(57)【要約】【課題】  電磁リレーの結露による導通不良による負荷への給電不能を回避する電磁リレー回路を提供することを目的とする。【解決手段】  ＥＣＵ１は、常開の固定接点１５ｅと常閉の固定接点１５ｂを有する電磁リレー１５と、常開の電磁リレー１７と、ＣＰＵ１１と、半導体スイッチ１８Ａ、１８Ｂとを備え、電源から負荷への給電を制御する。電磁リレー１５の共通固定接点１５ｃの電圧は電圧検出線１９によりＣＰＵ１１に入力されている。ＣＰＵは、電磁リレー１５をオン状態としたとき、電磁リレー１５の正常接触を検出した場合は、そのまま電源から電磁リレー１５の常開の固定接点を介して負荷に給電し、電磁リレー１５をオン状態としたとき、電磁リレー１５の接触不良を検出した場合は、電磁リレー１５をオフ状態とし、電磁リレー１７をオン状態として、電源から電磁リレー１７、電磁リレー１５の常閉の固定接点を介して負荷に給電する。【選択図】    図１
2006172873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷への電力をオン、オフする第１の電磁リレーと、
前記第１の電磁リレーの接触不良を検知する接触不良検出手段と、
前記第１の電磁リレーに接続する常開の第２の電磁リレーと、
前記第１および第２の電磁リレーを制御する制御回路とを備え、
前記第１の電磁リレーは、可動接点と、常開の第１の固定接点と、常閉の第２の固定接点と、前記可動接点と常時接続する共通固定接点を有しており、前記第１の固定接点は電源に接続し、前記共通固定接点は前記負荷に接続し、
前記第２の電磁リレーは、可動接点と、入力側固定接点と、出力側固定接点とを有しており、前記入力側固定接点は前記電源に接続し、前記出力側固定接点は前記第１の電磁リレーの第２の固定接点に接続し、
前記制御回路は、前記第１の電磁リレーの可動接点を前記第１の固定接点側に切り替えたとき、前記接触不良検出手段が接触不良を検知した場合は、前記第１の電磁リレーの可動接点を前記第２の固定接点側に切り替え、前記第２の電磁リレーをオン状態として、前記負荷に給電することを特徴とする電磁リレー回路。
【請求項２】
常開の固定接点と常閉の固定接点を有する第１の電磁リレーと、常開の第２の電磁リレーを接続して、電源から負荷への給電を制御する電磁リレー回路における制御方法であって、
前記第１の電磁リレーの可動接点を前記常開の固定接点側に切り替えたとき、前記第１の電磁リレーの正常接触を検出した場合は、そのまま前記電源から前記第１の電磁リレーの常開の固定接点を介して前記負荷に給電し、
前記第１の電磁リレーの可動接点を前記常開の固定接点側に切り替えたとき、前記第１の電磁リレーの接触不良を検出した場合は、前記第１の電磁リレーの可動接点を前記常閉の固定接点側に切り替え、前記第２の電磁リレーをオン状態として、前記電源から前記第２の電磁リレー、前記第１の電磁リレーの常閉の固定接点を介して前記負荷に給電することを特徴とする電磁リレー回路における制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気回路の開閉を行う電磁リレーを用いた電磁リレー回路とその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な電磁リレー回路は、固定接点、可動接点および電磁コイルなどを有する電磁リレー本体と、電磁コイルの通電制御をするＣＰＵと、ＣＰＵに制御されるトランジスタとから構成される。
ＣＰＵが上記トランジスタをオン状態にすると、電磁コイルが通電状態となり、可動接点が固定接点と接触し、電磁リレーはオン状態となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、車両のエンジンルームに搭載されたエレクトリック・コントロール・ユニット（ＥＣＵ）内部に組み込まれた電磁リレーでは、一度オン状態にしてその後オフ状態となると、オン状態時に電磁リレー内部の空気が昇温し、オフ後に内部の空気が冷却したとき、速く冷却される金属製の固定接点と可動接点に結露して、低温時には凝結水が氷結にまで至ることがある。
