(57)【要約】【課題】可動接点の動作異常を正しく検出する。【解決手段】乖離パルス信号を供給したときの励磁コイル（６）のコイル電流の乖離過渡応答信号と、吸着信号を供給している状態で、吸着パルス信号を供給したときのコイル電流の吸着過渡応答信号との少なくとも一方に基づいて、可動接点（９）の固定接点（１０）に対する動作異常を検出する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
励磁コイルへの電流の供給又は遮断に伴って発生する電磁力によって可動接点と固定接点とが閉成もしくは開成する電磁継電器の異常検出方法であって、
前記可動接点を前記固定接点に対して動作させるための動作信号を供給していない状態で、第１検出パルス信号を供給したときの前記励磁コイルのコイル電流の第１過渡応答信号と、前記動作信号を供給している状態で、第２検出パルス信号を供給したときの前記コイル電流の第２過渡応答信号との少なくとも一方に基づいて、前記可動接点の前記固定接点に対する動作異常を検出することを特徴とする電磁継電器の異常検出方法。
【請求項２】
前記励磁コイルに前記コイル電流を供給するためのスイッチング素子に前記第１検出パルス信号を印加して前記第１過渡応答信号を生成し、
前記スイッチング素子に前記第２検出パルス信号を印加して前記第２過渡応答信号を生成し、
前記第１検出パルス信号の周期は、前記第１過渡応答信号との関係で十分に短く、
前記第２検出パルス信号の周期は、前記第２過渡応答信号との関係で十分に短い請求項１に記載の電磁継電器の異常検出方法。
【請求項３】
前記第１過渡応答信号と前記第２過渡応答信号とに応じて設定した閾値に基づいて、前記可動接点の前記固定接点に対する動作異常を検出する請求項１に記載の電磁継電器の異常検出方法。
【請求項４】
前記閾値と、第３検出パルス信号を供給したときの前記コイル電流の第３過渡応答信号との大小関係に応じた時間幅に基づいて前記可動接点の前記固定接点に対する動作異常を検出する請求項３に記載の電磁継電器の異常検出方法。
【請求項５】
前記閾値と、第３検出パルス信号を供給したときの前記コイル電流の第３過渡応答信号と、前記第１過渡応答信号と前記第２過渡応答信号との差分が最大になる時刻とに基づいて前記可動接点の前記固定接点に対する動作異常を検出し、又は、前記第３過渡応答信号及び前記閾値に基づく積分値の正負に基づいて前記動作異常を検出する請求項３に記載の電磁継電器の異常検出方法。
【請求項６】
所定時間ごとに前記第１過渡応答信号を繰り返し生成するか、又は、前記可動接点を前記固定接点に対して動作させるために外部から供給されたオン信号に応じて前記第１過渡応答信号を生成するか、又は、前記第２過渡応答信号を所定時間ごとに繰り返し生成して前記閾値を更新する請求項３に記載の電磁継電器の異常検出方法。
【請求項７】
前記第１検出パルス信号を供給する前の前記第１過渡応答信号の電流値と、前記第１検出パルス信号を供給している状態の前記第１過渡応答信号の電流の目標値との間の差分が一定となるように前記第１検出パルス信号のデューティを制御し、又は、前記第２検出パルス信号を供給する前の前記第２過渡応答信号の電流値と、前記第２検出パルス信号を供給している状態の前記第２過渡応答信号の電流の目標値との間の差分が一定となるように前記第２検出パルス信号のデューティを制御する請求項１に記載の電磁継電器の異常検出方法。
【請求項８】
前記閾値を設定し、所定時間経過した後、第３検出パルス信号を供給したときの前記コイル電流の第３過渡応答信号と前記閾値とに基づいて、前記可動接点の前記固定接点に対する動作異常を検出する請求項３に記載の電磁継電器の異常検出方法。
【請求項９】
前記第２過渡応答信号を生成し、所定時間経過後に前記第２検出パルス信号を供給して生成した他の第２過渡応答信号の値が前記閾値を超えたときに、前記電磁継電器の動作に異常が発生したと判定する請求項３に記載の電磁継電器の異常検出方法。
【請求項１０】
前記励磁コイルに前記コイル電流を供給するためのスイッチング素子に対して前記励磁コイルと並列に接続された他のスイッチング素子に前記動作信号を印加して前記可動接点を前記固定接点に対して動作させ、
前記他のスイッチング素子をオフすると共に、前記第２検出パルス信号を前記スイッチング素子に印加して前記第２過渡応答信号を生成する請求項１に記載の電磁継電器の異常検出方法。
【請求項１１】
励磁コイルへの電流の供給又は遮断に伴って発生する電磁力によって可動接点と固定接点とが閉成もしくは開成する電磁継電器の異常検出回路であって、
前記可動接点を前記固定接点に対して動作させるための動作信号を供給していない状態で、第１検出パルス信号を供給したときの前記励磁コイルのコイル電流の第１過渡応答信号と、前記動作信号を供給している状態で、第２検出パルス信号を供給したときの前記コイル電流の第２過渡応答信号との少なくとも一方に基づいて、前記可動接点の前記固定接点に対する動作異常を検出する制御回路を備えたことを特徴とする電磁継電器の異常検出回路。
【請求項１２】
励磁コイルへの電流の供給又は遮断に伴って発生する電磁力によって可動接点と固定接点とが閉成もしくは開成する電磁継電器と、
前記可動接点を前記固定接点に対して動作させるための動作信号を供給していない状態で、第１検出パルス信号を供給したときの前記励磁コイルのコイル電流の第１過渡応答信号と、前記動作信号を供給している状態で、第２検出パルス信号を供給したときの前記コイル電流の第２過渡応答信号との少なくとも一方に基づいて、前記可動接点の前記固定接点に対する動作異常を検出する異常検出回路とを備えたことを特徴とする異常検出システム。
【請求項１３】
励磁コイルへの電流の供給又は遮断に伴って発生する電磁力によって可動接点と固定接点とが閉成もしくは開成する電磁継電器の異常検出方法であって、
前記可動接点が前記固定接点に対して動作していない状態で、第１検出パルス信号を供給したときの前記励磁コイルのコイル電流の第１過渡応答信号と、前記可動接点が前記固定接点に対して動作している状態で、第２検出パルス信号を供給したときの前記コイル電流の第２過渡応答信号との少なくとも一方に基づいて、前記可動接点の前記固定接点に対する動作異常を検出することを特徴とする電磁継電器の異常検出方法。
【請求項１４】
励磁コイルへの電流の供給又は遮断に伴って発生する電磁力によって可動接点と固定接点とが閉成もしくは開成する電磁継電器の異常検出回路であって、
前記可動接点が前記固定接点に対して動作していない状態で、第１検出パルス信号を供給したときの前記励磁コイルのコイル電流の第１過渡応答信号と、前記可動接点が前記固定接点に対して動作している状態で、第２検出パルス信号を供給したときの前記コイル電流の第２過渡応答信号との少なくとも一方に基づいて、前記可動接点の前記固定接点に対する動作異常を検出する制御回路を備えたことを特徴とする電磁継電器の異常検出回路。
【請求項１５】
励磁コイルへの電流の供給又は遮断に伴って発生する電磁力によって可動接点と固定接点とが閉成もしくは開成する電磁継電器と、
前記可動接点が前記固定接点に対して動作していない状態で、第１検出パルス信号を供給したときの前記励磁コイルのコイル電流の第１過渡応答信号と、前記可動接点が前記固定接点に対して動作している状態で、第２検出パルス信号を供給したときの前記コイル電流の第２過渡応答信号との少なくとも一方に基づいて、前記可動接点の前記固定接点に対する動作異常を検出する異常検出回路とを備えたことを特徴とする異常検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、励磁コイルへの電流の供給又は遮断に伴って発生する電磁力によって可動接点と固定接点とが閉成もしくは開成する電磁継電器の異常検出方法、異常検出回路、及び異常検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
励磁コイルの中心軸方向に往復可能に設けられた駆動軸に可動鉄芯を固定し、前記励磁コイルへの電流の供給又は遮断に伴って前記可動鉄芯に発生する電磁力によって、前記駆動軸に固定された可動接点を固定接点に吸着もしくは乖離するようにした電磁継電器の溶着検出方法が従来技術として知られている（特許文献１、特許文献２）。
【０００３】
上記電磁継電器では、可動接点が固定接点と乖離しているときと、吸着しているときとで、励磁コイルに対する可動鉄芯の位置が異なるので、励磁コイルのインダクタンスが変化する。このため、励磁コイルのインダクタンスを検出することにより可動接点と固定接点との溶着を検出する構成が知られている。
【０００４】
例えば特許文献２は、操作コイル（励磁コイル）に接続されたスイッチング素子にパルス信号によるオン・オフ動作を行わせ、操作コイルのコイル電流から直流成分及び低周波成分をカットして交流成分を抽出し、上記コイル電流の交流成分と判定値とに基づいて、電磁継電器の開閉動作不良を検出する構成を開示している。
【０００５】
特許文献１は、特許文献２の上記構成に加えて、ハイレベルとローレベルとに切り換わるステップ電圧、又は、周波数が十分に低いパルス電圧を励磁コイルに周期的に印加するとともに、検出コイルの両端電圧の過渡応答成分が所定の基準値を超えるまでの立ち上がり時間を検出することにより、接点部（可動接点）の開極と閉極を判別して電磁継電器の開閉状態を検出する構成を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2012-199115号公報（2012年10月18日公開）
【特許文献２】特開2004-186052号公報（2004年07月02日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載のステップ電圧を印加する構成では、上記ステップ電圧がハイレベルとローレベルとに切り換えられるため、ステップ電圧の電圧幅をコントロールすることができないという問題がある。このようにステップ幅をコントロールすることができない為、励磁コイルと検出コイルとの２つのコイルが必要となり、コストがかかるという問題が生じる。もし励磁コイルと検出コイルとを共用して１つのコイルにしてしまうと、電磁継電器がオフのときに開閉状態を検出する目的でステップ電圧を上記コイルに印加しても電磁継電器がオンしてしまう為、電磁継電器の開閉状態を検出することができない。開閉状態が検出できるように上記ステップ電圧を下げると、今度は電磁継電器をオンする事ができなくなる。
【０００８】
また、上記特許文献２の構成では、励磁コイルの周囲温度が変化すると、電磁継電器の開閉動作不良を誤検出するおそれがあるという問題がある。図５３は、従来の溶着検出システムの温度変化による課題を説明するためのグラフである。横軸は電磁継電器の周囲温度を示し、縦軸は励磁コイルのコイル電流の交流成分の振幅を示す。線ＩＳ１は、インダクタンスが標準よりも１０％小さい励磁コイルを備えた電磁継電器の乖離状態におけるコイル電流の交流成分を示し、線ＩＳ２は、その吸着状態におけるコイル電流の交流成分の振幅を示している。線ＩＭ１は、インダクタンスが典型的な大きさの励磁コイルを備えた電磁継電器の乖離状態におけるコイル電流の交流成分の振幅を示し、線ＩＭ２は、その吸着状態におけるコイル電流の交流成分の振幅を示している。線ＩＬ１は、インダクタンスが標準よりも１０％大きい励磁コイルを備えた電磁継電器の乖離状態におけるコイル電流の交流成分の振幅を示し、線ＩＬ２は、その吸着状態におけるコイル電流の交流成分の振幅を示している。上記スイッチング素子に供給されるパルス信号の周波数は１００Ｈｚであり、そのデューティは４５％である。
【０００９】
励磁コイルのインダクタンスの個体差に起因して、乖離状態でのコイル電流の交流成分は線ＩＳ１、線ＩＭ１、及び線ＩＬ１に示されるようにばらつくし、吸着状態でのコイル電流の交流成分は線ＩＳ２、線ＩＭ２、及び線ＩＬ２に示されるようにばらつく。そして、電磁継電器の周囲温度の変化に起因して、乖離状態でのコイル電流の交流成分は線ＩＳ１、線ＩＭ１、及び線ＩＬ１に示されるように変化するし、吸着状態でのコイル電流の交流成分は線ＩＳ２、線ＩＭ２、及び線ＩＬ２に示されるように変化する。
【００１０】
従って、判定値（閾値）を設定しても、電磁継電器の周囲温度の変化によって、電磁継電器の開閉動作不良を誤検出するおそれがあるという問題がある。例えば、閾値を１２０ｍＡに設定した場合、周囲温度が２３℃、５５℃のときは、すべてのタイプのインダクタンスに関するコイル電流の交流成分が、乖離状態では閾値よりも高く、吸着状態では閾値よりも低いので、電磁継電器の開閉動作不良を正しく検出できる。しかしながら、周囲温度が−１０℃のときは、線ＩＳ２が閾値１２０ｍＡを超えるので、インダクタンスが標準よりも１０％小さい励磁コイルを備えた電磁継電器について、開閉動作不良を誤検出するおそれがあるという問題がある。
【００１１】
また、上記特許文献２の構成では、電源電圧が変動すると、上記コイル電流の交流成分の振幅が変化してしまうという問題がある。図５４は、従来の溶着検出システムの電源電圧変動による課題を説明するためのグラフである。横軸は電磁継電器の電源電圧を示し、縦軸は電磁継電器に設けられた励磁コイルを流れるコイル電流の交流成分の振幅を示す。
【００１２】
線ＩＳ３はインダクタンスが標準よりも１０％小さい励磁コイルを備えた電磁継電器の乖離状態におけるコイル電流の交流成分の振幅を示し、線ＩＬ３はインダクタンスが標準よりも１０％大きい励磁コイルを備えた電磁継電器の吸着状態におけるコイル電流の交流成分の振幅を示す。上記パルス信号の周波数は１００Ｈｚであり、そのデューティは４５％である。温度は２３℃であり、電源電圧は、１２Ｖ±１０％である。
【００１３】
