特許 6387872 リレー制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6387872

(24)【登録日】2018年8月24日

(45)【発行日】2018年9月12日

(54)【発明の名称】リレー制御装置

(51)【国際特許分類】

   H01H 47/04 20060101AFI20180903BHJP

   H01H 47/32 20060101ALI20180903BHJP

【ＦＩ】

   H01H47/04

   H01H47/32 A

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2015-52479(P2015-52479)

(22)【出願日】2015年3月16日

(65)【公開番号】特開2016-173904(P2016-173904A)

(43)【公開日】2016年9月29日

【審査請求日】2017年5月31日

(73)【特許権者】

【識別番号】395011665

【氏名又は名称】株式会社オートネットワーク技術研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】000183406

【氏名又は名称】住友電装株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114557

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 英仁

(74)【代理人】

【識別番号】100078868

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 登夫

(72)【発明者】

【氏名】杉沢 佑樹

【審査官】 関 信之

(56)【参考文献】

【文献】 特開平８−０５５７２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／０３４２６４（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｈ ４７／０４

Ｈ０１Ｈ ４７／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コイルへの通電により電磁リレーの導通又は遮断の切り替えを制御するリレー制御装置において、
電源からの供給電圧を降圧して前記コイルへ出力する降圧ＤＣ／ＤＣ変換部と、
該降圧ＤＣ／ＤＣ変換部の動作を制御するパルス周波数変調の制御信号を出力する制御部と、
該制御部が出力した前記制御信号のうち、所定の周波数の信号を通過させるフィルタ部と、
前記フィルタ部及び前記降圧ＤＣ／ＤＣ変換部の間に介在し、前記フィルタ部が出力する信号に応じて前記降圧ＤＣ／ＤＣ変換部の動作を制御する回路部と
を備え、
前記回路部は、前記フィルタ部が前記制御信号を通過させない場合、前記降圧ＤＣ／ＤＣ変換部が前記電源からの供給電圧を降圧せずに出力するよう制御を行うと共に、回路内部の前記電源から接地電位への電流経路を遮断するようにしてあること
を特徴とするリレー制御装置。

【請求項2】

前記降圧ＤＣ／ＤＣ変換部は、第１スイッチング素子の導通又は遮断の切り替えにより降圧を行うチョッパ方式の変換回路であり、
前記回路部は、前記フィルタ部が前記制御信号を通過させない場合、前記第１スイッチング素子を導通状態で維持するようにしてあること
を特徴とする請求項１に記載のリレー制御装置。

【請求項3】

前記フィルタ部は、前記制御信号を通過させない場合、所定電圧の信号を出力するようにしてあり、
前記回路部は、前記フィルタ部から入力された信号を増幅して出力する増幅回路であること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のリレー制御装置。

【請求項4】

前記コイルに直列接続され、導通又は遮断が前記制御部により制御される第２スイッチング素子を更に備え、
前記制御部は、前記降圧ＤＣ／ＤＣ変換部による降圧を停止した後に前記第２スイッチング素子を導通状態とし、該第２スイッチング素子を導通状態とした後に前記降圧ＤＣ／ＤＣ変換部による降圧を開始するようにしてあること
を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載のリレー制御装置。

【請求項5】

車両に搭載され、
前記車両のイグニッションスイッチがオフ状態の場合に、前記制御部から前記フィルタ部への前記制御信号を遮断する遮断部を更に備えること
を特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載のリレー制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば車両に搭載された電気負荷に対して電源からの電力供給又は非供給を切り替える電磁リレーを制御するリレー制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

車両にはＥＣＵ（Electronic Control Unit）、各種のセンサ、ランプ又はモータ等の種々の電気負荷が搭載されている。これらの電気負荷に対しては、バッテリなどの電源から電力が供給される。また車両においては、イグニッションスイッチ又はアクセサリスイッチの状態に応じて、各電気負荷に対する電力供給の可否を切り替える必要がある。このため電源から各電気負荷への電力供給経路中には電磁リレーが配され、電磁リレーの導通又は遮断を個別に制御することによって、電気負荷への電力供給を個別に制御している。

【0003】

特許文献１に記載の発明は、リレー回路の駆動開始時には大きい電流をリレーコイルに通電させ、リレー接点がオンとなった後には小さい電流をリレーコイルに通電させるリレー制御装置である。このリレー制御装置は、リレー接点がオンとなった後にリレーコイルに流れる電流を低減させてリレーコイルの発熱を低減する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９−２８９６７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

