リレー

科目：

はじめに
リレー回路
リレーをオフ/オンにして測定
トラブルシューティング
中継場所

導入：
リレーは、多くの電流が流れる消費者の電源回路の車載電子機器によく使用されます。アンペア数が高くなるほど厚みが増します配線やらなければならない。ワイヤの直径によって、許容される最大電流が決まります。太い電線を使用するとケーブルハーネスが大きくなりすぎて干渉しやすくなるため、できるだけ避けたいと考えています。リレーを使用する 2 番目の、さらに重要な例は、 ECUによる制御。高電流はより多くの熱を伴います。 ECUの熱を可能な限り遮断したいと考えています。リレーによって制御される電気コンポーネントの例は次のとおりです。

エンジン冷却ファン。
ホーン;
リアウィンドウヒーター。
ECU;
インジェクターおよび点火コイル (ガソリンエンジン);
燃料ブーストポンプ;
薄暗いライト、高いライト、および/またはフォグライト。

次の 2 つの画像は、リレーの回路図と実際のリレーの画像を示しています。リレーには、標準 DIN コードを持つ 4 つの接続が見つかります。

制御電流入力 (86)
制御電流出力 (85)
主電流入力 (30)
主電流出力 (87)

リレーは小さな制御電流を大きな主電流に変えます。これは、多くの学生や技術者が発音を知っている標準的な文です。リレー回路で測定を行う必要がある場合、制御電流と主電流がどこに流れるのかというコーディングによって混乱することがよくあります。また、リレーが適切に動作しているかどうかを確認するには、どのように測定を行う必要がありますか?次の段落では、リレーがどのように動作するか、正常に機能しているリレーでどの電圧を測定する必要があるか、および故障をどのように見つけることができるかについて説明します。

下の画像は、リレーが無効になっている場合と有効になっている場合を示しています。

リレーが無効になっています:
スイッチ (赤いハウジング) は、図ではリレーの出力 (端子 85) とバッテリー (本体) のアースの間にあります。実際には、このスイッチは、フォグランプスイッチなど、ダッシュボードに配置されている場合があります。
リレーが有効になっている場合:
ドライバーがスイッチを操作した瞬間に接点が閉じます。これにより、制御電流側の電流回路が閉じられます。電流はバッテリーのプラスから、86、リレーのコイルを通り、85、スイッチを経由してアースに流れます。電流がコイルを流れるため、コイルは磁性を帯び、ピン 30 と 87 の間のスイッチを閉じます。そこでも閉回路が形成されます。主電流はバッテリーのプラスからヒューズを通ってリレーの端子 30 に流れ、その後電流は端子 87 を介して消費者に供給されます。消費者はスイッチを入れます。

画像には消費者としてランプが描かれていることがよくあります。実際には、これらはもちろん他の電気消費者/アクチュエーターである可能性があります。リレー回路の場合、制御される消費者のタイプは関係ありません。

リレーを流れる制御電流は通常 150 ～ 200 mA (0,15 ～ 0,2 A) です。主電流は最大 20 または 50 A です。最大許容主電流は多くの場合、リレーのハウジングに記載されています。

リレー回路:
リレーを使用すると、手動で操作できるスイッチまたはスイッチによって低電流制御電流がオンになります。コントロールユニット（ECU）。 ECU を備えた回路は、ほとんどの最新の車両に搭載されています。

リレーはプラスまたはアースに接続できます。リレーの動作については、電源またはアースのどちらをオンにするかは関係ありません。リレーがプラスとマイナスを受け取るとすぐに、電流がコイルを流れます。下の 3 つの画像は、スイッチと ECU を備えたアース回路とプラス回路を示しています。

