KR102744899B1

KR102744899B1 - 릴레이 제어 장치

Info

Publication number: KR102744899B1
Application number: KR1020230088608A
Authority: KR
Inventors: 마사키 시부야; 타쿠야 오키; 쿄헤이 야마모토; 쇼이치 아리모토; 류이치 이토; 켄타로 우시오
Original assignee: 야자키 소교 가부시키가이샤; 가부시키가이샤 지에스 유아사
Priority date: 2022-07-25
Filing date: 2023-07-07
Publication date: 2024-12-20
Anticipated expiration: 2043-07-07
Also published as: US20240029981A1; DE102023116733A1; CN117457440A; JP7520077B2; US12334290B2; JP2024015606A; KR20240014438A

Abstract

[과제] 고장 진단 시에 래칭 릴레이의 개폐 동작을 억제할 수 있도록 한다.
[해결 수단] 닫힘 측 코일과 열림 측 코일을 가지는 래칭 릴레이를 제어하는 릴레이 제어 장치이고, 전원 공급 저항과 전원 공급 스위치를 가지는 전원 공급 제어부와, 릴레이 닫힘 스위치를 가지는 릴레이 닫힘 제어부와, 릴레이 열림 스위치를 가지는 릴레이 열림 제어부와, 전압 검출 저항 및 전압 검출 스위치를 가지고, 전압 신호를 출력하는 전압 검출부와, 전원 공급 스위치의 온 오프를 제어하는 전원 공급 신호, 릴레이 닫힘 스위치의 온 오프를 제어하는 릴레이 닫힘 신호, 릴레이 열림 스위치의 온 오프를 제어하는 릴레이 열림 신호, 전압 검출 스위치의 온 오프를 제어하는 검출 신호를 출력하고, 전원 공급 신호, 릴레이 닫힘 신호, 릴레이 열림 신호, 검출 신호 및 전압 신호에 기초하여 고장을 검출하는 제어부를 구비한다.

Description

릴레이 제어 장치{RELAY CONTROL APPARATUS}

본 발명은, 래칭 릴레이를 제어하는 릴레이 제어 장치에 관한 것이다.

배터리를 탑재한 차량 등에서는, 배터리로부터 부하 측으로의 전력 공급 상태를 전환하기 위한 릴레이로서, 비통전으로 열림 상태/닫힘 상태를 유지할 수 있는 래칭 릴레이가 널리 이용되고 있다.

일반적으로, 래칭 릴레이는, 열림 측 코일과 닫힘 측 코일을 가지고 있고, 개폐의 전환 시에만 일방(一方)의 코일에 전류를 흘리도록 제어한다. 이 때문에, 래칭 릴레이를 제어하는 릴레이 제어 장치에서는, 양 코일 각각에 스위치를 통하여 전원을 접속하고, 개폐의 전환 시에 일방의 스위치를 온(on) 구동한다. 이것에 의하여, 일방의 코일이 통전하고, 래칭 릴레이가 열림 또는 닫힘 동작을 행한다.

릴레이 제어 장치에 있어서 스위치 단락 등의 고장이 발생하면, 래칭 릴레이의 개폐 제어에 지장을 초래하는 것으로부터, 특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 릴레이 제어 장치에서는 고장 진단 기능의 실장(實裝)이 요구되고 있다. 고장 진단 기능을 구비한 릴레이 제어 장치는, 래칭 릴레이의 통상(通常) 동작과는 다른 타이밍에 자기 진단을 행하는 것이 많고, 예를 들어, 스위치를 온 오프 구동하고, 그 때에 코일에 흐르는 전류를 계측하는 것으로 고장을 검출할 수 있다.

일본국 공개특허공보 특개2017-17642호

그렇지만, 고장 진단을 위하여 스위치를 온 오프 구동하면, 고장 진단의 때마다 래칭 릴레이가 개폐 동작하여 버린다. 래칭 릴레이는 개폐 동작에 의하여 소모하는데 더하여, 배터리로부터 부하 측으로의 전력 공급에 이용되는 파워 래칭 릴레이는, 개폐 동작 시에 상당한 동작음을 발하는 것으로부터 노이즈원이 될 수 있다. 이 때문에, 통상 동작 시 이외에 있어서의 래칭 릴레이의 개폐 동작은 줄이는 것이 바람직하다.

