JP2015105925A - 温度算出装置及び保護装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電流値を取得する都度、温度を算出する従来の保護装置に比べて、電線又は負荷の温度を算出する処理負荷を低減することができる温度算出装置を提供する。
【解決手段】温度算出装置は、負荷５１へ給電するための電線６に流れる電流値を検出する電流検出部１３ａから反復的に電流値を取得する電流値取得部と、該電流値取得部にて取得された電流値に基づいて、電線６又は負荷５１の温度を算出する算出部と、前記電流値取得部にて取得された電流値及び前記算出部にて算出した温度を記憶する第１記憶部１１ｃと、第１記憶部１１ｃが記憶する過去の電流値及び温度、並びに前記電流値取得部にて取得した電流値に基づいて、電線６又は負荷５１の温度算出の要否を判定する判定部とを備える。前記算出部は、前記判定部が温度算出要と判定した場合、前記電線６又は負荷５１の温度を算出する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電線に流れる電流値に基づいて該電線又は負荷の温度を算出する温度算出装置、及び該電線又は負荷を過加熱から保護する保護装置に関する。

車輌にはヘッドライト、モータ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。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。

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、ヘッドランプ等の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。

このような問題を解決する方法として、電線の温度を電流値に基づいて推定し、電線の温度が許容温度に達した場合、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周期的に電線の電流値を電流計から取得し、取得した電流値、電線の発熱及び放熱の関係式を用いて電線の温度上昇値を算出する。そして、電流値を取得する都度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、電線の温度を算出する。また、リレー、仮想ヒューズの温度を推定して、該温度が許容温度に達したか否かを判定し、給電を遮断することも可能である。

特開２０１０−２８３９７７号公報

しかしながら、従来の保護装置においては、電流値を取得する都度、電線の温度を算出する構成であるため、マイコンの処理負荷が大きいという問題があった。処理負荷が大きいと、演算処理を高速で行う高価なマイコンが必要になり、コスト高になる。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は電流値を取得する都度、温度を算出する従来の保護装置に比べて、電線又は負荷の温度を算出する処理負荷を低減することができる温度算出装置、及び該温度算出装置を備え、電線又は負荷を保護する保護装置を提供することにある。

本発明に係る温度算出装置は、負荷へ給電するための電線に流れる電流値を検出する電流検出部から反復的に電流値を取得する電流値取得部と、該電流値取得部にて取得された電流値に基づいて、前記電線又は負荷の温度を算出する算出部と、前記電流値取得部にて取得された電流値及び前記算出部にて算出した温度を記憶する記憶部とを備える温度算出装置において、該記憶部が記憶する過去の電流値及び温度、並びに前記電流値取得部にて取得した電流値に基づいて、前記電線又は負荷の温度算出の要否を判定する判定部とを備え、前記算出部は、前記判定部が温度算出要と判定した場合、前記電線又は負荷の温度を算出するようにしてあることを特徴とする。

本発明にあっては、電流検出部が電線に流れる電流値を反復的に取得する。算出部は、判定部が温度算出要と判定した場合、取得された電流値に基づいて、電線又は負荷の温度を算出するが、判定部が温度算出不要と判定した場合、電線又は負荷の温度を算出しない。従って、温度算出の負荷が低減される。
なお、記憶部が記憶する電流及び温度の表現形式は特に限定されず、実質的に電線に流れる電流及び電圧を表している情報であれば足りる。例えば、温度として、周囲温度を基準にした温度上昇値を記憶しても良い。

本発明に係る温度算出装置は、前記判定部は、前記電流値取得部が電流値を取得した場合、該電流値と、前記記憶部が記憶する一の電流値と、前記記憶部が記憶する２つの温度とに基づいて、前記電線又は負荷の温度算出の要否を判定するようにしてあることを特徴とする。

本発明にあっては、判定部は、前記電流値取得部が今回取得した電流値と、記憶部が記憶する一の電流値と、記憶部が記憶する２つの温度とに基づいて、電線又は負荷の温度算出の要否を判定する。今回取得した電流値、及び記憶部が記憶する一の電流値は、電流の変化に関する情報である。また、記憶部が記憶する２つの温度は、電線又は負荷の温度変化に関する情報である。従って、各情報を用いることによって、温度算出の要否を判定することが可能である。また、温度算出の要否判定に使用する情報を最小限に留めることによって、前記要否判定に係る処理負荷を抑えることができる。

