特許 7524827 リレー駆動装置

(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】

(24)【登録日】2024-07-22

(45)【発行日】2024-07-30

(54)【発明の名称】リレー駆動装置

(51)【国際特許分類】

   H01H 47/04 20060101AFI20240723BHJP

   H01H 47/00 20060101ALI20240723BHJP

   H01H 47/22 20060101ALI20240723BHJP

【ＦＩ】

H01H47/04

H01H47/00 K

H01H47/22 C

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2021087110

(22)【出願日】2021-05-24

(65)【公開番号】P2022180164

(43)【公開日】2022-12-06

【審査請求日】2023-03-23

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】100121821

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 強

(74)【代理人】

【識別番号】100139480

【弁理士】

【氏名又は名称】日野 京子

(74)【代理人】

【識別番号】100125575

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 洋

(74)【代理人】

【識別番号】100175134

【弁理士】

【氏名又は名称】北 裕介

(72)【発明者】

【氏名】青木 公甫

【審査官】片岡 弘之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１５３５５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１４４１９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２１０３８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００８／１４２８２４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１１－２１６２２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－０９０７９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｈ ４７／０４

Ｈ０１Ｈ ４７／００

Ｈ０１Ｈ ４７／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

スイッチ（７２）と前記スイッチを駆動するコイル（７４）とを有するリレー（７０）を複数駆動するリレー駆動装置（２０）において、
第１電圧（Ｖ１）と前記第１電圧よりも低い第２電圧（Ｖ２）とを出力する電源（２９，３０，４０）と、制御装置（２２）とを有し、
前記スイッチをＯＮ及びＯＦＦの一方から他方に切り替えるのに必要な励磁電流（Ｉｂ）以上の電流を前記コイルに流し始める期間を、励磁開始期間（Ｔａ）とし、
前記励磁開始期間よりも後の、前記スイッチを切り替えられた状態に保持するのに必要な保持電流（Ｉｃ）以上の電流を前記コイルに流し続ける期間を、電流維持期間（Ｔｂ，Ｔｃ）として、
前記制御装置は、前記励磁開始期間には、前記第１電圧が前記コイルに連続的に印加される第１電圧状態にし、前記電流維持期間における少なくとも所定期間には、前記第１電圧が前記コイルに印加されず前記第２電圧が前記コイルに連続的に印加される第２電圧状態にし、
前記電流維持期間は、前記励磁電流以上の電流を前記コイルに流し続ける励磁維持期間（Ｔｂ）と、前記励磁維持期間よりも後の、前記保持電流以上の電流を前記コイルに流し続ける保持期間（Ｔｃ）と、を含み、
前記所定期間は、前記励磁維持期間及び前記保持期間のうちの少なくとも一方の期間を含み、
前記所定期間は、前記保持期間であり、
前記コイルは、所定スイッチ（３５，４５）と直列に、前記第１電圧を印加する電源（２９，３０）に電気的に接続されており、
前記制御装置は、前記励磁維持期間には、前記所定スイッチをＤＵＴＹ制御することにより、前記第１電圧を前記コイルに断続的に印加させ、
複数の前記所定スイッチが前記ＤＵＴＹ制御される期間において、複数の前記所定スイッチは、複数のチャンネル（ｃｈ１，ｃｈ２，ｃｈ３）に分けられ、
前記チャンネルどうしの間で、前記ＤＵＴＹ制御におけるターンＯＮタイミング（ｔＯＮ）どうし又はターンＯＦＦタイミング（ｔＯＦＦ）どうしが、前記ＤＵＴＹ制御の波形における一周期（λ）を前記チャンネルの数（Ｎ）で除した値（λ／Ｎ）ずつずれている、リレー駆動装置。

【請求項2】

スイッチ（７２）と前記スイッチを駆動するコイル（７４）とを有するリレー（７０）を複数駆動するリレー駆動装置（２０）において、
第１電圧（Ｖ１）と前記第１電圧よりも低い第２電圧（Ｖ２）とを出力する電源（２９，３０，４０）と、制御装置（２２）とを有し、
前記スイッチをＯＮ及びＯＦＦの一方から他方に切り替えるのに必要な励磁電流（Ｉｂ）以上の電流を前記コイルに流し始める期間を、励磁開始期間（Ｔａ）とし、
前記励磁開始期間よりも後の、前記スイッチを切り替えられた状態に保持するのに必要な保持電流（Ｉｃ）以上の電流を前記コイルに流し続ける期間を、電流維持期間（Ｔｂ，Ｔｃ）として、
前記制御装置は、前記励磁開始期間には、前記第１電圧が前記コイルに連続的に印加される第１電圧状態にし、前記電流維持期間における少なくとも所定期間には、前記第１電圧が前記コイルに印加されず前記第２電圧が前記コイルに連続的に印加される第２電圧状態にし、
前記電流維持期間は、前記励磁電流以上の電流を前記コイルに流し続ける励磁維持期間（Ｔｂ）と、前記励磁維持期間よりも後の、前記保持電流以上の電流を前記コイルに流し続ける保持期間（Ｔｃ）と、を含み、
前記所定期間は、前記励磁維持期間及び前記保持期間のうちの少なくとも一方の期間を含み、
前記所定期間は、前記励磁維持期間であり、
前記コイルは、所定スイッチ（３５，４５）と直列に、前記電源に電気的に接続されており、
前記制御装置は、前記保持期間には、前記所定スイッチをＤＵＴＹ制御することにより、所定電圧（Ｖ１，Ｖ２）を前記コイルに断続的に印加させ、
複数の前記所定スイッチが前記ＤＵＴＹ制御される期間において、複数の前記所定スイッチは、複数のチャンネル（ｃｈ１，ｃｈ２，ｃｈ３）に分けられ、
前記チャンネルどうしの間で、前記ＤＵＴＹ制御におけるターンＯＮタイミング（ｔＯＮ）どうし又はターンＯＦＦタイミング（ｔＯＦＦ）どうしが、前記ＤＵＴＹ制御の波形における一周期（λ）を前記チャンネルの数（Ｎ）で除した値（λ／Ｎ）ずつずれている、リレー駆動装置。

【請求項3】

前記制御装置は、前記所定スイッチをＯＮに維持した状態から、前記ＤＵＴＹ制御を実施する状態に移行させる際に、所望のＤＵＴＹ比よりも高いＤＵＴＹ比から、ＤＵＴＹ比を徐々に小さくすることにより前記所望のＤＵＴＹ比にする、請求項１又は２に記載のリレー駆動装置。

【請求項4】

スイッチ（７２）と前記スイッチを駆動するコイル（７４）とを有するリレー（７０）を複数駆動するリレー駆動装置（２０）において、
第１電圧（Ｖ１）と前記第１電圧よりも低い第２電圧（Ｖ２）とを出力する電源（２９，３０，４０）と、制御装置（２２）とを有し、
前記スイッチをＯＮ及びＯＦＦの一方から他方に切り替えるのに必要な励磁電流（Ｉｂ）以上の電流を前記コイルに流し始める期間を、励磁開始期間（Ｔａ）とし、
前記励磁開始期間よりも後の、前記スイッチを切り替えられた状態に保持するのに必要な保持電流（Ｉｃ）以上の電流を前記コイルに流し続ける期間を、電流維持期間（Ｔｂ，Ｔｃ）として、
前記制御装置は、前記励磁開始期間には、前記第１電圧が前記コイルに連続的に印加される第１電圧状態にし、前記電流維持期間における少なくとも所定期間には、前記第１電圧が前記コイルに印加されず前記第２電圧が前記コイルに連続的に印加される第２電圧状態にし、
前記電流維持期間は、前記励磁電流以上の電流を前記コイルに流し続ける励磁維持期間（Ｔｂ）と、前記励磁維持期間よりも後の、前記保持電流以上の電流を前記コイルに流し続ける保持期間（Ｔｃ）と、を含み、
前記所定期間は、前記励磁維持期間及び前記保持期間のうちの少なくとも一方の期間を含み、
前記所定期間は、前記保持期間であり、
前記コイルは、所定スイッチ（３５，４５）と直列に、前記第１電圧を印加する電源（２９，３０）に電気的に接続されており、
前記制御装置は、前記励磁維持期間には、前記所定スイッチをＤＵＴＹ制御することにより、前記第１電圧を前記コイルに断続的に印加させ、
前記制御装置は、前記所定スイッチをＯＮに維持した状態から、前記ＤＵＴＹ制御を実施する状態に移行させる際に、所望のＤＵＴＹ比よりも高いＤＵＴＹ比から、ＤＵＴＹ比を徐々に小さくすることにより前記所望のＤＵＴＹ比にする、リレー駆動装置。

