JP4122906B2 - リレー制御回路およびリレー制御方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、リレー制御回路およびリレー制御方法に関する。特に本発明は、電源制御回路において電源のオンオフに用いられるリレー用のリレー制御回路およびリレー制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
電気自動車(いわゆるハイブリッド自動車を含む)は、電力を蓄える電池と、電池からの動力で駆動するモータと、を備える。モータと電池との間には、電池からの電力供給を制御するための制御リレーであるメインリレーおよび補助リレーが設けられている。
【0003】
図1は、従来より電気自動車に用いられているモータ用電源回路の回路構成図である。バッテリ20は、多数の電池セルからなる組電池であり約300Vの出力電圧を有する。バッテリ20の正極は、メインリレー30を介して、インバータ回路40の一端と接続されている。
【0004】
メインリレー30は、いわゆる2コイル型のリレーであって、メインリレー30の開閉を行うプランジャ(図示せず)を吸引する場合に励磁される第1コイル60および吸引されたプランジャを保持する場合に励磁される第2コイル62を含む。第1コイル60および第2コイル62には、電源(図示せず)からそれぞれ電力が供給されている。それぞれのコイルの電力供給のオン/オフは、ECU70からの入力信号(図1のB、C)に基づいて行われている。
【0005】
メインリレー30には、補助リレー34及び抵抗36が並列接続されている。補助リレー34は、いわゆる1コイル型のリレーであって、補助リレー34の開閉を行うプランジャ(図示せず)を吸引するとともに、吸引されたプランジャを保持する場合に励磁されるコイル64を含む。コイル64には、電源(図示せず)から電力が供給されている。コイル64の電力供給のオン/オフは、ECU70からの入力信号(図1のA)に基づいて行われている。
【0006】
また、バッテリ20の負極は、メインリレー32を介して、インバータ回路40の他端と接続されている。メインリレー32は、上述したメインリレー30と同様な構成の2コイル型リレーである。メインリレー32は、メインリレー32の開閉を行うプランジャ(図示せず)を吸引する場合に励磁される第1コイル66および吸引されたプランジャを保持する場合に励磁される第2コイル68を含む。第1コイル66および第2コイル68には、電源(図示せず)からそれぞれ電力が供給されている。それぞれのコイルの電力供給のオン/オフは、ECU70からの入力信号(図1のE、D)に基づいて行われている。
【0007】
インバータ回路40には、3相交流誘導モータ50が負荷として接続されている。従って、補助リレー34、メインリレー30およびメインリレー32をオンすることにより、インバータ回路40に電力が供給され、インバータ回路40のスイッチング制御により三相交流が発生する。この3相交流によって3相交流誘導モータ50が駆動し、車両が走行する。
【0008】
図2は、以上のような回路構成における、励磁シーケンスを示し、また、図3はリレー回路のシーケンスを示す。図2において、励磁変化100(−メイン),102(+メイン)および104(プリチャージ)は、それぞれ、メインリレー32、メインリレー30、および補助リレー34のコイルの励磁状態を示す。また、図3において、リレー開閉変化104,106および108は、それぞれ、メインリレー32、メインリレー30、および補助リレー34の開閉状態を示す。
【0009】
まず、時刻t1において、入力信号A,D,Eがオン(励磁指令)になり、コイル64およびコイル66,68が励磁され、補助リレー34およびメインリレー32がオンになる。続いて、t2において、入力信号Eがオフ(非励磁指令)になり、コイル66の通電が遮断され、メインリレー32のプランジャがオンの状態で保持される。続いて、t3において、入力信号B,Cがオンになり、コイル60,62が励磁され、メインリレー30がオンになる。これにより、インバータ回路40に電力が供給される。続いて、t4において、入力信号C,Aがオフになり、コイル60、およびコイル64への通電が遮断され、メインリレー30およびメインリレー32のプランジャがオンの状態で保持される。最後に、t5において、入力信号B,Dがオフになり、コイル62およびコイル68への通電が遮断され、メインリレー30およびメインリレー32がオフとなり、インバータ回路40への電力供給が終了する。