本発明に係る温度算出装置は、前記判定部は、前記電流値取得部が電流値を取得した場合、該電流値と、前記記憶部が記憶する前回取得した電流値との差が第１所定値未満であり、且つ前記記憶部が記憶する前回及び前々回算出した温度の差が第２所定値未満である場合、前記電線又は負荷の温度算出が不要であると判定するようにしてあることを特徴とする。

本発明にあっては、判定部は、前記電流値取得部が今回取得した電流値と、前回取得した電流値との差が第１所定値未満であり、且つ前回算出した温度と、前々回算出した温度との差が第２所定値未満である場合、電線又は負荷の温度算出が不要であると判定する。つまり、判定部は、電流値、並びに電線又は負荷の温度の変化が小さい場合、電線又は負荷の温度算出が不要であると判定する。

本発明に係る温度算出装置は、前記判定部は、前記電流値取得部が電流値を取得した場合、該電流値、及び前記記憶部が記憶する電流値に基づいて、電流値の変化傾向を算出する電流値変化傾向算出部と、前記記憶部が記憶する複数の温度に基づいて温度の変化傾向を算出する温度変化傾向算出部と、前記電流値変化傾向算出部が算出した変化傾向及び前記温度変化傾向算出部が算出した変化傾向に基づいて、電流値及び温度が定常状態にあるか否かを判定する定常状態判定部とを備えることを特徴とする。

本発明にあっては、定常状態判定部は、電流値変化傾向算出部が算出した傾向と、温度変化傾向算出部が算出した傾向とに基づいて、電線を流れる電流値、並びに電線及び負荷の温度が定常状態にあるか否かを判定する。判定部は、前記電流値及び温度が定常状態にある場合、温度算出が不要であると判定する。

本発明に係る温度算出装置は、前記算出部が算出した温度と、所定温度とを比較する比較部を備えることを特徴とする。

本発明にあっては、比較部が電線又は負荷の温度と、所定温度とを比較する。比較部による比較結果は、電線又は負荷が過加熱の状態にあるか否かを示している。

本発明に係る保護装置は、前記温度算出装置と、前記比較部の比較結果に応じて、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。

本発明にあっては、比較部の比較結果に応じて、遮断スイッチが給電を遮断する。

本発明によれば、電流値を取得する都度、温度を算出する従来の保護装置に比べて、電線又は負荷の温度を算出する処理負荷を低減することができる。

本実施の形態１に係る保護システムの一構成例を示したブロック図である。 保護装置及びボディＥＣＵの一構成例を示したブロック図である。 電線の温度算出及び電線の保護に係る制御部の処理手順を示したフローチャートである。 電線の温度変化を示すグラフである。 本実施の形態２に係る制御部の処理手順を示したフローチャートである。

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。
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１に係る保護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１に係る保護システムは、車輌５に搭載された保護装置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、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、電線６及び負荷５１の過加熱又は過電流から、該電線６及び負荷５１を保護する保護装置１が設けられている。保護装置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、負荷５１の制御に必要な情報を送受信するように構成されている。

図２は、保護装置１及びボディＥＣＵ２の一構成例を示したブロック図である。保護装置１はマイコン（温度算出装置）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、計時部１１ｄ、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信Ｉ／Ｆ１１ｅ及びＩ／Ｆ部１１ｆが接続されている。

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１に係る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。

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。

計時部１１ｄは、後述する電流検出部１３ａから電線６の電流値を取得するタイミングを計時しており、該タイミングを通知する信号を制御部１１ａに与える。マイコン１１は、例えば、５ｍ秒又は１０ｍ秒等の所定時間毎に電線６の温度算出処理を実行するように構成されており、計時部１１ｄは、所定時間が経過する都度、前記信号を制御部１１ａに与える。

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。これにより保護装置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によって取得することができる。

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、保護装置１の周囲の温度を検出する。
ＩＰＤ１３は電源３と、負荷５１との間に介装された遮断スイッチ１３ｂを備える。遮断スイッチ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、遮断スイッチ１３ｂの一端はスイッチ７を介して電源３の正極に接続され、他端は負荷５１に接続されている。遮断スイッチ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。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、所定の回路素子による降下電圧から電流値を求める直列抵抗方式の電流検出部１３ａ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。

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（Controller Area Network）通信Ｉ／Ｆ２４、計時部２５及びＩ／Ｆ部２６が接続されている。

