JP2015077029A - Electric wire protection device - Google Patents

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Genta Mezaki
元太 目崎
健 古戸
Takeshi Furuto
健 古戸
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric wire protection device capable of detecting an overload current with small throughput of a microprocessor to protect an electric wire even when a periodic overload current in synchronization with vibration of a vehicle is generated in a circuit with a short pulse width in the electric wire in the vehicle.SOLUTION: An electric wire protection device includes: a microprocessor 5 for setting an acquisition cycle for performing A/D conversion on a signal related to a current value flowing in an electric wire 15 measured by a current sensor 6b and acquiring the converted current value, on the basis of the oscillation cycle of a vehicle; and a switch 6a capable of switching on/off the current flowing through the electric wire 15 based on the acquired current value. A value based on the oscillation cycle which is the same as an engine rotational cycle acquired by an engine ECU13 is set as the acquisition cycle. All the phases in a cycle are scanned and the acquisition cycle is set to be the same as the oscillation cycle when an overload current is detected. In succession, when a continuous overload current is detected, the switch 6a is controlled to be off and the electric wire 15 is protected.

Description

本発明は、電線に流れる過電流を検知した場合に、通電を遮断して電線を保護する電線保護装置に関するものである。   The present invention relates to an electric wire protection device that protects an electric wire by interrupting energization when an overcurrent flowing through the electric wire is detected.

電線に通電した場合、ジュール熱が発生する。電線の放熱を上回るジュール熱を発生させる過電流が流れた場合、電線が過熱し、電線が焼損に至る可能性がある。これを防止するために、電線が過熱する前に通電を遮断し、電線を保護する必要がある。   Joule heat is generated when power is supplied to the wire. If an overcurrent that generates Joule heat that exceeds the heat dissipation of the electric wire flows, the electric wire may overheat and the electric wire may burn out. In order to prevent this, it is necessary to cut off energization and protect the wire before the wire is overheated.

特許文献1には、電線の通電電流が所定時間毎にサンプリングされ、サンプリングされた通電電流の値を用いて、電線温度が算出され、算出された温度に基づいてスイッチがオン又はオフに制御される電線保護方法が開示されている。算出された電線温度が所定の上限温度以上となった場合、電源から負荷への電力の供給が停止され、電線が保護される。   In Patent Document 1, an energization current of a wire is sampled every predetermined time, a wire temperature is calculated using a value of the sampled energization current, and a switch is controlled to be turned on or off based on the calculated temperature. An electric wire protection method is disclosed. When the calculated wire temperature becomes equal to or higher than a predetermined upper limit temperature, the supply of power from the power source to the load is stopped, and the wire is protected.

特開2009−130944号公報JP 2009-130944 A

ところで、車輌内の電線においては、車輌の振動により他の電線と擦れ合い、被覆が摩耗して、断続的に回路が短絡し、電線に短時間の過電流が周期的に繰り返し流れる可能性がある。しかし、上記特許文献1に示された方法においては、振動周期とは無関係の所定時間毎に電流値をサンプリングするため、過電流が車輌の振動周期と同周期で発生している場合、該過電流を検知できない可能性がある。このため、電線の保護が適切になされない虞がある。   By the way, in the electric wire in the vehicle, there is a possibility that the electric wire rubs against other electric wires due to the vibration of the vehicle, the coating is worn, the circuit is intermittently short-circuited, and a short-time overcurrent flows periodically and repeatedly in the electric wire. is there. However, in the method disclosed in Patent Document 1, since the current value is sampled at a predetermined time unrelated to the vibration period, if the overcurrent is generated at the same period as the vibration period of the vehicle, Current may not be detected. For this reason, there exists a possibility that protection of an electric wire may not be made appropriately.

これに対し、過電流の発生周期がどのような値であっても、電流値のサンプリングをする時間間隔を非常に短く設定して、頻繁に電流値をサンプリングするようにした場合、上述の過電流を検知することが可能である。しかし、斯かる場合、サンプリング毎に行う演算量が増大し、装置が行う他の演算処理に影響を及ぼす虞がある。   On the other hand, if the current value is sampled frequently by setting the time interval for sampling the current value to be very short regardless of the occurrence period of the overcurrent, It is possible to detect current. However, in such a case, the amount of calculation performed for each sampling increases, which may affect other calculation processing performed by the apparatus.

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、電流値サンプリングに係る演算量を増大させることなく、車輌の振動により引き起こされる、周期的な過電流を検知でき、該過電流を検知した場合に通電を遮断して電線を保護することができる電線保護装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and can detect periodic overcurrent caused by vibration of a vehicle without increasing the amount of calculation related to current value sampling, and can detect the overcurrent. It is an object of the present invention to provide an electric wire protection device capable of interrupting energization and protecting an electric wire in the case of failure.

本発明に係る電線保護装置は、車輌内の電線に流れる電流値を周期的に取得する電流値取得部と、該電流値取得部が取得した電流値が閾値より大きいか否かを判定する判定部と、前記電線に介装され、前記判定部の判定結果に基づいてオン又はオフにされるスイッチとを備える電線保護装置において、車輌の振動周期を計測する振動周期計測部と、前記電流値取得部が電流値を取得する取得周期を、前記振動周期計測部が計測した振動周期に基づく値に設定する取得周期設定部とを備えることを特徴とする。   An electric wire protection device according to the present invention includes a current value acquisition unit that periodically acquires a current value flowing through an electric wire in a vehicle, and a determination that determines whether or not the current value acquired by the current value acquisition unit is greater than a threshold value. A vibration period measuring unit that measures a vibration period of a vehicle, and a current value, in the electric wire protection device including a switch and a switch that is interposed in the electric wire and is turned on or off based on a determination result of the determination unit An acquisition cycle setting unit that sets an acquisition cycle in which the acquisition unit acquires a current value to a value based on the vibration cycle measured by the vibration cycle measurement unit.