その場合、次の電磁リレーのオン動作のとき、固定接点と可動接点との間で導通不良を引き起こす恐れがあった（特開２００３−３１０９５号公報参照）。
【０００４】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、固定接点と可動接点の部位での結露による導通不良による負荷への給電不能を回避する電磁リレー回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このため、本発明は、負荷への電力をオン、オフする第１の電磁リレーと、第１の電磁リレーの接触不良を検知する接触不良検出手段と、第１の電磁リレーに接続する常開の第２の電磁リレーと、第１および第２の電磁リレーを制御する制御回路とを備え、
第１の電磁リレーは、可動接点と、常開の第１の固定接点と、常閉の第２の固定接点と、可動接点と常時接続する共通固定接点を有しており、第１の固定接点は電源に接続し、共通固定接点は負荷に接続し、
第２の電磁リレーは、可動接点と、入力側固定接点と、出力側固定接点とを有しており、入力側固定接点は電源に接続し、出力側固定接点は第１の電磁リレーの第２の固定接点に接続し、
制御回路は、第１の電磁リレーの可動接点を第１の固定接点側に切り替えたとき、接触不良検出手段が接触不良を検知した場合は、第１の電磁リレーの可動接点を第２の固定接点側に切り替え、第２の電磁リレーをオン状態として、負荷に給電するものとした。
【発明の効果】
【０００６】
本発明により、第１の電磁リレーへの可動接点を第１の固定接点側に切り替え動作の要求に対して、氷結によってその可動接点と第１の固定接点との間で導通不良が生じた場合、制御回路は接触不良検出手段により第１の電磁リレーの接触不良を検出でき、第１の電磁リレーの可動接点を第２の固定接点側に切り替え、第２の電磁リレーをオン状態とする。
その結果、負荷への給電は、第２の電磁リレーから、第１の電磁リレーの常閉の第２の固定接点、可動接点、可動接点と常時接続している共通固定接点を介して行われるので、負荷への給電の信頼性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下本発明の実施の形態を説明する。図１は実施の形態の電磁リレー回路を適用したエレクトリック・コントロール・ユニット（以下、ＥＣＵと称する）の構造図である。
このＥＣＵ１は、ヘッドランプ、ワイパーなどの負荷への給電を制御する。ここでは一つの負荷に対する電磁リレー回路を示す。ＥＣＵ１は、エンジンルーム内に搭載される電子機器であり、乗員が負荷への給電を操作するスイッチからの負荷オン／オフ・スイッチ信号（負荷ＯＮ／ＯＦＦ・ＳＷ信号）が入力されるＣＰＵ１１と、第１の電磁リレー１５、第２の電磁リレー１７、第１の半導体スイッチ１８Ａ、第２の半導体スイッチ１８Ｂ、電圧検出線１９を備えている。
【０００８】
電磁リレー１５は、可動接点１５ａと、常閉の固定接点１５ｂと、常開の固定接点１５ｅと、可動接点１５ａと常時接続する共通固定接点１５ｃと、電磁コイル１５ｄとからなる。可動接点１５ａ、固定接点１５ｂ、固定接点１５ｅ、共通固定接点１５ｃは導電性の金属よりなる。
固定接点１５ｅは電源（Ｂ）と給電線で接続し、共通固定接点１５ｃは給電線で負荷２の入力端子と接続する。
【０００９】
電磁コイル１５ｄの一端は、電源に接続し、他端はＮＰＮ型トランジスタで構成した第１の半導体スイッチ１８Ａのコレクタ端子に接続している。半導体スイッチ１８Ａのエミッタ端子は接地され、ベース端子はＣＰＵ１１の出力端子に接続している。