【請求項5】

スイッチ（７２）と前記スイッチを駆動するコイル（７４）とを有するリレー（７０）を複数駆動するリレー駆動装置（２０）において、
第１電圧（Ｖ１）と前記第１電圧よりも低い第２電圧（Ｖ２）とを出力する電源（２９，３０，４０）と、制御装置（２２）とを有し、
前記スイッチをＯＮ及びＯＦＦの一方から他方に切り替えるのに必要な励磁電流（Ｉｂ）以上の電流を前記コイルに流し始める期間を、励磁開始期間（Ｔａ）とし、
前記励磁開始期間よりも後の、前記スイッチを切り替えられた状態に保持するのに必要な保持電流（Ｉｃ）以上の電流を前記コイルに流し続ける期間を、電流維持期間（Ｔｂ，Ｔｃ）として、
前記制御装置は、前記励磁開始期間には、前記第１電圧が前記コイルに連続的に印加される第１電圧状態にし、前記電流維持期間における少なくとも所定期間には、前記第１電圧が前記コイルに印加されず前記第２電圧が前記コイルに連続的に印加される第２電圧状態にし、
前記電流維持期間は、前記励磁電流以上の電流を前記コイルに流し続ける励磁維持期間（Ｔｂ）と、前記励磁維持期間よりも後の、前記保持電流以上の電流を前記コイルに流し続ける保持期間（Ｔｃ）と、を含み、
前記所定期間は、前記励磁維持期間及び前記保持期間のうちの少なくとも一方の期間を含み、
前記所定期間は、前記励磁維持期間であり、
前記コイルは、所定スイッチ（３５，４５）と直列に、前記電源に電気的に接続されており、
前記制御装置は、前記保持期間には、前記所定スイッチをＤＵＴＹ制御することにより、所定電圧（Ｖ１，Ｖ２）を前記コイルに断続的に印加させ、
前記制御装置は、前記所定スイッチをＯＮに維持した状態から、前記ＤＵＴＹ制御を実施する状態に移行させる際に、所望のＤＵＴＹ比よりも高いＤＵＴＹ比から、ＤＵＴＹ比を徐々に小さくすることにより前記所望のＤＵＴＹ比にする、リレー駆動装置。

【請求項6】

前記制御装置は、前記ＤＵＴＹ制御を実施する状態から、前記ＤＵＴＹ制御を実施しない状態に移行させる際に、前記所定スイッチが前記ＤＵＴＹ制御においてＯＦＦのタイミングで、前記ＤＵＴＹ制御を実施する状態から実施しない状態に移行させる、請求項１～５のいずれか１項に記載のリレー駆動装置。

【請求項7】

スイッチ（７２）と前記スイッチを駆動するコイル（７４）とを有するリレー（７０）を複数駆動するリレー駆動装置（２０）において、
第１電圧（Ｖ１）と前記第１電圧よりも低い第２電圧（Ｖ２）とを出力する電源（２９，３０，４０）と、制御装置（２２）とを有し、
前記スイッチをＯＮ及びＯＦＦの一方から他方に切り替えるのに必要な励磁電流（Ｉｂ）以上の電流を前記コイルに流し始める期間を、励磁開始期間（Ｔａ）とし、
前記励磁開始期間よりも後の、前記スイッチを切り替えられた状態に保持するのに必要な保持電流（Ｉｃ）以上の電流を前記コイルに流し続ける期間を、電流維持期間（Ｔｂ，Ｔｃ）として、
前記制御装置は、前記励磁開始期間には、前記第１電圧が前記コイルに連続的に印加される第１電圧状態にし、前記電流維持期間における少なくとも所定期間には、前記第１電圧が前記コイルに印加されず前記第２電圧が前記コイルに連続的に印加される第２電圧状態にし、
前記電流維持期間は、前記励磁電流以上の電流を前記コイルに流し続ける励磁維持期間（Ｔｂ）と、前記励磁維持期間よりも後の、前記保持電流以上の電流を前記コイルに流し続ける保持期間（Ｔｃ）と、を含み、
前記所定期間は、前記励磁維持期間及び前記保持期間のうちの少なくとも一方の期間を含み、
前記所定期間は、前記保持期間であり、
前記コイルは、所定スイッチ（３５，４５）と直列に、前記第１電圧を印加する電源（２９，３０）に電気的に接続されており、
前記制御装置は、前記励磁維持期間には、前記所定スイッチをＤＵＴＹ制御することにより、前記第１電圧を前記コイルに断続的に印加させ、
前記制御装置は、前記ＤＵＴＹ制御を実施する状態から、前記ＤＵＴＹ制御を実施しない状態に移行させる際に、前記所定スイッチが前記ＤＵＴＹ制御においてＯＦＦのタイミングで、前記ＤＵＴＹ制御を実施する状態から実施しない状態に移行させる、リレー駆動装置。

【請求項8】

スイッチ（７２）と前記スイッチを駆動するコイル（７４）とを有するリレー（７０）を複数駆動するリレー駆動装置（２０）において、
第１電圧（Ｖ１）と前記第１電圧よりも低い第２電圧（Ｖ２）とを出力する電源（２９，３０，４０）と、制御装置（２２）とを有し、
前記スイッチをＯＮ及びＯＦＦの一方から他方に切り替えるのに必要な励磁電流（Ｉｂ）以上の電流を前記コイルに流し始める期間を、励磁開始期間（Ｔａ）とし、
前記励磁開始期間よりも後の、前記スイッチを切り替えられた状態に保持するのに必要な保持電流（Ｉｃ）以上の電流を前記コイルに流し続ける期間を、電流維持期間（Ｔｂ，Ｔｃ）として、
前記制御装置は、前記励磁開始期間には、前記第１電圧が前記コイルに連続的に印加される第１電圧状態にし、前記電流維持期間における少なくとも所定期間には、前記第１電圧が前記コイルに印加されず前記第２電圧が前記コイルに連続的に印加される第２電圧状態にし、
前記電流維持期間は、前記励磁電流以上の電流を前記コイルに流し続ける励磁維持期間（Ｔｂ）と、前記励磁維持期間よりも後の、前記保持電流以上の電流を前記コイルに流し続ける保持期間（Ｔｃ）と、を含み、
前記所定期間は、前記励磁維持期間及び前記保持期間のうちの少なくとも一方の期間を含み、
前記所定期間は、前記励磁維持期間であり、
前記コイルは、所定スイッチ（３５，４５）と直列に、前記電源に電気的に接続されており、
前記制御装置は、前記保持期間には、前記所定スイッチをＤＵＴＹ制御することにより、所定電圧（Ｖ１，Ｖ２）を前記コイルに断続的に印加させ、
前記制御装置は、前記ＤＵＴＹ制御を実施する状態から、前記ＤＵＴＹ制御を実施しない状態に移行させる際に、前記所定スイッチが前記ＤＵＴＹ制御においてＯＦＦのタイミングで、前記ＤＵＴＹ制御を実施する状態から実施しない状態に移行させる、リレー駆動装置。

【請求項9】

前記制御装置は、前記ＤＵＴＹ制御を実施する状態において、前記リレーの温度が所定温度よりも高い場合に比べて前記所定温度よりも低い場合の方が、当該リレーに対応する前記所定スイッチのＤＵＴＹ比を小さくする、請求項１～８のいずれか１項に記載のリレー駆動装置。

