JPH04315723A - リレー群の制御用の回路装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、共通の制御電圧におい
て選択的に動作し得るリレー群の制御用の回路装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】通常、電磁リレーにおいては、巻線が、
接極子を吸引するために比較的大きな応動励磁を必要と
するという問題が存在しており、この応動励磁は、温度
が変動する場合においても、あるいは供給電圧が変動す
る場合においても保証されなければならないものである
。接極子が一度吸引されたならば、リレーの投入接続状
態を保持するためには、実質的に小さい保持励磁でも十
分である。このことは、比較的高い応動電圧で継続動作
すると不必要に多くのエネルギーが消費され、さらにリ
レー自体が所望されない形で加熱されることを意味する
。このような問題は、特に温度差が激しくてバッテリー
電圧が激しく変動する自動車において、リレーを作動す
る場合に生じる。

【０００３】個々のリレーを制御するためには、接極子
が吸引された後で応動電圧を、保持のための比較的低い
電圧に下げることが以前から知られている。例えばこれ
は、純然たる時間制御だけによって行うことができる。 すなわち所定の持続時間の応動パルスの後で、保持のた
めの励磁へ切り換えるようにするのである。しかしなが
ら接極子が吸引されたことを積極的に検出し、この検出
に依存して保持励磁へ切り換えることも可能である。そ
れゆえにドイツ連邦共和国特許公開第３６１５９０８号
公報によれば、電流の急激な変化が、接極子励磁回路の
閉成の瞬間に検出され、切換のために評価される。ドイ
ツ連邦共和国特許公開第３９２５７２６号公報からは次
のようなことも公知である。すなわち励磁電流も励磁電
圧も検出し、これらの２つの値に依存して、リレー巻線
を通る電流を高めたり、減少させたりすることも公知で
ある。この公知の制御回路は、それぞれ個々のリレーの
動作に対してだけ設計されているため、複数のリレーを
時間的にずらして動作させる場合は、これらのリレーの
それぞれに対して全体的な回路をそのために設けなけれ
ばならない。

【０００４】ドイツ連邦共和国特許第３３３１６７８号
公報には、選択的に並列動作可能な複数のリレーを制御
するための回路装置が、取り扱われているが、しかしな
がらやはりこの場合においても、各リレーに対して固有
の制御構成ユニットが必要である。この制御構成ユニッ
トは、共通の制御装置で生成される吸引パルスと保持パ
ルス列を各リレー巻線に供給するものである。そのため
このような装置においても回路経費が著しくかかるもの
となる。この回路経費は付加的に投入されるリレーに伴
って高くなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、冒頭
に述べたような回路装置において、比較的僅かな回路経
費で、個別に接続可能なリレー群に、必要に応じて応動
電圧ないし減少された保持電圧を供給するような回路装
置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば上記課題
は、回路装置は、電圧調整器と電流測定装置とを有して
おり、前記電圧調整器は、制御信号に依存して接続され
た全てのリレー巻線に、制御電圧を僅かな保持電圧又は
高い応動電圧の形で選択的に供給するものであり、前記
電流測定装置は、電圧調整器への付加的な巻線の接続の
際に、それに伴う電流上昇をそれぞれ測定し、かつその
ことによって電圧調整器に対する制御信号を生成するも
のであり、さらに前記電圧調整器は、所定の時間間隔の
制御信号を受け取った場合には応動電圧を供給し、それ
以外は常時保持電圧を巻線に供給するように構成されて
解決される。

【０００７】本発明の装置によれば、各個々のリレーを
呼び出し、応動電圧が供給されるか保持電圧が供給され
る毎にリレーの動作状態を検出することが回避されるも
のとなる。それにより、制御装置と、異なった場所に挿
入されたリレーとの間で、監視用の線路を設ける必要性
がなくなる。それどころか並列に接続された巻線を介し
て全体の電流だけを測定すればよく、その際に次のよう
な認識を利用することができる。すなわち付加的なリレ
ーの各接続は、共通の給電線路の中で跳躍的な電流上昇
となるということである。そのような電流上昇が検出可
能であれば、共通の給電線路において制御電圧を短時間
高め、それによっていずれにせよ新たに接続されたリレ
ーにも、必要な応動励磁を補助的に与えることができる
。その際他のリレーも短時間の不必要な応動電圧を再度
受け取ってしまうが、これは制御線路と回路素子におけ
る節約に対してさほど重要なことではない。

