JP2017008885A - 制御装置および電力の供給を制御する方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電源からグロープラグへの電力の供給を制御する制御装置は、グロープラグへの電力の供給をオンオフする複数の半導体スイッチング素子と、複数の半導体スイッチング素子への電力の供給を遮断する温度ヒューズと、複数の半導体スイッチング素子のオン故障をそれぞれ検出する故障検出部と、複数の半導体スイッチング素子をオンオフ制御する駆動信号を出力する制御部とを備え、制御部は、複数の半導体スイッチング素子のうちの少なくとも1つのオン故障が検出された場合に、オン故障が検出されていない半導体スイッチング素子を制御することにより、オン故障が検出された半導体スイッチング素子およびオン故障が検出されていない半導体スイッチング素子のうちのいずれか一方の発熱量を増加させることを特徴とする。
【選択図】図3
Description
A−1.装置構成:
図1は、本発明の第1実施形態としての制御装置の回路構成を示すブロック図である。制御装置100は、外部のバッテリ200からグロープラグ300への電力の供給を制御する。グロープラグ300は、例えば、ディーゼルエンジンの着火補助等に用いられる。図1では、制御装置100に接続されているグロープラグ300として、3つのグロープラグ300を模式的に示しているが、グロープラグ300の数は、3つに限らず他の任意の数であってもよい。各グロープラグ300は、接地されている。制御装置100は、電源入力端子181と、3つの半導体スイッチング素子140と、プラグ接続端子182と、温度ヒューズ150と、コントローラIC120と、スイッチドライバ130とを備え、これらの各構成要素が図示しない基板上に配置された構成を有する。
図2は、電力供給制御処理の手順を示すフローチャートである。図3は、電力供給制御処理の概要を説明するための模式図である。本実施形態の制御装置100では、外部のエンジンコントロールユニットによりグロープラグ300の発熱が要求されると、3つの半導体スイッチング素子140がオンされて、バッテリ200からグロープラグ300に電力が供給される。この電力の供給開始と共に、図2に示す電力供給制御処理がコントローラIC120によって開始される。
発熱量(J)=[電流(A)]2×抵抗(Ω)×時間(t) ・・・(1)
図4は、第2実施形態としての制御装置100aの回路構成を示すブロック図である。第2実施形態の制御装置100aは、回路構成と電力供給制御処理とにおいて、第1実施形態の制御装置100と異なる。その他の構成は第1実施形態の制御装置100と同じであるので、同一の構成および同一の手順には同一の符号を付し、それらの詳細な説明を省略する。
第3実施形態の制御装置100bは、電力供給制御処理において、第2実施形態の制御装置100aと異なる。回路構成を含めその他の構成は第2実施形態の制御装置100aと同じであるので、同一の構成および同一の手順には同一の符号を付し、それらの詳細な説明を省略する。
D−1.変形例1:
第1実施形態の制御装置100では、オン故障が検出されていない全ての半導体スイッチング素子140をオフ状態にしていたが、オン故障が検出されていない半導体スイッチング素子140のうちの一部のみをオフ状態にしてもよい。また、オン故障が検出されていない半導体スイッチング素子140をオフ状態にしていたが、完全にオフ状態にしなくてもよい。オン状態の期間を短くすることで、かかる半導体スイッチング素子140に流れる電流量を少なくし、故障が検出された半導体スイッチング素子140の発熱量を上げてもよい。このような構成によっても、第1実施形態の制御装置100と同様な効果を奏する。
第2,第3実施形態の制御装置100a,100bでは、オン故障が検出されていない全ての半導体スイッチング素子140の発熱量を増加させていたが、オン故障が検出されていない半導体スイッチング素子140のうちの少なくとも1つの発熱量を増加させてもよい。例えば、温度ヒューズ150に最も近接する半導体スイッチング素子140の発熱量を増加させてもよい。かかる構成によっても、第2,第3実施形態の制御装置100a,100bと同様な効果を奏する。かかる構成においては、第2実施形態の制御装置100aの一部の分圧回路を省略してもよいので、製造コストの上昇を抑制できる。
第2実施形態の制御装置100aでは、半導体スイッチング素子140の閾値電圧よりも僅かに低い程度に駆動信号の電圧を下げていたが、駆動信号の電圧を、通常時の電圧よりも低い他の任意の値に設定してもよく、例えば、閾値電圧よりも大きい値に設定してもよい。同様に、第3実施形態の制御装置100bにおいて、駆動信号の周波数を、通常時の周波数よりも高い他の任意の値に設定してもよい。このような構成によっても、第2,第3実施形態の制御装置100a,100bと同様な効果を奏する。