電磁継電器の電源電圧の変化に起因して、インダクタンスが標準よりも１０％小さい励磁コイルの乖離状態におけるコイル電流の交流成分は、線ＩＳ３に示すように変化する。そして、インダクタンスが標準よりも１０％大きい励磁コイルの吸着状態におけるコイル電流の交流成分は、線ＩＬ３に示すように変化する。
【００１４】
従って、判定値（閾値）を設定しても、電磁継電器の電源電圧の変化によって、電磁継電器の開閉動作不良を誤検出するおそれがあるという問題がある。
【００１５】
また、上記特許文献２の構成では、上記パルス信号の周波数を高くすると、吸着状態と乖離状態とを判別することができなくなるので、上記パルス信号の周波数を高くできず、上記パルス信号の周波数の選択が制限されるという問題がある。図５５は、従来の溶着検出システムのパルス周波数による課題を説明するためのグラフであり、（ａ）はパルス周波数と交流成分との間の関係を示すグラフである。横軸は上記パルス信号の周波数を示しており、縦軸は励磁コイルのコイル電流の交流成分の振幅を示している。
【００１６】
線Ｉ４は乖離状態におけるコイル電流の交流成分の振幅を示しており、線Ｉ５は吸着状態におけるコイル電流の交流成分の振幅を示している。
【００１７】
図５５（ｂ）はパルス周波数と振幅減少率との間の関係を示すグラフである。横軸は上記パルス信号の周波数を示しており、縦軸は吸着状態におけるコイル電流の交流成分の振幅Ｉ５を乖離状態におけるコイル電流の交流成分の振幅Ｉ４により除算した振幅減少率を示している。
【００１８】
線Ｉ６に示すように、振幅減少率は周波数が約２ｋＨｚを超えると１に近づいている。従って、上記パルス信号の周波数が所定値（電磁継電器の品種に依存するが、図５５（ｂ）の例では約２ｋＨｚ）を超えると、吸着状態と乖離状態とを判別することができなくなる。このため、パルス周波数を低く設定する必要があり、低周波成分と交流成分との周波数が近くなるため、低周波成分をカットする為のフィルタ設計が難しく高コスト化するという問題が生じて、実際上使いにくいという問題がある。
【００１９】
また、電磁継電器の可動接点が固定接点に溶着していない場合でも、電磁継電器に動作信号を供給したときに、固定接点から乖離していた可動接点が固定接点に吸着しないという動作異常を検出する必要がある。
【００２０】
本発明の目的は、励磁コイルへの電流の供給又は遮断に伴って発生する電磁力によって可動接点と固定接点とが閉成もしくは開成する電磁継電器の可動接点の固定接点に対する吸着・乖離の動作異常を検出することができる電磁継電器の異常検出方法、電磁継電器の異常検出回路、及び、異常検出システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記の課題を解決するために、本発明に係る電磁継電器の異常検出方法は、励磁コイルへの電流の供給又は遮断に伴って発生する電磁力によって可動接点と固定接点とが閉成もしくは開成する電磁継電器の異常検出方法であって、前記可動接点を前記固定接点に対して動作させるための動作信号を供給していない状態で、第１検出パルス信号を供給したときの前記励磁コイルのコイル電流の第１過渡応答信号と、前記動作信号を供給している状態で、第２検出パルス信号を供給したときの前記コイル電流の第２過渡応答信号との少なくとも一方に基づいて、前記可動接点の前記固定接点に対する動作異常を検出することを特徴とする。
【００２２】
前記動作信号を供給していない状態で、第１検出パルス信号を供給したときの前記第１過渡応答信号と、前記動作信号を供給している状態で、第２検出パルス信号を供給したときの前記第２過渡応答信号とは、前記固定接点に対する可動接点の位置に応じて異なる値を示す。従って、前記第１過渡応答信号と前記第２過渡応答信号との少なくとも一方に基づいて前記可動接点の前記固定接点に対する動作異常を検出することができる。
【００２３】
本明細書において、「電磁継電器の動作」とは、動作信号を供給する前に固定接点と可動接点とが非導通である場合（乖離状態）は当該固定接点と可動接点とが導通すること（吸着状態）を意味し、動作信号を供給する前に固定接点と可動接点とが導通している場合（吸着状態）は、当該固定接点と可動接点とが非導通になること（乖離状態）を意味するものとする。また、「電磁継電器の復帰」とは、上記のように動作した電磁継電器が元の状態に戻ることを意味するものとする。
【００２４】
また、本明細書において、「動作信号」とは、固定接点と可動接点とが非導通である場合（乖離状態）に、当該固定接点と当該可動接点とを導通させ、さらにその導通状態を維持させるための信号、若しくは、固定接点と可動接点とが導通している場合（吸着状態）に、当該固定接点と当該可動接点とを非導通にさせ、さらにその非導通状態を維持させるための信号を意味するものとする。
【００２５】
また、本明細書において、「第１検出パルス信号の供給」とは、電磁継電器が動作しない範囲のデューティ比を有するパルス信号を励磁コイルに印加すること、または、前記印加しているパルス信号のデューティ比を電磁継電器が動作しない範囲で変更すること、または、前記パルス信号の印加を停止すること（デューティ比を零％にすること）を意味するものとする。
【００２６】
また、「第１過渡応答信号」とは、第１検出パルス信号の供給によって、励磁コイルに流れるコイル電流の過渡応答信号を意味するものとする。
【００２７】
そして、「第２検出パルス信号の供給」とは、電磁継電器が復帰しない範囲のデューティ比を有するパルス信号を励磁コイルに印加すること、または、前記印加しているパルス信号のデューティ比を電磁継電器が復帰しない範囲で変更すること、または、前記印加しているパルス信号を直流信号に変更すること（デューティ比を１００％にすること）を意味するものとする。
【００２８】
また、「第２過渡応答信号」とは、第２検出パルス信号の供給によって、励磁コイルに流れるコイル電流の過渡応答信号を意味するものとする。
【００２９】
本発明に係る電磁継電器の異常検出方法では、前記励磁コイルに前記コイル電流を供給するためのスイッチング素子に前記第１検出パルス信号を印加して前記第１過渡応答信号を生成し、前記スイッチング素子に前記第２検出パルス信号を印加して前記第２過渡応答信号を生成し、前記第１検出パルス信号の周期は、前記第１過渡応答信号との関係で十分に短く、前記第２検出パルス信号の周期は、前記第２過渡応答信号との関係で十分に短いことが好ましい。
【００３０】
上記構成によれば、第１検出パルス信号のデューティと第２検出パルス信号のデューティとを制御することにより、前記第１過渡応答信号及び前記第２過渡応答信号を容易に生成することができる。
【００３１】
ここで、前記第１検出パルス信号の周期が前記第１過渡応答信号との関係で十分に短いとは、励磁コイルと、当該励磁コイルの内部抵抗、または、当該励磁コイルの内部抵抗と当該励磁コイルに接続された抵抗との和との時定数に比べて第１検出パルス信号の周期が十分に短いことを含み、また、励磁コイルに電流を供給してから当該励磁コイルに流れる電流が定常状態に達するまでの時間に比べて第１検出パルス信号の周期が十分に短いことを含む。
【００３２】
また、前記第２検出パルス信号の周期が前記第２過渡応答信号との関係で十分に短いとは、励磁コイルと、当該励磁コイルの内部抵抗、または、当該励磁コイルの内部抵抗と当該励磁コイルに接続された抵抗との和との時定数に比べて第２検出パルス信号の周期が十分に短いことを含み、また、励磁コイルに電流を供給してから当該励磁コイルに流れる電流が定常状態に達するまでの時間に比べて第２検出パルス信号の周期が十分に短いことを含む。
【００３３】
前記第１検出パルス信号のデューティ比は、電磁継電器が動作しない範囲内に設定される。前記第２検出パルス信号のデューティ比は、電磁継電器が復帰しない範囲内に設定される。
【００３４】
本発明に係る電磁継電器の異常検出方法では、前記第１過渡応答信号と前記第２過渡応答信号とに応じて設定した閾値に基づいて、前記可動接点の前記固定接点に対する動作異常を検出することが好ましい。
【００３５】
上記構成によれば、前記第１過渡応答信号と前記第２過渡応答信号とに応じて閾値を設定するので、電磁継電器の可動接点が動作するたびに閾値を設定することができる。従って、電磁継電器の励磁コイルのインダクタンスや抵抗値に個体差があっても、当該個体差に応じて電磁継電器ごとに閾値が設定される。この結果、電磁継電器の励磁コイルのインダクタンスに個体差があっても、可動接点の動作異常を正しく検出することができる。
【００３６】
本発明に係る電磁継電器の異常検出方法では、前記閾値と、第３検出パルス信号を供給したときの前記コイル電流の第３過渡応答信号との大小関係に応じた時間幅に基づいて前記可動接点の前記固定接点に対する動作異常を検出することが好ましい。
【００３７】
上記構成によれば、動作異常の有無を確実に検出することができる。
【００３８】
本発明に係る電磁継電器の異常検出方法では、前記閾値と、第３検出パルス信号を供給したときの前記コイル電流の第３過渡応答信号と、前記第１過渡応答信号と前記第２過渡応答信号との差分が最大になる時刻とに基づいて前記可動接点の前記固定接点に対する動作異常を検出し、又は、前記第３過渡応答信号及び前記閾値に基づく積分値の正負に基づいて前記動作異常を検出することが好ましい。
【００３９】
上記構成によれば、動作異常の有無を簡単な構成で検出することができる。
【００４０】
本発明に係る電磁継電器の異常検出方法では、所定時間ごとに前記第１過渡応答信号を繰り返し生成するか、又は、前記可動接点を前記固定接点に対して動作させるために外部から供給されたオン信号に応じて前記第１過渡応答信号を生成するか、又は、前記第２過渡応答信号を所定時間ごとに繰り返し生成して前記閾値を更新することが好ましい。
【００４１】
上記構成によれば、動作信号を供給する前に周囲温度が変化しても、変化した後の温度で第１過渡応答信号を生成することができ、また、動作信号を供給した後で周囲温度が変化しても、変化した後の温度で閾値を更新することができる。従って、電磁継電器の周囲温度が変化しても、電磁継電器の動作異常の有無を誤検出するおそれがない。
【００４２】
本発明に係る電磁継電器の異常検出方法では、前記第１検出パルス信号を供給する前の前記第１過渡応答信号の電流値と、前記第１検出パルス信号を供給した後に定常状態に落ち着いたときの前記第１過渡応答信号の電流値との差分が目標値となるように前記第１検出パルス信号のデューティを制御し、又は、前記第２検出パルス信号を供給する前の前記第２過渡応答信号の電流値と、前記第２検出パルス信号を供給した後に定常状態に落ち着いたときの前記第２過渡応答信号の電流値との差分が目標値となるように前記第２検出パルス信号のデューティを制御することが好ましい。
【００４３】
上記構成によれば、電源電圧や温度が変化しても検出パルス信号によるコイル電流の変化幅を一定に保つことができる。従って、電源電圧が変化しても、電磁継電器の動作異常の有無を誤検出するおそれがない。
【００４４】
本発明に係る電磁継電器の異常検出方法では、前記閾値を設定し、所定時間経過した後、第３検出パルス信号を供給したときの前記コイル電流の第３過渡応答信号と前記閾値とに基づいて、前記可動接点の前記固定接点に対する動作異常を検出することが好ましい。
【００４５】
上記構成によれば、インダクタンスの個体差と周囲環境とを加味した閾値を元に判定するため、動作信号を供給する前に可動鉄芯の位置を確実に判定することができる。
【００４６】
本発明に係る電磁継電器の異常検出方法では、前記第２過渡応答信号を生成し、所定時間経過後に前記第２検出パルス信号を供給して生成した他の第２過渡応答信号の値が前記閾値を超えたときに、前記電磁継電器の動作に異常が発生したと判定することが好ましい。
【００４７】
上記構成によれば、動作信号を供給しているにもかかわらず電磁継電器が復帰してしまう異常を検出することができる。
【００４８】
本発明に係る電磁継電器の異常検出方法では、前記励磁コイルに前記コイル電流を供給するためのスイッチング素子に対して前記励磁コイルと並列に接続された電流検出抵抗の接続されていない他のスイッチング素子に前記動作信号を供給して電磁継電器を動作させ、過渡応答信号を計測するときには前記他のスイッチング素子をオフすると共に前記スイッチング素子に動作信号を供給して、前記第２検出パルス信号を供給して前記第２過渡応答信号を生成することが好ましい。
【００４９】
上記構成によれば、電磁継電器を動作させているが過渡応答信号は計測していない間の電流検出抵抗による電力損失を回避することができる。
【００５０】
上記の課題を解決するために、本発明に係る電磁継電器の異常検出回路は、励磁コイルへの電流の供給又は遮断に伴って発生する電磁力によって可動接点と固定接点とが閉成もしくは開成する電磁継電器の異常検出回路であって、前記可動接点を前記固定接点に対して動作させるための動作信号を供給していない状態で、第１検出パルス信号を供給したときの前記励磁コイルのコイル電流の第１過渡応答信号と、前記動作信号を供給している状態で、第２検出パルス信号を供給したときの前記コイル電流の第２過渡応答信号との少なくとも一方に基づいて、前記可動接点の前記固定接点に対する動作異常を検出する制御回路を備えたことを特徴とする。
【００５１】
上記の課題を解決するために、本発明に係る異常検出システムは、励磁コイルへの電流の供給又は遮断に伴って発生する電磁力によって可動接点と固定接点とが閉成もしくは開成する電磁継電器と、前記可動接点を前記固定接点に対して動作させるための動作信号を供給していない状態で、第１検出パルス信号を供給したときの前記励磁コイルのコイル電流の第１過渡応答信号と、前記動作信号を供給している状態で、第２検出パルス信号を供給したときの前記コイル電流の第２過渡応答信号との少なくとも一方に基づいて、前記可動接点の前記固定接点に対する動作異常を検出する異常検出回路とを備えたことを特徴とする。
