JP2007018927A - Relay controller - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a relay controller which is prevented from evaporation of moisture of a relay contact even if it is put in a low temperature environment and always assures sufficient contact pressure of the relay contact. <P>SOLUTION: The relay controller comprises a relay drive circuit which supplies drive current to a relay coil 21 which opens and closes relay contacts 22 and 23, a thermistor 7 which detects ambient temperature of the relay. When the thermistor 7 detects a temperature below 0°C or predetermined minus value, the relay drive circuit supplies an average drive current smaller than that at room temperature to the relay coil 21 and the lower temperature it detects, the larger average drive current is supplied to the relay coil 21. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、接点機構を備えるリレーの制御装置に関し、特に、氷点下の低温環境下でリレー接点が誤動作しないようにリレー接点の駆動電流を制御するリレー制御装置に関する。   The present invention relates to a relay control device including a contact mechanism, and more particularly to a relay control device that controls a drive current of a relay contact so that the relay contact does not malfunction in a low temperature environment below freezing point.

リレーコイルに直流電流を供給して、リレー接点を閉状態に維持するリレー装置では、リレー駆動電流でリレーコイルの発熱が過大になったりリレーコイルが熱破壊しないように、電流値を一定以下に制御する。   In a relay device that supplies direct current to the relay coil and keeps the relay contacts closed, the current value should be kept below a certain level so that the relay drive current does not cause excessive heating of the relay coil or thermal damage to the relay coil. Control.

電流値を一定以下に制御する典型的な装置として、例えば、リレーコイルのコイル電圧を検出し、コイル電圧が所定の電圧に近づくようにリレー駆動電流(パルス電流)のデューティ比をPWM制御するリレー制御装置がある(特許文献1)。この装置によれば、バッテリ電圧が変動しても一定のコイル電圧を保つことができ、コイルの発熱を抑制することができる。   As a typical device for controlling the current value below a certain value, for example, a relay that detects the coil voltage of a relay coil and performs PWM control of the duty ratio of the relay drive current (pulse current) so that the coil voltage approaches a predetermined voltage There is a control device (Patent Document 1). According to this device, a constant coil voltage can be maintained even when the battery voltage fluctuates, and heat generation of the coil can be suppressed.

また、リレー接点を一旦ONした後は、外部負荷の変化(抵抗値)を検出し、この検出値に基づいてリレー駆動電流(パルス電流)のデューティ比をPWM制御するようにしたリレー制御装置がある(特許文献2)。さらに、リレー接点のチャタリング防止の見地からリレー駆動電流をPWM制御する装置が提案されている(特許文献3)。
特開2004−178967号公報 特許第3465621号 特開2004−95213号公報
In addition, after the relay contact is turned ON, a relay control device that detects a change in the external load (resistance value) and performs PWM control on the duty ratio of the relay drive current (pulse current) based on the detected value. Yes (Patent Document 2). Furthermore, an apparatus for PWM controlling the relay drive current has been proposed from the viewpoint of preventing chattering of the relay contact (Patent Document 3).
JP 2004-178967 A Japanese Patent No. 3465621 JP 2004-95213 A

リレー装置の容器内の空間には水分が存在し、この水分は氷点下(セ氏零度)以下になると氷結に至る。そこで、低温環境下において、リレーコイルに電流を流してリレーコイルを発熱させ、再び、その電流を停止してリレーコイルの発熱を停止する操作が行われると、リレー接点廻りでの熱サイクルが氷点下において生じることになり、この熱サイクルによって低温環境下にて水分蒸発が生じ、それによりリレー接点に、それまでより大きな氷が形成されることがある。特に、熱容量が大きく且つ熱伝導率が高いヒートシンクにリレー装置が設けられ、リレー接点がこのヒートシンクに対して熱的に結合している場合に、そのような現象が表れやすくなる。その理由は、ヒートシンク自体がマイナス温度になっている状況で上記熱サイクルが起きると、リレーコイルに流す電流を停止したときにリレー接点が周囲に対し相対的に急激に冷却されることになり、その部分で結露する水分量が多くなり、その結果、より大きな氷が形成されることになるからである。リレー接点の可動を妨げるような氷の存在は、当然に動作不良を誘発し、場合によっては重大な事故を起こす可能性がある。   Moisture exists in the space inside the container of the relay device, and when this moisture falls below the freezing point (zero degrees Celsius), freezing occurs. Therefore, if an operation is performed in a low-temperature environment by causing a current to flow through the relay coil to cause the relay coil to generate heat and then stop the current again to stop the relay coil from generating heat, the thermal cycle around the relay contact will be below freezing. This thermal cycling can cause moisture evaporation in a low temperature environment, which can result in the formation of larger ice at the relay contacts. In particular, when a relay device is provided on a heat sink having a large heat capacity and high thermal conductivity, such a phenomenon is likely to occur when the relay contact is thermally coupled to the heat sink. The reason is that when the above heat cycle occurs when the heat sink itself is at a negative temperature, the relay contact is cooled relatively rapidly with respect to the surroundings when the current flowing through the relay coil is stopped. This is because the amount of moisture that condenses in the portion increases, and as a result, larger ice is formed. The presence of ice that hinders the movement of the relay contacts naturally leads to malfunction and can cause serious accidents.

