JP2016165170A - 判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レアショートの発生を判定する際に誤判定が生じる可能性を低減させる。
【解決手段】判定装置１０は、電気回路を流れる電流の電流値を計測する電流計測部１１と、所定の計測期間内における電流値の積算値を算出する算出部１３１と、積算値と所定の閾値とを比較することにより、電気回路にレアショートが発生しているか否かを判定する判定部１３２と、を有する。算出部１３１は、所定期間が経過すると、積算値を初期化する。
【選択図】図２

Description

本発明は、レアショートが発生しているか否かを判定する判定装置に関する。

従来、レアショートが発生していることを検出する方法が提案されている。特許文献１には、電気回路を電流が流れることにより生じるジュール熱量を推定し、推定したジュール熱量の累積値に基づいて、レアショートが発生しているか否かを判断する方法が開示されている。

特開２００２−８４６５４号公報

従来の方法においては、ジュール熱量の累積値が用いられるので、時間の経過とともに、ジュール熱量の累積値の推定値と実際に発生したジュール熱量の累積値との間の誤差が蓄積されてしまい、誤判定が生じるおそれがあった。また、ジュール熱量の累積値を推定するためには、過電流が流れていない場合の放熱量も推定する必要があるが、放熱量は周囲の温度の影響を受けやすいので、周囲の温度の変化が生じる場合には誤差が大きくなり、誤判定が生じる可能性が高いという問題があった。

そこで、本発明は、電気回路におけるレアショートの発生を判定する際に誤判定が生じる可能性を低減させることを目的とする。

本発明の判定装置は、電気回路を流れる電流の電流値を計測する電流計測手段と、所定の計測期間内における前記電流値の積算値を算出する算出手段と、前記積算値と所定の閾値とを比較することにより、前記電気回路にレアショートが発生しているか否かを判定する判定手段と、を有することを特徴とする。
このような構成により、所定期間内の電流値の積算値に基づいてレアショートの発生の有無を判定することで、誤差の蓄積を防ぐことができるので、誤判定が生じる可能性を低減することができる。

前記算出手段は、前記計測期間が経過すると、前記積算値を初期化してもよい。
このようにすることで、長期間にわたってレアショートの発生の有無を判定する場合にも、誤差の蓄積を防ぐことができる。

前記算出手段は、前記計測期間ごとに前記積算値を算出し、前記判定手段は、前記算出手段が複数の前記計測期間に対して算出した複数の前記積算値の変化に基づいて、前記レアショートが発生しているか否かを判定してもよい。
このようにすることで、異物に起因する一時的なレアショートが解消した場合に、レアショートが発生していないと判定することができる。

前記電流計測手段は、複数の前記電気回路の夫々を流れる前記電流値を計測し、前記算出手段は、前記複数の電気回路の夫々に対する前記積算値を算出し、前記判定手段は、前記複数の電気回路の夫々に対応する前記積算値と、前記複数の電気回路の夫々に対応する前記所定の閾値と、を比較することにより、前記複数の電気回路のいずれかにレアショートが発生しているか否かを判定してもよい。
このようにすることで、多数の電気回路におけるレアショートの発生の有無を判定することができる。

本発明によれば、電気回路におけるレアショートの発生を判定する際に誤判定が生じる可能性を低減させることができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る判定装置を有する自動車の電気系統図である。 判定装置の構成を示す図である。 判定部が判定に用いる判定条件情報の例を示す図である。 判定条件情報に含まれる基準変化パターンに対応する電流値の変化パターンの例を示す図である。 制御部における判定処理の手順を示すフローチャートである。

［判定装置１０の構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る判定装置１０を有する自動車の電気系統図である。図１には、ジャンクションブロック１と、エンジン制御ユニット２と、ブレーキ制御ユニット３と、リターダ制御ユニット４と、ライト制御ユニット５とが示されている。ジャンクションブロック１は、エンジン制御ユニット２、ブレーキ制御ユニット３、リターダ制御ユニット４及びライト制御ユニット５等の自動車各部の電気回路に接続された電気配線を結合、分岐又は中継する端子を有する。ジャンクションブロック１には、電気配線に過電流が流れた場合に切断するヒューズ、及び電気配線を流れる電流値に基づいて、レアショートの発生の有無を判定する判定装置１０が設けられている。

図２は、判定装置１０の構成を示す図である。判定装置１０は、複数の電流計測部１１（１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ）と、記憶部１２と、制御部１３とを有する。制御部１３は、算出部１３１及び判定部１３２を有する。

