CN103260958A - 车辆电力分配装置 - Google Patents

Abstract

一种电力分配装置（100），其为主电线（21）的阈值温度设定第一阈值（Tth1）和第二阈值（Tth2），并且为分支电线（51-1至51-n）的阈值温度设定第三阈值（Tth3）和第四阈值（Tth4）。在每一条主电线（21）的温度到达第一阈值（Tth1）的情况下，在分支电线分配器（12）中设置的所有的分支电线开关（31-1至31-n）被切断。此后，在主电线（21）的温度到达第二阈值（Tth2）的情况下，在主电线分配器（11）中设置的每一个主电线开关（21）被切断。在某条分支电线（51-1）的温度到达第三阈值（Tth3）的情况下，相应的分支电线开关（31-1）受到PWM控制。此后，在分支电线（51-1）的温度到达第四阈值（Tth4）的情况下，相应的分支电线开关（31-1）被切断。

Description

车辆电力分配装置

技术领域

本发明涉及一种用于通过向分支电线分配电力而向连接于多条分支电线的负载供应安装在车辆上的电池的电力的车辆电力分配装置。

背景技术

从安装在车辆上的电池输出的电力一旦供应到例如安装在发动机室等中的主电线分配器，则通过从该主电线分配器分支的多条主电线而供应到在车辆中的适当位置处安装的多条分支电线分配器。而且，供应到各自的分支电线分配器的电力通过该多条分支电线而供应到安装在车辆上的诸如电机和灯的各种负载，并且驱动各种负载。

而且，主电线分配器包括用于每一条主电线的诸如半导体开关的电子开关和接触式继电器。在这种主电线中产生过电流的情况下，主电线分配器切断该电子开关，并且由此防止主电线和在其下游侧上的整个电路由于过电流而温度升高。

以类似的方式，每一条分支电线分配器包括用于该每一条分支电线的诸如半导体开关的电子开关。在由于负载的短路事故等而在这种分支电线中产生过电流的情况下，分支电线分配器切断该电子开关，并且由此防止分支电线和连接到分支电线的负载由于过电流而温度升高。

作为设置有这种过电流保护功能的电力分配装置的传统实例，已知在专利文献1中公开的技术。专利文献1描述了用于以下述方式向安装在车辆中的各种负载供应电力的这样的技术：安装在车辆上的电池的输出端连接于供电分配器，而且，多个内部供电分配器连接于由供电分配器分支的多条主电线，并且负载连接于由各自的内部供电分配器分支的多条分支电线。

而且，在主电线或者分支电线中检测到过电流的情况下，供电分配器和各自内部供电分配器的电子开关被切断，从而能够防止整个电路由于过电流而温度升高。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本专利文献JP2009-120138A

发明内容

然而，在专利文献1中公开的上述传统实例中，在检测到过电流的情况下，供电分配器和设置在其下游侧上的多个内部供电分配器的所有的电子开关均被切断，并且因此，安装在车辆中的所有的负载均停止。因此，用于驱动散热器风扇的电机和用于驱动燃料泵的电机停止，并且发生变成不能够行驶车辆的问题。而且，所考虑的实例具有当流动电流变成过电流时切断电子开关的构造，并且因此，已经存在电子开关由于受到噪声等影响而被错误地切断的问题。

已经实现本发明用于解决如上所述的传统问题。本发明的一个目的在于提供一种能够响应于流经主电线和分支电线的过电流的程度而适当地控制各自的电子开关的操作并且能够防止错误切断的发生的车辆电力分配装置。

为了实现前述的目的，根据本发明的第一方面的车辆电力分配装置是一种用于向多条分支电线分配电池的电力并且向连接于各自的分支电线的随后层级的负载供应电力的装置，并且该装置包括：主电线分配器；分支电线分配器；和通信线路。主电线分配器是用于向多条主电线分配从DC电源供应的电力的分配器，该分配器被连接到DC电源。主电线分配器包括：第一电流传感器，其用于检测流经各自的主电线的电流；第一开关，其用于切换各自的主电线的连接和切断；以及第一控制单元，其用于根据由每一个第一电流传感器检测的电流来估计每一条主电线的温度并且基于估计温度来控制每一个第一开关。分支电线分配器是用于向该多条分支电线分配电力的分配器，该分配器被连接到各自的主电线。分支电线分配器包括：第二电流传感器，其用于检测流经各自的分支电线的电流；第二开关，其用于切换各自的分支电线的连接和切断；以及第二控制单元，其用于根据由每一个第二电流传感器检测的电流来估计每一条分支电线的温度，并且基于估计温度来控制每一个第二开关。通信线路执行第一控制单元和第二控制单元之间的通信。第一控制单元设定限定主电线的上限温度的第二阈值，以及作为低于第二阈值的值的第一阈值。在其中每一条主电线的估计温度超过第一阈值的情况下，第一控制单元向第二控制单元发送强制切断信号。在每一条主电线的估计温度超过第二阈值的情况下，第一控制单元执行控制以切断每一个第一开关。第二控制单元设定限定分支电线的上限温度的第四阈值，和低于第四阈值的第三阈值。在每一条分支电线的估计温度超过第三阈值的情况下，第二控制单元对于每一个第二开关执行电力降低控制并且向每一条分支电线供应电力。在每一条分支电线的估计温度超过第四阈值的情况下，或者在其中发送强制切断信号的情况下，第二控制单元切断每一个第二开关。

