JP2017143038A

JP2017143038A - Relay system

Info

Publication number: JP2017143038A
Application number: JP2016024953A
Authority: JP
Inventors: 智陽飯田; Tomoaki Iida; 健人中村; Taketo Nakamura
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-02-12
Filing date: 2016-02-12
Publication date: 2017-08-17

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique capable of easily implementing a relay system in which one of two switches is a switch device including a monitoring circuit and the other is a transistor.SOLUTION: A relay system 2 comprises: an electromagnetic relay 20 which switches conduction and cutoff between a main battery 22 and a motor 23; a sub-battery 41 which supplies power to a coil 21 of the electromagnetic relay 20; a switch device 42 including a transistor 42a connected between one end 21a of the coil 21 and a positive electrode 41a of the sub-battery 41 and switching conduction and cutoff between the one end 21a of the coil 21 and the sub-battery 41, and a monitoring circuit 42b monitoring an abnormality of the coil 21 and operating by the power supply from the sub-battery 41; and a transistor 43 connected between the other end 21b of the coil 21 and a negative electrode 41b of the sub-battery 41 and switching conduction and cutoff between the coil 21 and the sub-battery 41.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本明細書が開示する技術は、電源と負荷の間の導通と遮断を切り換えるリレーシステムに関する。 The technology disclosed in this specification relates to a relay system that switches between conduction and interruption between a power source and a load.

一般に、電源から負荷（例えば、モータ等）へ電力を供給するか否かを制御するために、電源と負荷との間に電磁リレーを接続する。電磁リレーの導通と遮断は、コイルの電磁力により切り換えられる。例えば、特許文献１に、電磁リレーのコイルに電力を供給するための回路が開示されている。以下では、説明の便宜のため、負荷と接続されている電源を第１電源と称し、電磁リレーのコイルに電力を供給する電源を第２電源と称する。 In general, an electromagnetic relay is connected between the power source and the load in order to control whether power is supplied from the power source to a load (for example, a motor or the like). The electromagnetic relay is switched on and off by the electromagnetic force of the coil. For example, Patent Document 1 discloses a circuit for supplying power to a coil of an electromagnetic relay. Hereinafter, for convenience of explanation, the power source connected to the load is referred to as a first power source, and the power source that supplies power to the coil of the electromagnetic relay is referred to as a second power source.

特許文献１の回路は、第１電源と負荷との間に接続されている電磁リレーと、その電磁リレーのコイルに電力を供給する第２電源と、当該第２電源の正極とコイルとの間で直列に接続されている２つのスイッチを含む。この回路では、２つのスイッチのうちの一方が短絡故障した場合、故障していない他方のスイッチをＯＦＦすることにより、コイルへの電力供給が遮断される。スイッチとしては、例えば、トランジスタ等のスイッチング素子が利用される。 The circuit of Patent Document 1 includes an electromagnetic relay connected between a first power supply and a load, a second power supply that supplies power to a coil of the electromagnetic relay, and a positive electrode and a coil of the second power supply. Including two switches connected in series. In this circuit, when one of the two switches is short-circuited, the power supply to the coil is cut off by turning off the other switch that has not failed. For example, a switching element such as a transistor is used as the switch.

