(57)【要約】【課題】リレー駆動時おける不快な当接音を抑制すると共に、接点バウンスによるチャタリングの発生を防止することで接点の劣化を防止することができるリレー駆動制御装置の提供。【解決手段】バッテリからグランドへの電流の流れを断接するメカ式のリレースイッチ１と、リレースイッチ１を駆動するスイッチング素子３と、スイッチング素子３を駆動制御する制御ユニット５とを備え、制御ユニット５からスイッチング素子３に出力される通電パターンをＰＷＭ制御出力とし、リレースイッチ１のオン制御時においては、まず、スイッチング素子３に出力される通電パターンとしてリレースイッチ１がオンしないオンデューティー（５０％）のＰＷＭ制御出力とした後、オンデューティーを徐々に増加させて行くように構成されている。【選択図】　　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源とグラントとの間に配置されていて電源からグランドへの電流の流れにより駆動される負荷体と、
前記電源からグランドへの電流の流れを断接するメカ式のリレースイッチと、
該リレースイッチを駆動するスイッチング素子と、
該スイッチング素子を駆動制御する制御回路と、
を備えたリレー駆動制御装置において、
前記制御回路からスイッチング素子に出力される通電パターンをＰＷＭ制御出力とし、少なくとも前記リレースイッチの駆動時に制御回路からスイッチング素子に出力される通電パターンをオンデューティー１００％未満の所定のオンデューティーとするように構成されていることを特徴とするリレー駆動制御装置。
【請求項２】
前記リレースイッチが常開であり、
前記制御手段が、前記リレースイッチのオン制御時においては、まず、スイッチング素子に出力される通電パターンとしてリレースイッチがオンしないオンデューティーのＰＷＭ制御出力とした後、オンデューティーを徐々に増加させて行くように構成されていることを特徴とする請求項１記載のリレー駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源とグラントとの間に配置された負荷装置への通電をオン・オフするために、電源と負荷装置との間に介装されるメカ式リレーの駆動制御装置に関し、特に、リレー駆動時に発生する異音の抑制技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上述のような従来のリレー駆動制御装置においては、電源と負荷装置との間に介装されたリレーをオン・オフ切り替え駆動する場合、通常はスイッチング素子によりオンデューティー１００％の状態でオン・オフ制御するのが一般的である（例えば、引用文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−１３５３１７号公報　（第４頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、リレーを単に１００％のオンデューティーでオン・オフ制御すると、リレーコイルで急に発生する強い磁力または復帰スプリングの反発力でリレースイッチが駆動するため、接点やストッパに当接する際に大きな当接音を発生させるため、特に、密室である車室内にリレー駆動制御ユニットが配置される自動車においては、この当接音やチャタリング音が乗員に対し不快感を与えることになる。
また、場合によってはオン・オフ駆動時における接点バウンスによりチャタリングを起こすこともあり、これにより、接点の劣化を早めることになる。
【０００５】
本発明は、上述の従来の問題点に着目してなされたもので、リレー駆動時おける不快な当接音を抑制すると共に、接点バウンスによるチャタリングの発生を防止することで接点の劣化を防止することができるリレー駆動制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明請求項１記載のリレー駆動制御装置では、上述のように、制御回路からスイッチング素子に出力される通電パターンをＰＷＭ制御出力とし、少なくともリレースイッチの駆動時に制御回路からスイッチング素子に出力される通電パターンをオンデューティー１００％未満の所定のオンデューティーとすることにより、通常のオン・オフ駆動制御に比べ、リレー駆動時に励磁コイルで発生する磁力が弱まることで接点やストッパに当接する際の当接音を抑制することができる。さらに、接点バウンスによるチャタリングの発生を防止することで接点の劣化を防止することができるようになる。