关于电力降低控制，能够使用PWM控制以期望占空比向分支电线供应电力。

在实施PWM控制时，随着时间的逝去，第二控制单元可以减小占空比。

在每一条分支电线的估计温度超过第四阈值的情况下，优选地，第二控制单元向第一控制单元发送分支电线异常信号，并且在接收到分支电线异常信号的情况下，优选地，第二控制单元降低第一阈值和第二阈值。

在根据本发明的第一方面的车辆电力分配装置中，在流经主电线的电流增大并且主电线的估计温度到达第一阈值的情况下，连接于分支电线的所有第二开关均被切断。在主电线的估计温度此后进一步升高以到达第二阈值的情况下，连接于主电线的第一开关被切断。因此，在主电线的估计温度逐渐增加的情况下，首先切断所有的第二开关，并且此后，切断第一开关。因此，连接于分支电线的各负载能够确定地转变成OFF状态。

而且，在流经某条分支电线的电流增加并且其估计温度到达第三阈值的情况下，则所涉及的分支电线的第二开关受到电力消耗降低控制。因此，能够减少供应到所涉及的分支电线的电力，并且因此，所涉及的分支电线的温度升高能够受到抑制。因此，能够延长直至负载被切断为止的时间。此后，在估计温度进一步升高以到达第四阈值的情况下，所涉及的分支电线的第二开关被切断。因此，分支电线能够确定地受到保护。

进而，利用PWM控制作为电力消耗降低控制，并且此外，控制占空比使其随着时间的逝去而逐渐地减小，由此，随着时间的逝去的、分支电线的温度升高能够进一步受到抑制。

而且，在分支电线的估计温度到达第四阈值的情况下，第一阈值和第二阈值改变为较低的值，从而将在较低的温度下切断主电线。因此，能够确定地防止主电线过热。

附图说明

图1是示出根据实施例的车辆电力分配装置的构造的方框图。

图2是示出安装在根据该实施例的车辆电力分配装置上的主电力分配器的控制操作的流程图。

图3是示出安装在根据该实施例的车辆电力分配装置上的分支电力分配器的控制操作的流程图。

图4是示出当过电流流经安装在根据该实施例的车辆电力分配装置上的主电线时各个仪器的操作的时序图。

图5是示出当过电流流经安装在根据该实施例的车辆电力分配装置上的分支电线流动时各个仪器的操作的时序图。

图6是示出当过电流流经安装在根据修改例的车辆电力分配装置上的分支电线流动时各个仪器的操作的时序图。

具体实施方式

在下面基于附图给出本发明的实施例的说明。

如在图1中所示，根据实施例的车辆电力分配装置100包括：主电线分配器11，其连接到电池VB的正侧端子；以及多个分支电线分配器12（仅仅其中的一个在图1中示出），其连接到由主电线分配器11分支的多条主电线41（仅仅其中的一条在图1中示出）。

主电线分配器11包括：多个主电线开关（第一开关）21（仅仅两个主电线开关21和21a在图1中示出）；以及主电线控制单元（第一控制单元）22，其控制每一个主电线开关21的ON和OFF。

每一个主电线开关21例如是半导体元件，并且包括：主电线电流传感器（第一电流传感器）21S，其检测流经每一个主电线开关21的电流。主电线开关21在从主电线控制单元22输出驱动信号的情况下接通，并且在驱动信号的这种输出停止的情况下断开。关于这种主电线电流传感器21S，例如能够采用使用分路电阻器的一种类型，以及使用多源FET的一种类型。

主电线控制单元22执行用于基于由主电线电流传感器21S所检测到的电流的值和逝去时间来估计主电线41的温度的处理。关于对当前电线温度的这种估计处理，能够采用在WO2009/151084A1中描述的方法。