特開２０１５−２３７６２号公報JP 2015-23762 A

特許文献１に示すような直列に接続されている２つのスイッチを含むリレーシステムに、コイルの異常を監視する機能を付加したいという要求がある。この要求に応じて、例えば、２つのスイッチのうちの一方を、コイルの異常を監視するための監視回路とスイッチを含むデバイスとすることが考えられる。以下では、説明の便宜上、スイッチと監視回路を含むデバイスをスイッチデバイスと称する。監視回路には電源が必要であるが、もともと、スイッチには第２電源の正極が接続されているので、スイッチデバイスの監視回路は第２電源から電力供給を受けることができる。例えば、２つのスイッチのうちコイル側に位置するスイッチがスイッチデバイスである場合、第２電源の正極側に位置するスイッチがＯＦＦとなると、監視回路への電力供給が遮断され、監視回路が動作しなくなる。そのため、監視回路への電力供給が常に行われるように、第２電源の正極側に位置するスイッチをスイッチデバイスとすることが考えられる。一方、監視回路を備えない方のスイッチとしては、トランジスタを採用するのが低コストである。しかし、スイッチにトランジスタを採用すると、以下の課題が発生する。トランジスタのエミッタ電位は、コイルの抵抗による電圧降下に応じて変動し、一定ではない。ここで、トランジスタのゲート電圧は、エミッタ電位を基準とする。そのため、エミッタ電位の変動に応じてゲート電圧をトランジスタのゲートに印加する回路が必要となり、当該回路は一定のエミッタ電位に応じてゲート電圧を印加する回路より複雑となる。本明細書は、２つのスイッチのうちの一方が監視回路を含むスイッチデバイスであり他方がトランジスタであるリレーシステムを簡易に実現するための技術を提供する。 There is a demand for adding a function of monitoring an abnormality of a coil to a relay system including two switches connected in series as shown in Patent Document 1. In response to this request, for example, one of the two switches may be a device including a monitoring circuit and a switch for monitoring a coil abnormality. Hereinafter, for convenience of description, a device including a switch and a monitoring circuit is referred to as a switch device. Although the monitoring circuit requires a power source, since the positive electrode of the second power source is originally connected to the switch, the monitoring circuit of the switch device can be supplied with power from the second power source. For example, when the switch located on the coil side of the two switches is a switch device, when the switch located on the positive side of the second power supply is turned off, the power supply to the monitoring circuit is cut off and the monitoring circuit operates. Disappear. Therefore, it is conceivable to use a switch located on the positive electrode side of the second power supply as a switch device so that power is always supplied to the monitoring circuit. On the other hand, as a switch without a monitoring circuit, it is low cost to use a transistor. However, when a transistor is used for the switch, the following problems occur. The emitter potential of the transistor varies according to the voltage drop due to the resistance of the coil and is not constant. Here, the gate voltage of the transistor is based on the emitter potential. Therefore, a circuit for applying a gate voltage to the gate of the transistor according to the variation of the emitter potential is required, and this circuit is more complicated than a circuit for applying the gate voltage according to a constant emitter potential. This specification provides a technique for easily realizing a relay system in which one of two switches is a switch device including a monitoring circuit and the other is a transistor.

本明細書が開示するリレーシステムは、第１電源と負荷との間の導通と遮断を切り換える電磁リレーと、電磁リレーのコイルに電力を供給する第２電源と、コイルの一端と第２電源の正極との間に接続されており、コイルの一端と第２電源との間の導通と遮断を切り換えるスイッチと、コイルの異常を監視する監視回路であって第２電源からの電力供給により動作する監視回路を含むスイッチデバイスと、コイルの他端と第２電源の負極との間に接続されており、コイルの他端と第２電源の負極との間の導通と遮断を切り換えるトランジスタを備える。 The relay system disclosed in this specification includes an electromagnetic relay that switches between conduction and interruption between a first power supply and a load, a second power supply that supplies power to a coil of the electromagnetic relay, one end of the coil, and the second power supply. Connected between the positive electrode and a switch for switching between conduction and cutoff between one end of the coil and the second power source, and a monitoring circuit for monitoring the abnormality of the coil, which operates by supplying power from the second power source. A switching device including a monitoring circuit and a transistor that is connected between the other end of the coil and the negative electrode of the second power supply, and switches between conduction and interruption between the other end of the coil and the negative electrode of the second power supply.

この構成によれば、コイルの異常を監視する監視回路を含むスイッチデバイスがコイルの一端と第２電源の正極との間に接続され、もう一つのスイッチであるトランジスタは、コイルの他端と第２電源の負極との間の導通と遮断を切り換える。そのため、監視回路には、第２電源から常に電力が供給される。また、トランジスタは、コイルの他端と第２電源の負極との間に接続されているので、トランジスタのエミッタ電位は、負極の電位となり、常に一定である。そのため、ゲート電圧を印加する回路は、単純となる。以上により、２つのスイッチのうちの一方が監視回路を含むスイッチデバイスであり他方がトランジスタであるリレーシステムを簡易に実現することができる。本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。 According to this configuration, the switch device including a monitoring circuit that monitors the abnormality of the coil is connected between one end of the coil and the positive electrode of the second power source, and the transistor that is the other switch includes the other end of the coil and the second terminal. Switch between conduction and interruption between the negative poles of the two power supplies. Therefore, power is always supplied to the monitoring circuit from the second power supply. Further, since the transistor is connected between the other end of the coil and the negative electrode of the second power supply, the emitter potential of the transistor is the negative electrode potential and is always constant. Therefore, the circuit for applying the gate voltage is simple. As described above, a relay system in which one of the two switches is a switch device including a monitoring circuit and the other is a transistor can be easily realized. Details and further improvements of the technology disclosed in this specification will be described in the following “DETAILED DESCRIPTION”.

実施例のリレーシステムの回路図である。It is a circuit diagram of the relay system of an Example. トランジスタの故障を診断する処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process which diagnoses the failure of a transistor.

