JP2010218694A - Relay switch circuit - Google Patents

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Yukitsugu Iwashita
幸嗣 岩下
Koji Morita
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a relay switch circuit to conduct switching operation while controlling power consumption. <P>SOLUTION: The relay switch circuit with a relay contact 1 and a relay coil 2 is provided with: a current detection means to directly or indirectly detect electric current flowing in the relay contact 1; and a current changing means to change the electric current flowing to the relay coil 2 in accordance with a detection result of the electric current detection means. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、リレースイッチ回路に関する。     The present invention relates to a relay switch circuit.

補助電源からの電力でリレーコイルに電流を流すことで、メインバッテリから負荷への電力の供給をオン、オフするリレースイッチを有し、リレースイッチのオン状態を継続的に保持するために、補助電源からリレーコイルに流れる電流を制御するリレー制御装置が知られている（特許文献１）。 It has a relay switch that turns on and off the power supply from the main battery to the load by flowing current through the relay coil with power from the auxiliary power supply, and the auxiliary switch is used to keep the relay switch on continuously. A relay control device that controls current flowing from a power source to a relay coil is known (Patent Document 1).

特開２０００−９０７９７号公報JP 2000-90797 A

しかしながら、従来のリレー制御装置は、リレースイッチのリレーに定格電流を流す時の電磁反発力に対抗する電流をリレーコイルに流すため、リレースイッチで消費する電力が大きくなるという問題があった。 However, the conventional relay control device has a problem in that the power consumed by the relay switch increases because a current that opposes the electromagnetic repulsion force when the rated current is supplied to the relay of the relay switch is supplied to the relay coil.

そこで、本発明は、消費電力を抑制しつつスイッチング動作をするリレースイッチ回路を提供する。 Therefore, the present invention provides a relay switch circuit that performs a switching operation while suppressing power consumption.

本発明は、リレー接点に流れる電流を直接的又は間接的に検出し、リレーコイルに流れる電流を可変するリレースイッチ回路によって上記課題を解決する。 The present invention solves the above problem by a relay switch circuit that directly or indirectly detects a current flowing through a relay contact and varies a current flowing through a relay coil.

本発明によれば、リレー接点に流れる電流を直接的又は間接的に検出し、その検出結果に応じて、リレーコイルに流れる電流を設定することにより、リレーコイルに流れる電流が最適化され、消費電力を抑えることができる。 According to the present invention, the current flowing through the relay coil is optimized by directly or indirectly detecting the current flowing through the relay contact and setting the current flowing through the relay coil according to the detection result. Power can be reduced.

発明の実施形態に係るリレースイッチ回路を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a relay switch circuit according to an embodiment of the invention. 図１のリレーコイルに流れる電流―リレー接点に流れる電流特性を示すグラフである。2 is a graph showing a characteristic of current flowing through a relay coil of FIG. 1 and current flowing through a relay contact. 図１のリレースイッチ回路の動作手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement procedure of the relay switch circuit of FIG. 発明の他の実施形態に係るリレースイッチ回路を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the relay switch circuit which concerns on other embodiment of invention. （ａ）図４のリレー接点に流れる電流―時間特性を示す図、（ｂ）リレー接点に流れる電流の時間微分―時間特性を示す図である(A) The figure which shows the current-time characteristic which flows into the relay contact of FIG. 4, (b) The figure which shows the time differentiation-time characteristic of the current which flows into a relay contact. 図４のリレー接点に流れる電流及びリレー接点に流れる電流の時間微分とリレーコイルを流れる電流の関係を示す表である。It is a table | surface which shows the relationship of the time differentiation of the electric current which flows into the relay contact of FIG. 4, the electric current which flows into a relay contact, and the electric current which flows through a relay coil. 図４のリレースイッチ回路における動作手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement procedure in the relay switch circuit of FIG. 発明の他の実施形態に係るリレースイッチ制御装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the relay switch control apparatus which concerns on other embodiment of invention. 図８のリレーコイルに流れる電流―出力トルク特性を示すグラフである。It is a graph which shows the electric current-output torque characteristic which flows into the relay coil of FIG. 図８のリレースイッチ制御装置の動作手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement procedure of the relay switch control apparatus of FIG.

以下、発明の実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.

《第１実施形態》
発明の実施形態に係るリレースイッチ回路の一例として、ハイブリッド車両や電気自動車等の車両用電池と駆動モータの間に接続されるリレースイッチ回路を説明する。図１は、本実施形態に係るリレースイッチ回路を示すブロック図である。 << First Embodiment >>
As an example of a relay switch circuit according to an embodiment of the invention, a relay switch circuit connected between a battery for a vehicle such as a hybrid vehicle or an electric vehicle and a drive motor will be described. FIG. 1 is a block diagram showing a relay switch circuit according to the present embodiment.

図１に示すように、本実施形態に係るリレースイッチ回路は、リレー接点１と、リレー接点１を動作するためのリレーコイル２と、リレー接点１とリレースイッチ回路の入力端子（Ｉｎ）との間に接続される電流センサ１０１と、電流センサ１０１とリレーコイル２の間に接続される増幅器１０２とを備える。   As shown in FIG. 1, the relay switch circuit according to the present embodiment includes a relay contact 1, a relay coil 2 for operating the relay contact 1, and the relay contact 1 and an input terminal (In) of the relay switch circuit. A current sensor 101 connected between them; and an amplifier 102 connected between the current sensor 101 and the relay coil 2.