【００５２】
上記の課題を解決するために、本発明に係る電磁継電器の異常検出方法は、励磁コイルへの電流の供給又は遮断に伴って発生する電磁力によって可動接点と固定接点とが閉成もしくは開成する電磁継電器の異常検出方法であって、前記可動接点が前記固定接点に対して動作していない状態で、第１検出パルス信号を供給したときの前記励磁コイルのコイル電流の第１過渡応答信号と、前記可動接点が前記固定接点に対して動作している状態で、第２検出パルス信号を供給したときの前記コイル電流の第２過渡応答信号との少なくとも一方に基づいて、前記可動接点の前記固定接点に対する動作異常を検出することを特徴とする。
【００５３】
上記の課題を解決するために、本発明に係る電磁継電器の異常検出回路は、励磁コイルへの電流の供給又は遮断に伴って発生する電磁力によって可動接点と固定接点とが閉成もしくは開成する電磁継電器の異常検出回路であって、前記可動接点が前記固定接点に対して動作していない状態で、第１検出パルス信号を供給したときの前記励磁コイルのコイル電流の第１過渡応答信号と、前記可動接点が前記固定接点に対して動作している状態で、第２検出パルス信号を供給したときの前記コイル電流の第２過渡応答信号との少なくとも一方に基づいて、前記可動接点の前記固定接点に対する動作異常を検出する制御回路を備えたことを特徴とする。
【００５４】
本発明に係る異常検出システムは、励磁コイルへの電流の供給又は遮断に伴って発生する電磁力によって可動接点と固定接点とが閉成もしくは開成する電磁継電器と、前記可動接点が前記固定接点に対して動作していない状態で、第１検出パルス信号を供給したときの前記励磁コイルのコイル電流の第１過渡応答信号と、前記可動接点が前記固定接点に対して動作している状態で、第２検出パルス信号を供給したときの前記コイル電流の第２過渡応答信号との少なくとも一方に基づいて、前記可動接点の前記固定接点に対する動作異常を検出する異常検出回路とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００５５】
本発明に係る電磁継電器の異常検出方法は、前記可動接点を前記固定接点に対して動作させるための動作信号を供給していない状態で、第１検出パルス信号を供給したときの前記励磁コイルのコイル電流の第１過渡応答信号と、前記動作信号を供給している状態で、第２検出パルス信号を供給したときの前記コイル電流の第２過渡応答信号との少なくとも一方に基づいて、前記可動接点の前記固定接点に対する動作異常を検出する。
【００５６】
前記動作信号を供給していない状態で、第１検出パルス信号を供給したときの前記第１過渡応答信号と、前記動作信号を供給している状態で、第２検出パルス信号を供給したときの前記第２過渡応答信号とは、前記固定接点に対する可動接点の位置に応じて異なる値を示す。従って、前記第１過渡応答信号と前記第２過渡応答信号との少なくとも一方に基づいて前記可動接点の前記固定接点に対する動作異常を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】実施の形態１に係る溶着検出システムの外観を示す模式図である。
【図２】上記溶着検出システムの構成を示す回路図である。
【図３】（ａ）は、上記溶着検出システムに設けられた電磁継電器の乖離状態を示す断面図であり、（ｂ）はその吸着状態を示す断面図である。
【図４】上記溶着検出システムの動作を示すフローチャートである。
【図５】（ａ）は上記乖離状態の電磁継電器に関連するスイッチング素子に印加される乖離パルス信号を示す波形図であり、（ｂ）は上記乖離パルス信号に基づいて生成される乖離過渡応答信号を示す波形図である。
【図６】（ａ）は上記乖離過渡応答信号から過渡応答成分を抽出した信号を示す波形図であり、（ｂ）は上記乖離過渡応答信号から交流成分を抽出した信号を示す波形図であり、（ｃ）は上記乖離過渡応答信号の具体的な波形を示す波形図である。
【図７】（ａ）は図６（ａ）に示す信号に対応するステップ信号を示す波形図であり、（ｂ）は図６（ｂ）に示す信号に対応する矩形波信号を示す波形図である。
【図８】（ａ）はステップ電圧信号と、当該ステップ電圧信号を印加した励磁コイルに流れる電流信号とを示す波形図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＡ部を拡大した波形図である。
【図９】（ａ）は乖離パルス電圧信号と、当該乖離パルス電圧信号を印加した励磁コイルに流れる乖離過渡応答信号とを示す波形図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＢ部を拡大した波形図である。
【図１０】（ａ）は上記スイッチング素子に印加される吸着信号及び吸着パルス信号を示す波形図であり、（ｂ）は上記吸着パルス信号に基づいて生成される吸着過渡応答信号を示す波形図である。
【図１１】（ａ）は上記スイッチング素子に印加される他の吸着信号を示す波形図であり、（ｂ）は上記他の吸着信号に基づいて生成される他の吸着過渡応答信号を示す波形図である。
【図１２】（ａ）（ｂ）は、それぞれ、図１１（ａ）（ｂ）の要部を拡大した波形図である。
【図１３】実施の形態７に係る溶着検出システムの動作を説明するための波形図であり、（ａ）は乖離パルス信号を示す波形図であり、（ｂ）は乖離過渡応答信号を示す波形図である。
【図１４】実施の形態７に係る溶着検出システムの動作を説明するための波形図であり、（ａ）は吸着パルス信号を示す波形図であり、（ｂ）は吸着過渡応答信号を示す波形図である。
【図１５】上記乖離過渡応答信号と上記吸着過渡応答信号との比較方法を説明するための波形図である。
【図１６】上記乖離過渡応答信号と上記吸着過渡応答信号とに基づいて、溶着有無を判定するための閾値を設定する方法を説明するための波形図である。
【図１７】（ａ）は上記スイッチング素子に印加される検出パルス信号を示す波形図であり、（ｂ）は上記閾値と上記検出パルス信号に基づいて生成される検出過渡応答信号とを示す波形図である。
【図１８】（ａ）は上記スイッチング素子に印加される吸着信号及び吸着パルス信号を示す波形図であり、（ｂ）は上記吸着パルス信号に基づいて生成される他の吸着過渡応答信号の関係を説明するための波形図である。
【図１９】（ａ）は上記閾値と上記検出過渡応答信号とに基づいて上記溶着の有無を検出する方法を説明するための波形図であり、（ｂ）は上記乖離過渡応答信号と上記吸着過渡応答信号との差分波形を示す波形図である。
【図２０】上記溶着の有無を検出する他の方法を説明するための波形図である。
【図２１】上記溶着の有無を検出するさらに他の方法を説明するための波形図である。
【図２２】上記溶着の有無を検出するさらに他の方法を説明するための波形図である。
【図２３】上記差分波形に基づいて有効時間範囲を設定する方法を説明するための波形図である。
【図２４】上記閾値とノイズが重畳した上記検出過渡応答信号とに基づいて上記溶着の有無を検出する方法を説明するための波形図である。
【図２５】上記閾値とノイズが重畳した上記検出過渡応答信号とに基づいて上記溶着の有無を検出する他の方法を説明するための波形図である。
【図２６】上記閾値とノイズが重畳した上記検出過渡応答信号とに基づいて上記溶着の有無を検出するさらに他の方法を説明するための波形図である。
【図２７】実施の形態２に係る溶着検出システムの動作を示すフローチャートである。
【図２８】（ａ）は上記溶着検出システムに係る乖離パルス信号を示す波形図であり、（ｂ）は上記乖離パルス信号に基づいて生成される乖離過渡応答信号を示す波形図である。
【図２９】上記溶着検出システムの他の動作を示すフローチャートである。
【図３０】（ａ）は上記他の動作における外部からのオン信号を示す波形図であり、（ｂ）は上記他の動作における乖離パルス信号及び吸着信号を示す波形図であり、（ｃ）は上記他の動作における乖離過渡応答信号及び吸着過渡応答信号を示す波形図である。
【図３１】上記溶着検出システムのさらに他の動作を示すフローチャートである。
【図３２】上記さらに他の動作における上記閾値の更新方法を説明するための波形図である。
【図３３】（ａ）は上記さらに他の動作における吸着信号を示す波形図であり、（ｂ）は上記さらに他の動作における吸着過渡応答信号を示す波形図である。
【図３４】（ａ）は電磁継電器の動作経過時間と励磁コイルの抵抗値との間の関係を示すグラフであり、（ｂ）は電磁継電器の周囲温度と動作信号の下限デューティとの間の関係を示すグラフである。
【図３５】実施の形態３に係る溶着検出システムの解決課題を説明するための波形図であり、（ａ）は乖離パルス信号を示すグラフであり、（ｂ）は上記乖離パルス信号に基づく乖離過渡応答信号が電源電圧の変動に応じて変化する態様を示すグラフである。
【図３６】実施の形態３に係る乖離パルス信号のデューティを制御する方法を説明するためのグラフであり、（ａ）は電源電圧が高い時の乖離パルス信号を示す波形図であり、（ｂ）は電源電圧が低いときの乖離パルス信号を示す波形図であり、（ｃ）は乖離パルス信号のデューティを制御することにより電源電圧が高くても低くても検出パルス信号によるコイル電流の変化幅が一定になった乖離過渡応答信号を示す波形図である。
【図３７】上記乖離パルス信号のデューティを制御する具体的方法を説明するためのグラフである。
【図３８】（ａ）は上記乖離パルス信号に基づく乖離過渡応答信号が電源電圧の変動に応じて変化する態様を示すグラフであり、（ｂ）は正規化された乖離過渡応答信号を示すグラフである。
【図３９】実施の形態４に係る溶着検出システムの動作を示すフローチャートである。
【図４０】実施の形態５に係る溶着検出システムの動作を示すフローチャートである。
【図４１】上記溶着検出システムの電磁継電器の動作不良を検出する方法を説明するためのグラフである。
【図４２】実施の形態６に係る溶着検出システムの動作を説明するための波形図であり、（ａ）は吸着信号を示す波形図であり、（ｂ）は吸着過渡応答信号を示す波形図である。
【図４３】実施の形態６に係る溶着検出システムの動作を示すフローチャートである。
【図４４】実施の形態７に係る溶着検出システムの構成を示す回路図である。
【図４５】上記回路図の溶着検出システムの変形例である。
【図４６】上記回路図の溶着検出システムの他の変形例である。
【図４７】上記回路図の溶着検出システムのさらに他の変形例である。
【図４８】実施の形態７に係る他の溶着検出システムの構成を示す回路図である。
【図４９】実施の形態７に係るさらに他の溶着検出システムの構成を示す回路図である。
【図５０】実施の形態７に係るさらに他の溶着検出システムの構成を示す回路図である。
【図５１】実施の形態７に係るさらに他の溶着検出システムに設けられた励磁コイルの構成を示す断面図である。
【図５２】上記さらに他の溶着検出システムに設けられた他の電磁継電器の構成を示す断面図である。
【図５３】従来の溶着検出システムの温度変化による課題を説明するためのグラフである。
【図５４】従来の溶着検出システムの電源電圧変動による課題を説明するためのグラフである。
【図５５】従来の溶着検出システムのパルス周波数による課題を説明するためのグラフであり、（ａ）はパルス周波数と電流振幅との間の関係を示すグラフであり、（ｂ）はパルス周波数と振幅減少率との間の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００５８】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【００５９】
（実施の形態１）
（溶着検出システム１の構成）
図１は実施の形態１に係る溶着検出システム（異常検出システム）１の外観を示す模式図であり、図２は上記溶着検出システム１の構成を示す回路図である。溶着検出システム１は、電磁継電器２と、上記電磁継電器２の溶着を検出する溶着検出モジュール３とを備えている。溶着検出モジュール３は、溶着検出回路４（異常検出回路）を有している。
【００６０】
図３（ａ）は、上記溶着検出システム１に設けられた電磁継電器２の乖離状態を示す断面図であり、（ｂ）はその吸着状態を示す断面図である。電磁継電器２は、断面略コ字状のヨーク１１と、ヨーク１１の両端部に架け渡したヨーク１２との間に設けられた励磁コイル６を備えている。ヨーク１２には、固定鉄芯１３が励磁コイル６の内側に突出するように設けられている。
【００６１】
励磁コイル６の中心軸方向に沿って駆動軸７が固定鉄芯１３及びヨーク１２を貫通して往復運動可能に設けられている。駆動軸７の一端には可動鉄芯８が、励磁コイル６に挿入されるように固定されている。可動鉄芯８と固定鉄芯１３との間には復帰用コイルバネ１６が設けられている。
【００６２】
駆動軸７の他端には、鍔部１８が設けられ、さらに可動接点９が駆動軸７と直交するように設けられている。詳しくは、可動接点９は、駆動軸７に取り付けられた一対の座金１４の間に、圧縮バネ１９とともに設置されている。下側（図３基準）に設置される座金１４はＥリング１５により駆動軸７に固定されている。可動接点９は、圧縮バネ１９により、可動接点９の上面が上側（図３基準）の座金１４の底面に当接され、上記上側の座金１４の上面が鍔部１８の底面に当接されることによって、駆動軸７に固定されている。電磁継電器２には、可動接点９を覆うように設けられたカバー１７と、可動接点９と対向するようにカバー１７に取り付けられた一対の固定接点１０とが設けられている。可動鉄芯８と可動接点９とは、駆動軸７と一体に往復運動し、これにより、可動接点９が固定接点１０と乖離または吸着するように構成されている。
【００６３】