図面を参照して実施例のリレーシステム２を説明する。図１は、リレーシステム２の回路図である。リレーシステム２は、電動車両（例えば、電気自動車、ハイブリッド車）に搭載される。リレーシステム２は、電磁リレー２０と、電磁リレー２０のコイル２１に電力を供給するサブバッテリ４１と、コイル２１の一端２１ａとサブバッテリ４１の正極４１ａとの間に接続されているスイッチデバイス４２と、コイル２１の他端２１ｂとグランド４９との間に接続されているトランジスタ４３を備えている。電磁リレー２０は、電動車両のメインバッテリ２２と走行用のモータ２３との間の導通と遮断を切替える。図１に示すように、サブバッテリ４１の負極４１ｂは、グランド４９に接続されている。即ち、トランジスタ４３は、コイル２１の他端２１ｂとサブバッテリ４１の負極４１ｂとの間に接続されている。 A relay system 2 according to an embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram of the relay system 2. The relay system 2 is mounted on an electric vehicle (for example, an electric vehicle or a hybrid vehicle). The relay system 2 includes an electromagnetic relay 20, a sub battery 41 that supplies power to the coil 21 of the electromagnetic relay 20, and a switch device 42 that is connected between one end 21 a of the coil 21 and the positive electrode 41 a of the sub battery 41. And a transistor 43 connected between the other end 21 b of the coil 21 and the ground 49. The electromagnetic relay 20 switches between conduction and interruption between the main battery 22 of the electric vehicle and the traveling motor 23. As shown in FIG. 1, the negative electrode 41 b of the sub battery 41 is connected to the ground 49. That is, the transistor 43 is connected between the other end 21 b of the coil 21 and the negative electrode 41 b of the sub battery 41.

スイッチデバイス４２は、コイル２１とサブバッテリ４１との間の導通と遮断を切り換えるトランジスタ４２ａとコイル２１の異常を監視する監視回路４２ｂを含む。スイッチデバイス４２は、いわゆる、ＩＰＤ（Intelligent Power Deviceの略）である。監視回路４２ｂは、サブバッテリ４１からの電力供給により動作する。スイッチデバイス４２は、リレーシステム２を統合的に制御する上位コントローラ７０の下位に接続されている第１下位コントローラ６１により制御される。即ち、第１下位コントローラ６１は、トランジスタ４２ａのゲートにゲート電圧を印加することにより、トランジスタ４２ａを導通させる。また、第１下位コントローラ６１は、監視回路４２ｂが出力する信号を受信する。 The switch device 42 includes a transistor 42 a that switches between conduction and interruption between the coil 21 and the sub battery 41 and a monitoring circuit 42 b that monitors abnormality of the coil 21. The switch device 42 is a so-called IPD (abbreviation for Intelligent Power Device). The monitoring circuit 42 b operates by supplying power from the sub battery 41. The switch device 42 is controlled by a first lower controller 61 connected to a lower level of the upper controller 70 that controls the relay system 2 in an integrated manner. That is, the first lower controller 61 applies the gate voltage to the gate of the transistor 42a to make the transistor 42a conductive. The first lower controller 61 receives a signal output from the monitoring circuit 42b.

監視回路４２ｂは、コイル２１に流れる電流と所定の閾値との大小関係を示す所定の信号を出力する。具体的には、監視回路４２ｂは、トランジスタ４２ａが導通しており、トランジスタ４２ａを流れる電流が所定の閾値以下である場合に所定の信号を第１下位コントローラ６１に送信する。第１下位コントローラ６１は、監視回路４２ｂから所定の信号を受信する場合、断線等によりコイル２１に異常が発生したと判断し、上位コントローラ７０に異常信号を送信する。上位コントローラ７０は、異常信号を受信すると、故障診断装置、いわゆるダイアグ８０にコイル２１に異常が発生したことを示す信号を送信する。ダイアグ８０は、当該信号を受信する場合、コイル２１に異常が発生したことを示す情報を記憶する。 The monitoring circuit 42b outputs a predetermined signal indicating the magnitude relationship between the current flowing through the coil 21 and the predetermined threshold value. Specifically, the monitoring circuit 42b transmits a predetermined signal to the first lower controller 61 when the transistor 42a is conductive and the current flowing through the transistor 42a is equal to or less than a predetermined threshold. When receiving a predetermined signal from the monitoring circuit 42 b, the first lower controller 61 determines that an abnormality has occurred in the coil 21 due to disconnection or the like, and transmits an abnormality signal to the upper controller 70. When the host controller 70 receives the abnormality signal, the host controller 70 transmits a signal indicating that an abnormality has occurred in the coil 21 to the failure diagnosis apparatus, so-called diagnosis 80. When receiving the signal, the diagnosis 80 stores information indicating that an abnormality has occurred in the coil 21.