【０００８】作動電圧は通常、応動電圧と保持電圧とに
対して異なった値を有する直流電圧であり得る。しかし
ながら作動電圧は、公知にはクロック電圧でもあり得る
。この場合応動電圧と作動電圧との間の相違が、振幅ま
たはデューティー比あるいはこれらの両方の中で存在し
得る。

【０００９】本発明による回路装置の別の有利な構成例
では、電流測定装置が差動増幅器を有している。この差
動増幅器は、リレー巻線の共通の電流給電回路の中に直
列に接続された抵抗を介して電圧を検出し、電流が上昇
した場合には制御信号を発生する。別の有利な構成例で
は、電流測定装置が、リレー巻線の電流給電回路中に接
続されたトランジスタを有しており、このトランジスタ
は、制御回路を介して遅延させることにより一定の電圧
降下に追従制御することが可能であり、その際一時的な
電圧上昇から追従制御信号を導出し、この追従制御信号
から電圧制御のための制御信号を導出することができる
。この構成形式は、非常に多くのリレーを監視しなけれ
ばならないような場合に特に有利である。なぜならばこ
の場合、電流全体とそれに伴う投入接続されたリレーの
全体数が、追従制御信号の大きさに影響を及ぼさないか
らである。

【００１０】本発明による回路装置においては電流測定
装置の時定数が通常次のように選定されるべきである。 すなわち別のリレーの遮断接続による電流低下が同時に
生じた場合でも、リレーの投入接続の際の電流上昇が検
出でき得るように選定されるべきである。前記の時定数
を相応に選定することによってこのような場合でも、使
える制御信号を得ることができる。なぜならリレーが遮
断された場合の電流低下は、リレーが投入された場合の
電流上昇よりも早いからである。そのため時定数の選定
によって短時間の電流の降下を考慮するだけでよくなる
。

【００１１】既述のように、リレー群に対する本発明に
よる電流制御は、異なった場所に配置されたリレーの個
々に対する監視線路を節約する。その他にも制御器に対
する数多くの入力線路も節約できるものである。この入
力線路は全て、１００Ｖ以上の障害ピークに対する保護
回路を備えていなければならないものであった。本発明
による別の利点は、制御すべきリレーの数が、回路の投
入と選定の際に定められなくてもよいことである。

【００１２】

【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づき詳細に説
明する。

【００１３】図１には、作動電圧ＵＢ、例えば自動車に
おけるバッテリー電圧が次のように制御されるべき回路
装置が示されている。すなわち相互に依存することなく
投入ないし遮断接続可能なリレーＲＬ１からＲＬｎを有
する構成群が、それぞれ確実に投入接続されるように制
御されるべき回路装置である。しかしながらこの場合、
保持状態においては不必要に高い電流は保持されない。 既に述べたように個々のリレーが、スイッチＳ１からＳ
ｎまでを介して必要に応じて個別に接続されるものであ
る。前記の目的のために、電圧調整器ＶＣが設けられて
おり、この電圧調整器ＶＣは、リレー構成群に制御電圧
ＵＲを供給している。この電圧ＵＲは、通常リレーを保
持するための励磁に対して十分な、比較的低い保持電圧
である。しかしながら構成群から付加的なリレーが接続
されるべき瞬間においては、この制御電圧ＵＲは短時間
高められる。これはパルスｖａによって示されている。

【００１４】付加的なリレーの接続を識別するために、
電流測定装置が設けられている。この電流測定装置は、
図１によれば直列抵抗（Ｓｈｕｎｔ）ＲＳを使用してい
る。この抵抗ＲＳにおいて、抵抗Ｒ１，Ｒ２および減結
合コンデンサＣ１を介して電圧が取り出されており、こ
の電圧は、帰還抵抗Ｒ３を有しボルテージフォロワとし
て接続されている演算増幅器ＯＰ１に供給される。抵抗
ＲＳにおいて電流の上昇の際に生じる電圧変化は、演算
増幅器ＯＰ１の出力側にパルスｉを発生する。このパル
スは、ダイオードＤ１を介して取り出され、電圧調整器
ＶＣに供給される。抵抗Ｒ４とＲ５は、電圧調整器への
帰還結合または電圧調整器の入力側に対する接地抵抗と
して使用される。