電気負荷への電力供給の制御を電磁リレーにて行う構成では、電磁リレーを導通状態とするためにコイルに通電する必要がある。コイルへ大電流を流すことにより、コイルの発熱及びコイルの寿命への悪影響等が懸念される。

【0006】

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、電磁リレーのコイルへの通電量を削減することができるリレー制御装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係るリレー制御装置は、コイルへの通電により電磁リレーの導通又は遮断の切り替えを制御するリレー制御装置において、電源からの供給電圧を降圧して前記コイルへ出力する降圧ＤＣ／ＤＣ変換部と、該降圧ＤＣ／ＤＣ変換部の動作を制御するパルス周波数変調の制御信号を出力する制御部と、該制御部が出力した前記制御信号のうち、所定の周波数の信号を通過させるフィルタ部と、前記フィルタ部及び前記降圧ＤＣ／ＤＣ変換部の間に介在し、前記フィルタ部が出力する信号に応じて前記降圧ＤＣ／ＤＣ変換部の動作を制御する回路部とを備え、前記回路部は、前記フィルタ部が前記制御信号を通過させない場合、前記降圧ＤＣ／ＤＣ変換部が前記電源からの供給電圧を降圧せずに出力するよう制御を行うと共に、回路内部の前記電源から接地電位への電流経路を遮断するようにしてあることを特徴とする。

【0008】

また、本発明に係るリレー制御装置は、前記降圧ＤＣ／ＤＣ変換部は、第１スイッチング素子の導通又は遮断の切り替えにより降圧を行うチョッパ方式の変換回路であり、前記回路部は、前記フィルタ部が前記制御信号を通過させない場合、前記第１スイッチング素子を導通状態で維持するようにしてあることを特徴とする。

【0009】

また、本発明に係るリレー制御装置は、前記フィルタ部が、前記制御信号を通過させない場合、所定電圧の信号を出力するようにしてあり、前記回路部は、前記フィルタ部から入力された信号を増幅して出力する増幅回路であることを特徴とする。

【0010】

また、本発明に係るリレー制御装置は、前記コイルに直列接続され、導通又は遮断が前記制御部により制御される第２スイッチング素子を更に備え、前記制御部は、前記降圧ＤＣ／ＤＣ変換部による降圧を停止した後に前記第２スイッチング素子を導通状態とし、該第２スイッチング素子を導通状態とした後に前記降圧ＤＣ／ＤＣ変換部による降圧を開始するようにしてあることを特徴とする。

【0011】

また、本発明に係るリレー制御装置は、車両に搭載され、前記車両のイグニッションスイッチがオフ状態の場合に、前記制御部から前記フィルタ部への前記制御信号を遮断する遮断部を更に備えることを特徴とする。

【0012】

本発明においては、電源からの供給電圧を降圧ＤＣ／ＤＣ変換部にて降圧し、降圧した電圧を電磁リレーのコイルへ出力する。これにより電磁リレーのコイルを流れる電流量を低減することができる。リレー制御装置は、降圧ＤＣ／ＤＣ変換部の動作を制御するためのパルス周波数変調の制御信号を生成して出力する制御部を備える。またリレー制御装置は、制御部が出力する制御信号のうち、所定周波数の信号のみを通過させるフィルタ部と、フィルタ部の出力信号に応じて降圧ＤＣ／ＤＣ変換部の動作を制御する回路部とを更に備える。回路部は、フィルタ部が制御部からの制御信号を通過させない場合、降圧ＤＣ／ＤＣ変換部による降圧を行わず、電源電圧を電磁リレーのコイルへ出力するよう制御を行う。これにより、例えば制御部からの動作指令（即ち、制御信号）がない場合、又は、制御部の故障などにより正常な制御信号の出力が行われない場合等に、電源電圧を直接的にコイルへ出力して電磁リレーの導通又は遮断の制御を行うことができる。
また回路部は、フィルタ部が制御部からの制御信号を通過させない場合、その内部回路において電源からの電流経路が遮断する構成とする。これにより、電源電圧を直接的にコイルへ出力している状態において、回路部での消費電力を低減することができる。