トランジスタ４３は、コイル２１の他端とグランド４９（即ち、サブバッテリ４１の負極４１ｂ）との間の導通と遮断を切り換える。トランジスタ４３のコレクタ電極は、コイル２１の他端２１ｂに接続されており、トランジスタ４３のエミッタ電極は、グランド４９（即ち、サブバッテリ４１の負極４１ｂ）に接続されている。トランジスタ４３は、第２下位コントローラ６２により制御される。第２下位コントローラ６２は、トランジスタ４３のゲートにゲート電圧を印加することにより、トランジスタ４３を導通させる。 The transistor 43 switches between conduction and interruption between the other end of the coil 21 and the ground 49 (that is, the negative electrode 41b of the sub-battery 41). The collector electrode of the transistor 43 is connected to the other end 21b of the coil 21, and the emitter electrode of the transistor 43 is connected to the ground 49 (that is, the negative electrode 41b of the sub-battery 41). The transistor 43 is controlled by the second lower controller 62. The second lower controller 62 makes the transistor 43 conductive by applying a gate voltage to the gate of the transistor 43.

電磁リレー２０は２接点の電磁リレーである。図１に示すように、電磁リレー２０の２接点のうちの一方の接点は、メインバッテリ２２の正極とモータ２３との間に接続され、他方の接点は、メインバッテリ２２の負極とモータ２３との間に接続されている。電磁リレー２０の２接点を実現する構造は、コイル２１の電磁力により動作する。この構造は、よく知られた技術であるので、具体的な説明は省略する。コイル２１に電流が流れている場合、即ち、スイッチデバイス４２のトランジスタ４２ａ及びトランジスタ４３が導通している場合、コイル２１の電磁力により電磁リレー２０の２接点は導通される。一方、コイル２１に電流が流れていない場合、即ち、トランジスタ４２ａまたはトランジスタ４３が導通していない場合、電磁リレー２０の２接点は遮断される。 The electromagnetic relay 20 is a two-contact electromagnetic relay. As shown in FIG. 1, one of the two contacts of the electromagnetic relay 20 is connected between the positive electrode of the main battery 22 and the motor 23, and the other contact is connected to the negative electrode of the main battery 22 and the motor 23. Connected between. The structure for realizing the two contacts of the electromagnetic relay 20 operates by the electromagnetic force of the coil 21. Since this structure is a well-known technique, a specific description is omitted. When current flows through the coil 21, that is, when the transistor 42 a and the transistor 43 of the switch device 42 are conducting, the two contacts of the electromagnetic relay 20 are conducted by the electromagnetic force of the coil 21. On the other hand, when no current flows through the coil 21, that is, when the transistor 42a or the transistor 43 is not conductive, the two contacts of the electromagnetic relay 20 are cut off.

なお、電磁リレー２０の２接点とモータ２３との間には、２接点と並列に電圧センサ２４が接続されている。電圧センサ２４の測定値は、上位コントローラ７０に送信される。当該測定値は、後述するトランジスタ４３の故障診断に利用される。 A voltage sensor 24 is connected between the two contacts of the electromagnetic relay 20 and the motor 23 in parallel with the two contacts. The measurement value of the voltage sensor 24 is transmitted to the host controller 70. The measured value is used for failure diagnosis of the transistor 43 described later.

リレーシステム２の動作を説明する。リレーシステム２は、上位コントローラ７０が第１下位コントローラ６１と第２下位コントローラ６２に命令を送信することにより、動作する。電動車両は、電動車両のイグニションスイッチがＯＮされることにより、起動する。上位コントローラ７０は、イグニションスイッチがＯＮされる場合、第１、第２下位コントローラ６１、６２の夫々に、各トランジスタを導通させるための命令（即ち、各トランジスタのゲートにゲート電圧を印加させるための命令）を送信する。これにより、スイッチデバイス４２のトランジスタ４２ａとトランジスタ４３が導通し、コイル２１にサブバッテリ４１から電力が供給され、電磁リレー２０が導通する。そして、モータ２３にメインバッテリ２２から電力が供給される。モータ２３に電力が供給されることにより、電動車両は走行が可能となる。また、上位コントローラ７０は、何らかの原因により、スイッチデバイス４２のトランジスタ４２ａが短絡故障した場合、第２下位コントローラ６２に、トランジスタ４３を遮断するための命令を送信する。これにより、トランジスタ４３が遮断し、電磁リレー２０が遮断する。即ち、トランジスタ４３は、スイッチデバイス４２のトランジスタ４２ａが短絡故障した場合に、電磁リレー２０を緊急的に遮断するためのスイッチである。通常、電動車両の稼働中における電磁リレー２０の導通と遮断は、スイッチデバイス４２のトランジスタ４２ａの導通と遮断により制御される。 The operation of the relay system 2 will be described. The relay system 2 operates when the host controller 70 transmits a command to the first lower controller 61 and the second lower controller 62. The electric vehicle is activated when the ignition switch of the electric vehicle is turned on. When the ignition switch is turned on, the upper controller 70 instructs each of the first and second lower controllers 61 and 62 to make each transistor conductive (that is, to apply a gate voltage to the gate of each transistor). Command). Thereby, the transistor 42a and the transistor 43 of the switch device 42 are brought into conduction, power is supplied to the coil 21 from the sub battery 41, and the electromagnetic relay 20 is brought into conduction. Then, electric power is supplied to the motor 23 from the main battery 22. By supplying electric power to the motor 23, the electric vehicle can run. Further, when the transistor 42a of the switch device 42 is short-circuited for some reason, the upper controller 70 transmits a command for shutting down the transistor 43 to the second lower controller 62. Thereby, the transistor 43 is cut off and the electromagnetic relay 20 is cut off. That is, the transistor 43 is a switch for urgently shutting off the electromagnetic relay 20 when the transistor 42a of the switch device 42 is short-circuited. Normally, the conduction and interruption of the electromagnetic relay 20 during operation of the electric vehicle is controlled by the conduction and interruption of the transistor 42a of the switch device 42.