上記のような氷結の可能性のあるリレー装置を使用するものとしては、例えば自動車の電動パワーステアリング装置がある。電動パワーステアリング装置では、数アンペア〜100アンペア程度の大電流を供給するパワーモジュールが使用されるが、このような装置ではパワーモジュールが冷却用のヒートシンクを備え、リレー装置を含む制御基板が熱的に結合したヒートシンクに固定されている。そこで、このような電動パワーステアリング装置を備える自動車が寒冷地で冷えきった状態にあるときに、運転者がエンジンの入切りを行うと、大きな氷がリレー接点部に付着してリレー装置が正しく動作せず、エンジン始動ができなかったり異常動作を起こす可能性があった。   As a device using the above-mentioned relay device with the possibility of freezing, for example, there is an electric power steering device of an automobile. In an electric power steering apparatus, a power module that supplies a large current of several amperes to 100 amperes is used. In such an apparatus, the power module includes a heat sink for cooling, and a control board including a relay apparatus is thermally operated. It is fixed to the heat sink that is coupled to. Therefore, when a vehicle equipped with such an electric power steering device is cold in a cold region, when the driver turns the engine on and off, large ice adheres to the relay contact portion and the relay device is correctly operated. There was a possibility that the engine would not start or could not operate normally.

一方、リレー接点部に氷や異物が存在していてもリレー接点の接圧が十分に大きいと、接点が閉じる時にその氷や異物を破壊してしまうことが可能である。したがって、リレーコイルには、発熱しない範囲でなるべく大きな駆動電流を供給することが望ましいと言える。 On the other hand, if the contact pressure of the relay contact is sufficiently large even if ice or foreign matter exists in the relay contact portion, the ice or foreign matter can be destroyed when the contact is closed. Therefore, it can be said that it is desirable to supply the relay coil with a drive current as large as possible without causing heat generation.

しかしながら、上記特許文献1〜3に示す装置は、いずれも、リレー駆動電流を周囲温度に無関係に一定の値にしているために、低温環境下において、リレー接点廻りの水蒸気の発生及び氷結を防ぐことと、十分な接圧確保を実現することとを同時に実現することができない。すなわち、低温時に水分蒸発が生じない程度にリレー駆動電流を抑えると、常温時において十分な接圧を確保し難くなる可能性があり、反対に常温時に十分な接圧を確保できる程度にリレー駆動電流を設定すると、低温時に水分蒸発が生じて大きな氷を生成する可能性がでてくる。   However, since all of the devices shown in Patent Documents 1 to 3 set the relay drive current to a constant value regardless of the ambient temperature, the generation of water vapor and icing around the relay contacts are prevented in a low temperature environment. And ensuring sufficient contact pressure cannot be realized at the same time. In other words, if the relay drive current is reduced to such an extent that moisture does not evaporate at low temperatures, it may be difficult to ensure sufficient contact pressure at room temperature, and relay drive to the extent that sufficient contact pressure can be secured at room temperature. When the current is set, water evaporation occurs at a low temperature, which can generate large ice.

本発明は、低温環境下に置かれてもリレー接点部において水蒸気が発生することを防止し、且つ、常に、十分なリレー接点部の接圧を確保することのできるリレー制御装置を提供することを目的とする。   The present invention provides a relay control device that prevents generation of water vapor at a relay contact portion even when placed in a low temperature environment, and can always ensure a sufficient contact pressure of the relay contact portion. With the goal.