電流計測部１１Ａは、信号線ａを介して、エンジン制御ユニット２の電気回路に接続されている。電流計測部１１Ｂは、信号線ｂを介して、ブレーキ制御ユニット３の電気回路に接続されている。電流計測部１１Ｃは、信号線ｃを介して、リターダ制御ユニット４の電気回路に接続されている。電流計測部１１Ｄは、信号線ｄを介して、ライト制御ユニット５の電気回路に接続されている。

夫々の電流計測部１１は、信号線を介して接続された電気回路を流れる電流の電流値を計測し、計測した電流値を算出部１３１に通知する。電流計測部１１は、例えば、所定の計測期間ごとに、自動車各部の電気回路に接続された電気配線に直列に設けられた、微少抵抗値（例えば、１Ω）を有する抵抗の両端の電圧を計測することにより、電気回路を流れる電流の電流値を計測する。

記憶部１２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を含んでいる。記憶部１２は、制御部１３が実行するプログラムを記憶している。また、記憶部１２は、制御部１３が、レアショートの発生の有無を判定する際に用いる判定条件を示す判定条件情報を記憶している。

記憶部１２は、例えば、所定の計測期間内の電流値の積算値として許容される閾値を、判定条件情報として記憶している。記憶部１２は、複数の計測期間の夫々における積算値が変化するパターン（以下、基準変化パターンという）と、レアショートの発生の有無と、の関係を示す判定条件情報を記憶していてもよい。また、記憶部１２は、電流計測部１１Ａ〜１１Ｄの夫々に関連付けて、異なる内容の判定条件情報を記憶してもよい。判定条件情報の詳細については、後述する。

制御部１３は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）である。制御部１３は、記憶部１２に記憶されたプログラムを実行することにより、算出部１３１及び判定部１３２として動作する。

算出部１３１は、計測期間内における電流値の積算値を算出する。具体的には、算出部１３１は、計測期間内において測定間隔ごとに計測された電流値を加算することによって積算値を算出する。例えば、測定間隔が１秒である場合、算出部１３１は、１秒ごとに電流値を加算することにより積算値を算出する。算出部１３１は、計測期間が６０秒であり、１秒ごとに計測した電流値が１Ａである場合、積算値を６０と算出する。算出部１３１は、計測期間が経過した時点で、算出した積算値を記憶部１２に記憶させる。

算出部１３１は、計測期間ごとに積算値を初期化する。具体的には、算出部１３１は、計測期間が経過するたびに積算値を０に戻し、新たな計測期間における積算値を算出する。算出部１３１は、複数の計測期間の夫々に関連付けて、積算値を記憶部１２に記憶させる。

判定部１３２は、記憶部１２に記憶された判定条件情報を参照し、算出部１３１が算出した積算値と判定条件情報が示す閾値とを比較することにより、電流計測部１１に接続された電気回路又は電気回路と電流計測部１１との間の配線にレアショートが発生しているか否かを判定する。

判定部１３２は、算出部１３１が複数の計測期間において算出した複数の積算値の変化に基づいて、レアショートが発生しているか否かを判定してもよい。具体的には、判定部１３２は、以下の手順により、複数の計測期間において算出した複数の積算値の変化に基づいて、レアショートの発生の有無を判定する。

まず、判定部１３２は、記憶部１２が判定条件情報として記憶している、複数の計測期間の夫々における積算値が変化するパターンの例である基準変化パターンと、算出部１３１が算出した、複数の計測期間の夫々において実際に計測された電流値に基づく積算値の変化パターン（以下、計測変化パターンという）とを比較する。判定部１３２は、最新の計測期間の前の所定の数の計測期間における計測変化パターンを、同じ数の計測期間に対応する基準変化パターンと比較する。判定部１３２は、算出部１３１が算出した計測変化パターンに類似する基準変化パターンを特定した場合、判定条件情報が示す、類似する基準変化パターンとレアショートの発生の有無との関係に基づいて、計測変化パターンがレアショートの発生を示しているか否かを判定する。

図３は、判定部１３２が判定に用いる判定条件情報の例を示す図である。図４は、判定条件情報に含まれる基準変化パターンに対応する電流値の変化パターンの例を示す図である。

図３におけるＴ１〜Ｔ５は、図４におけるＴ１〜Ｔ５に対応しており、複数の計測期間を示している。図３及び図４においては５つの計測期間を示しているが、判定部１３２は、より多くの計測期間を用いて、レアショートの発生の有無を判定してもよい。