【請求項10】

スイッチ（７２）と前記スイッチを駆動するコイル（７４）とを有するリレー（７０）を複数駆動するリレー駆動装置（２０）において、
第１電圧（Ｖ１）と前記第１電圧よりも低い第２電圧（Ｖ２）とを出力する電源（２９，３０，４０）と、制御装置（２２）とを有し、
前記スイッチをＯＮ及びＯＦＦの一方から他方に切り替えるのに必要な励磁電流（Ｉｂ）以上の電流を前記コイルに流し始める期間を、励磁開始期間（Ｔａ）とし、
前記励磁開始期間よりも後の、前記スイッチを切り替えられた状態に保持するのに必要な保持電流（Ｉｃ）以上の電流を前記コイルに流し続ける期間を、電流維持期間（Ｔｂ，Ｔｃ）として、
前記制御装置は、前記励磁開始期間には、前記第１電圧が前記コイルに連続的に印加される第１電圧状態にし、前記電流維持期間における少なくとも所定期間には、前記第１電圧が前記コイルに印加されず前記第２電圧が前記コイルに連続的に印加される第２電圧状態にし、
前記電流維持期間は、前記励磁電流以上の電流を前記コイルに流し続ける励磁維持期間（Ｔｂ）と、前記励磁維持期間よりも後の、前記保持電流以上の電流を前記コイルに流し続ける保持期間（Ｔｃ）と、を含み、
前記所定期間は、前記励磁維持期間及び前記保持期間のうちの少なくとも一方の期間を含み、
前記所定期間は、前記保持期間であり、
前記コイルは、所定スイッチ（３５，４５）と直列に、前記第１電圧を印加する電源（２９，３０）に電気的に接続されており、
前記制御装置は、前記励磁維持期間には、前記所定スイッチをＤＵＴＹ制御することにより、前記第１電圧を前記コイルに断続的に印加させ、
前記制御装置は、前記ＤＵＴＹ制御を実施する状態において、前記リレーの温度が所定温度よりも高い場合に比べて前記所定温度よりも低い場合の方が、当該リレーに対応する前記所定スイッチのＤＵＴＹ比を小さくする、リレー駆動装置。

【請求項11】

スイッチ（７２）と前記スイッチを駆動するコイル（７４）とを有するリレー（７０）を複数駆動するリレー駆動装置（２０）において、
第１電圧（Ｖ１）と前記第１電圧よりも低い第２電圧（Ｖ２）とを出力する電源（２９，３０，４０）と、制御装置（２２）とを有し、
前記スイッチをＯＮ及びＯＦＦの一方から他方に切り替えるのに必要な励磁電流（Ｉｂ）以上の電流を前記コイルに流し始める期間を、励磁開始期間（Ｔａ）とし、
前記励磁開始期間よりも後の、前記スイッチを切り替えられた状態に保持するのに必要な保持電流（Ｉｃ）以上の電流を前記コイルに流し続ける期間を、電流維持期間（Ｔｂ，Ｔｃ）として、
前記制御装置は、前記励磁開始期間には、前記第１電圧が前記コイルに連続的に印加される第１電圧状態にし、前記電流維持期間における少なくとも所定期間には、前記第１電圧が前記コイルに印加されず前記第２電圧が前記コイルに連続的に印加される第２電圧状態にし、
前記電流維持期間は、前記励磁電流以上の電流を前記コイルに流し続ける励磁維持期間（Ｔｂ）と、前記励磁維持期間よりも後の、前記保持電流以上の電流を前記コイルに流し続ける保持期間（Ｔｃ）と、を含み、
前記所定期間は、前記励磁維持期間及び前記保持期間のうちの少なくとも一方の期間を含み、
前記所定期間は、前記励磁維持期間であり、
前記コイルは、所定スイッチ（３５，４５）と直列に、前記電源に電気的に接続されており、
前記制御装置は、前記保持期間には、前記所定スイッチをＤＵＴＹ制御することにより、所定電圧（Ｖ１，Ｖ２）を前記コイルに断続的に印加させ、
前記制御装置は、前記ＤＵＴＹ制御を実施する状態において、前記リレーの温度が所定温度よりも高い場合に比べて前記所定温度よりも低い場合の方が、当該リレーに対応する前記所定スイッチのＤＵＴＹ比を小さくする、リレー駆動装置。

【請求項12】

前記電源は、前記第１電圧を出力する第１電源（３０）と、前記第２電圧を出力する第２電源（４０）とを有し、
前記コイルは、第１スイッチ（３５）と直列に前記第１電源に電気的に接続されると共に、前記第２電源に電気的に接続されており、
前記制御装置は、前記第１スイッチをＯＮに維持することにより前記第１電圧状態にし、前記第１スイッチをＯＦＦに維持することにより前記第２電圧状態にする、
請求項１～１１のいずれか１項に記載のリレー駆動装置。

【請求項13】

前記電源は、出力電圧を前記第１電圧と前記第２電圧とに変更自在な可変電圧電源（２９）であり、
前記制御装置は、前記出力電圧を前記第１電圧に制御することにより前記第１電圧状態にし、前記出力電圧を前記第２電圧に制御することにより前記第２電圧状態にする、
請求項１～１１のいずれか１項に記載のリレー駆動装置。

【請求項14】

複数の前記リレーは、電動車両（９１）に搭載されているバッテリ（６０）と、前記バッテリの電力を交流電力に変換して前記電動車両の走行用の回転電機（８３）に供給するインバータ（８２）と、の電気的接続のＯＮ，ＯＦＦを切り替えるリレー（７０ｄ～７０ｆ）を含む、請求項１～１３のいずれか１項に記載のリレー駆動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スイッチとコイルとを有するリレーを駆動するリレー駆動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

リレー駆動装置の中には、駆動スイッチを介して電源とリレーのコイルとを電気的に接続しているものがある。そして、励磁開始期間には、駆動スイッチをＯＮに維持することにより、リレーのスイッチをＯＦＦからＯＮに切り替えるのに必要な励磁電流以上の電流をコイルに素早く流し始める。その後の電流維持期間には、駆動スイッチをＤＵＴＹ制御することにより、電源電圧を断続的にコイルに印加して、リレーのスイッチをＯＮに保持するのに必要な保持電流以上の電流をコイルに流し続ける。そして、このような技術を示す文献としては、次の特許文献１がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０００－９０７９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記の手法によれば、励磁開始期間には、駆動スイッチをＯＮに維持して電源電圧をコイルに連続的に印加することにより、励磁電流以上の電流をコイルに素早く流し始めることができる。そして、電流維持期間には、ＤＵＴＹ制御を行うことにより、所望の大きさの電流をコイルに流し続けることができる。そのため、電流維持期間にまで、電源電圧をコイルに連続的に印加する場合に比べて、コイルに流れる電流を抑えて、リレー駆動装置の消費電力を抑えることができる。

【0005】

しかしながら、上記の手法では、電流維持期間には、ＤＵＴＹ制御により、電源電圧がコイルに断続的に印加される。その断続的な印加により、リレー駆動装置の回路にリップル電流が発生してしまう。そのリップル電流が、当該リップル電流により発生する磁力を介して周辺回路に伝播することにより、周辺回路にノイズが発生してしまう。

【0006】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、リレー駆動装置の消費電力を抑えつつも、リップル電流の発生を抑えることを、主たる目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明のリレー駆動装置は、スイッチと、前記スイッチを駆動するコイルとを有するリレーを複数駆動する。前記リレー駆動装置は、第１電圧と前記第１電圧よりも低い第２電圧とを出力する電源と、制御装置とを有する。

【0008】

以下では、前記スイッチをＯＮ及びＯＦＦの一方から他方に切り替えるのに必要な「励磁電流」以上の電流を前記コイルに流し始める期間を、「励磁開始期間」という。そして、前記励磁開始期間よりも後の、前記スイッチを切り替えられた状態に保持するのに必要な「保持電流」以上の電流を前記コイルに流し続ける期間を、「電流維持期間」という。