また、本実施例のリレーシステム２には、スイッチデバイス４２のトランジスタ４２ａ又はトランジスタ４３の遮断時に発生するサージ電流を低減するために、２つのサージ吸収回路が設けられている。コイル２１の一端とスイッチデバイス４２の間には、第１サージ吸収回路４５が接続されている。第１サージ吸収回路４５は、ダイオード４５ａとツェナーダイオード４５ｂを含み、ダイオード４５ａのアノードとツェナーダイオード４５ｂのアノードが接続されている。ダイオード４５ａのカソードは、コイル２１の一端２１ａとスイッチデバイス４２の間に接続されており、ツェナーダイオード４５ｂのカソードはグランド４９に接続されている。 Further, in the relay system 2 of the present embodiment, two surge absorbing circuits are provided in order to reduce a surge current generated when the transistor 42a or the transistor 43 of the switch device 42 is shut off. A first surge absorbing circuit 45 is connected between one end of the coil 21 and the switch device 42. The first surge absorption circuit 45 includes a diode 45a and a Zener diode 45b, and the anode of the diode 45a and the anode of the Zener diode 45b are connected. The cathode of the diode 45 a is connected between the one end 21 a of the coil 21 and the switch device 42, and the cathode of the Zener diode 45 b is connected to the ground 49.

コイル２１の他端２１ｂとトランジスタ４３の間には、第２サージ吸収回路４６が接続されている。第２サージ吸収回路４６は、ツェナーダイオード４６ａを含み、ツェナーダイオード４６ａのカソードは、コイル２１の他端１ｂとトランジスタ４３の間に接続されており、そのアノードはグランド４９に接続されている。 A second surge absorbing circuit 46 is connected between the other end 21 b of the coil 21 and the transistor 43. The second surge absorption circuit 46 includes a Zener diode 46 a, the cathode of the Zener diode 46 a is connected between the other end 1 b of the coil 21 and the transistor 43, and the anode thereof is connected to the ground 49.

スイッチデバイス４２のトランジスタ４２ａ及びトランジスタ４３が導通している状態で、トランジスタ４２ａが遮断する場合、サージ電流は、第１サージ吸収回路４５からコイル２１及びトランジスタ４３を通過し、グランド４９に流れる。また、スイッチデバイス４２のトランジスタ４２ａ及びトランジスタ４３が導通している状態で、トランジスタ４３が遮断する場合、サージ電流は、コイル２１から第２サージ吸収回路４６を通過し、グランド４９に流れる。サージ電流が、ツェナーダイオード４５ｂ、４６ａを逆方向に流れることにより、ツェナーダイオード４５ｂ、４６ａが所定の降伏電圧で電圧降下し、サージ電流が減衰する。降伏電圧が大きいツェナーダイオードを選定することにより、サージ電流の減衰を早めることが可能である。本実施例では、ツェナーダイオード４５ｂの降伏電圧が、ツェナーダイオード４６ａの降伏電圧より大きい。これは、上記のように、通常、電磁リレー２０の導通と遮断は、スイッチデバイス４２のトランジスタ４２ａの導通と遮断により制御されるので、トランジスタ４２ａが遮断する場合に発生するサージ電流を速やかに減衰したいという設計要求によるものである。 When the transistor 42a is cut off while the transistor 42a and the transistor 43 of the switch device 42 are conducting, the surge current flows from the first surge absorption circuit 45 through the coil 21 and the transistor 43 to the ground 49. Further, when the transistor 43 is cut off while the transistor 42 a and the transistor 43 of the switch device 42 are conducting, the surge current flows from the coil 21 to the ground 49 through the second surge absorbing circuit 46. When the surge current flows through the Zener diodes 45b and 46a in the reverse direction, the Zener diodes 45b and 46a drop in voltage at a predetermined breakdown voltage, and the surge current is attenuated. By selecting a Zener diode having a large breakdown voltage, it is possible to accelerate the decay of the surge current. In this embodiment, the breakdown voltage of the Zener diode 45b is larger than the breakdown voltage of the Zener diode 46a. This is because, as described above, normally, the conduction and interruption of the electromagnetic relay 20 are controlled by the conduction and interruption of the transistor 42a of the switch device 42. Therefore, the surge current generated when the transistor 42a is interrupted is quickly attenuated. This is due to the design requirement of wanting.