本発明に係るリレー制御装置は、リレー接点を開閉するリレーコイルに駆動電流を供給するリレー駆動回路と、リレー接点の周辺温度を検出する温度センサとを備えている。   A relay control device according to the present invention includes a relay drive circuit that supplies a drive current to a relay coil that opens and closes a relay contact, and a temperature sensor that detects the ambient temperature of the relay contact.

そして、前記リレー駆動回路は、前記温度センサがセ氏零度以下又は所定のマイナス温度以下を検出している時に、前記リレーコイルに供給する平均駆動電流を常温時における平均駆動電流よりも小さくする。   The relay drive circuit makes the average drive current supplied to the relay coil smaller than the average drive current at room temperature when the temperature sensor detects a temperature of zero degrees Celsius or less or a predetermined minus temperature or less.

このように構成することにより、セ氏零度以下又は所定のマイナス温度以下の低温環境下では、リレーコイルの発熱を押さえることができるため、そのときの平均駆動電流を適切に減少させれば、リレーコイルの発熱による水分蒸発を防ぐことができる。また、常温等、上記低温を上回る環境下では氷結の問題がなく十分な電流でリレーコイルを駆動することができるから、リレー接点部の接圧を十分に確保できる。   By configuring in this way, the relay coil can be prevented from generating heat in a low temperature environment of zero degrees Celsius or less or a predetermined minus temperature or less, so if the average drive current at that time is appropriately reduced, the relay coil It is possible to prevent moisture evaporation due to heat generation. In addition, the relay coil can be driven with a sufficient current without causing a problem of freezing in an environment that exceeds the above-mentioned low temperature such as normal temperature, so that the contact pressure of the relay contact portion can be sufficiently secured.

また、本発明に係るリレー制御装置は、リレー接点を開閉するリレーコイルに駆動電流を供給するリレー駆動回路と、
リレー接点の周辺温度を検出する温度センサと、を備え、
前記リレー駆動回路は、前記温度センサがセ氏零度以下又は所定のマイナス温度以下を検出している時に、前記リレーコイルに供給する平均駆動電流を常温時における平均駆動電流よりも小さくするとともに、そのときの温度に対応した電流値に設定する。
A relay control device according to the present invention includes a relay drive circuit that supplies a drive current to a relay coil that opens and closes a relay contact;
A temperature sensor for detecting the ambient temperature of the relay contact,
The relay drive circuit makes the average drive current supplied to the relay coil smaller than the average drive current at normal temperature when the temperature sensor detects a temperature of zero degrees Celsius or less or a predetermined minus temperature or less. Set to the current value corresponding to the temperature of.

このように構成することにより、セ氏零度以下又は所定のマイナス温度以下の低温環境下では、水蒸気の発生の防止とリレー接点部の接圧確保をさらに適切なものにできる。すなわち、温度が低くなれば、リレーコイルの発熱量に対する水分蒸発量も少なくなるため、より低い温度(例えばマイナス20度)では、平均駆動電流をより大きくすることで、水分蒸発を防止しつつリレー接点部の接圧をより高くできる。また、より低い温度でリレーコイルに供給する平均駆動電流を大きくすることにより、小さな氷や塵等が接点に付着しても、これを破壊することができるため、接圧の確実性を高めることができる。   With this configuration, it is possible to further prevent the generation of water vapor and ensure the contact pressure of the relay contact portion in a low temperature environment of zero degrees Celsius or less or a predetermined minus temperature or less. That is, if the temperature decreases, the amount of water evaporation relative to the heat generation amount of the relay coil also decreases. Therefore, at a lower temperature (for example, minus 20 degrees), the relay increases while preventing the water evaporation by increasing the average drive current. The contact pressure at the contact portion can be increased. In addition, by increasing the average drive current supplied to the relay coil at a lower temperature, even if small ice or dust adheres to the contact, it can be destroyed, thus increasing the reliability of contact pressure Can do.

前記リレーコイルに供給する駆動電流は、PWM制御することで、その平均駆動電流を容易に制御することが可能である。そのときの駆動電流の周波数は数KHz〜10数KHz程度が適当である。リレーコイルはインダクタ成分であることから、リレーの応答性は、通常、数KHz〜10数KHz程度の周波数に追いつかない。このため、バッテリから供給される直流電流をPWM制御してパルス状の電流にしても、その電流変化はリレー接点の開閉動作に影響を及ぼさない。リレー接点の開閉動作と接圧は、PWM制御される駆動電流の平均値により決定される。   The drive current supplied to the relay coil can be easily controlled by PWM control. The frequency of the drive current at that time is suitably about several KHz to several tens KHz. Since the relay coil is an inductor component, the responsiveness of the relay usually cannot catch up with a frequency of about several KHz to several tens KHz. For this reason, even if the direct current supplied from the battery is subjected to PWM control and converted into a pulsed current, the change in the current does not affect the switching operation of the relay contact. The opening / closing operation and contact pressure of the relay contact are determined by the average value of the drive current that is PWM controlled.

