JP2014072919A - Current detecting device and power supply control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、負荷へ間欠的に供給される電流値の検出タイミングを制御することができる電流検出装置、及び該電流検出装置を備えた給電制御装置に関する。 The present invention relates to a current detection device capable of controlling the detection timing of a current value intermittently supplied to a load, and a power supply control device including the current detection device.
車輌にはモータ、照明器具等の負荷が搭載されており、該負荷は電線を介して電源に接続されている。負荷への給電はPWM(pulse width modulation)制御され、モータの回転数、明るさ等が制御される。電線は摩耗等の経年劣化により内部の芯線が周囲の導体構造物に接触してショートするおそれがある。一般的にはショートによる電線又は負荷の損傷を防ぐために、電線の適宜箇所に熱ヒューズが介装されている。 A load such as a motor and a lighting fixture is mounted on the vehicle, and the load is connected to a power source via an electric wire. Power supply to the load is controlled by PWM (pulse width modulation), and the number of rotations, brightness, and the like of the motor are controlled. There is a possibility that the inner core wire contacts the surrounding conductor structure and short-circuits due to aging deterioration such as wear. Generally, in order to prevent damage to an electric wire or a load due to a short circuit, a thermal fuse is interposed at an appropriate portion of the electric wire.
ところが、熱ヒューズを使用するためには設置スペースを確保する必要があり、部品点数が増加するという問題がある。また、突入電流が大きな負荷に対する通電を繰り返した場合、熱ヒューズの劣化により溶断時間が短くなる傾向があるため、ある程度電流容量が大きい熱ヒューズを使用する必要があり、これに伴い比較的大きな電流に耐え得る電線を使用しなければならないという問題があった。更に、熱ヒューズが溶断した場合、新しい熱ヒューズに交換する必要があり、メンテナンス作業に手間を要するという問題がある。 However, in order to use a thermal fuse, it is necessary to secure an installation space, and there is a problem that the number of parts increases. In addition, when energizing a load with a large inrush current is repeated, the fusing time tends to be shortened due to deterioration of the thermal fuse, so it is necessary to use a thermal fuse with a certain amount of current capacity. There was a problem that it was necessary to use an electric wire that could withstand. Further, when the thermal fuse is blown, it is necessary to replace it with a new thermal fuse, and there is a problem that labor is required for maintenance work.
このような問題を解決する方法として、電線に介装された熱ヒューズを仮想的に想定し、該熱ヒューズの温度を電流値に基づいて推定し、熱ヒューズの温度が許容限界温度に達した場合、リレー等の遮断スイッチを用いて電源から負荷への給電を遮断する保護装置が開示されている(例えば、特許文献1)。具体的には、保護装置に設けられたマイコンが、PWM制御のオン時間に合わせた所定時間毎に電線の電流値を検出し、検出された電流値、熱ヒューズの発熱及び放熱の関係式を用いて、前記所定時間における熱ヒューズの温度上昇値を算出する。そして、所定時間毎に算出した温度上昇値の積算結果を通電開始時の周囲温度に加算することによって、熱ヒューズの温度を算出する。 As a method for solving such a problem, a thermal fuse interposed in the electric wire is virtually assumed, the temperature of the thermal fuse is estimated based on the current value, and the temperature of the thermal fuse reaches the allowable limit temperature. In such a case, a protection device that cuts off the power supply from the power source to the load using a cutoff switch such as a relay is disclosed (for example, Patent Document 1). Specifically, the microcomputer provided in the protection device detects the electric current value of the electric wire at every predetermined time according to the PWM control ON time, and the relational expression of the detected electric current value, heat generation and heat dissipation of the thermal fuse is obtained. And calculating a temperature rise value of the thermal fuse in the predetermined time. Then, the temperature of the thermal fuse is calculated by adding the integration result of the temperature rise values calculated every predetermined time to the ambient temperature at the start of energization.
しかしながら、従来の保護装置においては、電流値の検出タイミングがPWM制御のオフ時間に当たってしまい、電流値が検出されないことがある。電流値の検出周期は、PWM制御の周期に同期しているため、一旦電流値の検出タイミングがPWM制御のオン時間に当たってしまうと、電流値が検出されない状態続き、正確な電流値の情報が得られなくなるという問題があった。電流値が検出されない状態が続くと、熱ヒューズの温度を正確に推定できなくなる。 However, in the conventional protection device, the current value may be detected because the detection timing of the current value corresponds to the OFF time of the PWM control. Since the current value detection cycle is synchronized with the PWM control cycle, once the current value detection timing reaches the PWM control ON time, the current value is not detected and accurate current value information is obtained. There was a problem that it was impossible. If the state where the current value is not detected continues, the temperature of the thermal fuse cannot be accurately estimated.
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は負荷へ間欠的に供給される電流値の検出に失敗した場合であっても、一定時間内に電流値の検出を再開することができる電流検出装置、及び該電流検出装置を備えた給電制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is to resume detection of a current value within a predetermined time even when detection of a current value intermittently supplied to a load fails. An object of the present invention is to provide a current detection device capable of performing the above and a power supply control device including the current detection device.
本発明に係る電流検出装置は、負荷へ間欠的に供給される電流値を反復的に検出する電流検出装置において、検出された電流値が所定値未満であるか否かを判定する判定部と、前記電流値が所定値未満であると判定された場合、電流値の検出タイミングを変更させる変更部とを備えることを特徴とする。 The current detection device according to the present invention is a current detection device that repeatedly detects a current value intermittently supplied to a load, and a determination unit that determines whether or not the detected current value is less than a predetermined value. And a change unit that changes the detection timing of the current value when the current value is determined to be less than the predetermined value.
本発明にあっては、負荷へ給電されていないタイミングで電流値の検出が行われた場合、電流値は所定値未満になる。検出された電流値が所定値未満である場合、電流値の検出タイミングは変更される。電流値の検出タイミングを変更することにより、負荷へ給電されているタイミングで電流値の検出が行われる状態にすることができる。 In the present invention, when the current value is detected at a timing when power is not supplied to the load, the current value becomes less than a predetermined value. When the detected current value is less than the predetermined value, the current value detection timing is changed. By changing the detection timing of the current value, the current value can be detected at the timing when power is supplied to the load.
本発明に係る電流検出装置は、前記負荷への給電はPWM制御され、PWM制御周期の整数倍の周期で電流値を検出するようにしてあり、前記変更部は、電流値の検出タイミングをPWM制御のオン時間だけ前後させる第1タイミング変更部と、電流値の検出タイミングをPWM制御のオフ時間だけ前後させる第2タイミング変更部とを備えることを特徴とする。 In the current detection device according to the present invention, the power supply to the load is PWM-controlled, and the current value is detected at a cycle that is an integral multiple of the PWM control cycle. A first timing changing unit that moves back and forth by the control on-time and a second timing changing unit that drives the current value detection timing back and forth by the off-time of the PWM control are provided.
本発明にあっては、負荷への給電がPWM制御されており、電流検出装置はPWM制御周期の整数倍の周期で電流値の検出を行う。変更部は、電流値の検出タイミングをPWM制御のオン時間だけ前後させ、又は電流値の検出タイミングをPWM制御のオフ時間だけ前後させることにより、PWM制御のオン期間に電流値の検出が行われる状態にすることができる。 In the present invention, the power supply to the load is PWM controlled, and the current detection device detects the current value at a cycle that is an integral multiple of the PWM control cycle. The changing unit moves the current value detection timing around the PWM control on-time, or moves the current value detection timing around the PWM control off-time to detect the current value during the PWM control on-time. Can be in a state.