本実施例のリレーシステムの効果を説明する。本実施例の構成によれば、スイッチデバイス４２の監視回路４２ｂは、サブバッテリ４１から常に電力が供給される。仮に、トランジスタ４３をサブバッテリ４１とスイッチデバイス４２との間に接続すると、トランジスタ４３が遮断される場合、監視回路４２ｂへのサブバッテリ４１からの電力供給が遮断され、監視回路４２ｂが動作しなくなる。本実施例の構成では、トランジスタ４３の導通、遮断に関わらず、監視回路４２ｂが常に動作する。これにより、監視回路４２ｂが動作しない事態を防ぐことができる。 The effect of the relay system of the present embodiment will be described. According to the configuration of the present embodiment, the monitoring circuit 42 b of the switch device 42 is always supplied with power from the sub battery 41. If the transistor 43 is connected between the sub battery 41 and the switch device 42, when the transistor 43 is cut off, the power supply from the sub battery 41 to the monitoring circuit 42b is cut off, and the monitoring circuit 42b does not operate. . In the configuration of this embodiment, the monitoring circuit 42b always operates regardless of whether the transistor 43 is on or off. Thereby, the situation where the monitoring circuit 42b does not operate can be prevented.

さらに、本実施例の構成によれば、トランジスタ４３のエミッタ電極は、グランド４９を介してサブバッテリ４１の負極４１ｂに接続されている。これにより、トランジスタ４３のエミッタ電位は、グランド電位となり、一定である。仮に、トランジスタ４３をスイッチデバイス４２とコイル２１との間に接続すると、トランジスタ４３のエミッタ電位は、コイル２１の抵抗による電圧降下に応じて変動し、一定とならない。この場合、第２下位コントローラ６２は、エミッタ電位の変動に応じてゲート電圧をトランジスタ４３のゲートに印加するため、その回路構成は複雑となる。本実施例の構成では、第２下位コントローラ６２は、一定のエミッタ電位に応じてゲート電圧をトランジスタ４３のゲートに印加すればよく、その回路構成は単純となる。以上により、２つのスイッチを含むリレーシステムにおいて、一方が監視回路４２ｂを含むスイッチデバイス４２であり、他方がトランジスタ４３であるリレーシステムを簡易に実現することができる。 Furthermore, according to the configuration of the present embodiment, the emitter electrode of the transistor 43 is connected to the negative electrode 41 b of the sub-battery 41 via the ground 49. As a result, the emitter potential of the transistor 43 becomes a ground potential and is constant. If the transistor 43 is connected between the switch device 42 and the coil 21, the emitter potential of the transistor 43 varies according to the voltage drop due to the resistance of the coil 21 and is not constant. In this case, the second lower controller 62 applies a gate voltage to the gate of the transistor 43 in accordance with the variation of the emitter potential, so the circuit configuration becomes complicated. In the configuration of this embodiment, the second lower controller 62 only needs to apply a gate voltage to the gate of the transistor 43 in accordance with a constant emitter potential, and the circuit configuration is simple. As described above, in the relay system including two switches, a relay system in which one is the switch device 42 including the monitoring circuit 42b and the other is the transistor 43 can be easily realized.

また、トランジスタ４２ａが遮断すると、トランジスタ４２ａのコレクタ−エミッタ間には、第１サージ吸収回路４５のツェナーダイオード４５ｂの降伏電圧とサブバッテリ４１の電圧が印加する。一方、トランジスタ４３が遮断すると、トランジスタ４３のコレクタ−エミッタ間には、第２サージ吸収回路４６のツェナーダイオード４６ａの降伏電圧が印加する。ここで、上記したように、第２サージ吸収回路４６のツェナーダイオード４６ａの降伏電圧は、第１サージ吸収回路４５のツェナーダイオード４５ｂの降伏電圧より小さい。そのため、トランジスタ４３は、スイッチデバイス４２のトランジスタ４２ａより耐圧特性が低いものを選定できる。仮に、トランジスタ４３をスイッチデバイス４２とコイル２１との間に接続すると、トランジスタ４３は、トランジスタ４２ａと同等以上の耐圧特性を有するものを選定することとなり、高コストである。したがって、本実施例のリレーシステム２は、低コストに実現できる。 Further, when the transistor 42a is cut off, the breakdown voltage of the Zener diode 45b of the first surge absorption circuit 45 and the voltage of the sub battery 41 are applied between the collector and emitter of the transistor 42a. On the other hand, when the transistor 43 is cut off, the breakdown voltage of the Zener diode 46 a of the second surge absorbing circuit 46 is applied between the collector and emitter of the transistor 43. Here, as described above, the breakdown voltage of the Zener diode 46 a of the second surge absorption circuit 46 is smaller than the breakdown voltage of the Zener diode 45 b of the first surge absorption circuit 45. Therefore, the transistor 43 having a lower withstand voltage characteristic than the transistor 42a of the switch device 42 can be selected. If the transistor 43 is connected between the switch device 42 and the coil 21, a transistor 43 having a breakdown voltage characteristic equal to or higher than that of the transistor 42a is selected, which is expensive. Therefore, the relay system 2 of the present embodiment can be realized at low cost.