当电流流经主电线41时，每单位长度的主电线41所产生的热量X1通过以下等式（1）表达。

X1=I²Ron dt…（1）

在这里，I是由主电线电流传感器21S检测到的电流；Ron是每单位长度的主电线41的电阻；并且dt是采样时间（例如dt是5msec）。

从每单位长度的主电线41释放的热量Y1能够通过以下等式（2）表达。

Y1=Q/（Cth*Rth/dt）…（2）

在这里，Cth*是电线的伪热容（热容设定成小于实际热容）；Rth是每单位长度的电线的热阻；并且Q是每单位长度的电线的热量（电线温度乘以Cth*）。

以当前采样Tn测量到的电线温度能够由以下等式（3）表达，其中以上次采样测量到的电线温度为Tp（起初为环境温度）。

Tn=Tp+（X1-Y1）/Cth*…（3）

然后，在将主电线41的冒烟（smoking）温度（例如，150摄氏度）设定成视为切断主电线开关21的条件的阈值温度（作为将在以后描述的第二阈值的Tth2）并且由等式（3）获得的电线温度Tn到达该阈值温度Tth2的情况下，则控制主电线开关21使其被切断。在这种情况下，能够确定地在主电线41冒烟之前的时间点切断主电线开关21。也就是说，通过使用伪热容量“Cth*”而以算术方式运算电线温度Tn，并且因此，在电线温度Tn到达阈值温度Tth2的情况下，主电线41的实际温度是低于阈值温度Tth2的温度。因此，主电线开关21在主电线41冒烟之前的时间点被切断，并且防止了主电线41的过热。

主电线控制单元22将阈值温度设为如上所述的第二阈值Tth2，并且此外，将低于第二阈值Tth2的温度设为第一阈值Tth1。此时，可以起初地基于主电线41的直径设定第一阈值Tth1和第二阈值Tth2，或者可以通过使用者的输入操作而适当地设定第一阈值Tth1和第二阈值Tth2。然后，如将在以后描述地，在过电流流经主电线41并且主电线41的温度到达第一阈值Tth1的情况下，则主电线控制单元22将经由通信线路42发送到分支电线分配器12的分支电线控制单元（第二控制单元）32的强制切断信号从Lo改变为Hi。也就是说，主电线控制单元22执行控制以将强制切断信号发送到分支电线分配器12的分支电线控制单元32。

而且，在温度进一步升高并且到达第二阈值Tth2的情况下，主电线控制单元22停止向主电线开关21输出的驱动信号。也就是说，在主电线41的估计温度到达第二阈值Tth2的情况下，主电线控制单元21断开主电线开关32，并且执行控制以停止向主电线41供应电力。

进而，在将从分支电线分配器12的分支电线控制单元32发送的分支电线异常信号从Lo转变成Hi（将在以后描述细节）的情况下，主电线控制单元22分别将上述第一阈值Tth1和第二阈值Tth2改变为比通常低了预定温度的阈值。这些阈值被表示成修改后的第一阈值Tth1'（Tth1'<Tth1）和修改后的第二阈值Tth2'（Tthi2'<Tth2）。

分支电线分配器12包括：多个（在图1中示出为n件）分支电线开关（第二开关）31-1至31-n；以及分支电线控制单元（第二控制单元）32。各个电线开关31-1至31-n分别地通过分支电线51-1至51-n而连接于负载RL1至RLn。分支电线控制单元32连接于输入控制开关SW1至SWn，该输入控制开关SW1至SWn操作各自的负载RL1至RLn的驱动和停止。

各电线开关31-1至31-n例如是半导体元件，并且其每一个都包括：分支电线电流传感器（第二电流传感器）31S，其检测流经分支电线开关31-1至31-n中与其对应的那个分支电线开关的电流。然后，各分支电线开关31-1至31-n在从主电线控制单元22输出驱动信号的情况下接通，并且在该驱动信号的输出停止的情况下断开。注意的是，作为每一个分支电线电流传感器31S，例如能够采用使用分路电阻器的一种类型和使用多源FET的一种类型。

基于由各分支电线开关31-1至31-n检测到的电流，分支电线控制单元32通过在等式（1）到（3）中的这种温度估计逻辑以算术方式运算分支电线51-1至51-n的温度。分支电线控制单元32设定限定分支电线51-1至51-n的上限温度的第四阈值Tth4，和低于第四阈值Tth4的第三阈值Tth3。然后，例如在过电流流经分支电线51-1并且分支电线51-1的温度达到第三阈值Tth3的情况下，则分支电线控制单元32以期望占空比对分支电线开关31-1执行PWM控制（电力消耗减少控制）。结果，流经分支电线51-1的电流减小，并且电线的生热受到抑制。

在分支电线51-1的温度进一步从第三阈值Tth3升高并且达到第四阈值Tth4的情况下，分支电线控制单元32使将要经由通信线路42向主电线分配器11的主电线控制单元22发送的分支电线异常信号从Lo改变为Hi。也就是说，分支电线控制单元32执行控制以经由通信线路42发送分支电线异常信号。而且，分支电线控制单元32向分支电线开关31-1输出切断信号以断开分支电线开关31-1，并且执行控制以停止向分支电线51-1和负载RL1供应电力。

接着，对于如上所述地配置的、根据该实施例的车辆电力分配装置100的操作进行说明。图2是示出通过设置在主电线分配器11中的主电线控制单元22进行的处理步骤的流程图，以及图3是示出通过设置在分支电线分配器12中的分支电线控制单元32进行的处理步骤的流程图。