그래서, 본 발명은, 고장 진단 시에 래칭 릴레이의 개폐 동작을 억제할 수 있는 릴레이 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 태양(態樣)인 릴레이 제어 장치는, 전력의 공급을 받고, 닫힘 측 코일과 열림 측 코일을 가지는 래칭 릴레이를 제어하는 릴레이 제어 장치에 있어서,

상기 닫힘 측 코일의 제1단(端) 및 상기 열림 측 코일의 제1단의 접속점과 제1 전극과의 사이에 병렬로 접속된, 전원 공급 저항과 전원 공급 스위치를 가지는 전원 공급 제어부와,

상기 닫힘 측 코일의 제2단과 제2 전극과의 사이에 접속된 릴레이 닫힘 스위치를 가지는 릴레이 닫힘 제어부와,

상기 열림 측 코일의 제2단과 상기 제2 전극과의 사이에 접속된 릴레이 열림 스위치를 가지는 릴레이 열림 제어부와,

상기 접속점과 상기 제2 전극과의 사이에 직렬로 접속된 전압 검출 저항 및 전압 검출 스위치를 가지고, 상기 접속점의 전압에 기초하는 전압 신호를 출력하는 전압 검출부와,

상기 전원 공급 스위치의 온 오프를 제어하는 전원 공급 신호, 상기 릴레이 닫힘 스위치의 온 오프를 제어하는 릴레이 닫힘 신호, 상기 릴레이 열림 스위치의 온 오프를 제어하는 릴레이 열림 신호, 상기 전압 검출 스위치의 온 오프를 제어하는 검출 신호를 출력하고, 상기 전원 공급 신호, 상기 릴레이 닫힘 신호, 상기 릴레이 열림 신호, 상기 검출 신호 및 상기 전압 신호에 기초하여 고장을 검출하는 제어부

를 구비하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 전원 공급 신호, 상기 릴레이 닫힘 신호, 상기 릴레이 열림 신호, 상기 검출 신호의 상태의 조합마다 정상적인 전압 범위가 정하여져 있고, 상기 제어부는, 상기 전압 신호가 상기 정상적인 전압 범위를 일탈하고 있는 경우에 고장이 일어났다고 판정할 수 있다.

또한, 상기 전원 공급 저항은, 상기 전원 공급 스위치가 오프 상태일 때, 상기 릴레이 닫힘 스위치 혹은 상기 릴레이 열림 스위치를 온 상태로 전환하여도 상기 래칭 릴레이가 동작하지 않는 정도로 전류를 제한하도록 하는 값을 가지는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 태양인 릴레이 제어 장치는, 고장 진단 시에 래칭 릴레이의 개폐 동작을 억제할 수 있다.

도 1은 본 실시 형태의 릴레이 제어 장치를 설명하는 블록도이다.
도 2는 동작 시마다의 제어 신호와 정상적인 전압 범위와의 대응을 도시하는 도면이다.
도 3은 릴레이 제어 장치의 통상 시 동작을 설명하는 플로차트이다.
도 4는 릴레이 제어 장치의 진단 모드 시 동작을 설명하는 플로차트이다.
도 5는 릴레이 제어 장치의 진단 모드 시 동작을 설명하는 플로차트이다.

본 발명의 실시 형태에 관하여, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 1은, 본 실시 형태에 관련되는 릴레이 제어 장치(100)를 설명하는 블록도이다. 릴레이 제어 장치(100)는, 외부로부터 전력의 공급을 받고, 래칭 릴레이(200)의 개폐 동작을 제어하는 장치이다. 전원(301)과 그라운드(G)에 의하여 전력 공급 라인이 형성되어 있다.

여기서, 래칭 릴레이(200)는, 닫힘 동작 시에 통전시키는 닫힘 측 코일(201)과 열림 동작 시에 통전시키는 열림 측 코일(202)을 가지고 있다. 닫힘 측 코일(201)의 전원(301) 측인 제1단과 열림 측 코일(202)의 전원(301) 측인 제1단과는 접속점(A)에서 접속하고 있다. 한편, 닫힘 측 코일(201)의 그라운드(G) 측인 제2단과 열림 측 코일(202)의 그라운드(G) 측인 제2단은 독립하고 있다. 본 도면에서는 래칭 릴레이(200)가 구비하는 코일 이외의 기구, 예를 들어, 가동 접점, 고정 접점 등은 생략하고 있다. 덧붙여, 본 예에서는, 릴레이 제어 장치(100)가 전력의 공급을 받는 전극으로서 제1 전극을 전원(301), 제2 전극을 그라운드(G)로 하고 있지만, 제1 전극을 양극, 제2 전극을 음극 등으로 하여도 무방하다.