リレースイッチ回路の入力端子（Ｉｎ）は、例えば複数のセル電池を直列に接続する組電池等のバッテリに接続され、リレースイッチ回路の出力端子（Ｏｕｔ）は、モータ等の負荷に接続される。リレー接点１は、リレーコイル２に電流Ｉｃを流すことにより発生する磁場によって引き寄せられ、電流を導通する。電流センサ１０１は、入力端子からリレー接点１に流れる電流Ｉａを検出し、増幅器１０２は電流センサ１０１に接続される。増幅器１０２は、リレーコイル２に電流Ｉｃを導出する。なお電流センサ１０１及び増幅器１０２の具体的構成は、後述する。   The input terminal (In) of the relay switch circuit is connected to a battery such as an assembled battery in which a plurality of cell batteries are connected in series, for example, and the output terminal (Out) of the relay switch circuit is connected to a load such as a motor. The relay contact 1 is attracted by a magnetic field generated by flowing a current Ic through the relay coil 2 and conducts the current. The current sensor 101 detects a current Ia flowing from the input terminal to the relay contact 1, and the amplifier 102 is connected to the current sensor 101. The amplifier 102 derives a current Ic to the relay coil 2. Specific configurations of the current sensor 101 and the amplifier 102 will be described later.

リレーコイル２の一端は増幅器１０２に接続され、他端はアース接地される。電流Ｉｃがリレーコイル２に流れると、リレーコイル２は磁場を発生させ、リレー接点１を導通させ、導通状態を保持する。   One end of the relay coil 2 is connected to the amplifier 102, and the other end is grounded. When the current Ic flows through the relay coil 2, the relay coil 2 generates a magnetic field, makes the relay contact 1 conductive, and maintains the conductive state.

ところで、リレースイッチ回路において、リレー接点１が導通し、電流Ｉａがリレー接点１に流れると、この電流Ｉａにより磁場が発生する。そして、この磁場は、リレーコイル２により発生する磁場と反発するため、リレーコイル２に流れる電流Ｉｃは、当該反発磁場に抗するよう、大きくする必要がある。リレー接点１に流れる電流はリレースイッチ回路に接続される負荷やバッテリの制御状態によって変化するが、リレースイッチ回路はリレースイッチの導通状態を保持するために、記述した従来のリレースイッチ回路は、定格電流がリレー接点１に流れた時に発生する磁場に対抗する、大きな電流を予め設定し、リレーコイル２に流している。そのため、リレースイッチ回路における消費電力が大きくなる。またリレーコイル２に当該電流Ｉｃを流すことで発生する発熱に対応するために、リレースイッチ回路の体格が大きくなり、コストがかかる。   By the way, in the relay switch circuit, when the relay contact 1 is conducted and the current Ia flows to the relay contact 1, a magnetic field is generated by the current Ia. Since this magnetic field repels the magnetic field generated by the relay coil 2, the current Ic flowing through the relay coil 2 needs to be increased so as to resist the repelling magnetic field. Although the current flowing through the relay contact 1 varies depending on the load connected to the relay switch circuit and the control state of the battery, the relay switch circuit maintains the conduction state of the relay switch. A large current is set in advance against the magnetic field generated when the current flows through the relay contact 1 and is passed through the relay coil 2. Therefore, power consumption in the relay switch circuit is increased. Further, in order to cope with the heat generated by flowing the current Ic through the relay coil 2, the size of the relay switch circuit is increased and the cost is increased.

これに対し、本例のリレースイッチ回路は、リレー接点１に流れる電流Ｉｃを検出し、その検出値に応じてリレーコイル２に流れる電流を可変する。以下、図２及び３を参照しつつ、説明する。   On the other hand, the relay switch circuit of this example detects the current Ic flowing through the relay contact 1, and varies the current flowing through the relay coil 2 according to the detected value. Hereinafter, a description will be given with reference to FIGS.

図２はリレーコイル１に流れる電流Ｉｃとリレー接点２に流れる電流Ｉａとの特性を示し、図３は、図１のリレースイッチ回路の動作手順を示すフローチャートである。   FIG. 2 shows the characteristics of the current Ic flowing through the relay coil 1 and the current Ia flowing through the relay contact 2, and FIG. 3 is a flowchart showing the operation procedure of the relay switch circuit of FIG.

図１に示すように、電流センサ１０１は、入力端子から流れる電流Ｉａを検出し、検出された電流を電圧として増幅器１０２に印加する。増幅器１０２は、参照値として参照電圧Ｖｒｅｆを有し、この参照電圧Ｖｒｅｆと電流センサ１０１から印加される電圧Ｖｃとを比較する。そして増幅器１０２は、比較した電圧の差分を増幅させて、リレーコイル２に電流Ｉｃを流す。   As shown in FIG. 1, the current sensor 101 detects a current Ia flowing from the input terminal, and applies the detected current to the amplifier 102 as a voltage. The amplifier 102 has a reference voltage Vref as a reference value, and compares this reference voltage Vref with the voltage Vc applied from the current sensor 101. The amplifier 102 amplifies the difference between the compared voltages and causes the current Ic to flow through the relay coil 2.

なお、参照電圧Ｖｒｅｆは、駆動回路等に組み込まれた本例のリレースイッチ回路において、リレー接点１に流れる電流と、当該電流を検出する電流センサ１０１の検出電圧のレンジに応じて、適宜設定される。   Note that the reference voltage Vref is appropriately set according to the current flowing through the relay contact 1 and the range of the detection voltage of the current sensor 101 that detects the current in the relay switch circuit of this example incorporated in the drive circuit or the like. The

リレースイッチ回路が導通状態で、リレー接点１に流れる電流Ｉａが小さくなった場合、電流センサ１０１の検出値Ｖｃも小さくなる。そして、当該検出電圧Ｖｃと参照電圧Ｖｒｅｆの差異も小さくなるため、増幅器１０２は、前の電流Ｉｃより低い電流を、新たな電流Ｉｃとして出力する。これにより、リレーコイル２で生じる磁場は小さくなるが、リレー接点１に流れる電流Ｉａは小さくなり、反発磁場も小さくなるため、本例のリレースイッチ回路は導通状態を保持できる。   When the relay switch circuit is in a conductive state and the current Ia flowing through the relay contact 1 becomes small, the detection value Vc of the current sensor 101 also becomes small. Since the difference between the detection voltage Vc and the reference voltage Vref is also reduced, the amplifier 102 outputs a current lower than the previous current Ic as a new current Ic. As a result, the magnetic field generated in the relay coil 2 is reduced, but the current Ia flowing through the relay contact 1 is reduced, and the repulsive magnetic field is also reduced, so that the relay switch circuit of this example can maintain a conductive state.