再び図２を参照すると、溶着検出回路４は、励磁コイル６の一端に結合された電流検出抵抗Ｒ１と、電流検出抵抗Ｒ１の励磁コイル６と反対側に接続されたトランジスタ（スイッチング素子）ＴＲ１とを有している。トランジスタＴＲ１の電流検出抵抗Ｒ１と反対側の端子は接地されている。励磁コイル６の他端は電源ＰＷが接続されている。励磁コイル６の他端と電流検出抵抗Ｒ１のトランジスタＴＲ１側の端子との間には、回生ダイオードＤ１が接続されている。電流検出抵抗Ｒ１の両端には、差動増幅器である増幅器Ａｍｐが接続されている。
【００６４】
溶着検出回路４は、制御回路５を有している。制御回路５は、トランジスタＴＲ１のゲート端子に接続された端子Ｏｕｔと、増幅器Ａｍｐに接続された端子Ａ／Ｄとを有している。
【００６５】
（溶着検出システム１の動作）
図４は、上記溶着検出システム１の動作を示すフローチャートである。まず、可動接点９が固定接点１０から乖離している状態において、溶着検出回路４の電源ＰＷをオンにする（ＳＴＥＰ１）。
【００６６】
図５（ａ）は上記乖離状態の電磁継電器２に関連するトランジスタＴＲ１に印加される乖離パルス信号Ｓ１を示す模式的に示す波形図であり、（ｂ）は上記乖離パルス信号（第１検出パルス信号）Ｓ１に基づいて生成される乖離過渡応答信号Ｓ２（第１過渡応答信号）を模式的に示す波形図である。後述する波形図も、図８及び図９を除いて、実際の波形を模式的に示した波形図である。なお、乖離パルス信号Ｓ１は、５Ｖのパルス波形を示しているが、本発明はこれに限定されず、トランジスタＴＲ１を駆動できる電圧であればよい。
【００６７】
制御回路５は、時刻ｔ１に端子Ｏｕｔから乖離パルス信号Ｓ１をトランジスタＴＲ１のゲート端子に印加する。すると、可動接点９が固定接点１０から乖離した状態の励磁コイル６のコイル電流の乖離過渡応答信号Ｓ２が、増幅器Ａｍｐから制御回路５の端子Ａ／Ｄに入力される（ＳＴＥＰ２）。
【００６８】
上記乖離パルス信号Ｓ１のデューティは、可動接点９が動作しない範囲で設定する。過渡応答信号の計測中に可動鉄芯８が動くと、過渡応答信号の波形がくずれて誤検出の原因となるからである。励磁コイル６のコイル電流は、増幅器Ａｍｐからの計測データを電流検出抵抗Ｒ１で検出する。
【００６９】
図６（ａ）は上記乖離過渡応答信号Ｓ２から過渡応答成分を抽出した信号Ｓ２０（第１過渡応答信号）を示す波形図であり、（ｂ）は上記乖離過渡応答信号Ｓ２から交流成分を抽出した信号Ｓ２１を示す波形図であり、（ｃ）は上記乖離過渡応答信号Ｓ２の実際の波形を示す波形図である。図７（ａ）は図６（ａ）に示す信号Ｓ２０に対応するステップ信号Ｓ２２を示す波形図であり、図７（ｂ）は図６（ｂ）に示す信号Ｓ２１に対応する矩形波信号Ｓ２３を示す波形図である。図６（ａ）〜（ｃ）は励磁コイル６に流れる電流を示しており、図７（ａ）及び（ｂ）は励磁コイル６の両端に印加される電圧を示している。
【００７０】
図２に示す励磁コイル６を流れるコイル電流は、トランジスタＴＲ１に印加される乖離パルス信号Ｓ１のデューティが一定のとき、例えば、トランジスタＴＲ１に印加される乖離パルス信号Ｓ１のデューティが３０％の場合、電源ＰＷの電圧を３０％に下げた状態でトランジスタＴＲ１に直流信号５Ｖを印加しているとき（乖離パルス信号Ｓ１のデューティ１００％のとき）に流れる電流と等価になることは周知のとおりである。
【００７１】
一方でトランジスタＴＲ１に印加される乖離パルス信号Ｓ１のデューティがある値から別の値にステップ状に変化するとき、例えばデューティが０％から３０％に変化する時、励磁コイル６の両端間の電圧は、図７（ａ）のステップ信号Ｓ２２により表される電源電圧の３０％の大きさのステップ電圧の成分と、図７（ｂ）の矩形波信号Ｓ２３により表される矩形波電圧の成分とに分けて把握することができ、乖離パルス信号Ｓ１の周波数を幾ら高くしても、矩形波信号Ｓ２３の周波数が高くなるだけで、ステップ信号Ｓ２２の成分は変化しないことを本発明者は発見した。さらに、当該ステップ信号Ｓ２２の成分により得られる過渡応答信号は、励磁コイル６の抵抗値、電流検出抵抗Ｒ１と、励磁コイル６のインダクタンスとにより特定されるＲＬ回路の時定数によって決定されることを本発明者は発見した。
【００７２】
従って、乖離パルス信号Ｓ１のデューティを変えることにより、ほぼデューティ比×電源電圧の大きさのステップ電圧（ステップ信号Ｓ２２）を励磁コイル６の両端に印加したときに励磁コイル６に流れる電流波形（図６(ａ)の信号Ｓ２０）と、パルス周波数の交流成分（矩形波信号Ｓ２３）を励磁コイル６の両端に印加したときに励磁コイル６に流れる電流波形（図６（ｂ）の信号Ｓ２１）とが合成されたコイル電流波形（図６（ｃ）の乖離過渡応答信号Ｓ２）が得られる。
【００７３】
パルス周波数の交流成分（矩形波信号Ｓ２３）によって励磁コイル６に流れる交流成分（図６（ｂ）の信号Ｓ２１）をカットすれば、任意の大きさのステップ電圧（ステップ信号Ｓ２２）に対応する過渡応答信号（図６(ａ)の信号Ｓ２０）を得ることができる。例えば、ステップ信号Ｓ２２を可動接点９が復帰（乖離）しない範囲の大きさにすることにより、可動接点が保持（吸着）されているときに過渡応答信号を得ることができる。なお、矩形波信号Ｓ２３による交流成分（図６（ｂ）の信号Ｓ２１）をカットする方法は、後述する（パルス信号の周波数範囲）で説明する。
【００７４】
図８（ａ）はトランジスタＴＲ１に印加するステップ電圧信号Ｓ２４と、当該ステップ電圧信号Ｓ２４を印加した励磁コイル６に流れる電流信号Ｓ２５とを示す波形図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＡ部を拡大した波形図である。電流信号Ｓ２５は、電源ＰＷの電圧を３．６Ｖ（電源電圧１２Ｖの３０％）とし、ステップ電圧信号Ｓ２４を印加したときに励磁コイル６に流れる電流波形を示している。
【００７５】
図９（ａ）は乖離パルス電圧信号Ｓ１と、当該乖離パルス電圧信号Ｓ１を印加した励磁コイル６に流れる乖離過渡応答信号Ｓ２とを示す波形図であり、図９（ｂ）は（ａ）におけるＢ部を拡大した波形図である。乖離過渡応答信号Ｓ２は、電源ＰＷの電圧を１２Ｖとし、パルスのデューティを０％から３０％に変化させた乖離パルス電圧信号Ｓ１を印加したときに励磁コイル６に流れる電流波形を示している。
【００７６】
乖離パルス電圧信号Ｓ１の周波数は、図９に示すように、励磁コイル６を流れる乖離過渡応答信号Ｓ２の時定数に比べて十分に短くなるように設定される。
【００７７】
回生ダイオードＤ１の特性の影響等でわずかに波形は異なるものの、図９の乖離過渡応答信号Ｓ２の電流波形と図８の電流信号Ｓ２５の電流波形はほぼ一致する。
【００７８】
電磁継電器は、可動接点と固定接点とを吸着させて閉成させるために必要な電流よりも少ない電流により、電磁継電器の固定接点と可動接点との閉状態を保持することができる（省電力保持）。図１０（ａ）は上記トランジスタＴＲ１に印加される動作信号を、可動接点と固定接点とを吸着させて閉成させるために必要なデューティ比の部分である吸着信号Ｓ０と、電磁継電器の固定接点と可動接点との閉状態の保持が可能なデューティ比の部分である吸着パルス信号（第２検出パルス信号）Ｓ３とに分けて示した波形図であり、（ｂ）は上記吸着パルス信号Ｓ３に基づいて生成される吸着過渡応答信号Ｓ６を示す波形図である。
【００７９】
次に、制御回路５が時刻ｔ２に端子Ｏｕｔから吸着信号Ｓ０をトランジスタＴＲ１のゲート端子に供給すると、可動接点９が固定接点１０に吸着して電磁継電器２が動作する（ＳＴＥＰ３）。そして、励磁コイル６のコイル電流の過渡応答信号Ｓ４が、増幅器Ａｍｐから制御回路５の端子Ａ／Ｄに入力される。可動接点と固定接点とを吸着させて閉成する際に途中で可動鉄心８が動くことにより実際には過渡応答信号Ｓ４は途中で波形が崩れ得る。
【００８０】
その後、制御回路５が時刻ｔ３において吸着信号Ｓ０のデューティを変更（吸着パルス信号Ｓ３を供給）すると、コイル電流の吸着過渡応答信号Ｓ６（第２過渡応答信号）が、増幅器Ａｍｐを介して制御回路５により計測される。
【００８１】
吸着パルス信号Ｓ３のデューティは、電磁継電器２が復帰しない範囲になるように変更する。このため、動作信号を供給して電磁継電器２が動作している時に過渡応答信号を計測することができる。
【００８２】
図１０では、電磁継電器２が吸着信号Ｓ０によって動作した後に過渡応答信号を計測する例を示したが、本発明はこれに限定されない。図１１に示すように、可動接点９を省電力で固定接点１０に保持している間に第２過渡応答信号を計測してもよい。以下、可動接点９を省電力で保持している間に第２過渡応答信号を計測する例を説明する。また、図１０、図１１に示す例では、電磁継電器２の吸着信号Ｓ０は連続通電（デューティ１００％）の波形を使用しているが、本発明はこれに限定されない。電磁継電器２を動作させることができれば、デューティ数十％の波形を使用してもよい。
【００８３】
図１１（ａ）は上記トランジスタＴＲ１に印加される他の吸着パルス信号Ｓ３を示す波形図であり、（ｂ）は上記他の吸着パルス信号Ｓ３に基づいて生成される他の吸着過渡応答信号Ｓ８を示す波形図である。図１２（ａ）（ｂ）は、それぞれ、図１１（ａ）（ｂ）の要部を拡大した波形図である。
【００８４】
制御回路５が時刻ｔ２に吸着信号Ｓ０をトランジスタＴＲ１に供給すると、可動接点９が吸着して電磁継電器２が動作する（ＳＴＥＰ３）。そして、励磁コイル６のコイル電流の過渡応答信号Ｓ４が、増幅器Ａｍｐから制御回路５の端子Ａ／Ｄに入力される。
【００８５】
その後、制御回路５が時刻ｔ３において吸着信号Ｓ０のデューティを変更（吸着パルス信号Ｓ３を供給）して可動接点９を省電力で保持すると、コイル電流の吸着過渡応答信号Ｓ６（第２過渡応答信号）が、増幅器Ａｍｐを介して制御回路５に供給される（ＳＴＥＰ４）。時刻ｔ４においてデューティを増大（吸着パルス信号Ｓ３を供給）すると、コイル電流の立ち上がりの吸着過渡応答信号Ｓ８（第２過渡応答信号）が、増幅器Ａｍｐを介して制御回路５により計測される（ＳＴＥＰ５）。
【００８６】
そして、時刻ｔ５において、デューティを減少させるように変更（吸着パルス信号Ｓ３を供給）して可動接点９を省電力で保持すると、コイル電流の立下りの吸着過渡応答信号Ｓ１２（第２過渡応答信号）が、増幅器Ａｍｐを介して制御回路５により計測される。
【００８７】
図１３は、溶着検出システムの動作を説明するための波形図であり、（ａ）は乖離パルス信号Ｓ１を示す波形図であり、（ｂ）は乖離過渡応答信号Ｓ２を示す波形図である。
【００８８】
制御回路５（図２）は、時刻ｔ１に端子Ｏｕｔから乖離パルス信号Ｓ１をトランジスタＴＲ１のゲート端子に印加する。すると、可動接点９が固定接点１０から乖離した状態の励磁コイル６のコイル電流の乖離過渡応答信号Ｓ２（第１過渡応答信号）が、増幅器Ａｍｐから制御回路５の端子Ａ／Ｄに入力される。乖離過渡応答信号Ｓ２の値は、可動接点９が固定接点１０と乖離状態にあるか吸着状態にあるかによって異なり、予め定められた閾値ＴｈＡと乖離過渡応答信号Ｓ２とを比較することにより、可動接点９が固定接点１０と乖離状態にあるか否かを判定することができる。
【００８９】
制御回路５は、時刻（ｔ１＋α）における予め定められた閾値ＴｈＡを図示しないメモリに記憶している。制御回路５は、時刻（ｔ１＋α）における乖離過渡応答信号Ｓ２の値と前記閾値ＴｈＡとを比較して、可動接点９が固定接点１０と乖離状態にあるか否かを判断し、吸着状態にあれば動作不良と判定する。
【００９０】
図１４は、溶着検出システムの動作を説明するための波形図であり、図１４は図１１の要部を拡大した図である。図１４（ａ）は吸着パルス信号Ｓ３を示す波形図であり、（ｂ）は吸着過渡応答信号Ｓ８を示す波形図である。
【００９１】
制御回路５が吸着信号Ｓ０をトランジスタＴＲ１（図２）に供給すると、可動接点９が吸着して電磁継電器２が動作する。そして、制御回路５が吸着信号Ｓ０のデューティを下げると、固定接点１０に吸着した可動接点９は省電力で保持される。次に、時刻Ｔ４において、デューティを増大させるように変更（吸着パルス信号Ｓ３を供給）すると、コイル電流の立ち上がりの吸着過渡応答信号Ｓ８（第２過渡応答信号）が、増幅器Ａｍｐを介して制御回路５により計測される。吸着過渡応答信号Ｓ８の値は、可動接点９が固定接点１０と乖離状態にあるか吸着状態にあるかによって異なり、予め定められた閾値ＴｈＢと吸着過渡応答信号Ｓ８とを比較することにより、可動接点９が固定接点１０と吸着状態にあるか否かを判定することができる。
【００９２】
制御回路５は、時刻（ｔ４＋α）における予め定められた閾値ＴｈＢを図示しないメモリに記憶している。制御回路５は、時刻（ｔ４＋α）における吸着過渡応答信号Ｓ８の値と前記閾値ＴｈＢとを比較して、可動接点９が固定接点１０と吸着状態にあるか否かを判断し、乖離状態にあれば動作不良と判定する。
【００９３】
上記図１３及び図１４に示す構成により、特許文献１で課題となっていた励磁コイルと検出コイルとの共用が可能となる。しかしながら、特許文献２で課題としているインダクタンスの個体差の影響に改善の余地がある。以下、上記を改善する閾値の設定方法を述べる。
【００９４】
図１５は、上記乖離過渡応答信号Ｓ２と上記吸着過渡応答信号Ｓ８との比較方法を説明するための波形図である。図１６は、上記乖離過渡応答信号Ｓ２と上記吸着過渡応答信号Ｓ８とに基づいて、溶着有無を判定するための閾値Ｔｈを設定する方法を説明するための波形図である。図１５に示すように、数値計算により、乖離過渡応答信号Ｓ２と吸着過渡応答信号Ｓ８とのオフセットを合わせ、可動接点９が乖離した状態の乖離過渡応答信号Ｓ２と吸着した状態の吸着過渡応答信号Ｓ８とを比較する。
【００９５】
そして、図１６に示すように、オフセットを合わせた乖離過渡応答信号Ｓ２と吸着過渡応答信号Ｓ８との間に、可動接点９と固定接点１０との溶着の有無を判定するための閾値Ｔｈを設定する（ＳＴＥＰ６）。
【００９６】
閾値Ｔｈは、例えば、以下の（式１）または（式２）により定められる。
【００９７】
Ｔｈ＝Ｓ８＋（（Ｓ２−Ｓ８）／２）  …（式１）
または、