本発明のリレー制御装置を、自動車の電動パワーステアリング装置に適用することで、寒冷地においてイグニッションスイッチの操作が繰り返されたときに氷結を原因としてリレーが開閉しなくなるという不具合を防止することができる。   By applying the relay control device of the present invention to an electric power steering device of an automobile, it is possible to prevent a problem that the relay does not open and close due to icing when the operation of the ignition switch is repeated in a cold region. .

本発明によれば、リレー接点の接圧が低下しないようにしつつ、低温環境下で氷結によるリレー接点の誤動作を防ぐことができる。   According to the present invention, it is possible to prevent malfunction of the relay contact due to freezing in a low temperature environment while preventing the contact pressure of the relay contact from decreasing.

図1は、本発明の実施形態であるリレー装置を用いた電動パワーステアリング装置のパワーモジュールの概念図である。このパワーモジュールは、低温のマイナス2〜30度〜高温の50度程度の範囲で温度変化を受ける自動車のエンジンルーム内等に設置され、その環境下で、ステアリングシャフトに対して操舵アシスト力を与えるためのモータ(図示せず)に数10アンペア〜100アンペア程度のモータ駆動電流を供給する。   FIG. 1 is a conceptual diagram of a power module of an electric power steering apparatus using a relay apparatus according to an embodiment of the present invention. This power module is installed in the engine room of an automobile that undergoes a temperature change in the range of minus 2 to 30 degrees Celsius to about 50 degrees Celsius, and gives a steering assist force to the steering shaft in that environment. A motor driving current of about several tens of amperes to 100 amperes is supplied to a motor (not shown).

ケース1内にはリレー2がアルミニウム製基板3に取り付けられ、同基板3には、上記モータ駆動電流の流れるパワートランジスタ等の半導体スイッチング素子4やその他の電子部品が実装されている。基板3は、さらにアルミニウム製ヒートシンク5に取り付けられている。アルミニウム基板3上には、電子部品6とともにサーミスタ7が実装され、サーミスタ7は、リレー2の周辺温度を検出する。なお、サーミスタ7は、リレー2の周辺温度を検出できる場所ならどこに設けても良い。   A relay 2 is attached to an aluminum substrate 3 in the case 1, and a semiconductor switching element 4 such as a power transistor through which the motor driving current flows and other electronic components are mounted on the substrate 3. The substrate 3 is further attached to an aluminum heat sink 5. A thermistor 7 is mounted together with the electronic component 6 on the aluminum substrate 3, and the thermistor 7 detects the ambient temperature of the relay 2. The thermistor 7 may be provided anywhere as long as the ambient temperature of the relay 2 can be detected.

リレー2は、ケース20と、ケース20内に設けられるリレー部品とを備え、リレー部品には、リレーコイル21、リレー固定接点22、リレー可動接点23が含まれ、アルミニウム基板3上に形成されている回路には、リレーコイル21、リレー固定接点22、リレー可動接点23の各々から延びている端子が接続されている。アルミニウム基板3とヒートシンク5とは、電気的に絶縁されており、又は、基準電位で電気的に接続されているが、両者は熱的には連結されている。このため、リレー2の各端子は、ヒートシンク5に熱的に結合し、ヒートシンク5が冷えているときのエンジン始動時などでは、リレーコイル21に電流が流れることによりリレー全体が加熱されても、その後にイグニッションスイッチをオフすれば、リレー接点22、23は急速に冷却される。ヒートシンク5はアルミニウム製で、その熱伝導率が高いため、リレー接点22、23が急速に冷却される。   The relay 2 includes a case 20 and a relay component provided in the case 20, and the relay component includes a relay coil 21, a relay fixed contact 22, and a relay movable contact 23, and is formed on the aluminum substrate 3. A terminal extending from each of the relay coil 21, the relay fixed contact 22, and the relay movable contact 23 is connected to the circuit. The aluminum substrate 3 and the heat sink 5 are electrically insulated or electrically connected at a reference potential, but both are thermally coupled. For this reason, each terminal of the relay 2 is thermally coupled to the heat sink 5, and when the engine is started when the heat sink 5 is cold, even if the entire relay is heated by the current flowing through the relay coil 21, Thereafter, when the ignition switch is turned off, the relay contacts 22 and 23 are rapidly cooled. Since the heat sink 5 is made of aluminum and has a high thermal conductivity, the relay contacts 22 and 23 are rapidly cooled.