制御デバイスが制御電流のオンとオフを切り替えるバージョンには、いくつかの利点があります。

ドライバーは、制御ユニットに消費者のスイッチを入れるように指示できます。これは、ダッシュボード上のスイッチ、またはデジタル車載コンピュータ (おそらくマルチメディア画面) を介して行うことができます。
ECU は、センサー信号に応じてリレー自体をオン/オフに切り替えることができます (例: エンジン温度エアバッグ ECU によって事故が検出された場合は、燃料ポンプのスイッチをオフにします。したがって、ECUによる制御は快適性だけでなく、より高い安全性も提供します。

この図の図では、端子 86 が入力とみなされ、端子 85 が出力とみなされます。実際には、メーカーがこれらのピンを逆にしているのをよく見かけます。85 ボルトが 12 に入力され、86 がグランドに接続されています。その後、リレーを再びプラスまたはアースに接続できます。これは多くの場合、回路図で調べることができますが、そうでない場合は、リレーが車両内でどのように接続されているかを測定値で確認できます。

リレーをオフ/オンにして測定:
はじめに、制御電流と主電流がどのように作成されるかを説明します。消費者が動作しなくなった場合、通常は最初に障害メモリが読み出され、消費者の両端の電圧が測定されます。すぐに V4測定電源やグランドに遷移抵抗や遮断があるかどうかを判断できます。ワイヤーが切れると、ゼーカーリング欠陥があるか、スイッチが「開」位置のままである場合、V3 および/または V4 で 0 ボルトに等しくない値が測定されます。つまり、何かが起こっています。このセクションでは、リレーの電圧をチェックするためのサンプル測定を示します。制御電流側の入力が86、出力が85の状況を想定します。前の段落では、これがメーカーによって逆転される場合があると説明しました。

リレーが無効になっています:
このテキストは、以下の 4 つの画像に示されている寸法に関するものです。スイッチをオフにしたリレーを使用して測定します。マルチメーターアース (本体またはバッテリーのアース端子のワニ口クリップ) に対する 86 つのピン (85、30、87、および XNUMX) の電圧。

測定 1: リレーの制御電流側の入力 (ピン 86) には 12 ボルト (商用車の場合は 24 ボルト) が含まれています。
測定 2: リレーをオフにすると電圧は消費されないため、ピン 12 では 85 ボルトになります。
測定 3: 主電流側の入力 (ピン 30) に 12 ボルトが存在します。
測定 4: リレーが通電されていないため、リレーのスイッチは開いており、ピン 87 の電圧は 0 ボルトです。

ターミナル86:	12 V
ターミナル85:	12 V
ターミナル30:	12 V
ターミナル87:	0 V

リレーが有効になっている場合:
スイッチが閉じています。端子 A1 と A2 は接続されています。制御回路が閉じ、制御電流が流れ始めます。リレーをオンにして、グラウンドに対する 86 つのピン (85、30、87、および XNUMX) の電圧を再度測定します。

測定 1: リレーの制御電流側の入力 (ピン 86) に 12 ボルトが存在します。
測定 2: リレーがオンになると電圧が消費され、磁気に変換されるため、ピン 0,1 では 85 ボルトになります。
測定 3: 主電流側の入力 (ピン 30) に 12 ボルトが存在します。
測定 4: リレーが通電されているため、リレー内のスイッチは閉じており、ピン 87 には 12 ボルトの電圧が生じます。

ターミナル86:	12 V
ターミナル85:	0,1 V
ターミナル30:	12 V
ターミナル87:	12 V

トラブルシューティング：
消費者/アクチュエーターが正常に機能していない場合は、リレー接続の電圧を測定して誤動作の原因を特定できます。リレーがオンにならない場合、原因はリレーの欠陥である可能性がありますが、ヒューズに欠陥があり、リレーが入力電圧を受け取っていない場合、リレーは何も切り替えることができません。 4つで測定値リレー (常に地面を基準にしている) では、多くのことを除外して、正確な中断をより具体的に検索できます。