この電線保護装置では、取得周期毎に電流値取得部は、車輌内の電線に流れる電流値を取得し、判定部は、電流値取得部が取得した電流値が所定の閾値より大きいか否かを判定する。判定部の判定に基づいて、電線に介装されたスイッチはオン又はオフにされる。振動周期計測部は、車輌の振動周期を計測する。取得周期設定部は、取得周期を車輌の振動周期に基づいて設定する。従って、車輌の振動により引き起こされる短絡による過電流を検知するために、取得周期も車輌の振動周期に応じた値に設定できる。そのため、取得周期を過度に短く固定し、電流値の取得及び判定を行う回数を増大させる必要がない。   In this electric wire protection device, the current value acquisition unit acquires the current value flowing through the electric wire in the vehicle for each acquisition cycle, and the determination unit determines whether the current value acquired by the current value acquisition unit is greater than a predetermined threshold value. Determine. Based on the determination by the determination unit, the switch interposed in the electric wire is turned on or off. The vibration cycle measuring unit measures the vibration cycle of the vehicle. The acquisition cycle setting unit sets the acquisition cycle based on the vibration cycle of the vehicle. Therefore, in order to detect an overcurrent caused by a short circuit caused by the vibration of the vehicle, the acquisition cycle can also be set to a value corresponding to the vibration cycle of the vehicle. Therefore, it is not necessary to fix the acquisition cycle too short and increase the number of times the current value is acquired and determined.

本発明に係る電線保護装置は、前記判定部が、前記電流値取得部が取得した電流値が閾値より大きいと判定した場合、前記取得周期設定部は、前記取得周期を前記振動周期と同一値に設定するようにしてあることを特徴とする。   In the wire protection device according to the present invention, when the determination unit determines that the current value acquired by the current value acquisition unit is greater than a threshold value, the acquisition cycle setting unit sets the acquisition cycle to the same value as the vibration cycle. It is characterized by being set to.

この電線保護装置では、電流値取得部により取得された電流値が閾値より大きい場合、取得周期設定部は、取得周期を振動周期と同一値に設定する。従って、一度過電流を検知した場合、次の電流値取得から、振動周期上で前記過電流の発生を検知した位相と、毎周期同じ位相で電流を取得できる。よって、過電流が車輌の振動周期と同周期で発生している場合、該過電流を複数回にわたり検知できる。   In this electric wire protection device, when the current value acquired by the current value acquisition unit is larger than the threshold value, the acquisition cycle setting unit sets the acquisition cycle to the same value as the vibration cycle. Therefore, once an overcurrent is detected, the current can be acquired from the next current value acquisition in the same phase every cycle as the phase in which the occurrence of the overcurrent is detected on the vibration cycle. Therefore, when the overcurrent is generated in the same cycle as the vehicle vibration cycle, the overcurrent can be detected a plurality of times.

本発明に係る電線保護装置は、前記取得周期設定部が、前記取得周期を前記振動周期と同一値に設定した後、所定の電流値取得回数内で所定回数を超えて、前記電流値取得部が取得した電流値が前記閾値より大きい、と前記判定部が判定した場合、前記スイッチをオフにするようにしてあることを特徴とする。   In the electric wire protection device according to the present invention, after the acquisition cycle setting unit sets the acquisition cycle to the same value as the vibration cycle, the current value acquisition unit exceeds a predetermined number of times within a predetermined current value acquisition count. When the determination unit determines that the current value acquired by is greater than the threshold, the switch is turned off.

この電線保護装置では、取得周期設定部が、取得周期を振動周期と同一値に設定した後、所定の電流値取得回数内で所定回数を超えて、電流値取得部が取得した電流値が閾値より大きい、と判定部が判定した場合、スイッチをオフにする。従って、該判定条件によって、一度検知した過電流が一過性のものか、車輌の振動周期と同周期で発生しているものかを推定することができ、後者であった場合、過熱による焼損から適切に電線を保護できる。   In this wire protection device, after the acquisition cycle setting unit sets the acquisition cycle to the same value as the vibration cycle, the current value acquired by the current value acquisition unit exceeds the predetermined number of times within the predetermined number of current value acquisition times. If the determination unit determines that the value is greater than the value, the switch is turned off. Therefore, it is possible to estimate whether the overcurrent detected once is transient or generated at the same period as the vehicle vibration period according to the determination condition. It is possible to protect the wire properly.

本発明に係る電線保護装置は、前記取得周期設定部が、前記取得周期を前記振動周期と同一値に設定した後、前記電流値取得部が取得した電流値が前記閾値より大きい、と前記判定部が判定した回数が、前記所定の電流値取得回数内で前記所定回数を超えなかった場合、前記取得周期設定部は、前記取得周期を、前記振動周期計測部が計測した振動周期に基づく値に設定するようにしてあることを特徴とする。   In the wire protection device according to the present invention, after the acquisition cycle setting unit sets the acquisition cycle to the same value as the vibration cycle, the determination that the current value acquired by the current value acquisition unit is greater than the threshold value. When the number of times determined by the unit does not exceed the predetermined number of times within the predetermined number of current value acquisition times, the acquisition cycle setting unit is a value based on the vibration cycle measured by the vibration cycle measurement unit. It is characterized by being set to.