【００１５】図１による電流センサによって抵抗ＲＳに
おける電圧変化が増幅され、この信号が、後置接続され
た電圧調整器ＶＣの測定路に重畳され、それによって出
力電圧が電圧パルスｖａの形で短時間上昇する。

【００１６】図２には、リレーの接続の際の電流上昇を
識別するための別の実施例が示されている。ここでは、
図１と同じように電圧調整器ＶＣに接続されているリレ
ー構成群の電流回路中で、電界効果トランジスタＦＥＴ
が、そのソース−ドレン−区間を以って接続される。こ
の電界効果トランジスタＦＥＴは、演算増幅器ＯＰ２に
より、抵抗Ｒ１１からＲ１５までを介して、定電圧に調
整される。この場合調整された状態では、電界効果トラ
ンジスタの抵抗に対し、式、ＲＦＥＴ＝ＵＦＥＴ／Ｉが
成り立つ。

【００１７】励磁回路中の電流上昇は、電界効果トラン
ジスタにおいて短時間の電圧上昇を生ぜしめる。この電
圧上昇は、いずれにせよ並列ダイオードＤ１１によって
制限される。この電圧上昇は、演算増幅器ＯＰ２によっ
て制御される。なぜなら追従制御信号がＲ１４を介して
電界効果トランジスタのゲート電極に供給されるからで
ある。追従制御信号は、コンデンサＣ１２を介してパル
スｉとしてフリップフロップＦＦに供給され、このフリ
ップフロップからは電圧調整器ＶＣの制御信号として供
給される。電界効果トランジスタのソース−ゲート−区
間に対して並列にコンデンサＣ１１が接続されており、
このコンデンサＣ１１は、追従制御を遅延させ、それに
よって制御信号の生成に十分な長さのパルスを可能にし
ている。

【００１８】図２による測定方法では、電界効果トラン
ジスタにおいて常に電圧上昇が検出でき、この電圧上昇
は、励磁電流の全体量にほとんど依存しない。一方図１
での抵抗ＲＳにおける測定では、測定値は電流の全体に
依存する。そのため図２による回路装置は、数が非常に
多くて種々異なる回数の中で接続され得るリレーを投入
するような場合に特に有利に適合する。

【００１９】図３ａとｂには、本発明に基づいてリレー
群が制御された場合の電流経過および電圧経過が示され
ている。図３ａの特性曲線は、時間ｔに亘る電流経過を
示している。ｔ１，ｔ２，ｔ３の時点では、それぞれリ
レー巻線が接続されていることが見て取れる。電流はそ
れぞれ図に示されているような経過をたどっている。そ
の際経過曲線区分ａにおいては上昇が起こっており、こ
の上昇は、図１及び図２による電流測定装置によって識
別される。その後このような電流上昇に対する応答とし
て、図３ｂに示されるように、ｔ１１，ｔ２１，ｔ３１
の時点において電圧ＵＲが、低い保持電圧Ｕｈから高い
応動電圧Ｕａ（例えば７Ｖから１２Ｖ）に引き上げられ
る。これは結果として、図３ａの各経過曲線区分ｂから
もわかるように、別の電流上昇にもなる。予め定められ
たパルス期間の経過後、電圧は再び保持電圧Ｕｈに低下
し、それによって電流も減少する。（図３ａの特性曲線
区分ｃ）

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、各個々のリレーを走査
検出し、応動電圧が供給されるか保持電圧が供給される
毎にリレーの動作状態を検出することが回避されるもの
となる。それにより、制御装置と、異なった場所に挿入
接続されたリレーとの間で、監視用の線路を設ける必要
性がなくなる。さらに本発明によれば、制御器に対する
入力線路が節約される。その他にも制御すべきリレーの
数が回路の投入と選定の際に定められ無くてもよいとい
う利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の電流測定装置構成を有する本発明による
回路装置を示した図である。