一方、リレースイッチ回路が導通状態で、リレー接点１に流れる電流Ｉａが大きくなった場合、電流センサ１０１の検出電圧Ｖｃも大きくなる。そして、当該検出電圧と参照電圧Ｖｒｅｆの差異も大きくなるため、増幅器１０２は、前の電流Ｉｃより大きい電流を、新たな電流Ｉｃとして出力する。これにより、リレー接点１に流れる電流Ｉａが大きくなり、反発磁場が大きくなっているが、リレーコイル２で生じる磁場も大きくなるため、本例のリレースイッチ回路は導通状態を保持できる。   On the other hand, when the relay switch circuit is in a conductive state and the current Ia flowing through the relay contact 1 is increased, the detection voltage Vc of the current sensor 101 is also increased. Since the difference between the detection voltage and the reference voltage Vref also increases, the amplifier 102 outputs a current larger than the previous current Ic as a new current Ic. As a result, the current Ia flowing through the relay contact 1 is increased and the repulsive magnetic field is increased, but the magnetic field generated in the relay coil 2 is also increased, so that the relay switch circuit of this example can maintain a conductive state.

このように、本例のリレースイッチ回路は、リレー接点１に流れる電流Ｉａの変化に対して、リレーコイル２に流れる電流Ｉｃが追随するように構成される。図２に示すように、リレー接点１に流れる電流Ｉａが増加すると、リレー接点１において、反発磁場が大きくなるが、リレーコイル２に流れる電流Ｉｃも大きくなり、リレー接点１を導通させるための磁場も大きくなるため、本例のリレースイッチ回路は、導通状態を保持できる。   Thus, the relay switch circuit of this example is configured such that the current Ic flowing through the relay coil 2 follows the change in the current Ia flowing through the relay contact 1. As shown in FIG. 2, when the current Ia flowing through the relay contact 1 increases, the repulsive magnetic field increases at the relay contact 1, but the current Ic flowing through the relay coil 2 also increases, and the magnetic field for making the relay contact 1 conductive. Therefore, the relay switch circuit of this example can maintain a conductive state.

次に、図３を用いて、本例のリレースイッチ回路の制御動作を説明する。   Next, the control operation of the relay switch circuit of this example will be described with reference to FIG.

ステップＳ３１において、例えば使用者がイグニッションをオンにした時に、リレースイッチ回路は動作を開始し、電流センサ１０１は、電流Ｉａを検出する（ステップＳ３２）。そして、電流センサ１０１は、検出した電流Ｉａに応じて、検出電圧Ｖｃを増幅器１０１へ出力し、増幅器１０２は当該検出電圧Ｖｃと参照電圧Ｖｒｅｆの差異に応じて、電流Ｉｃを設定し（ステップＳ３３）、処理を終了する（ステップＳ３４）。リレーコイル２の磁場は、設定された当該電流Ｉｃに応じて変化して、リレー接点１の導通状態を保持し続ける。   In step S31, for example, when the user turns on the ignition, the relay switch circuit starts operating, and the current sensor 101 detects the current Ia (step S32). Then, the current sensor 101 outputs a detection voltage Vc to the amplifier 101 according to the detected current Ia, and the amplifier 102 sets the current Ic according to the difference between the detection voltage Vc and the reference voltage Vref (step S33). ), The process is terminated (step S34). The magnetic field of the relay coil 2 changes according to the set current Ic, and keeps the conduction state of the relay contact 1.

これにより、本例のリレースイッチ回路は、リレー接点１に流れる電流Ｉａを直接的に検出し、その検出結果に応じてリレーコイル２に流れる電流を可変するため、リレーコイル２に、リレーコイル２に、最大電流を常時流す必要がなく、消費電力を抑えることができる。ここで最大電流は、リレー接点１に定格電流を流した時の反発磁場に対抗する磁場をリレーコイル２で発生させ、リレー接点１の導通状態を維持する電流である。   Thereby, since the relay switch circuit of this example detects the electric current Ia which flows into the relay contact 1 directly, and changes the electric current which flows into the relay coil 2 according to the detection result, the relay coil 2 is connected to the relay coil 2. In addition, it is not necessary to constantly flow the maximum current, and power consumption can be suppressed. Here, the maximum current is a current that causes the relay coil 2 to generate a magnetic field that opposes the repulsive magnetic field when the rated current is passed through the relay contact 1 and maintains the conduction state of the relay contact 1.

また、本例のリレースイッチ回路において、リレーコイル２に流れる電流量が小さいため、リレーコイル２で発生する熱を抑制し、リレースイッチ回路の構造を小さくでき、さらに低コスト化を図ることができる。 In the relay switch circuit of this example, since the amount of current flowing through the relay coil 2 is small, the heat generated in the relay coil 2 can be suppressed, the structure of the relay switch circuit can be reduced, and the cost can be further reduced. .

また本例のリレースイッチ回路は、リレー接点１に流れる電流Ｉｃが小さくなると、リレーコイル２に流れる電流が小さくなるため、リレー接点１の導通状態を保持しつつ、リレーコイル２の電流を下げて磁場を抑えることができるため、消費電力を抑えることができる。   Further, in the relay switch circuit of this example, when the current Ic flowing through the relay contact 1 decreases, the current flowing through the relay coil 2 decreases, so that the current of the relay coil 2 is lowered while maintaining the conduction state of the relay contact 1. Since the magnetic field can be suppressed, power consumption can be suppressed.

なお、本例の電流センサ１０１は本発明の「電流検出手段」に相当し、増幅器１０２は「電流可変手段」に相当する。   The current sensor 101 of this example corresponds to “current detection means” of the present invention, and the amplifier 102 corresponds to “current variable means”.