本発明に係る電流検出装置は、PWM制御のデューティ比を記憶する記憶部を備え、PWM制御のデューティ比が所定デューティ比範囲より小さい場合、前記第1タイミング変更部が電流値の検出タイミングを変更し、PWM制御のデューティ比が前記所定デューティ比範囲より大きい場合、前記第2タイミング変更部が電流値の検出タイミングを変更するようにしてあることを特徴とする。 A current detection device according to the present invention includes a storage unit that stores a duty ratio of PWM control, and when the duty ratio of PWM control is smaller than a predetermined duty ratio range, the first timing change unit changes a detection timing of a current value. When the duty ratio of PWM control is larger than the predetermined duty ratio range, the second timing changing unit changes the detection timing of the current value.
本発明にあっては、デューティ比が前記所定デューティ比範囲より小さい場合、電流値の検出タイミングをPWM制御のオン時間だけ前後させることにより、最大2回の検出タイミング変更により、電流値の検出が行われる状態にすることが可能である。所定デューティ比範囲は、必ずしも数%にわたる広い範囲である必要は無く、例えば50%及びその公差の範囲であっても良い。
デューティ比が前記所定デューティ比範囲より大きい場合、電流値の検出タイミングをPWM制御のオフ時間だけ前後させることにより、1回の検出タイミング変更により、電流値の検出が行われる状態にすることが可能である。
In the present invention, when the duty ratio is smaller than the predetermined duty ratio range, the current value can be detected by changing the detection timing at most twice by changing the detection timing of the current value by about the ON time of the PWM control. It is possible to make it happen. The predetermined duty ratio range is not necessarily a wide range of several percent, and may be, for example, 50% and a tolerance range thereof.
When the duty ratio is larger than the predetermined duty ratio range, the current value can be detected by changing the detection timing once by changing the detection timing of the current value by the PWM control OFF time. It is.
本発明に係る電流検出装置は、PWM制御のデューティ比が前記所定デューティ比範囲である場合、前記第2タイミング変更部が電流値の検出タイミングを変更するようにしてあることを特徴とする。 The current detection device according to the present invention is characterized in that when the duty ratio of the PWM control is within the predetermined duty ratio range, the second timing changing unit changes the detection timing of the current value.
本発明にあっては、PWM制御のデューティ比が前記所定デューティ比範囲である場合、電流値の検出タイミングをPWM制御のオフ時間だけ前後させることにより、1回の検出タイミング変更により、電流値の検出が行われる状態にすることが可能である。 In the present invention, when the duty ratio of the PWM control is within the predetermined duty ratio range, the current value is detected by changing the detection timing once by changing the detection timing of the current value by the PWM control off time. It is possible to make a state in which detection is performed.
本発明に係る電流検出装置は、前記変更部は、PWM制御のデューティ比が前記所定デューティ比範囲である場合、電流値の検出タイミングを、PWM制御のオン時間の半分の時間だけ前後させ、又はPWM制御のオフ時間の半分の時間だけ前後させる第3タイミング変更部を備えることを特徴とする。 In the current detection device according to the present invention, when the duty ratio of the PWM control is within the predetermined duty ratio range, the changing unit moves the detection timing of the current value around half the PWM control on-time, or A third timing changing unit is provided that moves back and forth by half the PWM control OFF time.
本発明にあっては、PWM制御のデューティ比が前記所定デューティ比範囲である場合、電流値の検出タイミングを、PWM制御のオン時間の半分の時間だけ前後させ、又はPWM制御のオフ時間の半分の時間だけ前後させることにより、最大2回の検出タイミング変更により、電流値の検出が行われる状態にすることが可能である。 In the present invention, when the duty ratio of the PWM control is within the predetermined duty ratio range, the detection timing of the current value is changed by about half of the on time of the PWM control, or half of the off time of the PWM control. By changing the detection timing back and forth by this time, the current value can be detected by changing the detection timing a maximum of two times.
本発明に係る電流検出装置は、前記第1タイミング変更部は、電流値の検出タイミングをPWM制御のオン時間だけ進めた(又は遅らせた)後に検出された電流値が所定値未満であると判定された場合、電流値の検出タイミングをPWM制御のオン時間の2倍の時間だけ遅らせる(又は進める)ようにしてあることを特徴とする。 In the current detection device according to the present invention, the first timing changing unit determines that the current value detected after the current value detection timing is advanced (or delayed) by the on-time of the PWM control is less than a predetermined value. In this case, the current value detection timing is delayed (or advanced) by a time twice as long as the PWM control ON time.
本発明にあっては、電流値の検出タイミングをPWM制御のオン時間だけ進めた後に検出された電流値が所定値未満であると判定された場合、電流値の検出タイミングをPWM制御のオン時間の2倍の時間遅らせることにより、最大2回の検出タイミング変更により、電流値の検出が行われる状態にすることが可能である。
同様にして、電流値の検出タイミングをPWM制御のオン時間遅らせた後に検出された電流値が所定値未満であると判定された場合、電流値の検出タイミングをPWM制御のオン時間の2倍の時間進めることにより、最大2回の検出タイミング変更により、電流値の検出が行われる状態にすることが可能である。
In the present invention, when it is determined that the current value detected after the current value detection timing is advanced by the PWM control ON time is less than the predetermined value, the current value detection timing is set to the PWM control ON time. By delaying the time twice as long as this, the detection of the current value can be performed by changing the detection timing twice at the maximum.
Similarly, when it is determined that the current value detected after delaying the current value detection timing after the PWM control on-time is less than the predetermined value, the current value detection timing is twice the PWM control on-time. By advancing the time, the current value can be detected by changing the detection timing at most twice.
本発明に係る給電制御装置は、前述のいずれか一つの電流検出装置と、前記負荷への給電をPWM制御するPWM制御部とを備えることを特徴とする。 A power supply control device according to the present invention includes any one of the above-described current detection devices and a PWM control unit that performs PWM control of power supply to the load.
本発明にあっては、PWM制御によって負荷への給電制御を行う。 In the present invention, power supply control to the load is performed by PWM control.
本発明に係る給電制御装置は、電流検出タイミングがPWM制御のオン時間になるように、PWM制御のオン時間の開始タイミングを前記PWM制御部に指示するタイミング指示部を備えることを特徴とする。 The power supply control device according to the present invention includes a timing instruction unit that instructs the PWM control unit to start the start time of the PWM control so that the current detection timing becomes the ON time of the PWM control.
本発明にあっては、タイミング指示部がPWM制御のオン時間の開始タイミングを前記PWM制御部に指示する。開始タイミングを前記PWM制御部に指示することにより、PWM制御の開始時のオン時間から電流値の検出を開始させることが可能になる。 In the present invention, the timing instruction unit instructs the PWM control unit to start timing of the on-time of the PWM control. By instructing the start timing to the PWM control unit, it becomes possible to start the detection of the current value from the ON time at the start of the PWM control.
本発明に係る給電制御装置は、検出した電流値に基づいて、前記負荷又は該負荷に接続される電線の温度を算出する算出部と、該算出部にて算出された温度が所定温度以上であるか否かを判定する温度判定部と、該温度判定部が所定温度以上であると判定した場合、前記負荷への給電を遮断する遮断スイッチとを備えることを特徴とする。 The power supply control device according to the present invention includes a calculation unit that calculates a temperature of the load or an electric wire connected to the load based on the detected current value, and the temperature calculated by the calculation unit is equal to or higher than a predetermined temperature. A temperature determining unit that determines whether or not there is a shut-off switch that shuts off power supply to the load when the temperature determining unit determines that the temperature is equal to or higher than a predetermined temperature;
本発明にあっては、検出した電流値に基づいて、負荷又は電線の温度を算出する。算出された温度が所定温度以上である場合、負荷への給電が遮断される。 In the present invention, the temperature of the load or the electric wire is calculated based on the detected current value. When the calculated temperature is equal to or higher than the predetermined temperature, power supply to the load is interrupted.
本発明によれば、負荷へ間欠的に供給される電流値の検出に失敗した場合であっても、一定時間内に電流値の検出を再開することができる。 According to the present invention, even when detection of a current value intermittently supplied to a load fails, detection of a current value can be resumed within a certain time.
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
図1は、本実施の形態に係る給電システムの一構成例を示したブロック図である。本実施の形態に係る保護システムは、車輌5に搭載された給電制御装置1、ボディECU2、電源3及び負荷51を備える。負荷51は、例えばヘッドライト、室内灯、ワイパー等である。負荷51の正極端子は電線6を介して電源3の正極に接続され、負荷51の負極端子は接地されている。電線6の適宜箇所には給電スイッチ7が設けられており、給電スイッチ7の開閉はボディECU2によって制御され、負荷51への給電が制御される。また、電線6の適宜箇所には、負荷51への給電をPWM制御すると共に、過電流等による発熱から電線6及び負荷51を保護する機能を有する給電制御装置1が設けられている。給電制御装置1及びボディECU2は車載LAN等の通信線4によって接続されている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a power feeding system according to the present embodiment. The protection system according to the present embodiment includes a power
図2は、給電制御装置1及びボディECU2の一構成例を示したブロック図である。給電制御装置1はマイコン11を備える。マイコン11は、該マイコン11の各構成部の動作を制御する制御部11a、例えば一又は複数のCPU(Central Processing Unit)、マルチコアCPU等を備える。制御部11aには、バスを介して、ROM11b、第1記憶部11c、タイマ11d、CAN(Controller Area Network)通信I/F11e及びI/F部11fが接続されている。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the power
ROM11bは、EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM)等の不揮発性メモリであり、本実施の形態に係る電流検出、温度算出処理及び給電遮断処理を行うためのコンピュータプログラムを記憶している。
The
第1記憶部11cは、DRAM(Dynamic RAM)、SRAM(Static RAM)等のメモリであり、制御部11aの演算処理を実行する際にROM11bから読み出されたコンピュータプログラム、また制御部11aの演算処理によって生ずる各種データを一時記憶する。例えば、第1記憶部11cは、給電のPWM制御に必要なデューティ比を記憶する。
The
タイマ11dは、電流検出タイミングを計るためのクロックを発生させており、第1制御部11aは、タイマ11dのクロックを参照して、電流値の検出タイミングを制御する。また、タイマ11dは、現在の時点、例えば時刻を計時し、制御部11aの要求に従って、計時結果を制御部11aに与える。
The
CAN通信I/F11eは、車輌5に搭載されたボディECU2と、通信線4を介して接続されており、CANプロトコルに従ってボディECU2とデータの送受信を行う。CAN通信I/F11eは、制御部11aから与えられたデータを送信し、ボディECU2から受信したデータを制御部11aへ与える。これにより給電制御装置1は、ボディECU2へ制御命令などを送信して該ボディECU2へ所定の動作を要求することができ、ボディECU2からの情報をCAN通信I/F11eによって検出することができる。
The CAN communication I /
I/F部11fには温度検出部12及びIPD(Intelligent Power Device)13が接続されている。温度検出部12は、例えばサーミスタを備え、気温によって変化するサーミスタの電気抵抗を検出することによって、給電制御装置1の周囲の温度を検出する。
A
IPD13は電源3と、負荷51との間に直列的に介装されたリレー(遮断スイッチ)13b及びPWM制御部13dを備える。リレー13bは例えば、IGBT、パワーMOSFET等で構成される半導体リレー、機械式リレーであり、リレー13bの一端は給電スイッチ7を介して電源3の正極に接続され、他端はPWM制御部13dの入力端子に接続されている。リレー13bは、I/F部11fを介して制御部11aから与えられる制御信号に従って開閉する。
The
PWM制御部13dは、I/F部11fを介して制御部11aから与えられる制御信号に従って動作する。例えば、制御部11aは、PWM制御の開始を指示する開始命令信号及びデューティ比をPWM制御部13dに与えることにより、該デューティ比で負荷51への給電が行われるようにPWM制御部13dを動作させる。PWM制御部13dは、タイマ13cのクロックを用いて周期的にスイッチをオンオフさせることにより、負荷51へ間欠的に給電する。PWM制御部13dは、制御部11aから与えられたデューティ比の大きさに応じて、オン時間と、オフ時間との比を制御する。また、制御部11aは、PWM制御のオン時間の開始タイミングを指示する開始タイミング指示信号をPWM制御部13dに与えることにより、PWM制御を開始する際、オン時間の開始タイミングを調整することができる。また、制御部11aは、PWM制御の終了を指示する終了命令信号をPWM制御部13dに与えることにより、PWM制御部13dの動作を停止させることができる。
なお、図2においてはPWM制御に必要なクロックを外部のタイマ13cからPWM制御部13dに入力する構成を図示しているが、PWM制御部13dの内部クロックを用いて、PWM制御するように構成しても良い。また、上述の例では、マイコン11がディーティ比をIPD13に与える構成を説明したが、矩形パルス信号のPWM制御信号をIPD13に与え、IPD13に設けられたPWM制御用のスイッチを該PWM制御信号によってオンオフさせるように構成しても良い。
The
2 shows a configuration in which a clock necessary for PWM control is input from the
また、IPD13は電線6を流れる電流値を検出する電流検出部13aを備える。電流検出部13aは、例えばホール素子センサである。ホール素子センサは、電線6を流れる電流によって発生した磁界をホール素子で検出し、磁界によってホール素子に生じたホール電圧を増幅し、電流値として出力する。また、直列抵抗方式のセンサを用いても良い。直列抵抗方式の電流検出部13aは、電線6に直列接続された抵抗器における降下電圧から電流値を検出するものである。このように、電流検出部13aから出力される電流値は、電圧の大きさによって表される。
The
ボディECU2は、ボディ系の車載機器を制御する制御装置であり、車輌5に搭載されたヘッドライト、ターンハザード、ワイパー、ドアロック機構等の車載機器を制御する。即ち、ボディECU2は、ユーザの操作を受け付けて、ヘッドライト及びターンハザードの点灯及び消灯、ワイパーのオンオフ又は間欠動作等を制御し、更にドアロック機構の施錠/解錠を制御するものである。具体的にはボディECU2は、ボディECU2の各構成部の動作を制御する制御部21を備える。制御部21は、例えば一又は複数のCPU、マルチコアCPU等であり、制御部21には、バスを介して、ROM22、第2記憶部23、CAN通信I/F24、時計部25及びI/F部26が接続されている。
The
ROM22は、EEPROM等の不揮発性メモリであり、本実施の形態に係る温度算出処理に必要な情報の保持及び提供を行うためのコンピュータプログラムを記憶している。
The
第2記憶部23は、DRAM、SRAM等のメモリであり、制御部21の演算処理を実行する際にROM22から読み出されたコンピュータプログラム、また制御部21の演算処理によって生ずる各種データを一時記憶する。
The
CAN通信I/F24は、車輌5に搭載された給電制御装置1、その他の図示しない各種ECUと、通信線4を介して接続されており、CANプロトコルに従ってデータの送受信を行う。CAN通信I/F24は、制御部21から与えられたデータを送信し、他のECUから受信したデータを制御部21へ与える。これによりボディECU2は、各種ECUに接続された車載機器から得られる情報をCAN通信I/F24によって検出することができると共に、他のECUに接続された車載機器への動作命令などを送信して該車載機器の動作を制御することができる。