【図２】第２の電流測定装置構成を有する回路装置の変
化例を示した図である。

【図３】本発明に基づき電流及び電圧の経過を時間ｔに
亘って表わした図である。

【符号の説明】

ＯＰ　　　　演算増幅器 Ｒ　　　　　　抵抗 ＲＳ　　　　直列抵抗 Ｄ　　　　　　ダイオード Ｓ　　　　　　スイッチ ＲＬ　　　　リレー ＦＥＴ　　電界効果トランジスタ ＶＣ　　　　電圧調整器

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　共通の制御電圧において選択的に動作
   し得るリレー群の制御用の回路装置において、当該回路
   装置は、 −電圧調整器（ＶＣ）と −電流測定装置（ＲＳ，ＯＰ１；ＦＥＴ，ＯＰ２）とを
   有しており、前記電圧調整器（ＶＣ）は、接続された全
   てのリレー巻線に、制御信号（ｉ）に依存して制御電圧
   （ＵＲ）を僅かな保持電圧又は高い応働電圧の形で選択
   的に供給するものであり、前記電流測定装置（ＲＳ，Ｏ
   Ｐ１；ＦＥＴ，ＯＰ１）は、電圧調整器への付加的な巻
   線の接続の際に、それに伴う電流上昇をそれぞれ測定し
   、かつそのことによって電圧調整器（ＶＣ）に対する制
   御信号を生成するものであり、さらに前記電圧調整器（
   ＶＣ）は、所定の時間間隔の制御信号を受け取った場合
   には応働電圧を供給し、それ以外は常時保持電圧を巻線
   に供給することを特徴とするリレー群の制御用の回路装
   置。
2. 【請求項２】　　前記電流測定装置は、差動増幅器（Ｏ
   Ｐ１）を有しており、この差動増幅器は、リレー巻線の
   共通の電流給電回路中に直列に挿入接続された抵抗（Ｒ
   Ｓ）を介して電圧を取り出し、さらに電流の上昇の際に
   は制御信号（ｉ）を生成する請求項１記載の回路装置。
3. 【請求項３】　　前記電流測定装置は、電流給電回路中
   に挿入接続されたトランジスタ（ＦＥＴ）を有しており
   、このトランジスタ（ＦＥＴ）は、制御回路により遅延
   されて一定の電圧降下が生じるように追従制御され、こ
   の場合一時的な電圧上昇から追従制御信号が導出され、
   この追従制御信号から電圧調整器（ＶＣ）に対する制御
   信号（ｉ）が導出される請求項１または２記載の回路装
   置。
4. 【請求項４】　　前記トランジスタは、電界効果トラン
   ジスタ（ＦＥＴ）であり、この電界効果トランジスタ（
   ＦＥＴ）のソース−ドレン−電圧が、分圧回路（Ｒ１１
   ，Ｒ１２）と演算増幅器（ＯＰ２）を介して、ゲート電
   圧を導出するために取り出され、さらにゲート電圧の変
   化が制御信号として出力結合される請求項３記載の回路
   装置。
5. 【請求項５】　　電界効果トランジスタにおける電圧上
   昇が、並列ダイオード（Ｄ１１）によって制限される請
   求項４記載の回路装置。
6. 【請求項６】　　電界効果トランジスタにおける電圧の
   追従制御が、当該電界効果トランジスタのソース−ゲー
   ト区間に対して並列に接続されているコンデンサ（Ｃ１
   １）によって遅延される請求項４又は５記載の回路装置
   。
7. 【請求項７】　　応動電圧及び保持電圧がそれぞれ直流
   電圧として形成されている請求項１から６いずれか１記
   載の回路装置。
8. 【請求項８】　　上記応動電圧及び／又は保持電圧は、
   一定の又は可変のキーイング比（オン／オフ比）を有す
   るパルスの形で供給される請求項１から６いずれか１記
   載の回路装置。
9. 【請求項９】　　他のリレーの遮断接続によって短時間
   の電流低下が同時に作用した場合でも、リレーの投入接
   続時の電流上昇が評価されて制御信号の得られる程度の
   大きさの値に、電流測定装置の時定数が選定されている
   、請求項１から８いずれか１記載の回路装置。