《第２実施形態》
図４は、発明の他の実施例に係るリレースイッチ回路のブロック図である。本例は上述した第１実施形態に対して、リレー接点１に流れる電流Ｉｃの大きさと電流Ｉａの時間微分値を用いて、リレーコイル２に流れる電流Ｉｃを可変する点で異なる。これ以外の構成は上述した第１実施形態と同じであるため、その記載を援用する。 << Second Embodiment >>
FIG. 4 is a block diagram of a relay switch circuit according to another embodiment of the invention. This example differs from the first embodiment described above in that the current Ic flowing through the relay coil 2 is varied using the magnitude of the current Ic flowing through the relay contact 1 and the time differential value of the current Ia. Since the other configuration is the same as that of the first embodiment described above, the description thereof is incorporated.

図４に示すリレースイッチ回路は、電流センサ１０１とリレーコイル２との間に接続されるコントローラ１０３を有する。コントローラ１０３は、電流センサ１０１で検出された電流Ｉａの電流値と、当該電流値の時間微分を算出し、リレーコイル２に流れる電流Ｉｃを設定する。   The relay switch circuit shown in FIG. 4 has a controller 103 connected between the current sensor 101 and the relay coil 2. The controller 103 calculates the current value of the current Ia detected by the current sensor 101 and the time derivative of the current value, and sets the current Ic flowing through the relay coil 2.

次に、図５及び図６を用いて、コントローラ１０３を説明する。図５の（ａ）は、リレー接点１に流れる電流Ｉａの時間に対する電流値の変化を示す。図５の（ｂ）は、当該電流Ｉａの時間に対する電流値の時間微分を示す。   Next, the controller 103 will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG. 5A shows a change in current value with respect to time of the current Ia flowing through the relay contact 1. FIG. 5B shows time differentiation of the current value with respect to time of the current Ia.

電流センサ１０１は、図５の（ａ）に示す電流を検出する。検出された電流Ｉａは、時間ｔｓ〜ｔ１までは定常状態（電流値Ｉ１）で変化しないが、時間ｔ１〜ｔ２までは、単調増加し、時間ｔ２〜ｔｅまでは、電流値Ｉ１より大きい電流値Ｉ２で維持される。電流センサ１０１で検出された電流Ｉａの変化は、コントローラ１０３が有する微分回路を用いて、図５の（ｂ）に示す電流値の時間微分として算出される。時間ｔｓ〜ｔ１は、電流値の変化がないため、電流値の時間微分はゼロなり、時間ｔ１〜ｔ２は、電流値は単調増加しているため、電流値の時間微分は値Ｃとなり、時間ｔ２〜ｔｅは、電流値の変化がなく、電流値の時間微分はゼロなる。 The current sensor 101 detects the current shown in FIG. The detected current Ia is not changed in the steady state (current value I 1) until time Ts～t1, until time t1 to t2, and monotonically increases until time T2～te, higher current value I 1 It is maintained at a current value I 2. A change in the current Ia detected by the current sensor 101 is calculated as a time derivative of the current value shown in FIG. Since the current value does not change at time ts to t1, the time derivative of the current value is zero. From time t1 to t2, the current value monotonically increases, so the time derivative of the current value is value C, and time From t2 to te, there is no change in the current value, and the time derivative of the current value is zero.

そして、コントローラ１０３は、図５の（ａ）及び（ｂ）の値と、図６に示すテーブルを用いて電流Ｉｃを設定する。ここで、図５の（ａ）において、電流値Ｉ１と電流値Ｉ２の中間点の電流値をＩ０とし、当該電流値Ｉ０に対応する時間をｔ０とする。Ｉ０より大きい電流の領域をＢとし、Ｉ０より小さい電流の領域をＡとする。また、図５の（ｂ）において、値０と値Ｃとの中間点の微分値をＣ０とし、当該微分値Ｃ０に対応する時間はｔ０とする。Ｃ０より大きい電流の微分値をｂとし、Ｃ０より小さい電流の微分値をａとする。 Then, the controller 103 sets the current Ic using the values of (a) and (b) of FIG. 5 and the table shown in FIG. Here, in FIG. 5 (a), the current value of the midpoint of the current value I 1 and the current value I 2 and I 0, a time corresponding to the current value I 0 to t0. And a region of I 0 is greater than current is B, the area of I 0 is smaller than the current to A. In FIG. 5B, the differential value at the midpoint between the value 0 and the value C is C0, and the time corresponding to the differential value C0 is t0. The differential value of the current larger than C0 is set to b, and the differential value of the current smaller than C0 is set to a.

図６に示すように、コントローラ１０３は、電流ＩｃをＩｃＬｏｗとＩｃＨｉｇｈの二段階で設定し、ＩｃＨｉｇｈの電流は、ＩｃＬｏｗの電流より大きい。電流値Ｉａは大きさに応じてＡとＢに分けられ、図５の（ａ）に示すＡとＢにそれぞれ対応する。また電流Ｉａの微分値ｄＩａ／ｄｔは大きさに応じてａとｂに分けられ、図５の（ｂ）に示すａとｂにそれぞれ対応する。   As shown in FIG. 6, the controller 103 sets the current Ic in two stages of IcLow and IcHigh, and the current of IcHigh is larger than the current of IcLow. The current value Ia is divided into A and B according to the magnitude, and corresponds to A and B shown in FIG. The differential value dIa / dt of the current Ia is divided into a and b according to the magnitude, and corresponds to a and b shown in FIG.

時間ｔｓ〜ｔ１の時、電流Ｉａの電流値はＩ０より小さく、電流Ｉａの微分値はＣ０より小さいため、図６においてＡとａが選択され、コントローラ１０３は電流ＩｃをＩｃＬｏｗに設定する。この時間は、電流Ｉｃの大きさが小さく又は電流Ｉｃの変化量も小さいため、リレー接点１で生じる反発磁場は小さく、コントローラ１０３は、低い電流ＩｃＬｏｗを設定する。 At time Ts～t1, the current value of the current Ia is smaller than I 0, since the differential value of the current Ia is smaller than C0, A and a are selected in FIG. 6, the controller 103 sets the current Ic to IcLow. During this time, the magnitude of the current Ic is small or the amount of change in the current Ic is small, so the repulsive magnetic field generated at the relay contact 1 is small, and the controller 103 sets a low current IcLow.

時間ｔ１〜ｔ０の時、電流Ｉａの電流値はＩ０より小さく、電流Ｉａの微分値はＣ０より大きいため、図６においてＡとｂが選択され、コントローラ１０３は電流ＩｃをＩｃＨｉｇｈに設定する。この時間は、電流値Ｉｃは小さいが、電流Ｉｃの変化量が大きく、リレー接点１で生じる反発磁場は次第に大きくなるため、コントローラ１０３は、電流Ｉｃの変化後の電流値に備えて、高い電流ＩｃＨｉｇｈを設定して、反発磁場に抗する電流Ｉｃをリレーコイル２へ流す。 At time T1～t0, the current value of the current Ia is smaller than I 0, since the larger C0 differential value of the current Ia, A and b are selected in FIG. 6, the controller 103 sets the current Ic to IcHigh. During this time, the current value Ic is small, but the amount of change of the current Ic is large, and the repulsive magnetic field generated at the relay contact 1 gradually increases. Therefore, the controller 103 prepares for the current value after the change of the current Ic, IcHigh is set, and a current Ic that resists the repulsive magnetic field is passed through the relay coil 2.

時間ｔ０〜ｔ２の時、電流Ｉａの電流値はＩ０より大きく、電流Ｉａの微分値はＣ０より大きいため、図６においてＢとｂが選択され、コントローラ１０３は電流ＩｃをＩｃＨｉｇｈに設定する。この時間は、電流値Ｉｃが大きく又は電流Ｉｃの変化量も大きいため、リレー接点１で生じる反発磁場は大きく、コントローラ１０３は、高い電流ＩｃＨｉｇｈを設定して、当該反発磁場に抗するよう電流Ｉｃをリレーコイル２へ流す。 At time t0 to t2, since the current value of the current Ia is larger than I0 and the differential value of the current Ia is larger than C0, B and b are selected in FIG. 6, and the controller 103 sets the current Ic to IcHigh. During this time, since the current value Ic is large or the amount of change in the current Ic is large, the repulsive magnetic field generated at the relay contact 1 is large, and the controller 103 sets a high current IcHigh so as to resist the repelling magnetic field. To the relay coil 2.

時間ｔ２〜ｔ３の時、電流Ｉａの電流値はＩ０より大きく、電流Ｉａの微分値はＣ０より大きいため、図６においてＢとｂが選択され、コントローラ１０３は電流ＩｃをＩｃＨｉｇｈに設定する。この時間は、電流Ｉｃの変化量が小さいが、電流値Ｉｃは大きいため、リレー接点１で生じる反発磁場は大きく、コントローラ１０３は、高い電流ＩｃＨｉｇｈを設定して、当該反発磁場に抗する電流Ｉｃをリレーコイル２へ流す。 At time t2 to t3, the current value of the current Ia is greater than I 0, since the larger C0 differential value of the current Ia, B and b are selected in FIG. 6, the controller 103 sets the current Ic to IcHigh. During this time, although the amount of change in the current Ic is small, the current value Ic is large, so that the repulsive magnetic field generated at the relay contact 1 is large, and the controller 103 sets a high current IcHigh to resist the repulsive magnetic field Ic. To the relay coil 2.

次に、図７を用いて、本例のリレースイッチ回路の制御動作を説明する。   Next, the control operation of the relay switch circuit of this example will be described with reference to FIG.

ステップＳ７１において、例えば使用者がイグニッションをオンにした時に、リレースイッチ回路は動作を開始し、電流センサ１０１は、電流Ｉａを検出する（ステップＳ７２）。そして、電流センサ１０１は、検出した電流Ｉｃに応じて、検出電流値をコントローラ１０３へ出力し、コントローラ１０３は、電流Ｉａに対する時間微分を算出する（ステップＳ７３）。そして、コントローラ１０３は、検出した電流値Ｉｃの大きさと電流の時間微分値ｄＩａ／ｄｔから、図６のテーブルを用いて、電流Ｉｃを設定し（ステップＳ７４）、処理を終了する（ステップＳ７５）。   In step S71, for example, when the user turns on the ignition, the relay switch circuit starts operating, and the current sensor 101 detects the current Ia (step S72). Then, the current sensor 101 outputs a detected current value to the controller 103 according to the detected current Ic, and the controller 103 calculates a time derivative with respect to the current Ia (step S73). The controller 103 sets the current Ic from the detected current value Ic and the time differential value dIa / dt of the current using the table of FIG. 6 (step S74), and ends the process (step S75). .

これにより、本例のリレースイッチ回路は、リレー接点１に流れる電流Ｉｃを直接的に検出し、その検出結果である電流値Ｉａと電流の時間微分値ｄＩａ／ｄｔに応じてリレーコイル２に流れる電流Ｉｃを可変するため、リレーコイル２に、最大電流を常時流す必要がない。これにより、消費電力を抑えることができる。   Thereby, the relay switch circuit of this example directly detects the current Ic flowing through the relay contact 1, and flows through the relay coil 2 according to the current value Ia and the time differential value dIa / dt of the current as the detection result. Since the current Ic is variable, it is not necessary to constantly flow the maximum current through the relay coil 2. Thereby, power consumption can be suppressed.