本実施例のリレーシステムにおいて、トランジスタ４３の短絡故障を診断する処理について説明する。上位コントローラ７０は、稼働中の電動車両を停止する場合、例えば、イグニションスイッチがＯＦＦされる場合に、図２に示す処理を実行する。なお、図２に示す処理が実行される前では、トランジスタ４２ａ及びトランジスタ４３は導通している。 A process for diagnosing a short circuit failure of the transistor 43 in the relay system of this embodiment will be described. The host controller 70 executes the process shown in FIG. 2 when stopping the electric vehicle in operation, for example, when the ignition switch is turned off. Note that the transistor 42a and the transistor 43 are conductive before the process illustrated in FIG. 2 is performed.

Ｓ１０では、上位コントローラ７０は、トランジスタ４３を遮断させるための命令を第２下位コントローラ６２に送信する。これにより、トランジスタ４３が正常であれば、トランジスタ４３は遮断する。しかし、トランジスタ４３が短絡故障している場合、遮断の命令に関わらず、トランジスタ４３の導通が維持される。この場合、電磁リレー２０の導通が維持され、電圧センサ２４の測定値は、メインバッテリ２２の出力電圧となる。 In S <b> 10, the upper controller 70 transmits a command for turning off the transistor 43 to the second lower controller 62. Thereby, if the transistor 43 is normal, the transistor 43 is cut off. However, when the transistor 43 has a short circuit failure, the conduction of the transistor 43 is maintained regardless of the cutoff command. In this case, the conduction of the electromagnetic relay 20 is maintained, and the measured value of the voltage sensor 24 becomes the output voltage of the main battery 22.

Ｓ１２では、上位コントローラ７０は、電圧センサ２４の測定値が所定の閾値Ｔｈより大きいか否かを判断する。所定の閾値Ｔｈは、メインバッテリ２２の出力電圧に基づいて決定される。上位コントローラ７０は、電圧センサ２４の測定値が所定の閾値Ｔｈより大きい場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、トランジスタ４３が短絡故障していることを示す故障信号をダイアグ８０に送信する（Ｓ１４）。一方、電圧センサ２４の測定値が所定の閾値Ｔｈ以下の場合（Ｓ１２でＮＯ）、上位コントローラ７０は、トランジスタ４３は正常であると判断し、Ｓ１４をスキップし、Ｓ１６に進む。 In S12, the host controller 70 determines whether or not the measured value of the voltage sensor 24 is greater than a predetermined threshold Th. The predetermined threshold Th is determined based on the output voltage of the main battery 22. When the measured value of the voltage sensor 24 is greater than the predetermined threshold Th (YES in S12), the host controller 70 transmits a failure signal indicating that the transistor 43 has a short-circuit failure to the diagnosis 80 (S14). On the other hand, when the measured value of the voltage sensor 24 is equal to or smaller than the predetermined threshold Th (NO in S12), the host controller 70 determines that the transistor 43 is normal, skips S14, and proceeds to S16.

Ｓ１６では、上位コントローラ７０は、上位コントローラ７０は、トランジスタ４２ａを遮断させるための命令を第１下位コントローラ６１に送信する。これにより、電磁リレー２０が確実に遮断される。 In S <b> 16, the upper controller 70 transmits a command for shutting off the transistor 42 a to the first lower controller 61. Thereby, the electromagnetic relay 20 is interrupted | blocked reliably.

