JP2013168294A - リレー駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コイル通電用の駆動回路と駆動回路によるコイルの通電を制御する制御ユニットとが同一基板上に実装されたリレー駆動装置において、駆動回路に存在するコイル電流抑制用抵抗の発熱について、的確な対策を講じることができるリレー駆動装置を提供すること。
【解決手段】リレー５のオン駆動時に、まず、ＦＥＴ１をオンさせて、コイル電流抑制用の抵抗Ｒが存在しない第１回路７ｂによってコイル５ｂの給電回路７ａを構成する。少し後にＦＥＴ２をオンさせ、リレー接点５ａのチャタリングが解消した後に、ＦＥＴ１をオフさせて、抵抗Ｒが存在する第２回路７ｃに給電回路７ａを切り替える。その後、電源Ｂの電圧ＶＢが通常よりも上昇すると、給電回路７ａを間欠的に、抵抗Ｒが存在しない第１回路７ｂと抵抗Ｒが存在する第２回路７ｃとで交互に構成させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、リレーをオンオフ駆動するリレー駆動装置に関する。

コイルへの通電をオンオフすることでリレー接点をオンオフさせるリレーの駆動装置は、コイルを通電用の電源に接続する駆動回路とこの駆動回路を介してリレー接点のオンオフを制御する制御ユニットとを含んでいる。

このようなリレー駆動装置でリレーをオン駆動する際には、オンしたリレー接点のチャタリングを抑制するために、コイルに大電流を流して強い磁力を発生させることが好ましい。一方、リレー接点が安定してオンした後は、コイルの発熱を抑えるために、コイルに流す電流を低く抑えることが好ましい。

そこで、リレーのオン駆動時に、当初は、駆動回路中の電源にコイルを接続する回路上に、コイルに流れる電流を抑制するコイル電流抑制用抵抗を挿入せず、リレー接点が安定してオンした後はコイル電流抑制用抵抗を挿入するように、電源に対するコイルの接続経路を切り替える技術が提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２００８−１９２４８１号公報

上述したリレーは、車両の分野でも、例えばバッテリを負荷に接続するのに利用される。そして、車両のリレーをオン駆動する場合に、オルタネータの出力電圧のばらつき等の理由でバッテリの電圧が上昇すると、それに伴い、コイル電流抑制用抵抗に流れる電流が増え、抵抗の発熱が増加する可能性がある。

ところで、車両の分野では、近年、リレー駆動装置のモジュール化が進んでおり、駆動回路と制御ユニットが同一基板に実装されて一つのユニットを構成するケースが増えている。モジュール化されたリレー駆動装置において、コイル電流抑制用抵抗の発熱が増加すると、基板を通じて伝わる熱で制御ユニットの動作に支障が生じるおそれがある。

本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、コイル通電用の駆動回路と駆動回路によるコイルの通電を制御する制御ユニットとが同一基板上に実装されたリレー駆動装置において、駆動回路に存在するコイル電流抑制用抵抗の発熱について、的確な対策を講じることができるリレー駆動装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、請求項１に記載した本発明のリレー駆動装置は、
通電のオンオフによりリレー接点をオンオフさせるコイルを通電用の電源に接続する給電回路を含む駆動回路と、前記リレー接点をオンさせる際に前記給電回路の経路を切り替える制御を行う制御ユニットとが、同一基板上に実装されたリレー駆動装置において、
前記電源の電圧を検出する電源電圧検出手段を備え、
前記制御ユニットは、
前記リレー接点をオンさせる際の冒頭の第１期間において、前記給電回路の経路上にコイル電流抑制用抵抗が存在しない第１回路で前記給電回路が構成され、
前記リレー接点をオンさせる際の、前記第１期間に続く第２期間において、前記電源の電圧が所定の閾値を超えていない間は、前記給電回路の経路上に前記コイル電流抑制用抵抗が存在する第２回路で前記給電回路が構成され、かつ、
前記第２期間において、前記電源の電圧が前記閾値を超えている間は、少なくとも前記第１回路を間欠的に含んで前記給電回路が構成される、
ように前記給電回路の経路の切り替えを制御する、
ことを特徴とする。