본 도면에 도시하는 바와 같이, 릴레이 제어 장치(100)는, 전원 공급 제어부(110), 릴레이 닫힘 제어부(120), 릴레이 열림 제어부(130), 전압 검출부(140), 제어부(150)를 구비하고 있다.

전원 공급 제어부(110)는, 접속점(A)과 전원(301)과의 사이에 설치되어 있고, 병렬로 접속된 전원 공급 스위치(111)와 전원 공급 저항(112)을 구비하고 있다. 전원 공급 스위치(111)는, 예를 들어, pMOSFET로 구성할 수 있고, 제어부(150)로부터의 전원 공급 신호에 기초하여 온 오프 동작한다. 전원 공급 스위치(111)가 온 상태일 때, 접속점(A)과 전원(301)은 전원 공급 스위치(111)와 전원 공급 저항(112)의 병렬 회로를 통하여 접속된다. 이 경우, 전원 공급 저항(112)의 영향은 극히 작아진다. 전원 공급 스위치(111)가 오프 상태일 때, 전원 공급 저항(112)은 고장 검출에 필요한 전압을 생성할 수 있다.

릴레이 닫힘 제어부(120)는, 닫힘 측 코일(201)의 제2단과 그라운드(G)와의 사이에 설치되어 있고, 양자 사이의 접속 상태를 전환하는 릴레이 닫힘 스위치(121)를 구비하고 있다. 릴레이 닫힘 스위치(121)는, 예를 들어, nMOSFET로 구성할 수 있고, 제어부(150)로부터의 릴레이 닫힘 신호에 기초하여 온 오프 동작한다.

릴레이 열림 제어부(130)는, 열림 측 코일(202)의 제2단과 그라운드(G)와의 사이에 설치되어 있고, 양자 사이의 접속 상태를 전환하는 릴레이 열림 스위치(131)를 구비하고 있다. 릴레이 열림 스위치(131)는, 예를 들어, nMOSFET로 구성할 수 있고, 제어부(150)로부터의 릴레이 열림 신호에 기초하여 온 오프 동작한다.

전압 검출부(140)는, 접속점(A)의 전압을 검출하고, 전압 신호로서 제어부(150)에 출력한다. 전압 검출부(140)는, 접속점(A)과 그라운드 사이에 직렬로 접속된 전압 검출 저항(141)과 전압 검출 스위치(142)를 구비하고 있다. 전압 검출 스위치(142)는, 예를 들어, nMOSFET로 구성할 수 있고, 제어부(150)로부터의 검출 신호에 기초하여 온 오프 동작한다.

전압 검출 스위치(142)가 온의 상태에서, 접속점(A)이 전압 검출 저항(141)을 통하여 그라운드에 접속되고, 전압 검출 저항(141)에 생기는 전압이 전압 신호로서 출력된다. 전압 검출 스위치(142)가 오프의 상태에서는, 이 경로가 형성되지 않기 때문에, 전압 검출 저항(141)에서의 전력 소비를 삭감할 수 있다.

덧붙여, 접속점(A)의 전압을 분압한 값을 전압 신호로서 출력하도록 하여도 무방하다. 또한, 접속점(A)의 전압을 측정하는 전압 센서를 구비하여, 측정 결과에 기초하는 값을 전압 신호로서 출력하여도 무방하다.

제어부(150)는, 예를 들어, 마이크로컴퓨터로 구성할 수 있고, 전원 공급 제어부(110), 릴레이 닫힘 제어부(120), 릴레이 열림 제어부(130), 전압 검출부(140)의 동작을 제어한다. 제어 내용에는, 전원 공급 제어부(110)의 전원 공급 스위치(111), 릴레이 닫힘 제어부(120)의 릴레이 닫힘 스위치(121), 릴레이 열림 제어부(130)의 릴레이 열림 스위치(131), 전압 검출부(140)의 전압 검출 스위치(142)의 온 오프 제어가 포함된다.