The CAN communication I /
I/F部26には給電スイッチ7が接続されており、制御部21はI/F部26を介して開閉信号を給電スイッチ7に与えることによって、負荷51への給電を制御する。例えば、ユーザによってヘッドライトのオン操作がされた場合、制御部21はI/F部26を介して閉信号を給電スイッチ7に与え、ヘッドライトである負荷51への給電を行う。ユーザによってヘッドライトのオフ操作がされた場合、制御部21はI/F部26を介して開信号を給電スイッチ7に与え、ヘッドライトである負荷51への給電の遮断を行う。
The
図3は、給電に係る制御部11aの処理手順を示したフローチャートである。制御部11aは、PWM制御部13dに対して駆動制御を行う(ステップS11)。具体的には、制御部11aは、I/F部11fを介してPWM制御の開始を指示する開始命令信号及びデューティ比と、PWM制御のオン時間の開始タイミングを指示する開始タイミング指示信号とをPWM制御部13dに与える。デューティ比は、ユーザの操作内容に応じて制御部11aが決定する値であり、第1記憶部11cが記憶している。ユーザの操作内容は、例えば、通信線4を介してCAN通信I/F11eに入力される。
FIG. 3 is a flowchart illustrating a processing procedure of the
図4は、PWM制御開始タイミングを示したタイミングチャートである。図4中、上部に描かれたブロックは制御部11aが行う制御の周期構造を示している。制御部11aは、10msを1周期として、制御処理を実行している。各周期においては、制御部11aは外部からの情報の入力処理と、外部装置の制御処理と、外部への情報の出力処理とを順次実行する。図中「入力」と記載されたブロックは入力処理が実行される期間を示し、「制御」と記載されたブロックは制御処理が実行される期間を示し、「出力」と記載されたブロックは出力処理が実行される期間を示している。そして、制御部11aは、入力処理、制御処理及び出力処理を10msの範囲内で終えた場合、次の周期が開始されるまで待機する。「IDLE」と記載されたブロックは制御部11aが次周期の開始まで待機している期間を示している。
FIG. 4 is a timing chart showing the PWM control start timing. In FIG. 4, the block drawn on the upper part shows the periodic structure of the control performed by the
制御部11aは「出力」と記載されたブロックに対応する期間において、開始命令信号、デューティ比、及び開始タイミング指示信号をPWM制御部13dに与えるステップS11の処理を実行する。そして、後述するように、給電のPWM制御が開始された後は、「入力」と記載されたブロックに対応する期間、つまり制御の周期が開始されるタイミングで、電流値の入力処理を実行する。電流値の入力処理は、制御部11aが電流検出部13aから出力される検出値を、I/F部11fを介して取得する処理である。
ところで、図4の上側のタイミングチャートに示すように、PWM制御部13dに開始命令信号を与えたタイミングでPWM制御のオン時間が開始されると、電流値を取得するタイミングがPWM制御のオフ時間に当たる場合がある。つまり、電流値を取得するタイミングが、電線6に電流が流れていない期間に当たる場合があり、はじめから電流値の検出に失敗する状態になってしまう。
In the period corresponding to the block described as “output”, the
By the way, as shown in the upper timing chart of FIG. 4, when the PWM control on-time starts at the timing when the start command signal is given to the
そこで、制御部11aは、電流値の入力処理を実行するタイミングに合わせて、PWM制御のオン時間が開始されるようにタイミング指示信号をPWM制御部13dに与える。例えば、制御部11aは、タイマ11dの計時結果を参照して、現時点から、電流値の入力処理が実行される時点までの時間を算出する。また、PWM制御のオン時間が開始されるタイミングと、電流値の入力処理が開始されるタイミングとの間に一定の余裕を持たせるために、算出した前記時間から所定時間、例えば1〜2ms減算する。そして、制御部11aは、算出された該時間だけ遅れてPWM制御が開始されるよう、PWM制御部13dに開始タイミング指示信号を与える。このように、PWM制御の開始タイミングを制御することにより、PWM制御の開始時点において、電流値の検出タイミングと、PWM制御のオン時間とを合わせることができる。図4の下側のタイミングチャートは、電流値の検出タイミングと、PWM制御のオン時間とが合っている状態を示している。
Therefore, the
次いで、制御部11aは、電流の検出タイミングであるか否かを判定する(ステップS12)。制御部11aは、基本的にPWM制御周期の整数倍の周期で電流値を検出するように構成されており、PWM制御周期の整数倍の時間が経過する都度、電線6の温度を算出すべき所定の検出タイミングであると判定する。ただし、前記所定の検出タイミングは、電流値の検出に失敗した場合、適宜変更される。ここでは、PWM制御周期である10ms毎に電流値を検出する例を説明する。
Next, the
電線6の温度を算出すべき検出タイミングで無いと判定した場合(ステップS12:NO)、制御部11aは、再度ステップS12の処理を実行し、所定の検出タイミングになるまで待機する。なお、実際には、外部装置の制御、外部への情報の出力処理などを実行しているが、詳細は省略する。電線6の温度を算出すべき所定の検出タイミングであると判定した場合(ステップS12:YES)、制御部11aは、電流検出部13aに係るサブルーチンを呼び出し、電流値を検出する(ステップS13)。電流値の検出方法の詳細は後述する。
When it is determined that it is not the detection timing at which the temperature of the
次いで、制御部11aは、ステップS13で検出した電流値、及び前回の検出タイミングで算出した温度上昇値に基づいて、電線6の温度上昇値を算出し、算出した温度上昇値を周囲温度に加算することによって該電線6の温度を算出する(ステップS14)。例えば、電線6の温度上昇値は、下記式(1)〜(4)を用いて算出される。
Next, the
ΔTw(n)=Qw(n)/Cwth…(1)
Q(w)=Qw(n−1)+(Pwin−Pwout)×Δt…(2)
Pwin=rw×I(n)2 …(3)
Pwout=Qw(n−1)/(Cwth×Rwth)…(4)
但し、
ΔTw:温度上昇値
Qw(n):n回目検出時の電線6の熱量
(周囲温度にある電線6の熱量を0とする)
Δt:検出時間間隔
Cwth:電線6の熱容量[J/℃]
rw:電線6の電気抵抗
I:電線6を流れる電流
Rwth:電線6の熱抵抗[℃/W]
ΔTw (n) = Qw (n) / Cwth (1)
Q (w) = Qw (n−1) + (Pwin−Pwout) × Δt (2)
Pwin = rw × I (n) 2 (3)
Pwout = Qw (n−1) / (Cwth × Rwth) (4)
However,
ΔTw: Temperature rise value Qw (n): Heat amount of the
Δt: detection time interval Cwth: heat capacity of the electric wire 6 [J / ° C.]
rw: electric resistance of the electric wire I: current flowing through the
なお、一つ前の検出タイミングにおける熱量Qw(n−1)は、該検出タイミングにおける温度上昇値ΔTw(n−1)を用いて、下記式(5)で表される。
Qw(n−1)=ΔTw(n−1)×Cwth…(5)
The amount of heat Qw (n−1) at the previous detection timing is expressed by the following equation (5) using the temperature increase value ΔTw (n−1) at the detection timing.
Qw (n−1) = ΔTw (n−1) × Cwth (5)
また、初回の検出タイミングにおいては、一つ前の検出タイミングにおける熱量Qw(0)は0である。 Further, at the first detection timing, the heat quantity Qw (0) at the previous detection timing is zero.