請求項１に記載した本発明のリレー駆動装置によれば、リレー接点をオンさせる際、冒頭の第１期間では、コイル抑制用抵抗が経路上に存在しない第１回路で給電回路が構成され、コイルに大電流が流れてリレー接点のチャタリングが抑制される。また、リレー接点のチャタリングが収まった後の第２期間においては、原則的に、コイル抑制用抵抗が経路上に存在する第２回路で給電回路が構成され、コイルに流れる電流が下がってコイルの発熱が抑制される。

但し、電源の電圧が所定の閾値を超えて、コイル抑制用抵抗の発熱量が給電回路（駆動回路）と同一基板上の制御ユニットの動作に支障を与える程度となると、少なくとも間欠的に第１回路を含んで給電回路が構成される。これにより、電源からコイルに流れる電流がコイル抑制用抵抗を流れないか、あるいは、第２回路を流れる分だけ、コイル抑制用抵抗を流れる平均電流が、電源の電圧が所定の閾値を超えていないときよりも減る。よって、コイルを流れる電流によるコイルの発熱をコイル電流抑制用抵抗により抑制しつつ、電源の電圧上昇時のコイル電流抑制用抵抗の発熱も抑制することができる。

したがって、コイル通電用の駆動回路と駆動回路によるコイルの通電を制御する制御ユニットとが同一基板上に実装されたリレー駆動装置において、駆動回路に存在するコイル電流抑制用抵抗の発熱について的確な対策を講じることができる。

また、請求項２に記載した本発明のリレー駆動装置は、請求項１に記載した本発明のリレー駆動装置において、前記第２期間において、前記電源の電圧が前記閾値を超えている間、前記第１回路を含まずに前記給電回路が構成される期間に対する前記第１回路を含んで前記給電回路が構成される期間の割合が、前記電源の電圧が高いほど大きくなるように、前記制御ユニットが前記給電回路の経路の切り替えを制御することを特徴とする。

請求項２に記載した本発明のリレー駆動装置によれば、請求項１に記載した本発明のリレー駆動装置において、第２期間において電源の電圧が所定の閾値を超えて、少なくとも間欠的に第１回路を含んで給電回路が構成される際、電源の電圧が高いほど、第１回路を含んで給電回路が構成されてコイル電流抑制用抵抗を電流が流れない時間の割合が増える。

したがって、第２期間において電源の電圧が所定の閾値を超えている間は、電源の電圧が高いほどコイル電流抑制用抵抗を電流が流れない時間を増やして、コイルを流れる電流によるコイルの発熱を抑制するコイル電流抑制用抵抗自身の発熱が、電源電圧の上昇に伴い上昇するのを抑制することができる。

本発明のリレー駆動装置によれば、コイル通電用の駆動回路と駆動回路によるコイルの通電を制御する制御ユニットとが同一基板上に実装されたリレー駆動装置において、駆動回路に存在するコイル電流抑制用抵抗の発熱について的確な対策を講じることができる。

本発明の一実施形態に係るリレー駆動装置の原理的な構成を示す回路図である。 図１に示す制御ユニットによる給電回路の切り替えパターンの一例を示すタイミングチャートである。 本発明の他の実施形態に係るリレー駆動装置の原理的な構成を示す回路図である。 図３に示す制御ユニットによる給電回路の切り替えパターンの一例を示すタイミングチャートである。 図４に示す制御ユニットによる給電回路の切り替えパターンにおける抵抗非通電期間のデューティー比とリレー及び基板の温度上昇との関係を示す説明図である。 図１に示す制御ユニットによる給電回路の切り替えパターンにおける抵抗通電期間の増減処理手順の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係るリレー駆動装置の原理的な構成を示す回路図である。

本実施形態のリレー駆動装置１は、例えば、車両のバッテリ等の電源Ｂ（請求項中の電源に相当）から走行系や灯火系等の負荷３に対する電力の供給をオンオフさせるリレー５の駆動に使用される。

そして、本実施形態のリレー駆動装置１は、リレー５の駆動回路７と、駆動回路７を介してリレー５のリレー接点５ａのオンオフを制御する制御ユニット９とを有している。そして、駆動回路７と制御ユニット９は、同一の基板１３上に実装されている。

駆動回路７は、リレー５のコイル５ｂを電源Ｂに接続する給電回路７ａを有しており、この給電回路７ａは、電源Ｂに接続されたコイル５ｂとグランド（接地）とを接続する回路である。給電回路７ａは、第１回路７ｂと第２回路７ｃとの並列回路を有している。第１回路７ｂはＦＥＴ（電界効果トランジスタ）１によって構成され、第２回路７ｃは、抵抗Ｒ（請求項中のリレー電流抑制用抵抗に相当）とＦＥＴ２との直列回路によって構成される。

この駆動回路７では、ＦＥＴ１又はＦＥＴ２がオンすると、コイル５ｂに電源Ｂから給電されて、リレー接点５ａがオンする。このとき、ＦＥＴ１のみがオンすると、第１回路７ｂによって給電回路７ａが構成され、コイル５ｂを流れる電流ｉは第１回路７ｂを流れる電流ｉ１と等しくなる。この電流ｉ１は、リレー接点５ａをオフからオンに切り替えさせるのに十分な電流値である。

また、ＦＥＴ２のみがオンすると、第２回路７ｃによって給電回路７ａが構成され、コイル５ｂを流れる電流ｉは第２回路７ｃを流れる電流ｉ２と等しくなる。この電流ｉ２は、リレー接点５ａをオフからオンに切り替えさせるのには不十分であるが、既にオンに切り替わったリレー接点５ａをオンに保持するには十分な電流値である。

さらに、ＦＥＴ１及びＦＥＴ２が共にオンすると、第１回路７ｂと第２回路７ｃとの並列回路によって給電回路７ａが構成され、第１回路７ｂを流れる電流ｉ１と第２回路７ｃを流れる電流ｉ２を合計した電流ｉがコイル５ｂを流れる。但し、第２回路７ｃに抵抗Ｒが存在する分、第２回路７ｃの抵抗は第１回路７ｂの抵抗よりも十分に高い。そのため、第２回路７ｃを流れる電流ｉ２はわずかとなり、コイル５ｂを流れる電流ｉは第１回路７ｂを流れる電流ｉ１とほぼ等しくなる。

制御ユニット９は、図示を省略するが、ＣＰＵと、ＣＰＵの処理に使用する作業領域等として利用されるＲＡＭと、ＣＰＵが実行する制御プログラム等を記憶するＲＯＭとを有している。また、制御ユニット９は、電源Ｂからリレー５のコイル５ｂに給電される電圧を検出する電圧センサ（図示せず、請求項中の電源電圧検出手段に相当）を実装している。

制御ユニット９には、車両の不図示のＥＣＵ（Electronic Control Unit 、又は、Engine Control Unit ）から、負荷３に対する電力供給のオンオフを指示する信号が入力される。制御ユニット９は、ＥＣＵからの入力信号と、自身が検出した電源Ｂの電圧とにしたがって、ＦＥＴ１，２のオンオフを制御し給電回路７ａを切り替える。

次に、制御ユニット９による給電回路７ａの切り替えパターンについて、図２のタイミングチャートを参照して説明する。

まず、リレー５をオン駆動するｔ０のタイミングで、制御ユニット９は、第１回路７ｂのＦＥＴ１をオンさせ、第１回路７ｂによって給電回路７ａを構成させる。また、この少し後のｔ１のタイミングで、制御ユニット９は、第２回路７ｃのＦＥＴ２をオンさせ、第１回路７ｂ及び第２回路７ｃの並列回路によって給電回路７ａを構成させる。さらに、リレー接点５ａのチャタリングが解消した後のｔ２のタイミングで、制御ユニット９は、第１回路７ｂのＦＥＴ１をオフさせる。

したがって、制御ユニット９の制御により、タイミングｔ０〜ｔ２の期間（請求項中の第１期間に相当）は、給電回路７ａが実質的に第１回路７ｂによって構成され、コイル５ｂには、第１回路７ｂを流れる電流ｉ１と等しい電流ｉが流れる。これにより、オフのリレー接点５ａがオンに切り替わる。また、タイミングｔ２を過ぎると（請求項中の第２期間に相当）、給電回路７ａが第２回路７ｃによって構成され、コイル５ｂには、第２回路７ｃを流れる電流ｉ２と等しい電流ｉが流れる。これにより、チャタリングが解消した後のリレー接点５ａがオンに保持される。

ところで、タイミングｔ２よりも後のｔ３のタイミングにおいて、それまでは、電源Ｂの電圧上昇の目安として設定した１５Ｖの設定電圧（請求項中の所定の閾値に相当、１５Ｖはあくまで一例である）を超えていなかった電源Ｂの電圧が、オルタネータ（図示せず）の出力電圧のばらつき等の理由で１５Ｖの設定電圧を超えると、制御ユニット９は、制御の内容を変更する。

具体的には、第１回路７ｂのＦＥＴ１のオンオフと第２回路７ｃのＦＥＴ２のオンオフとをそれぞれＰＭＷ制御して、第１回路７ｂのＦＥＴ１を間欠的にオンさせると共に、第２回路７ｃのＦＥＴ２を間欠的にオフさせる。このとき、制御ユニット９は、ＦＥＴ２のオフ期間がＦＥＴ１のオン期間中となるように、ＦＥＴ１のオンデューティよりも小さいオフデューティで、ＦＥＴ２を間欠的にオフさせる。

これにより、給電回路７ａは、第１回路７ｂのみによって構成される期間（タイミングｔ３〜ｔ６，ｔ７〜ｔ１０，…）と、第２回路７ｃのみによって構成される期間（タイミングｔ６〜ｔ７，ｔ１０〜…）とが交互に到来することになる。

なお、給電回路７ａが第１回路７ｂのみによって構成される期間には、厳密には、第１回路７ｂ及び第２回路７ｃの並列回路によって構成される期間（タイミングｔ３〜ｔ４，ｔ５〜ｔ６，ｔ７〜ｔ８，ｔ９〜ｔ１０，…）が含まれる。但し、給電回路７ａが第１回路７ｂ及び第２回路７ｃの並列回路によって構成される期間にコイル５ｂを流れる電流ｉは、上述した通り、第１回路７ｂを流れる電流ｉ１とほぼ等しくなる。したがって、これらの期間も、実質的に給電回路７ａが第１回路７ｂのみによって構成される期間と考えることができる。

このため、タイミングｔ３以降は、第１回路７ｂを流れる電流ｉ１と等しい電流ｉと第２回路７ｃを流れる電流ｉ２と等しい電流ｉとが交互にコイル５ｂを流れることになる。そして、タイミングｔ３以降のコイル５ｂを流れる電流ｉは、少なくとも、第２回路７ｃを流れる電流ｉ２以上に保たれるので、タイミングｔ３以前からオンとなっているリレー接点５ａはタイミングｔ３以降もオンに保持される。

さらに、電源Ｂの電圧が設定電圧を超えるタイミングｔ３以降の期間（請求項中の「第２期間において電源の電圧が所定の閾値を超えている間」に相当）は、電源Ｂの電圧が設定電圧を超える前のタイミングｔ２〜ｔ３の期間（請求項中の「第２期間において電源の電圧が所定の閾値を超えていない間」に相当）よりも、第２回路７ｃの抵抗Ｒを電流ｉ２が流れる単位時間当たりの期間が少なくなる。したがって、電源Ｂの電圧が設定電圧を超えることに起因する抵抗Ｒの発熱が、タイミングｔ３以降ではタイミングｔ３以前よりも抑制される。これにより、基板１３を通じて制御ユニット９に伝わる抵抗Ｒの発熱が抑制される。

次に、本発明の他の実施形態に係るリレー駆動装置の原理的な構成を、図３の回路図を参照して説明する。

本実施形態のリレー駆動装置１Ａも、図１の回路図を参照して説明した実施形態のリレー駆動装置１と同様に、例えば、車両のバッテリ等の電源Ｂ（請求項中の電源に相当）から走行系や灯火系等の負荷３に対する電力の供給をオンオフさせるリレー５の駆動に使用される。

そして、本実施形態のリレー駆動装置１Ａでは、駆動回路７の給電回路７ａが、第１回路７ｄと第２回路７ｅとの並列回路を有している。第１回路７ｄは、ＦＥＴ３とＦＥＴ４の直列回路によって構成され、第２回路７ｅは、抵抗Ｒ（請求項中のリレー電流抑制用抵抗に相当）とＦＥＴ３との直列回路によって構成される。

この駆動回路７では、ＦＥＴ３がオンすると、コイル５ｂに電源Ｂから給電されて、第２回路７ｅに電流ｉ４が流れる。このとき、ＦＥＴ４がオンしていないと、第２回路７ｅによって給電回路７ａが構成され、コイル５ｂを流れる電流ｉは第２回路７ｅの抵抗Ｒ及びＦＥＴ３を流れる電流ｉ４と等しくなる。この電流ｉ４は、リレー接点５ａをオフからオンに切り替えさせるのには不十分であるが、既にオンに切り替わったリレー接点５ａをオンに保持するには十分な電流値である。

また、ＦＥＴ３のオンよりも先にＦＥＴ４がオンしているか、あるいは、ＦＥＴ３のオン以降にＦＥＴ４がオンすると、第１回路７ｄと第２回路７ｅとの並列回路によって給電回路７ａが構成され、第１回路７ｄのＦＥＴ４を流れる電流ｉ３と第２回路７ｅの抵抗Ｒを流れる電流ｉ４を合計した電流ｉがコイル５ｂを流れる。但し、第２回路７ｅに抵抗Ｒが存在する分、第２回路７ｅの抵抗は第１回路７ｄの抵抗よりも十分に高い。そのため、第２回路７ｅを流れる電流ｉ４はわずかとなり、コイル５ｂを流れる電流ｉは第１回路７ｄを流れる電流ｉ３とほぼ等しくなる。この電流ｉ３は、リレー接点５ａをオフからオンに切り替えさせるのに十分な電流値である。

この実施形態でも、制御ユニット９は、ＥＣＵからの入力信号と、自身が検出した電源Ｂの電圧とにしたがって、ＦＥＴ３，４のオンオフを制御する。このとき、制御ユニット９は、図４のタイミングチャートに示すパターンで、給電回路７ａの切り替えを制御する。以下、制御ユニット９による給電回路７ａの切り替えパターンについて、図４を参照して説明する。

まず、ｔ２０のタイミングで、制御ユニット９は、ＦＥＴ３をオンさせる。また、この少し後のリレー５をオン駆動するｔ２１のタイミングで、制御ユニット９は、ＦＥＴ４をオンさせ、第１回路７ｄによって給電回路７ａを構成させる。さらに、リレー接点５ａのチャタリングが解消した後のｔ２２のタイミングで、制御ユニット９は、ＦＥＴ４をオフさせる。

したがって、制御ユニット９の制御により、タイミングｔ２０〜ｔ２１の期間は、給電回路７ａが第２回路７ｅによって構成され、コイル５ｂには、第２回路７ｅを流れる電流ｉ４と等しい電流ｉが流れる。このとき、リレー接点５ａはオフのままであるが、電流ｉ４をコイル５ｂに予め流しておくことで、後にコイル５ｂを流れる電流ｉが急激に上昇してリレー接点５ａのチャタリングが長引くのを防ぐことができる。

続いて、タイミングｔ２１〜ｔ２２の期間（請求項中の第１期間に相当）は、給電回路７ａが実質的に第１回路７ｄによって構成され、コイル５ｂには、第１回路７ｄを流れる電流ｉ３と等しい電流ｉが流れる。これにより、オフのリレー接点５ａがオンに切り替わる。また、タイミングｔ２２を過ぎると（請求項中の第２期間に相当）、給電回路７ａが第２回路７ｅによって構成され、コイル５ｂには、第２回路７ｅを流れる電流ｉ４と等しい電流ｉが流れる。これにより、チャタリングが解消した後のリレー接点５ａがオンに保持される。

ところで、タイミングｔ２２よりも後のｔ２３のタイミングにおいて、それまで１５Ｖの設定電圧を超えていなかった電源Ｂの電圧が、オルタネータ（図示せず）の出力電圧のばらつき等の理由で１５Ｖの設定電圧を超えると、制御ユニット９は、制御の内容を変更する。具体的には、ＦＥＴ４のオンオフをＰＭＷ制御してＦＥＴ４を間欠的にオンさせる。

これにより、給電回路７ａは、第１回路７ｄ及び第２回路７ｅの並列回路によって構成され、実質的に第１回路７ｂのみによって構成される期間（タイミングｔ２３〜ｔ２４，ｔ２５〜ｔ２６，ｔ２７〜…）と、第２回路７ｅのみによって構成される期間（タイミングｔ２４〜ｔ２５，ｔ２６〜ｔ２７，…）とが交互に到来することになる。

このため、タイミングｔ２３以降は、第１回路７ｄを流れる電流ｉ３と等しい電流ｉと第２回路７ｅを流れる電流ｉ４と等しい電流ｉとが交互にコイル５ｂを流れることになる。そして、タイミングｔ２３以降のコイル５ｂを流れる電流ｉは、少なくとも、第２回路７ｅを流れる電流ｉ４以上に保たれるので、タイミングｔ２３以前からオンとなっているリレー接点５ａはタイミングｔ２３以降もオンに保持される。

さらに、電源Ｂの電圧が設定電圧を超えるタイミングｔ２３以降の期間（請求項中の「第２期間において電源の電圧が所定の閾値を超えている間」に相当）は、電源Ｂの電圧が設定電圧を超える前のタイミングｔ２２〜ｔ２３の期間（請求項中の「第２期間において電源の電圧が所定の閾値を超えていない間」に相当）よりも、第２回路７ｅの抵抗Ｒを電流ｉ４が流れる単位時間当たりの期間が少なくなる。したがって、電源Ｂの電圧が設定電圧を超えることに起因する抵抗Ｒの発熱が、タイミングｔ２３以降ではタイミングｔ２３以前よりも抑制される。これにより、基板１３を通じて制御ユニット９に伝わる抵抗Ｒの発熱が抑制される。

なお、電源Ｂの電圧が設定電圧である１５Ｖを超えた場合、抵抗Ｒを電流ｉ４が流れない期間を設けて抵抗Ｒの発熱を抑制すると、その裏返しとして、電流ｉ４よりも高い電流ｉ３がコイル５ｂを流れる期間が、リレー接点５ａのチャタリングが解消した後に増えて、コイル５ｂの発熱の抑制効果が低減する。

例えば、図５の説明図に示すように、電源Ｂの電圧が設定電圧より低い通常時の１３．５Ｖである場合、給電回路７ａに抵抗Ｒが存在すると（図中の「ＤＵＴＹ＝０％（抵抗有）」の場合）、給電回路７ａに抵抗Ｒが存在しない（図中の「ＤＵＴＹ＝抵抗なし」の場合）と比べて、リレー５（のコイル５ｂ）の温度上昇が１３ｄｅｇ低減される。但し、抵抗Ｒの発熱により基板１３の温度は１２．２ｄｅｇ上昇する。

ここで、電源Ｂの電圧が設定電圧の１５Ｖである場合に、ＦＥＴ４のオンデューティーを変えて、上述した機能を有する抵抗Ｒを給電回路７ａに存在させる単位時間当たりの期間を、いくつか変えてみる。

例えば、ＦＥＴ４のオンデューティーを０％として、給電回路７ａに抵抗Ｒを常時存在させると（図中の「ＤＵＴＹ＝０％（抵抗有）」の場合）、リレー５（のコイル５ｂ）の温度上昇が３３．９ｄｅｇ、基板１３の温度上昇が１５ｄｅｇとなる。