図２に示す処理を実行することにより、トランジスタ４３の短絡故障を簡易に診断することができる。なお、トランジスタ４３のオープン故障は、電動車両の稼働中、即ち、第１下位コントローラ６１、６２が夫々、トランジスタ４２ａ、トランジスタ４３の夫々のゲートにゲート電圧を印加している場合に、上位コントローラ７０が電圧センサ２４の測定値を監視することにより、診断可能である。具体的には、上位コントローラ７０は、上記の場合で、かつ、電圧センサ２４の測定値が所定の閾値以下の場合に、トランジスタ４３がオープン故障していることを示す故障信号をダイアグ８０に送信する。これにより、トランジスタ４３のオープン故障も簡易に診断することができる。 By executing the processing shown in FIG. 2, it is possible to easily diagnose a short circuit failure of the transistor 43. The open failure of the transistor 43 occurs when the electric vehicle is in operation, that is, when the first lower controllers 61 and 62 apply gate voltages to the respective gates of the transistors 42a and 43, respectively. Can be diagnosed by monitoring the measured value of the voltage sensor 24. Specifically, the host controller 70 transmits a failure signal indicating that the transistor 43 has an open failure to the diagnosis 80 in the above case and when the measured value of the voltage sensor 24 is equal to or less than a predetermined threshold value. To do. Thereby, an open failure of the transistor 43 can be easily diagnosed.

メインバッテリ２２、サブバッテリ４１が、夫々、請求項の「第１電源」、「第２電源」の一例である。また、モータ２３が、請求項の「負荷」の一例である。 The main battery 22 and the sub battery 41 are examples of “first power source” and “second power source” in the claims, respectively. The motor 23 is an example of the “load” in the claims.

以下、実施例で示した技術に関する留意点を述べる。本実施例では、スイッチデバイス４２のスイッチにトランジスタ４２ａが利用されている。この場合、トランジスタ４２ａのゲートに印加されるゲート電圧は、スイッチデバイス４２内の電圧調整回路により、トランジスタ４２ａのエミッタ電位に基づいて調整されればよい。 Hereinafter, points to be noted regarding the technology shown in the embodiments will be described. In this embodiment, the transistor 42 a is used as a switch of the switch device 42. In this case, the gate voltage applied to the gate of the transistor 42a may be adjusted based on the emitter potential of the transistor 42a by the voltage adjustment circuit in the switch device 42.

スイッチデバイス４２に含まれるスイッチは、トランジスタ４２ａに限らず、リレーであってもよい。また、リレーシステム２は、第１、第２サージ吸収回路４５、４６を備えていなくてもよい。 The switch included in the switch device 42 is not limited to the transistor 42a but may be a relay. The relay system 2 may not include the first and second surge absorption circuits 45 and 46.

電磁リレー２０には、メインバッテリ２２の電力をモータ２３の駆動に適した電力に変換する電力変換装置が接続されていてもよい。この場合、電力変換装置が、請求項の「負荷」の一例である。 The electromagnetic relay 20 may be connected to a power conversion device that converts the power of the main battery 22 into power suitable for driving the motor 23. In this case, the power conversion device is an example of the “load” in the claims.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical usefulness by achieving one of the objects.

２：リレーシステム
２０：電磁リレー
２１：コイル
２２：メインバッテリ
２３：モータ
２４：電圧センサ
４１：サブバッテリ
４２：スイッチデバイス
４２ａ：トランジスタ
４２ｂ：監視回路
４３：トランジスタ
４５：第１サージ吸収回路
４６：第２サージ吸収回路
６１：第１下位コントローラ
６２：第２下位コントローラ
７０：上位コントローラ
８０：ダイアグ 2: Relay system 20: Electromagnetic relay 21: Coil 22: Main battery 23: Motor 24: Voltage sensor 41: Sub battery 42: Switch device 42a: Transistor 42b: Monitoring circuit 43: Transistor 45: First surge absorption circuit 46: First 2 surge absorption circuit 61: first lower controller 62: second lower controller 70: upper controller 80: diagnosis

Claims

第１電源と負荷との間の導通と遮断を切り換える電磁リレーと、
前記電磁リレーのコイルに電力を供給する第２電源と、
前記コイルの一端と前記第２電源の正極との間に接続されており、前記コイルの一端と前記第２電源との間の導通と遮断を切り換えるスイッチと、前記コイルの異常を監視する監視回路であって前記第２電源からの電力供給により動作する監視回路を含むスイッチデバイスと、
前記コイルの他端と前記第２電源の負極との間に接続されており、前記コイルの他端と前記第２電源の負極との間の導通と遮断を切り換えるトランジスタと、
を備えるリレーシステム。 An electromagnetic relay that switches between conduction and interruption between the first power source and the load;
A second power source for supplying power to the coil of the electromagnetic relay;
A switch that is connected between one end of the coil and the positive electrode of the second power source, and switches between conduction and cutoff between the one end of the coil and the second power source, and a monitoring circuit that monitors abnormality of the coil A switch device including a monitoring circuit that operates by supplying power from the second power source;
A transistor connected between the other end of the coil and the negative electrode of the second power supply, and for switching between conduction and interruption between the other end of the coil and the negative electrode of the second power supply;
A relay system comprising: