(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源（１０）と電気機器（１３）とを繋ぐ一対の電力線（８ｐ，８ｎ）と、
該一対の電力線（８ｐ，８ｎ）にそれぞれ設けられたメインスイッチ（２ａ，２ｂ）と、
上記一対の電力線（８ｐ，８ｎ）の間に接続したコンデンサ（３）と、
電流制限抵抗（４）と、該電流制限抵抗（４）に直列接続したプリチャージスイッチ（２ｃ）とからなり、２個の上記メインスイッチ（２ａ，２ｂ）のうち一方の上記メインスイッチ（２ｂ）に並列接続した直列体（１２）と、
上記２個のメインスイッチ（２ａ，２ｂ）と上記プリチャージスイッチ（２ｃ）とのオンオフ動作を制御する制御回路部（５）とを備え、
上記２個のメインスイッチ（２ａ，２ｂ）は、主コイル（６ａ）及び副コイル（６ｂ）と共にリレーモジュール（１４）内に設けられ、該リレーモジュール（１４）は、上記主コイル（６ａ）と上記副コイル（６ｂ）との２個のコイル（６ａ，６ｂ）のうち上記主コイル（６ａ）のみ通電した場合には、上記２個のメインスイッチ（２ａ，２ｂ）が両方ともオンし、上記２個のコイル（６ａ，６ｂ）を両方とも通電した場合には、上記２個のメインスイッチ（２ａ，２ｂ）のうち上記直列体（１２）を並列接続していないメインスイッチ（２ａ）のみがオンするよう構成され、
上記制御回路部（５）は、上記２個のメインスイッチ（２ａ，２ｂ）をオフにする電力停止状態と、上記プリチャージスイッチ（２ｃ）をオンにすると共に、上記２個のコイル（６ａ，６ｂ）を両方とも通電することにより、上記直列体（１２）を並列接続した上記メインスイッチ（２ｂ）をオフにしつつ、上記直列体（１２）を並列接続していない上記メインスイッチ（２ａ）をオンにするプリチャージ状態と、該プリチャージ状態の後、上記２個のコイル（６ａ，６ｂ）のうち上記主コイル（６ａ）のみ通電することにより、上記２個のメインスイッチ（２ａ，２ｂ）を両方ともオンにする電力供給状態と、を切り替えるよう構成され、
上記制御回路部（５）は、システム始動時またはシステム終了時に、上記副コイル（６ｂ）が故障しているか否かを確認し、該副コイル（６ｂ）が故障していると判断した場合には、上記プリチャージ状態への切り替えを行わないよう構成されており、
上記リレーモジュール（１４）は、上記２個のコイル（６ａ，６ｂ）のうち上記副コイル（６ｂ）のみ通電した場合には、上記２個のメインスイッチ（２ａ，２ｂ）のいずれもオフになるよう構成されていることを特徴とするリレーシステム（１）。
【請求項２】
直流電源（１０）と電気機器（１３）とを繋ぐ一対の電力線（８ｐ，８ｎ）と、
該一対の電力線（８ｐ，８ｎ）にそれぞれ設けられたメインスイッチ（２ａ，２ｂ）と、
上記一対の電力線（８ｐ，８ｎ）の間に接続したコンデンサ（３）と、
電流制限抵抗（４）と、該電流制限抵抗（４）に直列接続したプリチャージスイッチ（２ｃ）とからなり、２個の上記メインスイッチ（２ａ，２ｂ）のうち一方の上記メインスイッチ（２ｂ）に並列接続した直列体（１２）と、
上記２個のメインスイッチ（２ａ，２ｂ）と上記プリチャージスイッチ（２ｃ）とのオンオフ動作を制御する制御回路部（５）とを備え、
上記２個のメインスイッチ（２ａ，２ｂ）は、主コイル（６ａ）及び副コイル（６ｂ）と共にリレーモジュール（１４）内に設けられ、該リレーモジュール（１４）は、上記主コイル（６ａ）と上記副コイル（６ｂ）との２個のコイル（６ａ，６ｂ）のうち上記主コイル（６ａ）のみ通電した場合には、上記２個のメインスイッチ（２ａ，２ｂ）が両方ともオンし、上記２個のコイル（６ａ，６ｂ）を両方とも通電した場合には、上記２個のメインスイッチ（２ａ，２ｂ）のうち上記直列体（１２）を並列接続していないメインスイッチ（２ａ）のみがオンするよう構成され、
上記制御回路部（５）は、上記２個のメインスイッチ（２ａ，２ｂ）をオフにする電力停止状態と、上記プリチャージスイッチ（２ｃ）をオンにすると共に、上記２個のコイル（６ａ，６ｂ）を両方とも通電することにより、上記直列体（１２）を並列接続した上記メインスイッチ（２ｂ）をオフにしつつ、上記直列体（１２）を並列接続していない上記メインスイッチ（２ａ）をオンにするプリチャージ状態と、該プリチャージ状態の後、上記２個のコイル（６ａ，６ｂ）のうち上記主コイル（６ａ）のみ通電することにより、上記２個のメインスイッチ（２ａ，２ｂ）を両方ともオンにする電力供給状態と、を切り替えるよう構成され、
上記制御回路部（５）は、システム始動時またはシステム終了時に、上記副コイル（６ｂ）が故障しているか否かを確認し、該副コイル（６ｂ）が故障していると判断した場合には、上記プリチャージ状態への切り替えを行わないよう構成されており、
上記副コイル（６ｂ）に接続したコイル用電源（８７）と、該コイル用電源（８７）の電圧Ｖｏを測定する電圧センサ（８８）と、上記副コイル（６ｂ）に直列接続したトランジスタ（７ｂ）とを備え、上記制御回路部（５）は、上記副コイル（６ｂ）が故障しているか否か確認する際に、上記コイル用電源（８７）の上記電圧Ｖｏが予め定められた閾電圧Ｖｓより高いか否かを判断し、上記電圧Ｖｏが上記閾電圧Ｖｓよりも高いと判断した場合には、上記コイル用電源（８７）の電圧Ｖｏと、上記トランジスタ（７ｂ）のデューティー比ｄと、上記閾電圧Ｖｓとが下記数式（１）を満たすように、上記トランジスタ（７ｂ）をＰＷＭ制御するよう構成されていることを特徴とするリレーシステム（１）。
Ｖｏ・ｄ＜Ｖｓ              ・・・（１）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対のメインスイッチと、該一対のメインスイッチのオンオフ動作を制御する制御回路部とを備えるリレーシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