ＲＯＭ２２は、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリであり、車載機器の制御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。

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。

ＣＡＮ通信Ｉ／Ｆ２４は、車輌５に搭載された保護装置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によって取得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。

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。

図３は、電線６の温度算出及び電線６の保護に係る制御部１１ａの処理手順を示したフローチャート、図４は電線６の温度変化を示すグラフである。図４に示すグラフの横軸は時間、縦軸は電線６の温度を示している。
電流値を取得するタイミングを通知する信号が制御部１１ａに入力した場合、制御部１１ａは、電流検出部１３ａから電流値Ｉ（ｎ）を取得し、取得した電流値を第１記憶部１１ｃに記憶させる（ステップＳ１１）。具体的には、電流検出部１３ａから制御部１１ａに入力している電流値はアナログの信号であり、制御部１１ａは、アナログの信号をＡＤ変換することによって、電流値を取得する。ｎは電流値を取得するタイミングを示しており、電流値を取得する毎に１ずつ増加するものとする。例えば、Ｉ（１）は１回目に取得した電流値、Ｉ（２）は２回目に取得した電流値を示している。

次いで、制御部１１ａは、取得した電流値Ｉ（ｎ）に基づいて、過電流が発生しているか否かを判定する（ステップＳ１２）。例えば、電流値Ｉ（ｎ）が所定の閾値以上である場合、過電流が発生したと判定する。過電流が発生していると判定した場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、制御部１１ａは、遮断スイッチ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Ｓ２０）、処理を終える。

過電流が発生していないと判定した場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、制御部１１ａは、第１記憶部１１ｃが記憶する温度Ｔｗ（ｎ−１）と、温度Ｔｗ（ｎ−２）とが略同一であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。温度Ｔｗ（ｎ−１）は前回の電流値取得タイミングで算出した電線６の温度であり、温度Ｔｗ（ｎ−２）は前々回の電流値取得タイミングで算出した電線６の温度である。具体的には、制御部１１ａは、温度Ｔｗ（ｎ−１）と、温度Ｔｗ（ｎ−２）との差が第１所定値未満である場合、各温度が略同一であると判定する。

温度Ｔｗ（ｎ−１）及びＴｗ（ｎ−２）が略同一であると判定した場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、制御部１１ａは、ステップＳ１１で取得した電流値Ｉ（ｎ）と、記憶部が記憶する電流値Ｉ（ｎ−１）とが略同一であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。電流Ｉ（ｎ−１）は前回の電流値取得タイミングで取得した電流値である。具体的には、制御部１１ａは、電流値Ｉ（ｎ）と、電流値Ｉ（ｎ−１）との差が第２所定値未満である場合、各電流値が略同一であると判定する。

電流値Ｉ（ｎ）及びＩ（ｎ−１）が略同一であると判定した場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、制御部１１ａは、今回算出すべき電線６の温度Ｔｗ（ｎ）の値として、前回の電流値取得タイミングで求めた温度Ｔｗ（ｎ−１）を第１記憶部１１ｃに記憶させる（ステップＳ１５）。ステップＳ１４において電流値Ｉ（ｎ）及びＩ（ｎ−１）が略同一であると判定された場合、図４に示すように電線６の温度が定常状態になっているため、電線６の温度は前回の電流値取得タイミングから大きく変化していないと予想される。負荷５１への給電が開始されてから一定時間が経過した場合、電線における発熱量と、放熱量とが平衡し、電線の温度が一定値に収束する。そこで、定常状態になっている場合、温度算出処理を省略することによって、温度算出負荷５１を低減することができる。また、ステップＳ１５の処理では、後述するように保護装置１の周囲温度からの温度上昇値ΔＴｗ（ｎ）の値として、前回の電流値取得タイミングで求めた温度上昇値ΔＴｗ（ｎ−１）を第１記憶部１１ｃに記憶させている。

ステップＳ１３で温度Ｔｗ（ｎ−１）及びＴｗ（ｎ−２）が異なると判定した場合（ステップＳ１３：ＮＯ）、又は電流値Ｉ（ｎ）及びＩ（ｎ−１）が異なると判定した場合（ステップＳ１４：ＮＯ）、制御部１１ａは、ステップＳ１１で取得した電流値Ｉ（ｎ）等を用いて電線６の温度を算出する（ステップＳ１６）。