【0009】

前記制御装置は、前記励磁開始期間には、前記第１電圧が前記コイルに連続的に印加される第１電圧状態にする。他方、前記電流維持期間における少なくとも所定期間には、前記第１電圧が前記コイルに印加されず前記第２電圧が前記コイルに連続的に印加される第２電圧状態にする。

【0010】

本発明によれば、励磁開始期間には、第１電圧がコイルに印加され、所定期間には、第１電圧よりも低い第２電圧がコイルに印加される。そのため、所定期間にまで第１電圧がコイルに印加される場合に比べて、所定期間におけるリレー駆動装置の消費電力が抑えられる。

【0011】

しかも、励磁開始期間に第１電圧がコイルに連続的に印加されるのみならず、所定期間にも第２電圧がコイルに連続的に印加される。つまり、励磁開始期間のみならず所定期間にも、電圧がコイルに連続的に印加される。そのため、所定期間に電圧がコイルに断続的に印加されることによりリレー駆動装置の消費電量が抑えられる場合に比べて、リップル電流の発生を抑えることができる。

【0012】

以上、本発明によれば、リレー駆動装置の消費電力を抑えつつも、リップル電流の発生を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第１実施形態のリレー駆動装置及びその周辺を示す回路図

【図2】リレー駆動装置を示す回路図

【図3】コイルに印加する電圧及び流れる電流の推移を示すグラフ

【図4】ＤＵＴＹ制御状態への切替時の第２スイッチのＯＮ／ＯＦＦを示すグラフ

【図5】ターンＯＮタイミングを２チャンネル間でずらした場合を示すグラフ

【図6】ターンＯＦＦタイミングを２チャンネル間でずらした場合を示すグラフ

【図7】ターンＯＦＦタイミングを３チャンネル間でずらした場合を示すグラフ

【図8】第２実施形態におけるコイルの電圧及び電流の推移を示すグラフ

【図9】第３実施形態におけるコイルの電圧及び電流の推移を示すグラフ

【図10】第４実施形態のリレー駆動装置を示す回路図

【図11】コイルの電圧及び電流の推移を示すグラフ

【図12】第５実施形態のリレー駆動装置を示す回路図

【図13】第６実施形態のリレー駆動装置を示す回路図

【図14】第７実施形態のリレー駆動装置を示す回路図

【図15】第８実施形態における温度、ＤＵＴＹ比及び電流の推移を示すグラフ

【図16】周波数の違いによる電流の違いを示すグラフ

【図17】波高値の違いによる電流の違いを示すグラフ

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下に本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実施できる。

【0015】

［第１実施形態］
図１は、本実施形態のリレー駆動装置２０及びその周辺を示す回路図である。電動車両９１には、バッテリ６０と複数のリレー７０とリレー駆動装置２０とインバータ８２と回転電機８３とが搭載されている。以下では、「電気的に接続」されることを、単に「接続」されるという。

【0016】

各リレー７０は、スイッチ７２とコイル７４とを有する。スイッチ７２は、外力が加わっていない状態ではＯＦＦとなるノーマリＯＦＦ（常開式）の機械式スイッチである。コイル７４は、鉄心等に巻回されている。スイッチ７２は、電流がコイル７４に流れると、それにより発生する磁力によりコイル７４に引き寄せられることによりＯＮになり、電流がコイル７４になくなると、ＯＦＦになる。

【0017】

以下では、「リレー７０のスイッチ７２がＯＮ」になることを、単に「リレー７０がＯＮ」になるといい、「リレー７０のスイッチ７２がＯＦＦ」になることを、単に「リレー７０がＯＦＦ」になるという。そして、「リレー７０のスイッチ７２を介して接続」されることを、単に「リレー７０を介して接続」されるという。

【0018】

リレー駆動装置２０は、各リレー７０を駆動するリレー駆動回路２８と、そのリレー駆動回路２８を制御する制御装置２２とを有する。

【0019】

バッテリ６０は、第１組電池６１と第２組電池６２からなる。各組電池６１，６２は、それぞれ例えばリチウムイオン電池等のセル電池Ｂｃの直列接続体を有する。複数の各リレー７０としては、第１組電池６１と第２組電池６２との接続を直列接続と並列接続に切り替えるための第１～第３リレー７０ａ～７０ｃがある。

【0020】

第１組電池６１の正極端子は、正極配線Ｌｐに接続されており、第２組電池６２の負極端子は、負極配線Ｌｎに接続されている。第１組電池６１の負極端子は、第３リレー７０ｃを介して第２組電池６２の正極端子に接続されている。さらに、第１組電池６１の負極端子は、第２リレー７０ｂを介して負極配線Ｌｎに接続されており、第２組電池６２の正極端子は、第１リレー７０ａを介して正極配線Ｌｐに接続されている。

【0021】

以上の回路構成より、第３リレー７０ｃがＯＮになり、且つ第１リレー７０ａ及び第２リレー７０ｂがＯＦＦになると、第１組電池６１と第２組電池６２とが直列に接続される。他方、第３リレー７０ｃがＯＦＦになり、且つ第１リレー７０ａ及び第２リレー７０ｂがＯＮになると、第１組電池６１と第２組電池６２とが並列に接続される。

【0022】

具体的には、リレー駆動装置２０は、バッテリ６０を充電する充電時には、第３リレー７０ｃをＯＦＦにし、且つ第１リレー７０ａ及び第２リレー７０ｂをＯＮにすることにより、第１組電池６１と第２組電池６２とを並列に接続する。その状態で、正極配線Ｌｐに外部電源９９の正極端子が接続され、負極配線Ｌｎに外部電源９９の負極端子が接続される。そのため、第１組電池６１と第２組電池６２とを直列に接続した際のバッテリ６０の電圧よりも小さい電圧で、バッテリ６０を充電できる。

【0023】

以上に示した第１～第３リレー７０ａ～７０ｃ以外の各リレー７０としては、バッテリ６０とインバータ８２との接続のＯＮ，ＯＦＦを切り替えるための第４～第６リレー７０ｄ～７０ｆがある。

【0024】

正極配線Ｌｐは、第４リレー７０ｄ及び抵抗７５を直列に介して平滑コンデンサ８１の正極側端子とインバータ８２の正極側端子とに接続されている。さらに、正極配線Ｌｐは、それら第４リレー７０ｄ及び抵抗７５と並列に第５リレー７０ｅを介して、平滑コンデンサ８１の正極側端子及びインバータ８２の正極側端子に接続されている。そして、負極配線Ｌｎは、第６リレー７０ｆを介して平滑コンデンサ８１の負極側端子及びインバータ８２の負極側端子に接続されている。

【0025】

リレー駆動装置２０は、電動車両９１の主電源スイッチがＯＦＦからＯＮに切り替えられた時には、第３リレー７０ｃをＯＮにして第１組電池６１と第２組電池６２とを直列に接続すると共に、第４リレー７０ｄと第６リレー７０ｆとをＯＮにする。それにより、バッテリ６０から抵抗７５を介して平滑コンデンサ８１に電流が流れ込む。それにより平滑コンデンサ８１が充電されると、リレー駆動装置２０は、第４リレー７０ｄをＯＦＦにすると共に、第５リレー７０ｅをＯＮにする。これにより、バッテリ６０とインバータ８２とが抵抗７５を介さずに直接接続される。

【0026】

回転電機８３は、電動車両９１の走行用の回転電機である。インバータ８２は、力行時には、バッテリ６０から給電される直流電力を３相交流電力に変換して回転電機８３に供給する。その３相交流電力により回転電機８３が駆動されて、回転電機８３が電動車両９１の駆動輪等を駆動する。他方、回生時には、インバータ８２は、回転電機８３から供給される３相交流電力を直流電力に変換して、バッテリ６０に供給する。これらインバータ８２及び回転電機８３については、公知のものでよいため、その詳細な説明は省略する。

