第1の実施形態におけるリレー制御回路の動作を説明するためのフローチャートである。まず、デフォルト状態では、メインリレーRLYもメインリレーリクエストもOFF状態であるとする。
【0026】
まず、電子ユニットB200のCPU220は、メインリレーリクエストがONであるかOFFであるかを検知する(ステップS1)。メインリレーリクエストがONである場合、即ちスイッチSWがONされた場合(ステップS1/ON)、CPU220は、メインリレーリクエストの通信状態が正常であるか異常であるかを判断する(ステップS2)。
【0027】
メインリレーリクエストの通信状態が正常である場合(ステップS2/正常)、CPU220は、トランジスタTRをONしてリレーRLYをONする(ステップS3)。そして、ステップS1に遷移する。メインリレーリクエストの通信状態が異常である場合(ステップS2/異常)、CPU220は、メインリレーRLYの前回値を保持する(ステップS4)。即ち、メインリレーRLYがONであればONを保持し、メインリレーRLYがOFFであればOFFを保持する。そして、ステップS1に遷移する。
【0028】
ステップS1において、メインリレーリクエストがOFFである場合、即ちスイッチSWがOFFされた場合(ステップS1/OFF)、CPU220は、メインリレーリクエストの通信状態が正常であるか異常であるかを判断する(ステップS5)。
【0029】
メインリレーリクエストの通信状態が正常である場合(ステップS5/正常)、CPU220は、トランジスタTRをOFFしてメインリレーRLYをOFFする(ステップS6)。そして、ステップS1に遷移する。メインリレーリクエストの通信状態が異常である場合(ステップS5/異常)、CPU220は、メインリレーRLYの前回値を保持する(ステップS7)。即ち、メインリレーRLYがONであればONを保持し、メインリレーRLYがOFFであればOFFを保持する。そして、ステップS1に遷移する。
【0030】
図4は、本発明の第1の実施形態におけるスイッチSW、通信状態、リレーの状態遷移の一例を示すタイミングチャートである。まず、メインリレーリクエストの通信状態が正常である間は、スイッチSWのON/OFF状態とリレーRLYのON/OFF状態とが対応し、スイッチSWがONされればリレーRLYがONし、スイッチSWがOFFされればリレーRLYがOFFする。
【0031】
一方、メインリレーリクエストの通信状態が正常と異常とを繰り返す場合でも、リレーRLYは、通信状態に対応して正常と異常とを繰り返さず、スイッチSWがONの状態であれば、ONの状態を保持する。したがって、リレーRLYのチャタリングが発生しないため、溶着を防止することができる。
【0032】
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図5は、本発明の第2の実施形態におけるリレー回路の構成を示すブロック図である。本実施形態におけるリレー回路は、図2に示す第1の実施形態におけるリレー回路と比較し、電子ユニットB200内に、リレーRLYを取り込んだ点が異なる。したがって、本実施形態における電子ユニットB200は、電源回路210、CPU220、トランジスタTR、およびリレーRLYを備えることになる。また、本実施形態は、通信システム300を介して受信されるスイッチSWのON/OFF情報を基に、トランジスタTRのON/OFF制御を行うことによって、リレーRLYのON/OFF制御を行う点を含め、図2〜図4で説明した第1の実施形態の説明と同様である。
【0033】
なお、本発明におけるリレー制御はプログラムをコンピュータに実行させて実現することができる。当該プログラムは、磁気記録媒体、光記録媒体、光磁気記録媒体、若しくは半導体IC記録媒体に記録されて提供される。または、プログラムサーバからネットワークを介して、FTP(File Transfer Protocol)、HTTP(hypertext transfer protocol)等のプロトコルによりダウンロードされて提供される。
【0034】
なお、上述した実施形態は、本発明の好適な実施形態の一例を示したものであり、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。例えば、上記の説明ではメカリレーを制御する実施形態について説明したが、フォトMOSリレー等の無接点のリレーについても適用可能である。フォトMOSリレーの場合、チャタリングや機械的なノイズは発生しないが、本発明の適用により無用なON/OFF動作を防止し、素子の寿命を延ばすことができる。