また、ＦＥＴ４のオンデューティーを３０％として、給電回路７ａに抵抗Ｒが存在する期間を全体の７０％の期間に減らすと（図中の「ＤＵＴＹ＝３０％（抵抗有）」の場合）、リレー５（のコイル５ｂ）の温度上昇が４２．７ｄｅｇに上がるものの、基板１３の温度上昇は１１．４ｄｅｇに下がる（−３．９ｄｅｇ）。

さらに、ＦＥＴ４のオンデューティーを５０％として、給電回路７ａに抵抗Ｒが存在する期間を全体の５０％の期間までさらに減らすと（図中の「ＤＵＴＹ＝５０％（抵抗有）」の場合）、リレー５（のコイル５ｂ）の温度上昇が４３．４ｄｅｇに上がる代わりに、基板１３の温度上昇は９．０ｄｅｇまでさらに下がる（−６ｄｅｇ）。

したがって、基板１３の温度上昇の低減度合いとリレー５（のコイル５ｂ）の温度上昇の増加度合いとのバランスが取れるＦＥＴ４のオンデューティー比を決定して、抵抗Ｒを給電回路７ａに存在させる単位時間当たりの期間（割合）を決定すればよい。

なお、例えば、図３のリレー駆動装置１Ａの制御ユニット９による給電回路７ａの切り替えパターンに、図４のタイミングチャートのパターンを適用する場合、電源Ｂの電圧が設定電圧を超えている期間中の、抵抗Ｒに電流ｉ４が流れない期間（請求項中の「第１回路を含んで給電回路が構成される期間」に相当）に対する、抵抗Ｒに電流ｉ４が流れる期間（請求項中の「第１回路を含まずに給電回路が構成される期間」に相当）の割合を、電源Ｂの電圧値の高低によって変更してもよい。

つまり、図３のリレー駆動装置１Ａにおいて、電源Ｂの電圧が設定電圧である１５Ｖを超えた場合、例えば、１６Ｖ未満である場合よりも、１６Ｖ以上である場合に、抵抗Ｒに電流ｉ４が流れない期間を増やすようにしてもよい。

そのように構成する場合の制御ユニット９の処理手順の一例を示すのが、図６のフローチャートである。まず、制御ユニット９は、リレー接点５ａをオンさせた後（ステップＳ１）、電源Ｂの電圧ＶＢが設定電圧である１５Ｖを超えているか否かを確認する（ステップＳ３）。

電圧ＶＢが１５Ｖを超えていない場合は（ステップＳ３でＮＯ）、制御ユニット９は、図３のリレー駆動装置１Ａにおいて、ＦＥＴ４のオンデューティーを０％として、給電回路７ａに抵抗Ｒが存在しない期間の割合（抵抗通電ＤＵＴＹ）を０％に決定する（ステップＳ５）。

一方、電圧ＶＢが１５Ｖを超えている場合は（ステップＳ３でＹＥＳ）、制御ユニット９は、電圧ＶＢが１６Ｖを超えているか否かを確認する（ステップＳ７）。

電圧ＶＢが１６Ｖを超えていない場合は（ステップＳ７でＮＯ）、制御ユニット９は、図３のリレー駆動装置１Ａにおいて、ＦＥＴ４のオンデューティーを３０％として、給電回路７ａに抵抗Ｒが存在しない期間の割合（抵抗通電ＤＵＴＹ）を３０％に決定する（ステップＳ９）。

一方、電圧ＶＢが１６Ｖを超えている場合は（ステップＳ７でＹＥＳ）、制御ユニット９は、図３のリレー駆動装置１Ａにおいて、ＦＥＴ４のオンデューティーを５０％として、給電回路７ａに抵抗Ｒが存在しない期間の割合（抵抗通電ＤＵＴＹ）を５０％に決定する（ステップＳ９）。

ステップＳ５、ステップＳ９、又は、ステップＳ１１でＦＥＴ４のオンデューティー比を決定したならば、制御ユニット９は、リレー接点５ａをオフにするまでの間（ステップＳ１３でＮＯ）、ステップＳ３乃至ステップＳ１３の手順を繰り返して実行する。