図３におけるＴ１〜Ｔ５の夫々に関連付けられた「１」又は「０」は、夫々の計測期間における積算値が、過電流が継続的に流れたと考え得る所定の閾値より大きいか否かの比較結果を示している。「１」は、夫々の計測期間における積算値が所定の閾値より大きい場合に対応し、「０」は、夫々の計測期間における積算値が所定の閾値以下の場合に対応している。

パターン番号１は、Ｔ１〜Ｔ５の全ての計測期間において「１」となっており、積算値が所定の閾値より大きい状態が継続している図４（ａ）に示す状態に対応する。判定部１３２は、図３の判定条件情報に基づいて、計測変化パターンがパターン番号１のパターンに類似している場合、レアショートが発生していると判定する。判定部１３２は、計測変化パターンが、パターン番号２又はパターン番号３のパターンに類似している場合にも、レアショートが発生していると判定する。

パターン番号４は、Ｔ１及びＴ２における比較結果が「１」であり、Ｔ３〜Ｔ５における比較結果が「０」であることを示している図４（ｂ）に示す状態に対応する。パターン番号４は、例えば、Ｔ１及びＴ２においてレアショートの原因になっていた異物が移動したことにより、Ｔ３以降においてレアショートが解消された状態を示している。判定部１３２は、計測変化パターンがパターン番号４のパターンのように、直近の計測期間以前の所定の数の計測期間において比較結果が「０」の状態が続いている場合、レアショートが発生していないと判定する。例えば、判定部１３２は、計測変化パターンがパターン番号５及びパターン番号６のパターンに類似している場合にも、レアショートが発生していないと判定する。

パターン番号７は、Ｔ２〜Ｔ４における比較結果が「０」であるが、Ｔ５における比較結果が「１」であり、図４（ｃ）に示す状態に対応する。このように、過去に、積算値が閾値以下の状態が継続していたとしても、直近の計測期間における積算値が閾値より大きい場合、判定部１３２は、レアショートが発生していると判定する。判定部１３２は、計測変化パターンがパターン番号８のパターンに類似している場合にも、レアショートが発生していると判定する。

判定部１３２は、電流計測部１１Ａ〜電流計測部１１Ｄの夫々に対して、異なる判定条件情報に基づいて、レアショートが発生しているか否かを判定する。具体的には、判定部１３２は、電流計測部１１Ａ〜電流計測部１１Ｄに接続された複数の電気回路の夫々に対応する積算値と、複数の電気回路の夫々に対応する閾値と、を比較することにより、複数の電気回路のいずれかにレアショートが発生しているか否かを判定する。

例えば、判定部１３２は、電流計測部１１Ａにおいて計測された電流値に基づく計測変化パターンと、電流計測部１１Ｂにおいて計測された電流値に基づく計測変化パターンとが同一であっても、比較的大きな電流が流れる信号線に対応する電流計測部１１Ａにおいてはレアショートが発生したと判定し、比較的小さな電流が流れる信号線に対応するライト制御ユニット５においてはレアショートが発生していないと判定する。このように、判定部１３２は、レアショートの発生の有無を判定する対象となる電気回路ごとに異なる条件により判定することで、判定の精度を向上させることができる。

また、判定部１３２は、複数の電気回路の夫々に対応する基準変化パターンに基づいて、複数の電気回路のいずれかにレアショートが発生しているか否かを判定してもよい。例えば、判定部１３２は、電流計測部１１Ａにおいては、電流計測部１１Ｂにおけるよりも多くの計測期間にわたって閾値以上の電流が継続的に流れた場合に、レアショートが発生したと判定する。このようにすることで、判定部１３２は、複数の電気回路の夫々の特性に適した判定をすることができる。

［判定装置１０における処理手順を示すフローチャート］
図５は、制御部１３における判定処理の手順を示すフローチャートである。
算出部１３１は、まず、積算値の初期値を０にする（Ｓ１１）。その後、所定の計測期間が経過すると（Ｓ１２）、算出部１３１は、当該計測期間における積算値を算出し（Ｓ１３）、算出した積算値を記憶部１２に記憶させる。

続いて、判定部１３２は、計測期間内の積算値と、記憶部１２に記憶されている所定期間内の積算値の閾値とを比較し、比較結果を記憶部１２に記憶させる（Ｓ１４）。さらに、判定部１３２は、過去の所定数の計測期間における比較結果、及び基準変化パターンを示す判定条件情報を記憶部１２から読み出して、比較結果に基づく計測変化パターンと基準変化パターンとを比較する（Ｓ１５）。