【0027】

図２は、リレー駆動装置２０を示す回路図である。リレー駆動回路２８は、第１電源３０と、複数の第１スイッチ３５と、第２電源４０と、複数の電源用ダイオード４１と、複数の還流ダイオード４４と、複数の第２スイッチ４５とをを有する。第１スイッチ３５と電源用ダイオード４１と還流ダイオード４４と第２スイッチ４５とは、リレー７０毎に設けられている。

【0028】

第１電源３０及び第２電源４０は、いずれも定電圧源であり、第１電源３０の電圧よりも第２電源４０の電圧の方が低い。各第１スイッチ３５及び各第２スイッチ４５は、いずれも、ＭＯＳＦＥＴやバイポータトランジスタやＩＧＢＴ等の半導体スイッチ（図ではＭＯＳＦＥＴ）である。各第１スイッチ３５及び各第２スイッチ４５は、正極端子（図ではドレイン）と負極端子（図ではソース端子）と制御端子（図ではゲート端子）を有する。

【0029】

第１電源３０の負極端子は、グランドに接続されており、第１電源３０の正極端子は、各第１スイッチ３５の正極端子に接続されている。第２電源４０の負極端子は、グランドに接続されており、第２電源４０の正極端子は、各電源用ダイオード４１のアノードに接続されている。

【0030】

各コイル７４の正極端子は、自身に対応する第１スイッチ３５の負極端子と、自身に対応する電源用ダイオード４１のカソードとに接続されている。各還流ダイオード４４は、自身に対応するコイル７４に逆並列に接続されている。各コイル７４の負極端子は、自身に対応する第２スイッチ４５の正極端子に接続されている。各第２スイッチ４５の負極端子はグランドに接続されている。

【0031】

以上の回路構成により、各コイル７４は、自身に対応する第１スイッチ３５及び第２スイッチ４５と直列に第１電源３０に接続されると共に、自身に対応する第２スイッチ４５と直列に第２電源４０に接続されている。

【0032】

そのため、各コイル７４は、自身に対応する第２スイッチ４５がＯＦＦに維持されると、第１電圧Ｖ１も第２電圧Ｖ２も印加されない「ＯＦＦ状態」となる。そして、自身に対応する第１スイッチ３５及び第２スイッチ４５がＯＮに維持されると、第１電圧Ｖ１が連続的に印加される「第１電圧状態」になる。

【0033】

そして、各コイル７４は、自身に対応する第１スイッチ３５がＯＮに維持され且つ自身に対応する第２スイッチ４５がＤＵＴＹ制御されると、第１電圧Ｖ１が断続的に印加される「第１ＤＵＴＹ制御状態」となる。そして、自身に対応する第１スイッチ３５がＯＦＦに維持され且つ自身に対応する第２スイッチ４５がＯＮに維持されると、第２電圧Ｖ２が連続的に印加される「第２電圧状態」となる。

【0034】

各第１スイッチ３５の制御端子と各第２スイッチ４５の制御端子とには、制御装置２２が接続されている。これにより、各第１スイッチ３５及び各第２スイッチ４５のＯＮ，ＯＦＦは、制御装置２２により制御可能に構成されている。具体的には、制御装置２２は、第１及び第２の各スイッチについて、当該スイッチをＯＮに維持する際には、その制御端子に直流信号を入力する。他方、ＤＵＴＹ制御する際には、その制御端子に交流状のＤＵＴＹ制御信号を入力する。そして、当該スイッチをＯＦＦに維持する際には、その制御端子に電気信号を入力しない。

【0035】

図３は、一のリレー７０をターンＯＮしてから、その後ターンＯＦＦするまでの制御を示すタイムチャートである。スイッチ７２をＯＦＦからＯＮに切り替えるのに必要な電流を「励磁電流Ｉｂ」という。そして、当該ＯＮに切り替えた後において、当該ＯＮに保持するのに必要な電流を「保持電流Ｉｃ」という。また、以下では、所定の４つのタイミングを、時系列順に、それぞれ「第１タイミングｔ１」「第２タイミングｔ２」「第３タイミングｔ３」「第４タイミングｔ４」という。

【0036】

そして、第１タイミングｔ１よりも前の期間を、当該一のリレー７０をＯＦＦにする「ＯＦＦ期間Ｔｏ」とする。そして、第１タイミングｔ１と第２タイミングｔ２との間の期間を、コイル７４に励磁電流Ｉｂ以上の電流を流し始める「励磁開始期間Ｔａ」とする。、そして、第２タイミングｔ２と第３タイミングｔ３との間の期間を、コイル７４に励磁電流Ｉｂ以上の電流を流し続ける「励磁維持期間Ｔｂ」とする。そして、第３タイミングｔ３と第４タイミングｔ４との間の期間を、コイル７４に保持電流Ｉｃ以上の電流を流し続ける「保持期間Ｔｃ」とする。そして、第４タイミングｔ４よりも後の期間を、当該一のリレー７０を再びＯＦＦにする「ＯＦＦ期間Ｔｏ」とする。

【0037】

また以下では、第１及び第２の各スイッチ３５，４５について、ＤＵＴＹ制御せずにＯＮに維持することを「ＯＮ維持」といい、ＤＵＴＹ制御せずにＯＦＦに維持することを「ＯＦＦ維持」という。

【0038】

第１タイミングｔ１よりも前のＯＦＦ期間Ｔｏには、当該一のリレー７０に対応する第１スイッチ３５及び第２スイッチ４５のいずれも、ＯＦＦ維持にする。そのため、電流がコイル７４に流れず、ＯＦＦ状態になる。

【0039】

その後の第１タイミングｔ１に、第１スイッチ３５及び第２スイッチ４５の双方をＯＦＦ維持からＯＮ維持に切り替える。これにより、それ以降の励磁開始期間Ｔａには、第１電圧状態になり、コイル７４に励磁電流Ｉｂ以上の電流が流れ始める。

【0040】

その後の第２タイミングｔ２に、第１スイッチ３５のＯＮ維持を継続したまま、第２スイッチ４５をＯＮ維持からＤＵＴＹ制御に切り替える。これにより、それ以降の励磁維持期間Ｔｂには、第１ＤＵＴＹ制御状態なり、励磁電流Ｉｂを若干上回った大きさの電流がコイル７４に流れ続ける。この間に、スイッチ７２が、コイル７４の磁力により引き寄せられて、ＯＮになる。

【0041】

その後の第３タイミングｔ３に、第１スイッチ３５をＯＮ維持からＯＦＦ維持に切り替えると共に、第２スイッチ４５をＤＵＴＹ制御からＯＮ維持に切り替える。これにより、それ以降の保持期間Ｔｃには第２電圧状態になり、保持電流Ｉｃを若干上回った大きさの電流がコイル７４に流れ続ける。これにより、リレー７０が、コイル７４の磁力により引き寄せられ続けて、リレー７０がＯＮに保持される。

【0042】

その後の第４タイミングｔ４に、第１スイッチ３５のＯＦＦ維持を継続したまま、第２スイッチ４５をＯＮ維持からＯＦＦ維持に切り替える。これにより、その後のＯＦＦ期間Ｔｏには再びＯＦＦ状態になり、電流がコイル７４に流れなくなる。これにより、スイッチ７２がコイル７４に引き寄せられなくなり、スイッチ７２がＯＮからＯＦＦに切り替わる。

【0043】

図４は、第２タイミングｔ２の前後の詳細を示すタイムチャートである。第２タイミングｔ２で、第１電圧状態から急に第１ＤＵＴＹ制御状態に切り替えると、コイル７４に流れる電流が急激に減少してしまい、それによりスパイクノイズが強く発生するおそれがある。そこで、第２タイミングｔ２の直後、すなわち励磁維持期間Ｔｂの初期には、所望のＤＵＴＹ比よりも高いＤＵＴＹ比でＤＵＴＹ制御を開始して、徐々にＤＵＴＹ比を低くしていくことにより、当該所望のＤＵＴＹ比にする。具体的には、例えば、図に示すように、ＤＵＴＹ制御における第２スイッチ４５のＯＮ期間Ｄｏｎを、徐々に短くしていくことにより、当該所望のＤＵＴＹ比にする。