【０００７】
請求項２記載のリレー駆動制御装置では、請求項１において、リレースイッチが常開であり、リレースイッチのオン制御時においては、まず、スイッチング素子に出力される通電パターンとしてリレースイッチがオンしないオンデューティーのＰＷＭ制御出力とした後、オンデューティーを徐々に増加させて行くようにすることにより、応答性を高めることができると共に、オンデューティーを徐々に増加させることにより、接点やストッパに当接する際の当接音の抑制効果、および、接点バウンスによるチャタリングの発生防止効果をさらに高めることができるようになる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
この発明の実施の形態は、請求項１、２の発明に対応している。
図１は、本発明の実施の形態のリレー駆動制御装置が適用された電子制御４ＷＤ車両における制御用アクチュエータリレー駆動回路図であり、この図において、１はメカ式のリレースイッチ、２は制御用アクチュエータ（負荷体）、３はリレースイッチ駆動用スイッチング素子、４は制御用アクチュエータ駆動用スイッチング素子、５は制御ユニット（制御回路）を示す。
【０００９】
さらに詳述すると、前記制御用アクチュエータ２は、図示を省略したバッテリとグラントＧＮＤとの間に配置されていて、バッテリからグランドＧＮＤへの直流電流の流れにより駆動される。
前記メカ式のリレースイッチ１は、バッテリからグランドＧＮＤへの直流電流の流れを断接するために、バッテリと制御用アクチュエータ２との間に介装されている。このメカ式のリレースイッチ１は、常開で、励磁コイル１１への通電が解除された状態（オンデューティー０％）では、図示を省略した復帰スプリングの反発力により、図１に示すように、可動接点１２がストッパ１３に当接する方向に付勢されることでオフ状態となり、励磁コイル１１に通電すると（オンデューティー１００％）、発生磁力により可動接点１２を固定接点１４に当接する方向に作動させてオン状態となるような構成となっている。なお、前記励磁コイル１１は、バッテリとグラントＧＮＤとの間に配置されている。
【００１０】
前記リレースイッチ駆動用スイッチング素子（以後、リレー用スイッチング素子と略称する）３は、前記励磁コイル１１とグランドＧＮＤとの間に介装されていて、前記制御ユニット５からのＰＷＭ出力信号によりオン・オフ駆動制御される。
前記制御用アクチュエータ駆動用スイッチング素子（以後、アクチュエータ用スイッチング素子と略称する）４は、制御用アクチュエータ２とグランドＧＮＤとの間に介装されていて、前記制御ユニット５からの駆動信号によりオン・オフ駆動制御される。
【００１１】
次に、制御ユニット５におけるリレー駆動制御の内容を、図２のフローチャートおよび図３のタイムチャートに基づいて説明する。
図２のフローチャートのステップＳ１０１では、リレー用スイッチング素子３に対するＰＷＭ出力のオンデューティーを０％に初期設定する。
続くステップＳ１０２では、制御用アクチュエータ２のオン要求があったか否か、即ち、電子制御用４ＷＤが制御状態に入ったか否かを判定し、ＮＯである時は所定時間のウエイトを与えるステップＳ１０８に進み、例えば、１ｍｓ経過した後、ステップＳ１０２に戻る。また、ＹＥＳである時は、ステップＳ１０３に進む。
【００１２】
このステップＳ１０３では、リレー用スイッチング素子３に対するＰＷＭ出力のオンデューティーが初期設定の０％状態であるか否かを判定し、ＹＥＳ（０％）であればステップＳ１０４に進み、ＰＷＭ出力のオンデューティーを一気に５０％に設定した後、前記ステップＳ１０８に進む。即ち、このオンデューティー５０％は、励磁コイル１１で発生する磁力が復帰スプリングの付勢力を越えてリレースイッチ１がオンすることのない値として設定されたオンデューティーの例である。
【００１３】
また、前記ステップＳ１０３の判定がＮＯ（０％越え）である時はステップＳ１０５に進む。このステップＳ１０５では、ＰＷＭ出力のオンデューティーが１００％以上になっているか否かを判定し、ＮＯ（オンデューティー１００％未満）である時は、ステップＳ１０６に進み、その時のＰＷＭ出力のオンデューティーを０．５％増加させた後、前記ステップＳ１０８に進む。