図1において、リレー固定接点22の表面に氷Aが付着している。この氷Aは、周囲の水分が結露し、これが氷点下で氷結して形成されたものである。氷Aは、その硬度が小さく、また、比較的小さいものであれば、リレー可動接点22が可動したときの接圧で破壊するため、接点間の導通に問題を起こすことはない。しかし、氷Aが大きいと、リレー可動接点22が可動したときの力では氷が破壊せず、接点同士が導通しなくなったりする等の誤動作をする。   In FIG. 1, ice A adheres to the surface of the relay fixed contact 22. This ice A is formed by condensation of surrounding water, which is frozen below the freezing point. If the ice A has a small hardness and is relatively small, the ice A is broken by the contact pressure when the relay movable contact 22 is moved, so that there is no problem in conduction between the contacts. However, if the ice A is large, the force when the relay movable contact 22 is moved does not break the ice, and malfunctions such as contact between the contacts are not conducted.

本実施形態のリレー制御装置では、氷Aができても、体積の大きな氷に成長しないようにリレーコイル21に流す駆動電流を適切な大きさに制御する。すなわち、リレーコイル21に流す駆動電流は、リレー2の温度が氷点下(セ氏零度以下)以下を保持するようにPWM制御される。また、その大きさは、温度が低くなるほど大きくなるようにPWM制御される。   In the relay control device of the present embodiment, even if ice A is formed, the drive current that flows through the relay coil 21 is controlled to an appropriate magnitude so that it does not grow into ice with a large volume. That is, the drive current flowing through the relay coil 21 is PWM controlled so that the temperature of the relay 2 is kept below the freezing point (zero degrees Celsius or less). Also, the magnitude is PWM controlled so as to increase as the temperature decreases.

図2は、リレー制御装置の回路構成図である。   FIG. 2 is a circuit configuration diagram of the relay control device.

バッテリBTの電圧はイグニッションスイッチSWを介してリレー2のリレーコイル21に印加され、リレーコイル21は、スイッチングトランジスタTRに接続されている。スイッチングトランジスタTRの制御端子にはリレー駆動回路を構成するCPU10からPWM信号が供給され、PWM信号によりトランジスタTRが駆動される。   The voltage of the battery BT is applied to the relay coil 21 of the relay 2 via the ignition switch SW, and the relay coil 21 is connected to the switching transistor TR. A PWM signal is supplied to the control terminal of the switching transistor TR from the CPU 10 constituting the relay drive circuit, and the transistor TR is driven by the PWM signal.

リレー2のリレー固定接点22とリレー可動接点23は、それぞれ、バッテリBTとECU(Electronic Control Unit)への出力端子に接続されている。また、ケース1内には、2つのサーミスタTH1、TH2(サーミスタ7)が配置され、それぞれが直列接続されるとともに、抵抗Rを介して電源電圧Vccに接続されている。入力2つのサーミスタTH1、TH2は、それぞれ、同一の特性を有し、リレー2の周辺温度、具体的にはアルミニウム基板3の温度を検出する。各サーミスタTH1、TH2の端子は、それぞれCPU10の入力端子I1、I2に接続されている。したがって、各サーミスタTH1、TH2が正常に機能している限り、CPU10の入力端子I1には、Vcc×(TH1+TH2)/(R+TH1+TH2)の電圧が入力し、 入力端子I2には、Vcc×(TH2)/(R+TH1+TH2)の電圧が入力する。このような構成にしていることから、2つの入力端子I1、I2の電圧は温度にかかわらず略一定の比率となり、いずれか一方のサーミスタが不良になれば、それらの入力電圧の比率が大きく変化することとなり、適正な温度検出が行われていないことがわかる。もし、1つのサーミスタだけで温度検出を行うとすれば、そのサーミスタが異常状態になったときに、サーミスタが異常なのか温度が異常なのか直ちにはわからない。しかし、本実施形態のように、サーミスタを二重に接続することにより、いずれかのサーミスタが異常状態になった場合に、そのことを容易に検出できる。   The relay fixed contact 22 and the relay movable contact 23 of the relay 2 are connected to output terminals to the battery BT and ECU (Electronic Control Unit), respectively. Further, in the case 1, two thermistors TH1 and TH2 (thermistors 7) are arranged, and are connected in series and connected to the power supply voltage Vcc via a resistor R. The two input thermistors TH1 and TH2 have the same characteristics, and detect the ambient temperature of the relay 2, specifically, the temperature of the aluminum substrate 3. The terminals of the thermistors TH1 and TH2 are connected to the input terminals I1 and I2 of the CPU 10, respectively. Therefore, as long as the thermistors TH1 and TH2 function normally, a voltage of Vcc × (TH1 + TH2) / (R + TH1 + TH2) is input to the input terminal I1 of the CPU 10, and Vcc × (TH2) is input to the input terminal I2. The voltage of / (R + TH1 + TH2) is input. Due to such a configuration, the voltages of the two input terminals I1 and I2 have a substantially constant ratio regardless of the temperature, and if one of the thermistors becomes defective, the ratio of the input voltages greatly changes. Thus, it can be seen that proper temperature detection is not performed. If temperature detection is performed with only one thermistor, it is not immediately known whether the thermistor is abnormal or the temperature is abnormal when the thermistor is in an abnormal state. However, when one of the thermistors becomes an abnormal state by connecting the thermistors doubly as in the present embodiment, this can be easily detected.