具体的には、制御部１１ａは、温度検出部１２にて検出される周囲温度を基準にして、電線６の温度上昇値を算出する。電線に電流が流れていない場合、電線６の温度は周囲温度に等しい。通電によって電線６が発熱すると、電線６の温度は周囲温度に比べて、前記温度上昇値分だけ高くなる。電線６の温度上昇値は例えば、下記式（１）で表される。
ΔＴｗ（ｎ）＝ΔＴｗ（ｎ−１）×ｅｘｐ（−Δｔ／τｗ）＋Ｒｔｈｗ×Ｒｗ×Ｉ² （ｎ−１）×｛１−ｅｘｐ（−Δｔ／τｗ｝…（１）
但し、
ΔＴｗ（ｎ）：第ｎ回目の電流値取得タイミングにおける、周囲温度に対する電線６の温度上昇値
τｗ：電線６の発熱及び放熱の時定数
Δｔ：電流値取得周期
Ｒｗ：電線６の電気抵抗値
Ｒｔｈｗ：電線６の熱抵抗値

上記式（１）の第１項は、これまでに電線６に蓄積された熱の放熱による温度変化を表しており、第２項は電線６の発熱による温度変化を示している。上記式（１）は、下記式（２）に変形することができる。
ΔＴｗ（ｎ）＝（Ｒｔｈｗ×Ｒｗ×Ｉ² （ｎ−１）−ΔＴｗ（ｎ−１））×｛１−ｅｘｐ（−Δｔ／τｗ）｝＋ΔＴｗ（ｎ−１）
＝（Ａ×Ｉ² （ｎ−１）−ΔＴｗ（ｎ−１））×Ｂ＋ΔＴｗ（ｎ−１）…（２）
但し、
Ａ：定数＝Ｒｔｈｗ×Ｒｗ
Ｂ：定数＝１−ｅｘｐ（−Δｔ／τｗ）

マイコン１１は、前記定数Ａ，ＢをＲＯＭ１１ｂに記憶しており、制御部１１ａは、電流値Ｉ（ｎ−１）及び温度上昇値ΔＴｗ（ｎ−１）に基づいて、今回の電流値取得タイミングにおける温度上昇値ΔＴｗ（ｎ）を算出する。そして、制御部１１ａは、算出した温度上昇値ΔＴｗ（ｎ）を周囲温度に加算することによって、電線６の温度Ｔ（ｎ）を算出する。電線６の温度は下記式（３）で表される。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（ｎ）＝Ｔａ＋ΔＴｗ（ｎ）…（３）
但し、
Ｔａ：周囲温度

ステップＳ１６の処理を終えた制御部１１ａは、今回の電流値取得タイミングで算出すべき電線６の温度Ｔｗ（ｎ）の値として、ステップＳ１６で算出した温度を第１記憶部１１ｃに記憶させる（ステップＳ１７）。また、制御部１１ａは、温度上昇値ΔＴｗ（ｎ）を第１記憶部１１ｃに記憶させる。

ステップＳ１５又はステップＳ１７の処理を終えた制御部１１ａは、遮断スイッチ１３ｂが遮断状態にあるか否かを判定する（ステップＳ１８）。制御部１１ａが遮断スイッチ１３ｂの開閉制御を行っているため、遮断スイッチ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Ｓ１８：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Ｓ１９）。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Ｓ１９：ＹＥＳ）、制御部１１ａは遮断スイッチ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Ｓ２０）、処理を終える。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Ｓ１９：ＮＯ）、制御部１１ａは処理を終える。

ステップＳ１８で遮断状態にあると判定した場合（ステップＳ１８：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Ｓ２１）。例えば、制御部１１ａは、遮断スイッチ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Ｓ２１：ＹＥＳ）、制御部１１ａは遮断スイッチ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Ｓ２２）、処理を終える。復帰不可能であると判定した場合（ステップＳ２１：ＮＯ）、制御部１１ａは、遮断スイッチ１３ｂを開状態にしたまま処理を終える。

本実施の形態１に係る保護装置１及びマイコン１１によれば、電流値を取得する都度、温度を算出する従来の保護装置に比べて、電線６又は負荷５１の温度を算出する処理負荷を低減することができる。

また、ステップＳ１３，１４では、温度の変化が第１所定値未満であり、かつ電流の変化が第２所定値未満である場合、電線６の温度算出を省略するように構成してあるため、ノイズ等の影響によって電流又は温度が変化するような場合であっても、電線６の温度が定常状態にあるときは電線６の温度算出処理を省略することができ、効果的にマイコン１１の温度算出処理の負荷５１を低減することができる。