この電線保護装置では、取得周期設定部が、取得周期を振動周期と同一値に設定した後、電流値取得部が取得した電流値が前記閾値より大きいと前記判定部が判定した回数が、設定後の所定の電流値取得回数内で所定回数を超えなかった場合、取得周期設定部は、取得周期を振動周期計測部が計測した振動周期に基づく値に設定する。従って、一度検知した過電流が一過性のものであったと推定した場合は、スイッチをオフにする必要がないので、電流値の異常の監視を続ける状態へ復帰する。   In this wire protection device, after the acquisition cycle setting unit sets the acquisition cycle to the same value as the vibration cycle, the number of times that the determination unit determines that the current value acquired by the current value acquisition unit is greater than the threshold is set. If the predetermined number of times is not exceeded within the predetermined number of subsequent current value acquisitions, the acquisition cycle setting unit sets the acquisition cycle to a value based on the vibration cycle measured by the vibration cycle measurement unit. Therefore, when it is estimated that the overcurrent detected once is transient, it is not necessary to turn off the switch, and the state returns to the state of continuously monitoring the abnormality of the current value.

本発明によれば、車輌の振動周期と同周期で発生する、電線の短絡による過電流を検知でき、該過電流を検知した場合に、電源から負荷への給電を遮断し、電線を保護することができる電線保護装置を実現することができる。   According to the present invention, it is possible to detect an overcurrent caused by a short circuit of a wire that occurs at the same cycle as the vehicle vibration cycle, and when the overcurrent is detected, the power supply from the power source is cut off and the wire is protected. An electric wire protection device that can be used can be realized.

本発明に係る電線保護装置の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram showing a schematic structure of an embodiment of an electric wire protection device concerning the present invention. 本発明に係る電線保護装置の実施の形態の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of embodiment of the electric wire protection apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る電線保護装置の実施の形態の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of embodiment of the electric wire protection apparatus which concerns on this invention. パルス状過電流の発生タイミングとサンプリングタイミングとの関係を表したタイミングチャートである。It is a timing chart showing the relation between the generation timing of pulsed overcurrent and the sampling timing. パルス状過電流の発生タイミングとサンプリングタイミングとの関係を表したタイミングチャートである。It is a timing chart showing the relation between the generation timing of pulsed overcurrent and the sampling timing. パルス状過電流の発生タイミングとサンプリングタイミングとの関係を表したタイミングチャートである。It is a timing chart showing the relation between the generation timing of pulsed overcurrent and the sampling timing. パルス状過電流の発生タイミングとサンプリングタイミングとの関係を表したタイミングチャートである。It is a timing chart showing the relation between the generation timing of pulsed overcurrent and the sampling timing.

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。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.

図1は、本発明に係る電線保護装置の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。
この電線保護装置は、車載バッテリ、車載発電機等の電源1から車輌のエアコンディショナ及びドアのパワーウィンドウ等の負荷2への電力を供給する電線15の途中に設けられる。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an embodiment of an electric wire protection device according to the present invention.
This electric wire protection device is provided in the middle of an electric wire 15 that supplies electric power from a power source 1 such as an in-vehicle battery or an in-vehicle generator to a load 2 such as a vehicle air conditioner and a door power window.

図1においては、3は、負荷2を制御するボディECU(Electronic Control Unit)である。4,5,6は夫々ボディECU3内に設けられた電源IC、マイコン及びIPD(Intelligent Power Device)である。マイコン5には、CAN(Controller Area Network)バス12を介してエンジンECU13が接続されている。環境温度センサ14もマイコン5に接続されている。   In FIG. 1, 3 is a body ECU (Electronic Control Unit) that controls the load 2. Reference numerals 4, 5, and 6 denote a power supply IC, a microcomputer, and an IPD (Intelligent Power Device) provided in the body ECU 3, respectively. An engine ECU 13 is connected to the microcomputer 5 via a CAN (Controller Area Network) bus 12. The environmental temperature sensor 14 is also connected to the microcomputer 5.

電源IC4は、電源1から与えられた電圧を制御用電圧値に降圧して、ボディECU3に与える。
マイコン5は、A/D変換部7、キャッシュメモリを有するCPU(Central Processing Unit)8、記憶部9、タイマ10及び入力インターフェース(以下、入力I/Fという)11を備えている。マイコン5は以下で詳述するように、電線15の温度の計算及び、電線15の通電の制御等を行う。
The power supply IC 4 steps down the voltage supplied from the power supply 1 to a control voltage value and supplies it to the body ECU 3.
The microcomputer 5 includes an A / D conversion unit 7, a CPU (Central Processing Unit) 8 having a cache memory, a storage unit 9, a timer 10, and an input interface (hereinafter referred to as input I / F) 11. As will be described in detail below, the microcomputer 5 calculates the temperature of the electric wire 15 and controls the energization of the electric wire 15.

IPD6は、電源1と負荷2とを接続する電線15に介装され、内部に、マイコン5によって通電をオン又はオフに制御されるスイッチ6a及び、電線15に流れる電流値を計測しA/D変換部7へ出力する電流センサ6bを備える。   The IPD 6 is interposed in the electric wire 15 connecting the power source 1 and the load 2, and internally measures the switch 6 a that is controlled to be turned on or off by the microcomputer 5 and the current value flowing through the electric wire 15 to measure the A / D. A current sensor 6b that outputs to the converter 7 is provided.