直流電源と電気機器とを繋ぐ一対の電力線と、該一対の電力線にそれぞれ設けられたメインスイッチと、上記一対の電力線の間に接続したコンデンサと、上記メインスイッチのオンオフ動作を制御する制御回路部とを備えるリレーシステムが知られている（下記特許文献１参照）。このリレーシステムでは、電流制限抵抗とプリチャージスイッチとを直列接続した直列体を、上記一対のメインスイッチのうち一方のメインスイッチに並列接続してある。制御回路部は、一対のメインスイッチと、上記プリチャージスイッチとのオンオフ動作を制御する。
【０００３】
上記一対のメインスイッチは、主コイル及び副コイルと共に、リレーモジュール内に設けられている。このリレーモジュールは、上記２個のコイルのうち主コイルのみ通電した場合には、２個のメインスイッチが両方ともオンになり、２個のコイルを両方とも通電した場合には、上記直列体を接続していないメインスイッチのみがオンになるよう構成されている。
【０００４】
上記制御回路部は、上記一対のメインスイッチとプリチャージスイッチとをオンオフ動作させることにより、電力停止状態と、プリチャージ状態と、電力供給状態とを切り替え制御している。電力停止状態では、２個のメインスイッチをオフにし、直流電源から電気機器への電力供給を停止する。プリチャージ状態では、プリチャージスイッチをオンすると共に、上記２個のコイルに通電することにより、直列体を並列接続したメインスイッチをオフにしつつ、上記直列体を並列接続していないメインスイッチをオンにする。これにより、電流制限抵抗を介してコンデンサに電流を流し、コンデンサを徐々に充電する。コンデンサが充電された後、制御回路部は、上記電力供給状態に切り替える。電力供給状態では、２個のコイルのうち主コイルのみ通電して、２個のメインスイッチを両方ともオンにする。これにより、直流電源から電気機器に電力を供給する。
【０００５】
このように、上記リレーシステムでは、コンデンサを充電してから、２個のメインスイッチをオンにしている。これにより、コンデンサが充電されていない状態で２個のメインスイッチがオンになって、コンデンサに突入電流が流れることを防止している。
【０００６】
また、上述したように、上記リレーシステムは、プリチャージ状態において、２個のコイルに通電し、電力供給状態において、主コイルのみ通電するよう構成されている。これにより、主コイルのみ通電するだけで電力供給状態を維持できるようにし、電力供給状態におけるコイルの消費電力を低減できるようにしてある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−１５２０７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記リレーシステムは、上記副コイルが故障した場合、プリチャージ状態で２個のメインスイッチが両方ともオンになり、コンデンサに突入電流が流れる可能性が考えられる。すなわち、プリチャージ状態では、２個のコイルを両方とも通電するため、仮に副コイルが故障したとすると、主コイルのみ通電されることになる。そのため、電力供給状態と同じ状態になり、コンデンサが充電されていないのに、２個のメインスイッチが両方ともオンになる。そのため、コンデンサに突入電流が流れる可能性が考えられる。
【０００９】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、プリチャージ状態においてコンデンサに突入電流が流れることを、より確実に防止できるリレーモジュールを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様は、直流電源と電気機器とを繋ぐ一対の電力線と、
該一対の電力線にそれぞれ設けられたメインスイッチと、
上記一対の電力線の間に接続したコンデンサと、
電流制限抵抗と、該電流制限抵抗に直列接続したプリチャージスイッチとからなり、２個の上記メインスイッチのうち一方の上記メインスイッチに並列接続した直列体と、
上記２個のメインスイッチと上記プリチャージスイッチとのオンオフ動作を制御する制御回路部とを備え、
上記２個のメインスイッチは、主コイル及び副コイルと共にリレーモジュール内に設けられ、該リレーモジュールは、上記主コイルと上記副コイルとの２個のコイルのうち上記主コイルのみ通電した場合には、上記２個のメインスイッチが両方ともオンし、上記２個のコイルを両方とも通電した場合には、上記２個のメインスイッチのうち上記直列体を並列接続していないメインスイッチのみがオンするよう構成され、
上記制御回路部は、上記２個のメインスイッチをオフにする電力停止状態と、上記プリチャージスイッチをオンにすると共に、上記２個のコイルを両方とも通電することにより、上記直列体を並列接続した上記メインスイッチをオフにしつつ、上記直列体を並列接続していない上記メインスイッチをオンにするプリチャージ状態と、該プリチャージ状態の後、上記２個のコイルのうち上記主コイルのみ通電することにより、上記２個のメインスイッチを両方ともオンにする電力供給状態と、を切り替えるよう構成され、
上記制御回路部は、システム始動時またはシステム終了時に、上記副コイルが故障しているか否かを確認し、該副コイルが故障していると判断した場合には、上記プリチャージ状態への切り替えを行わないよう構成されており、
上記リレーモジュールは、上記２個のコイルのうち上記副コイルのみ通電した場合には、上記２個のメインスイッチのいずれもオフになるよう構成されていることを特徴とするリレーシステムにある。
また、本発明の第２の態様は、直流電源と電気機器とを繋ぐ一対の電力線と、
該一対の電力線にそれぞれ設けられたメインスイッチと、
上記一対の電力線の間に接続したコンデンサと、
電流制限抵抗と、該電流制限抵抗に直列接続したプリチャージスイッチとからなり、２個の上記メインスイッチのうち一方の上記メインスイッチに並列接続した直列体と、
上記２個のメインスイッチと上記プリチャージスイッチとのオンオフ動作を制御する制御回路部とを備え、