前記ステップＳ１０５の判定がＹＥＳ（オンデューティー１００％）以上である時は、リレースイッチ１が既にオン状態となっているため、制御用アクチュエータ２の電流制御を行うステップＳ１０７に進み、制御ユニット５からの駆動信号によりアクチュエータ用スイッチング素子４をオン駆動させることにより、負荷電流を流し、これで一回のフローを終了する。
【００１４】
次に、制御ユニット５におけるリレー駆動制御の内容を、図３のタイムチャートに基づいて説明する。
まず、車両のイグニッションＩＧＮがオフの状態からオンに切り替えられた後、電子制御４ＷＤが制御状態に入って制御用アクチュエータ２のオン要求があると、リレースイッチ１をオン駆動すべく、制御ユニット５からリレー用スイッチング素子３に駆動電流を出力するが、この駆動電流をＰＷＭ制御出力とし、まず、通電パターンとしてリレースイッチ１がオンしないオンデューティーである５０％で出力した後、ウエイト時間である１ｍｓに０．５％づつオンデューティーを徐々に増加させて行くことにより、励磁コイル１１で発生する磁力と復帰スプリングの反発力との力バランスを徐々に逆転させ、これにより、緩やかに可動接点１２を固定接点１４に引き寄せて当接させ、リレースイッチ１をオン状態にすることができる。
【００１５】
そして、オンデューティーが１００％まで増加した時点で、リレースイッチ１が完全にオンしたことを確認した後、制御ユニット５からの駆動信号によりアクチュエータ用スイッチング素子４をオン駆動させることにより、負荷電流を流し、制御用アクチュエータ２の電流制御を開始する。
【００１６】
以上詳細に説明してきたように、この発明の実施の形態のリレー駆動制御装置によれば、リレースイッチ１のオン制御時においては、リレー用スイッチング素子３に出力される通電パターンをＰＷＭ制御出力とし、オンデューティーを徐々に増加させて行くようにしたことにより、通常のオン・オフ駆動制御に比べ、緩やかに可動接点１２を固定接点１４に引き寄せて当接させることができ、これにより、リレー駆動時における当接音を抑制することができるようになると共に、、接点バウンスによるチャタリングの発生を防止して接点の劣化を防止できるようになる。
【００１７】
また、リレースイッチ１のオン制御時においては、まず、リレースイッチ１がオンしないオンデューティー５０％のＰＷＭ制御出力とした後、オンデューティーを徐々に増加させて行くようにしたことにより、オンデューティーを０％から徐々に増加させる場合に比べて応答性を高めることができるようになる。
【００１８】
次に、他の発明の実施の形態について説明する。
この他の発明の実施の形態のリレー駆動制御装置は、リレースイッチ１のオン状態からオフに切り替え駆動する際の制御内容に関するものであり、その制御内容を図４のフローチャートに基づいて説明する。
まず、ステップＳ２０１では、制御用アクチュエータ２のオフ要求があったか否か、即ち、電子制御用４ＷＤの制御状態が解除されたか否かを判定し、ＮＯである時は所定時間のウエイトを与えるステップＳ２０７に進み、例えば、１ｍｓ経過した後、ステップＳ２０１に戻る。また、ＹＥＳである時は、ステップＳ２０２に進む。
【００１９】
このステップＳ２０２では、リレー用スイッチング素子３に対するＰＷＭ出力のオンデューティーが１００％状態であるか否かを判定し、ＹＥＳ（１００％）であればステップＳ２０３に進み、ＰＷＭ出力のオンデューティーを一気に８０％に設定した後、前記ステップＳ２０７に進む。即ち、このオンデューティー８０％は、復帰スプリングの付勢力が励磁コイル１１で発生する磁力を越えてリレースイッチ１がオフすることのない値として設定されたオンデューティーの例である。
【００２０】
また、前記ステップＳ２０２の判定がＮＯ（１００％未満）である時はステップＳ２０４に進む。このステップＳ２０４では、ＰＷＭ出力のオンデューティーが３０％以下になっているか否かを判定し、ＮＯ（オンデューティー３０％越え）である時は、ステップＳ２０５に進み、その時のＰＷＭ出力のオンデューティーを０．５％減少させた後、前記ステップＳ２０７に進む。
前記ステップＳ２０４の判定がＹＥＳ（オンデューティー３０％以下）である時は、リレースイッチ１が既にオフ状態となっているため、制御用アクチュエータ２の電流制御を停止するステップＳ２０６に進み、制御ユニット５からの駆動信号によりアクチュエータ用スイッチング素子４をオフ駆動させることにより、負荷電流を停止させ、これで一回のフローを終了する。
【００２１】