電線6の温度は、例えば下記式(6)を用いて算出される。周囲温度は、温度検出部12によって検出される温度である。
T=Ta+ΔTw…(6)
但し、
Ta:周囲温度
The temperature of the
T = Ta + ΔTw (6)
However,
Ta: Ambient temperature
次いで、制御部11aはリレー13bが遮断状態にあるか否かを判定する(ステップS15)。制御部11aがリレー13bの開閉制御を行っているため、リレー13bの状態は制御部11aによって把握されている。遮断状態に無いと判定した場合(ステップS15:NO)、制御部11aは算出した電線6の温度が所定温度以上であるか否かを判定する(ステップS16)。電線6の温度が所定温度以上であると判定した場合(ステップS16:YES)、制御部11aはリレー13bを開状態にすることで、電線6を通じた負荷51への給電を遮断し(ステップS17)、処理をステップS12へ戻す。電線6の温度が所定温度未満であると判定した場合(ステップS16:NO)、制御部11aは処理をステップS12へ戻す。
Next, the
ステップS15で遮断状態にあると判定した場合(ステップS15:YES)、制御部11aは、復帰可能であるか否かを判定する(ステップS18)。例えば、制御部11aは、リレー13bが遮断状態になってから一定の時間が経過したか否かを判定することにより、復帰可能であるか否かを判定する。また、電線6の温度が前記所定温度よりも更に低い第2の所定温度未満になったか否かを判定することにより、復帰可能であるか否かを判定する。復帰可能であると判定した場合(ステップS18:YES)、制御部11aはリレー13bを閉状態に接続することで、電線6を通じた負荷51への給電を再開させ(ステップS19)、処理をステップS12へ戻す。復帰不可能であると判定した場合(ステップS18:NO)、制御部11aは、リレー13bを開状態にしたまま処理をステップS12へ戻す。
When it determines with it being in the interruption | blocking state by step S15 (step S15: YES), the
図5は、電流検出に係る制御部11aの処理手順を示したフローチャートである。電流検出に係るサブルーチンを呼び出した制御部11aは、電流検出部13aにて電流値を検出する(ステップS31)。具体的には、制御部11aは、電流検出部13aから出力される電流値を、I/F部11fを介して取得する。そして、制御部11aは、検出された電流値が所定値未満であるか否かを判定する(ステップS32)。ステップS32は、電流値の検出に失敗していないかどうかを確認する処理である。所定値は、マイコン11のI/F部11fが有するAD変換部のノイズレベル特性を考慮し、電流値の値を0と判断すべき閾値として設定されている。例えば、I/F部11fの入力電圧が5Vである場合、その20%である1Vを所定値として設定すると良い。
FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure of the
検出された電流値が所定値以上であると判定した場合(ステップS32:NO)、制御部11aは処理を終える。検出された電流値が所定値未満であると判定した場合(ステップS32:YES)、制御部11aは、ステップS31で検出に失敗した電流値に代わる電流値を補完する(ステップS33)。具体的には、制御部11aは、ステップS31で取得した電流値を破棄し、前回の検出タイミングで検出した電流値を、今回の検出タイミングで検出した電流値として記憶する。
When it determines with the detected electric current value being more than predetermined value (step S32: NO), the
ステップS33の処理を終えた制御部11aは、デューティ比が50%超であるか否かを判定する(ステップS34)。該50%は、所定デューティ比範囲の一例である。デューティ比が50%超であると判定した場合(ステップS34:YES)、制御部11aは、基準タイミングにPWM制御のオフ時間を加算し、加算して得た時間を、次回の検出タイミングの時間として設定し(ステップS35)、電流検出に係る処理を終える。基準タイミングは、例えばPWM制御の周期と同じ10msであり、電流値の検出が順調に行われている正常状態にある状況で、現時点から次回の電流値検出を行う時点までの時間を示している。検出タイミングは、電流値の検出の成否を考慮し、実際に電流値の検出が行われるタイミングを、現時点を基準にして示したものである。ステップS35が実行された場合、通常の検出タイミングより、PWM制御のオフ時間だけ遅れたタイミングで次回の電流値検出が行われる(図7参照)。
デューティ比が50%以下であると判定した場合(ステップS34:NO)、制御部11aは、次回の電流値検出が、電流値の検出失敗後に行われる1回目の再検出になるか否かを判定する(ステップS36)。なお、再検出の回数は、続けて電流値の検出に失敗した回数として第1記憶部11cに記憶させておけば良い。失敗回数が1であれば、次回の電流値検出が1回目の再検出になり、失敗回数が2であれば、次回の電流値検出が2回目の再検出となる。
When it is determined that the duty ratio is 50% or less (step S34: NO), the
次回の電流値検出が1回目の再検出になると判定した場合(ステップS36:YES)、制御部11aは、基準タイミングにPWM制御のオン時間を加算し、加算して得た時間を、次回の検出タイミングの時間として設定し(ステップS37)、処理を終える。ステップS37が実行された場合、通常の検出タイミングより、PWM制御のオン時間だけ遅れたタイミングで次回の電流値検出が行われる(図8参照)。
When it is determined that the next current value detection is the first re-detection (step S36: YES), the
次回の電流値検出が2回目の再検出になると判定した場合(ステップS36:NO)、制御部11aは、基準タイミングからPWM制御のオン時間の2倍の時間を減算し、減算して得た時間を、次回の検出タイミングの時間として設定し(ステップS38)、処理を終える。ステップS38が実行された場合、通常の検出タイミングより、PWM制御のオン時間だけ早いタイミングで次回の電流値検出が行われる(図9参照)。なお、1回目の再検出はPWM制御のオン時間だけ遅れた検出タイミングで電流値を検出しているため、2回目の再検出でPWM制御のオン時間の2倍の次回だけ検出タイミングを早めることにより、結果として、2回目の再検出は電流値の検出を正常に行っている通常の検出タイミングよりも、PWM制御のオン時間だけ早い検出タイミングで電流値の検出が行われる。
When it is determined that the next current value detection is the second re-detection (step S36: NO), the
以上の通り、検出した電流値が所定値未満である場合、つまり電流値の検出に失敗した場合、制御部11aは、デューティ比の大きさに応じて、次回の電流値の検出タイミングを変更することにより、電流値の検出タイミングをPWM制御のオン時間に合わせることを試みる。上述の処理によれば、最大2回の再検出によって、電流値の検出タイミングをPWM制御のオン時間に合わせた電流値の検出に成功することができる。以下、電流値の再検出の方法を説明する。
As described above, when the detected current value is less than the predetermined value, that is, when the detection of the current value fails, the
図6は、電流検出タイミングの変更方法を示したテーブルである。電流値の検出に失敗した場合、制御部11aは、図6のテーブルに示すように電流値の検出タイミングを変更する。テーブルの左側欄から右側欄にかけて、PWM制御の周期、デューティ比、PWM制御のオン時間、オフ時間、基準タイミング、再検出1回目の検出タイミングの変更方法、1回目の再検出が行われる検出タイミング、再検出2回目の検出タイミングの変更方法、2回目の再検出が行われる検出タイミングが示されている。ここでは、PWM制御の周期を10ms、基準タイミングを10msとし、デューティ比が10%、20%…80%、90%のときの具体的な検出タイミングの変更方法を示している。
FIG. 6 is a table showing a method for changing the current detection timing. When the detection of the current value fails, the
図7は、デューティ比が50%超の場合における電流検出タイミングの変更方法を示したタイミングチャートである。図7に示した矩形パルスはPWM制御のオンオフ状態を示しものであり、丸印は電流値を検出したタイミングを示している。白丸は電流値の検出に成功した場合、黒丸(ハッチングを付した丸)は電流値の検出に失敗した場合を示している。図7から明らかなように、デューティ比が50%超の場合において、電流値の検出に失敗したとき、電流値の次回の検出タイミングをPWM制御のオフ時間だけ進めることによって、電流値の検出タイミングをPWM制御のオン時間に合わせることができる。1回の再検出を試みるだけで、電流値の検出が可能な状態にすることができる。
なお、次回の検出タイミングをPWM制御のオフ時間だけ遅らせるように構成しても良い。この場合も、1回の再検出を試みるだけで電流値の検出タイミングをPWM制御のオン時間に合わせることができる。
FIG. 7 is a timing chart showing a method for changing the current detection timing when the duty ratio exceeds 50%. The rectangular pulse shown in FIG. 7 indicates the on / off state of PWM control, and the circle indicates the timing at which the current value is detected. A white circle indicates that the current value has been successfully detected, and a black circle (hatched circle) indicates that the current value has failed to be detected. As is clear from FIG. 7, when the current value fails to be detected when the duty ratio exceeds 50%, the current value detection timing is advanced by advancing the next detection timing of the current value by the PWM control off-time. Can be adjusted to the on-time of PWM control. The current value can be detected only by trying one redetection.