エンジンECU13には、エンジン回転センサ(図示せず)が接続されている。エンジンECU13は、前記エンジン回転センサから入力される信号に基づいて、エンジンの回転周期を計測する。エンジンECU13は計測したエンジンの回転周期を、CANバス12を通じて、マイコン5の入力I/F11へ出力する。環境温度センサ14は、電線15近傍の温度を計測し、A/D変換部7へ出力する。   An engine rotation sensor (not shown) is connected to the engine ECU 13. The engine ECU 13 measures the rotation period of the engine based on a signal input from the engine rotation sensor. The engine ECU 13 outputs the measured engine rotation cycle to the input I / F 11 of the microcomputer 5 through the CAN bus 12. The environmental temperature sensor 14 measures the temperature near the electric wire 15 and outputs it to the A / D conversion unit 7.

A/D変換部7は、CPU8からの信号に基づき、電流センサ6bから入力される電流値に係る信号及び、環境温度センサ14から入力される温度値に係る信号をA/D変換し、CPU8は変換された電流値及び温度値を取得する。特に、電流値に係る信号のA/D変換は、後述する方法によって決められるサンプリング周期(特許請求の範囲に記載の「取得周期」)で行われる。従って、電流センサ6b、A/D変換部7及びCPU8で、特許請求の範囲に記載の「電流値取得部」を構成する。   The A / D conversion unit 7 performs A / D conversion on the signal related to the current value input from the current sensor 6b and the signal related to the temperature value input from the environmental temperature sensor 14 based on the signal from the CPU 8, and the CPU 8 Obtains the converted current value and temperature value. In particular, A / D conversion of a signal related to a current value is performed at a sampling period (“acquisition period” described in claims) determined by a method described later. Therefore, the current sensor 6b, the A / D conversion unit 7 and the CPU 8 constitute a “current value acquisition unit” described in the claims.

記憶部9は、CPU8の動作に係るプログラム及びデータを記憶している。CPU8は必要に応じて記憶部9へアクセスしてプログラム及びデータをキャッシュメモリに読み込み、又はデータを記憶部9へ書き込む。プログラムは例えば、推定電線温度を求める演算プログラム等であり、データは例えば、電線温度の閾値及び電流の閾値等である。   The storage unit 9 stores programs and data related to the operation of the CPU 8. The CPU 8 accesses the storage unit 9 as necessary, reads the program and data into the cache memory, or writes the data to the storage unit 9. The program is, for example, a calculation program for obtaining an estimated wire temperature, and the data is, for example, a wire temperature threshold value and a current threshold value.

CPU8は、記憶部9から読み込んだプログラム内の命令に従い、各種演算処理及びIPD6を含む車載デバイスの制御を行う。CPU8が行う演算処理の中には、取得した電流値が所定閾値より大きいか否かを判定する処理がある。従って、CPU8は特許請求の範囲に記載の「判定部」として機能する。
CPU8は、入力I/F11を介してエンジンECU13から入力されたエンジン回転周期を、車輌の振動周期として設定する。従って、CPU8、エンジンECU13及びエンジンECU13に接続されたエンジン回転センサで特許請求の範囲に記載の「振動周期計測部」を構成する。
また、CPU8は、取得した電流値が所定閾値より大きいか否かを判定した結果と、演算した振動周期に基づいて、A/D変換部7が電流値に係る信号のA/D変換を行うサンプリング周期を設定する。従って、CPU8は、特許請求の範囲に記載の「取得周期設定部」としても機能する。
The CPU 8 controls various in-vehicle devices including the IPD 6 according to instructions in the program read from the storage unit 9. Among the arithmetic processes performed by the CPU 8, there is a process for determining whether or not the acquired current value is larger than a predetermined threshold value. Therefore, the CPU 8 functions as a “determination unit” described in the claims.
The CPU 8 sets the engine rotation cycle input from the engine ECU 13 via the input I / F 11 as the vehicle vibration cycle. Therefore, the CPU 8, the engine ECU 13, and the engine rotation sensor connected to the engine ECU 13 constitute the “vibration period measuring unit” described in the claims.
Further, the CPU 8 performs A / D conversion of the signal related to the current value based on the result of determining whether or not the acquired current value is larger than the predetermined threshold and the calculated vibration cycle. Set the sampling period. Therefore, the CPU 8 also functions as an “acquisition period setting unit” described in the claims.

タイマ10は、時間を計測する。CPU8は、計測する時間間隔と、計測開始の信号をタイマ10に出力する。タイマ10は、計測開始からの経過時間が、CPU8から送信された時間間隔に達したか否かを判定し、達したと判定した場合、CPU8に割り込み信号を送信する。タイマ10は、計測時間に係る信号を入出力するチャネルを複数持ち、夫々独立して、計測時間間隔と計測開始信号を入力され、判定を行い、割り込み信号を出力できる。割り込み信号を受信したCPU8は、該信号に応じて、A/D変換部7へ、電流センサ6bから出力される電流値に係る信号のA/D変換を行う様に指示する信号を出力するか、又は入力I/F11を介してエンジンECU13からエンジン回転周期を取得し、車輌の振動周期として設定する。   The timer 10 measures time. The CPU 8 outputs a measurement time interval and a measurement start signal to the timer 10. The timer 10 determines whether or not the elapsed time from the start of measurement has reached the time interval transmitted from the CPU 8, and transmits an interrupt signal to the CPU 8 when determining that it has reached. The timer 10 has a plurality of channels for inputting / outputting signals related to the measurement time, and can independently input a measurement time interval and a measurement start signal, make a determination, and output an interrupt signal. In response to the interrupt signal, the CPU 8 outputs a signal instructing the A / D converter 7 to perform A / D conversion of the signal related to the current value output from the current sensor 6b. Alternatively, the engine rotation period is acquired from the engine ECU 13 via the input I / F 11 and set as the vibration period of the vehicle.