전원 공급 스위치(111)가 오프 상태일 때, 릴레이 닫힘 스위치(121) 혹은 릴레이 열림 스위치(131)를 온 상태로 전환하면, 전원 공급 저항(112)을 통하여 전원(301)으로부터 그라운드(G)에 전류가 흐른다. 전원 공급 저항(112)은, 이 때에 래칭 릴레이(200)가 동작하지 않는 정도로까지 전류를 제한하는 것과 같은 큰 값으로 한다.

릴레이 제어 장치(100)는 자기 진단을 행하는 진단 모드를 가지고 있고, 제어부(150)의 제어에 의하여 진단 모드로 이행한다. 진단 모드는, 전원 공급 제어부(110), 릴레이 닫힘 제어부(120), 릴레이 열림 제어부(130), 전압 검출부(140)의 고장을 자기 진단으로 검출하는 모드이고, 통상의 래칭 릴레이(200)의 개폐 동작과는 다른 동작이 행하여진다.

진단 모드에서는, 미리 정하여진 수순(手順)에 따라, 전원 공급 제어부(110), 릴레이 닫힘 제어부(120), 릴레이 열림 제어부(130), 전압 검출부(140)의 동작을 제어한다. 즉, 전원 공급 제어부(110), 릴레이 닫힘 제어부(120), 릴레이 열림 제어부(130), 전압 검출부(140)가 가지는 각 스위치를 온 오프 구동하는 제어 신호(전원 공급 신호, 릴레이 닫힘 신호, 릴레이 열림 신호, 검출 신호)의 상태를 순차(順次) 전환하여 각 기능부의 고장 진단을 행한다.

제어부(150)에서는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 각각의 기능부에 대한 제어 신호의 조합에 대응하여, 전압 신호에 관하여 정상적인 범위가 미리 정하여져 있다. 제어부(150)는, 전압 검출부(140)로부터 입력한 전압 신호가, 그 온 오프 제어 신호의 조합에 대응한 정상적인 전압 범위로부터 일탈하고 있는 경우에 릴레이 제어 장치(100)에서 고장이 발생하였다고 판정한다.

본 실시 형태에 있어서, 전압 범위는, High 레벨, Mid 레벨, Low 레벨의 3개로 구분된다. High 레벨은, 대체로 전원(301)의 전압에 대응하는 범위이고, Low 레벨은, 대체로 그라운드(G)의 전압에 대응하는 범위이고, Mid 레벨은 그 중간의 범위이다. 이것들의 전압 범위는, 전원(301)의 전압, 전원 공급 저항(112) 및 전압 검출 저항(141)의 값 등에 따라 미리 정하여 둔다. 물론, 전압 신호는, 분압 등에 의하여 적의(適宜) 레벨 시프트하여도 무방하고, 전압 범위도 레벨 시프트한 전압 신호에 대응하여 정할 수 있다.

다음으로, 상기 구성의 릴레이 제어 장치(100)의 동작에 관하여 설명한다. 우선, 릴레이 제어 장치(100)의 통상 시 동작, 즉, 진단 모드 이외에 있어서의 동작에 관하여, 도 3의 플로차트를 참조하여 설명한다. 본 동작은, 제어부(150)의 제어에 의하여 행하여진다.

통상 동작 시에 있어서 래칭 릴레이(200)를 동작시키지 않는 대기 상태에서는, 제어부(150)는, 전원 공급 제어부(110), 릴레이 닫힘 제어부(120), 릴레이 열림 제어부(130), 전압 검출부(140)를 모두 오프 제어로 한다(S101). 즉, 전원 공급 스위치(111), 릴레이 닫힘 스위치(121), 릴레이 열림 스위치(131), 전압 검출 스위치(142)를 모두 오프 상태로 한다.

통상 동작 시에 후술하는 진단 모드로의 이행 조건을 충족하였을 경우에는(S102: Yes), 진단 모드 동작을 행한다(S103). 진단 모드 동작에 관하여는 뒤에 상술한다. 진단 모드 이행 조건을 충족하지 않는 경우에는(S102: No), 통상 동작을 계속한다.