在下面参考在图2中所示的流程图对由设置在主电线分配器11中的主电线控制单元22进行的处理步骤进行说明。首先，在步骤S11中，主电线控制单元22受到初始化处理。在这个处理中，主电线41的估计上升温度被设定为0摄氏度，将被发送到分支电线分配器12的分支电线控制单元32的强制切断信号被设定为Lo，并且将要从分支电线分配器12的分支电线控制单元32发送的分支电线异常信号被设定为Lo。而且，第一阈值Tth1和第二阈值Tth2被设定为期望温度。

在步骤S12中，主电线控制单元22判定在安装于每一个主电线开关21中的主电线电流传感器21S中是否检测到电流。在检测到电流的情况下，处理进行到步骤S13。在没有检测到电流的情况下，处理进行到步骤S15。

在步骤S13中，主电线控制单元22判定当在主电线电流传感器21S中检测到的电流连续地流经主电线41时该主电线41的目标温度（饱和温度）是否是此时的估计温度或以上。在这个处理中，利用在等式（1）到（3）中的温度估计逻辑，在每一个预定采样时间估计主电线41的温度，并且判定这个估计温度是否到达目标温度。在判定目标温度是此时的估计温度或以上的情况下，主电线41从现在起产生热量，并且因此，处理进行到步骤S14。在目标温度小于此时的估计温度的情况下，主电线41从现在起辐射热量，并且因此，处理进行到步骤S15。

在步骤S14中，利用上述温度估计逻辑，主电线控制单元22朝向目标温度执行生热处理。也就是说，在目标温度高于当前估计温度的情况下，主电线41的温度以这样的方式升高：电流流经主电线41，并且因此，主电线控制单元22执行生热处理。此后，处理进行到步骤S16。

在步骤S15中，利用上述温度估计逻辑，主电线控制单元22朝向目标温度执行散热处理。也就是说，在电流并不流经主电线41的情况下（在步骤S12中为“否”的情况下），或者在当电流流经主电线41时此时的估计温度高于目标温度的情况下（在步骤S13中为“否”的情况下），主电线41的温度降低，并且因此，主电线控制单元22执行散热处理。此后，处理进行到步骤S16。

在步骤S16中，主电线控制单元22计算当前估计温度，并且将当前估计温度存储在存储器（未被示意）等中。以此方式，能够估计主电线41的当前温度。

此后，在步骤S17中，主电线控制单元22判定在主电线分配器11中设置的主电线开关21是否处于切断状态中。在主电线开关21并非处于切断状态中的情况下（在主电线开关21处于连接状态中的情况下），处理进行到步骤S18。在主电线开关21处于切断状态中的情况下，处理进行到步骤S24。

在步骤S18中，主电线控制单元22判定将要经由通信线路从分支电线分配器12的分支电线控制单元32发送的分支电线异常信号是否为Lo。在这个处理中，如将在以后描述地，当在分支电线51-1至51-n的任何一个中电线温度升高至达到第四阈值Tth4的情况下，分支电线分配器12的分支电线控制单元32将分支电线异常信号从Lo改变为Hi。因此，当在分支电线51-1至51-n的任何一个中电线温度达到第四阈值Tth4的情况下，分支电线异常信号变成Hi。在分支电线温度异常信号为Hi的情况下，处理进行到步骤S19。在分支电线异常信号为Lo的情况下，处理进行到步骤S20。

在步骤S19中，主电线控制单元22改变第一阈值Tth1和第二阈值Tth2。也就是说，主电线控制单元22将第一阈值Tth1和第二阈值Tth2改变为比通常低了预定量的修改第一阈值Tth1'和修改第二阈值Tth2'。因此，在主电线分配器11中，第一阈值Tth1改变为修改第一阈值Tth1'，由此强制切断信号在更低的温度下从Lo改变为Hi，并且另外，第二阈值Tth2改变为修改第二阈值Tth2'，由此主电线开关21在更低的温度下切断。

在这个处理中，在设置于分支电线分配器12中的多条分支电线开关31-1至31-n中的至少一个中分支电线异常信号变成Hi的情况下，第一阈值Tth1和第二阈值Tth2可以改变为修改第一阈值Tth1'和修改第二阈值Tth2'。可替代地，当在多条分支电线开关31-1至31-n之中的预设分支电线开关中的至少一个中所述分支电线异常信号变成Hi的情况下，第一阈值Tth1和第二阈值Tth2可以改变为修改第一阈值Tth1'和修改第二阈值Tth2'。能够任意地设定用于将第一阈值Tth1和第二阈值Tth2改变为修改第一阈值Tth1'和修改第二阈值Tth2'的条件。

在步骤S20中，主电线控制单元22判定主电线41的估计温度是否低于第一阈值（Tth1或者Tth1'）。在判定估计温度为低于的情况下，处理进行到步骤S21，并且在并非判定估计温度为低于的情况下（在估计温度较高的情况下），处理进行到步骤S22。

在步骤S21中，主电线控制单元22使将要向分支电线分配器12的分支电线控制单元32输出的强制切断信号设定为Lo。因此，关于在设置于分支电线分配器12中的各分支电线开关31-1至31-n中接通的那些分支电线开关，其ON状态得以维持，并且允许继续经由分支电线51-1至51-n向各自的负载RL1到RLn供应电力。

在步骤S22中，主电线控制单元22判定主电线41的估计温度是否高于第一阈值（Tth1或者Tth1'）且低于第二阈值（Tth2或者Tth2'）。在判定所述估计温度在这个范围内的情况下，处理进行到步骤S23，并且在并非判定所述估计温度不在这个范围内的情况下（在判定估计温度高于第二阈值（Tth2或者Tth2'）的情况下），处理进行到步骤S24。

在步骤S23中，主电线控制单元22使将要向分支电线分配器12的分支电线控制单元32输出的强制切断信号设定为Hi。结果，如将在以后描述的图3的步骤S33中所示，在分支电线控制单元32的控制下执行用于切断各分支电线开关31-1至31-n的控制。

在步骤S24中，主电线控制单元22使将要向分支电线分配器12的分支电线控制单元32输出的强制切断信号设定为Hi，并且断开主电线分配器11的主电线开关21。因此，在分支电线控制单元32的控制下执行用于切断各分支电线开关31-1至31-n的控制，并且另外，利用主电线控制单元22的控制，使主电线开关21断开。

在步骤S25中，主电线控制单元22判定主电线41的温度和环境温度是否彼此相等。在确定两个温度不彼此相等的情况下（在步骤S25中“否”），处理返回到步骤S12。在判定两个温度彼此相等的情况下（在步骤S25中“是”），处理进行到步骤S26的处理。

在步骤S26中，主电线控制单元22将强制切断信号设为Lo，并且解除主电线分配器11的主电线开关21的切断。因此，主电线分配器11和分支电线分配器12正常地操作。

接着，参考在图4中所示的时序图对主电线分配器11的主电线控制单元22和主电线开关21的操作进行说明。如在图4的波形（a）中所示，当主电线开关21在时间t1接通时，负载电流流经主电线41，并且主电线41的温度开始升高（参考曲线q1）。当主电线41的温度在时间t2到达饱和温度时，该温度稳定在饱和温度。饱和温度并未达到第一阈值Tth1，并且因此，强制切断信号变成Lo（参考图2的步骤S21）。

此后，在时间t3，主电线41的短路事故等发生，并且流经主电线41的电流突然地增大。然后，随此之后，主电线41的温度升高。结果，在时间t4，主电线41的估计温度达到第一阈值Tth1。然后，如在图4的波形（b）中所示，强制切断信号从Lo切换为Hi（参考图2的步骤S23）。于是，Hi的强制切断信号被发送到分支电线分配器12的分支电线控制单元32。然后，通过分支电线控制单元32的控制切断各分支电线开关31-1至31-n。

然后，当时间进一步逝去时，主电线41的温度升高，并且在时间t5达到第二阈值Tth2。于是，切断信号被发送到主电线分配器11的主电线开关21。此后，主电线开关21被切断。

而且，在主电线开关21断开之后，执行随时间的逝去的散热处理，并且主电线41在时间t6达到环境温度。于是，强制切断信号从Hi切换为Lo。因此，在分支电线分配器12中，能够起动各分支电线开关31-1至31-n的驱动（参考图2的步骤S26）。而且，主电线开关21接通，并且主电线41的温度开始升高（参考曲线q1）。

而且，在时间t7，在从分支电线分配器12发送分支电线异常信号的情况下（在分支电线异常信号变成Hi的情况下），执行用于将第一阈值Tth1和第二阈值Tth2改变为修改第一阈值Tth1'和修改第二阈值Tth2'的处理（参考图2的步骤S19）。因此，在发送分支电线异常信号之后，主电线41的饱和温度Ta变得低于通常饱和温度，并且另外，第一阈值Tth1和第二阈值Tth2被设定为是低温的修改第一阈值Tth1'和修改第二阈值Tth2'。因此，在过电流发生的情况下，强制切断信号能够在更早的时间点从Lo切换为Hi，并且此外，能够在更早的时间点切断主电线开关21。注意的是，在分支电线异常信号从Hi改变为Lo的情况下，修改第一阈值Tth1'和修改第二阈值Tth2'恢复到是通常温度的第一阈值Tth1和第二阈值Tth2。

接着，参考在图3中所示的流程图对于由在分支电线分配器12中设置的分支电线控制单元32进行的处理步骤进行说明。首先，在步骤S31中，分支电线控制单元32执行初始化处理。在这个处理中，分支电线51-1至51-n的估计上升温度被设定为0摄氏度，将要向主电线分配器11的主电线控制单元22发送的分支电线异常信号被设定为Lo，并且将要从分支电线分配器11的主电线控制单元22发送的强制切断信号被设定为Lo。而且，第三阈值Tth3和第四阈值Tth4被设定为期望温度。此时，如果主电线41的直径与分支电线51-1至51-n中的每一个的直径是相同的，则第三阈值Tth3可以与上述第一阈值Tth1相等，并且第四阈值Tth4可以与第二阈值Tth2相等。