Ｔｈ＝Ｓ２−（（Ｓ２−Ｓ８）／２）  …（式２）
図１７（ａ）は上記トランジスタＴＲ１に印加される検出パルス信号（第３検出パルス信号）Ｓ９を示す波形図であり、（ｂ）は上記閾値Ｔｈと上記パルス信号Ｓ９に基づいて生成される検出過渡応答信号（第３過渡応答信号）Ｓ１０とを示す波形図である。
【００９８】
可動接点９を固定接点１０から乖離させて電磁継電器２を復帰させるために、制御回路５がトランジスタＴＲ１への吸着パルス信号Ｓ３の供給を停止する（ＳＴＥＰＳ７）。そして、制御回路５が時刻ｔ６において電磁継電器が動作しない範囲のデューティ比を有するパルス信号Ｓ９をトランジスタＴＲ１に供給すると、制御回路５は、増幅器Ａｍｐからの出力に基づいて、可動接点９の固定接点１０への溶着の有無を検出するためのコイル電流の検出過渡応答信号Ｓ１０を計測する（ＳＴＥＰ８）。そして、制御回路５は、検出過渡応答信号Ｓ１０と閾値Ｔｈとに基づいて、可動接点９の溶着の有無を検出する（ＳＴＥＰ９）。図１７（ｂ）に示すように、検出過渡応答信号Ｓ１０が閾値Ｔｈを下回っていれば、可動接点９が固定接点１０に溶着していると制御回路５は判断する。検出過渡応答信号Ｓ１０が閾値Ｔｈ以上であれば、可動接点９が固定接点１０から乖離していると制御回路５は判断する。
【００９９】
（吸着過渡応答信号Ｓ８の変形例）
図１８（ａ）は上記トランジスタＴＲ１に印加される吸着信号Ｓ０及び吸着パルス信号Ｓ３を示す波形図であり、（ｂ）は上記吸着パルス信号Ｓ３に基づいて生成される吸着過渡応答信号Ｓ１１の関係を説明するための波形図である。
【０１００】
図１２〜図１６では、立ち上がりの吸着過渡応答信号Ｓ８に基づいて閾値Ｔｈを設定する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。図１１に示すように、立下りの吸着過渡応答信号Ｓ６又はＳ１２に基づいて閾値Ｔｈを設定してもよい。図１８は図１１の要部を拡大した図であり、この場合は、コイル電流αに対応する水平線Ｌに対して立下りの吸着過渡応答信号Ｓ６を反転させた立ち上がりの吸着過渡応答信号Ｓ１１を生成し、当該吸着過渡応答信号Ｓ１１と乖離過渡応答信号Ｓ２とのオフセットを合わせて、図１６で前述したように閾値を設定すればよい。
【０１０１】
（吸着有無の検出方法の変形例）
図１９（ａ）は上記閾値Ｔｈと上記検出過渡応答信号Ｓ１０とに基づいて上記溶着の有無を検出する方法を説明するための波形図であり、（ｂ）は上記乖離過渡応答信号Ｓ２と上記吸着過渡応答信号Ｓ８との差分波形を示す波形図である。
【０１０２】
制御回路５は、乖離過渡応答信号Ｓ２と上記吸着過渡応答信号Ｓ８との差分の波形を表す過渡応答差分波形Ｓ１２Ａが最大になる時刻ｔｍａｘを求める。時刻ｔｍａｘは、例えば、８ｍｓｅｃである。そして、制御回路５は、当該時刻ｔｍａｘにおける検出過渡応答信号Ｓ１０の値と閾値Ｔｈの値とに基づいて、可動接点９の溶着の有無を検出する。即ち、当該時刻ｔｍａｘにおける検出過渡応答信号Ｓ１０の値が閾値Ｔｈの値以上であれば、可動接点９が固定接点１０から乖離していると制御回路５は判断する。そして、当該時刻ｔｍａｘにおける検出過渡応答信号Ｓ１０の値が閾値Ｔｈの値未満であれば、可動接点９が固定接点１０に吸着していると制御回路５は判断する。
【０１０３】
これにより、電磁継電器２の励磁コイル６のインダクタンスに個体差があっても、当該個体差に応じて閾値を設定するので、当該個体差をキャンセルすることができる。
【０１０４】
図２０は、上記溶着の有無を検出する他の方法を説明するための波形図である。制御回路５は、検出過渡応答信号Ｓ１０から閾値Ｔｈを減算した結果を積分した積分値を算出して検出過渡応答信号Ｓ１０と閾値Ｔｈとの間の面積を求める。そして、上記積分値がセロ以上であれば、可動接点９が固定接点１０から乖離していると制御回路５は判断する。そして、上記積分値が負であれば、可動接点９が固定接点１０に吸着していると制御回路５は判断する。
【０１０５】
この構成によれば、所定の期間における積分値に基づいて判断するので、ノイズが検出過渡応答信号Ｓ１０に重畳しても、溶着の有無を誤判定し難くなる。
【０１０６】
図２１は、上記溶着の有無を検出するさらに他の方法を説明するための波形図である。制御回路５は、検出過渡応答信号Ｓ１０から閾値Ｔｈを減算した値がゼロ以上である時間幅が、検出過渡応答信号Ｓ１０から閾値Ｔｈを減算した値が負である時間幅以上であれば、可動接点９が固定接点１０から乖離していると判断する。そして、検出過渡応答信号Ｓ１０から閾値Ｔｈを減算した値がゼロ以上である時間幅が、検出過渡応答信号Ｓ１０から閾値Ｔｈを減算した値が負である時間幅未満であれば、可動接点９が固定接点１０に吸着していると制御回路５は判断する。
【０１０７】
この構成によれば、検出過渡応答信号Ｓ１０と閾値Ｔｈとの大小関係に応じた時間幅に基づいて判断するので、ノイズが検出過渡応答信号Ｓ１０に重畳しても、溶着の有無を誤判定し難くなる。
【０１０８】
図２２は、上記溶着の有無を検出するさらに他の方法を説明するための波形図である。図２３は、上記差分波形に基づいて有効時間範囲を設定する方法を説明するための波形図である。制御回路５は、乖離過渡応答信号Ｓ２と吸着過渡応答信号Ｓ８との差分を表す過渡応答差分波形Ｓ１２Ａに基づいて時刻ｔＡ、時刻ｔＢを定める。時刻ｔＡ、時刻ｔＢは、例えば、過渡応答差分波形Ｓ１２Ａが、その最大値（図２３のグラフの例では約１８％）の２分の１（図２３のグラフの例では約９％）を超える時間範囲を定める時刻であり、例えば、約２ｍｓｅｃと約２０ｍｓｅｃであり得る。
【０１０９】
制御回路５は、時刻ｔＡから時刻ｔＢまでの検出過渡応答信号Ｓ１０から閾値Ｔｈを減算した積分値に基づいて、可動接点９の吸着の有無を判断する。制御回路５は、時刻ｔＡから時刻ｔＢまでの検出過渡応答信号Ｓ１０から閾値Ｔｈを減算した値がゼロ以上である時間幅と、検出過渡応答信号Ｓ１０から閾値Ｔｈを減算した値が負である時間幅とに基づいて、可動接点９の吸着の有無を判断してもよい。
【０１１０】
この構成によれば、過渡応答差分波形Ｓ１２Ａに関連する時間幅に基づいて判断するので、瞬間的にノイズが検出過渡応答信号Ｓ１０に重畳しても、溶着の有無を誤判定し難くなる。また、過渡応答差分波形Ｓ１２Ａの差分が小さい範囲は判定の対象から除外するので、ノイズにより誤判定しにくくなる。
【０１１１】
次に、検出過渡応答信号Ｓ１０にノイズが重畳したときの溶着の有無の判定動作を説明する。
【０１１２】
図２４は、上記閾値Ｔｈとノイズが重畳した上記検出過渡応答信号Ｓ１０とに基づいて上記溶着の有無を検出する方法を説明するための波形図である。ノイズには周期性のあるノイズや瞬間的なノイズなど様々なノイズがあるが、ここでは瞬間的なノイズを例に挙げて説明する。他のノイズに対しても同様の効果が見込めるので説明は割愛する。
【０１１３】
図１９（ｂ）で説明した過渡応答差分波形Ｓ１２Ａが最大になる時刻ｔｍａｘにおいて検出過渡応答信号Ｓ１０が閾値Ｔｈ以上であれば、可動接点９が固定接点１０から乖離していると制御回路５は判断する。そして、時刻Ｔｍａｘにおいて検出過渡応答信号Ｓ１０が閾値Ｔｈ未満であれば、可動接点９が固定接点１０に吸着していると制御回路５は判断する。
【０１１４】
図２５及び図２６に示す構成によれば、検出過渡応答信号Ｓ１０にノイズが重畳して閾値Ｔｈを超えるときがあっても、誤判定し難い。
【０１１５】
図２５は、上記閾値Ｔｈとノイズが重畳した上記検出過渡応答信号Ｓ１０とに基づいて上記溶着の有無を検出する他の方法を説明するための波形図である。時刻ｔＣから時刻ｔＤまでの検出過渡応答信号Ｓ１０から閾値Ｔｈを減算した積分値から、時刻０から時刻ｔＣまでの閾値Ｔｈから検出過渡応答信号Ｓ１０を減算した積分値と、時刻ｔＤから時刻ｔＥＮＤまでの閾値Ｔｈから検出過渡応答信号Ｓ１０を減算した積分値とを減算した値が０以上であれば、可動接点９が固定接点１０から乖離していると制御回路５は判断する。そして、上記値が負であれば、可動接点９が固定接点１０に吸着していると制御回路５は判断する。
【０１１６】
図２６は、上記閾値Ｔｈとノイズが重畳した上記検出過渡応答信号Ｓ１０とに基づいて上記溶着の有無を検出するさらに他の方法を説明するための波形図である。時刻ｔＣから時刻ｔＤまでの検出過渡応答信号Ｓ１０が閾値Ｔｈ以上である時間幅Ｋ２から、時刻０から時刻ｔＣまでの閾値Ｔｈが検出過渡応答信号Ｓ１０以上である時間幅Ｋ１と、時刻ｔＤから時刻ｔＥＮＤまでの閾値Ｔｈが検出過渡応答信号Ｓ１０以上である時間軸Ｋ３とを減算した値が０以上であれば、可動接点９が固定接点１０から乖離していると制御回路５は判断する。そして、上記値が負であれば、可動接点９が固定接点１０に吸着していると制御回路５は判断する。
【０１１７】
この構成によれば、時間幅で判定するので、ノイズのピークが大きい場合に誤判定しにくい。
【０１１８】
（パルス信号の周波数範囲）
トランジスタＴＲ１に印加するパルス信号の周波数は、過渡応答信号の過渡応答に要する時間よりも、十分に短い周期になるような高い周波数に設定する。パルス周波数が低くなるほど、コイル電流の交流成分が大きくなる。逆にパルス信号の周波数を高くするほど、コイル電流の交流成分が小さくなり、過渡応答信号のみが観測されるようになる。
【０１１９】
なお、パルス信号の周波数の上限はスイッチング素子の性能に依存する。
【０１２０】
パルス信号の周波数を下げるほど、トランジスタＴＲ１のスイッチングロスが少なくなる為、電磁継電器を省電力保持している時と過渡応答信号を計測している時とでパルス信号の周波数を変えてもよい。
【０１２１】
他にも、例えば電流検出抵抗Ｒ１と制御回路５の端子Ａ／Ｄとの間にローパスフィルタを設ける、又は、ＦＩＲなどのソフトウエアフィルタ処理を行う等の設計手段により、コイル電流の交流成分を小さくすることが出来る。このため、設計の範囲でコストと効果のバランスを考えながらパルス周波数を決定する。
【０１２２】
（効果）
以上のように実施の形態１によれば、同一の電磁継電器について、乖離状態の過渡応答信号と吸着状態の過渡応答信号とを計測して、吸着判定の閾値を設定する。このため、電磁継電器の個体に応じて閾値を設定することができる。この結果、電磁継電器の励磁コイルのインダクタンスに個体差（大小差）があっても、可動接点の溶着の有無を正しく検出することができる。
【０１２３】
（実施の形態２）
（温度変化の影響）
実施の形態１で説明した乖離過渡応答信号、吸着過渡応答信号は、電磁継電器の周囲温度が上がったり、電磁継電器が動作してから時間が経過すると、電磁継電器の励磁コイルが熱くなり、励磁コイルの抵抗値が上昇する。このため、時定数が小さくなり、過渡応答信号が速くなる。このように、電磁継電器の励磁コイルの温度が変化すると、過渡応答信号が変化する。
【０１２４】
実施の形態に係る溶着検出システムでは、電源ＰＷをオンしてから（ＳＴＥＰ１（図４））乖離過渡応答信号を計測するタイミング（ＳＴＥＰ２）と、電磁継電器を動作させて（ＳＴＥＰ３）から吸着過渡応答信号を計測するタイミング（ＳＴＥＰ５）との間に時間が空く場合があり、その間に温度が変化する可能性がある。従って、乖離過渡応答信号を計測するタイミング（ＳＴＥＰ２）での温度と、吸着過渡応答信号を計測するタイミング（ＳＴＥＰ５）での温度と、検出過渡応答信号を計測するタイミング（ＳＴＥＰ８）での温度とが異なる可能性がある。この場合、溶着の有無を検出するための検出マージンが少なくなり、当該検出マージンの点で改善の余地が残されている。
【０１２５】
上記を改善するために、乖離過渡応答信号と吸着過渡応答信号とを温度差が無い状態で計測し、閾値を設定することが考えられる。電源ＰＷをオンしてから電磁継電器が動作するまでの動作バリエーションを考えると、電源ＰＷをオンすると自動的に電磁継電器を動作する場合は、外部信号の入力待ち（図示せず）をしないので、乖離過渡応答信号の計測タイミングと吸着過渡応答信号の計測タイミングとの間に時間差がほとんど生じない。このため、温度差による上記問題は生じない。しかしながら、外部信号に応答して電磁継電器を動作する場合は、外部信号の入力待ちが長時間に渡る可能性があるので、乖離過渡応答信号の計測タイミングと吸着過渡応答信号の計測タイミングとの間に温度差が生じるおそれがある。
【０１２６】
（乖離過渡応答信号Ｓ２の繰り返し計測）
図２７は、実施の形態２に係る溶着検出システム１の動作を示すフローチャートである。図２８（ａ）は上記溶着検出システム１に係る乖離パルス信号Ｓ１を示す波形図であり、（ｂ）は上記乖離パルス信号Ｓ１に基づいて生成される乖離過渡応答信号（第１過渡応答信号）Ｓ２を示す波形図である。実施の形態２に係る溶着検出システム１は、実施の形態１に係る溶着検出システム１と同じ構成を有する。後述する実施の形態の溶着検出システム１も同様である。
【０１２７】
外部信号に応答して電磁継電器２を動作する場合は、電磁継電器２を動作するタイミングが未知であるので、温度変化に対応するため、乖離過渡応答信号Ｓ２を所定期間Ｔ１（例えば１分）ごとに計測し直す。
【０１２８】
まず、可動接点９が固定接点１０から乖離している状態において、溶着検出回路４の電源ＰＷをオンにする（ＳＴＥＰ１）。そして、制御回路５は、時刻ｔ８に乖離パルス信号Ｓ１をトランジスタＴＲ１に印加する。すると、コイル電流の乖離過渡応答信号Ｓ２が、制御回路５に入力される（ＳＴＥＰ２）。
【０１２９】
次に、外部信号の入力があるか否かを制御回路５は判断する（ＳＴＥＰ１０）。外部信号の入力が無いと判断したときは（ＳＴＥＰ１０でＮＯ）、一定時間Ｔ１が経過するまで待機し（ＳＴＥＰ１１）、ＳＴＥＰ２へ戻る。
【０１３０】
外部信号の入力があると判断したときは（ＳＴＥＰ１０でＹＥＳ）、制御回路５が吸着信号Ｓ０をトランジスタＴＲ１に供給し、可動接点９が固定接点１０に吸着して電磁継電器２が動作する（ＳＴＥＰ３）。以下、図４で説明した動作（ＳＴＥＰ４〜ＳＴＥＰ９）と同様にして溶着の有無を判定する。