障害 1: リレーがオンにならない
リレーはスイッチによりグランドに接続されますが、制御電流は流れません。その結果、主電流は流れなくなります。ピン 87 の電圧は 0 ボルトのままです。これにより、リレーの他のピンの測定が行われます。スイッチをオンにした後、ピン 86 と 85 の間の電圧差が測定され、ここでは 12 ボルトが測定されます。この状況ではコイルが遮断されます。

電圧が使い果たされているため、正常に機能しているリレーの電圧差は 12 ボルトです。この測定では問題ないように見えますが、そうではありません。遮断されたコイルでは、12 ボルトの差も測定ピンで測定されるため、12 ボルトも測定します。12 ボルトは赤い測定ピンに入り、黒い測定ピンは閉じたスイッチを介して 0 ボルトを読み取ります。

リレーのコイルの破損が疑われる場合は、抵抗を測定できます。リレーは解体し、電源回路の一部から外す必要があります。個別のリレー接続のピン 86 と 85 の間の抵抗を測定できます。

コイル抵抗値：60～80Ω程度：OK
コイルを通る抵抗: 無限大 (1. または OL): 遮断

障害 2: リレーがオンにならない
スイッチ (赤いハウジング) を操作するとき、または ECU のスイッチをオンにした後、コンシューマはオフのままです。ピン 85 の測定値は、アースに対して 12 ボルトです。これにより、コイル内で電圧が消費されていないため、コイルが磁化していないと結論付けることができます。

スイッチのピン 85 とピン A1 の間の差を測定すると、ワイヤが遮断されているかどうか、またはスイッチに問題が発生しているかどうかがわかります。

85 と A1 の電圧差: 12 ボルト: 断線
85 と A1 の電圧差: 0 ボルト: 問題は配線にありません。

ワイヤに問題がない場合、ワイヤの両側には 12 ボルトがあり、差が 0 であることを意味します。スイッチ両端の 12 ボルトの差 (A1 と A2 の比較) を測定すると、スイッチ内で遮断が発生しています。言い換えれば、スイッチは開いたままになります。スイッチが操作されていないときもこの 12 ボルトを測定します。

障害 3: 消費者の電源がオンのままです。
顧客からの苦情として考えられるのは、車両が駐車され、しばらくロックされているにもかかわらず、車両の冷却ファンが動作し続けるということです。お客様はファンからの異音で気づきました。もう 1 つの可能性は、顧客から漏れ電流の問題が報告されたことです。つまり、バッテリと充電システムの状態は正常であるにもかかわらず、比較的短い停止の後、バッテリは常に空になります。それについて話しましょう漏れ電流、または秘密の消費者.

測定結果は、制御電流が流れていない (ピン 85 に 12 ボルトが存在する) が、主電流が流れていることを示しています。

この場合、原因は「粘着性」リレースイッチです。コイルが磁性を持たない場合でも、30 と 87 の間のスイッチは閉じたままになります。原因は加齢によるもので、コンタクトが焼けてしまっている可能性があります。

障害 4: リレーはオンになるが、消費者は機能しない
リレーのスイッチを入れると、ほとんどの場合、30 と 87 の間のスイッチが閉じる音が聞こえます。ピン 86 はグランドと比較して 12 ボルト、ピン 85 は 0,1 ボルトです。これは制御電流が流れてコイルの電圧が消費されることを意味します。したがって、制御回路は正常です。

ピン 30 はグランドに対して 0 ボルトです。リレーは主回路を閉じていますが、そこに何も入らないと何も切り替えることができません。この場合はヒューズが故障しています。

A ゼーカーリングただ壊れるだけではありません。ヒューズに過大な電流が流れたため、原因を調べることが重要です。たとえば、ヒューズに接続されている消費者が多すぎる（アクセサリ用の 12 ボルトの接続を考えてください）か、過去に間違った値のヒューズが取り付けられていた可能性があります。