래칭 릴레이(200)를 닫힘 동작시키는 경우에는(S104: Yes), 전원 공급 제어부(110), 릴레이 닫힘 제어부(120), 전압 검출부(140)를 함께 온 제어한다(S105). 이것에 의하여 닫힘 측 코일(201)이 통전하고, 래칭 릴레이(200)가 닫힘 동작한다.

닫힘 동작 시간을 기대한 소정 시간 경과 후에, 전원 공급 제어부(110), 릴레이 닫힘 제어부(120), 전압 검출부(140)를 함께 오프 제어한다(S106). 오프 제어 후도 래칭 릴레이(200)는, 닫힘 상태를 유지한다.

래칭 릴레이(200)를 열림 동작시키는 경우에는(S107: Yes), 전원 공급 제어부(110), 릴레이 열림 제어부(130), 전압 검출부(140)를 함께 온 제어한다(S108). 이것에 의하여 열림 측 코일(202)이 통전하고, 래칭 릴레이(200)가 열림 동작한다.

열림 동작 시간을 기대한 소정 시간 경과 후에, 전원 공급 제어부(110), 릴레이 열림 제어부(130), 전압 검출부(140)를 함께 오프 제어한다(S109). 오프 제어 후도 래칭 릴레이(200)는, 열림 상태를 유지한다. 이후는, (S101)로 되돌아와, 필요에 따라 닫힘 동작, 열림 동작을 반복한다.

덧붙여, 통상 시 동작에 있어서는, 어느 동작 모두 정상적인 전압 범위는 High 레벨이 된다. 제어부(150)는, 통상 시 동작에 있어서 High 레벨 이외의 전압을 검출하였을 경우, 릴레이 제어 장치(100)에서 고장이 발생하였다고 판정할 수 있다.

이와 같이 제어부(150)는, 릴레이 제어 장치(100)의 통상 동작 시에 있어서, 래칭 릴레이(200)의 개폐 동작 시에만 전원 공급 제어부(110), 전압 검출부(140)를 온 제어한다. 이것에 의하여, 개폐 동작을 하고 있지 않을 때의 소비 전력을 삭감할 수 있다.

다음으로, 릴레이 제어 장치(100)의 진단 모드에 있어서의 동작에 관하여, 도 4, 도 5의 플로차트를 참조하여 설명한다. 본 동작은, 제어부(150)의 제어에 의하여 행하여진다. 진단 모드로는, 예를 들어, 릴레이 제어 장치(100)의 기동 시에 이행하거나, 다른 장치로부터의 요구에 기초하여 이행하거나, 전회(前回)의 진단으로부터 소정 시간 경과 후에 이행할 수 있다.

진단 모드에 있어서, 제어부(150)는, 초기 상태로서 전압 검출부(140), 전원 공급 제어부(110), 릴레이 닫힘 제어부(120), 릴레이 열림 제어부(130)를 모두 오프 제어로 한다(도 4: S201).

어느 기능부 모두 고장이 발생하고 있지 않는 경우, 전원(301)으로부터 그라운드(G)에 전류는 흐르지 않고, 전압 검출부(140)는, 전원 공급 제어부(110)의 전원 공급 저항(112)을 통하여 거의 전원(301)의 전압을 검출한다. 이 때문에, 정상 전압 범위는 High 레벨이 된다(도 2: A).

제어부(150)는, 전압 신호가 이 정상 전압 범위로부터 일탈하고 있는 경우(S202: Yes), 즉, 전압 신호가 High 레벨 이외의 경우는, 릴레이 제어 장치(100)에서 고장이 발생하였다고 판정한다(S203). 고장 개소는, 예를 들어, 릴레이 닫힘 제어부(120)의 릴레이 닫힘 스위치(121), 릴레이 열림 제어부(130)의 릴레이 열림 스위치(131) 혹은 전압 검출부(140)의 전압 검출 스위치(142)의 단락 고장의 가능성이 있다.

전압 신호가 이 정상 전압 범위로부터 일탈하고 있지 않으면(S202: No), 즉, 전압 신호가 High 레벨이면, 전압 검출부(140)를 온 제어로 한다(S204).

어느 기능부 모두 고장이 발생하고 있지 않는 경우, 전원 공급 제어부(110)의 전원 공급 저항(112)과 전압 검출부(140)의 전압 검출 저항(141)을 통하여 전원(301)으로부터 그라운드에 전류가 흐르고, 전압 검출부(140)는, 전원(301)의 전압을 전원 공급 저항(112)과 전압 검출 저항(141)으로 분압한 전압을 검출한다. 이 때문에, 정상 전압 범위는 Mid 레벨이 된다(도 2: B).