上記２個のメインスイッチは、主コイル及び副コイルと共にリレーモジュール内に設けられ、該リレーモジュールは、上記主コイルと上記副コイルとの２個のコイルのうち上記主コイルのみ通電した場合には、上記２個のメインスイッチが両方ともオンし、上記２個のコイルを両方とも通電した場合には、上記２個のメインスイッチのうち上記直列体を並列接続していないメインスイッチのみがオンするよう構成され、
上記制御回路部は、上記２個のメインスイッチをオフにする電力停止状態と、上記プリチャージスイッチをオンにすると共に、上記２個のコイルを両方とも通電することにより、上記直列体を並列接続した上記メインスイッチをオフにしつつ、上記直列体を並列接続していない上記メインスイッチをオンにするプリチャージ状態と、該プリチャージ状態の後、上記２個のコイルのうち上記主コイルのみ通電することにより、上記２個のメインスイッチを両方ともオンにする電力供給状態と、を切り替えるよう構成され、
上記制御回路部は、システム始動時またはシステム終了時に、上記副コイルが故障しているか否かを確認し、該副コイルが故障していると判断した場合には、上記プリチャージ状態への切り替えを行わないよう構成されており、
上記副コイルに接続したコイル用電源と、該コイル用電源の電圧Ｖｏを測定する電圧センサと、上記副コイルに直列接続したトランジスタとを備え、上記制御回路部は、上記副コイルが故障しているか否か確認する際に、上記コイル用電源の上記電圧Ｖｏが予め定められた閾電圧Ｖｓより高いか否かを判断し、上記電圧Ｖｏが上記閾電圧Ｖｓよりも高いと判断した場合には、上記コイル用電源の電圧Ｖｏと、上記トランジスタのデューティー比ｄと、上記閾電圧Ｖｓとが下記数式（１）を満たすように、上記トランジスタをＰＷＭ制御するよう構成されていることを特徴とするリレーシステム（１）にある。
Ｖｏ・ｄ＜Ｖｓ              ・・・（１）
【発明の効果】
【００１１】
上記リレーシステムの制御回路部は、システム始動時またはシステム終了時に、副コイルが故障しているか否かを確認し、副コイルが故障していると判断した場合には、プリチャージ状態への切り替えを行わないよう構成されている。
そのため、副コイルが故障しているのにプリチャージ状態に切り替わることを防止できる。したがって、プリチャージ状態において主コイルのみが通電され、これにより、コンデンサが充電されていない状態で２個のメインスイッチがオンになる不具合を抑制できる。そのため、コンデンサに突入電流が流れることを防止できる。
【００１２】
以上のごとく、本発明によれば、プリチャージ状態においてコンデンサに突入電流が流れることを、より確実に防止できるリレーモジュールを提供することができる。
【００１３】
なお、本明細書において「コイルが故障した」とは、コイルが断線したり、コイルが断線しかかって抵抗値が高くなったりした状態を意味する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】参考例１における、電力停止状態でのリレーシステムの回路図。
【図２】参考例１における、プリチャージ状態でのリレーシステムの回路図。
【図３】参考例１における、電力供給状態でのリレーシステムの回路図。
【図４】参考例１における、リレーシステムのタイミング図。
【図５】参考例１における、リレーシステムのフローチャート。
【図６】参考例１における、リレーモジュールの一部の斜視図。
【図７】参考例１における、２個のメインスイッチをオフにした状態での、リレーモジュールの断面図。
【図８】参考例１における、一方のメインスイッチのみをオンにした状態での、リレーモジュールの断面図。
【図９】参考例１における、２個のメインスイッチをオンにした状態での、リレーモジュールの断面図。
【図１０】実施例１における、リレーシステムのフローチャート。
【図１１】実施例２における、リレーシステムの回路図。
【図１２】実施例２における、リレーシステムのフローチャート。
【図１３】実施利２における、副コイルに加わる電圧の波形図。
【図１４】実施例３における、２個のメインスイッチをオフにした状態での、リレーモジュールの断面図。
【図１５】実施例３における、一方のメインスイッチのみをオンにした状態での、リレーモジュールの断面図。
【図１６】実施例３における、２個のメインスイッチをオンにした状態での、リレーモジュールの断面図。
【図１７】実施例４における、リレーシステムのフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
上記リレーモジュールは、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載するための車載用リレーシステムとすることができる。また、上記電気機器は、車両駆動用のインバータや、ＤＣ−ＤＣコンバータとすることができる。
【実施例】
【００１６】
（参考例１）
上記リレーシステムに係る参考例について、図１〜図９を用いて説明する。図１に示すごとく、本例のリレーシステム１は、一対の電力線８ｐ，８ｎと、メインスイッチ２ａ，２ｂと、コンデンサ３と、直列体１２と、制御回路部５とを備える。電力線８ｐ，８ｎは、直流電源１０と電気機器１３とを繋いでいる。メインスイッチ２ａ，２ｂは、一対の電力線８ｐ，８ｎにそれぞれ設けられている。
【００１７】
コンデンサ３は、一対の電力線８ｐ，８ｎの間に接続している。直列体１２は、電流制限抵抗４と、該電流制限抵抗４に直列接続したプリチャージスイッチ２ｃとからなる。直列体１２は、２個のメインスイッチ２ａ，２ｂのうち一方のメインスイッチ２ｂに並列接続している。制御回路部５は、２個のメインスイッチ２ａ，２ｂとプリチャージスイッチ２ｃとのオンオフ動作を制御する。
【００１８】