【0035】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項1記載の発明によれば、スイッチ信号受信手段が、リレーに対応するスイッチのON/OFFを示すスイッチ信号を通信システムを介して受信し、通信状態監視手段が、通信システムを介してスイッチ信号を受信している通信の通信状態が正常であるか異常であるかを監視し、リレー制御手段が、通信状態が異常であるとき、リレーの前回値を保持し、通信状態が正常であるとき、スイッチ信号の指示に基づきリレーをON/OFF制御することにより、リレーにおけるチャタリングを阻止し、接点の溶着を防止することができる。また、過大なアーク放電の発生も阻止することができる。
【0036】
請求項2記載の発明によれば、請求項1記載の発明の効果に加えて、リレーのコイル側への通電を、リレー制御回路内のスイッチング素子のON/OFF制御により実現することにより、リレー接点のON/OFF制御を簡易に実現することができる。
【0037】
請求項3記載の発明によれば、負荷または一以上のサブリレーへの給電をON/OFF制御するリレーと、リレーのON/OFFを制御する請求項1または2記載のリレー制御回路とにより、リレーにおけるチャタリングを阻止し、接点の溶着を防止することができるリレー回路を実現することができる。また、過大なアーク放電の発生も阻止することができるリレー回路を実現することができる。
【0038】
請求項4記載の発明によれば、スイッチ信号受信処理が、リレーに対応するスイッチSWのON/OFFを示すスイッチ信号を通信システムを介して受信し、通信状態監視処理が、通信システムを介してスイッチ信号を受信している通信の通信状態が正常であるか異常であるかを監視し、リレー制御処理が、通信状態が異常であるとき、リレーの前回値を保持し、通信状態が正常であるとき、スイッチ信号の指示に基づきリレーをON/OFF制御することにより、リレーにおけるチャタリングを阻止し、接点の溶着を防止することができ、過大なアーク放電の発生も阻止することができるプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のリレー回路の基本構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の第1の実施形態におけるリレー回路の構成を示すブロック図である。
【図3】本発明の第1の実施形態におけるリレー制御回路の動作を説明するためのフローチャートである。
【図4】本発明の第1の実施形態におけるスイッチSW、通信状態、リレーの状態遷移の一例を示すタイミングチャートである。
【図5】本発明の第2の実施形態におけるリレー回路の構成を示すブロック図である。
【図6】従来技術におけるリレー回路の構成を示すブロック図である。
【図7】従来技術におけるスイッチSW、通信状態、リレーの状態遷移の一例を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
SW スイッチ
100 電子ユニットA
110 電源回路
120 CPU
200 電子ユニットB
210 電源回路
220 CPU
TR トランジスタ
RLY リレー
300 通信システム
400 負荷
【発明の属する技術分野】
本発明は、ネットワークデータにて制御されるリレーにおけるチャタリング発生による接点溶着を防止するリレー制御回路、それを用いたリレー回路、およびリレー制御プログラムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のリレー回路について、図6を参照して説明する。電子ユニットA100は、スイッチSWのON/OFF状態を監視し、当該スイッチSWのON/OFF状態を通信システム300を介して電子ユニットB200に通知する。電子ユニットB200は、電子ユニットA100から通知された上記スイッチSWのON/OFF状態を基に、リレーRLYのON/OFF制御を行う。また、電子ユニットB200は、通信システム300におけるバスオフやタイムアウト、またはその他の原因による通信異常を検知する機能を備える。
【0003】