ＣＰＵ１１が半導体スイッチ１８Ａのベース端子にハイ（Ｈｉ）電圧を出力すると、半導体スイッチ１８Ａはオン状態となる。その結果、電磁コイル１５ｄに通電して、可動接点１５ａは固定接点１５ｅと共通固定接点１５ｃを接続するように切り替わる。以下、電磁リレー１５のこの状態をオン状態と称する。
ＣＰＵ１１が半導体スイッチ１８Ａのベース端子にロー（Ｌｏｗ）電圧を出力しているときは、半導体スイッチ１８Ａはオフ状態となる。その結果、電磁コイル１５ｄは無通電であり、可動接点１５ａは図示省略のスプリングの働きにより固定接点１５ｂと共通固定接点１５ｃを接続する状態となる。以下、電磁リレー１５のこの状態をオフ状態と称する。
【００１０】
第２の電磁リレー１７は、可動接点１７ａと、常開の入力側固定接点１７ｂと、常開の出力側固定接点１７ｃと、電磁コイル１７ｄとからなる。
電磁リレー１７の可動接点１７ａ、入力側固定接点１７ｂおよび出力側固定接点１７ｃは導電性の金属よりなる。
入力側固定接点１７ｂは電源と給電線で接続し、出力側固定接点１７ｃは、固定接点１５ｂと給電線で接続する。
電磁コイル１７ｄの一端は、電源に接続し、他端はＮＰＮ型トランジスタで構成した第２の半導体スイッチ１８Ｂのコレクタ端子に接続している。半導体スイッチ１８Ｂのエミッタ端子は接地され、ベース端子はＣＰＵ１１の出力端子に接続している。
電圧検出線１９が、共通固定接点１５ｃの電圧をＣＰＵ１１の入力端子に入力している。
【００１１】
ＣＰＵ１１が半導体スイッチ１８Ｂのベース端子にＨｉ電圧を出力すると、半導体スイッチ１８Ｂはオン状態となる。その結果、電磁コイル１７ｄに通電して、可動接点１７ａは入力側および出力側固定接点１７ｂ、１７ｃとコンタクトするように切り替わる。
ＣＰＵ１１が半導体スイッチ１８Ｂのベース端子にＬｏｗ電圧を出力している場合は、半導体スイッチ１８Ｂはオフ状態となる。その結果、電磁コイル１７ｄは無通電であり、可動接点１７ａは図示省略のスプリングの働きにより入力側および出力側固定接点１７ｂ、１７ｃと非接触状態となる。
【００１２】
ＣＰＵ１１は、負荷オン／オフ・スイッチ信号にもとづいて、対応する負荷への給電の制御をする電磁リレー１５、１７を制御する。
本実施の形態の作用を以下に説明する。
図２はＣＰＵにおける制御の流れを示すフローチャートである。
ここで、冬季の早朝の状態を想定する。前夜、ユーザは帰宅の走行時に負荷２である例えばヘッドランプを点灯するためにＥＣＵ１の電磁リレー１５をオン状態にし、自宅駐車場に車両を入れて電磁リレー１５をオフにしたとする。
【００１３】
低温時に電磁リレー１５をオンすると、電磁リレー１５内部に水蒸気が発生する。オン状態が続いていた電磁リレー１５の内部は温度が上がっている。電磁リレー１５がオフの状態になった後、固定接点１５ｂ、１５ｅの温度は、電磁リレー１５の外部の冷気に接している低温の給電線への熱伝導により低下が速く、電磁リレー１５内部の水蒸気が固定接点１５ｂ、１５ｅに凝縮しやすい。そのまま朝まで冷えた状態が続くと、固定接点１５ｂ、１５ｅに結露した水は氷結し、電磁リレー１５がオン要求されても可動接点１５ａと固定点１５ｅとの間は導通状態にならない可能性が生じている。
【００１４】
ステップ１０１では、負荷オンのスイッチ信号（ＳＷ信号）が入力されたかどうかをチェックする。負荷オンのスイッチ信号がない場合はステップ１０１を繰り返し、入力があった場合ステップ１０２に進む。
ステップ１０２では、第１の半導体スイッチ１８Ａをオン状態とする。
半導体スイッチ１８Ａがオン状態になると、電磁コイル１５ｄが励磁され可動接点１５ａを、固定接点１５ｂ側から、固定接点１５ｅ側に切替えようとする。
【００１５】
ステップ１０３では、第１の半導体スイッチ１８Ａをオン状態にしているときに、負荷へ電圧が印加されているかどうかチェックする。