２個のメインスイッチ２ａ，２ｂは、主コイル６ａ及び副コイル６ｂと共にリレーモジュール１４内に設けられている。リレーモジュール１４は、主コイル６ａと副コイル６ｂとの２個のコイル６（６ａ，６ｂ）のうち主コイル６ａのみ通電した場合には、２個のメインスイッチ２ａ，２ｂが両方ともオンし、２個のコイル６ａ，６ｂを両方とも通電した場合には、２個のメインスイッチ２ａ，２ｂのうち直列体１２を並列接続していないメインスイッチ２ａのみがオンするよう構成されている。
【００１９】
制御回路部５は、電力停止状態（図１参照）と、プリチャージ状態（図２参照）と、電力供給状態（図３参照）との３つの状態を切り替え制御するよう構成されている。電力停止状態では、２個のコイル６ａ，６ｂへの通電を停止する。これにより、２個のメインスイッチ２ａ，２ｂをオフにし、直流電源１０から電気機器１３への電力供給を停止する。
【００２０】
図２に示すごとく、プリチャージ状態では、プリチャージスイッチ２ｃをオンにすると共に、２個のコイル６ａ，６ｂを両方とも通電する。これにより、直列体１２を並列接続したメインスイッチ２ｂをオフにしつつ、直列体１２を並列接続していないメインスイッチ２ａをオンにする。これによって、電流制限抵抗４を介して電流を流し、コンデンサ３を徐々に充電する。
【００２１】
電力供給状態は、プリチャージ状態の後に行われる。図３に示すごとく、電力供給状態では、２個のコイル６ａ，６ｂのうち主コイル６ａのみ通電する。これにより、２個のメインスイッチ２ａ，２ｂを両方ともオンにし、直流電源１０から電気機器１３に電力を供給する。
【００２２】
制御回路部５は、システム始動時、すなわち電力停止状態からプリチャージ状態に切り替える際に、副コイル６ｂが故障しているか否かを確認し、副コイル６ｂが故障していると判断した場合には、プリチャージ状態への切り替えを行わないよう構成されている。
【００２３】
本例のリレーモジュール１は、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載するための、車載用リレーモジュールである。また、本例の電気機器は、インバータやＤＣ−ＤＣコンバータである。
【００２４】
図１に示すごとく、本例では、上記電力線８として、直流電源１０の正電極１０１と電気機器１３とを繋ぐ正電力線８ｐと、直流電源１０の負電極１０２と電気機器１３とを繋ぐ負電力線８ｎとを備える。本例では直列体１２を、正電力線８ｐのメインスイッチ２ｂに並列接続してある。
【００２５】
プリチャージスイッチ２ｃは、プリチャージコイル６ｃと共に、プリチャージリレー１５内に設けられている。プリチャージリレー１５は、プリチャージコイル６ｃに通電すると、プリチャージスイッチ２ｃがオンになるよう構成されている。
【００２６】
主コイル６ａと、副コイル６ｂと、プリチャージコイル６ｃとには、それぞれトランジスタ７（７ａ〜７ｃ）が接続している。トランジスタ７のベース端子は、制御回路部５に接続している。制御回路部５は、トランジスタ７をオンオフさせることにより、各コイル６（６ａ〜６ｃ）の通電と非通電とを切り替えている。
【００２７】
トランジスタ７ａ，７ｂには、それぞれ故障確認用電流センサ１７ａ，１７ｂが接続している。これらの故障確認用電流センサ１７ａ，１７ｂは、制御回路部５に接続している。制御回路部５は、副コイル６ｂが故障しているか否かを確認する際に、トランジスタ７ｂを短時間だけオンする。このときに、故障確認用電流センサ１７ｂによって所定値以上の電流が検出されれば、副コイル６ｂは故障していないと判断する。また、所定値以上の電流が検出されなければ、副コイル６ｂは故障していると判断する。すなわち、副コイル６ｂが断線しているか、断線しかかって抵抗値が高くなった状態であると判断する。
【００２８】
なお、本例では、故障確認用電流センサ１７ｂを用いて、副コイル６ｂが故障しているか否かを確認しているが、他の方法を採用してもよい。例えば、副コイル６ｂに図示しない電圧センサを設けておき、副コイル６ｂの端子間電圧を測定することにより、副コイル６ｂが故障しているか否かを確認してもよい。
【００２９】
また、本例では、副コイル６ｂが故障しているか否かを確認した後、主コイル６ａについても、故障しているか否かを確認する。このとき、制御回路部５は、トランジスタ７ａを短時間だけオンする。このときに故障確認用電流センサ１７ａによって所定値以上の電流が検出されれば、主コイル６ａは故障していないと判断する。また、所定値以上の電流が検出されなければ、主コイル６ａは故障していると判断する。なお、主コイル６ａの確認をする際には、トランジスタ７ａをオンする時間を短くしている。これにより、スイッチ２ａ，２ｂがオンにならないようにしてある。
【００３０】
また、負電力線８ｎには、充電確認用電流センサ１６が設けられている。充電確認用電流センサ１６は、制御回路部５に接続している。上記プリチャージ状態においてコンデンサ３を充電すると、負電力線８ｎに電流が流れ、これを充電確認用電流センサ１６が検出する。コンデンサ３の充電が完了すると、電流が流れなくなる。制御回路部５は、充電確認用電流センサ１６によって電流が検出されなくなった場合には、コンデンサ３の充電が完了したと判断し、上記電力供給状態に切り替える。
【００３１】
次に、図４を用いて、制御回路部５の動作について説明する。同図に示すごとく、制御回路部５は、電力停止状態と、プリチャージ状態と、電力供給状態とを切り替え制御する。電力停止状態では、３つのコイル６ａ，６ｂ，６ｃはいずれも通電されない。そのため、３個のスッチ２ａ〜２ｃはオフになっている。制御回路部５は、システム始動時、すなわち電力停止状態からプリチャージ状態に切り替える際に、時刻ｔ１において、トランジスタ７ｂ（図１参照）を短時間だけオンにする。このときに故障確認用電流センサ１７ｂによって所定値以上の電流が検出されない場合は、制御回路部５は副コイル６ｂが故障していると判断し、以降の処理を行わない。
【００３２】