次に、図7のタイミングチャートを参照して上記リレー回路の動作について説明する。電子ユニットB200は、通信状態が正常なときは、スイッチSWのON/OFF状態に対応してリレーRLYをON/OFFさせる。一方、通信状態が異常になった場合は、無条件にリレーRLYをOFFさせる。そして、通信状態が正常に戻った場合は、スイッチSWのON/OFF状態に対応してリレーRLYをON/OFFさせる。そのため、リレーRLYがONしているときに通信異常が発生した場合、リレーRLYをOFFし、通信状態が正常に戻るとONしていた。
【0004】
特許文献1は、簡易な構成でリレーの溶着を的確に検出する溶着検出装置を開示している。この点、本発明はリレーにおけるチャタリングを阻止して溶着を防止する技術を開示する。
【0005】
【特許文献1】
特開2000−270561号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記のリレー回路において、他の電子ユニットからのノイズ、その他の何らの理由により、通信システム300が異常と正常とを繰り返し発生した場合、リレーRLYもON→OFF→ON→OFFとチャタリングを起こし、最終的には溶着してしまった。また特に、後段の負荷等へリレーする電流が大電流である場合、リレーRLY接点のON/OFFにより、アーク放電が発生し、他の電子部品にも悪影響を及ぼしていた。
【0007】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、リレーにおけるチャタリング発生を阻止して溶着を防止し、また過大なアーク放電の発生を阻止するリレー制御回路、それを用いたリレー回路、およびリレー制御プログラムを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、請求項1記載の発明は、図1の基本構成図に示すように、リレーRLYに対応するスイッチSWのON/OFFを示すスイッチ信号を通信システム300を介して受信し、該受信した前記スイッチ信号に基づいて、前記リレーRLYのON/OFF制御を行うリレー制御回路200であって、前記スイッチ信号を前記通信システム300を介して受信するスイッチ信号受信手段221と、前記スイッチ信号受信手段221により前記スイッチ信号を受信している際の前記通信システム300の通信状態が正常であるか異常であるかを監視する通信状態監視手段222と、前記通信状態監視手段222により前記通信状態の異常が検知されたとき、前記リレーRLYのON/OFF状態を直前のON/OFF状態に保持させ、前記通信状態の正常が検知されたとき、前記スイッチ信号受信手段221により受信した前記スイッチ信号の示すON/OFF状態に前記リレーRLYのON/OFF状態を対応させるリレー制御手段223と、を有することを特徴とするリレー制御回路。
【0009】
したがって、請求項1記載の発明によれば、スイッチ信号受信手段221が、リレーに対応するスイッチSWのON/OFFを示すスイッチ信号を通信システム300を介して受信し、通信状態監視手段222が、通信システム300を介してスイッチ信号を受信している通信の通信状態が正常であるか異常であるかを監視し、リレー制御手段223が、通信状態が異常であるとき、リレーRLYの前回値を保持し、通信状態が正常であるとき、スイッチ信号の指示に基づきリレーRLYをON/OFF制御することにより、リレーRLYにおけるチャタリングを阻止し、接点の溶着を防止することができる。また、過大なアーク放電の発生も阻止することができる。
【0010】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記リレーRLYのコイル側への通電を制御するスイッチング素子TRをさらに有し、前記リレー制御手段223は、前記スイッチング素子TRのトリガ用電極に、前記リレーRLYをONさせるときON信号を、前記リレーRLYをOFFさせるときOFF信号を印加することを特徴としている。
【0011】
したがって、請求項2記載の発明によれば、リレーRLYのコイル側への通電を、リレー制御回路内のスイッチング素子TRのON/OFF制御により実現することにより、リレーRLY接点のON/OFF制御を簡易に実現することができる。
【0012】
請求項3記載の発明は、負荷400または一以上のサブリレーへの給電をON/OFF制御するリレーRLYと、前記リレーRLYのON/OFFを制御する請求項1または2記載のリレー制御回路200と、を有することを特徴としている。