【0010】
なお、2コイル型のリレーは、例えば特開平11−21831号公報(特許文献1)、特開平4−10322号公報(特許文献2)、特開2001−153007号公報(特許文献3)に開示されている。
【0011】
【特許文献1】
特開平11−21831号公報
【特許文献2】
特開平4−10322号公報
【特許文献3】
開2001−153007号公報
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような従来の電源制御回路に用いられるリレーの制御回路では、2コイル型のメインリレーが備える2つのコイルそれぞれの励磁状態をECUで制御する必要があった。すなわち、電源制御回路全体では、補助リレーのコイル1つと、2個のメインリレーそれぞれにコイル2つの計5つのコイルの励磁状態をそれぞれ独立に制御する制御部が必要となり、制御回路が複雑となっていた。このため、メンテナンスが困難になったり、部品の増大によるコスト増が生じていた。
【0013】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできるリレー制御回路およびリレー制御方法を提供することを目的とする。より具体的には、本発明は、従来に比べてより単純な回路構成で、電源制御回路のオンオフに用いられるリレーを制御するためのリレー制御回路および方法を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の望ましい態様は、電源と、前記電源の両端子にそれぞれ接続され、プランジャ吸引用コイルおよびプランジャ保持用コイルをそれぞれが備え、それぞれが備える当該2つのコイルの通電状態が制御されることによってオンオフ制御される第1リレーおよび第2リレーと、前記第1リレーに並列接続された1コイル型の第3リレーと、前記第1リレーおよび前記第2リレーそれぞれの前記電源と反対側の端子間に接続された負荷と、を含む電源制御回路において、前記第1リレー、前記第2リレーおよび前記第3リレー用のコイルを制御するリレー制御回路であって、前記第1リレーのプランジャ吸引用コイル、前記第2リレーのプランジャ吸引用コイル、および前記第3リレーのコイルの通電状態を共通に制御するコイル共通通電制御手段を備える。
【0015】
本発明の他の望ましい態様は、電源と、前記電源の両端子にそれぞれ接続され、プランジャ吸引用コイルおよびプランジャ保持用コイルをそれぞれが備え、それぞれが備える当該2つのコイルの通電状態が制御されることによってオンオフ制御される第1リレーおよび第2リレーと、前記第1リレーに並列接続された1コイル型の第3リレーと、前記第1リレーおよび前記第2リレーそれぞれの前記電源と反対側の端子間に接続された負荷と、を含む電源制御回路において、前記第1リレー、前記第2リレーおよび前記第3リレー用のコイルを制御するリレー制御方法であって、前記第1リレーのプランジャ吸引用コイル、前記第2リレーのプランジャ吸引用コイル、および前記第3リレーのコイルの通電状態を共通に制御するコイル共通通電制御手段を用いて、前記第1リレーのプランジャ吸引用コイル、前記第2リレーのプランジャ吸引用コイル、および前記第3リレーのコイルを励磁するとともに、前記第2リレーのプランジャ保持用コイルの通電状態を制御する第2リレー保持コイル制御手段を用いて、前記第2リレーのプランジャ保持用コイルを励磁するステップと、前記第1リレーのプランジャ吸引用コイル、前記第2リレーのプランジャ吸引用コイル、前記第3リレーのコイル、および前記第2リレーのプランジャ保持用コイルが励磁された状態で、前記第1リレーのプランジャ保持用コイルの通電状態を制御する第1リレー保持コイル制御手段を用いて、前記第1リレーのプランジャ保持用コイルを励磁するステップと、を備える。
【0016】