在步骤S32中，分支电线控制单元32判定将要从主电线分配器11的主电线控制单元22发送的强制切断信号是否为Lo。在该强制切断信号不是Lo的情况下（在强制切断信号是Hi的情况下），处理进行到步骤S33。在强制切断信号是Lo的情况下，处理进行到步骤S34。

在步骤S33中，分支电线控制单元32切断所有的各分支电线开关31-1至31-n。也就是说，在过电流流经主电线41，并且主电线41的温度到达第一阈值Tth1的情况下，则分支电线控制单元32切断所有的分支电线开关31-1至31-n，并且停止向负载RL1到RLn供应电力。

在步骤S34中，分支电线控制单元32判定在安装于分支电线开关31-1中的分支电线电流传感器中是否检测到电流。在检测到电流的情况下，处理进行到步骤S35。在没有检测到电流的情况下，处理进行到步骤S37。

在步骤S35中，分支电线控制单元32判定当由分支电线电流传感器31S检测到的电流连续地流经分支电线51-1时该分支电线51-1的目标温度（饱和温度）是否为此时的估计温度或以上。在这个处理中，利用在等式（1）到（3）中的温度估计逻辑，在每一个预定采样时间估计分支电线51-1的温度，并且判定估计温度是否达到目标温度。在判定目标温度是此时的估计温度或以上的情况下，分支电线51-1从现在起产生热量，并且因此，处理进行到步骤S36。在判定目标温度小于此时的估计温度的情况下，分支电线51-1从现在起辐射热量，并且因此，处理进行到步骤S37。

在步骤S36中，利用上述温度估计逻辑，分支电线控制单元32朝向目标温度执行生热处理。也就是说，在目标温度高于当前估计温度的情况下，分支电线51-1的温度以电流流经分支电线51-1这样的方式升高，并且因此，分支电线控制单元32执行生热处理。此后，处理进行到步骤S38。

在步骤S37中，利用上述温度估计逻辑，分支电线控制单元32朝向目标温度执行散热处理。也就是说，在电流并不流经分支电线51-1的情况下（在步骤S34中为“否”的情况下），或者在当电流流经分支电线51-1时当前估计温度高于目标温度的情况下（在步骤S35中为“否”的情况下），分支电线51-1的温度降低，并且因此，分支电线控制单元32执行散热处理。此后，处理进行到步骤S38。

在步骤S38中，分支电线控制单元32计算当前估计温度，并且将当前估计温度存储在存储器（未示出）等中。以此方式，能够估计分支电线51-1的当前温度。注意的是，以与此类似的方式，关于其它分支电线51-2到51-n，也能够估计其温度。

此后，在步骤S39中，分支电线控制单元32判定在分支电线分配器12中设置的分支电线开关31-1是否处于切断状态中。在分支电线开关31-1不处于切断状态中的情况下（在分支电线开关31-1处于连接状态中的情况下），处理进行到步骤S40。在分支电线开关31-1处于切断状态中的情况下，处理进行到步骤S44。

在步骤S40中，分支电线控制单元32判定分支电线51-1的估计温度是否低于第三阈值Tth3。在判定分支电线51-1的估计温度低于第三阈值Tth3的情况下，处理进行到步骤S43。在并非判定分支电线51-1的估计温度低于第三阈值Tth3的情况下（在判定分支电线51-1的估计温度高于第三阈值Tth3的情况下），处理进行到步骤S41。

在步骤S43中，分支电线控制单元32使将要向主电线分配器11的主电线控制单元22输出的分支电线异常信号设定为Lo。因此，设置在主电线分配器11中的主电线开关21的ON状态得以维持。

在步骤S41中，分支电线控制单元32判定分支电线51-1的估计温度是否在高于第三阈值Tth3且低于第四阈值Tth4的范围内。在判定该分支电线51-1的估计温度在这个范围内的情况下，处理进行到步骤S42。在并非判定分支电线51-1的估计温度在这个范围内的情况下（在判定分支电线51-1的估计温度高于第四阈值Tth4的情况下），处理进行到步骤S44。

在步骤S42中，分支电线控制单元32对于连接到分支电线51-1的分支电线开关31-1执行PWM控制，并且减小流经分支电线51-1的电流。此后，处理进行到步骤S43。

在步骤S44中，分支电线控制单元32使将要向主电线分配器11的主电线控制单元22输出的分支电线异常信号设为Hi，并且另外，断开分支电线分配器12的分支电线开关31-1。因此，在主电线分配器11中，在主电线控制单元22的控制下，执行控制以将第一阈值Tth1和第二阈值Tth2改变为修改第一阈值Tth1'和修改第二阈值Tth2'（参考图2的步骤S19），并且另外，在分支电线分配器12中，通过分支电线控制单元32的控制，断开分支电线开关31-1。此后，处理进行到步骤S45。