また本例は、電流値Ｉａと電流の時間微分値ｄＩａ／ｄｔの二つの要素を用いて、電流Ｉｃを可変するため、電流Ｉａが急激に増加し高い電流値（Ｉ２）に達する前に、電流Ｉｃを大きくすることができる。これにより、本例は、電流値Ｉａのみを用いて電流Ｉｃを可変する場合と比較して、より早く電流Ｉｃを可変することができ、確実にリレースイッチの導通状態を維持することができる。 Further, in this example, since the current Ic is varied using two elements of the current value Ia and the time differential value dIa / dt of the current, before the current Ia increases rapidly and reaches a high current value (I 2 ). The current Ic can be increased. As a result, in this example, the current Ic can be varied faster than when the current Ic is varied using only the current value Ia, and the conduction state of the relay switch can be reliably maintained.

なお、本例は、リレー接点を流れる電流Ｉａの電流値と時間微分値ｄＩａ／ｄｔを用いたが、時間微分値ｄＩａ／ｄｔのみを用いて、電流Ｉｃを可変してもよい。本例は、リレー接点１に電流の時間微分値ｄＩａ／ｄｔが小さくなると、リレーコイル２に流れる電流を小さくすることにより、リレー接点１の導通状態を保持しつつ、リレーコイル２の電流を下げて磁場を抑えることができるため、消費電力を抑えることができる。 Although the current value of the current Ia flowing through the relay contact and the time differential value dIa / dt are used in this example, the current Ic may be varied using only the time differential value dIa / dt. In this example, when the time differential value dIa / dt of the current is reduced in the relay contact 1, the current flowing in the relay coil 2 is reduced, thereby reducing the current in the relay coil 2 while maintaining the conduction state of the relay contact 1. Therefore, power consumption can be reduced because the magnetic field can be suppressed.

なお、本例のリレースイッチ回路は、リレーコイルに流れる電流Ｉｃを二段階としたが、必ずしも二段階である必要はなく、三段階以上の多段階としてもよい、本例のコントローラ１０３は本発明の「電流可変手段」に相当する。   In the relay switch circuit of this example, the current Ic flowing through the relay coil has two stages. However, it is not always necessary to have two stages, and the controller 103 of this example may have three or more stages. Corresponds to “current variable means”.

《第３実施形態》
図８は、発明の他の実施例に係るリレースイッチ回路と当該リレースイッチ回路を組み込むリレースイッチ制御装置である。図９は、ＣＰＵ１００が出力するトルク指令Ｔの出力トルク値に対するリレーコイル２に流れる電流値Ｉｃを示すグラフであり、図１０は、本例のリレースイッチ制御装置の動作手順を示すフローチャートである。本例では上述した第１及び２実施形態に対して、リレー接点１に流れる電流を間接的に検出する点で異なる。これ以外の構成は適宜、第１及び２実施形態の記載を援用する。 << Third Embodiment >>
FIG. 8 shows a relay switch circuit according to another embodiment of the invention and a relay switch control device incorporating the relay switch circuit. FIG. 9 is a graph showing the current value Ic flowing through the relay coil 2 with respect to the output torque value of the torque command T output by the CPU 100, and FIG. 10 is a flowchart showing the operation procedure of the relay switch control device of this example. This example differs from the first and second embodiments described above in that the current flowing through the relay contact 1 is indirectly detected. The description of the first and second embodiments is incorporated as appropriate for other configurations.

図８に示すように、本例のリレースイッチ回路のコントローラ１０３は、ＣＰＵ１００からの制御指令に応じてリレーコイル２に流れる電流Ｉｃを可変する。本例のリレースイッチ制御装置は、複数のセル電池が直列に接続された組電池５と、当該組電池５の両極に接続されたセルコントローラ６と、本例のリレースイッチ回路と、組電池５の両極にインバータ３を介して接続された駆動モータ４と、インバータ３及びセルコントローラ６を制御するＣＰＵ１００を有する。また組電池５の負極側に、本例のリレースイッチ回路と連動して動作するリレースイッチ１１が接続される。   As shown in FIG. 8, the controller 103 of the relay switch circuit of this example varies the current Ic flowing through the relay coil 2 in accordance with a control command from the CPU 100. The relay switch control device of this example includes an assembled battery 5 in which a plurality of cell batteries are connected in series, a cell controller 6 connected to both electrodes of the assembled battery 5, the relay switch circuit of this example, and the assembled battery 5 The drive motor 4 is connected to the two poles via the inverter 3, and the CPU 100 controls the inverter 3 and the cell controller 6. A relay switch 11 that operates in conjunction with the relay switch circuit of this example is connected to the negative electrode side of the assembled battery 5.

セルコントローラ６は、ＣＰＵ１００からの制御指令に応じて、組電池５の各セル電池の電圧を検出し、検出結果をＣＰＵ１００へ送信する。また、セルコントローラ６は、ＣＰＵ１００からの制御指令に応じて、セル電池と図示しない容量調整用抵抗との閉回路を形成し、当該セル電池の電流を容量調整用抵抗に流すことで、各セル電池の容量を調整する。まお、図６においては、組電池５の両端の間にセルコントローラ６を接続するが、各複数のセル電池毎に、それぞれセルコントローラ６を接続してもよい。   The cell controller 6 detects the voltage of each cell battery of the assembled battery 5 in response to a control command from the CPU 100 and transmits the detection result to the CPU 100. Further, the cell controller 6 forms a closed circuit of a cell battery and a capacity adjustment resistor (not shown) in response to a control command from the CPU 100, and causes the current of the cell battery to flow through the capacity adjustment resistor. Adjust the battery capacity. In FIG. 6, the cell controller 6 is connected between both ends of the assembled battery 5, but the cell controller 6 may be connected for each of the plurality of cell batteries.

インバータ３は、ＣＰＵ１００からの制御指令に応じて、ＰＷＭ方式によるスイッチング動作をすることで、モータ４の出力トルクを調整する。ＣＰＵ１００は、使用者のアクセル開度Ａｐに応じて、モータ４の出力トルクを調整するトルク指令Ｔをインバータ３に出力する。また、ＣＰＵ１００はセルコントローラ６で検出する検出電圧から、組電池５の容量を監視し、組電池５の容量に応じてモータ４の出力トルクを制御するトルク指令Ｔをインバータ３へ出力する。組電池５の容量が少ない場合、ＣＰＵ１００は、出力トルクを制限するようトルク指令Ｔを出力することにより、組電池５の過放電を防止する。   The inverter 3 adjusts the output torque of the motor 4 by performing a switching operation by a PWM method in accordance with a control command from the CPU 100. The CPU 100 outputs a torque command T for adjusting the output torque of the motor 4 to the inverter 3 according to the accelerator opening Ap of the user. Further, the CPU 100 monitors the capacity of the assembled battery 5 from the detection voltage detected by the cell controller 6 and outputs a torque command T for controlling the output torque of the motor 4 to the inverter 3 according to the capacity of the assembled battery 5. When the capacity of the assembled battery 5 is small, the CPU 100 prevents overdischarge of the assembled battery 5 by outputting a torque command T so as to limit the output torque.

ＣＰＵ１００からの制御指令は、インバータ３だけではなくコントローラ１０３にも出力される。コントローラ１０３は、当該制御指令からリレー接点１に流れる電流Ｉａを間接的に検出する。すなわち、トルク指令Ｔの値が大きい時は、図９に示すように、モータ４からの出力トルクは大きくなり、リレー接点１に流れる電流Ｉａも大きくなる。そのため、コントローラ１０３は、リレー接点１に電流センサ等を接続して電流Ｉａを直接的に検出しなくても、電流Ｉａを把握できる。そして、トルク指令Ｔの値が大きくなると、リレーコイル２に対する反発磁場が大きくなるため、コントローラ１０３は、リレーコイル２に流れる電流Ｉｃを大きくする。一方、トルク指令Ｔの値が小さくなると、リレーコイル２に対する反発磁場が小さくなるため、コントローラ１０３は、リレーコイル２に流れる電流Ｉｃを小さくする。   A control command from the CPU 100 is output not only to the inverter 3 but also to the controller 103. The controller 103 indirectly detects the current Ia flowing through the relay contact 1 from the control command. That is, when the value of the torque command T is large, as shown in FIG. 9, the output torque from the motor 4 increases and the current Ia flowing through the relay contact 1 also increases. Therefore, the controller 103 can grasp the current Ia without connecting a current sensor or the like to the relay contact 1 and directly detecting the current Ia. When the value of the torque command T increases, the repulsive magnetic field with respect to the relay coil 2 increases, so the controller 103 increases the current Ic flowing through the relay coil 2. On the other hand, when the value of the torque command T is decreased, the repulsive magnetic field with respect to the relay coil 2 is decreased, so that the controller 103 decreases the current Ic flowing through the relay coil 2.

これにより、図９に示すように、トルク指令Ｔの値と電流Ｉｃとは比例関係にあり、コントローラ１０３は電流Ｉｃを設定する。 As a result, as shown in FIG. 9, the value of the torque command T and the current Ic are in a proportional relationship, and the controller 103 sets the current Ic.

次に、図１０を用いて本例のリレースイッチ制御回路の制御動作を説明する。   Next, the control operation of the relay switch control circuit of this example will be described with reference to FIG.

ステップＳ１１において、リレースイッチ回路は動作を開始し、セルコントローラ１０３は、ＣＰＵ１００から送信されるトルク指令Ｔを読み込む（ステップＳ１２）。そして、コントローラ１０３は、当該トルク指令Ｔから出力トルクの値を検出し、出力トルクの値に応じて、図９に示すトルク指令Ｔと出力電流Ｉｃの比例関係を用いて、電流Ｉｃを設定し（ステップＳ１３）、処理を終了する（ステップ１４）
これにより、本例のリレースイッチ回路は、リレー接点１に流れる電流Ｉａを間接的に検出し、その検出結果に応じてリレーコイル２に流れる電流Ｉｃを可変するため、リレーコイル２に、リレーコイル２に、最大電流を常時流す必要がなく、消費電力を抑えることができる。 In step S11, the relay switch circuit starts operation, and the cell controller 103 reads the torque command T transmitted from the CPU 100 (step S12). Then, the controller 103 detects the output torque value from the torque command T, and sets the current Ic using the proportional relationship between the torque command T and the output current Ic shown in FIG. 9 according to the output torque value. (Step S13), the process ends (Step 14).
Thus, the relay switch circuit of this example indirectly detects the current Ia flowing through the relay contact 1 and varies the current Ic flowing through the relay coil 2 according to the detection result. Second, it is not necessary to always flow the maximum current, and power consumption can be suppressed.

また、本例のリレースイッチ回路において、リレーコイル２に流れる電流量が小さいため、リレーコイル２で発生する熱を抑制し、リレースイッチ回路の構造を小さくし、さらに低コスト化を図ることができる。 In the relay switch circuit of this example, since the amount of current flowing through the relay coil 2 is small, heat generated in the relay coil 2 can be suppressed, the structure of the relay switch circuit can be reduced, and the cost can be further reduced. .

また、リレー接点１に流れる電流は、ＣＰＵ１００が出力トルクを変化させるトルク指令Ｔ等の制御指令を出した後に、ディレイをもって変化する。本例は、制御指令に応じて、電流Ｉｃ可変するため、電流センサ等で電流Ｉａを直接検出する場合と比較して、リレーコイルに対して応答性を向上させることができる。 Further, the current flowing through the relay contact 1 changes with a delay after the CPU 100 issues a control command such as a torque command T for changing the output torque. In this example, since the current Ic is varied according to the control command, the response to the relay coil can be improved as compared with the case where the current Ia is directly detected by a current sensor or the like.