後述するように、本例のリレーモジュール１４は、２つのコイル６ａ，６ｂのうち副コイル６ｂのみ長時間通電すると、２個のメインスイッチ２ａ，２ｂが両方ともオンになるよう構成されている。そのため、副コイル６ｂが故障しているか否かを判断する際には、トランジスタ７ｂをオンする時間を短くしている。これにより、故障確認時に、副コイル６ｂに電流が流れる時間を短くし、２個のメインスイッチ２ａ，２ｂがオンしないようにしてある。
【００３３】
制御回路部５は、副コイル６ｂが故障していないと判断した場合は、時刻ｔ２において、トランジスタ７ａ（図１参照）を短時間だけオンにする。このときに故障確認用電流センサ１７ａによって所定値以上の電流が検出されない場合は、制御回路部５は主コイル６ａが故障していると判断し、以降の処理を行わない。
【００３４】
制御回路部５は、副コイル６ｂと主コイル６ａとが両方とも故障していないと判断した場合は、プリチャージ状態に切り替える。すなわち、時刻ｔ３においてプリチャージコイル６ｃに通電して、プリチャージスイッチ２ｃをオンにする。その後、時刻ｔ４において主コイル６ａと副コイル６ｂとに通電する。これにより、直列体１２を並列接続したメインスイッチ２ｂをオフにしつつ、直列体１２を並列接続していないメインスイッチ２ａをオンにする。そのため、直流電源１０から電流が、電流制限抵抗４を介して流れ、コンデンサ３が徐々に充電される（図２参照）。
【００３５】
コンデンサの充電が完了した後、制御回路部５は、時刻ｔ５において、副コイル６ｂをオフにする。このようにすると、２個のメインスイッチ２ａ，２ｂが両方ともオンになり、電力供給状態になる。制御回路部５は、副コイル６ｂをオフにした後、時刻ｔ６において、プリチャージコイル６ｃをオフにする。これにより、プリチャージスイッチ２ｃをオフにする。この状態で、直流電源１０から電気機器１３に電力を供給する。
【００３６】
制御回路部５は、電力供給を停止する命令が入ると、主コイル６ａをオフにする（時刻ｔ７）。このようにすると、２つのメインスイッチ２ａ，２ｂが両方ともオフになる。そのため、上記電力停止状態となり、直流電源１０から電気機器１３への電力供給が停止される。
【００３７】
次に、図５を用いて、制御回路部５のフローチャートについて説明する。制御回路部５は、まず、ステップＳ１において、トランジスタ７ｂ（図１参照）をオンする。次いで、ステップＳ２に移り、副コイル６ｂが故障しているか否かを判断する。ステップＳ２では、トランジスタ７ｂをオンしたときに、故障確認用電流センサ１７ｂ（図１参照）によって所定値以上の電流が検出されない場合は、副コイル６ｂは故障している（Ｙｅｓ）と判断する。また、故障確認用電流センサ１７ｂによって所定値以上の電流が検出される場合は、副コイル６ｂは故障していない（Ｎｏ）と判断する。
【００３８】
ステップＳ２において、副コイル６ｂが故障している（Ｙｅｓ）と判断した場合は、ステップＳ７に移る。そして、エラー信号を発生し、以降の処理を停止する。すなわち、プリチャージ状態に切り替えないようにする。
【００３９】
ステップＳ２において、副コイル６ｂが故障していない（Ｎｏ）と判断した場合は、ステップＳ３に移り、トランジスタ７ａをオンする。次いでステップＳ４に移り、主コイル６ａが故障しているか否かを判断する。ステップＳ４では、トランジスタ７ａをオンしたときに、故障確認用電流センサ１７ａ（図１参照）によって所定値以上の電流が検出されない場合は、主コイル６ａは故障している（Ｙｅｓ）と判断する。また、故障確認用電流センサ１７ａによって所定値以上の電流が検出される場合は、主コイル６ａは故障していない（Ｎｏ）と判断する。
【００４０】
ステップＳ４において、主コイル６ａが故障している（Ｙｅｓ）と判断した場合は、ステップＳ６に移る。そして、エラー信号を発生し、以降の処理を停止する。すなわち、プリチャージ状態に切り替えないようにする。また、ステップＳ４において、主コイル６ａが故障していない（Ｎｏ）と判断した場合は、ステップＳ５に移り、プリチャージ状態に切り替える。その後、ステップＳ６に移り、電力供給状態に切り替える。
【００４１】
次に、リレーモジュール１４の構造について説明する。図７に示すごとく、本例のリレーモジュール１４は、主コイル６ａと、副コイル６ｂと、ヨーク６１（６１ａ〜６１ｄ）と、第１プランジャ６３ａ及び第２プランジャ６３ｂと、第１固定コア６２ａおよび第２固定コア６２ｂと、メインスイッチ２ａ，２ｂとを備える。第１固定コア６２ａは主コイル６ａの内側に配され、第２固定コア６２ｂは副コイル６ｂの内側に配されている。第１プランジャ６３ａは第１固定コア６２ａに吸引され、第２プランジャ６３ｂは第２固定コア６２ｂに吸引される。上記第１固定コア６２ａおよび第２固定コア６２ｂは一体化され、１本の固定コア６２になっている。
【００４２】
図６に示すごとく、ヨーク６１には、第１側壁ヨーク６１ａと、第２側壁ヨーク６１ｂと、第１連結ヨーク６１ｃと、第２連結ヨーク６１ｄとがある。連結ヨーク６１ｃ，６１ｄは、一対の側壁ヨーク６１ａ，６１ｂを連結している。また、２つの電磁コイル６ａ，６ｂの間には、主コイル６ａの磁束Φが飽和する磁気飽和部６５が介在している。磁気飽和部６５は、一対の側壁ヨーク６１ａ，６１ｂに接続している。
【００４３】
図７に示すごとく、上記固定コア６２は、２つの電磁コイル６ａ，６ｂの内側に設けられている。プランジャ６３ａ，６３ｂには、プランジャ側ばね部材１４２が設けられている。プランジャ側ばね部材１４２は、プランジャ６３ａ，６３ｂを、固定コア６２から離隔する方向に、それぞれ押圧している。また、プランジャ６３ａ，６３ｂには、柱部６４ａ，６４ｂが取り付けられている。
【００４４】
スイッチ２ａ，２ｂは、それぞれ、固定接点支持部２１と、可動接点支持部２２と、固定接点２３と、可動接点２４とからなる。固定接点２３は固定接点支持部２１に支持されており、可動接点２４は可動接点支持部２２に支持されている。また、リレーケース１４１の壁部１４９と可動接点支持部２２との間には、スイッチ側ばね部材１４３が設けられている。スイッチ側バネ部材１４３は、可動接点支持部２２を、固定コア６２に接近する方向に押圧している。