CPU8は、A/D変換された電流値及び、環境温度値を取得し、記憶部9から読み込んだ所定の計算式に代入し、推定電線温度を計算する。計算結果に基づいて、CPU8は、スイッチ6aにスイッチオフ信号を送信するか否かを判定する。前記計算式についての詳細は、例えば特許文献1に詳述されているため、説明は省略する。   The CPU 8 obtains the A / D converted current value and the environmental temperature value, substitutes them into a predetermined calculation formula read from the storage unit 9, and calculates the estimated electric wire temperature. Based on the calculation result, the CPU 8 determines whether or not to transmit a switch-off signal to the switch 6a. Details of the calculation formula are described in detail in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-133830, and thus description thereof is omitted.

CPU8は、A/D変換された電流値を取得する都度、該電流値を所定の閾値と比較する。後述する処理により、連続して、取得した電流値が前記閾値より大きいと判定した場合、推定温度値に依らずスイッチ6aにスイッチオフ信号を送信する。   Each time the CPU 8 acquires the A / D converted current value, the CPU 8 compares the current value with a predetermined threshold value. When it is determined that the acquired current value is continuously larger than the threshold value by the process described later, a switch-off signal is transmitted to the switch 6a regardless of the estimated temperature value.

図2及び図3は、本発明に係る電線保護装置の実施の形態の動作を示すフローチャートである。以下に、この電線保護装置の動作の例を、図2及び図3を参照しながら説明する。   FIG.2 and FIG.3 is a flowchart which shows operation | movement of embodiment of the electric wire protection apparatus based on this invention. Below, the example of operation | movement of this electric wire protection apparatus is demonstrated, referring FIG.2 and FIG.3.

最初に、CPU8は、エンジンECU13が出力したエンジンの回転周期を取得し、該回転周期を車輌の振動周期Tとして設定する(ステップS1)。次いで、CPU8は第一の経過時間t1をリセットする信号を、タイマ10に出力する(ステップS2)。t1は、CPU8が振動周期Tを新たに設定する都度リセットされる。t1は、リセット後からタイマ10が計測した時間である。   First, the CPU 8 acquires the engine rotation cycle output by the engine ECU 13 and sets the rotation cycle as the vehicle vibration cycle T (step S1). Next, the CPU 8 outputs a signal for resetting the first elapsed time t1 to the timer 10 (step S2). t1 is reset whenever the CPU 8 newly sets the vibration period T. t1 is the time measured by the timer 10 after the reset.

続いて、CPU8はカウント変数Cに0を代入する(ステップS3)。Cは、例えば、キャッシュメモリ又は記憶部9に記憶される。次に、CPU8は、ステップS1で設定した車輌の振動周期TにΔTを加算した値T+ΔTを、サンプリング周期Tsに代入する(ステップS4)。ここで、ΔTは、車載機器の電気特性から決定される周期的な過電流のパルス幅以下の時間幅とする。Tsの値は、CPU8からタイマ10に出力され、例えばタイマ10のレジスタに書き込まれる。   Subsequently, the CPU 8 substitutes 0 for the count variable C (step S3). C is stored in, for example, a cache memory or the storage unit 9. Next, the CPU 8 substitutes a value T + ΔT obtained by adding ΔT to the vehicle vibration period T set in step S1 into the sampling period Ts (step S4). Here, ΔT is a time width equal to or smaller than the pulse width of the periodic overcurrent determined from the electrical characteristics of the in-vehicle device. The value of Ts is output from the CPU 8 to the timer 10 and written in, for example, a register of the timer 10.

図4及び図5は、パルス状過電流の発生タイミングとサンプリングタイミングとの関係を表したタイミングチャートで、横軸が時間、縦軸が電流、縦向きの矢印がサンプリングタイミングを表す。
図4に示すように、車輌の振動周期Tと同周期で周期的にパルス状過電流が発生していた場合、仮にステップS4で、TsにTを代入した場合、振動周期毎で、該過電流の発生するタイミングとサンプリング(A/D変換)タイミングには常に一定の位相差が存在するため、過電流を検知できない。そこで、図5に示すように、本発明に係る実施の形態では、ステップS4でTsにT+ΔTを代入することにより、一振動周期が経過する都度、過電流の発生タイミングとサンプリングタイミングの位相差がΔTだけ変化し、数周期経過すると過電流を検知できる。例えば、Tが10msで、前記過電流のパルス幅が1ms以上であった場合、ΔTを1msとし、サンプリング周期TsはT+ΔTの11msとなる。この場合、多くとも10周期以内に過電流を一度検知できる。
4 and 5 are timing charts showing the relationship between the generation timing of the pulsed overcurrent and the sampling timing. The horizontal axis represents time, the vertical axis represents current, and the vertical arrow represents sampling timing.
As shown in FIG. 4, if a pulsed overcurrent is periodically generated in the same period as the vehicle vibration period T, if T is substituted for Ts in step S4, the excess current is detected for each vibration period. Since there is always a constant phase difference between the current generation timing and the sampling (A / D conversion) timing, an overcurrent cannot be detected. Therefore, as shown in FIG. 5, in the embodiment according to the present invention, by substituting T + ΔT for Ts in step S4, the phase difference between the overcurrent generation timing and the sampling timing is calculated every time one vibration period elapses. It changes by ΔT and overcurrent can be detected after several cycles. For example, when T is 10 ms and the pulse width of the overcurrent is 1 ms or more, ΔT is 1 ms, and the sampling period Ts is 11 ms of T + ΔT. In this case, an overcurrent can be detected once within at most 10 cycles.