【0013】

また本発明において降圧ＤＣ／ＤＣ変換部には、例えばスイッチング素子、コイル、コンデンサ及びダイオード等の回路素子を用いて構成されるチョッパ方式の変換回路を用いる。回路部は、フィルタ部を通過した制御信号に応じてスイッチング素子の制御を行うことによって、降圧ＤＣ／ＤＣ変換部の出力電圧値を調整することができる。また回路部は、フィルタ部が制御部からの制御信号を通過させない場合には、スイッチング素子を導通状態で維持することにより、電源電圧を直接的に出力させることができる。

【0014】

また本発明においてフィルタ部は、制御部からの制御信号を通過させない場合、所定電圧の信号（例えば接地電位の信号など）を出力する構成とする。回路部は、所定電圧の信号の入力に対して、降圧ＤＣ／ＤＣ変換部に電源電圧を直接的に出力させる構成とすることができる。また回路部は、フィルタ部の出力信号が変化しない場合、内部回路にて電圧変化が生じない回路構成とする。これにより、フィルタ部が制御信号を通過させない場合に、回路部での消費電力をより確実に低減することができる。

【0015】

また本発明においては、電磁リレーのコイルにスイッチング素子を直列接続し、このスイッチング素子の導通又は遮断の制御を制御部が行う。これにより電磁リレーの導通又は遮断を制御部が制御することができる。このスイッチング素子を導通状態へ切り替える場合には、制御部は、まず降圧ＤＣ／ＤＣ変換部の降圧を停止して電源電圧を直接的に電磁リレーのコイルへ出力した後に、スイッチング素子を導通状態へ切り替える。これにより電磁リレーの切替を高速に行うことができる。スイッチング素子を導通状態とした後、制御部は、降圧ＤＣ／ＤＣ変換部による降圧を開始する。これにより電磁リレーの切替後にコイルを流れる電流を低減できる。

【0016】

また本発明においてリレー制御装置は、車両に搭載される。リレー制御装置は、車両のイグニッションスイッチがオフ状態の場合に、制御部からフィルタ部へ与える制御信号を遮断する遮断部を更に備える。これにより、車両のイグニッションスイッチがオフ状態の場合には、制御信号がフィルタ部を通過せず、降圧ＤＣ／ＤＣ変換部は電源電圧を直接的にコイルへ出力する。よってイグニッションスイッチがオフ状態の場合に回路部の消費電力を低減することができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明による場合は、降圧ＤＣ／ＤＣ変換部にて電源電圧を降圧して電磁リレーのコイルへ出力する構成とすることにより、電磁リレーのコイルへの通電量を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本実施の形態に係るリレー制御装置を搭載した車両の構成を示す模式図である。

【図2】リレー制御装置の構成を示すブロック図である。

【図3】リレー制御装置が行う電磁リレーの制御処理の手順を示すフローチャートである。

【図4】変形例１に係るリレー制御装置の構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図１は、本実施の形態に係るリレー制御装置を搭載した車両の構成を示す模式図である。本実施の形態に係るリレー制御装置１０は、車両１に搭載された電源装置２から一又は複数の電気的な負荷３への電力供給経路中にそれぞれ設けられた一又は複数の電磁リレー５の導通又は遮断の制御を個別に行う装置である。電源装置２は、車両１に搭載されたバッテリ又はオルタネータ等の装置であり、例えば１２Ｖの電圧を出力する。車両１に搭載される電気的な負荷３は、例えばＥＣＵ、通信装置、カーナビゲーション装置、オーディオ装置、各種のセンサ、ランプ、モータ又はアクチュエータ等の装置であり、電源装置２から供給される電力により動作する。

【0020】

本実施の形態においては、電源装置２から各負荷３への電力供給経路には電磁リレー５がそれぞれ設けられている。電磁リレー５は、接点５１及びコイル５２（図２において図示する）で構成され、コイル５２への通電により接点５１の導通又は遮断の切り替えを行う継電器である。本実施の形態において電磁リレー５は、コイル５２への通電により接点５１が導通状態となり、電源装置２から負荷３への電力供給経路が接続され、電源装置２から負荷３へ電力が供給されるものとする。ただし電磁リレー５は、コイル５２の通電により接点５１が遮断状態となるものであってもよい。

【0021】

リレー制御装置１０は、電磁リレー５に対して個別にリレー制御信号を出力し、電磁リレー５の導通又は遮断の切り替えを個別に制御することによって、各負荷３への電力供給を制御する。リレー制御装置１０には、車両１に設けられたＩＧ（イグニッション）スイッチ７のオン／オフ状態を示すＩＧ信号が入力されている。リレー制御装置１０は、入力されたＩＧ信号に基づいて、ＩＧスイッチ７のオン／オフ状態に応じた電力供給制御を行う。