【００４５】
図９に示すごとく、２つの電磁コイル６ａ，６ｂのうち、主コイル６ａにのみ通電すると、主コイル６ａから磁束Φが発生し、この磁束Φが、２つの磁気回路（第１磁気回路Ｃ１および第２磁気回路Ｃ２）に分かれて流れる。第１磁気回路Ｃ１は、第１固定コア６２ａと、第１プランジャ６３ａと、ヨーク６１（６１ａ，６１ｂ，６１ｃ）と、磁気飽和部６５とからなる磁気回路である。第２磁気回路Ｃ２は、第１固定コア６２ａ及び第２固定コア６２ｂと、第１プランジャ６３ａと、ヨーク６１（６１ａ〜６１ｄ）と、第２プランジャ６３ｂとからなる磁気回路である。主コイル６ａの磁束Φは、磁気飽和部６５において制限される。そのため、主コイル６ａの磁束Φは、第１磁気回路Ｃ１だけでなく、第２磁気回路Ｃ２にも流れる。したがって、主コイル６ａにのみ通電すると、２つのプランジャ６３ａ，６３ｂが固定コア６２にそれぞれ吸引される。
【００４６】
プランジャ６３ａ，６３ｂが固定コア６２に吸引されると、スイッチ側ばね部材１４３の押圧力により、可動接点支持部２２が押圧され、固定接点２３と可動接点２４とが接触する。そのため、メインスイッチ２ａ，２ｂがオンになる。
【００４７】
また、図８に示すごとく、主コイル６ａと副コイル６ｂとを両方とも通電すると、主コイル６ａの磁束Φは第１磁気回路Ｃ１と第２磁気回路Ｃ２とを流れ、副コイル６ｂの磁束φは第２磁気回路Ｃ２と第３磁気回路Ｃ３とを流れる。第３磁気回路Ｃ３は、第２固定コア６２ｂと、ヨーク６１（６１ａ，６１ｂ，６１ｄ）と、第２プランジャ６３ｂと、磁束飽和部６５とからなる磁気回路である。第２プランジャ６３ｂと第２固定コア６２ｂとの間において、副コイル６ｂの磁束φと、主コイル６ａの磁束Φとは、互いに向きが逆になっている。そのため、第２プランジャ６３ｂと第２固定コア６２ｂとの間で、２つの磁束Φ，φが見かけ上、互いに打ち消し合い、第２プランジャ６３ｂを第２固定コア６２ｂに吸引する磁力が弱くなる。そのため、第２プランジャ６３ｂは吸引されず、直列体１２（図１参照）を並列接続したメインスイッチ２ｂはオフ状態となる。
【００４８】
また、本例では、主コイル６ａの方が、副コイル６ｂよりも起磁力が大きい。そのため、２つの電磁コイル６ａ，６ｂに両方とも通電した状態では、第１磁気回路Ｃ１に、主コイル６ａの大きな磁束Φが流れ続ける。したがって、第１プランジャ６３ａは第１固定コア６２ａに吸引され、直列体１２（図１参照）を並列接続していないメインスイッチ２ａはオンになる。
【００４９】
図７に示すごとく、２つの電磁コイル６ａ，６ｂへの通電を停止すると、磁束Φ，φは消滅する。そのため、プランジャ６３ａ，６３ｂは両方とも固定コア６２から離隔する。したがって、２つのメインスイッチ２ａ，２ｂは両方ともオフになる。
【００５０】
なお、２個のコイル６ａ，６ｂのうち副コイル６ｂのみを通電すると、該副コイル６ｂの磁束φが、第２磁気回路Ｃ２と第３磁気Ｃ３とに分かれて流れる。本例のリレーモジュール１４は、このときに生じた磁力によって、２個のメインスイッチ２ａ，２ｂは両方ともオンになるよう構成されている。
【００５１】
本例の作用効果について説明する。図４、図５に示すごとく、本例の制御回路部５は、システム始動時に、副コイル６ｂが故障しているか否かを確認し、副コイル６ｂが故障していると判断した場合には、プリチャージ状態への切り替えを行わないよう構成されている。
そのため、副コイル６ｂが故障しているのにプリチャージ状態に切り替わることを防止できる。したがって、プリチャージ状態において主コイル６ａのみが通電され、これにより、コンデンサ３が充電されていない状態で２個のメインスイッチ２ａ，２ｂがオンになる不具合を抑制できる。そのため、コンデンサ３に突入電流が流れることを防止できる。
【００５２】
また、図４、図５に示すごとく、本例では、副コイル６ｂが故障しているか否かの確認を行った後、主コイル６ａが故障しているか否かの確認を行う。すなわち、本例のリレーモジュール１４は、２個のコイル６ａ，６ｂのうち副コイル６ｂのみを通電すると、２つのメインスイッチ２ａ，２ｂが両方ともオンするよう構成されている。そのため、仮に、副コイル６ｂが故障しておらず、主コイル６ａが故障していたとすると、プリチャージ状態に切り替えると、副コイル６ｂのみ通電することになり、２つのメインスイッチ２ａ，２ｂがオンしてしまう。そのため、コンデンサ３に突入電流が流れるおそれがある。したがって本例では、主コイル６ａが故障していないことを確認し、主コイル６ａと副コイル６ｂとが両方とも故障していないと判断してから、プリチャージ状態に切り替えるようにしてある。
【００５３】
以上のごとく、本発明によれば、プリチャージ状態においてコンデンサに突入電流が流れることを、より効果的に抑制できるリレーモジュールを提供することができる。
【００５４】
なお、本例では図１に示すごとく、直列体１２を正電力線８ｐに接続したが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、直列体１２を負電力線８ｎに接続することもできる。
【００５５】
（実施例１）
以下の実施例においては、図面に用いた符号のうち、参考例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、参考例１と同様の構成要素等を表す。
【００５６】
本例は、リレーモジュール１４の構成、および制御回路部５のフローチャートを変更した例である。本例のリレーモジュール１４は、２つのコイル６ａ，６ｂのうち副コイル６ｂのみ通電すると、２個のメインスイッチ２ａ，２ｂがいずれもオフになるように構成されている。
【００５７】
図１０を用いて、本例の制御回路部５の動作について説明する。同図に示すごとく、制御回路部５は、まず、ステップＳ１１において、トランジスタ７ｂをオンにする。次いでステップＳ１２に移り、副コイル６ｂが故障しているか否かを判断する。ステップＳ１２では、トランジスタ７ｂをオンしたときに、故障確認用電流センサ１７ｂ（図１参照）によって所定値以上の電流が検出された場合は、副コイル６ｂが故障していないと判断し、電流が検出されない場合は、副コイル６ｂが故障していると判断する。