更に、過電流の有無は、電流値取得タイミング毎に判定する構成であるため、過電流に対する応答性は高く、電線６又は負荷５１を過電流から保護することができる。

更にまた、電線６の温度が所定温度以上になった場合、負荷５１への給電を遮断スイッチ１３ｂによって遮断することができ、電線６又は負荷５１の過加熱を防止することができる。

なお、本実施の形態１では主に電線６の過加熱を防止する例を説明したが、負荷５１の温度を検出して該負荷５１の過加熱を判定し、負荷５１の過加熱が発生している場合、負荷５１への給電を遮断するように構成しても良い。

また、本実施の形態では温度Ｔｗ（ｎ−２），Ｔｗ（ｎ−１）及び電流Ｉ（ｎ），Ｉ（ｎ−１）を用いて、電線６の温度が定常状態にあるか否かを判定する構成を例示したが、定常状態の判定方法は特にこれに限定されるものでは無い。要するに、現在の電流値と、記憶部が記憶する電流値及び温度とに基づいて、電線６の温度が定常状態にあることを判定できる処理であれば足りる。

（実施の形態２）
図５は、本実施の形態２に係る制御部の処理手順を示したフローチャートである。実施の形態２に係る保護装置１は、実施の形態１に係る保護装置１と同様の構成であり、温度算出の要否を判定する処理が異なる。以下では主に斯かる相違点を説明する。
実施の形態１と同様、電流値を取得するタイミングを通知する信号が制御部１１ａに入力した場合、制御部１１ａは、電流検出部１３ａから電流値Ｉ（ｎ）を取得し、取得した電流値Ｉ（ｎ）を第１記憶部１１ｃに記憶させる（ステップＳ１１１）。次いで、制御部１１ａは、取得した電流値にＩ（ｎ）基づいて、過電流が発生しているか否かを判定する（ステップＳ１１２）。過電流が発生していると判定した場合（ステップＳ１１２：ＹＥＳ）、制御部１１ａは、遮断スイッチ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Ｓ１２１）、処理を終える。

過電流が発生していないと判定した場合（ステップＳ１１２：ＮＯ）、制御部１１ａは、電流値Ｉ（ｎ）、第１記憶部１１ｃが記憶する複数の電流値Ｉ（ｎ−１）、Ｉ（ｎ−２）…に基づいて、電流値の変化傾向を算出する（ステップＳ１１３）。例えば、制御部１１ａは電流値の移動平均を算出する。また、定常状態に至る段階においては、電流値は線形的に変化すると考えられるため、電流値の変化率を、電流値の変化傾向として算出しても良い。

次いで、制御部１１ａは、第１記憶が記憶する複数の温度Ｔｗ（ｎ−１）、Ｔｗ（ｎ−２）…に基づいて、温度の変化傾向を算出する（ステップＳ１１４）。例えば、制御部１１ａは温度の移動平均を算出する。また、定常状態に至る段階においては、温度は線形的に変化すると考えられるため、温度の変化率を、温度の変化傾向として算出しても良い。

そして、制御部１１ａは、ステップＳ１１３，１１４で算出した電流値の変化傾向と、温度の変化傾向とに基づいて、電線６に流れる電流値及び電線６の温度が定常状態にあるか否かを判定する（ステップＳ１１５）。

定常状態にあると判定した場合（ステップＳ１１５：ＹＥＳ）、制御部１１ａは、今回の電流値取得タイミングで算出すべき電線６の温度Ｔｗ（ｎ）の値として、前回の電流値取得タイミングで求めた温度Ｔｗ（ｎ−１）を第１記憶部１１ｃに記憶させる（ステップＳ１１６）。
定常状態にないと判定した場合（ステップＳ１１５：ＮＯ）、制御部１１ａは、ステップＳ１１１で取得した電流値Ｉ（ｎ）等を用いて電線６の温度を算出し（ステップＳ１１７）、今回の電流値取得タイミングで算出すべき電線６の温度Ｔｗ（ｎ）の値として、ステップＳ１１７で算出した温度を第１記憶部１１ｃに記憶させる（ステップＳ１１８）。
ステップＳ１１６及びステップＳ１１８以下の遮断スイッチの開閉に係る処理ステップＳ１１９〜ステップＳ１２３は、図３に示すステップＳ１８〜ステップＳ２２と同様であるため、詳細な説明は省略する。