本発明のさらに他の望ましい態様は、前記第1リレーのプランジャおよび前記第2リレーのプランジャが吸引され、前記第3リレーのコイルが励磁された状態で、前記コイル共通通電制御手段を用いて、前記第1リレーのプランジャ吸引用コイル、前記第2リレーのプランジャ吸引用コイル、および前記第3リレーのコイルを非励磁とすることにより、前記第1リレーのプランジャおよび前記第2リレーのプランジャを保持状態とする。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明する。図4は、実施形態に係るリレー制御回路が適用される電気自動車用モータ電源回路の回路構成図を示す図である。バッテリ220は、多数の電池セルからなる組電池であり約300Vの出力電圧を有する。バッテリ220の正極は、メインリレー230を介して、インバータ回路240の一端と接続されている。
【0018】
メインリレー230は、いわゆる2コイル型のリレーであって、メインリレー230の開閉を行うプランジャ(図示せず)を吸引する場合に励磁される第1コイル260および吸引されたプランジャを保持する場合に励磁される第2コイル262を含む。第1コイル260および第2コイル262には、電源(図示せず)からそれぞれ電力が供給されている。
【0019】
メインリレー230には、補助リレー234及び抵抗236が並列接続されている。補助リレー234は、いわゆる1コイル型のリレーであって、補助リレー234の開閉を行うプランジャ(図示せず)を吸引するとともに、吸引されたプランジャを保持する場合に励磁されるコイル264を含む。コイル264には、電源(図示せず)から電力が供給されている。
【0020】
また、バッテリ220の負極は、メインリレー232を介して、インバータ回路240の他端と接続されている。メインリレー232は、上述したメインリレー230と同様な構成の2コイル型リレーである。メインリレー232は、メインリレー232の開閉を行うプランジャ(図示せず)を吸引する場合に励磁される第1コイル266および吸引されたプランジャを保持する場合に励磁される第2コイル268を含む。第1コイル266および第2コイル268には、電源(図示せず)からそれぞれ電力が供給されている。
【0021】
インバータ回路240には、3相交流誘導モータ250が負荷として接続されている。従って、補助リレー234、メインリレー230およびメインリレー232をオンすることにより、インバータ回路240に電力が供給され、インバータ回路240のスイッチング制御により三相交流が発生する。この3相交流によって3相交流誘導モータ250が駆動し、車両が走行する。
【0022】
本実施形態においては、コイル262およびコイル268の電力供給のオン/オフは、ECU270からの入力信号(図4のB、C)に基づいてそれぞれ独立に行われている。一方、コイル260、コイル266、およびコイル264の電力供給のオン/オフは、ECU270からの入力信号(図4のA)に基づいて共通に行われている。
【0023】
図5は、以上のような実施形態に係るリレー制御回路における、各入力信号のオン(励磁指令)/オフ(非励磁指令)を示し、図6は、励磁シーケンスを示す。図5において、入力信号変化300,302および304は、それぞれ、入力信号A,B、Cのオン(励磁指令)/オフ(非励磁指令)の変化を示す。また、図6において、励磁変化310,312および314は、それぞれ、メインリレー232、メインリレー230、および補助リレー234のコイルの励磁状態を示す。
【0024】
まず、時刻t1において、入力信号Aおよび入力信号Cがオン(励磁指令)になり、コイル264、コイル260およびコイル266が励磁され、補助リレー234およびメインリレー232がオンになる。続いて、t2において、入力信号Bがオンになり、コイル262が励磁され、メインリレー230がオンになる。これにより、インバータ回路240に電力が供給される。続いて、t3において、入力信号Aがオフになり、コイル264、コイル260およびコイル266の通電が遮断される。これにより、メインリレー230およびメインリレー232のプランジャがオンの状態で保持され、補助リレー234はオフになる。最後に、t4において、入力信号B,Cがオフになり、コイル262およびコイル268への通電が遮断され、メインリレー230およびメインリレー232がオフとなり、インバータ回路240への電力供給が終了する。
【0025】
以上の手順によれば、メインリレー230のコイル260、メインリレー232のコイル266、および補助リレー234のコイル264に対して共通の入力信号Aを送信して制御することにより、リレー制御回路を単純化または簡素化しつつ、図3と同様なリレー回路のシーケンスを得ることができる。