【0022】

図２は、リレー制御装置１０の構成を示すブロック図である。なお図２においては、電源装置２に接続される箇所を「＋Ｂ」と略示すると共に、負荷３及びこれへの電力供給経路は図示を省略する。本実施の形態に係るリレー制御装置１０は、制御部１１、フィルタ部１２、回路部１３及び降圧ＤＣ／ＤＣ変換部１４等を備えて構成されている。制御部１１は、マイクロコンピュータなどのＩＣ（Integrated Circuit）として構成されていてもよく、又は、回路基板上に複数の回路素子を接続した制御回路として構成されていてもよい。本実施の形態において、制御部１１には少なくともＩＧスイッチ７からのＩＧ信号が入力され、これ以外に例えばアクセサリスイッチのオン／オフ状態を示す信号などが入力されていてもよい。

【0023】

また制御部１１は、１つのＰＦＭ（Pulse Frequency Modulation、パルス周波数変調）信号と、複数のリレー制御信号とを少なくとも出力する。ＰＦＭ信号は、降圧ＤＣ／ＤＣ変換部１４の動作を制御する、即ち降圧ＤＣ／ＤＣ変換部１４が出力する電圧の電圧値を制御するための信号である。ＰＦＭ信号の周波数が高い場合に降圧ＤＣ／ＤＣ変換部１４の出力電圧が高く、ＰＦＭ信号の周波数が低い場合に降圧ＤＣ／ＤＣ変換部１４の出力電圧が低くなる。制御部１１は、出力するＰＦＭ信号の周波数を制御することによって、降圧ＤＣ／ＤＣ変換部１４の動作を制御することができる。

【0024】

本実施の形態に係るリレー制御装置１０では、制御部１１が出力するＰＦＭ信号がフィルタ部１２へ入力される。フィルタ部１２は、所定の周波数（周波数帯）の信号を通過させるが、これ以外の周波数をカットする。本実施の形態においてフィルタ部１２は、ハイパスフィルタであり、所定周波数を超える信号を通過させ、所定周波数を超えない信号をカットする。

【0025】

例えばフィルタ部１２は、コンデンサＣ１、抵抗器Ｒ１及びダイオードＤ１を用いて構成される。フィルタ部１２は、コンデンサＣ１の一端を入力として制御部１１に接続されると共に、コンデンサＣ１の他端を出力とする。コンデンサＣ１の他端は、抵抗器Ｒ１を介して接地電位に接続されると共に、ダイオードＤ１のカソードが接続されており、ダイオードＤ１のアノードは接地電位に接続されている。この構成によりフィルタ部１２は、所定周波数を超える信号を通過させ、所定周波数を超えない信号はカットする。フィルタ部１２の出力は、信号をカットした場合（信号を通過させない場合）、接地電位となる。

【0026】

フィルタ部１２が出力する信号（ＰＦＭ信号又は接地電位）は、回路部１３に入力される。回路部１３は、フィルタ部１２の出力信号を降圧ＤＣ／ＤＣ変換部１４へ伝達するための回路である。例えば回路部１３は、４つの抵抗器Ｒ２〜Ｒ５及び２つのトランジスタＴ１，Ｔ２を用いて構成される。なおトランジスタＴ１はＮＰＮ型のバイポーラトランジスタであり、トランジスタＴ２はＰＮＰ型のバイポーラトランジスタである。回路部１３は、抵抗器Ｒ２の一端を入力としてフィルタ部１２の出力に接続されている。抵抗器Ｒ２の他端はトランジスタＴ１のベースに接続され、トランジスタＴ１のエミッタは接地電位に接続され、トランジスタＴ１のコレクタは抵抗器Ｒ３を介して電源電位に接続されている。なお、図２においては電源電位を＋Ｂとして示してあるが、この電源電位は電源装置２の出力電位である。トランジスタＴ１のコレクタは、抵抗器Ｒ４を介してトランジスタＴ２のベースに接続されている。トランジスタＴ２のエミッタは電源電位に接続され、トランジスタＴ２のコレクタは抵抗器Ｒ５を介して接地電位に接続されている。回路部１３は、トランジスタＴ２のコレクタを出力とし、降圧ＤＣ／ＤＣ変換部１４に接続されている。