次に動作を説明する。   Next, the operation will be described.

図3は、イグニッションスイッチSWがオンされた後の、CPUのリレー駆動手順を示すフローチャートである。   FIG. 3 is a flowchart showing the relay driving procedure of the CPU after the ignition switch SW is turned on.

ステップST1では、サーミスタ7(サーミスタTH1、TH2)により温度検出を行う。ST2において検出温度がセ氏零度以下(氷点下)のマイナス5度以下であるかどうか判断し、マイナス5度を超えていれば(常温等)、ST5でリレーコイル2にデューティ比100%の電流を供給する。マイナス5度よりも低いと、その時の温度に基づいてスイッチングトランジスタTRを駆動するPWM信号のデューティ比を設定し、ST4において、そのデューティ比のPWM信号をスイッチングトランジスタTRの制御端子に供給する。これにより、リレーコイル2に流れる平均駆動電流は上記PWM信号に応じたものとなる。図4は、リレーコイル2に流れる駆動電流波形を示している。リレーコイル2のインダクタ成分により、図示のように電流波形は鈍ったものとなる。PWM信号のデューティ比を上げれば、平均駆動電流値(Ave)は上がり、デューティ比を下げれば、平均駆動電流値(Ave)は下がる。   In step ST1, temperature detection is performed by the thermistor 7 (thermistors TH1, TH2). In ST2, it is determined whether the detected temperature is less than minus 5 degrees Celsius (below freezing point) or less, and if it exceeds minus 5 degrees (normal temperature, etc.), a current having a duty ratio of 100% is supplied to the relay coil 2 in ST5. To do. If it is lower than minus 5 degrees, the duty ratio of the PWM signal for driving the switching transistor TR is set based on the temperature at that time, and the PWM signal of that duty ratio is supplied to the control terminal of the switching transistor TR in ST4. As a result, the average drive current flowing through the relay coil 2 is in accordance with the PWM signal. FIG. 4 shows a drive current waveform flowing through the relay coil 2. Due to the inductor component of the relay coil 2, the current waveform becomes dull as shown. If the duty ratio of the PWM signal is increased, the average drive current value (Ave) increases, and if the duty ratio is decreased, the average drive current value (Ave) decreases.

図5は、リレーコイルの温度がセ氏零度を超えないための駆動電流のデューティ比(PWM信号のデューティ比)を示している。   FIG. 5 shows the duty ratio of the drive current (the duty ratio of the PWM signal) so that the relay coil temperature does not exceed zero degrees Celsius.

