JP2020108219A - Energization control device - Google Patents
Energization control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020108219A JP2020108219A JP2018243417A JP2018243417A JP2020108219A JP 2020108219 A JP2020108219 A JP 2020108219A JP 2018243417 A JP2018243417 A JP 2018243417A JP 2018243417 A JP2018243417 A JP 2018243417A JP 2020108219 A JP2020108219 A JP 2020108219A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- switch
- energization control
- terminal
- control device
- switches
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
- B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
- B60R16/03—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
- H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/20—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for electronic equipment
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Keying Circuit Devices (AREA)
- Protection Of Static Devices (AREA)
Abstract
Description
この明細書における開示は、通電制御装置に関する。 The disclosure in this specification relates to an energization control device.
特許文献１には、通電制御装置が開示されている。通電制御装置は、経路に設けられたスイッチと、スイッチの駆動を制御する制御部を備えている。通電制御装置は、第１電源側のラインに接続される第１端子と、第２電源側のラインに接続される第２端子との間に設けられている。通電制御装置は、たとえば第１電源側から第２電源側へ電力を供給する場合に、スイッチをオンさせて端子間を通電状態にする。
たとえば第１端子に接続されたラインに地絡などの異常が生じると、通電制御装置は、スイッチをオフさせて端子間を遮断状態に切り替える。 For example, when an abnormality such as a ground fault occurs in the line connected to the first terminal, the energization control device turns off the switch to switch the terminals to the cutoff state.
異常時には、確実に遮断しなければならないため、機能安全上、第１端子と第２端子との通電期間にスイッチのオン故障確認を行うことが好ましい。特に冗長電源システムでは、高いレベルの安全方策が求められる。従来技術の構成では、通電期間に、オン故障を確認することができない。 In the case of an abnormality, it is necessary to surely cut off, so it is preferable to perform ON failure confirmation of the switch during the energization period of the first terminal and the second terminal for functional safety. Particularly in redundant power supply systems, a high level of safety measures is required. With the configuration of the related art, it is not possible to confirm the ON failure during the energization period.
開示されるひとつの目的は、通電期間にスイッチのオン故障を確認できる通電制御装置を提供することにある。 One object of the disclosure is to provide an energization control device capable of confirming an ON failure of a switch during an energization period.
開示される他のひとつの目的は、冗長電源システムに用いられる通電制御装置において、通電期間にスイッチのオン故障を確認できることにある。 Another disclosed object is to enable confirmation of an ON failure of a switch in a power supply control device used in a redundant power supply system during a power supply period.
ここに開示された通電制御装置は、
外部と接続される第１端子（２１）及び第２端子（２２）と、
第１端子と第２端子との間で、並列に設けられた複数のスイッチ（４０）と、
複数のスイッチの駆動を制御する制御部（Ｓ１１、Ｓ１４、Ｓ１６、Ｓ１９、Ｓ２０）と、
スイッチにオン故障が生じているか否かを判定する判定部（Ｓ１０、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１５、Ｓ１７、Ｓ１８）と、
を備えている。
The energization control device disclosed herein is
A first terminal (21) and a second terminal (22) connected to the outside,
A plurality of switches (40) provided in parallel between the first terminal and the second terminal,
A control unit (S11, S14, S16, S19, S20) for controlling the driving of the plurality of switches;
A determination unit (S10, S12, S13, S15, S17, S18) for determining whether or not the switch has an ON failure;
Equipped with.
そして、制御部は、第１端子と第２端子との通電期間において、複数のスイッチの一部である第１スイッチのオン状態を保持し、残りのスイッチである第２スイッチの抵抗値がオン状態よりも高くなるように故障検出制御に一時的に切り替え、判定部は、抵抗値の変化にともなう物理量の変化に基づいて、第２スイッチにオン故障が生じているか否かを判定する。 Then, the control unit holds the ON state of the first switch, which is a part of the plurality of switches, during the energization period of the first terminal and the second terminal, and the resistance value of the second switch that is the remaining switch is ON. The failure detection control is temporarily switched to be higher than the state, and the determination unit determines whether or not the ON failure has occurred in the second switch based on the change in the physical quantity that accompanies the change in the resistance value.
ここに開示された通電制御装置によると、故障検出制御時に、第１スイッチのオン状態が保持される。これにより、第１端子と第２端子との通電状態を維持することができる。第２スイッチについては、抵抗値が高くなるように制御される。通電期間において、故障検出制御の実行前と実行中とで第２スイッチの抵抗値が異なるため、抵抗値の変化にともなう物理量の変化から、第２スイッチにオン故障が生じているか否かを判定することができる。以上により、通電期間において、スイッチのオン故障を確認することができる。 According to the energization control device disclosed herein, the ON state of the first switch is maintained during the failure detection control. Thereby, the energized state between the first terminal and the second terminal can be maintained. The second switch is controlled to have a high resistance value. During the energization period, since the resistance value of the second switch is different before and during the execution of the failure detection control, it is determined from the change in the physical quantity associated with the change in the resistance value whether the second switch has an ON failure. can do. As described above, it is possible to confirm the ON failure of the switch during the energization period.
この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲及びこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、及び効果は、後続の詳細な説明、及び添付の図面を参照することによってより明確になる。 The disclosed aspects in this specification employ different technical means to achieve their respective ends. The claims and the reference numerals in parentheses in this section exemplify the corresponding relationship with the portions of the embodiments described later, and are not intended to limit the technical scope. Objects, features, and advantages disclosed in this specification will become more apparent with reference to the following detailed description and the accompanying drawings.
図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。 Embodiments will be described with reference to the drawings.