【0027】

この構成により回路部１３は、フィルタ部１２の出力信号を増幅して降圧ＤＣ／ＤＣ変換部１４へ出力することができる。またフィルタ部１２がＰＦＭ信号を通過させず、回路部１３への入力が接地電位となった場合、回路部１３の内部では電位変化が生じない。この状態において回路部１３のトランジスタＴ１及びＴ２は共に非導通状態となり、回路部１３内において電源電位から接地電位への電流経路は遮断される。このときの回路部１３の出力は、接地電位となる。

【0028】

回路部１３が出力する信号（ＰＦＭ信号又は接地電位）は、降圧ＤＣ／ＤＣ変換部１４へ入力される。降圧ＤＣ／ＤＣ変換部１４は、入力信号に応じて電源電圧を降圧して出力する回路である。例えば降圧ＤＣ／ＤＣ変換部１４は、トランジスタＴ３、ダイオードＤ２、コイルＬ１及びコンデンサＣ２を用いて構成される。なおトランジスタＴ３は、Ｐチャネル型の電界効果トランジスタである。降圧ＤＣ／ＤＣ変換部１４は、トランジスタＴ３のゲートを入力として回路部１３の出力に接続されている。トランジスタＴ３のソースは電源電位に接続され、トランジスタＴ３のドレインにはダイオードＤ２のカソードが接続され、ダイオードＤ２のアノードは接地電位に接続されている。またトランジスタＴ３のドレインにはコイルＬ１の一端が接続され、コイルＬ１の他端にはコンデンサＣ２の一端が接続され、コンデンサＣ２の他端は接地電位に接続されている。降圧ＤＣ／ＤＣ変換部１４は、コイルＬ１の他端（コンデンサＣ２の一端）を出力とする。

【0029】

この構成の降圧ＤＣ／ＤＣ変換部１４は、いわゆるチョッパ方式の変換回路である。回路部１３からＰＦＭ信号が入力されている場合、降圧ＤＣ／ＤＣ変換部１４は、ＰＦＭ信号の変化に応じてトランジスタＴ３がオン／オフを繰り返す。このオン／オフの繰り返しによるトランジスタＴ３のドレインの電圧変化はコイルＬ１及びコンデンサＣ２により平滑化されて出力される。降圧ＤＣ／ＤＣ変換部１４は、入力されるＰＦＭ信号の周波数が高いほど、一定時間内におけるトランジスタＴ３のオン時間が増すため、出力電圧が高くなる。逆に、降圧ＤＣ／ＤＣ変換部１４は、入力されるＰＦＭ信号の周波数が低いほど、一定時間内におけるトランジスタＴ３のオン時間が減少するため、出力電圧が低くなる。また入力信号が接地電位に固定されている場合、降圧ＤＣ／ＤＣ変換部１４は、トランジスタＴ３がオン状態で維持されるため、電源電圧を出力する。

【0030】

本実施の形態においては、降圧ＤＣ／ＤＣ変換部１４の出力は、車両１に設けられた全ての電磁リレー５のコイル５２に与えられる（ただし、図２において電磁リレー５は１つのみ図示してある）。各電磁リレー５は、接点５１及びコイル５２をそれぞれ有している。電磁リレー５は、コイル５２への通電が行われることにより接点５１が接続状態となる。図１に示すように、電磁リレー５の接点５１の一端は電源装置２の出力に接続され、他端は各負荷３に接続されている。また電磁リレー５のコイル５２の一端は、上述のように降圧ＤＣ／ＤＣ変換部１４の出力に接続されている。コイル５２の他端は、トランジスタＴ４を介して接地電位に接続されている。トランジスタＴ４は、ＮＰＮ型のバイポーラトランジスタであり、ベースが抵抗器Ｒ６を介して制御部１１に接続され、エミッタが接地電位に接続され、コレクタが電磁リレー５のコイル５２に接続されている。なお図２において図示は省略してあるが、トランジスタＴ４及び抵抗器Ｒ６は、電磁リレー５毎に１組ずつ設けられる。