ステップS4の後、CPU8は第二の経過時間t2をリセットする信号を、タイマ10に出力する(ステップS5)。t2は、A/D変換部7が、電流値に係る信号をA/D変換する都度リセットされる。t2は、リセット後からタイマ10が計測した時間である。タイマ10は、時間をカウントアップする(ステップS6)。タイマ10は、t2がTs以上であるか否かを判定する(ステップS7)。Ts以上でないと判定した場合(S7:NO)、Ts以上と判定するまで、ステップS6及びS7を繰り返す。   After step S4, the CPU 8 outputs a signal for resetting the second elapsed time t2 to the timer 10 (step S5). t2 is reset each time the A / D converter 7 performs A / D conversion on the signal related to the current value. t2 is the time measured by the timer 10 after the reset. The timer 10 counts up time (step S6). The timer 10 determines whether t2 is equal to or greater than Ts (step S7). When it is determined that it is not Ts or more (S7: NO), steps S6 and S7 are repeated until it is determined that Ts or more.

タイマ10は、経過時間t2がTs以上と判定した場合(S7:YES)、t1がTe以上であるか否かを判定する(ステップS8)。ここで、TeはCPU8がエンジンECU13からエンジン回転周期を取得し、振動周期Tとして設定する周期である。Teは、振動周期Tの取りうる値の範囲と比べて十分大きい値である。   When it is determined that the elapsed time t2 is equal to or greater than Ts (S7: YES), the timer 10 determines whether t1 is equal to or greater than Te (step S8). Here, Te is a period in which the CPU 8 acquires the engine rotation period from the engine ECU 13 and sets it as the vibration period T. Te is a value sufficiently larger than the range of values that the vibration period T can take.

タイマ10が、t1がTe以上であると判定した場合(S8:YES)、処理をステップS1まで戻す。タイマ10が、t1がTe以上でないと判定した場合(S8:NO)、CPU8はA/D変換部7に信号を送信し、A/D変換部7は、電流センサ6bが計測した電流値に係る信号をA/D変換する。CPU8はA/D変換部7から電流値Iを取得する(ステップS9)。   When the timer 10 determines that t1 is equal to or greater than Te (S8: YES), the process returns to step S1. When the timer 10 determines that t1 is not equal to or greater than Te (S8: NO), the CPU 8 transmits a signal to the A / D conversion unit 7, and the A / D conversion unit 7 sets the current value measured by the current sensor 6b. The signal is A / D converted. CPU8 acquires electric current value I from A / D conversion part 7 (Step S9).

CPU8は、取得した電流値Iが所定の閾値Itより大きいか否かを、判定する(ステップS10)。IがItより大きくないとCPU8が判定した場合(S10:NO)、処理をステップS3に戻す。   The CPU 8 determines whether or not the acquired current value I is greater than a predetermined threshold It (step S10). If the CPU 8 determines that I is not greater than It (S10: NO), the process returns to step S3.

図6は、パルス状過電流の発生タイミングとサンプリングタイミングとの関係を表したタイミングチャートで、横軸が時間、縦軸が電流、縦向きの矢印がサンプリングタイミングを表す。
図6に示すように、CPU8は、IがItより大きいと判定した場合(S10:YES)、サンプリング周期TsにTを代入する(ステップS11)。ここで、一度でも過電流を検知した場合、TsにTを代入することで、次からのサンプリングをT秒毎に行うため、該過電流が振動周期Tで周期的に発生している場合は、サンプリング毎に過電流を検知できる。換言すると、ステップS11でTsにTを代入した後、連続して過電流を検知した場合、過電流が振動周期Tで発生していると推測できる。
FIG. 6 is a timing chart showing the relationship between the generation timing of the pulsed overcurrent and the sampling timing. The horizontal axis represents time, the vertical axis represents current, and the vertical arrow represents sampling timing.
As shown in FIG. 6, when the CPU 8 determines that I is greater than It (S10: YES), it substitutes T for the sampling period Ts (step S11). Here, when an overcurrent is detected even once, the next sampling is performed every T seconds by substituting T for Ts. Therefore, when the overcurrent is periodically generated in the oscillation period T, Overcurrent can be detected at every sampling. In other words, if an overcurrent is detected continuously after substituting T for Ts in step S11, it can be estimated that the overcurrent is generated in the vibration period T.

ステップS11の後、CPU8は、Cをインクリメントする(ステップS12)。続いて、CPU8は、Cが所定閾値Ctより大きいか否かを判定する(ステップS13)。CがCtより大きくないとCPU8が判定した場合(S13:NO)、処理をステップS5に戻す。   After step S11, the CPU 8 increments C (step S12). Subsequently, the CPU 8 determines whether or not C is larger than a predetermined threshold value Ct (step S13). If the CPU 8 determines that C is not greater than Ct (S13: NO), the process returns to step S5.

CPU8が、CがCtより大きいと判断した場合(S13:YES)、振動周期Tと同じ周期で過電流が発生していると推定できるため、CPU8はスイッチ6aにスイッチオフ信号を送信し、スイッチ6aは電線15の通電を遮断し(ステップS14)、全ての処理を終える。   If the CPU 8 determines that C is greater than Ct (S13: YES), it can be estimated that an overcurrent has occurred in the same cycle as the vibration cycle T, and therefore the CPU 8 transmits a switch-off signal to the switch 6a. 6a interrupts energization of electric wire 15 (Step S14), and finishes all the processes.