제어부(150)는, 전압 신호가 이 정상 전압 범위로부터 일탈하고 있는 경우(S205: Yes), 즉, 전압 신호가 Mid 레벨 이외의 경우는, 릴레이 제어 장치(100)에서 고장이 발생하였다고 판정한다(S206). 고장 개소는, 예를 들어, 전압 신호가 High 레벨이면, 전원 공급 제어부(110)의 전원 공급 스위치(111)의 단락 고장 혹은 전압 검출부(140)의 전압 검출 스위치(142)의 오픈 고장의 가능성이 있고, 전압 신호가 Low 레벨이면, 릴레이 닫힘 제어부(120)의 릴레이 닫힘 스위치(121) 혹은 릴레이 열림 제어부(130)의 릴레이 열림 스위치(131)의 단락 고장의 가능성이 있다. 그 후, 제어부(150)는, 전압 검출부(140)를 오프 제어로 하여(S207), 진단 모드를 종료한다.

전압 신호가 이 정상 전압 범위로부터 일탈하고 있지 않으면(S205: No), 즉, 전압 신호가 Mid 레벨이면, 전원 공급 제어부(110)를 온 제어로 한다(S208).

어느 기능부 모두 고장이 발생하고 있지 않는 경우, 전원 공급 제어부(110)의 전원 공급 스위치(111)와 전압 검출부(140)의 전압 검출 저항(141)을 통하여 전원(301)으로부터 그라운드에 전류가 흐르고, 전압 검출부(140)는 거의 전원(301)의 전압을 검출한다. 이 때문에, 정상 전압 범위는 High 레벨이 된다(도 2: C).

제어부(150)는, 전압 신호가 이 정상 전압 범위로부터 일탈하고 있는 경우(S209: Yes), 즉, 전압 신호가 High 레벨 이외의 경우는, 릴레이 제어 장치(100)에서 고장이 발생하였다고 판정한다(S210). 고장 개소는, 예를 들어, 전원 공급 제어부(110)의 전원 공급 스위치(111) 혹은 전압 검출부(140)의 전압 검출 스위치(142)의 오픈 고장의 가능성이 있다. 그 후, 제어부(150)는, 전원 공급 제어부(110)를 오프 제어로 하는(S211) 것과 함께, 전압 검출부(140)를 오프 제어로 하여(S207), 진단 모드를 종료한다.

제어부(150)는, 진단 모드 동작 시의 처리(S208)에 있어서 전원 공급 제어부(110)를 온 제어하지만, 릴레이 닫힘 제어부(120), 릴레이 열림 제어부(130) 모두 오프 제어를 유지하고 있기 때문에, 릴레이 제어 장치(100)가 정상적인 상태이면, 래칭 릴레이(200)가 개폐 동작을 행하는 일은 없다.

전압 신호가 이 정상 전압 범위로부터 일탈하고 있지 않으면(S209: No), 즉, 전압 신호가 High 레벨이면, 전원 공급 제어부(110)를 오프 제어로 한다(도 5: S212). 그리고, 릴레이 닫힘 제어부(120)를 온 제어한다(S213).

어느 기능부 모두 고장이 발생하고 있지 않는 경우, 전원 공급 제어부(110)의 전원 공급 저항(112)과 닫힘 측 코일(201)과 릴레이 닫힘 제어부(120)의 릴레이 닫힘 스위치(121)를 통하여 전원(301)으로부터 그라운드(G)에 전류가 흐르고, 전압 검출부(140)는 거의 그라운드(G)의 전압을 검출한다. 이 때문에, 정상 전압 범위는 Low 레벨이 된다(도 2: D).

제어부(150)는, 전압 신호가 이 정상 전압 범위로부터 일탈하고 있는 경우(S214: Yes), 즉, 전압 신호가 Low 레벨 이외의 경우는, 릴레이 제어 장치(100)에서 고장이 발생하였다고 판정한다(S215). 고장 개소는, 예를 들어, 릴레이 닫힘 제어부(120)의 릴레이 닫힘 스위치(121)의 오픈 고장의 가능성이 있다. 덧붙여, 닫힘 측 코일(201)의 단선 등의 가능성도 있다. 즉, 닫힘 측 코일(201)의 단선도 고장 판정의 대상으로 할 수 있다. 그 후, 제어부(150)는, 릴레이 닫힘 제어부(120)를 오프 제어로 하는(S216) 것과 함께, 전압 검출부(140)를 오프 제어로 하여(S207), 진단 모드를 종료한다.