続いて、判定部１３２は、判定条件情報に基づいて、計測変化パターンに類似する基準変化パターンが、レアショートの発生を示しているか否かを判定する（Ｓ１６）。判定部１３２は、計測変化パターンが、レアショートが発生していないことを示している基準変化パターンに類似していると判定すると（Ｓ１６においてＹｅｓ）、Ｓ１７において、エンジン停止に伴い計測を終了すると判定されるまでＳ１１〜Ｓ１６の処理を繰り返す。

判定部１３２は、Ｓ１６において、計測変化パターンが、レアショートが発生していることを示す基準変化パターンに類似していると判定すると（Ｓ１６においてＮｏ）、異常を検出したことを示す情報を出力する（Ｓ１８）。判定部１３２は、例えば、インストルメントパネル内のディスプレイに、異常が発生したことを表示させる。

なお、以上の説明においては、複数の計測期間における積算値の変化パターンを、夫々の計測期間における積算値と閾値との比較結果を示す「１」及び「０」の変化パターンとしたが、これに限らない。判定部１３２は、一つの計測期間において計測された複数の電流値の平均値、又は複数の電流値の変化の傾向に基づいてベクトル情報を割り当て、複数の計測期間におけるベクトル情報の変化パターンを、積算値の変化パターンとしてもよい。例えば、判定部１３２は、計測期間内の平均電流値が閾値の１．５倍以上である場合のベクトル情報を３、計測期間内の平均電流値が閾値の１．０倍以上１．５倍未満である場合のベクトル情報を２、計測期間内の平均電流値が閾値の０．５倍以上１．０倍未満である場合のベクトル情報を１、計測期間内の平均電流値が閾値の０倍以上０．５倍未満である場合のベクトル情報を０として、これらのベクトル情報の変化パターンを用いてもよい。

［本実施形態における効果］
以上説明したように、判定装置１０は、所定の計測期間が経過するたびに、電流値の積算値を初期化し、夫々の計測期間内の電流値の積算値に基づいて、レアショートの発生の有無を判定するので、誤差が蓄積しにくく、誤判定が生じる可能性を低減することができる。

また、判定装置１０は、複数の計測期間における積算値の変化パターンを用いてレアショートが発生しているか否かを判定することもできる。このようにすることで、異物に起因する一時的なレアショートが解消した場合に、レアショートが発生していないと判定することができる。また、一時的に電流値が小さくなった場合に、レアショートが発生していないと誤判定する可能性を低減することもできる。

さらに、判定装置１０は、複数の電気回路の夫々を流れる電流値を計測した結果、及び夫々の電気回路に適した判定基準に基づいて、複数の電気回路のいずれかにレアショートが発生しているか否かを判定できる。このようにすることで、多数の電気回路を有するユニットが設けられている自動車のジャンクションブロックに設けられた判定装置１０を用いて、いずれかのユニットにおいてレアショートが発生したことを検出する精度を向上させることが可能になる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１ ジャンクションブロック
２ エンジン制御ユニット
３ ブレーキ制御ユニット
４ リターダ制御ユニット
５ ライト制御ユニット
１０ 判定装置
１１ 電流計測部
１２ 記憶部
１３ 制御部
１３１ 算出部
１３２ 判定部

Claims (4)

1. 電気回路を流れる電流の電流値を計測する電流計測手段と、
   所定の計測期間内における前記電流値の積算値を算出する算出手段と、
   前記積算値と所定の閾値とを比較することにより、前記電気回路にレアショートが発生しているか否かを判定する判定手段と、
   を有することを特徴とする判定装置。
2. 前記算出手段は、前記計測期間が経過すると、前記積算値を初期化することを特徴とする、
   請求項１に記載の判定装置。
3. 前記算出手段は、前記計測期間ごとに前記積算値を算出し、
   前記判定手段は、前記算出手段が複数の前記計測期間に対して算出した複数の前記積算値の変化に基づいて、前記レアショートが発生しているか否かを判定することを特徴とする、
   請求項１又は２に記載の判定装置。
4. 前記電流計測手段は、複数の前記電気回路の夫々を流れる前記電流値を計測し、
   前記算出手段は、前記複数の電気回路の夫々に対する前記積算値を算出し、
   前記判定手段は、前記複数の電気回路の夫々に対応する前記積算値と、前記複数の電気回路の夫々に対応する前記所定の閾値と、を比較することにより、前記複数の電気回路のいずれかにレアショートが発生しているか否かを判定することを特徴とする、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の判定装置。
   

Images