図7は、パルス状過電流の発生タイミングとサンプリングタイミングとの関係を表したタイミングチャートで、横軸が時間、縦軸が電流、縦向きの矢印がサンプリングタイミングを表す。
一度過電流を検知して、ステップS11でTsにTを代入した後、ステップS13から処理を戻され、ステップS13を何度か繰り返してCがCtより大きいと判定されるまでの間に、ステップS10で、IがItより大きくないと判定された場合、所定回数以上連続して過電流を検知できていないので、最初に検知した過電流は、車輌の振動とは無関係な一過性のものと推定できる。従って、図7に示すように、ステップS3に処理を戻すことで、TsにT+ΔTを代入し、再び過電流の発生を監視できる状態に戻る。
FIG. 7 is a timing chart showing the relationship between the generation timing of the pulsed overcurrent and the sampling timing. The horizontal axis represents time, the vertical axis represents current, and the vertical arrow represents sampling timing.
After detecting an overcurrent once and substituting T for Ts in step S11, the process is returned from step S13, and step S13 is repeated several times until it is determined that C is greater than Ct. If it is determined in S10 that I is not greater than It, the overcurrent has not been detected continuously for a predetermined number of times or more, so the first overcurrent detected is a transient one that is unrelated to the vibration of the vehicle. Can be estimated. Therefore, as shown in FIG. 7, by returning the processing to step S3, T + ΔT is substituted for Ts, and the state where the occurrence of overcurrent can be monitored again is returned.

以上の処理を行うのと並行して、CPU8は、電流値が計測される毎に、計測された電流値及び環境温度に基づいて推定電線温度の計算を行い、該計算結果に基づき、スイッチ6aにスイッチオフ信号を送るか否かを判定する。   In parallel with performing the above processing, the CPU 8 calculates the estimated wire temperature based on the measured current value and the environmental temperature every time the current value is measured, and based on the calculation result, the switch 6a. Whether or not to send a switch-off signal is determined.

以上の構成及び処理によって、電線15に車輌の振動に同期した周期的な過電流が発生した場合においても、マイコン5に過度の負荷をかけることなく、前記過電流を検知し、適切に電線15の通電を遮断し、電線15を保護することができる。   Even if a periodic overcurrent synchronized with the vibration of the vehicle is generated in the electric wire 15 by the above configuration and processing, the overcurrent is detected without imposing an excessive load on the microcomputer 5, and the electric wire 15 appropriately. Can be cut off and the electric wire 15 can be protected.

また、以上の構成及び処理によって、車輌の振動と同周期でパルス状過電流が発生している場合、該過電流をサンプリング毎に連続して検知できる。   Further, with the above configuration and processing, when a pulsed overcurrent is generated at the same cycle as the vibration of the vehicle, the overcurrent can be detected continuously every sampling.

更に、連続して過電流を検知した場合、スイッチ6aにスイッチオフ信号を送信して、電線15を適切に保護することができる。尚且つ、連続して過電流を検知しなかった場合には、再び過電流の監視を継続できる。   Furthermore, when an overcurrent is detected continuously, a switch-off signal can be transmitted to the switch 6a to appropriately protect the electric wire 15. In addition, when no overcurrent is detected continuously, overcurrent monitoring can be continued again.

尚、上述の実施の形態においては、エンジンECU13から出力されるエンジン回転周期を車輌の振動周期として設定しているが、これに限らない。例えば、車輌の振動周期を直接計測する振動センサを設けてもよい。この場合、エンジンの駆動以外の原因で起こる振動により引き起こされる短絡も検知できる。   In the above-described embodiment, the engine rotation period output from the engine ECU 13 is set as the vehicle vibration period, but the present invention is not limited to this. For example, a vibration sensor that directly measures the vibration period of the vehicle may be provided. In this case, it is possible to detect a short circuit caused by vibrations caused by causes other than engine driving.

また、上述の実施の形態においては、IPD6がスイッチ6aと電流センサ6bの両方を内部に備えているが、これに限らない。例えば、スイッチと電流センサは別に設けられていてもよい。   In the above-described embodiment, the IPD 6 includes both the switch 6a and the current sensor 6b inside, but the present invention is not limited to this. For example, the switch and the current sensor may be provided separately.

更に、上述の実施の形態においては、ステップS3において、サンプリング周期TsにT+ΔTの値を代入しているが、これに限らない。例えば、TsにT−ΔTを代入してもよい。この場合でも、TsにT+ΔTを代入した場合と同じ効果が得られる。   Furthermore, in the above-described embodiment, in step S3, the value of T + ΔT is substituted for the sampling period Ts. However, the present invention is not limited to this. For example, T−ΔT may be substituted for Ts. Even in this case, the same effect as that obtained when T + ΔT is substituted for Ts can be obtained.

加えて、上述の実施の形態においては、サンプリングタイミングをCPU8がA/D変換部7に指示しているが、これに限らない。例えば、CPU8がサンプリング周期TsをA/D変換部7に与え、これに基づいてA/D変換部7が自律的にサンプリングを行なう構成にしてもよい。   In addition, in the above-described embodiment, the CPU 8 instructs the A / D conversion unit 7 at the sampling timing, but the present invention is not limited to this. For example, the CPU 8 may give the sampling period Ts to the A / D conversion unit 7 and the A / D conversion unit 7 may autonomously sample based on this.