在步骤S45中，分支电线控制单元32判定分支电线51-1的温度是否下降到环境温度。在该分支电线51-1的温度到达环境温度的情况下，处理进行到步骤S46。在分支电线51-1的温度没有到达环境温度的情况下，处理返回到步骤S32，并且重复上述处理。

在步骤S46中，分支电线控制单元32将分支电线异常信号改变为Lo，并且另外，解除分支电线分配器12的相应分支电线开关31-1的切断。结果，在主电线分配器11的主电线控制单元22中，执行用于将修改第一阈值Tth1'和修改第二阈值Tth2'恢复到第一阈值Tth1和第二阈值Tth2的处理。

以此方式，在分支电线51-1中产生过电流并且分支电线51-1的温度升高以达到第三阈值Tth3的情况下，则分支电线开关31-1受到PWM控制，由此流经分支电线51-1的电流减小，并且在电线温度此后进一步升高以达到第四阈值Tth4的情况下，切断分支电线开关31-1。因此，在产生过电流的情况下，能够抑制电线温度的上升速率，并且能够延长直到负载RL1被切断为止的时间。注意的是，虽然以上已经对于作为实例的分支电线31-1的操作进行了说明，但是分支电线开关31-2至31-n也以类似的方式操作。

接着，参考在图5和6中所示的时序图对于分支电线分配器12的分支电线控制单元32和分支电线开关31-1的操作进行说明。如在图5的波形（a）中所示，在时间t11时输入用于分支电线开关31-1的驱动指令，然后该分支电线开关31-1如在图5的波形（c）中所示接通，负载电流流经分支电线51-1，并且分支电线51-1的温度开始升高（参考曲线q2）。然后，分支电线51-1的温度在时间t12时到达饱和温度，并且该温度稳定在饱和温度。饱和温度没有到达第三阈值Tth3，并且因此，分支电线异常信号成为Lo（参考图3的步骤S43）。

此后，在时间t13时，在分支电线51-1中发生短路事故等，并且流经分支电线51-1的电流突然地增大。然后，由此，分支电线51-1的温度升高。结果，在时间t14时，分支电线51-1的估计温度到达第三阈值Tth3。然后，如在图5的波形（c）中所示，分支电线开关31执行PWM控制（参考图3的步骤S42）。因此，在时间t14之后，温度曲线q2的斜率降低一点。

然后，当时间进一步逝去并且分支电线51-1的估计温度在时间t15到达第四阈值Tth4时，则分支电线开关31-1如在图5的波形（c）中所示断开。因此，电流停止流经分支电线51-1，并且因此，分支电线51-1的估计温度开始下降。而且，如在图5的波形（d）中所示，分支电线异常信号从Lo切换为Hi。结果，主电线分配器11的主电线控制单元22将第一阈值Tth1和第二阈值Tth2改变为修改第一阈值Tth1'和修改第二阈值Tth2'。因此，主电线41改变成在更低的温度下被切断。

此后，当分支电线51-1的温度在时间t16降低到环境温度时，则如在图5的波形（c）中所示，分支电线开关31-1接通，并且另外，如在图5的波形（d）中所示，分支电线异常信号被设定为Lo（参考图3的步骤S46）。

然后，例如，如在图5的波形（b）中所示，在时间t17时从主电线分配器11的主电线控制单元22发送强制切断信号的情况下，分支电线开关31-1被即刻地切断。结果，分支电线511的温度降低到环境温度。

如上所述，在分支电线分配器12中，在分支电线51-1的温度到达第三阈值Tth3的情况下，分支电线开关31-1受到PWM控制，由此抑制分支电线51-1的温度升高。因此，能够允许连接于分支电线51-1的负载RL1的驱动继续。此后，在分支电线51-1的温度到达第四阈值Tth4的情况下，分支电线开关31-1被切断。因此，能够防止分支电线51-1和负载RL温度升高。

注意的是，在上述实施例中，已经对于在分支电线51-1的温度到达第三阈值Tth3的情况下所述分支电线开关31-1以预定占空比受到PWM控制的这样的实例进行了描述；然而，所述占空比可以如在图6中的部分“A”的修改实例中所示地逐渐地降低。也就是说，在从时间t14到时间t15的时间段内执行PWM控制，并且在这种情况下的占空比逐渐地减小，由此变得能够进一步抑制分支电线51-1的温度升高。

以如上所述的这种方式，在根据该实施例的车辆电力分配装置100中，为主电线41的上限温度设定第一阈值Tth1和第二阈值Tth2，并且另外，为分支电线51-1至51-n的上限温度设定第三阈值Tth3和第四阈值Tth4。于是，在主电线41的温度超过第一阈值Tth1的情况下，则强制切断信号被设定为Hi，设置在分支电线分配器12中的所有各分支电线开关31-1至31-n被切断，并且负载RL1至RLn停止，由此整个电路受到保护。此后，在主电线41的温度进一步升高以到达第二阈值Tth2的情况下，主电线开关21被切断，并且停止向主电线41供应电力。因此，在主电线41的温度升高的情况下，则分支电线51-1至51-n的分支电线开关31-1至31-n首先被切断，并且此后，主电线分配器11的主电线开关21被切断。结果，各电线开关31-1至31-n能够确定地转变成OFF状态，并且整个车辆电力供应装置100能够停止。