【0044】

また、前述の図３に示す第３タイミングｔ３では、第２スイッチ４５がＤＵＴＹ制御においてＯＮのときに、ＤＵＴＹ制御を実施しない第２電圧状態に変更すると、スパイクノイズが強く発生するおそれがある。そこで、第３タイミングｔ３では、第２スイッチ４５がＤＵＴＹ状態においてＯＦＦのときに、第１ＤＵＴＹ制御状態から第２電圧状態に切り替える。

【0045】

次に図５～図７を参照しつつ、複数の第２スイッチ４５を、同時期にＤＵＴＹ制御にする場合について説明する。この場合には、当該同時期にＤＵＴＹ制御する第２スイッチ４５を複数のチャンネルに分ける。以下では、ＤＵＴＹ制御における、ターンＯＮタイミングから次のターンＯＮタイミングまでの期間、又はターンＯＦＦタイミングから次のターンＯＦＦタイミングまでの期間を「一周期λ」という。

【0046】

いずれのチャンネルでも、一周期λの長さは互いに同じにする。ただし、ＤＵＴＹ制御の波形自体は、チャンネルどうしの間やチャンネル内で異なっていてもよい。そして、チャンネルどうしの間で、ターンＯＮタイミングどうし又はターンＯＦＦタイミングどうしを、一周期λをチャンネル数Ｎで除した値（λ／Ｎ）ずつずらす。

【0047】

具体的には、図５は、複数の第２スイッチ４５を第１チャンネルｃｈ１と第２チャンネルｃｈ２とに分け、第１チャンネルｃｈ１でのターンＯＮタイミングｔＯＮと、第２チャンネルｃｈ２でのターンＯＮタイミングｔＯＮとを、一周期λの半分（λ／２）ずらした場合を示すタイムチャートである。この場合、チャンネルどうしの間でターンＯＮタイミングどうしが揃っている場合に比べて、チャンネルどうしの間でのリップル電流の増幅を、抑えることができる。

【0048】

また、図６は、図５に示す状態から、ターンＯＮタイミングｔＯＮどうしではなく、ターンＯＦＦタイミングｔＯＦＦどうしを、一周期λの半分（λ／２）ずらすように変更した場合を示すタイムチャートである。つまり、第１チャンネルｃｈ１でのターンＯＦＦタイミングｔＯＦＦと、第２チャンネルｃｈ２でのターンＯＦＦタイミングｔＯＦＦとを、一周期λの半分（λ／２）ずらしている。これによっても、チャンネルどうしの間でのリップル電流の増幅を抑えることができる。

【0049】

なお、図５に示すようにターンＯＮタイミングｔＯＮどうしをずらすか、図６に示すようにターンＯＦＦタイミングｔＯＦＦどうしをずらすかは、より効率的にリップル電流の増幅を抑えられる方を選択すればよい。ただし、一般的には、ターンＯＦＦタイミングｔＯＦＦどうしをずらす方が、より効率的にリップル電流を低減できる。

【0050】

また、図７は、図６に示す状態から、複数の第２スイッチ４５を２チャンネルにではなく、３チャンネルに分けるように変更した場合を示すタイムチャートである。この場合、第１チャンネルｃｈ１でのターンＯＦＦタイミングｔＯＦＦと、第２チャンネルｃｈ２でのターンＯＦＦタイミングｔＯＦＦとを、一周期λの３分の１（λ／３）ずらす。そして、第２チャンネルｃｈ２でのターンＯＦＦタイミングｔＯＦＦと、第３チャンネルｃｈ３でのターンＯＦＦタイミングｔＯＦＦとを、一周期λの３分の１（λ／３）ずらす。そして、第３チャンネルｃｈ３でのターンＯＦＦタイミングｔＯＦＦと、第１チャンネルｃｈ１でのターンＯＦＦタイミングｔＯＦＦとを、一周期λの３分の１（λ／３）ずらす。

【0051】

本発明によれば、次の効果が得られる。

【0052】

励磁開始期間Ｔａには、第１電圧Ｖ１が印加され、保持期間Ｔｃには、第１電圧Ｖ１よりも低い第２電圧Ｖ２が印加される。そのため、保持期間Ｔｃにまで第１電圧Ｖ１が印加される場合に比べて、保持期間Ｔｃにおけるリレー駆動装置２０の消費電力が抑えられる。

【0053】

しかも、励磁開始期間Ｔａに第１電圧Ｖ１がコイル７４に連続的に印加されるのみならず、保持期間Ｔｃにも第２電圧Ｖ２がコイル７４に連続的に印加される。つまり、励磁開始期間Ｔａのみならず保持期間Ｔｃにも、電圧がコイル７４に連続的に印加される。そのため、保持期間Ｔｃに電圧がコイル７４に断続的に印加されることによりリレー駆動装置２０の消費電量が抑えられる場合に比べて、リップル電流の発生を抑えることができる。

【0054】

そのため、そのリップル電流が、当該リップル電流により発生する磁力を介して周辺回路に伝播することにより、周辺回路にノイズが発生してしまうのを、抑制できる。そのため、周辺回路のノイズフィルタ等を、無くしたり小型にしたりすることができる。

【0055】

さらに、リレー駆動回路２８は、第１電源３０と第２電源４０とを有する。そして、制御装置２２は、第１スイッチ３５をＯＮに維持することにより、第１電圧状態にし、第１スイッチ３５をＯＦＦに維持することにより、第２電圧状態にする。そのため、可変電圧電源等を用いなくても、第１電源３０と第２電源４０との２つの定電圧源で、第１電圧状態と第２電圧状態とを実現できる。

【0056】

さらに、制御装置２２は、励磁維持期間Ｔｂには、第２スイッチ４５をＤＵＴＹ制御して第１ＤＵＴＹ制御状態にすることにより、第１電圧Ｖ１を断続的にコイル７４に印加する。そのため、励磁維持期間Ｔｂにまで第１電圧状態にする場合に比べて、リレー駆動装置２０の消費電力を抑えることができる。

【0057】

さらに、複数の第２スイッチ４５が同時期にＤＵＴＹ制御される際には、それら複数の第２スイッチ４５を、複数のチャンネルに分ける。そして、チャンネルどうしの間で、ターンＯＮタイミングどうし又はターンＯＦＦタイミングどうしを、一周期λをチャンネル数Ｎで除した値（λ／Ｎ）ずつずらす。そのため、チャンネルどうしの間でのリップル電流の増幅を抑えることができる。

【0058】

さらに、制御装置２２は、第１電圧状態から第１ＤＵＴＹ制御状態に移行させる際に、所望のＤＵＴＹ比よりも高いＤＵＴＹ比から、ＤＵＴＹ比を徐々に小さくすることにより所望のＤＵＴＹ比にする。そのため、急に所望のＤＵＴＹ比にする場合に比べて、スパイクノイズを抑制できる。

【0059】

さらに、制御装置２２は、第１ＤＵＴＹ制御状態から第２電圧状態に移行させる際に、第２スイッチ４５がＤＵＴＹ制御においてＯＦＦのタイミングで、第１ＤＵＴＹ制御状態から第２電圧状態に移行させる。そのため、第２スイッチ４５がＤＵＴＹ制御においてＯＮのタイミングで、第１ＤＵＴＹ制御状態から第２電圧状態に移行させる場合に比べて、スパイクノイズを抑制できる。

【0060】

さらに、リレー７０毎に第１スイッチ３５及び第２スイッチ４５が設けられている。そのため、リレー７０毎に自由にＯＮ，ＯＦＦを切り替えることができる。

【0061】

［第２実施形態］
次に第２実施形態について説明する。以下の実施形態においては、それ以前の実施形態のものと同一の又は対応する部材等について同一の符号を付する。また、以下の実施形態については、第１実施形態をベースにこれと異なる点を中心に説明し、第１実施形態と同一又は類似の部分については、適宜説明を省略する。