本実施の形態２に係る保護装置１及びマイコン１１によれば、実施の形態１と同様、電線６又は負荷５１の温度を算出する処理負荷を低減することができ、保護装置１を低コストで構成することができる。

また、電流及び電線の温度の変化傾向を算出し、定常状態に至っていると判定された場合、電線６の温度算出を省略するように構成してあるため、ノイズ等の影響によって電流又は温度が変化するような場合であっても、電線６の温度が定常状態にあるときは電線６の温度算出処理を省略することができ、効果的にマイコン１１の温度算出処理の負荷５１を低減することができる。

なお、本実施の形態では、基本的に電流値を取得する都度、電線の温度を算出する構成であるが、電流値を取得する周期よりも、長周期で電線の温度を算出するように構成しても良い。例えば、電線の温度を算出する周期は、電流値を取得する周期の整数倍にすると良い。また、複数の負荷の温度を算出する場合、前記整数は、負荷の数以上の整数倍とし、異なるタイミングで各負荷の温度を算出するように構成すると良い。このように構成することによって、より効果的に制御部の処理負荷を低減することができる。

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。

１ 保護装置
２ ボディＥＣＵ
３ 電源
４ 通信線
５ 車輌
６ 電線
７ スイッチ
１１ マイコン（温度算出装置）
１１ａ 制御部（算出部、判定部、比較部）
１１ｂ ＲＯＭ
１１ｃ 第１記憶部
１１ｄ 計時部
１１ｅ ＣＡＮ通信Ｉ／Ｆ
１１ｆ Ｉ／Ｆ部（電流値取得部）
１２ 温度検出部
１３ ＩＰＤ
１３ａ 電流検出部
１３ｂ 遮断スイッチ
２１ 制御部
２２ ＲＯＭ
２３ 第２記憶部
２４ ＣＡＮ通信Ｉ／Ｆ
２５ 計時部
２６ Ｉ／Ｆ部
５１ 負荷

Claims (6)

1. 負荷へ給電するための電線に流れる電流値を検出する電流検出部から反復的に電流値を取得する電流値取得部と、該電流値取得部にて取得された電流値に基づいて、前記電線又は負荷の温度を算出する算出部と、前記電流値取得部にて取得された電流値及び前記算出部にて算出した温度を記憶する記憶部とを備える温度算出装置において、
   該記憶部が記憶する過去の電流値及び温度、並びに前記電流値取得部にて取得した電流値に基づいて、前記電線又は負荷の温度算出の要否を判定する判定部と
   を備え、
   前記算出部は、前記判定部が温度算出要と判定した場合、前記電線又は負荷の温度を算出するようにしてある
   ことを特徴とする温度算出装置。
2. 前記判定部は、
   前記電流値取得部が電流値を取得した場合、該電流値と、前記記憶部が記憶する一の電流値と、前記記憶部が記憶する２つの温度とに基づいて、前記電線又は負荷の温度算出の要否を判定するようにしてある
   ことを特徴とする請求項１に記載の温度算出装置。
3. 前記判定部は、
   前記電流値取得部が電流値を取得した場合、該電流値と、前記記憶部が記憶する前回取得した電流値との差が第１所定値未満であり、且つ前記記憶部が記憶する前回及び前々回算出した温度の差が第２所定値未満である場合、前記電線又は負荷の温度算出が不要であると判定するようにしてある
   ことを特徴とする請求項２に記載の温度算出装置。
4. 前記判定部は、
   前記電流値取得部が電流値を取得した場合、該電流値、及び前記記憶部が記憶する電流値に基づいて、電流値の変化傾向を算出する電流値変化傾向算出部と、
   前記記憶部が記憶する複数の温度に基づいて温度の変化傾向を算出する温度変化傾向算出部と、
   前記電流値変化傾向算出部が算出した変化傾向及び前記温度変化傾向算出部が算出した変化傾向に基づいて、電流値及び温度が定常状態にあるか否かを判定する定常状態判定部と
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の温度算出装置。
5. 前記算出部が算出した温度と、所定温度とを比較する比較部を備える
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の温度算出装置。
6. 請求項５に記載の温度算出装置と、
   前記比較部の比較結果に応じて、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保護装置。

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