【００５８】
ステップＳ１２において副コイル６ｂが故障している（Ｙｅｓ）と判断した場合は、ステップＳ１５に移る。そして、エラー信号を発生し、以降の動作を停止する。また、ステップＳ１２において副コイル６ｂが故障していない（Ｎｏ）と判断した場合は、ステップＳ１３に移る。そして、プリチャージ状態に切り替える。その後、ステップＳ１４に移り、電力供給状態に切り替える。
【００５９】
このように、本例では、主コイル６ａが故障しているか否かの判断を行わない。上述したように、本例のリレーモジュール１４は、２つのコイル６ａ，６ｂのうち副コイル６ｂのみを通電すると、２個のメインスイッチ２ａ，２ｂがいずれもオフになるように構成されている。そのため、仮に主コイル６ａが故障しており、プリチャージ状態において副コイル６ｂのみを通電したとしても、２個のメインスイッチ２ａ，２ｂは両方ともオフになり、コンデンサ３に突入電流が流れない。したがって、主コイル６ａが故障しているか否かの確認をする必要はない。そのため、電力停止状態からプリチャージ状態に、短時間で切り替えることができる。
その他、参考例１と同様の構成および作用効果を備える。
【００６０】
なお、本例では、２個のコイル６ａ，６ｂのうち、副コイル６ｂのみ通電した場合に、２個のメインスイッチ２ａ，２ｂが両方ともオフになるよう構成してあるが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、２個のコイル６ａ，６ｂのうち、副コイル６ｂのみ通電した場合に、２個のメインスイッチ２ａ，２ｂのうち一方のみがオンするよう構成してもよい。この場合にも、主コイル６ａの故障確認を行う必要がなくなる。すなわち、仮に主コイル６ａが故障しており、プリチャージ状態において副コイル６ｂのみ通電したとしても、片方のメインスイッチ２しかオンにならないため、コンデンサ３に突入電流は流れない。そのため、主コイル６ａが故障しているか否かを確認する必要はなく、電力停止状態からプリチャージ状態に、短時間で切り替えることができる。
【００６１】
（実施例２）
本例は、リレーシステム１の回路、および制御回路部５のフローチャートを変更した例である。図１１に示すごとく、本例のリレーシステム１は、参考例１と同様に、コイル６（６ａ〜６ｃ）に接続したコイル用電源８７を備える。本例では、このコイル用電源８７に電圧センサ８８を設けてある。電圧センサ８８は制御回路部５に接続している。また、本例のリレーモジュール１４は、２個のコイル６ａ，６ｂのうち副コイル６ｂのみに、予め定められた閾電圧Ｖｓよりも高い電圧を加えた場合には、２個のメインリレー２ａ，２ｂが両方ともオンするよう構成されている。
【００６２】
次に、図１２を用いて、制御回路部５の動作について説明する。同図に示すごとく、制御回路部５は、まず、ステップＳ２１を行う。ここでは、電圧センサ８８を用いて、コイル用電源８７の電圧Ｖｏを測定する。次いで、ステップＳ２２に移り、コイル用電源８７の電圧Ｖｏが閾電圧Ｖｓよりも高いか否かを判断する。ここでＹｅｓと判断された場合はステップＳ２３に移る。ステップＳ２３では、コイル用電源８７の電圧Ｖｏと、トランジスタ７ｂのデューティー比ｄと、閾電圧Ｖｓとが、下記数式（１）を満たすように、トランジスタ７ｂをＰＷＭ制御する。このようにすると、副コイル７ｂに加わる電圧の平均値Ｖｏ’（図１３参照）が、閾電圧Ｖｓよりも低くなる。
Ｖｏ・ｄ＝Ｖｏ’＜Ｖｓ              ・・・（１）
【００６３】
ステップＳ２２においてＮｏと判断した場合は、ステップＳ２７に移る。ステップＳ２７では、トランジスタ７ｂをＰＷＭ制御することなく、オンにする。つまり、トランジスタ７ｂのデューティー比を１にし、コイル用電源８７の電圧Ｖｏをそのまま副コイル６ｂに加える。
【００６４】
ステップＳ２３，Ｓ２７の後、ステップＳ２４に移り、副コイル６ｂが故障しているか否かを判断する。ステップＳ２４では、ステップＳ２３，Ｓ２７においてトランジスタ７ｂをオンしたときに、故障確認用電流センサ１７ｂ（図１２参照）によって所定値以上の電流が検出される場合は、副コイル６ｂは故障していないと判断し、所定値以上の電流が検出されない場合は、副コイル６ｂは故障していると判断する。
【００６５】
ステップＳ２４において、副コイル６ｂが故障している（Ｙｅｓ）と判断したときは、ステップＳ２８に移る。そして、エラー信号を発生し、以降の動作を停止させる。また、ステップＳ２４において、副コイル６ｂが故障していない（Ｎｏ）と判断したときは、ステップＳ２５に移り、プリチャージ状態に切り替える。その後、ステップＳ２６に移り、電力供給状態に切り替える。
【００６６】
本例の作用効果について説明する。本例ではステップＳ２３において、副コイル７ｂに加わる平均電圧Ｖｏ’が閾電圧Ｖｓよりも小さくなるように、トランジスタ７ｂをＰＷＭ制御している。そのため、２個のメインスイッチ２ａ，２ｂが両方ともオンになることを防止しつつ、副コイル７ｂの故障確認を行うことができる。したがって、副コイル７ｂの故障確認を行う際に、２個のメインスイッチ２ａ，２ｂがオンになって、コンデンサ３に突入電流が流れることを防止できる。
その他、参考例１と同様の構成および作用効果を備える。
【００６７】
（実施例３）
本例は、リレーモジュール１４の構造を変更した例である。図１４に示すごとく、本例のリレーモジュール１４は、第１固定コア６２ａと第２固定コア６２ｂとを別体にしてある。これら２個の固定コア６２ａ，６２ｂは、互いに平行に配されている。第１固定コア６２ａは、主コイル６ａの内側に設けられている。第２固定コア６２ｂは、副コイル６ｂの内側に配されている。
【００６８】