【0062】

図８は、第２実施形態において、一のリレー７０をターンＯＮしてから、その後ターンＯＦＦするまでの制御を示すタイムチャートである。本実施形態は、第１実施形態と比較して、励磁維持期間Ｔｂに、ＤＵＴＹ制御を行わず、それまでの第１電圧状態を維持する点で、相違している。具体的には、第２タイミングｔ２には、第１スイッチ３５及び第２スイッチ４５のいずれも、そのままＯＮ維持を継続する。これにより、それ以降の励磁維持期間Ｔｂにも第１電圧状態が維持される。

【0063】

本実施形態によれば、励磁維持期間ＴｂにおいてもＤＵＴＹ制御を行わずに、第２スイッチ４５をＯＮに維持するため、よりリップル電流を抑制できる。

【0064】

［第３実施形態］
図９は、第３実施形態において、一のリレー７０をターンＯＮしてから、その後ターンＯＦＦするまでの制御を示すタイムチャートである。本実施形態は、第２電圧Ｖ２が、第１実施形態のものよりも大きい点、及び励磁維持期間Ｔｂではなく保持期間ＴｃにＤＵＴＹ制御を実施する点で、第１実施形態と相違している。

【0065】

第２タイミングｔ２には、第１スイッチ３５をＯＮ維持からＯＦＦ維持に切り替えると共に、第２スイッチ４５のＯＮ維持を継続する。これにより、それ以降の励磁維持期間Ｔｂには、第２電圧状態になり、励磁電流Ｉｂよりも若干大きい電流がコイル７４に流れ続ける。

【0066】

その後の第３タイミングｔ３には、第１スイッチ３５のＯＦＦ維持を継続したまま、第２スイッチ４５をＯＮ維持からＤＵＴＹ制御に切り替える。これにより、それ以降の保持期間Ｔｃには、第２電圧Ｖ２がコイル７４に断続的に印加される「第２ＤＵＴＹ制御状態」になり、保持電流Ｉｃよりも若干大きい電流がコイル７４に流れ続ける。

【0067】

なお、第３タイミングｔ３の直後、すなわち保持期間Ｔｃの初期には、第１実施形態における励磁維持期間Ｔｂの初期の場合と同様に、所望のＤＵＴＹ比よりも高いＤＵＴＹ比から、ＤＵＴＹ比を徐々に小さくすることにより、当該所望のＤＵＴＹ比にする。そして、第４タイミングｔ４では、第１実施形態における第３タイミングｔ３の場合と同様に、第２スイッチ４５がＤＵＴＹ制御においてＯＦＦのときに、第２ＤＵＴＹ制御状態からＯＦＦ状態に切り替える。

【0068】

本実施形態では、保持期間Ｔｃではなく、励磁維持期間Ｔｂにリップル電流を抑制できる。そのため、本実施形態は、例えば、保持期間Ｔｃよりも励磁維持期間Ｔｂにリップル電流を抑制したい場合に有効である。

【0069】

［第４実施形態］
図１０は、第４実施形態のリレー駆動回路２８を示す回路図である。本実施形態は、第１実施形態と比較して、コイル７４毎に、さらに中間電源３７と中間ダイオード３８と中間スイッチ３９とが設けられている点で相違している。中間電源３７は、第１電圧Ｖ１よりも低く且つ第２電圧Ｖ２よりも高い中間電圧Ｖｃを出力する定電圧源である。中間スイッチ３９は、第１スイッチ３５や第２スイッチ４５と同様の半導体スイッチである。各中間スイッチ３９の制御端子は、制御装置２２に接続されている。

【0070】

中間電源３７の負極端子は、グランドに接続されており、中間電源３７の正極端子は、各中間ダイオード３８のアノードに接続されている。各中間スイッチ３９の正極端子は、自身に対応する中間ダイオード３８のカソードと、自身に対応する第１スイッチ３５の負極端子とに接続されている。各中間スイッチ３９の負極端子は、自身に対応するコイル７４の正極端子に接続されている。

【0071】

以上の回路構成により、各コイル７４は、自身に対応する第１スイッチ３５、中間スイッチ３９及び第２スイッチ４５と直列に第１電源３０に接続されると共に、自身に対応する中間スイッチ３９及び第２スイッチ４５と直列に中間電源３７に接続されている。

【0072】

そのため、各コイル７４は、自身に対応する第２スイッチ４５がＯＦＦに維持されると、第１電圧Ｖ１と中間電圧Ｖｃと第２電圧Ｖ２とのいずれも印加されない「ＯＦＦ状態」となる。そして、各コイル７４は、自身に対応する第１スイッチ３５と中間スイッチ３９と第２スイッチ４５とのいずれもがＯＮに維持されると、第１電圧Ｖ１が連続的に印加される「第１電圧状態」となる。

【0073】

そして、各コイル７４は、自身に対応する第１スイッチ３５がＯＦＦに維持され、中間スイッチ３９と第２スイッチ４５とがＯＮに維持されると、第１電圧Ｖ１が印加されることなく中間電圧Ｖｃが連続的に印加される「中間電圧状態」となる。そして、各コイル７４は、自身に対応する第１スイッチ３５及び中間スイッチ３９がＯＦＦに維持され第２スイッチ４５がＯＮに維持されると、第１電圧Ｖ１及び中間電圧Ｖｃのいずれも印加されることなく第２電圧Ｖ２が連続的に印加される「第２電圧状態」となる。

【0074】

図１１は、一のリレー７０をターンＯＮしてから、その後ターンＯＦＦするまでの制御を示すタイムチャートである。

【0075】

第１タイミングｔ１よりも前のＯＦＦ期間Ｔｏには、当該一のリレー７０に対応する第１スイッチ３５と中間スイッチ３９と第２スイッチ４５とを、それぞれＯＦＦに維持する。これによりＯＦＦ状態になる。

【0076】

その後の第１タイミングｔ１に、それら第１スイッチ３５と中間スイッチ３９と第２スイッチ４５とを、それぞれＯＦＦ維持からＯＮ維持に切り替える。これにより、それ以降の励磁開始期間Ｔａには、第１電圧状態になり、励磁電流Ｉｂ以上の電流がコイル７４に流れ始める。

【0077】

その後の第２タイミングｔ２に、第１スイッチ３５をＯＮ維持からＯＦＦ維持に切り替えると共に、中間スイッチ３９と第２スイッチ４５とのＯＮ維持を継続する。これにより、それ以降の励磁維持期間Ｔｂには、中間電圧状態なり、励磁電流Ｉｂを若干上回った大きさの電流がコイル７４に流れ続ける。

【0078】

その後の第３タイミングｔ３に、第１スイッチ３５のＯＦＦ維持を継続し、中間スイッチ３９をＯＮ維持からＯＦＦ維持に切り替えると共に、第２スイッチ４５のＯＮ維持を継続する。これにより、その以降の保持期間Ｔｃには、第２電圧状態になり、保持電流Ｉｃを若干上回った大きさの電流がコイル７４に流れ続ける。

【0079】

その後の第４タイミングｔ４に、第１スイッチ３５及び中間スイッチ３９のＯＦＦ維持を継続したまま、第２スイッチ４５をＯＮ維持からＯＦＦ維持に切り替える。これにより、それ以降のＯＦＦ期間Ｔｏでは、再びＯＦＦ状態になり、電流がコイル７４に流れなくなる。

【0080】

本実施形態によれば、励磁開始期間Ｔａと励磁維持期間Ｔｂと保持期間Ｔｃとのいずれの期間においても、ＤＵＴＹ制御を行わず、第１スイッチ３５と中間スイッチ３９と第２スイッチ４５との各スイッチ３５，３９，４５を、それぞれＯＮ又はＯＦＦに固定する。そのため、いずれの期間においても、リップル電流を抑えることができる。