而且，在分支电线51-1的温度升高以超过第三阈值Tth3的情况下，则连接于分支电线51-1的分支电线开关31-1受到PWM控制，并且流经该分支电线51-1的电流降低。因此，能够抑制分支电线51-1的突然的温度升高，并且能够驱动负载RL1达更长的时间。而且，能够延长分支电线51-1的寿命。

进而，在分支电线51-1的温度到达第四阈值Tth4的情况下，则分支电线开关31-1被切断，并且另外，将要向主电线分配器11发送的分支电线异常信号被切换为Hi，并且在主电线分配器11中的第一阈值Tth1和第二阈值Tth2被改变为低于通常阈值的修改第一阈值Tth1'和修改第二阈值Tth2'。因此，在分支电线51-1的温度升高的情况下，则主电线41在更低的温度下被切断，并且关于主电线41的温度升高，主电线开关21在更早的时间点被切断，由此能够防止整个电路过热。结果，能够细化主电线41和分支电线51-1至51-n的直径，并且这能够有助于车辆的减重。

而且，能够在并未对一个负载提供一个熔断器而是使一个熔断器对应于多个负载时并不知晓每一个负载的ON/OFF定时的情况下，采用该实施例的构造。因此，该实施例的构造是富有多用性的。进而，能够减小外部噪声所引起的影响。进而，机械熔断器是不必要的，并且因此，能够增强设计的自由度和对于安装位置的适应性。

以上已经基于所示的实施例对于本发明的电力分配装置进行了描述；然而，本发明不限于此，并且能够利用具有类似功能的任意构造替代各个部分的配置。

例如，在上述实施例中，已经对于作为电力消耗降低控制的实例的PWM控制进行了描述；然而，本发明不限于此，并且例如，能够采用用于通过改变将要向负载输出的电压来减少电力消耗的方法。

工业实用性

本发明能够用于在包括主电线分配器和分支电线分配器的电力分配装置中响应于电线的生热而适当地接通和断开电子开关。

Claims (4)

1.一种用于向多条分支电线分配电池的电力并且向连接于各自的分支电线的随后层级的负载供应电力的电力分配装置，包括：

主电线分配器，该主电线分配器用于向多条主电线分配从DC电源供应的电力，所述主电线分配器被连接到所述DC电源，包括

第一电流传感器，第一电流传感器用于检测流经各自的主电线的电流；

第一开关，该第一开关用于切换各自的主电线的连接和切断；和

第一控制单元，该第一控制单元用于通过由每一个所述第一电流传感器检测的电流来估计每一条所述主电线的温度，并且基于估计温度来控制每一个所述第一开关；

分支电线分配器，该分支电线分配器用于向所述多条分支电线分配电力，所述分支电线分配器被连接到各自的主电线，包括

第二电流传感器，该第二电流传感器用于检测流经各自的分支电线的电流；

第二开关，该第二开关用于切换各自的分支电线的连接和切断；和

第二控制单元，该第二控制单元用于通过由每一个所述第二电流传感器检测的电流来估计每一条所述分支电线的温度，并且基于估计温度来控制每一个所述第二开关；和

通信线路，该通信线路用于在所述第一控制单元和所述第二控制单元之间执行通信，其中

所述第一控制单元执行如下操作：

设定第二阈值和第一阈值，该第二阈值限定所述主电线的上限温度，该第一阈值作为低于所述第二阈值的值，

在每一条所述主电线的所述估计温度超过所述第一阈值的情况下，向所述第二控制单元发送强制切断信号，并且

在每一条所述主电线的所述估计温度超过所述第二阈值的情况下，执行控制以切断每一个所述第一开关，并且

所述第二控制单元执行如下操作：

设定第四阈值和第三阈值，该第四阈值限定所述分支电线的上限温度，该第三阈值低于所述第四阈值，

在每一条所述分支电线的所述估计温度超过所述第三阈值的情况下，对于每一个所述第二开关执行电力降低控制，并且向每一条所述分支电线供应电力，并且

在每一条所述分支电线的所述估计温度超过所述第四阈值的情况下，或者在发送所述强制切断信号的情况下，切断每一个所述第二开关。

2.根据权利要求1所述的电力分配装置，其中

所述电力消耗降低控制是用于以期望占空比向所述分支电线供应电力的PWM控制。

3.根据权利要求2所述的电力分配装置，其中

在实施所述PWM控制时，随着时间的逝去，所述第二控制单元减小所述占空比。

4.根据权利要求1到3的任意一项所述的电力分配装置，其中

在每一条所述分支电线的所述估计温度超过所述第四阈值的情况下，所述第二控制单元向所述第一控制单元发送分支电线异常信号，并且

在接收到所述分支电线异常信号的情况下，所述第一控制单元降低所述第一阈值和所述第二阈值。

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