Note that the next detection timing may be delayed by the PWM control off time. Also in this case, the detection timing of the current value can be matched with the on-time of the PWM control only by trying one re-detection.
図8及び図9は、デューティ比が50%以下の場合における電流検出タイミングの変更方法を示したタイミングチャートである。図8に示すように、デューティ比が50%以下の場合において、PWM制御のオン時間よりも、電流値の検出タイミングが先行して電流値の検出に失敗したとき、電流値の次回の検出タイミングをPWM制御のオン時間だけ進めることによって、電流値の検出タイミングをPWM制御のオン時間に合わせることができる。この場合、1回の再検出を試みるだけで、電流値の検出が可能な状態にすることができる。 8 and 9 are timing charts showing a method of changing the current detection timing when the duty ratio is 50% or less. As shown in FIG. 8, when the duty ratio is 50% or less and the current value detection timing precedes the PWM control ON time and fails to detect the current value, the next detection timing of the current value. The current value detection timing can be matched with the PWM control on-time by advancing the signal by the PWM control on-time. In this case, the current value can be detected only by trying one redetection.
しかし、図9に示すように、デューティ比が50%以下の場合において、PWM制御のオン時間よりも、電流値の検出タイミングが遅延して電流値の検出に失敗したとき、電流値の次回の検出タイミングをPWM制御のオン時間だけ進めても、電流値の検出タイミングをPWM制御のオン時間に合わせることができない。この場合、次々回の電流検出タイミングをPWM制御のオン時間の2倍の時間だけ遅らせることによって、電流値の検出タイミングをPWM制御のオン時間に合わせることができる。この場合、2回の再検出を試みるだけで、電流値の検出が可能な状態にすることができる。 However, as shown in FIG. 9, when the duty ratio is 50% or less, when the current value detection timing is delayed with respect to the PWM control ON time and the current value detection fails, the next time the current value is detected. Even if the detection timing is advanced by the PWM control ON time, the current value detection timing cannot be matched with the PWM control ON time. In this case, the detection timing of the current value can be matched with the ON time of the PWM control by delaying the subsequent current detection timing by a time twice as long as the ON time of the PWM control. In this case, the current value can be detected only by trying the re-detection twice.
なお、次回の検出タイミングをPWM制御のオン時間だけ遅らせ、次々回の検出タイミングをPWM制御のオン時間の2倍の時間だけ進めるように構成しても良い。この場合も、最大2回の再検出を試みるだけで電流値の検出タイミングをPWM制御のオン時間に合わせることができる。
また、デューティ比が50%の場合、図7に示した方法、つまり次回の検出タイミングをPWM制御のオフ時間だけ遅らせるように構成しても良い。この場合、1回の再検出を試みるだけで電流値の検出タイミングをPWM制御のオン時間に合わせることができ、より早く電流値の検出タイミングをPWM制御のオン時間に合わせることができる。
The next detection timing may be delayed by the PWM control on-time, and the next detection timing may be advanced by twice the PWM control on-time. In this case as well, the detection timing of the current value can be matched with the on-time of the PWM control only by trying the re-detection twice at the maximum.
When the duty ratio is 50%, the method shown in FIG. 7, that is, the next detection timing may be delayed by the OFF time of PWM control. In this case, the detection timing of the current value can be adjusted to the on-time of the PWM control only by trying one re-detection, and the detection timing of the current value can be adjusted to the on-time of the PWM control earlier.
本発明にあっては、負荷51へ間欠的に供給される電流値の検出に失敗した場合であっても、最大2回の再検出によって電流値の検出を再開することができる。
In the present invention, even when the detection of the current value intermittently supplied to the
また、このようにして検出した電流値に基づいて、負荷51又は電線6の温度を算出し、算出された温度に応じて負荷への給電が遮断することにより、電線6及び負荷51を保護することができる。
Moreover, based on the detected current value, the temperature of the
(変形例)
図10及び図11は変形例の電流検出に係る制御部11aの処理手順を示したフローチャートである。変形例に係る給電制御装置1は、40〜60%のデューティ比でPWM制御している場合の検出タイミングの変更方法が異なるため、以下では主にかかる相違点を説明する。デューティ比40〜60%は、所定デューティ比範囲の一例である。所定デューティ比範囲は、0%〜100%の中間部分の範囲であり、具体的な数値範囲は電流値の検出成功確率が高くなるように適宜設定すれば良い。
PWM制御された電流値は、理想的な矩形パルス状にオンオフしていない。つまり、実際には電流の通電状態が不連続的にオン状態からオフ状態へ瞬時に切り替わることは無く、微少時間ではあるが、オン状態からオフ状態へ電圧が除々に上昇し又は降下している。言い換えると、PWM制御によって電線に印加される電圧はオフ状態から斜めに立ち上がってオン状態に移行し、オン状態から斜めに降下してオフ状態に移行する。
このため特にデューティ比が50%であって、電流値の検出に失敗した検出タイミングが丁度、PWM制御のオンオフの切替タイミングに一致しているような場合、検出タイミングをオン時間又はオフ時間前後させても、またPWM制御のオンオフ切替タイミングで電流値の再検出が行われ、電流値の検出に失敗し、又は不正確な電流値が検出されるおそれがある。PWM制御によって給電がオンオフするタイミングでは電流値が通電状態から通電停止状態へ、又は通電停止状態から通電状態へ遷移している状態にあり、電流値が安定しないためである。変形例は斯かる問題を解決するものである。
(Modification)
10 and 11 are flowcharts showing a processing procedure of the
The PWM-controlled current value is not turned on and off in an ideal rectangular pulse shape. That is, in reality, the current application state does not discontinuously instantaneously switch from the on state to the off state, and the voltage gradually increases or decreases from the on state to the off state, although it is a very short time. . In other words, the voltage applied to the electric wire by PWM control rises diagonally from the off state and shifts to the on state, and falls diagonally from the on state and shifts to the off state.
For this reason, especially when the duty ratio is 50% and the detection timing at which the detection of the current value has failed is exactly the same as the ON / OFF switching timing of the PWM control, the detection timing is made to be before or after the ON time or OFF time. However, the current value may be detected again at the on / off switching timing of the PWM control, and the current value may fail to be detected or an incorrect current value may be detected. This is because the current value is in a state where the current value changes from the energized state to the energized stop state or from the energized stop state to the energized state at the timing when the power supply is turned on / off by PWM control, and the current value is not stable. The modification solves such a problem.