제어부(150)는, 진단 모드 동작 시의 처리(S213)에 있어서 릴레이 닫힘 제어부(120)를 온 제어하지만, 전원 공급 제어부(110)를 오프 제어로 하고 있기 때문에, 릴레이 제어 장치(100)가 정상적인 상태이면, 전원 공급 저항(112)에 의하여 닫힘 측 코일(201)에는 래칭 릴레이(200)를 동작시킬 정도의 전류는 흐르지 않고, 래칭 릴레이(200)가 닫힘 동작을 행하는 일은 없다.

전압 신호가 이 정상 전압 범위로부터 일탈하고 있지 않으면(S214: No), 즉, 전압 신호가 Low 레벨이면, 릴레이 닫힘 제어부(120)를 오프 제어로 한다(S217). 그리고, 릴레이 열림 제어부(130)를 온 제어한다(S218). 덧붙여, 릴레이 닫힘 제어부(120)의 온 제어(S213)에 의한 진단, 릴레이 열림 제어부(130)의 온 제어(S218)에 의한 진단의 순서는 반대여도 무방하다.

어느 기능부 모두 고장이 발생하고 있지 않는 경우, 전원 공급 제어부(110)의 전원 공급 저항(112)과 열림 측 코일(202)과 릴레이 열림 제어부(130)의 릴레이 열림 스위치(131)를 통하여 전원(301)으로부터 그라운드에 전류가 흐르고, 전압 검출부(140)는 거의 그라운드의 전압을 검출한다. 이 때문에, 정상 전압 범위는 Low 레벨이 된다(도 2: E).

제어부(150)는, 전압 신호가 이 정상 전압 범위로부터 일탈하고 있는 경우(S219: Yes), 즉, 전압 신호가 Low 레벨 이외의 경우는, 릴레이 제어 장치(100)에서 고장이 발생하였다고 판정한다(S220). 고장 개소는, 예를 들어, 릴레이 열림 제어부(130)의 릴레이 열림 스위치(131)의 오픈 고장의 가능성이 있다. 덧붙여, 열림 측 코일(202)의 단선 등의 가능성도 있다. 즉, 열림 측 코일(202)의 단선도 고장 판정의 대상으로 할 수 있다. 그 후, 제어부(150)는, 릴레이 열림 제어부(130)를 오프 제어로 하는(S221) 것과 함께, 전압 검출부(140)를 오프 제어로 하여(S207), 진단 모드를 종료한다.

제어부(150)는, 진단 모드 동작 시의 처리(S218)에 있어서 릴레이 열림 제어부(130)를 온 제어하지만, 전원 공급 제어부(110)를 오프 제어로 하고 있기 때문에, 릴레이 제어 장치(100)가 정상적인 상태이면, 전원 공급 저항(112)에 의하여 열림 측 코일(202)에는 래칭 릴레이(200)를 동작시킬 정도의 전류는 흐르지 않고, 래칭 릴레이(200)가 열림 동작을 행하는 일은 없다.

전압 신호가 이 정상 전압 범위로부터 일탈하고 있지 않으면(S219: No), 즉, 전압 신호가 Low 레벨이면, 릴레이 제어 장치(100)에서 고장이 발생하고 있지 않고, 전원 공급 제어부(110), 릴레이 닫힘 제어부(120), 릴레이 열림 제어부(130), 전압 검출부(140) 모두 정상적이라고 판정한다(S222).

그 후, 제어부(150)는, 릴레이 열림 제어부(130)를 오프 제어로 하는(S223) 것과 함께, 전압 검출부(140)를 오프 제어로 하여(S224), 진단 모드를 종료한다. 진단 모드 종료 후는, 통상 동작으로 이행한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 릴레이 제어 장치(100)는, 릴레이 닫힘 제어부(120), 릴레이 열림 제어부(130)를 온 구동하여 진단을 행할 때에, 전원 공급 제어부(110)를 오프 제어할 수 있는 구성으로 하였기 때문에 래칭 릴레이(200)의 개폐 동작을 억제할 수 있다.