第2実施形態の制御装置100aでは、オン故障が検出されていない複数の半導体スイッチング素子140に対して、出力する駆動信号の電圧を一律に下げていたが、駆動信号の電圧の下げ幅を半導体スイッチング素子140毎に異ならせてもよい。同様に、第3実施形態の制御装置100bにおいて、駆動信号の周波数の上げ幅を半導体スイッチング素子140毎に異ならせてもよい。このような構成によっても、第2,第3実施形態の制御装置100a,100bと同様な効果を奏する。
第2,第3実施形態の制御装置100a,100bの回路構成は、第1実施形態の制御装置100の回路構成と同様であってもよい。かかる構成によっても、第2,第3実施形態の制御装置100a,100bと同様な効果を奏する。
100a…制御装置
100b…制御装置
120…コントローラIC
125…故障検出部
130…スイッチドライバ
140…半導体スイッチング素子
150…温度ヒューズ
181…電源入力端子
182…プラグ接続端子
200…バッテリ
300…グロープラグ
Claims (6)
- 電源からグロープラグへの電力の供給を制御する制御装置であって、
前記電源及び前記グロープラグに電気的に接続され、前記グロープラグへの電力の供給をオンオフする、複数の半導体スイッチング素子と、
前記複数の半導体スイッチング素子に対して電気的に共通に接続され、自身の温度上昇に応じて作動して、前記複数の半導体スイッチング素子への電力の供給を遮断する温度ヒューズと、
前記複数の半導体スイッチング素子のオン故障をそれぞれ検出する故障検出部と、
前記複数の半導体スイッチング素子をオンオフ制御する駆動信号を出力する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記故障検出部により前記複数の半導体スイッチング素子のうちの少なくとも1つのオン故障が検出された場合に、前記複数の半導体スイッチング素子のうち、前記オン故障が検出されていない半導体スイッチング素子を制御することにより、前記オン故障が検出された半導体スイッチング素子および前記オン故障が検出されていない半導体スイッチング素子のうちのいずれか一方の発熱量を増加させることを特徴とする、制御装置。 - 請求項1に記載の制御装置であって、
前記複数の半導体スイッチング素子は、互いに電気的に並列に接続されると共に、互いに電気的に並列に接続された複数の前記グロープラグと電気的に直列に接続され、
前記制御部は、前記故障検出部により前記複数の半導体スイッチング素子のうちの少なくとも1つのオン故障が検出された場合に、前記オン故障が検出されていない半導体スイッチング素子をオフ状態にすることにより、前記オン故障が検出された半導体スイッチング素子の発熱量を増加させることを特徴とする、制御装置。 - 請求項1に記載の制御装置であって、
前記複数の半導体スイッチング素子は、互いに電気的に並列に接続されると共に、複数の前記グロープラグのうちの互いに異なる1つとそれぞれ電気的に直列に接続され、
前記制御部は、前記故障検出部により前記複数の半導体スイッチング素子のうちの少なくとも1つのオン故障が検出された場合に、前記オン故障が検出されていない半導体スイッチング素子のうちの少なくとも1つの発熱量を増加させることを特徴とする、制御装置。 - 請求項3に記載の制御装置であって、
前記制御部は、前記故障検出部により前記複数の半導体スイッチング素子のうちの少なくとも1つのオン故障が検出された場合に、前記オン故障が検出されていない半導体スイッチング素子のうちの少なくとも1つに対して出力する前記駆動信号の電圧を下げることにより、該半導体スイッチング素子の発熱量を増加させることを特徴とする、制御装置。 - 請求項3に記載の制御装置であって、
前記制御部は、前記故障検出部により前記複数の半導体スイッチング素子のうちの少なくとも1つのオン故障が検出された場合に、前記オン故障が検出されていない半導体スイッチング素子のうちの少なくとも1つに対して出力する前記駆動信号の周波数を上げることにより、該半導体スイッチング素子の発熱量を増加させることを特徴とする、制御装置。 - 電源からグロープラグへの電力の供給を制御する制御装置を用いて電力の供給を制御する方法であって、
前記制御装置は、
前記電源及び前記グロープラグに電気的に接続され、前記グロープラグへの電力の供給をオンオフする、複数の半導体スイッチング素子と、
前記複数の半導体スイッチング素子に対して電気的に共通に接続され、自身の温度上昇に応じて作動して、前記複数の半導体スイッチング素子への電力の供給を遮断する温度ヒューズと、
を有し、
前記方法は、
(a)前記複数の半導体スイッチング素子のオン故障をそれぞれ検出する工程と、
(b)前記工程(a)により前記複数の半導体スイッチング素子のうちの少なくとも1つのオン故障が検出された場合に、前記複数の半導体スイッチング素子のうち、前記オン故障が検出されていない半導体スイッチング素子を制御することにより、前記オン故障が検出された半導体スイッチング素子および前記オン故障が検出されていない半導体スイッチング素子のうちのいずれか一方の発熱量を増加させる工程と、
を備えることを特徴とする、方法。
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