障害 5: リレーはオンになるが、消費者は機能しない
リレーの 87 つの接続の電圧が正しい場合、リレーが適切に制御され、入力電圧が正しく、リレーが正しく機能していることを確認できます。ピン 12 の電圧は、リレーがオンになると 0 ボルトになり、リレーがオフになると再び XNUMX ボルトになります。

消費者が動作しない場合は、消費者自体に欠陥があるか、リレーと消費者または消費者とアースの間の断線がある可能性が高くなります。その場合、消費者の V4 測定により、障害の場所を特定するための解決策が提供されます。

コンシューマの両端の電圧がバッテリ電圧、つまり 12 ボルトと等しい場合、コンシューマには欠陥があります。この例では、ランプ壊れた。

障害 6: リレーがオンになり、消費者は機能しますが、十分ではありません
コンシューマは動作しますが、電力は半分になります。ランプでは、これは弱い光によって認識され、複数のランプが点灯し、そのうちの 1 つの明るさが異なる場合に特に顕著です。消費者は、回転が遅い電気モーターや、音が小さすぎるホーンである可能性もあります。その場合は、 V4測定メインフローセクションに出ます。リレーは消費者のスイッチをオンにするため、制御電流部分に焦点を当てる必要はありません。

左下の画像の V4 測定では、ランプが 9 ボルトで点灯しているのに対し、バッテリー電圧は 12 ボルトであることがわかります。 V3 (プラスのバッテリーからプラスのランプまで) では、3 ボルトの電圧差が測定されます。これは正の回路では失われます。追跡測定により、電圧損失がリレーの前、リレー内、またはリレーの後 (ピン 87 と B1 の間) で発生したかどうかがわかります。右下の画像は、リレー両端の電圧差 (30 と比較して 87) が 3 ボルトであることを示しています。リレーで電圧損失が発生します。スイッチの接点が汚れたり焼けたりして、過渡抵抗が発生します。

履歴書：
広範囲にわたる障害の説明と大きな画像のため、さまざまな障害と原因の概要がここにリストされています。

収納1：リレーコイルが断線しているため、リレーがオンになりません。電流はコイルを通って流れることができなくなり、コイルは磁性を失うことができなくなります。断線は抵抗測定で検出できます。約 60 ～ 80 オームが適切で、無限に高い場合は中断を意味します。
収納2: スイッチのピン 85 (制御電流出力) 間の配線が遮断されているため、リレーはオンになりません。この場合、ピン 85 の電圧は、スイッチがオンになっても 12 ボルトのままです。
収納3: リレーが固着し、消費者がオンのままになります。リレーが作動していなくても、ピン 87 の電圧は 12 ボルトのままです。これは、見たり聞いたりすることで気づくことができますが、「沈黙」の中で（秘密の) 消費者、バッテリーが消耗している。
収納4: リレーはオンになりますが、ヒューズに欠陥があるため消費者は動作しません。
収納5: 消費者に欠陥があるため、機能しなくなりました。リレーに関する 4 つの測定結果から、リレーがコントロールであることが除外されます。
収納6: 遷移抵抗により、コンシューマ/アクチュエータの機能が低下します。 V4 測定は、遷移抵抗の位置を検出するために使用できます。この例では、30 と 87 の間のスイッチの両端の電圧差が測定され、リレーの遷移抵抗による電圧損失があることがわかります。

結論：
車両で遭遇する可能性のある 6 つの故障原因は、リレーの電圧を測定する知識とスキルの重要性を示しています。 4 つの接続を測定すると、検索の方向性がすぐに得られ、入力または出力制御電流、主電流の入力または流出、またはリレーで何か問題が発生しているかどうかがすぐにわかります。

中継場所:
リレーは多くの場合、車内の 1 か所に取り付けられます。これはヒューズボックス内 (図に示すように) または別のリレープレート上にあります。エンジン冷却ファンリレーなど、エンジンルームにリレーが取り付けられている場合もあります。リレーの位置は、車の取扱説明書や整備工場の資料に記載されています。