【0031】

制御部１１は、各電磁リレー５に対してそれぞれリレー制御信号を出力する。制御部１１がリレー制御信号として例えばハイレベルの信号を出力した場合、トランジスタＴ４がオンし、電磁リレー５のコイル５２に電流が流れることによって接点５１が接続状態となり、電源装置２から負荷３へ電力供給が行われる。これに対して制御部１１がリレー制御信号としてローレベルの信号を出力した場合、トランジスタＴ４はオフ状態となり、電磁リレー５のコイル５２に電流が流れないため接点５１は遮断状態となり、電源装置２から負荷３への電力供給は行われない。

【0032】

なお図２に示す電磁リレー５、トランジスタＴ４及び抵抗器Ｒ６は、例えばリレー制御装置１０内に備えられていてもよく、また例えば対応する負荷３の近傍にそれぞれ配置されてもよく、また例えば電源装置２から各負荷３への電力供給経路中の適宜の位置に配置されてよい。

【0033】

制御部１１は、入力されるＩＧ信号に基づいて、ＩＧスイッチ７がオフ状態である場合、ＰＦＭ信号を出力しない（ローレベル又は接地電位の信号を出力する）。この場合、降圧ＤＣ／ＤＣ変換部１４は、トランジスタＴ３がオン状態で維持されるため、電源電圧を出力する。ＩＧスイッチ７がオン状態となった場合、制御部１１は、ＰＦＭ信号の出力を開始する。このときに制御部１１は、電力供給を行う負荷３の数などに応じてＰＦＭ信号の周波数を適宜に設定する。

【0034】

また本実施の形態に係るリレー制御装置１０は、電磁リレー５の遮断状態から導通状態へ切り替える場合（即ち、いずれかのリレー制御信号をローレベルからハイレベルへ変化させる場合）、制御部１１が以下の制御を行う。制御部１１は、まずＰＦＭ信号の出力を停止する。これにより降圧ＤＣ／ＤＣ変換部１４は電源電圧を各電磁リレー５のコイル５２へ出力する。次いで制御部１１は、切替対象の電磁リレー５に対応するリレー制御信号をローレベルからハイレベルへ切り替える。これにより切替対象の電磁リレー５に対応するトランジスタＴ４がオン状態となり、コイル５２に電流が流れて接点５１が接続状態となる。電磁リレー５の切替時にコイル５２の通電量を高めることによって、接点５１の切り替えを高速化することができる。その後、制御部１１は、ＰＦＭ信号の出力を再開する。これにより降圧ＤＣ／ＤＣ変換部１４は、電源電圧をＰＦＭ信号の周波数に応じて降圧して出力する。電磁リレー５の切替後は、降圧ＤＣ／ＤＣ変換部１４が降圧した電圧を出力することによって、コイル５２の通電量を低減することができる。なお電磁リレー５を導通状態から遮断状態へ切り替える場合には、上記のような制御を行う必要はなく、制御部１１は、単にリレー制御信号をハイレベルからローレベルへ変化させればよい。

【0035】

図３は、リレー制御装置１０が行う電磁リレー５の制御処理の手順を示すフローチャートである。例えばＩＧスイッチ７がオン状態となった場合などに、リレー制御装置１０の制御部１１は、ＰＦＭ信号の出力を行う（ステップＳ１）。その後、制御部１１は、車両１に設けられた複数の電磁リレー５のうち、少なくとも１つの電磁リレー５を遮断状態から導通状態へ切り替える必要が生じたか否かを判定する（ステップＳ２）。電磁リレー５の切り替えを行う必要がない場合（Ｓ２：ＮＯ）、制御部１１は、ステップＳ１へ処理を戻す。

【0036】

電磁リレー５の切り替えを行う必要がある場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、制御部１１は、ＰＦＭ信号の出力を停止する（ステップＳ３）。これにより各電磁リレー５のコイル５２へ電源電圧が供給される。次いで制御部１１は、切替対象の電磁リレー５に対応するリレー制御信号をローレベルからハイレベルへ変化させる（ステップＳ４）。これにより切替対象の電磁リレー５が導通状態となる。その後、制御部１１は、ＰＦＭ信号の出力を再開し（ステップＳ５）、ステップＳ２へ処理を戻す。