【0013】
したがって、請求項3記載の発明によれば、負荷400または一以上のサブリレーへの給電をON/OFF制御するリレーRLYと、リレーRLYのON/OFFを制御する請求項1または2記載のリレー制御回路200とにより、リレーRLYにおけるチャタリングを阻止し、接点の溶着を防止することができるリレー回路を実現することができる。また、過大なアーク放電の発生も阻止することができるリレー回路を実現することができる。
【0014】
請求項4記載の発明は、リレーRLYに対応するスイッチSWのON/OFFを示すスイッチ信号を通信システム300を介して受信し、該受信した前記スイッチ信号に基づいて、前記リレーRLYのON/OFF制御をコンピュータに実行させるためのリレー制御プログラムであって、前記スイッチ信号を前記通信システム300を介して受信するスイッチ信号受信処理と、前記スイッチ信号受信処理により前記スイッチ信号を受信している際の前記通信システム300の通信状態が正常であるか異常であるかを監視する通信状態監視処理と、前記通信状態監視処理により前記通信状態の異常が検知されたとき、前記リレーRLYのON/OFF状態を直前のON/OFF状態に保持させ、前記通信状態の正常が検知されたとき、前記スイッチ信号受信処理により受信した前記スイッチ信号の示すON/OFF状態に前記リレーRLYのON/OFF状態を対応させるリレー制御処理と、をコンピュータに実行させる。
【0015】
したがって、請求項4記載の発明によれば、スイッチ信号受信処理が、リレーに対応するスイッチSWのON/OFFを示すスイッチ信号を通信システム300を介して受信し、通信状態監視処理が、通信システム300を介してスイッチ信号を受信している通信の通信状態が正常であるか異常であるかを監視し、リレー制御処理が、通信状態が異常であるとき、リレーRLYの前回値を保持し、通信状態が正常であるとき、スイッチ信号の指示に基づきリレーRLYをON/OFF制御することにより、リレーRLYにおけるチャタリングを阻止し、接点の溶着を防止することができ、過大なアーク放電の発生も阻止することができるプログラムを提供することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【0017】
図2は、本発明の第1の実施形態におけるリレー回路の構成を示す回路ブロック図である。以下の説明においては、当該リレー回路を車両に用いる場合を例に説明する。本実施形態におけるリレー回路は、スイッチSW、電子ユニットA100、電子ユニットB200、リレーRLY、通信システム300、および負荷400を備える。当該リレー回路は、車両設計上、負荷400と、負荷400に対応するスイッチSWとの位置関係が離れてしまった場合等に使用する回路である。
【0018】
電子ユニットA100は、電源回路110、CPU120を有する。電子ユニットA100は、スイッチSWのON/OFF状態を監視し、当該ON/OFF情報を通信システム300を介して他の電子ユニットに通知するためのユニットである。電源回路110は、例えば+12Vまたは+24Vといったバッテリ電源線またはIGN電源線等からの電源供給を受けて、CPU120を駆動するためのロジック電源を生成する。そして、生成したロジック電源をCPU120に供給する。CPU120は、入力ポートに入力されるスイッチSWのON/OFF状態を示す信号を監視し、当該ON/OFF状態を示すパルス信号を生成する。そして、生成したパルス信号を上記スイッチSWに対応する負荷400への給電を制御する電子ユニットB200に通信システム300を介して送信する。
【0019】
電子ユニットB200は、電源回路210、CPU220、およびトランジスタTRを有する。電子ユニットB200は、通信システム300を介して受信されるスイッチSWのON/OFF情報を基に、トランジスタTRのON/OFF制御を行うことによって、リレーRLYのON/OFF制御を行う。電源回路210は、例えば+12Vまたは+24Vといったバッテリ電源線またはIGN電源線等からの電源供給を受けて、CPU220を駆動するためのロジック電源を生成する。そして、生成したロジック電源をCPU220に供給する。
【0020】