덧붙여, 도 4, 도 5에 도시한 고장 진단의 수순은 일례이고, 다른 수순으로 고장 진단을 행하여도 무방하다. 또한, 전압 검출부(140)를 제어부(150)와는 다른 기능부로서 설명하였지만, 전압 검출부(140)를 제어부(150)에 포함하도록 하여도 무방하다.

100: 릴레이 제어 장치
110: 전원 공급 제어부
111: 전원 공급 스위치
112: 전원 공급 저항
120: 릴레이 닫힘 제어부
121: 릴레이 닫힘 스위치
130: 릴레이 열림 제어부
131: 릴레이 열림 스위치
140: 전압 검출부
141: 전압 검출 저항
142: 전압 검출 스위치
150: 제어부
200: 래칭 릴레이
201: 닫힘 측 코일
202: 열림 측 코일
301: 전원

Claims

전력의 공급을 받고, 닫힘 측 코일과 열림 측 코일을 가지는 래칭 릴레이를 제어하는 릴레이 제어 장치에 있어서,
상기 닫힘 측 코일의 제1단(端) 및 상기 열림 측 코일의 제1단의 접속점과 제1 전극과의 사이에 병렬로 접속된, 전원 공급 저항과 전원 공급 스위치를 가지는 전원 공급 제어부와,
상기 닫힘 측 코일의 제2단과 제2 전극과의 사이에 접속된 릴레이 닫힘 스위치를 가지는 릴레이 닫힘 제어부와,
상기 열림 측 코일의 제2단과 상기 제2 전극과의 사이에 접속된 릴레이 열림 스위치를 가지는 릴레이 열림 제어부와,
상기 접속점과 상기 제2 전극과의 사이에 직렬로 접속된 전압 검출 저항 및 전압 검출 스위치를 가지고, 상기 접속점의 전압에 기초하는 전압 신호를 출력하는 전압 검출부와,
상기 전원 공급 스위치의 온 오프를 제어하는 전원 공급 신호, 상기 릴레이 닫힘 스위치의 온 오프를 제어하는 릴레이 닫힘 신호, 상기 릴레이 열림 스위치의 온 오프를 제어하는 릴레이 열림 신호, 상기 전압 검출 스위치의 온 오프를 제어하는 검출 신호를 출력하고, 상기 전원 공급 신호, 상기 릴레이 닫힘 신호, 상기 릴레이 열림 신호, 상기 검출 신호 및 상기 전압 신호에 기초하여 고장을 검출하는 제어부
를 구비하는 것을 특징으로 하는 릴레이 제어 장치.
제1항에 있어서,
상기 전원 공급 신호, 상기 릴레이 닫힘 신호, 상기 릴레이 열림 신호, 상기 검출 신호의 상태의 조합마다 정상적인 전압 범위가 정하여져 있고, 상기 제어부는, 상기 전압 신호가 상기 정상적인 전압 범위를 일탈하고 있는 경우에 고장이 일어났다고 판정하는 것을 특징으로 하는 릴레이 제어 장치.
제1항에 있어서,
상기 전원 공급 저항은, 상기 전원 공급 스위치가 오프 상태일 때, 상기 릴레이 닫힘 스위치 혹은 상기 릴레이 열림 스위치를 온 상태로 전환하여도 상기 래칭 릴레이가 동작하지 않는 정도로 전류를 제한하도록 하는 값을 가지는 것을 특징으로 하는 릴레이 제어 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는, 진단 모드를 가지고 있고, 상기 진단 모드에 있어서 상기 릴레이 닫힘 신호가 온 상태로 변경되거나 혹은 상기 릴레이 열림 신호가 온 상태로 변경되는 경우에, 상기 전원 공급 신호를 오프 상태로 변경하는 것을 특징으로 하는 릴레이 제어 장치.
제4항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 진단 모드 이외에 있어서는, 상기 릴레이 닫힘 신호가 온 상태로 변경되거나 혹은 상기 릴레이 열림 신호가 온 상태로 변경되는 경우에, 상기 전원 공급 신호를 온 상태로 변경하는 것을 특징으로 하는 릴레이 제어 장치.