【0037】

以上の構成の本実施の形態に係るリレー制御装置１０は、電源装置２から供給電圧を降圧ＤＣ／ＤＣ変換部１４にて降圧し、降圧した電圧を電磁リレー５のコイル５２へ出力する。これにより電磁リレー５のコイル５２を流れる電流量を低減することができる。リレー制御装置１０は、降圧ＤＣ／ＤＣ変換部１４の動作を制御するためのＰＦＭ信号を生成して出力する制御部１１を備える。またリレー制御装置１０は、制御部１１が出力するＰＦＭ信号のうち、所定周波数の信号を通過させるフィルタ部１２と、フィルタ部１２の出力信号に応じて降圧ＤＣ／ＤＣ変換部１４の動作を制御する回路部１３とを備える。回路部１３は、フィルタ部１２がＰＦＭ信号を通過させない場合、降圧ＤＣ／ＤＣ変換部１４による降圧を行わず、電源電圧を電磁リレー５のコイル５２へ出力するよう制御を行う。これにより例えば制御部１１からＰＦＭ信号による動作指令がない場合、又は、制御部１１の故障などにより正常なＰＦＭ信号の出力が行われない場合等に、電源電圧を直接的にコイル５２へ出力して電磁リレー５の導通又は遮断の制御を行うことができる。

【0038】

また回路部１３は、フィルタ部１２が制御部１１からのＰＦＭ信号を通過させない場合、その内部回路において電源電位から接地電位への電流経路がトランジスタＴ１及びＴ２により遮断される構成である。これにより、電源電圧を直接的に電磁リレー５のコイル５２へ出力している状態において、回路部１３での消費電力を低減することができる。

【0039】

また降圧ＤＣ／ＤＣ変換部１４には、トランジスタＴ３、コイルＬ１、コンデンサＣ２及びダイオードＤ２を用いて構成されるチョッパ方式の変換回路を用いる。回路部１３は、フィルタ部１２を通過したＰＦＭ信号に応じてトランジスタＴ３の制御を行うことによって、降圧ＤＣ／ＤＣ変換部１４の出力電圧値を調整することができる。また回路部１３は、フィルタ部１２が制御部１１からのＰＦＭ信号を通過させない場合には、トランジスタＴ３を導通状態で維持することにより、電源電圧を直接的に出力させることができる。

【0040】

またフィルタ部１２は、制御部１１からのＰＦＭ信号を通過させない場合、例えば接地電位の信号を出力する構成である。回路部１３は、フィルタ部１２からの接地電位の信号入力に対して、降圧ＤＣ／ＤＣ変換部１４に電源電圧を直接的に出力させる構成である。また回路部１３は、フィルタ部１２の出力信号が変化しない場合、内部回路にて電圧変化が生じない回路構成である。これにより、フィルタ部１２がＰＦＭ信号を通過させない場合に、回路部１３での消費電力を確実に低減することができる。

【0041】

また電磁リレー５のコイル５２にはトランジスタＴ４を直列接続し、このトランジスタＴ４の導通又は遮断の制御を制御部１１が行う。これにより電磁リレー５の導通又は遮断を制御部１１が制御することができる。このトランジスタＴ４を導通状態へ切り替える場合、制御部１１は、まず降圧ＤＣ／ＤＣ変換部１４の降圧を停止して電源電圧を直接的に電磁リレー５のコイル５２へ出力し、その後にトランジスタＴ４を通電状態へ切り替える。これにより切替時のコイル５２の通電量を増加させることができるため、電磁リレー５の切り替えを高速に行うことができる。トランジスタＴ４を通電状態とした後、制御部１１は、降圧ＤＣ／ＤＣ変換部１４による降圧を開始する。これにより電磁リレー５の切替後にコイル５２を流れる電流量を低減できる。

【0042】

なお本実施の形態においては、車両１に搭載される電磁リレー５及びリレー制御装置１０等を例に説明を行ったが、これに限るものではない。本技術は、車両以外に搭載又は設置等される電磁リレー及びリレー制御装置等に適用することができる。また本実施の形態においては、１つの負荷３に１つの電磁リレー５を設け、リレー制御装置１０が電磁リレー５を個別に制御する構成としたが、これに限るものではない。電力供給の条件が同じ負荷３をグループ化することにより、例えば複数の負荷３に対して１つの電磁リレー５を設ける構成としてもよく、例えば１つのリレー制御信号を複数の電磁リレー５の制御に用いる構成としてもよい。

【0043】

またリレー制御装置１０は、入力信号としてＩＧ信号を受け付ける構成としたが、これに限るものではない。リレー制御装置１０は、ＩＧ信号の他に、例えばアクセサリスイッチの状態を示す信号などの入力を受け付け、入力された信号に応じて電磁リレー５の制御を行う構成としてよい。また例えば、リレー制御装置１０は、車両１に搭載された他の電子機器との間で車内ネットワークを介して通信を行い、通信にて得られた情報に基づいて電磁リレー５の制御を行う構成としてよい。また本実施の形態において説明した回路構成（図２に示した回路構成）は、一例であって、この回路構成に限るものではない。