電流検出に係るサブルーチンを呼び出した制御部11aは、電流検出部13aにて電流値を検出し(ステップS51)、検出された電流値が所定値未満であるか否かを判定する(ステップS52)。検出された電流値が所定値以上であると判定した場合(ステップS52:NO)、制御部11aは処理を終える。検出された電流値が所定値未満であると判定した場合(ステップS52:YES)、制御部11aは、ステップS51で検出に失敗した電流値に代わる電流値を補完する(ステップS53)。
The
ステップS53の処理を終えた制御部11aは、デューティ比が60%超であるか否かを判定する(ステップS54)。デューティ比が60%超であると判定した場合(ステップS54:YES)、制御部11aは、基準タイミングにPWM制御のオフ時間を加算し、加算して得た時間を、次回の検出タイミングの時間として設定し(ステップS55)、電流検出に係る処理を終える。
デューティ比が60%以下であると判定した場合(ステップS54:NO)、制御部11aは、デューティ比が50%超であるか否かを判定する(ステップS56)。デューティ比が50%超であると判定した場合(ステップS56:YES)、制御部11aは、次回の電流値検出が、電流値の検出失敗後に行われる1回目の再検出になるか否かを判定する(ステップS57)。次回の電流値検出が1回目の再検出になると判定した場合(ステップS57:YES)、制御部11aは、基準タイミングにPWM制御のオフ時間の半分の時間を加算し、加算して得た時間を、次回の検出タイミングの時間として設定し(ステップS58)、電流検出に係る処理を終える。次回の電流値検出が2回目の再検出になると判定した場合(ステップS57:NO)、制御部11aは、基準タイミングにPWM制御からオフ時間だけ減算し、減算して得た時間を、次回の検出タイミングの時間として設定し(ステップS59)、電流検出に係る処理を終える。
When it is determined that the duty ratio is 60% or less (step S54: NO), the
ステップS56でデューティ比が50%以下であると判定した場合(ステップS56:NO)、制御部11aは、デューティ比が40%超であるか否かを判定する(ステップS60)。デューティ比が40%超であると判定した場合(ステップS60:YES)、制御部11aは、次回の電流値検出が、電流値の検出失敗後に行われる1回目の再検出になるか否かを判定する(ステップS61)。次回の電流値検出が1回目の再検出になると判定した場合(ステップS61:YES)、制御部11aは、基準タイミングにPWM制御のオン時間の半分の時間を加算し、加算して得た時間を、次回の検出タイミングの時間として設定し(ステップS62)、電流検出に係る処理を終える。次回の電流値検出が2回目の再検出になると判定した場合(ステップS61:NO)、制御部11aは、基準タイミングからPWM制御のオン時間を減算し、減算して得た時間を、次回の検出タイミングの時間として設定し(ステップS63)、電流検出に係る処理を終える。
When it determines with a duty ratio being 50% or less by step S56 (step S56: NO), the
デューティ比が40%以下であると判定した場合(ステップS60:NO)、制御部11aは、次回の電流値検出が、電流値の検出失敗後に行われる1回目の再検出になるか否かを判定する(ステップS64)。次回の電流値検出が1回目の再検出になると判定した場合(ステップS64:YES)、制御部11aは、基準タイミングにPWM制御のオン時間を加算し、加算して得た時間を、次回の検出タイミングの時間として設定し(ステップS65)、処理を終える。
When it is determined that the duty ratio is 40% or less (step S60: NO), the
次回の電流値検出が2回目の再検出になると判定した場合(ステップS64:NO)、制御部11aは、基準タイミングからPWM制御のオン時間の2倍の時間を減算し、減算して得た時間を、次回の検出タイミングの時間として設定し(ステップS66)、処理を終える。
When it is determined that the next current value detection is the second re-detection (step S64: NO), the
以下、デューティ比が40〜60%の場合の電流値の再検出の方法を説明する。
図12は変形例に係る電流検出タイミングの変更方法を示したテーブル、図13及び図14は、デューティ比が40%超、50%以下の場合における電流検出タイミングの変更方法を示したタイミングチャートである。
Hereinafter, a method of re-detecting the current value when the duty ratio is 40 to 60% will be described.
FIG. 12 is a table showing a method of changing the current detection timing according to the modification, and FIGS. 13 and 14 are timing charts showing a method of changing the current detection timing when the duty ratio is more than 40% and 50% or less. is there.
図13に示すように、デューティ比が40%超、50%以下の場合において、PWM制御のオン時間よりも、電流値の検出タイミングが先行して電流値の検出に失敗したとき、電流値の次回の検出タイミングをPWM制御のオン時間の半分だけ進めることによって、電流値の検出タイミングをPWM制御のオン時間に合わせることができる。この場合、1回の再検出を試みるだけで、電流値の検出が可能な状態にすることができる。特に変形例では、PWM制御のオン時間の半分だけ進めることによって、PWM制御のオン時間の両端では無く中央に、電流値の検出タイミングを合わせることができる。 As shown in FIG. 13, in the case where the duty ratio is more than 40% and 50% or less, when the current value detection timing precedes the PWM control ON time and the current value detection fails, By advancing the next detection timing by half of the PWM control ON time, the current value detection timing can be matched with the PWM control ON time. In this case, the current value can be detected only by trying one redetection. In particular, in the modification, the current value detection timing can be adjusted to the center of the PWM control on-time instead of both ends by advancing by half the PWM control on-time.
しかし、図14に示すように、デューティ比が40%超、50%以下の場合において、PWM制御のオン時間よりも、電流値の検出タイミングが遅延して電流値の検出に失敗したとき、電流値の次回の検出タイミングをPWM制御のオン時間の半分の時間だけ進めても、電流値の検出タイミングをPWM制御のオン時間に合わせることができない。この場合、次々回の電流検出タイミングをPWM制御のオン時間だけ遅らせることによって、電流値の検出タイミングをPWM制御のオン時間に合わせることができる。この場合、2回の再検出を試みるだけで、電流値の検出が可能な状態にすることができる。また、この場合もPWM制御のオン時間の両端では無く中央に、電流値の検出タイミングを合わせることができる。 However, as shown in FIG. 14, when the duty ratio is more than 40% and 50% or less, the current value detection timing is delayed from the on-time of the PWM control and the current value detection fails. Even if the next detection timing of the value is advanced by half the PWM control ON time, the current value detection timing cannot be matched with the PWM control ON time. In this case, the current value detection timing can be matched with the PWM control on-time by delaying the subsequent current detection timing by the PWM control on-time. In this case, the current value can be detected only by trying the re-detection twice. Also in this case, the detection timing of the current value can be adjusted not at both ends of the on-time of the PWM control but at the center.
なお、上述の説明した手順は一例であり、次回の検出タイミングをPWM制御のオン時間の半分の時間だけ遅らせ、次々回の検出タイミングをPWM制御のオフ時間の半分の時間だけ遅らせるように構成しても良い。この場合も、最大2回の再検出を試みるだけで電流値の検出タイミングをPWM制御のオン時間に合わせることができる。 The above-described procedure is an example, and the next detection timing is delayed by half of the PWM control on-time, and the subsequent detection timing is delayed by half of the PWM control off-time. Also good. In this case as well, the detection timing of the current value can be matched with the on-time of the PWM control only by trying the re-detection twice at the maximum.
また、PWM制御のオン時間の半分の時間だけ前後させる処理を、デューティ比が40%〜60%のときに行う例を説明したが、該デューティ比の範囲は一例であり、デューティ比が50%前後の範囲でかかる処理を実行すれば良い。 In addition, the example in which the process of moving back and forth by half the PWM control ON time is performed when the duty ratio is 40% to 60% has been described, but the range of the duty ratio is an example, and the duty ratio is 50%. Such processing may be executed in the range before and after.
変形例にあっては、デューティ比が50%付近で電流値の検出に失敗した場合であっても最大2回の再検出で、電流値の検出タイミングをPWM制御のオン時間に合わせることができる。 In the modified example, even when the detection of the current value fails when the duty ratio is around 50%, the detection timing of the current value can be adjusted to the on-time of the PWM control by re-detection twice at the maximum. .