【0081】

［第５実施形態］
図１２は、第５実施形態のリレー駆動装置２０を示す回路図である。本実施形態では、例えば第１リレー７０ａと第２リレー７０ｂとの２つのリレー７０について、必ず同時にＯＮ，ＯＦＦに切り替えることを想定している。そのため、それら２つのリレー７０ａ，７０ｂの各コイル７４に対して、共通の１つの第１スイッチ３５と、共通の１つの第２スイッチ４５とが設けられている。

【0082】

本実施形態によれば、第１スイッチ３５と第２スイッチ４５との数を減らして、リレー駆動装置２０の構造をシンプルにできる。

【0083】

［第６実施形態］
図１３は、第６実施形態のリレー駆動装置２０を示す回路図である。本実施形態では、例えば、第５リレー７０ｅが並列に複数設けられており、リレー駆動装置２０は、それら複数の第５リレー７０ｅのみを駆動する。そして、他のリレー７０ａ～７０ｄ，７０ｅは、他のリレー駆動装置によって駆動される。

【0084】

本実施形態では、これら全ての第５リレー７０ｅについて、必ず同時にＯＮ，ＯＦＦに切り替えることを想定している。そのため、全ての各コイル７４に対して、共通の１つの第１スイッチ３５と、共通の１つの第２スイッチ４５とが設けられている。

【0085】

本実施形態によれば、全てのリレー７０に対する第１スイッチ３５と第２スイッチ４５とを１つずつにして、構造をシンプルにすることができる。

【0086】

［第７実施形態］
図１４は、第７実施形態のリレー駆動装置２０を示す回路図である。本実施形態は、第１実施形態と比較して、第１電源３０と第１スイッチ３５と第２電源４０と電源用ダイオード４１との代わりに、出力電圧を第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２とに変更自在な可変電圧電源２９が設けられている点で相違している。

【0087】

具体的には、可変電圧電源２９の負極端子はグランドに接続されている。そして、可変電圧電源２９の正極端子は、各コイル７４の正極端子に接続されている。以上の回路構成により、各コイル７４は、自身に対応する第２スイッチ４５と直列に、可変電圧電源２９に接続されている。制御装置２２は、可変電圧電源２９及び第２スイッチ４５を制御する。

【0088】

各コイル７４は、自身に対応する第２スイッチ４５がＯＦＦに維持されると、ＯＦＦ状態となる。他方、各コイル７４は、自身に対応する第２スイッチ４５がＯＮに維持され、且つ可変電圧電源２９の出力電圧が第１電圧Ｖ１になると、第１電圧状態となる。そして、自身に対応する第２スイッチ４５がＯＮに維持され、且つ可変電圧電源２９の出力電圧が第２電圧Ｖ２になると、第２電圧状態となる。

【0089】

本実施形態によれば、第１実施形態でいう第１電源３０と第１スイッチ３５と第２電源４０と電源用ダイオード４１との代わりに可変電圧電源２９を設けることにより、構造をシンプルにできる。

【0090】

［第８実施形態］
次に第８実施形態について説明する。図１５は、第８実施形態のＤＵＴＹ制御期間、つまり励磁維持期間Ｔｂの制御を示すタイムチャートである。本実施形態は、第１実施形態と比較して、ＤＵＴＹ比を温度に基づいて変更する点で相違している。

【0091】

同じＤＵＴＹ比でも、リレー７０におけるコイル７４の温度が低い場合の方が、コイル７４での電気抵抗が小さくなることから、コイル７４に流れる電流が多くなる。そのため、リレー７０の温度が所定温度よりも高い場合に比べて低い場合の方が、当該リレー７０に対応する第２スイッチ４５のＤＵＴＹ比を小さくする。具体的には、リレー７０のコイル７４の温度が低いほど、ＤＵＴＹ比を小さくする。なお、ここでのリレー７０の温度は、温度センサ等により直接計測してもよいし、周辺の温度から推定してもよいし、電流値から推定してもよい。電流値から推定する場合、具体的には、例えば同じＤＵＴＹ比なら、電流値が大きいほど、コイル７４の抵抗が低いことを意味するため、温度が低いと推定できる。

【0092】

本実施形態によれば、同じＤＵＴＹ比ならコイル７４により多くの電流が流れる低温時に、ＤＵＴＹ比を小さくすることにより、低温時における電流の無駄を減らして、リレー駆動装置２０の電力消費をより抑えることができる。

【0093】

なお、本実施形態は、第１実施形態をベースに実施しているため、励磁維持期間ＴｂにＤＵＴＹ制御を実施しているが、第６実施形態をベースに実施して、保持期間ＴｃにＤＵＴＹ制御を実施してもよい。この場合、保持期間Ｔｃに、ＤＵＴＹ比を温度に基づいて変更するようにすればよい。

【0094】

［他の実施形態］
以上に示した実施形態は、例えば次のように変更して実施できる。

【0095】

第１～第８実施形態では、ＤＵＴＹ制御において、チャンネルどうしの間で、ターンＯＮタイミングどうし又はターンＯＦＦタイミングどうしをずらすことにより、電流リップルの増幅を減少させている。これに代えて又は加えて、図１６に示すように、ＤＵＴＹ制御の周波数を高くすることにより、リップル電流の振幅を減少させるようにしてもよい。

【0096】

さらに、これに代えて又は加えて、図１７に示すように、第１電圧Ｖ１を低くしてＤＵＴＹ制御における電圧の波高値を低くすることにより、リップル電流の振幅を減少させるようにしてもよい。なお、これら両方の組み合わせによれば、リップル電流の低減について、相乗効果を期待できる。

【0097】

第１～第８実施形態では、各スイッチ７２はノーマリＯＦＦの機械式スイッチである。これに代えて各リレー７０をノーマリＯＮの機械式スイッチにしてもよい。そして、電流をコイル７４に流すことにより、スイッチ７２をコイル７４に引き寄せてＯＦＦに切り替えるようにしてもよい。

【0098】

第１実施形態等では、励磁維持期間ＴｂにおけるＤＵＴＹ制御では、第１スイッチ３５をＯＮに維持して、第２スイッチ４５をＤＵＴＹ制御している。これに代えて、第２スイッチ４５をＯＮに維持して、第１スイッチ３５をＤＵＴＹ制御するようにしてもよい。この場合には、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２とが交互にコイル７４に印加されることになる。

【0099】

第３実施形態では、励磁維持期間Ｔｂに第２電圧状態にし、保持期間Ｔｃに第２ＤＵＴＹ制御状態にしている。これに代えて、保持期間Ｔｃに第１ＤＵＴＹ制御状態にしてもよい。つまり、保持期間Ｔｃに、第１スイッチ３５をＤＵＴＹ制御し、第２スイッチ４５をＯＮに維持するようにしてもよい。また、第３実施形態において、励磁維持期間Ｔｂ及び保持期間Ｔｃの双方の期間に、第２電圧状態にするようにしてもよい。つまり、励磁維持期間Ｔｂでの第２電圧状態を、保持期間Ｔｃにまで継続するようにしてもよい。

【0100】

第１～第８実施形態では、バッテリ６０における第１組電池６１と第２組電池６２とは、直列と並列とに切替可能に構成されている。これに代えて、切替不能に直列に接続してもよい。そして、第１～第３リレー７０ａ～７０ｃ等をなくしてもよい。

【0101】

第１～第８実施形態では、リレー駆動装置２０は、電動車両９１に搭載されている回路のリレー７０を駆動するものである。これに代えて、電動車両９１に搭載されている回路以外の各種回路のリレー７０を駆動するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0102】

２０…リレー駆動装置、２２…制御装置、２９…可変電圧電源、３０…第１電源、４０…第２電源、７０…リレー、７２…スイッチ、７４…コイル、Ｉｂ…励磁電流、Ｉｃ…保持電流、Ｔａ…励磁開始期間、Ｔｂ…励磁維持期間、Ｔｃ…保持期間、Ｖ１…第１電圧、Ｖ２…第２電圧。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】