リレーモジュール１４内には、軟磁性体からなるヨーク６１が配されている。ヨーク６１は、互いに平行に配された底部ヨーク６１ｅ及び上部ヨーク６１ｆと、これら底部ヨーク６１ｅ及び上部ヨーク６１ｆを繋ぐ側部ヨーク６１ｇとがある。
【００６９】
また、参考例１と同様に、本例のリレーモジュール１４は、２個のメインスイッチ２ａ，２ｂを備える。メインスイッチ２ａ，２ｂは、固定接点支持部２１と、可動接点支持部２２と、固定接点２３と、可動接点２４とからなる。固定接点２３は固定接点支持部２１に支持されており、可動接点２４は可動接点支持部２２に支持されている。
【００７０】
図１６に示すごとく、２個のコイル６ａ，６ｂのうち、主コイル６ａのみ通電すると、主コイル６ａの磁束Φは、第１磁気回路Ｃ１と第２磁気回路Ｃ２とに分かれて流れる。第１磁気回路Ｃ１は、第１固定コア６２ａと、第１プランジャ６３ａと、ヨーク６１（６１ｅ，６１ｆ，６１ｇ）とからなる磁気回路である。また、第２磁気回路Ｃ２は、２本の固定コア６２ａ，６２ｂと、底部ヨーク６１ｅと、上部ヨーク６１ｆとからなる磁気回路である。
【００７１】
第１磁気回路Ｃ１上には、主コイル６ａの磁束Φを制限する磁気飽和部６５が形成されている。そのため、主コイル６ａの磁束Φは、第１磁気回路Ｃ１だけでなく、第２磁気回路Ｃ２にも流れる。このときに生じた磁力によって、第１プランジャ６３ａが第１固定コア６２ａに吸引されると共に、第２プランジャ６３ｂが第２固定コア６２ｂに吸引される。そのため、２つのメインスイッチ２ａ，２ｂがオンになる。
【００７２】
また、図１５に示すごとく、２つのコイル６ａ，６ｂを両方とも通電すると、主コイル６ａの磁束Φが、第１磁気回路Ｃ１と第２磁気回路Ｃ２とを流れると共に、副コイル６ｂの磁束φが第２磁気回路Ｃ２を流れる。第２磁気回路Ｃ２における、主コイル６ａの磁束Φが流れる向きと、副コイル６ｂの磁束φが流れる向きとは逆向きである。そのため、第２磁気回路Ｃ２において、これらの磁束Φ，φが見かけ上、打ち消し合い、第２プランジャ６３ｂを吸引する磁力が弱まる。そのため、第２プランジャ６３ｂが第２固定コア６２ｂに吸引されなくなり、スイッチ２ｂがオフになる。
その他、参考例１と同様の構成および作用効果を備える。
【００７３】
（実施例４）
本例は、副コイル６ｂの故障確認を行うタイミングを変更した例である。図１７に示すごとく、本例では、システム終了時、すなわち電力供給状態から電力停止状態に切り替える際に、副コイル６ｂの故障確認を行う。
【００７４】
本例では、システム始動時に、まずステップＳ３１を行う。ここでは、後述するエラー信号が発生しているか否かを判断する。ステップＳ３１においてＹｅｓ、すなわちエラー信号が発生していると判断した場合は、ステップＳ３２以降の処理を行わない。すなわち、プリチャージ状態に切り替えないようになっている。また、ステップＳ３１においてＮｏと判断した場合は、ステップＳ３２に移行し、プリチャージ状態に切り替える。
【００７５】
ステップＳ３２を行った後、ステップＳ３３に移行し、電力供給状態に切り替える。次いで、ステップＳ３４に移る。ここでは、システム終了信号が入力されたか否かを判断する。ステップＳ３４では、システム終了信号が入力された（Ｙｅｓ）と判断するまで、電力供給状態を維持する。ステップＳ３４でＹｅｓと判断された場合は、ステップＳ３５に移り、電力停止状態に切り替える。その後、ステップＳ３６に移り、トランジスタ７ｂ（図１参照）をオンにする。次いで、ステップＳ３７に移り、副コイル６ｂが故障しているか否かを判断する。すなわち、故障確認用電流センサ１７ｂによって所定値以上の電流が検出されない場合は、副コイル６ｂが故障している（Ｙｅｓ）と判断し、所定値以上の電流が検出された場合は、副コイル６ｂが故障していない（Ｎｏ）と判断する。
【００７６】
ステップＳ３７でＮｏ、すなわち副コイル６ｂが故障していないと判断した場合は、そのまま終了する。また、ステップＳ３７でＹｅｓ、すなわち副コイル６ｂが故障していると判断した場合は、ステップＳ３８に移ってエラー信号を発生し、その後、終了する。
【００７７】
ステップＳ３８においてエラー信号が発生した場合、次にリレーシステム１を始動しようとしても、ステップＳ３１においてＹｅｓと判断され、プリチャージ状態（ステップＳ３２）に移行しない。これにより、副コイル６ｂが故障しているのにプリチャージ状態に移行することを防止している。そのため、プリチャージ状態において主コイル６ａのみが通電され、コンデンサ３が充電されていないのに２つのメインスイッチ２ａ，２ｂがオンになって、コンデンサ３に突入電流が流れることを防止できる。
その他、参考例１と同様の構成および作用効果を備える。
【符号の説明】
【００７８】
１  リレーシステム
１２  直列体
１３  電気機器
１４  リレーモジュール
２ａ，２ｂ  メインスイッチ
３  コンデンサ
４  電流制限抵抗
５  制御回路部
６ａ  主コイル
６ｂ  副コイル
８ｐ，８ｎ  電力線
【図１】
0006391493.tif 000002
【図２】
0006391493.tif 000003
【図３】
0006391493.tif 000004
【図４】
0006391493.tif 000005
【図５】
0006391493.tif 000006
【図６】
0006391493.tif 000007
【図７】
0006391493.tif 000008
【図８】
0006391493.tif 000009
【図９】
0006391493.tif 000010
【図１０】
0006391493.tif 000011
【図１１】
0006391493.tif 000012
【図１２】
0006391493.tif 000013
【図１３】
0006391493.tif 000014
【図１４】
0006391493.tif 000015
【図１５】
0006391493.tif 000016
【図１６】
0006391493.tif 000017
【図１７】
0006391493.tif 000018