以上に説明した制御ユニット９の手順は、図６中に記載したように、電源Ｂの電圧ＶＢが高いほど、給電回路７ａに抵抗Ｒが存在しない期間の割合（抵抗通電ＤＵＴＹ）を増やし、抵抗Ｒを流れる電流ｉ４の平均値（平均通電電流）を小さくする内容となっている。

制御ユニット９の手順をこのようにすれば、電源Ｂの電圧ＶＢが高いほど抵抗Ｒの発熱による基板１３の温度上昇を抑制し、基板１３上の制御ユニット９等の要素を的確に熱から保護することができる。

このように、上述した各実施形態のリレー駆動装置１，１Ａでは、電源Ｂの電圧ＶＢが設定電圧である１５Ｖを超えると、リレー接点５ａのチャタリングが解消した後の期間であっても、リレー５のコイル５ｂに電源Ｂを接続する給電回路７ａを、間欠的に、コイル電流抑制用の抵抗Ｒが存在しない第１回路７ｂ，７ｄによって構成されるように、制御ユニット９によって給電回路７ａの切り替えを制御させるようにした。

このため、コイル５ｂの発熱を抵抗Ｒによって抑制しつつ、電源Ｂの電圧ＶＢの上昇によって、駆動回路７と同一の基板１３に実装された制御ユニット９に伝わる抵抗Ｒの発熱が上昇するのを、抑制することができる。よって、リレー５の駆動回路７と制御ユニット９とが同一基板１３上に実装されたリレー駆動装置１，１Ａにおいて、給電回路７ａに存在する抵抗Ｒの発熱について的確な対策を講じることができる。

なお、図６のフローチャートに示すような、電源Ｂの電圧ＶＢが高いほど、給電回路７ａに抵抗Ｒが存在しない期間の割合（抵抗通電ＤＵＴＹ）を増やし、抵抗Ｒを流れる電流ｉ４の平均値（平均通電電流）を小さくする制御内容は、制御ユニット９による給電回路７ａの切り替えパターンに適用しなくてもよい。

本発明は、リレーをオンオフ駆動するリレー駆動装置に用いて極めて有用である。

１，１Ａ リレー駆動装置
３ 負荷
５ リレー
５ａ リレー接点
５ｂ コイル
７ 駆動回路
７ａ 給電回路
７ｂ，７ｄ 第１回路
７ｃ，７ｅ 第２回路
９ 制御ユニット
１３ 基板
Ｂ 電源
Ｒ 抵抗
ＶＢ 電圧
ｉ，ｉ１，ｉ２，Ｉ３，ｉ４ 電流

Claims (2)

1. 通電のオンオフによりリレー接点をオンオフさせるコイルを通電用の電源に接続する給電回路を含む駆動回路と、前記リレー接点をオンさせる際に前記給電回路の経路を切り替える制御を行う制御ユニットとが、同一基板上に実装されたリレー駆動装置において、
   前記電源の電圧を検出する電源電圧検出手段を備え、
   前記制御ユニットは、
   前記リレー接点をオンさせる際の冒頭の第１期間において、前記給電回路の経路上にコイル電流抑制用抵抗が存在しない第１回路で前記給電回路が構成され、
   前記リレー接点をオンさせる際の、前記第１期間に続く第２期間において、前記電源の電圧が所定の閾値を超えていない間は、前記給電回路の経路上に前記コイル電流抑制用抵抗が存在する第２回路で前記給電回路が構成され、かつ、
   前記第２期間において、前記電源の電圧が前記閾値を超えている間は、少なくとも前記第１回路を間欠的に含んで前記給電回路が構成される、
   ように前記給電回路の経路の切り替えを制御する、
   ことを特徴とするリレー駆動装置。
2. 前記第２期間において、前記電源の電圧が前記閾値を超えている間、前記第１回路を含まずに前記給電回路が構成される期間に対する前記第１回路を含んで前記給電回路が構成される期間の割合が、前記電源の電圧が高いほど大きくなるように、前記制御ユニットが前記給電回路の経路の切り替えを制御することを特徴とする請求項１記載のリレー駆動装置。

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