また本例のリレースイッチ回路は、モータの出力トルクが小さくなると、リレーコイル２に流れる電流が小さくなるため、リレー接点１の導通状態を保持しつつ、リレーコイル２の電流を下げて磁場を抑えることができ、消費電力を抑えることができる。   Further, in the relay switch circuit of this example, when the output torque of the motor becomes small, the current flowing through the relay coil 2 becomes small. Therefore, while maintaining the conduction state of the relay contact 1, the current of the relay coil 2 is lowered to suppress the magnetic field. Power consumption can be suppressed.

また本例は、トルク指令Ｔを用いて、リレー接点１に流れる電流Ｉａが変化する前に、リレーコイル２に流れる電流Ｉｃを可変するため、リレー接点１に流れる電流Ｉａが急激に変化しても、時間的に遅れることなく電流Ｉｃを可変し、確実にリレースイッチの導通状態を維持することができる。 Further, in this example, since the current Ic flowing through the relay coil 2 is varied before the current Ia flowing through the relay contact 1 is changed using the torque command T, the current Ia flowing through the relay contact 1 is rapidly changed. However, the current Ic can be varied without being delayed in time, and the conduction state of the relay switch can be reliably maintained.

また本例は、リレー接点１に流れる電流Ｉａをアクセル開度Ａｐを用いて間接的に検出するので、電流センサの設定が困難な場合に適用すると好ましい。 In addition, since the current Ia flowing through the relay contact 1 is indirectly detected using the accelerator opening Ap, this example is preferably applied when setting of the current sensor is difficult.

なお、本例のモータ４は本発明の「電力負荷」に相当し、ＣＰＵ１００は「制御手段」に相当する。 The motor 4 of this example corresponds to the “power load” of the present invention, and the CPU 100 corresponds to “control means”.

１…リレー接点
２…リレーコイル
３…インバータ
４…モータ
５…組電池
６…セルコントローラ
１００…ＣＰＵ
１０１…電流センサ
１０２…増幅器
１０３…コントローラ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Relay contact 2 ... Relay coil 3 ... Inverter 4 ... Motor 5 ... Assembly battery 6 ... Cell controller 100 ... CPU
101 ... Current sensor 102 ... Amplifier 103 ... Controller

Claims (8)

リレー接点とリレーコイルを有するリレースイッチにおいて、
前記リレー接点に流れる電流を直接的又は間接的に検出する電流検出手段と
前記電流検出手段の検出結果に応じて前記リレーコイルに流れる電流を可変する電流可変手段を有することを特徴とする
リレースイッチ回路。 In a relay switch having a relay contact and a relay coil,
A relay switch comprising: current detection means for directly or indirectly detecting the current flowing through the relay contact; and current variable means for varying the current flowing through the relay coil in accordance with a detection result of the current detection means. circuit. 前記電流可変手段は、前記リレー接点の流れる電流が小さくなると、前記リレーコイルに流れる電流を小さくすることを特徴とする
請求項１記載のリレースイッチ回路。 2. The relay switch circuit according to claim 1, wherein the current varying means reduces the current flowing through the relay coil when the current flowing through the relay contact decreases. 前記電流検出手段は、リレー接点に接続され、
前記電流可変手段は、前記電流検出手段で検出された検出値と参照値とを比較し、当該比較の結果に応じて前記リレーコイルに流れる電流を可変する
請求項１又は２記載のリレースイッチ回路。 The current detection means is connected to a relay contact,
3. The relay switch circuit according to claim 1, wherein the current varying unit compares a detected value detected by the current detecting unit with a reference value, and varies a current flowing through the relay coil according to a result of the comparison. . 前記電流可変手段は、前記リレー接点の流れる電流の微分値が小さくなると、前記リレーコイルに流れる電流を小さくすることを特徴とする
請求項１記載のリレースイッチ回路。 2. The relay switch circuit according to claim 1, wherein the current varying means reduces the current flowing through the relay coil when the differential value of the current flowing through the relay contact decreases. 前記電流可変手段は、前記リレー接点の流れる電流の電流値と当該電流の微分値に応じて、前記リレーコイルに流れる電流を可変することを特徴とする
請求項１又は４に記載するリレースイッチ回路 5. The relay switch circuit according to claim 1, wherein the current varying unit varies a current flowing through the relay coil in accordance with a current value of a current flowing through the relay contact and a differential value of the current. 前記電流検出手段は、リレー接点に接続され、
前記電流可変手段は、前記電流検出手段と電気的に接続する微分回路を有し、前記微分回路の電流の変化に応じて前記リレーコイルに流れる電流を可変する
請求項１、４又は５のいずれか一項に記載のリレースイッチ回路。 The current detection means is connected to a relay contact,
The current variable means has a differentiation circuit electrically connected to the current detection means, and varies the current flowing through the relay coil in accordance with a change in the current of the differentiation circuit. A relay switch circuit according to claim 1. 請求項１記載のリレースイッチ回路を有するリレースイッチ制御装置において、
前記リレー接点と電気的に接続する電力負荷と、
前記電力負荷への電力を制御する制御指令を送信する制御手段を有し、
前記電流検出手段は、前記制御指令から前記リレースイッチに流れる電流を間接的に検出する
リレースイッチ制御装置。 In the relay switch control device having the relay switch circuit according to claim 1,
A power load electrically connected to the relay contact;
Control means for transmitting a control command for controlling power to the power load;
The said current detection means is a relay switch control apparatus which detects the electric current which flows into the said relay switch indirectly from the said control command. 請求項７記載のリレースイッチ制御装置において、
前記電力負荷はインバータに接続されるモータを有し、
前記制御手段は、前記インバータに対して前記制御指令を送信することで前記モータの出力トルクを制御し、
前記電流可変手段は、前記出力トルクが小さくなると前記リレーコイルに流れる電流を小さくすることを特徴とする
リレースイッチ制御装置。 In the relay switch control device according to claim 7,
The power load has a motor connected to an inverter,
The control means controls the output torque of the motor by transmitting the control command to the inverter,
The current switch means reduces the current flowing through the relay coil when the output torque decreases.
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