【０１３１】
このように、一定時間ごとに乖離過渡応答信号Ｓ２を計測しなおして、乖離過渡応答信号Ｓ２を更新すると、乖離過渡応答信号Ｓ２の計測時の温度と、吸着過渡応答信号Ｓ８の計測時の温度との温度差を解消することができる。
【０１３２】
（外部信号受信後の乖離過渡応答信号Ｓ２の計測）
図２９は、上記溶着検出システム１の他の動作を示すフローチャートである。図３０（ａ）は上記他の動作における外部信号Ｓ１３を示す波形図であり、（ｂ）は上記他の動作における乖離パルス信号Ｓ１、吸着信号Ｓ０及び吸着パルス信号Ｓ３を示す波形図であり、（ｃ）は上記他の動作における乖離過渡応答信号（第１過渡応答信号）Ｓ２及び過渡応答信号Ｓ４を示す波形図である。
【０１３３】
外部信号を受信してから電磁継電器２が動作するまでの反応時間が過渡応答信号計測に要する時間の分だけ長くても良い場合（概ね１０ｍ秒〜１秒程度）は、外部信号を受信した後に乖離過渡応答信号Ｓ２を計測し、電磁継電器２を動作させてもよい。乖離過渡応答信号Ｓ２の計測時と、吸着過渡応答信号Ｓ８の計測時との時間差が短縮できるので、乖離過渡応答信号Ｓ２の計測時の温度と、吸着過渡応答信号Ｓ８の計測時の温度との温度差を解消することができるからである。
【０１３４】
まず、可動接点９が固定接点１０から乖離している状態において、溶着検出回路４の電源ＰＷをオンにする（ＳＴＥＰ１）。次に、外部信号の入力があるか否かを制御回路５は判断する（ＳＴＥＰ１０）。外部信号の入力が無いと判断したときは（ＳＴＥＰ１０でＮＯ）、ＳＴＥＰ１０へ戻る。
【０１３５】
時刻ｔ１１において外部信号Ｓ１３が制御回路５に入力されると、制御回路５は外部信号の入力があると判断し（ＳＴＥＰ１０でＹＥＳ）、時刻ｔ１２において乖離パルス信号Ｓ１をトランジスタＴＲ１に印加する。すると、コイル電流の乖離過渡応答信号Ｓ２が、制御回路５に入力される（ＳＴＥＰ２）。
【０１３６】
そして、時刻ｔ１３において制御回路５が吸着信号Ｓ０をトランジスタＴＲ１に供給し、可動接点９が固定接点１０に吸着して電磁継電器２が動作する（ＳＴＥＰＳ３）。その後、時刻ｔ２８において、制御回路５が吸着パルス信号Ｓ３を供給して可動接点９を省電力で保持すると、コイル電流の吸着過渡応答信号Ｓ７が、制御回路５に供給される（ＳＴＥＰ４）。そして、時刻ｔ２９において、デューティを増大させる吸着パルス信号Ｓ３を供給すると、コイル電流の立ち上がりの吸着過渡応答信号Ｓ８が、制御回路５により計測される（ＳＴＥＰ５）。以下、図４で説明した動作（ＳＴＥＰ６〜ＳＴＥＰ９）と同様にして溶着の有無を判定する。
【０１３７】
このように、外部信号を受信した後に乖離過渡応答信号Ｓ２を計測し、電磁継電器２を動作しても、乖離過渡応答信号Ｓ２の計測時の温度と、吸着過渡応答信号Ｓ８の計測時の温度との温度差を解消することができる。
【０１３８】
（吸着過渡応答信号Ｓ８Ａ〜Ｓ８Ｃの繰り返し計測）
図３１は、上記溶着検出システム１のさらに他の動作を示すフローチャートである。図３２は、上記さらに他の動作における上記閾値の更新方法を説明するための波形図である。図３３（ａ）は上記さらに他の動作における吸着パルス信号Ｓ３を示す波形図であり、（ｂ）は上記さらに他の動作における吸着過渡応答信号（第２過渡応答信号）Ｓ８Ａ〜Ｓ８Ｃを示す波形図である。
【０１３９】
吸着過渡応答信号の計測時と検出過渡応答信号の計測時との間が長時間になる場合がある（例えば、数時間以上）。このような場合にも、吸着過渡応答信号の計測時と検出過渡応答信号の計測時とで温度差が無い状態で計測するために、所定時間ごとに吸着過渡応答信号を計測して閾値を更新する。
【０１４０】
まず、可動接点９が固定接点１０から乖離している状態において、溶着検出回路４の電源ＰＷをオンにする（ＳＴＥＰ１）。そして、制御回路５は、乖離パルス信号Ｓ１をトランジスタＴＲ１に印加する。すると、可動接点９が固定接点１０から乖離した状態の励磁コイル６のコイル電流の乖離過渡応答信号Ｓ２が、制御回路５に入力される（ＳＴＥＰ２）。
【０１４１】
次に、制御回路５が吸着信号Ｓ０をトランジスタＴＲ１に供給すると、可動接点９が固定接点１０に吸着して電磁継電器２が動作する（ＳＴＥＰ３）。その後、制御回路５が吸着信号Ｓ０のデューティを変更して可動接点９を省電力で保持すると、コイル電流の吸着過渡応答信号Ｓ７が、制御回路５に供給される（ＳＴＥＰ４）。そして、時刻ｔ１４でデューティを増大させる吸着パルス信号Ｓ３を供給すると、コイル電流の立ち上がりの吸着過渡応答信号Ｓ８Ａが、制御回路５により計測される（ＳＴＥＰ５）。そして、乖離過渡応答信号Ｓ２と吸着過渡応答信号Ｓ８Ａとの間に閾値Ｔｈを設定する（ＳＴＥＰ６）。
【０１４２】
乖離過渡応答信号Ｓ２及び吸着過渡応答信号Ｓ８Ａが同一個体に基づいており、温度が同じであれば、乖離過渡応答信号Ｓ２から吸着過渡応答信号Ｓ８Ａを減算した波形は、インダクタンスの個体差、温度によって、殆ど変らない。一方、乖離過渡応答信号Ｓ２及び吸着過渡応答信号Ｓ８Ａのそれぞれの波形を個別に観ると、インダクタンスの個体差、温度によって波形が変わる。例えば、異なる温度の乖離過渡応答信号Ｓ２同士を比較すると波形が異なるし、異なるインダクタの乖離過渡応答信号Ｓ２同士を比較しても波形が異なる。このため、例えば以下のようにして閾値Ｔｈを更新していく。
【０１４３】
上記閾値Ｔｈは、
Ｔｈ＝Ｓ８Ａ＋（（Ｓ２−Ｓ８Ａ）／２）  …（式３）
により設定する。
【０１４４】
次に、制御回路５は、電磁継電器２を復帰するための外部信号が入力されたか否かを判断する（ＳＴＥＰ１３）。電磁継電器２を復帰するための外部信号が入力されていないと判断したときは（ＳＴＥＰ１３でＮＯ）、ＳＴＥＰ４に戻る。
【０１４５】
そして、時刻ｔ１５で次の吸着過渡応答信号Ｓ８Ｂを計測すると（ＳＴＥＰ５）、閾値を更新する（ＳＴＥＰ６）。
【０１４６】
上記閾値Ｔｈは、
Ｔｈ＝Ｓ８Ｂ＋（（Ｓ２−Ｓ８Ａ）／２）  …（式４）
により更新する。
【０１４７】
所定時間経過後（ＳＴＥＰ１２）、上記信号が入力されていないと判断し（ＳＴＥＰ１３でＮＯ）、可動接点９を省電力で保持し（ＳＴＥＰ４）、時刻ｔ１６でさらに次の吸着過渡応答信号Ｓ８Ｃを計測したときは（ＳＴＥＰ５）、
閾値Ｔｈは、
Ｔｈ＝Ｓ８Ｃ＋（（Ｓ２−Ｓ８Ａ）／２）  …（式５）
により更新する（ＳＴＥＰ６）。
【０１４８】
電磁継電器２を復帰するための外部信号が入力されたと判断したときは（ＳＴＥＰ１３でＹＥＳ）、制御回路５がトランジスタＴＲ１への吸着パルス信号Ｓ３の供給を停止することで、可動接点９は固定接点１０から乖離して電磁継電器２が復帰する（ＳＴＥＰ７）。
【０１４９】
そして、制御回路５が検出パルス信号Ｓ９をトランジスタＴＲ１に供給すると、制御回路５は、コイル電流の検出過渡応答信号Ｓ１０を計測する（ＳＴＥＰ８）。そして、制御回路５は、検出過渡応答信号Ｓ１０と閾値Ｔｈとに基づいて、可動接点９の溶着の有無を検出する（ＳＴＥＰ９）。
【０１５０】
なお、ＳＴＥＰ１３の処理は、ＳＴＥＰ４とＳＴＥＰ５との間に追加してもよいし、ＳＴＥＰ５とＳＴＥＰ６との間、ＳＴＥＰ６とＳＴＥＰ１２との間に追加してもよい。
【０１５１】
図３４（ａ）は電磁継電器２の動作経過時間と励磁コイル６の抵抗値との間の関係を示すグラフであり、（ｂ）は電磁継電器２の周囲温度と動作信号の下限デューティとの間の関係を示すグラフである。
【０１５２】
吸着過渡応答信号の計測時間間隔Ｄ２、Ｄ３（図３３）は、温度変化による過渡応答信号の変化が閾値に対して許容できる範囲であれば、互いに異なっていてよい。図３４ (ａ)の曲線Ｃ１に示すように、動作信号を供給している間、励磁コイル６には或る電流が流れ続ける為、励磁コイル６が発熱して温度が上がっていく。しかし、時間の経過とともに、励磁コイル６の発熱による温度変化は穏やかになっていき、いずれ定常状態に落ち着いていく。このため、閾値の更新時間間隔（吸着過渡応答信号の計測時間間隔）を、通電経過時間とともに長くしてもよい。例えば、Ｄ２＜Ｄ３とする。
【０１５３】
また、省電力保持の方法として、電流検出抵抗Ｒ１に流れる電流が一定になるようデューティをコントロールする定電流保持がある。この方法は、電源電圧や温度が変わった場合、励磁コイルに流れる電流を一定にする為にデューティをコントロールする。電源電圧を制御回路５で計測すれば、デューティの変化の要因（電源電圧変化と温度変化）の切り分けができるので、デューティの変化から温度変化を検出することが出来る。例えば、図３２（ｂ）の線Ｃ２、Ｃ３に示すように、可動接点９を固定接点１０に保持する定電流保持のパルス信号のデューティが、温度及び電源電圧により変化することに着目し、定電流により可動接点９を固定接点１０に保持しているときに、温度変化によってデューティが一定値以上変化したときに吸着パルス信号Ｓ３を供給して閾値を更新してもよい。
【０１５４】
また、乖離過渡応答信号Ｓ２又は吸着過渡応答信号Ｓ８にノイズが重畳している場合は、ノイズが重畳した閾値になってしまうので、閾値の更新を行わずに初期閾値、前回更新したときの閾値を用いてもよい。
【０１５５】
（実施の形態３）
実施の形態３は、過渡応答信号が電源電圧、励磁コイルの抵抗値の影響を受けて変動するという課題を解決する。上記電源電圧、励磁コイルの抵抗値の影響は、乖離過渡応答信号でも吸着過渡応答信号でも受ける。以下、乖離過渡応答信号の電源電圧の影響による変動の課題を例に挙げて説明するが、吸着過渡応答信号も乖離過渡応答信号と同様にして上記課題を解決することができるし、励磁コイルの抵抗値の影響による変動の課題も同様にして解決することができる。
【０１５６】
（電源電圧変動の影響）
図３５は、実施の形態３に係る溶着検出システム１の解決課題を説明するための波形図であり、（ａ）は乖離パルス信号Ｓ１を示すグラフであり、（ｂ）は上記乖離パルス信号Ｓ１に基づく乖離過渡応答信号Ｓ２が電源電圧の変動に応じて変化する態様を示すグラフである。
【０１５７】
乖離パルス信号Ｓ１のデューティが一定であれば、電源ＰＷの電圧が増大すると、乖離過渡応答信号Ｓ２よりも大きい乖離過渡応答信号Ｓ２Ａが生成される。そして、電源電圧が低下すると、乖離過渡応答信号Ｓ２よりも小さい乖離過渡応答信号Ｓ２Ｂが生成される。電源電圧が１０％変化したとき、励磁コイル６に流れるコイル電流は１０％変化する。このように、電源電圧が変動すると、コイル電流の過渡応答信号も変動するので、溶着の有無を検出するための検出マージンが少なくなり、当該検出マージンの点で改善の余地が残されている。
【０１５８】
（パルス信号のデューティ制御）
図３６は、実施の形態３に係る乖離パルス信号のデューティを制御する方法を説明するためのグラフであり、（ａ）は電源電圧が高い時の乖離パルス信号Ｓ１Ａを示す波形図であり、（ｂ）は電源電圧が低いときの乖離パルス信号Ｓ１Ｂを示す波形図であり、（ｃ）は乖離パルス信号のデューティを制御することにより一定になった乖離過渡応答信号Ｓ２を示す波形図である。
【０１５９】
電源電圧がより高い時は、デューティがより小さい乖離パルス信号Ｓ１Ａにより乖離過渡応答信号Ｓ２を生成し、電源電圧がより低い時は、デューティがより大きい乖離パルス信号Ｓ１Ｂにより乖離過渡応答信号Ｓ２を生成する。
【０１６０】
図３７は、上記乖離パルス信号のデューティを制御する具体的方法を説明するためのグラフである。デューティを制御して定常状態から過渡応答を経た次の定常状態までのコイル電流の変化幅（目標電流）を一定にコントロールする方法を説明する。まず、時刻ｔ２６において電流値を計測しておく。次に、時刻ｔ２１において、制御回路５（図２）は、予め定められた低めのデューティに基づく乖離パルス信号をトランジスタＴＲ１に印加する。すると、励磁コイル６のコイル電流の過渡応答信号Ｓ２６が、増幅器Ａｍｐから制御回路５に入力される。そして、時刻ｔ２２において制御回路５は過渡応答後の定常状態の電流を増幅器Ａｍｐから取得する。次に、制御回路５は、時刻ｔ２６で取得した電流と前記取得した過渡応答後の時刻ｔ２２における定常状態の電流に基づいて、デューティを再設定する。
【０１６１】
その後、時刻２３において制御回路５は、設定した再デューティに基づく乖離パルス信号をトランジスタＴＲ１に印加する。すると、励磁コイル６のコイル電流の過渡応答信号Ｓ２７が、増幅器Ａｍｐから制御回路５に入力される。そして、時刻ｔ２４において制御回路５は過渡応答後の定常状態の電流を増幅器Ａｍｐから取得する。次に、制御回路５は、前記取得した過渡応答後の時刻ｔ２４における定常状態の電流と時刻ｔ２６で計測した電流の差分が、目標電流値に適しているか否かを判断する。
【０１６２】
上記定常状態の電流が、目標電流値に適していないときは、制御回路５は、デューティを再設定し、過渡応答後の前記定常状態の電流が前記目標電流値に適するまで、前記手順を繰り返す。
【０１６３】
上記の方法により、定常状態から過渡応答を経た次の定常状態までのコイル電流の変化幅を一定にするために、デューティをどれだけ変化させれば良いかが分かる。過渡応答信号を計測する方法としては、例えば制御回路５は、時刻ｔ２５において、デューティを逆方向に変化させた乖離パルス信号をトランジスタＴＲ１に印加すれば励磁コイル６のコイル電流の過渡応答信号Ｓ２８が計測できる。
【０１６４】
例えば、
デューティ変化幅＝目標電流÷Δ計測電流×Δ設定デューティ
により表される式で、乖離パルスのデューティを設定して過渡応答信号を計測する。
【０１６５】
例えば、過渡応答させる前の時刻ｔ２６における設定デューティが０％で、この時０ｍＡとする。ここから、１００ｍＡ変化させたときの過渡応答を計測したい場合は、時刻ｔ２１においてデューティを０→１０％に設定して、時刻ｔ２２における電流値が４０ｍＡとすると、
デューティ変化幅＝（１００−０）÷（４０−０）×（１０−０）＝２５％