CPU220は、負荷400に対応するスイッチSWのON/OFF状態を示すパルス信号を、通信システム300を介して電子ユニットA100から受信する。また、CPU220は、他の電子ユニットから通信システム300を介して信号を受信するための通信チャネルの通信状態を監視する機能を有する。特に、本発明では電子ユニットA100から受信するスイッチSWのON/OFF状態を示す信号の通信チャネルの通信状態を監視し、通信システム300にバスオフやタイムアウトなどの通信異常を検知する。
【0021】
また、CPU220は、トランジスタTRのベース電極に接続されており、電子ユニットA100から受信したスイッチSWのON/OFF状態を示す信号、および当該信号の通信状態に基づき、トランジスタTRのON/OFF制御を行う。ベース−エミッタ間の抵抗は、CPU220からの信号がLになったときに、トランジスタTR内の残留電荷を素早く抜くためのものである。ここで、トランジスタTRは、スイッチング素子の一例であり、電界効果トランジスタFET、その他のスイッチング素子を用いてもよい。電界効果トランジスタFETを用いた場合、CPU220は、ゲート電極にON/OFF制御をかける。
【0022】
通信システム300は、車内LANを構築している多重通信システムであり、CAN(Controller Area Network)やBEAN(Body Electronics Area Network)といった通信プロトコルを用いることができる。当該車内LANは、複数の電子ユニットを例えばリング型の接続形態により接続している。また、複数のサブネットワークを構築し、各サブネットワークをゲートウェイ装置を用いて接続するといった接続形態でもよい。
【0023】
リレーRLYは、負荷400への給電をON/OFFするメカリレーである。リレーRLYは、コイル(電磁石)と接点とから構成され、コイルに電流が流れている間は接点がONし、コイルに電流が流れていない間は接点がOFFする。電子ユニットB200のトランジスタTRがONのときは、電源からコイルを介してGNDに電流が導通するため、コイルは、電磁石となり接点をONする。トランジスタTRがOFFのときは、電源からコイルを介してGNDに電流が導通しないため、コイルは、接点をOFFする。
【0024】
負荷400は、本発明においては大電流を必要とする負荷を想定している。これは、リレーRLYの接点に小電流が流れる場合より大電流が流れる場合のほうが、リレーRLYのチャタリング発生の度合が大きくなるからである。また図2では、リレーRLYにより負荷400への給電を制御する例を記載したが、負荷400の代わりに、複数のサブリレーへの給電を制御する例にも適用可能である。この場合、リレーRLYは、当該複数のサブリレーに対してメインリレーとなり、当該複数のサブリレーよりも大電流をON/OFFすることになる。
【0025】
次に、本発明の第1の実施形態におけるリレー制御回路の動作について説明する。図3は、本発明の第1の実施形態におけるリレー制御回路の動作を説明するためのフローチャートである。まず、デフォルト状態では、メインリレーRLYもメインリレーリクエストもOFF状態であるとする。
【0026】
まず、電子ユニットB200のCPU220は、メインリレーリクエストがONであるかOFFであるかを検知する(ステップS1)。メインリレーリクエストがONである場合、即ちスイッチSWがONされた場合(ステップS1/ON)、CPU220は、メインリレーリクエストの通信状態が正常であるか異常であるかを判断する(ステップS2)。
【0027】
メインリレーリクエストの通信状態が正常である場合(ステップS2/正常)、CPU220は、トランジスタTRをONしてリレーRLYをONする(ステップS3)。そして、ステップS1に遷移する。メインリレーリクエストの通信状態が異常である場合(ステップS2/異常)、CPU220は、メインリレーRLYの前回値を保持する(ステップS4)。即ち、メインリレーRLYがONであればONを保持し、メインリレーRLYがOFFであればOFFを保持する。そして、ステップS1に遷移する。
【0028】
ステップS1において、メインリレーリクエストがOFFである場合、即ちスイッチSWがOFFされた場合(ステップS1/OFF)、CPU220は、メインリレーリクエストの通信状態が正常であるか異常であるかを判断する(ステップS5)。
【0029】