なお、車載用の給電制御装置を説明したが、給電が必用なその他の電気機器に本発明を適用することができる。また、負荷及び電線の温度を算出し、保護するために電流値を検出する例を説明したが、電流値の検出用途は一例であり、負荷へ間欠的に供給される電流値を検出する必用があるその他の用途に本発明を用いても良い。例えば、負荷へ供給される電流値に基づいて、給電量を制御するために本発明を用いても良い。 Note that although the in-vehicle power supply control device has been described, the present invention can be applied to other electric devices that require power supply. Moreover, although the example which calculates the temperature of a load and an electric wire and detects an electric current value in order to protect was demonstrated, the detection use of an electric current value is an example, and it is necessary to detect the electric current value supplied intermittently to a load The present invention may be used for other applications. For example, the present invention may be used to control the amount of power supply based on the current value supplied to the load.
なお、本実施の形態では電線の温度を算出し、該温度に基づいてリレーを開閉させる構成を説明したが、リレーの開閉基準として、電線に接続された他の素子、例えば、負荷自身、リレーの温度を算出し、該温度に基づいてリレーを開閉させるように構成しても良い。負荷及びリレーの温度算出方法も、電線と同様であり、抵抗値、熱抵抗、熱容量を変更して上記(1)〜(4)にて負荷及びリレーの温度を算出することができる。また、リレーの開閉基準として、仮想的に想定される熱ヒューズの温度を算出し、仮想的な熱ヒューズが溶断する温度に達した場合、リレーを開状態とするように構成しても良い。 In the present embodiment, the temperature of the electric wire is calculated and the relay is opened / closed based on the temperature. However, as an open / close reference of the relay, other elements connected to the electric wire, for example, the load itself, the relay The temperature may be calculated and the relay may be opened and closed based on the temperature. The load and relay temperature calculation method is the same as that of the electric wire, and the load and relay temperature can be calculated by the above (1) to (4) by changing the resistance value, thermal resistance, and heat capacity. Further, as a relay opening / closing reference, a virtually assumed temperature of the thermal fuse may be calculated, and when the temperature reaches a temperature at which the virtual thermal fuse is blown, the relay may be opened.
また、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 In addition, it should be considered that the embodiment disclosed this time is illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the meanings described above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 給電制御装置
2 ボディECU
3 電源
4 通信線
5 車輌
6 電線
7 給電スイッチ
11 マイコン
11a 制御部(判定部、変更部)
11b ROM
11c 第1記憶部
11d タイマ
11e CAN通信I/F
11f I/F部
12 温度検出部
13 IPD
13a 電流検出部
13b リレー(遮断スイッチ)
13c タイマ
13d PWM制御部
21 制御部
22 ROM
23 第2記憶部
24 CAN通信I/F
25 時計部
26 I/F部
51 負荷
1 Power
3
11b ROM
11c 1st memory |
11f I /
13a
23
25 Clock part 26 I /
Claims (9)
検出された電流値が所定値未満であるか否かを判定する判定部と、
前記電流値が所定値未満であると判定された場合、電流値の検出タイミングを変更させる変更部と
を備えることを特徴とする電流検出装置。 In a current detection device that repeatedly detects a current value intermittently supplied to a load,
A determination unit that determines whether or not the detected current value is less than a predetermined value;
And a change unit that changes a detection timing of the current value when it is determined that the current value is less than a predetermined value.
前記変更部は、
電流値の検出タイミングをPWM制御のオン時間だけ前後させる第1タイミング変更部と、
電流値の検出タイミングをPWM制御のオフ時間だけ前後させる第2タイミング変更部と
を備えることを特徴とする請求項1に記載の電流検出装置。 The power supply to the load is PWM controlled, and the current value is detected at a cycle that is an integral multiple of the PWM control cycle.
The changing unit is
A first timing changing section that changes the detection timing of the current value by an ON time of PWM control;
The current detection device according to claim 1, further comprising: a second timing changing unit that changes the detection timing of the current value around the OFF time of the PWM control.
PWM制御のデューティ比が所定デューティ比範囲より小さい場合、前記第1タイミング変更部が電流値の検出タイミングを変更し、PWM制御のデューティ比が前記所定デューティ比範囲より大きい場合、前記第2タイミング変更部が電流値の検出タイミングを変更するようにしてある
ことを特徴とする請求項2に記載の電流検出装置。 A storage unit for storing a duty ratio of PWM control;
When the duty ratio of PWM control is smaller than the predetermined duty ratio range, the first timing changing unit changes the detection timing of the current value, and when the duty ratio of PWM control is larger than the predetermined duty ratio range, the second timing change The current detection device according to claim 2, wherein the unit changes the detection timing of the current value.
ことを特徴とする請求項3に記載の電流検出装置。 The current detection device according to claim 3, wherein when the duty ratio of PWM control is within the predetermined duty ratio range, the second timing changing unit changes the detection timing of the current value.
PWM制御のデューティ比が前記所定デューティ比範囲である場合、電流値の検出タイミングを、PWM制御のオン時間の半分の時間だけ前後させ、又はPWM制御のオフ時間の半分の時間だけ前後させる第3タイミング変更部を備える
ことを特徴とする請求項3に記載の電流検出装置。 The changing unit is
When the duty ratio of the PWM control is within the predetermined duty ratio range, the current value detection timing is moved back and forth by half the PWM control on-time, or by the time half of the PWM control off-time. The current detection device according to claim 3, further comprising a timing changing unit.
電流値の検出タイミングをPWM制御のオン時間だけ進めた(又は遅らせた)後に検出された電流値が所定値未満であると判定された場合、電流値の検出タイミングをPWM制御のオン時間の2倍の時間だけ遅らせる(又は進める)ようにしてある
ことを特徴とする請求項2乃至請求項5のいずれか一つに記載の電流検出装置。 The first timing changing unit includes:
When it is determined that the current value detected after the current value detection timing is advanced (or delayed) by the PWM control on-time is less than a predetermined value, the current value detection timing is set to 2 of the PWM control on-time. The current detection device according to any one of claims 2 to 5, wherein the current detection device is delayed (or advanced) by a double time.
前記負荷への給電をPWM制御するPWM制御部と
を備えることを特徴とする給電制御装置。 The current detection device according to any one of claims 1 to 6,
And a PWM control unit that performs PWM control of power supply to the load.
ことを特徴とする請求項7に記載の給電制御装置。 The power supply control device according to claim 7, further comprising: a timing instruction unit that instructs the PWM control unit to start the PWM control on-time so that the current detection timing becomes the PWM control on-time.
該算出部にて算出された温度が所定温度以上であるか否かを判定する温度判定部と、
該温度判定部が所定温度以上であると判定した場合、前記負荷への給電を遮断する遮断スイッチと
を備えることを特徴とする請求項7又は請求項8に記載の給電制御装置。 Based on the detected current value, a calculation unit that calculates the temperature of the load or the electric wire connected to the load;
A temperature determination unit that determines whether the temperature calculated by the calculation unit is equal to or higher than a predetermined temperature;
The power supply control device according to claim 7, further comprising: a cut-off switch configured to cut off power supply to the load when the temperature determination unit determines that the temperature is equal to or higher than a predetermined temperature.
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JP2012214843A JP2014072919A (en) | 2012-09-27 | 2012-09-27 | Current detecting device and power supply control device |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2016219569A (en) * | 2015-05-19 | 2016-12-22 | 三菱電機株式会社 | Linear solenoid current measuring device |
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2012
- 2012-09-27 JP JP2012214843A patent/JP2014072919A/en active Pending
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