【0044】

（変形例１）
図４は、変形例１に係るリレー制御装置１０の構成を示すブロック図である。なお図４においては、回路部１３、降圧ＤＣ／ＤＣ変換部１４及び電磁リレー５等の図示は省略してある。変形例１に係るリレー制御装置１０の制御部１１は、発振回路１１１及び制御回路１１２を有している。発振回路１１１は、制御回路１１２が指定した周波数のＰＦＭ信号を生成して出力する回路である。制御回路１１２は、ＩＧ信号などの入力に応じて各電磁リレー５の制御を行う回路であり、リレー制御信号を生成して出力する。制御回路１１２は、発振回路１１１の動作（ＰＦＭ信号の出力開始、停止及びＰＦＭ信号の周波数）を制御する信号を出力する。

【0045】

変形例１に係るリレー制御装置１０では、制御部１１及びフィルタ部１２の間にＡＮＤ素子１１３が設けられている。詳しくは、制御部１１の発振回路１１１の出力がＡＮＤ素子１１３の一方の入力とされ、ＩＧ信号がＡＮＤ素子１１３の他方の入力とされ、ＡＮＤ素子１１３の出力がフィルタ部１２への入力とされている。これによりＡＮＤ素子１１３は、ＩＧ信号がオン状態（ハイレベル）である場合に、発振回路１１１が出力したＰＦＭ信号をフィルタ部１２へ与える。またＡＮＤ素子１１３は、ＩＧ信号がオフ状態（ローレベル）である場合に、発振回路１１１からフィルタ部１２へのＰＦＭ信号を遮断し、ローレベルの信号をフィルタ部１２へ与える。

【0046】

以上の構成の変形例１に係るリレー制御装置１０は、車両１のＩＧスイッチ７がオフ状態（ＩＧ信号がローレベル）の場合に、制御部１１からフィルタ部１２へ与えるＰＦＭ信号を遮断するＡＮＤ素子１１３を備える。これにより、車両１のＩＧスイッチ７がオフ状態の場合には、制御部１１が出力するＰＦＭ信号がフィルタ部１２を通過することはなく、降圧ＤＣ／ＤＣ変換部１４は電源電圧を直接的に電磁リレー５のコイル５２へ出力する。よってＩＧスイッチ７がオフ状態の場合に、回路部１３の消費電力をより確実に低減することができる。なお変形例１においてはＰＦＭ信号を遮断するためにＡＮＤ素子１１３を用いる構成としたが、これに限るものではない。ＰＦＭ信号の遮断はこれ以外の種々の方法で行う構成としてよい。

【0047】

（変形例２）
上述の実施の形態においてフィルタ部１２はハイパスフィルタとしたが、変形例２に係るリレー制御装置１０は、フィルタ部１２をバンドパスフィルタとする。変形例２に係るフィルタ部１２は、所定の下限周波数を超えないＰＦＭ信号をカットすると共に、所定の上限周波数を超えるＰＦＭ信号をカットすることにより、下限周波数及び上限周波数間の周波数のＰＦＭ信号を通過させる。フィルタ部１２が上限周波数を超えるＰＦＭ信号をカットする構成とすることにより、変形例２に係るリレー制御装置１０は、例えば発振回路１１１が故障又は誤動作等により異常発振し、制御部１１が上限周波数を超える高周波の信号を出力した場合などに、この信号に基づいて降圧ＤＣ／ＤＣ変換部１４の動作が行われることを防止することができる。

【符号の説明】

【0048】

１ 車両
２ 電源装置
３ 負荷
５ 電磁リレー
７ ＩＧスイッチ
１０ リレー制御装置
１１ 制御部
１２ フィルタ部
１３ 回路部
１４ 降圧ＤＣ／ＤＣ変換部
５１ 接点
５２ コイル
１１１ 発振回路
１１２ 制御回路
１１３ ＡＮＤ素子
Ｒ１〜Ｒ６ 抵抗器
Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ
Ｌ１ コイル
Ｄ１，Ｄ２ ダイオード
Ｔ１〜Ｔ４ トランジスタ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】