【0026】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることができる。
【0027】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、本発明によれば、電源制御回路に用いられるリレー用の制御回路を単純化または簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来より電気自動車に用いられているモータ用電源回路の回路構成図である。
【図2】 従来の回路構成における、励磁シーケンスを示す図である。
【図3】 従来の回路構成における、リレー回路のシーケンスを示す図である。
【図4】 実施形態に係るリレー制御回路が適用される電気自動車用モータ電源回路の回路構成図である。
【図5】 実施形態に係るリレー制御回路における、各入力信号のオン(励磁)/オフ(非励磁)を示す図である。
【図6】 実施形態に係るリレー制御回路における、励磁シーケンスを示す図である。
【符号の説明】
20 バッテリ、30,32 メインリレー、34 補助リレー、40 インバータ回路、60,62,64,66,68 コイル、220 バッテリ、230,232 メインリレー、234 補助リレー、240 インバータ回路、260,262,264,266,268 コイル。
Claims (3)
- 電源と、前記電源の両端子にそれぞれ接続され、プランジャ吸引用コイルおよびプランジャ保持用コイルをそれぞれが備え、それぞれが備える当該2つのコイルの通電状態が制御されることによってオンオフ制御される第1リレーおよび第2リレーと、前記第1リレーに並列接続された1コイル型の第3リレーと、前記第1リレーおよび前記第2リレーそれぞれの前記電源と反対側の端子間に接続された負荷と、を含む電源制御回路において、前記第1リレー、前記第2リレーおよび前記第3リレー用のコイルを制御するリレー制御回路であって、
前記第1リレーのプランジャ吸引用コイル、前記第2リレーのプランジャ吸引用コイル、および前記第3リレーのコイルの通電状態を共通に制御するコイル共通通電制御手段を備えることを特徴とするリレー制御回路。 - 電源と、前記電源の両端子にそれぞれ接続され、プランジャ吸引用コイルおよびプランジャ保持用コイルをそれぞれが備え、それぞれが備える当該2つのコイルの通電状態が制御されることによってオンオフ制御される第1リレーおよび第2リレーと、前記第1リレーに並列接続された1コイル型の第3リレーと、前記第1リレーおよび前記第2リレーそれぞれの前記電源と反対側の端子間に接続された負荷と、を含む電源制御回路において、前記第1リレー、前記第2リレーおよび前記第3リレー用のコイルを制御するリレー制御方法であって、
前記第1リレーのプランジャ吸引用コイル、前記第2リレーのプランジャ吸引用コイル、および前記第3リレーのコイルの通電状態を共通に制御するコイル共通通電制御手段を用いて、前記第1リレーのプランジャ吸引用コイル、前記第2リレーのプランジャ吸引用コイル、および前記第3リレーのコイルを励磁するとともに、前記第2リレーのプランジャ保持用コイルの通電状態を制御する第2リレー保持コイル制御手段を用いて、前記第2リレーのプランジャ保持用コイルを励磁するステップと、
前記第1リレーのプランジャ吸引用コイル、前記第2リレーのプランジャ吸引用コイル、前記第3リレーのコイル、および前記第2リレーのプランジャ保持用コイルが励磁された状態で、前記第1リレーのプランジャ保持用コイルの通電状態を制御する第1リレー保持コイル制御手段を用いて、前記第1リレーのプランジャ保持用コイルを励磁するステップと、
を備えることを特徴とするリレー制御方法。 - 前記第1リレーのプランジャおよび前記第2リレーのプランジャが吸引され、前記第3リレーのコイルが励磁された状態で、前記コイル共通通電制御手段を用いて、前記第1リレーのプランジャ吸引用コイル、前記第2リレーのプランジャ吸引用コイル、および前記第3リレーのコイルを非励磁とすることにより、前記第1リレーのプランジャおよび前記第2リレーのプランジャを保持状態とすることを特徴とする請求項2に記載のリレー制御方法。
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