図5において、縦軸は上記PWM信号のデューティ比とリレーコイルの平均駆動電流値を、横軸はサーミスタ7による検出温度を示している。また、符号aは、リレー接点の閉状態を保証する最低電流、符号bは、リレー接点の閉状態を保証する推奨電流をそれぞれ示し、符号cは、マイナス5度〜マイナス20度までの氷点下において、リレーコイル21の温度がセ氏零度以下に保持されるPWM信号のデューティ比を示す。また、符号dは、デューティ比が最低のc1(55%)のときの平均駆動電流を示し、符号eは、デューティ比が最高のc2(95%)のときの平均駆動電流を示す。平均駆動電流は、少なくとも最低電流a以上である必要があり、推奨電流b以上が一定の接圧を確保する上で望ましく、推奨電流b以上であればあるほど、リレー接点の確実な閉状態を確保できる。   In FIG. 5, the vertical axis represents the duty ratio of the PWM signal and the average drive current value of the relay coil, and the horizontal axis represents the temperature detected by the thermistor 7. Further, symbol a indicates a minimum current for guaranteeing the closed state of the relay contact, symbol b indicates a recommended current for guaranteeing the closed state of the relay contact, and symbol c indicates a temperature below minus 5 degrees to minus 20 degrees. The duty ratio of the PWM signal in which the temperature of the relay coil 21 is kept below zero degrees Celsius is shown. Symbol d indicates the average drive current when the duty ratio is the lowest c1 (55%), and symbol e indicates the average drive current when the duty ratio is the highest c2 (95%). The average drive current must be at least the minimum current a or more, and the recommended current b or more is desirable for ensuring a constant contact pressure. The more the recommended current b or more, the more reliable the relay contact is. It can be secured.

図示するように、平均駆動電流dは、最低電流a以上で且つ推奨電流b付近にあり、平均駆動電流eは推奨電流bを大きく超えている。平均駆動電流は、PWM信号のデューティ比に応じて、eとd間で変動し、デューティ比が上がればeに近くなり(大きくなり)、デューティ比が下がればdに近くなる(小さくなる)。   As shown in the figure, the average drive current d is equal to or higher than the minimum current a and in the vicinity of the recommended current b, and the average drive current e greatly exceeds the recommended current b. The average drive current fluctuates between e and d according to the duty ratio of the PWM signal. When the duty ratio increases, it approaches e (increases), and when the duty ratio decreases, it approaches d (decreases).

したがって、マイナス5度以下において、リレーコイル21に流れる駆動電流を符号cのように検出温度に基づいてPWM制御することで、リレー接点の閉状態を保証しつつ、リレー温度がセ氏零度以下に保持されることを保証する。   Therefore, at minus 5 degrees or less, PWM control of the drive current flowing through the relay coil 21 is performed based on the detected temperature as indicated by symbol c, so that the relay temperature is kept below zero degrees Celsius while ensuring the relay contact is closed. To be guaranteed.

図6のように、マイナス5度以下において、上記デューティ比を符号gの45%に固定しても良く、その場合は、マイナス5度〜マイナス20度の範囲で上記平均駆動電流は符号fのように22mA程度となる。   As shown in FIG. 6, the duty ratio may be fixed to 45% of the sign g at minus 5 degrees or less. In this case, the average drive current is in the range of minus 5 degrees to minus 20 degrees with the sign f. Thus, it becomes about 22 mA.

しかし、図5に示す実施例のように、温度が低くなるほどデューティ比を上げることにより、低温程接圧を大きくすることになるから、小さな堅い氷等がリレー接点に付着していても、これを破壊してリレー接点の接触を確実なものにできる。   However, as in the embodiment shown in FIG. 5, the duty ratio is increased as the temperature is lowered, so that the contact pressure is increased at a lower temperature. Therefore, even if small hard ice or the like adheres to the relay contact, The relay contact can be made reliable by destroying the.

以上の実施形態においては、0〜マイナス5度の範囲でのデューティ比を100%としているが、この範囲では氷ができても固くないため、デューティを100%近くに制御しても良い。すなわち、0〜マイナス5度の範囲で形成される氷については、その形状が大きくてもリレー接点の接圧で破壊することが可能である。もちろん、この範囲においてもリレー温度がセ氏零度以下に保持されるようデューティ比を設定することも可能である。   In the above embodiment, the duty ratio in the range of 0 to minus 5 degrees is set to 100%. However, since the ice is not hard in this range, the duty may be controlled to be close to 100%. That is, the ice formed in the range of 0 to minus 5 degrees can be broken by the contact pressure of the relay contact even if its shape is large. Of course, it is also possible to set the duty ratio so that the relay temperature is maintained below zero degrees Celsius even in this range.