となる。時刻ｔ２３においてデューティを１０％から２５％に設定変更して、時刻ｔ２４における電流値が１００ｍＡであれば、時刻ｔ２４における電流値と時刻ｔ２６における電流値との差分が１００ｍＡとなり、目標電流と一致するため、デューティを２５％変化させたときの過渡応答信号Ｓ２を計測すればよい。
【０１６６】
このように、定常状態から過渡応答を経た次の定常状態までのコイル電流の変化幅が一定になるように、パルス信号のデューティを制御することにより、電源電圧の変動に関わらず、コイル電流を一定にすることができる。このため、電源電圧の変動によるコイル電流の過渡応答信号の変動を解消することができる。
【０１６７】
（過渡応答信号の正規化）
図３８（ａ）は上記乖離パルス信号に基づく乖離過渡応答信号が電源電圧の変動に応じて変化する態様を示すグラフであり、（ｂ）は正規化された乖離過渡応答信号を示すグラフである。
【０１６８】
電源電圧が増大すると、乖離過渡応答信号Ｓ２よりも大きい乖離過渡応答信号Ｓ２Ａが生成される。そして、電源電圧が低下すると、乖離過渡応答信号Ｓ２よりも小さい乖離過渡応答信号Ｓ２Ｂが生成される。
【０１６９】
過渡応答後の定常状態の電流値を１００％として数値計算によりコイル電流の過渡応答信号を正規化すると、電源電圧の変動によるコイル電流の過渡応答信号の変動を解消することができる。
【０１７０】
（実施の形態４）
（可動接点９の位置検出）
図３９は、実施の形態４に係る溶着検出システム１の動作を示すフローチャートである。実施の形態４は、電磁継電器２を動作させる前に可動接点９の位置を検出する。
【０１７１】
実施の形態４は、周囲環境が変わっても、その周囲環境に応じて設定したｎ回目の閾値に基づいて、（ｎ＋１）回目の動作において電磁継電器２が動作する前に異常判定を行う。例えば、ｎ回目の動作で溶着したが（電磁継電器２への動作信号の供給を停止しても吸着状態のままである）、メンテナンス（例えば、電磁継電器２の入れ替え）を行わず、次に動作させようとしたとき、（ｎ＋１）回目の動作において電磁継電器２を動作させる前に鉄芯の動作の異常を検出する。
【０１７２】
なお、メンテナンスにより電磁継電器を入れ替えた後の（ｎ＋１）回目の動作では、入れ替え前の別の電磁継電器の閾値が残っている。このため、１回動作させて入れ替えた新しい電磁継電器の閾値に更新するか、または、前の閾値をリセットして初期閾値を設定する初期閾値設定モードを設けてもよい。
【０１７３】
まず、図４で説明したように、乖離過渡応答信号Ｓ２と吸着過渡応答信号Ｓ８とに基づく閾値と、検出過渡応答信号Ｓ１０とに基づいて可動接点９の溶着の有無を判定する（ＳＴＥＰ１〜ＳＴＥＰ９）。そして、電源ＰＷ（図１）をオフし、溶着検出システム１のｎ回目の動作を終了する（ＳＴＥＰ１５）。
【０１７４】
その後、上記電源ＰＷをオンして、（ｎ＋１）回目の動作を開始する（ＳＴＥＰ１）。そして、制御回路５は、乖離パルス信号Ｓ１をトランジスタＴＲ１に印加する。すると、励磁コイル６のコイル電流の乖離過渡応答信号Ｓ２（第２乖離過渡応答信号）が、制御回路５に入力される（ＳＴＥＰ２）。
【０１７５】
次に、制御回路５は、ｎ回目の動作中のＳＴＥＰ６で設定した閾値と、（ｎ＋１）回目の動作中のＳＴＥＰ２で計測した乖離過渡応答信号Ｓ２とに基づいて、可動接点９が乖離しているか吸着しているかを判断する（ＳＴＥＰ１６）。
【０１７６】
上記ｎ回目の動作の閾値設定は、例えば、溶着検出システム１の出荷前に実施すればよい。また、溶着検出システム１を、電気自動車、蓄電池システム等の機器に組み込むときに、動作確認としてｎ回目の動作の閾値設定を実施しても良い。この場合は、機器に組み込んだ時の周囲環境を加味した閾値を設定することができる。さらに、電磁継電器交換時、定期検査時、改造時を含むメンテナンス時に、上記ｎ回目の動作の閾値設定を実施しても、周囲環境を加味した閾値を設定することができる。
【０１７７】
（実施の形態５）
（可動接点９の動作不良検出）
図４０は、実施の形態５に係る溶着検出システム１の動作を示すフローチャートである。
【０１７８】
実施の形態１〜４では、可動接点９の溶着を検出する例を説明した。しかしながら、本発明は溶着を検出する構成に限定されない。例えば、実施の形態４は、電磁継電器２に動作信号を供給しても可動接点９が動かない動作不良を検出する。
【０１７９】
まず、溶着検出回路４の電源ＰＷをオンにする（ＳＴＥＰ１）。そして、制御回路５は、乖離パルス信号Ｓ１をトランジスタＴＲ１に印加する。すると、励磁コイル６のコイル電流の乖離過渡応答信号Ｓ２が、制御回路５に入力される（ＳＴＥＰ２）。次に、制御回路５が、電磁継電器２を動作させるために、吸着信号Ｓ０をトランジスタＴＲ１に供給する（ＳＴＥＰ３）。
【０１８０】
その後、制御回路５が、可動接点９を省電力で保持するために、吸着信号Ｓ０のデューティを変更すると、コイル電流の吸着過渡応答信号Ｓ７が、制御回路５に供給される（ＳＴＥＰ４）。そして、吸着信号Ｓ３のデューティを増大させるように変更すると、コイル電流の立ち上がりの吸着過渡応答信号Ｓ８が、制御回路５により計測される（ＳＴＥＰ５）。そして、乖離過渡応答信号Ｓ２と吸着過渡応答信号Ｓ８とに基づいて、溶着の有無を判定するための閾値Ｔｈを設定する（ＳＴＥＰ６）。
【０１８１】
図４１は、上記溶着検出システムの電磁継電器の動作不良を検出する方法を説明するためのグラフである。乖離過渡応答信号Ｓ２と吸着過渡応答信号Ｓ８との差分を表す過渡応答差分波形Ｓ１２Ａの最大値が、予め定められた所定の値以上である場合に、電磁継電器２への動作信号の供給に応じて可動接点９が正常に動いて吸着したと判断する。そして、過渡応答差分波形Ｓ１２Ａの最大値が、上記所定の値未満である場合に、電磁継電器２への動作信号の供給に応じて可動接点９が動かず、動作不良と判断する。例えば、図４１に示す過渡応答差分波形Ｓ１２Ｂのように、差分がほとんどゼロである場合は、上記所定の値未満であることが明らかであり、電磁継電器２への動作信号の供給に応じて可動接点９が動かず、動作不良と判断する（ＳＴＥＰ１４）。
【０１８２】
この可動接点９が動かない状態は、可動接点９が吸着したままの状態が継続している異常吸着状態（溶着）の場合と、可動接点９が乖離したままの状態が継続している異常乖離状態の場合とが想定される。前回の閾値に基づいて上記異常吸着状態と上記異常乖離状態と判別することが可能である。
【０１８３】
例えば、図３９で前述した方法により、電磁継電器を動作させるＳＴＥＰ３よりも前の可動接点９の状態（乖離状態又は吸着状態）を判定することができる。そして、実施の形態５により可動接点９の動作（動くか動かないか）を判定することができる。このため、図４０に示される異常吸着状態、異常乖離状態、及び正常状態を判別することができる。
【０１８４】
また、過渡応答差分波形Ｓ１２Ａの積分値が予め定められた所定の値以上である場合に、電磁継電器２への動作信号の供給に応じて可動接点９が正常に動いて吸着したと判断し、過渡応答差分波形Ｓ１２Ａの積分値が、上記所定の値未満である場合に、電磁継電器２のオンに応じて可動接点９が動かず、動作不良と判断するようにしてもよい。さらに、検出過渡応答信号と閾値との大小関係に応じた時間幅に基づいて上記動作不良を検出するように構成してもよい。
【０１８５】
（実施の形態６）
（可動接点９の乖離動作不良検出）
図４２は、実施の形態６に係る溶着検出システム１の動作を説明するための波形図であり、（ａ）は吸着パルス信号（第２検出パルス信号）Ｓ３を示す波形図であり、（ｂ）は吸着過渡応答信号Ｓ８Ａ〜Ｓ８Ｃを示す波形図である。図４３は、実施の形態６に係る溶着検出システム１の動作を示すフローチャートである。
【０１８６】
実施の形態６は、電磁継電器２に動作信号を供給しているにもかかわらず、衝撃等により可動接点９が固定接点１０から乖離して復帰する動作不良を検出する。
【０１８７】
制御回路５が時刻ｔ１７において吸着信号Ｓ０のデューティを変更して可動接点９を省電力で保持すると、コイル電流の吸着過渡応答信号Ｓ７Ａが、制御回路５に供給される。そして、時刻ｔ１４において吸着パルス信号Ｓ３のデューティを増大させるように変更すると、コイル電流の立ち上がりの吸着過渡応答信号Ｓ８Ａ（第２過渡応答信号）が、制御回路５により計測される（ＳＴＥＰ５Ａ）。その後、乖離過渡応答信号Ｓ２と吸着過渡応答信号Ｓ８Ａとに基づいて、溶着の有無を検出するための閾値を設定する（ＳＴＥＰ６Ａ）。
【０１８８】
閾値Ｔｈは、
Ｔｈ＝Ｓ８Ａ＋（（Ｓ２−Ｓ８Ａ）／２）  …（式３）
により設定する。
【０１８９】
次に、時刻ｔ１８において、吸着パルス信号Ｓ３のデューティを元に戻すように変更すると、可動接点９が省電力保持され、コイル電流の立ち下がりの吸着過渡応答信号Ｓ７Ｂが、制御回路５により計測される。そして、時刻ｔ１５において吸着パルス信号Ｓ３のデューティを増大させるように変更すると、コイル電流の立ち上がりの吸着過渡応答信号Ｓ８Ｂ（他の第２過渡応答信号）が、制御回路５により計測される（ＳＴＥＰ５Ｂ）。
【０１９０】
その後、吸着過渡応答信号Ｓ８Ｂの値が上記閾値以下であるか否かを制御回路５が判断する（ＳＴＥＰ１７）。吸着過渡応答信号Ｓ８Ｂの値が上記閾値以下でないと判断されたときは（ＳＴＥＰ１７でＮＯ）、電磁継電器２の動作中に可動接点９が固定接点１０から乖離したと制御回路５は判定する（ＳＴＥＰ１９）。
【０１９１】
吸着過渡応答信号Ｓ８Ｂの値が上記閾値以下であると判断されたときは（ＳＴＥＰ１７でＹＥＳ）、乖離過渡応答信号Ｓ２と吸着過渡応答信号Ｓ８Ｂとに基づいて、溶着の有無を検出するための閾値を更新する（ＳＴＥＰ６Ｂ）。
【０１９２】
閾値Ｔｈは、
Ｔｈ＝Ｓ８Ｂ＋（（Ｓ２−Ｓ８Ａ）／２）  …（式４）
により更新する。
【０１９３】
そして、時刻ｔ１９において吸着パルス信号Ｓ３のデューティを元に戻すように変更すると、可動接点９が省電力保持され、コイル電流の立ち下がりの吸着過渡応答信号Ｓ７Ｃが、制御回路５により計測される（ＳＴＥＰ４Ｂ）。
【０１９４】
次に、電磁継電器２を復帰するための外部信号を受信したか否かを判断する（ＳＴＥＰ１８）。上記信号を受信したと判断されたときは（ＳＴＥＰ１８でＹＥＳ）、図４に示すＳＴＥＰ７に移る。上記信号を受信したと判断されないときは（ＳＴＥＰ１８でＮＯ）、時刻ｔ１６において吸着信号Ｓ３のデューティを増大させるように変更し、コイル電流の立ち上がりの吸着過渡応答信号Ｓ８Ｃ（他の第２過渡応答信号）が、制御回路５により計測される（ＳＴＥＰ５Ｂ）。
【０１９５】
その後、吸着過渡応答信号Ｓ８Ｃの値が上記閾値以下であるか否かを制御回路５が判断する（ＳＴＥＰ１７）。吸着過渡応答信号Ｓ８Ｃの値が上記閾値以下でないと判断されたときは（ＳＴＥＰ１７でＮＯ）、電磁継電器２の動作中に可動接点９が固定接点１０から乖離したと制御回路５は判定し（ＳＴＥＰ１９）、処理を終了する。
【０１９６】
吸着過渡応答信号Ｓ８Ｃの値が上記閾値以下であると判断されたときは（ＳＴＥＰ１７でＹＥＳ）、乖離過渡応答信号Ｓ２と吸着過渡応答信号Ｓ８Ｃとに基づいて、溶着の有無を検出するための閾値を更新する（ＳＴＥＰ６Ｂ）。
【０１９７】
閾値Ｔｈは、
Ｔｈ＝Ｓ８Ｃ＋（（Ｓ２−Ｓ８Ａ）／２）  …（式５）
により更新する。
【０１９８】
以下、省電力保持が実行され（ＳＴＥＰ４Ｂ）、電磁継電器２を復帰するための外部信号を受信したか否かが判断され（ＳＴＥＰ１８）、前述と同様の処理が繰り返される。
【０１９９】
なお、ＳＴＥＰ１８は、ＳＴＥＰ５ＢとＳＴＥＰ１７との間に追加してもよいし、ＳＴＥＰ１７とＳＴＥＰ６Ｂとの間、ＳＴＥＰ６ＢとＳＴＥＰ４Ｂとの間に追加してもよい。
【０２００】
（実施の形態７）
（溶着検出回路４の変形例）
図４４は、実施の形態８に係る溶着検出システム１の構成を示す回路図である。図１で説明した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付している。従って、これらの構成要素の詳細な説明は繰り返さない。後述する回路図も同様である。
【０２０１】
前述した実施の形態１〜６では、図２に示す溶着検出回路４を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。図４４の溶着検出回路４Ａに示すように、電流検出抵抗Ｒ１を電磁継電器２と電源ＰＷとの間に配置してもよい。なお、図４４に示す溶着検出回路４は、実施の形態１〜６にも適用することができる。後述する図４５〜図５０に示す溶着検出回路も同様に実施の形態１〜６にも適用することができる。
【０２０２】
図４５は、上記回路図の溶着検出システム１の変形例である。電流検出抵抗Ｒ１に電流が流れたときでも、トランジスタＴＲ１のゲート・ソース間電圧が設計として許容できる場合は、図４５の溶着検出回路４Ｂに示すように、電流検出抵抗Ｒ１をトランジスタＴＲ１とグランドＧＮＤとの間に配置してもよい。この構成によれば、増幅器Ａｍｐに汎用増幅器を使用することができ、広いコモンモード電圧に対応できる増幅器を使用する必要がなくなる。
【０２０３】
図４５の溶着検出回路４Ｂに示すように、電流検出抵抗Ｒ１を回生ダイオードＤ１のループの外側に配置すると、電流検出抵抗Ｒ１が接続されたトランジスタＴＲ１がオンしている間だけ励磁コイル６に流れる電流を計測することができる。従って、制御回路５は、流検出抵抗Ｒ１が接続されたトランジスタＴＲ１のオンに同期してＡ／Ｄ端子による計測をすればよい。電流検出抵抗Ｒ１の抵抗値は、可動接点９の吸着保持中に過渡応答信号を取得できるように決定すればよい。後述する図４６〜図４８に示される溶着検出回路も同様である。電流検出抵抗Ｒ１を大きくすれば、増幅回路の増幅率を低減することができるか、図４８の構成のように、増幅回路自体をなくすこともできる。
【０２０４】