電圧検出線１９により、所定の電圧値、例えば１２Ｖ電源電圧の場合、１２Ｖに近い電圧値がＣＰＵ１１で検出されていれば、可動接点１５ａと固定接点１５ｅとの間は正常な接触状態であるとして、ステップ１０４に進み、そうでない場合は、可動接点１５ａと固定接点１５ｅとの間は接触不良であるとしてステップ１０５へ進む。
【００１６】
ステップ１０４では、第１の電磁リレー１５は正常動作と判定する。この場合、電源から電磁リレー１５の固定接点１５ｅ、可動接点１５ａ、共通固定接点１５ｃを介して負荷に給電する。
ステップ１０５では、第１の電磁リレー動作不良と判定し、ステップ１０６において第１の半導体スイッチ１８Ａをオフ状態とし、第２の半導体スイッチ１８Ｂをオン状態とする。これにより、電磁リレー１５の可動接点１５ａは、固定接点１５ｂにコンタクトした状態となり、電磁リレー１７の可動接点１７ａは入力側固定接点１７ｂおよび出力側固定接点１７ｃとコンタクトした状態となり、電源から電磁リレー１７、電磁リレー１５の固定接点１５ｂ、可動接点１５ａ、共通接点１５ｃを介して負荷に給電する。
ステップ１０４、またはステップ１０６により、負荷２への給電のための電磁リレー１５、１７の制御を終了する。
【００１７】
以上のように、氷結により、可動接点１５ａが固定接点１５ｂと固着、または可動接点１５ａが固定接点１５ｅ側に動作しても固定接点１５ｅとの間で導通不良である場合、ＣＰＵ１１は半導体スイッチ１８Ａをオン状態にしたにもかかわらず、電圧検出線１９からの電圧が所定の電源電圧に近い値に達しないので、半導体スイッチ１８Ａをオフ状態、半導体スイッチ１８Ｂをオン状態とする。
電磁リレー１７は、この時点において一度も動作していないので、入力側および出力側固定接点１７ｂ、１７ｃは氷結しておらず、半導体スイッチ１８Ｂがオン状態にされると、電磁コイル１７ｄが励磁されて可動接点１７ａを出力側固定接点１７ｂおよび出力側固定接点１７ｃとコンタクトしたとき良好な導通状態となる。
その結果、電源から電磁リレー１７、固定接点１５ｂ、可動接点１５ａ、共通固定接点１５ｃを経て、負荷２へ電力が供給される。
【００１８】
なお、ユーザが負荷２への給電を停止させるため、負荷オフのスイッチ操作をし、ＣＰＵ１１に負荷オフ・スイッチ信号が入力されたとき、ＣＰＵ１１はオン状態の半導体スイッチ１８Ａ、または１８Ｂをオフ状態とする。
本実施の形態のＣＰＵ１１と第１および第２の半導体スイッチ１８Ａ、１８Ｂは本発明の制御回路を構成する。また、本実施の形態のフローチャートのステップ１０３は本発明の接触不良検出手段を構成する。
なお、固定接点１５ｅは第１の固定接点に、固定接点１５ｂは第２の固定接点に対応する。
【００１９】
以上のように本実施例によれば、第１の電磁リレーが氷結などにより導通不良となっても、第２の電磁リレーをバックアップとしてオン状態にすることにより、負荷への給電が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態の構成を示す図である。
【図２】本発明の制御の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２１】
１        エレクトリック・コントロール・ユニット
２        負荷
１１      ＣＰＵ
１５、１７    電磁リレー
１５ａ、１７ａ    可動接点
１５ｂ、１５ｅ    固定接点
１５ｃ    共通固定接点
１５ｄ、１７ｄ    電磁コイル
１７ｂ    入力側固定接点
１７ｃ    出力側固定接点
１８Ａ、１８Ｂ      半導体スイッチ
１９      電圧検出線
【図１】
2006172873.tif 000003
【図２】
2006172873.tif 000004