また、他の実施形態として、図3のST2において、検出温度がセ氏零度以下がどうかを判定し、セ氏零度以下であればST3に進み、セ氏零度を超えているときにST5に進むようにしても良い。この場合、図5の実施例では、符号cで示す特性がマイナス20度からセ氏零度付近までデューティ比を下げ、セ氏零度でデューティ比を100%となる制御を行う。また、図6の実施例では、符号gで示す特性がマイナス20度からセ氏零度付近までデューティ比を45%とし、セ氏零度でデューティ比を100%となる制御を行う。   As another embodiment, in ST2 of FIG. 3, it is determined whether the detected temperature is equal to or lower than 0 degrees Celsius. If the detected temperature is equal to or lower than 0 degrees Celsius, the process proceeds to ST3, and when the detected temperature exceeds 0 degrees Celsius, the process proceeds to ST5. . In this case, in the embodiment of FIG. 5, the control is performed so that the duty ratio is reduced from minus 20 degrees to near zero degrees Celsius, and the duty ratio is 100% at zero degrees Celsius. In the embodiment of FIG. 6, the control is performed so that the duty ratio is 45% from minus 20 degrees to around 0 degrees Celsius, and the duty ratio is 100% at zero degrees Celsius.

その他、図3のST2に判定する温度は、セ氏零度以下の温度であれば任意であって良い。   In addition, the temperature determined in ST2 of FIG. 3 may be arbitrary as long as the temperature is equal to or lower than zero degrees Celsius.

本発明の実施形態であるリレー装置を用いた電動パワーステアリング装置のパワーモジュールの概念図The conceptual diagram of the power module of the electric power steering apparatus using the relay apparatus which is embodiment of this invention リレー制御装置の回路構成図Circuit diagram of relay control device イグニッションスイッチSWがオンされた後の、CPUのリレー駆動手順を示すフローチャートFlowchart showing the relay drive procedure of the CPU after the ignition switch SW is turned on コイル電流の波形図Coil current waveform diagram PWM信号のデューティ比とコイル電流を示す図The figure which shows the duty ratio and coil current of PWM signal PWM信号のデューティ比とコイル電流を示す図(他の例)Diagram showing duty ratio of PWM signal and coil current (other examples)

Claims (4)

リレー接点を開閉するリレーコイルに駆動電流を供給するリレー駆動回路と、
リレーの周辺温度を検出する温度センサと、を備え、
前記リレー駆動回路は、前記温度センサがセ氏零度以下又は所定のマイナス温度以下を検出している時に、前記リレーコイルに供給する平均駆動電流を常温時における平均駆動電流よりも小さくすることを特徴とするリレー制御装置。
A relay drive circuit for supplying a drive current to a relay coil for opening and closing the relay contact;
A temperature sensor for detecting the ambient temperature of the relay,
The relay drive circuit is characterized in that when the temperature sensor detects a temperature of zero degrees Celsius or less or a predetermined minus temperature or less, an average drive current supplied to the relay coil is made smaller than an average drive current at normal temperature. Relay control device.
リレー接点を開閉するリレーコイルに駆動電流を供給するリレー駆動回路と、
リレーの周辺温度を検出する温度センサと、を備え、
前記リレー駆動回路は、前記温度センサがセ氏零度以下又は所定のマイナス温度以下を検出している時に、前記リレーコイルに供給する平均駆動電流を常温時における平均駆動電流よりも小さくするとともに、そのときの温度に対応した電流値に設定することを特徴とするリレー制御装置。
A relay drive circuit for supplying a drive current to a relay coil for opening and closing the relay contact;
A temperature sensor for detecting the ambient temperature of the relay,
The relay drive circuit makes the average drive current supplied to the relay coil smaller than the average drive current at normal temperature when the temperature sensor detects a temperature of zero degrees Celsius or less or a predetermined minus temperature or less. The relay control device is characterized in that the current value corresponding to the temperature of the current is set.
前記リレー駆動回路は、前記温度センサで検出したセ氏零度以下又は所定のマイナス温度以下の温度が低いほど前記リレーコイルに供給する平均駆動電流を大きくすることを特徴とする請求項2記載のリレー制御装置。   3. The relay control according to claim 2, wherein the relay drive circuit increases the average drive current supplied to the relay coil as the temperature below zero degrees Celsius detected by the temperature sensor or below a predetermined minus temperature is lower. apparatus. 前記リレー駆動回路は、前記リレーコイルに対してPWM制御された駆動電流を供給する、請求項1〜3のいずれかに記載のリレー制御装置。 The relay control device according to claim 1, wherein the relay drive circuit supplies a PWM-controlled drive current to the relay coil.
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