メインリレーリクエストの通信状態が正常である場合(ステップS5/正常)、CPU220は、トランジスタTRをOFFしてメインリレーRLYをOFFする(ステップS6)。そして、ステップS1に遷移する。メインリレーリクエストの通信状態が異常である場合(ステップS5/異常)、CPU220は、メインリレーRLYの前回値を保持する(ステップS7)。即ち、メインリレーRLYがONであればONを保持し、メインリレーRLYがOFFであればOFFを保持する。そして、ステップS1に遷移する。
【0030】
図4は、本発明の第1の実施形態におけるスイッチSW、通信状態、リレーの状態遷移の一例を示すタイミングチャートである。まず、メインリレーリクエストの通信状態が正常である間は、スイッチSWのON/OFF状態とリレーRLYのON/OFF状態とが対応し、スイッチSWがONされればリレーRLYがONし、スイッチSWがOFFされればリレーRLYがOFFする。
【0031】
一方、メインリレーリクエストの通信状態が正常と異常とを繰り返す場合でも、リレーRLYは、通信状態に対応して正常と異常とを繰り返さず、スイッチSWがONの状態であれば、ONの状態を保持する。したがって、リレーRLYのチャタリングが発生しないため、溶着を防止することができる。
【0032】
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図5は、本発明の第2の実施形態におけるリレー回路の構成を示すブロック図である。本実施形態におけるリレー回路は、図2に示す第1の実施形態におけるリレー回路と比較し、電子ユニットB200内に、リレーRLYを取り込んだ点が異なる。したがって、本実施形態における電子ユニットB200は、電源回路210、CPU220、トランジスタTR、およびリレーRLYを備えることになる。また、本実施形態は、通信システム300を介して受信されるスイッチSWのON/OFF情報を基に、トランジスタTRのON/OFF制御を行うことによって、リレーRLYのON/OFF制御を行う点を含め、図2〜図4で説明した第1の実施形態の説明と同様である。
【0033】
なお、本発明におけるリレー制御はプログラムをコンピュータに実行させて実現することができる。当該プログラムは、磁気記録媒体、光記録媒体、光磁気記録媒体、若しくは半導体IC記録媒体に記録されて提供される。または、プログラムサーバからネットワークを介して、FTP(File Transfer Protocol)、HTTP(hypertext transfer protocol)等のプロトコルによりダウンロードされて提供される。
【0034】
なお、上述した実施形態は、本発明の好適な実施形態の一例を示したものであり、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。例えば、上記の説明ではメカリレーを制御する実施形態について説明したが、フォトMOSリレー等の無接点のリレーについても適用可能である。フォトMOSリレーの場合、チャタリングや機械的なノイズは発生しないが、本発明の適用により無用なON/OFF動作を防止し、素子の寿命を延ばすことができる。
【0035】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項1記載の発明によれば、スイッチ信号受信手段が、リレーに対応するスイッチのON/OFFを示すスイッチ信号を通信システムを介して受信し、通信状態監視手段が、通信システムを介してスイッチ信号を受信している通信の通信状態が正常であるか異常であるかを監視し、リレー制御手段が、通信状態が異常であるとき、リレーの前回値を保持し、通信状態が正常であるとき、スイッチ信号の指示に基づきリレーをON/OFF制御することにより、リレーにおけるチャタリングを阻止し、接点の溶着を防止することができる。また、過大なアーク放電の発生も阻止することができる。
【0036】
請求項2記載の発明によれば、請求項1記載の発明の効果に加えて、リレーのコイル側への通電を、リレー制御回路内のスイッチング素子のON/OFF制御により実現することにより、リレー接点のON/OFF制御を簡易に実現することができる。
【0037】
請求項3記載の発明によれば、負荷または一以上のサブリレーへの給電をON/OFF制御するリレーと、リレーのON/OFFを制御する請求項1または2記載のリレー制御回路とにより、リレーにおけるチャタリングを阻止し、接点の溶着を防止することができるリレー回路を実現することができる。また、過大なアーク放電の発生も阻止することができるリレー回路を実現することができる。