尚、上述の実施の形態においては、スイッチをオフにする条件は、一度サンプリング周期TsをT+ΔTからTへと変更した後、連続して所定回数以上、計測した電流値Iが所定閾値Itより大きいと判定した場合としているが、これに限らない。例えば、所定判定回数以内で、所定回数を超えて、IがItより大きいと判定した場合に、スイッチをオフにしてもよい。   In the above-described embodiment, the condition for turning off the switch is that once the sampling period Ts is changed from T + ΔT to T, the measured current value I is continuously greater than a predetermined number of times after a predetermined number of times. However, the present invention is not limited to this. For example, the switch may be turned off when it is determined that I is greater than It within a predetermined number of determinations, exceeding the predetermined number.

また、上述の実施の形態においては、一度サンプリング周期TsをT+ΔTからTへと変更した後、計測した電流値Iが所定閾値Itより大きいと連続して判定した回数が、所定回数に達しなかった場合、TsをT+ΔTに再設定する様にしているが、これに限らない。例えば、IがItより大きいと判定した回数が、所定の電流値取得回数以内で所定回数を超えなかった場合に、TsをT+ΔTに再設定する様にしてもよい。   Further, in the above-described embodiment, once the sampling period Ts is changed from T + ΔT to T, the number of times that the measured current value I is continuously determined to be greater than the predetermined threshold It has not reached the predetermined number. In this case, Ts is reset to T + ΔT, but the present invention is not limited to this. For example, Ts may be reset to T + ΔT when the number of times that I is determined to be greater than It does not exceed the predetermined number of times within a predetermined number of current value acquisitions.

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。   The embodiment disclosed this time is to be considered as 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 電源
2 負荷
3 ボディECU
4 電源IC
5 マイコン
6 IPD
6a スイッチ
6b 電流センサ
7 A/D変換部
8 CPU
9 記憶部
10 タイマ
11 入力I/F
12 CANバス
13 エンジンECU
14 環境温度センサ
15 電線
1 Power supply 2 Load 3 Body ECU
4 Power supply IC
5 Microcomputer 6 IPD
6a switch 6b current sensor 7 A / D converter 8 CPU
9 Storage unit 10 Timer 11 Input I / F
12 CAN bus 13 Engine ECU
14 Environmental temperature sensor 15 Electric wire

Claims (4)

車輌内の電線に流れる電流値を周期的に取得する電流値取得部と、該電流値取得部が取得した電流値が閾値より大きいか否かを判定する判定部と、前記電線に介装され、前記判定部の判定結果に基づいてオン又はオフにされるスイッチとを備える電線保護装置において、
車輌の振動周期を計測する振動周期計測部と、
前記電流値取得部が電流値を取得する取得周期を、前記振動周期計測部が計測した振動周期に基づく値に設定する取得周期設定部と
を備えること
を特徴とする電線保護装置。
A current value acquisition unit that periodically acquires a current value flowing through the electric wire in the vehicle, a determination unit that determines whether the current value acquired by the current value acquisition unit is greater than a threshold value, and the electric wire. In the wire protection device comprising a switch that is turned on or off based on the determination result of the determination unit,
A vibration period measuring unit for measuring the vibration period of the vehicle;
An electric wire protection device comprising: an acquisition cycle setting unit that sets an acquisition cycle in which the current value acquisition unit acquires a current value to a value based on a vibration cycle measured by the vibration cycle measurement unit.
前記判定部が、前記電流値取得部が取得した電流値が閾値より大きいと判定した場合、
前記取得周期設定部は、前記取得周期を前記振動周期と同一値に設定するようにしてあること
を特徴とする請求項1に記載の電線保護装置。
When the determination unit determines that the current value acquired by the current value acquisition unit is greater than a threshold value,
The wire protection device according to claim 1, wherein the acquisition cycle setting unit sets the acquisition cycle to the same value as the vibration cycle.
前記取得周期設定部が、前記取得周期を前記振動周期と同一値に設定した後、所定の電流値取得回数内で所定回数を超えて、前記電流値取得部が取得した電流値が前記閾値より大きい、と前記判定部が判定した場合、前記スイッチをオフにするようにしてあること
を特徴とする請求項2に記載の電線保護装置。
After the acquisition cycle setting unit sets the acquisition cycle to the same value as the vibration cycle, the current value acquired by the current value acquisition unit exceeds the predetermined value within a predetermined number of current value acquisition times. The wire protection device according to claim 2, wherein the switch is turned off when the determination unit determines that the value is large.
前記取得周期設定部が、前記取得周期を前記振動周期と同一値に設定した後、前記電流値取得部が取得した電流値が前記閾値より大きい、と前記判定部が判定した回数が、前記所定の電流値取得回数内で前記所定回数を超えなかった場合、前記取得周期設定部は、前記取得周期を、前記振動周期計測部が計測した振動周期に基づく値に設定するようにしてあること
を特徴とする請求項3に記載の電線保護装置。
The number of times the determination unit determines that the current value acquired by the current value acquisition unit is greater than the threshold after the acquisition cycle setting unit sets the acquisition cycle to the same value as the vibration cycle. If the predetermined number of times is not exceeded within the current value acquisition count, the acquisition cycle setting unit sets the acquisition cycle to a value based on the vibration cycle measured by the vibration cycle measurement unit. The electric wire protection device according to claim 3, wherein
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015149797A (en) * 2014-02-05 2015-08-20 株式会社オートネットワーク技術研究所 Electric wire protection device
CN110275058A (en) * 2019-06-20 2019-09-24 华立科技股份有限公司 The communication module overload identification protection circuit and method of intelligent electric energy meter

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