図４６は、上記回路図の溶着検出システム１の他の変形例である。電流検出抵抗Ｒ１が、トランジスタＴＲ１のオン抵抗よりも大きくトランジスタＴＲ１のオン抵抗が誤差として許容できる場合は、図４６の溶着検出回路４Ｃに示すように、電流検出抵抗Ｒ１を、回生ダイオードＤ１のループの外側に配置し、増幅器Ａｍｐに汎用増幅器を使用してもよい。
【０２０５】
トランジスタＴＲ１のオン抵抗が誤差として許容できない場合は、図４７の溶着検出回路４Ｄに示すように、電流検出抵抗Ｒ１を、回生ダイオードＤ１のループの外側に配置し、電流検出抵抗Ｒ１の両側に差動増幅器である増幅器Ａｍｐを接続するように構成してもよい。
【０２０６】
図４８は、実施の形態７に係る他の溶着検出システム１の構成を示す回路図である。電磁継電器駆動回路２１のトランジスタＴＲ１（他のスイッチング素子）は、損失が少ない代わりに電流値を計測することができない。溶着検出回路４ＥのトランジスタＴＲ２（スイッチング素子）は、電流検出抵抗Ｒ１が設けられているので損失が大きいが、電流値を計測することができる。
【０２０７】
そこで、乖離過渡応答信号、吸着過渡応答信号を計測するとき、および、定電流保持中の電流値を計測するときは、トランジスタＴＲ２を駆動し、それ以外の吸着パルス信号Ｓ３を印加するときはトランジスタＴＲ１を駆動する。
【０２０８】
図３３を参照すると、制御回路５が時刻ｔ１７において吸着パルス信号Ｓ３のデューティを変更して電磁継電器駆動回路２１のトランジスタＴＲ１（他のスイッチング素子）に供給し、可動接点９を省電力で保持する時、トランジスタＴＲ２はオフなので過渡応答信号Ｓ７は制御回路５に供給されない。そして、駆動するトランジスタをトランジスタＴＲ１からトランジスタＴＲ２に切り替えて時刻ｔ１４において吸着パルス信号Ｓ３のデューティを増大させるように変更すると、コイル電流の立ち上がりの吸着過渡応答信号Ｓ８Ａが、制御回路５により計測される。
【０２０９】
次に、時刻ｔ１８において、トランジスタＴＲ２からトランジスタＴＲ１に切り替えて吸着パルス信号Ｓ３のデューティを元に戻すように変更すると、可動接点９が省電力保持されるが、トランジスタＴＲ２がオフなのでコイル電流の立ち下がりの吸着過渡応答信号は、制御回路５により計測されない。そして、トランジスタＴＲ１からトランジスタＴＲ２に切り替えて時刻ｔ１５において吸着パルス信号Ｓ３のデューティを増大させるように変更すると、コイル電流の立ち上がりの吸着過渡応答信号Ｓ８Ｂが、制御回路５により計測される。
【０２１０】
そして、トランジスタＴＲ２からトランジスタＴＲ１に切り替えて時刻ｔ１９において吸着パルス信号Ｓ３のデューティを元に戻すように変更すると、可動接点９が省電力保持されるが、コイル電流の立ち下がりの吸着過渡応答信号が、制御回路５により計測されない。次に、トランジスタＴＲ１からトランジスタＴＲ２に切り替えて時刻ｔ１６において吸着パルス信号Ｓ３のデューティを増大させるように変更すると、コイル電流の立ち上がりの吸着過渡応答信号Ｓ８Ｃが、制御回路５により計測される。
【０２１１】
この構成によれば、電磁継電器２が動作中で過渡応答信号を計測していないとき、電流検出抵抗Ｒ１による損失が発生しない。
【０２１２】
図４９は、実施の形態７に係るさらに他の溶着検出システムの構成を示す回路図である。図４９の溶着検出回路４Ｆに示すように、トランジスタＴＲ１を電磁継電器２と電源ＰＷとの間に配置するハイサイドスイッチの構成にしてもよい。この構成によれば、増幅器Ａｍｐに汎用増幅器を使用することができ、広いコモンモード電圧に対応できる増幅器を使用する必要がなくなる。
【０２１３】
図５０は、実施の形態７に係るさらに他の溶着検出システムの構成を示す回路図である。図５０の溶着検出回路４Ｇに示すように、図２の溶着検出回路４に対して、ツェナーダイオードＤ４、トランジスタＴＲ３・ＴＲ４、抵抗Ｒ２・Ｒ３を追加すると、電磁継電器２の復帰時間を短くすることができる。
【０２１４】
図５１は、実施の形態８に係るさらに他の溶着検出システムに設けられた励磁コイルの構成を示す断面図である。前述した実施の形態では、図３に示すように１個の励磁コイル６を有する電磁継電器２を例に挙げて説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されない。図４９に示すように、電磁継電器２は、２個の励磁コイル６・６Ａを有してもよいし、３個以上の励磁コイルを有していてもよい。
【０２１５】
図５２は、上記さらに他の溶着検出システムに設けられた他の電磁継電器２ａの構成を示す断面図である。前述した図２、図５１では、励磁コイル６の中心軸方向に往復可能に設けられた駆動軸７に可動鉄芯８を固定し、励磁コイル６への電流の供給又は遮断に伴って可動鉄芯８に発生する電磁力によって、駆動軸７に固定された可動接点９を固定接点１０に吸着もしくは乖離するようにしたプランジャー型の電磁継電器２の例を示した。しかしながら、本発明はこれに限定されない。例えば、図５２に示すように、ヒンジ型の電磁継電器２ａに対しても本発明を適用することができる。
【０２１６】
電磁継電器２ａは、一対の固定接点３２・３５の間に配置された可動接点３１と、可動接点３１に連結されたカード部材３４と、カード部材３４に連結された可動鉄片３７と、励磁コイルに挿入された鉄心の吸着面３３と、可動鉄片３７を反時計回りに付勢するヒンジバネ３６とを備えている。
【０２１７】
図５２に示すように、動作信号が供給されていない時、可動接点３１は、固定接点（常閉接点）３２と導通している。動作信号を供給して励磁コイルに電流を流すと、電磁力によって鉄心の吸着面３３に可動鉄片３７が吸着して回動し、カード部材３４を押す。すると、可動接点３１が固定接点３２から離れて固定接点（常開接点）３５と導通する。
【０２１８】
動作信号の供給を停止すると電磁力が消滅し、ヒンジバネ３６の付勢力により可動鉄片３７が反時計回りに回動して鉄心の吸着面３３から離れる。これにより、可動接点３１は、固定接点３５から離れて固定接点３２と導通する。
【０２１９】
このように、動作信号を供給したときに、可動接点３１と固定接点３５とは閉成し、可動接点３１と固定接点３２とは開成する。
【０２２０】
鉄心の吸着面３３に可動鉄片３７が吸着したときと、吸着面３３から可動鉄片３７が離れたときとでは、励磁コイルの磁気特性が変化するので、励磁コイルのインダクタンスが変化する。このため、図５２に示すヒンジ型の電磁継電器２ａに対しても、図２、図５１に示すプランジャー型の電磁継電器２と同様に本発明を適用することができる。
【０２２１】
また、コイルに励磁入力を加えたとき動作し、励磁入力を除去したとき復帰するシングルステイブルリレー（単安定リレー）の例を示したが、本発明はこれに限定されない。コイルに励磁入力を加えたとき動作又は復帰し、励磁入力を除去した後もその状態を保つラッチングリレー（双安定リレー）に対しても本発明を適用することができる。
【０２２２】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０２２３】
本発明は、励磁コイルへの電流の供給又は遮断に伴って発生する電磁力によって可動接点と固定接点とが閉成もしくは開成する電磁継電器の異常検出方法、異常検出回路、及び、異常検出システムに利用することができる。
【０２２４】
また、本発明は、電気自動車の車両側コネクタと車載バッテリとの間の充電用ラインに配置された電磁継電器、及び、蓄電池システムに配置された電磁継電器の異常検出方法、異常検出回路、及び、異常検出システムに利用することができる。
【符号の説明】
【０２２５】
１  溶着検出システム（異常検出システム）
２  電磁継電器
３  溶着検出モジュール
４  溶着検出回路（異常検出回路）
５  制御回路
６  励磁コイル
７  駆動軸
８  可動鉄芯
９  可動接点
１０  固定接点
Ｓ０  吸着信号（動作信号）
Ｓ１  乖離パルス信号（第１検出パルス信号）
Ｓ２  乖離過渡応答信号（第１過渡応答信号）
Ｓ３  吸着パルス信号（第２検出パルス信号）
Ｓ４  過渡応答信号
Ｓ６  吸着過渡応答信号（第２過渡応答信号）
Ｓ８  吸着過渡応答信号（第２過渡応答信号）
Ｓ９  検出パルス信号
Ｓ１０  検出過渡応答信号（第３過渡応答信号）
Ｓ１２Ａ  過渡応答差分波形
Ｓ１３  外部信号
ＴＲ１  トランジスタ（他のスイッチング素子）
ＴＲ２  トランジスタ（スイッチング素子）
Ｔｈ  閾値
【図２】
2015162383.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図１】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年10月17日(2014.10.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励磁コイルへの電流の供給又は遮断に伴って発生する電磁力によって可動接点と固定接点とが閉成もしくは開成する電磁継電器の異常検出方法であって、
前記可動接点が前記固定接点に対して動作していない状態で、第１検出パルス信号を供給したときの前記励磁コイルのコイル電流の第１過渡応答信号と、前記可動接点が前記固定接点に対して動作している状態で、第２検出パルス信号を供給したときの前記コイル電流の第２過渡応答信号との少なくとも一方に基づいて、前記可動接点の前記固定接点に対する動作異常を検出することを特徴とする電磁継電器の異常検出方法。
【請求項２】
前記励磁コイルに前記コイル電流を供給するためのスイッチング素子に前記第１検出パルス信号を印加して前記第１過渡応答信号を生成し、
前記スイッチング素子に前記第２検出パルス信号を印加して前記第２過渡応答信号を生成し、
前記第１検出パルス信号の周期は、前記第１過渡応答信号との関係で十分に短く、
前記第２検出パルス信号の周期は、前記第２過渡応答信号との関係で十分に短い請求項１に記載の電磁継電器の異常検出方法。
【請求項３】
前記第１過渡応答信号と前記第２過渡応答信号とに応じて設定した閾値に基づいて、前記可動接点の前記固定接点に対する動作異常を検出する請求項１に記載の電磁継電器の異常検出方法。
【請求項４】
前記閾値と、第３検出パルス信号を供給したときの前記コイル電流の第３過渡応答信号との大小関係に応じた時間幅に基づいて前記可動接点の前記固定接点に対する動作異常を検出する請求項３に記載の電磁継電器の異常検出方法。
【請求項５】
前記閾値と、第３検出パルス信号を供給したときの前記コイル電流の第３過渡応答信号と、前記第１過渡応答信号と前記第２過渡応答信号との差分が最大になる時刻とに基づいて前記可動接点の前記固定接点に対する動作異常を検出し、又は、前記第３過渡応答信号と前記閾値との差分の積分値の正負に基づいて前記動作異常を検出する請求項３に記載の電磁継電器の異常検出方法。
【請求項６】
所定時間ごとに前記第１過渡応答信号を繰り返し生成するか、又は、前記可動接点を前記固定接点に対して動作させるために外部から供給されたオン信号に応じて前記第１過渡応答信号を生成するか、又は、前記第２過渡応答信号を所定時間ごとに繰り返し生成して前記閾値を更新する請求項３に記載の電磁継電器の異常検出方法。
【請求項７】
前記第１検出パルス信号を供給する前の前記第１過渡応答信号の電流値と、前記第１検出パルス信号を供給している状態の前記第１過渡応答信号の電流の目標値との間の差分が一定となるように前記第１検出パルス信号のデューティを制御し、又は、前記第２検出パルス信号を供給する前の前記第２過渡応答信号の電流値と、前記第２検出パルス信号を供給している状態の前記第２過渡応答信号の電流の目標値との間の差分が一定となるように前記第２検出パルス信号のデューティを制御する請求項１に記載の電磁継電器の異常検出方法。
【請求項８】
前記閾値を設定し、所定時間経過した後、第３検出パルス信号を供給したときの前記コイル電流の第３過渡応答信号と前記閾値とに基づいて、前記可動接点の前記固定接点に対する動作異常を検出する請求項３に記載の電磁継電器の異常検出方法。
【請求項９】
前記第２過渡応答信号を生成し、所定時間経過後に前記第２検出パルス信号を供給して
生成した他の第２過渡応答信号の値が前記閾値を超えたときに、前記電磁継電器の動作に異常が発生したと判定する請求項３に記載の電磁継電器の異常検出方法。
【請求項１０】
前記励磁コイルに前記コイル電流を供給するためのスイッチング素子に対して前記励磁コイルと並列に接続された他のスイッチング素子を駆動して前記可動接点を前記固定接点に対して動作させ、
前記他のスイッチング素子をオフすると共に、前記第２検出パルス信号を前記スイッチング素子に印加して前記第２過渡応答信号を生成する請求項１に記載の電磁継電器の異常検出方法。
【請求項１１】
励磁コイルへの電流の供給又は遮断に伴って発生する電磁力によって可動接点と固定接点とが閉成もしくは開成する電磁継電器の異常検出回路であって、
前記可動接点が前記固定接点に対して動作していない状態で、第１検出パルス信号を供給したときの前記励磁コイルのコイル電流の第１過渡応答信号と、前記可動接点が前記固定接点に対して動作している状態で、第２検出パルス信号を供給したときの前記コイル電流の第２過渡応答信号との少なくとも一方に基づいて、前記可動接点の前記固定接点に対する動作異常を検出する制御回路を備えたことを特徴とする電磁継電器の異常検出回路。
【請求項１２】
励磁コイルへの電流の供給又は遮断に伴って発生する電磁力によって可動接点と固定接点とが閉成もしくは開成する電磁継電器と、
前記可動接点が前記固定接点に対して動作していない状態で、第１検出パルス信号を供給したときの前記励磁コイルのコイル電流の第１過渡応答信号と、前記可動接点が前記固定接点に対して動作している状態で、第２検出パルス信号を供給したときの前記コイル電流の第２過渡応答信号との少なくとも一方に基づいて、前記可動接点の前記固定接点に対
する動作異常を検出する異常検出回路とを備えたことを特徴とする異常検出システム。