【0038】
請求項4記載の発明によれば、スイッチ信号受信処理が、リレーに対応するスイッチSWのON/OFFを示すスイッチ信号を通信システムを介して受信し、通信状態監視処理が、通信システムを介してスイッチ信号を受信している通信の通信状態が正常であるか異常であるかを監視し、リレー制御処理が、通信状態が異常であるとき、リレーの前回値を保持し、通信状態が正常であるとき、スイッチ信号の指示に基づきリレーをON/OFF制御することにより、リレーにおけるチャタリングを阻止し、接点の溶着を防止することができ、過大なアーク放電の発生も阻止することができるプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のリレー回路の基本構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の第1の実施形態におけるリレー回路の構成を示すブロック図である。
【図3】本発明の第1の実施形態におけるリレー制御回路の動作を説明するためのフローチャートである。
【図4】本発明の第1の実施形態におけるスイッチSW、通信状態、リレーの状態遷移の一例を示すタイミングチャートである。
【図5】本発明の第2の実施形態におけるリレー回路の構成を示すブロック図である。
【図6】従来技術におけるリレー回路の構成を示すブロック図である。
【図7】従来技術におけるスイッチSW、通信状態、リレーの状態遷移の一例を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
SW スイッチ
100 電子ユニットA
110 電源回路
120 CPU
200 電子ユニットB
210 電源回路
220 CPU
TR トランジスタ
RLY リレー
300 通信システム
400 負荷
Claims (4)
- リレーに対応するスイッチのON/OFFを示すスイッチ信号を通信システムを介して受信し、該受信した前記スイッチ信号に基づいて、前記リレーのON/OFF制御を行うリレー制御回路であって、
前記スイッチ信号を前記通信システムを介して受信するスイッチ信号受信手段と、
前記スイッチ信号受信手段により前記スイッチ信号を受信している際の前記通信システムの通信状態が正常であるか異常であるかを監視する通信状態監視手段と、
前記通信状態監視手段により前記通信状態の異常が検知されたとき、前記リレーのON/OFF状態を直前のON/OFF状態に保持させ、前記通信状態の正常が検知されたとき、前記スイッチ信号受信手段により受信した前記スイッチ信号の示すON/OFF状態に前記リレーのON/OFF状態を対応させるリレー制御手段と、
を有することを特徴とするリレー制御回路。 - 前記リレーのコイル側への通電を制御するスイッチング素子をさらに有し、
前記リレー制御手段は、前記スイッチング素子のトリガ用電極に、前記リレーRLYをONさせるときON信号を、前記リレーRLYをOFFさせるときOFF信号を印加することを特徴とする請求項1記載のリレー制御回路。 - 負荷または一以上のサブリレーへの給電をON/OFF制御するリレーと、
前記リレーのON/OFFを制御する請求項1または2記載のリレー制御回路と、
を有することを特徴とするリレー回路。 - リレーに対応するスイッチSWのON/OFFを示すスイッチ信号を通信システムを介して受信し、該受信した前記スイッチ信号に基づいて、前記リレーのON/OFF制御をコンピュータに実行させるためのリレー制御プログラムであって、
前記スイッチ信号を前記通信システムを介して受信するスイッチ信号受信処理と、
前記スイッチ信号受信処理により前記スイッチ信号を受信している際の前記通信システムの通信状態が正常であるか異常であるかを監視する通信状態監視処理と、
前記通信状態監視処理により前記通信状態の異常が検知されたとき、前記リレーのON/OFF状態を直前のON/OFF状態に保持させ、前記通信状態の正常が検知されたとき、前記スイッチ信号受信処理により受信した前記スイッチ信号の示すON/OFF状態に前記リレーのON/OFF状態を対応させるリレー制御処理と、
をコンピュータに実行させるためのリレー制御プログラム。
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