即ち、この他の発明の実施の形態では、電子制御４ＷＤの制御状態が解除されて制御用アクチュエータ２のオフ要求があると、リレースイッチ１をオフ駆動すべく、制御ユニット５からリレー用スイッチング素子３に対する駆動電流をオフ状態にするが、ＰＷＭ制御出力の通電パターンとしてリレースイッチ１がオフしないオンデューティーである８０％に低下させた後、ウエイト時間である１ｍｓに０．５％づつオンデューティーを徐々に減少させていくことにより、励磁コイル１１で発生する磁力と復帰スプリングの反発力との力バランスを徐々に逆転させ、これにより、緩やかに可動接点１２を固定接点１４から引き離してストッパ１３に当接させ、リレースイッチ１をオフ状態にすることができる。
【００２２】
以上詳細に説明してきたように、この他の発明の実施の形態のリレー駆動制御装置によれば、リレースイッチ１のオフ制御時においても、リレー用スイッチング素子３に出力される通電パターンをＰＷＭ制御出力とし、オンデューティーを徐々に減少させて行くようにしたことにより、通常のオン・オフ駆動制御に比べ、緩やかに可動接点１２を固定接点１４から引き離してストッパ１３に当接させることができ、これにより、リレーのオフ駆動時における当接音を抑制することができるようになると共に、ストッパバウンスによるチャタリングの発生を防止できるようになる。
【００２３】
また、リレースイッチ１のオフ制御時においては、まず、リレースイッチ１がオフしないオンデューティー８０％のＰＷＭ制御出力とした後、オンデューティーを徐々に減少させて行くようにしたことにより、オンデューティーを１００％から徐々に減少させる場合に比べて応答性を高めることができるようになる。
【００２４】
以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、具体的な構成はこれら発明の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、発明の実施の形態では、電子制御４ＷＤ車両における制御用アクチュエータリレー駆動回路に適用したが、全てのリレー駆動制御装置に適用することができる。
【００２５】
また、発明の実施の形態では、最初に出力するＰＷＭ制御出力のオンデューティーを５０％としたが、リレースイッチ１がオンしないオンデューティーであればよい。
また、他の発明の実施の形態では、最初に出力するＰＷＭ制御出力のオンデューティーを８０％としたが、リレースイッチ１がオフしないオンデューティーであればよい。
【００２６】
次に、この発明の実施の形態から把握される請求項以外の好ましい形態について説明する。
（イ）請求項１または２において、前記制御手段が、前記リレースイッチのオフ制御時においては、まず、スイッチング素子に出力される通電パターンとしてリレースイッチがオフしないオンデューティーのＰＷＭ制御出力とした後、オンデューティーを徐々に減少させて行くように構成されていることを特徴とする手段とした。
このように構成することにより、応答性を高めることができると共に、オンデューティーを徐々に減少させることにより、ストッパに当接する際の当接音の抑制効果、および、ストッパバウンスによるチャタリングの発生を防止できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のリレー駆動制御装置が適用された電子制御４ＷＤ車両における制御用アクチュエータリレー駆動回路図である。
【図２】本発明の実施の形態のリレー駆動制御装置における制御ユニットの制御作動を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態のリレー駆動制御装置における制御ユニットの制御作動を示すタイムチャートである。
【図４】他の発明の実施の形態のリレー駆動制御装置における制御ユニットの制御作動を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１　メカ式のリレースイッチ１
２　制御用アクチュエータ（負荷体）
３　リレースイッチ駆動用スイッチング素子
５　制御ユニット（制御回路）
ＧＮＤ　グランド
【図１】
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【図２】
2004095213.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004095213.tif 000006