（第１実施形態）
本実施形態の通電制御装置は、電源システムに適用される。以下では、電源システムとして、車両に搭載される冗長電源システムの例を示す。また、「導通」とは、電気的に接続された状態を示す。「通電」とは、電流が流れている状態を示す。
(First embodiment)
The energization control device of this embodiment is applied to a power supply system. Below, an example of a redundant power supply system mounted in a vehicle is shown as a power supply system. Further, “conduction” means a state of being electrically connected. "Electrifying" means a state in which a current is flowing.
＜電源システム＞
図１に基づき、電源システムの概略構成について説明する。図１に示すように、電源システム１０は、電源１１、１２と、通電制御装置１３を備えている。電源システム１０は、車両に搭載された各種機器に電力を供給する。
<Power supply system>
A schematic configuration of the power supply system will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the
電源１１、１２は、充放電可能とされた直流電圧源である。電源１１、１２としては、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池などの二次電池や、キャパシタを採用することができる。本実施形態の電源１１は、鉛蓄電池である。電源１２は、リチウムイオン電池である。電源１１、１２の定格電圧は、たとえば１２Ｖである。
The power supplies 11 and 12 are DC voltage sources that can be charged and discharged. As the
電源１１の正極には、バス１４ａが接続されている。電源１２の正極には、バス１４ｂが接続されている。バス１４ａ、１４ｂは、通電ライン、電源ラインとも称される。バス１４ａは、第１電力系統のバスであり、バス１４ｂは第２電力系統のバスである。通電制御装置１３は、バス１４ａ、１４ｂ間に配置されている。通電制御装置１３は、バス１４ａ、１４ｂの電気的な接続状態を制御する。
The
バス１４ａには、発電機１５と、負荷１６ａ、１７が接続されている。バス１４ｂには、負荷１６ｂが接続されている。発電機１５及び負荷１６ａ、１７は、電源１１に対して並列に接続されている。負荷１６ｂは、電源１２に対して並列に接続されている。バス１４ａ、１４ｂが導通された状態において、電源１１、１２、発電機１５、及び負荷１６ａ、１６ｂ、１７は、並列に接続される。発電機１５により発電された電力は、電源１１、１２及び負荷１６ａ、１６ｂ、１７へ供給可能である。また、電源１１、１２の少なくとも一方から、負荷１６ａ、１６ｂ、１７への電力の供給が可能である。
A
エンジンを走行駆動源とする車両において、発電機１５は、たとえばオルタネータやＩＳＧである。発電機１５は、電源１１、１２や負荷１６ａ、１６ｂ、１７への直流電力の供給源である。本実施形態において、電源１１及び発電機１５が第１電源に相当し、電源１２が第２電源に相当する。なお、ＤＣＤＣコンバータを上記供給源とみなすこともできる。ＤＣＤＣコンバータは、図示しない高圧バッテリ（たとえば４８Ｖバッテリ）から供給される直流電圧を、電源１１、１２に供給可能な低電圧に変換して出力する。バス１４ａに接続されたＤＣＤＣコンバータを備える場合、ＤＣＤＣコンバータも第１電源に相当する。
In a vehicle that uses an engine as a drive source, the
負荷１６ａ、１６ｂは、車両の安全上、電源失陥時に動作継続する必要がある冗長機器である。負荷１６ａ、１６ｂは、電源失陥が許容されない負荷である。負荷１６ａ、１６ｂは、ＦＯＰ（Fail Operational）対象負荷である。負荷１６ａ、１６ｂは、安定した電圧の供給を要求する負荷である。安定した電圧とは、所望の動作を継続するための動作保証電圧範囲内の電圧である。
The
負荷１６ａ、１６ｂは、たとえば冗長化された電動パワーステアリング装置のように、ひとつのコンポーネントにおいて冗長に設けられている。冗長化された電動パワーステアリング装置において、操舵力をアシストするモータは、たとえば２系統の巻線を備えている。負荷１６ａ、１６ｂは、同等機能を異なる形式の機器で実現する組み合わせでもよい。たとえば、車両前方監視を目的としたカメラ及びＬＩＤＡＲのうち、カメラを負荷１６ａとし、ＬＩＤＡＲを負荷１６ｂとしてもよい。
The
負荷１６ａ、１６ｂは、電源システム１０に対して冗長に設けられている。上記したように、電源１１側のバス１４ａに負荷１６ａが接続され、電源１２側のバス１４ｂに負荷１６ｂが接続されている。負荷１６ａ、１６ｂの間に、通電制御装置１３が配置されている。第１電力系統の異常時には、電源１２から負荷１６ｂへの電力供給を継続し、これにより所望の機能を確保することができる。第２電力系統の異常時には、電源１１から負荷１６ａへの電力供給を継続し、これにより所望の機能を確保することができる。
The
負荷１７は、一般負荷である、負荷１７は、ＦＯＰ非対象負荷（Ｎｏｎ−ＦＯＰ）である。負荷１７は、電源失陥時に最悪動作停止しても、車両の安全に対して影響が小さい機器である。負荷１７は、電源失陥が許容される負荷である。負荷１７として、たとえばパワーウインドウに用いられるモータ、ラジエータファンに用いられるモータなどがある。
The
なお、バス１４ａに接続される負荷は、２つの負荷１６ａ、１７に限定されない。それ以外の一般負荷、冗長負荷が接続されてもよい。バス１４ｂに接続される負荷は、負荷１６ｂに限定されない。それ以外の一般負荷、冗長負荷が接続されてもよい。冗長負荷の場合、一方をバス１４ａ側、他方をバス１４ｂ側に設けるとよい。
The loads connected to the
＜通電制御装置＞
図１及び図２に基づき、通電制御装置１３について説明する。通電制御装置１３は、外部接続用の端子である第１端子２１及び第２端子２２と、複数のスイッチＳＷと、コントローラ５０を備えている。以下では、第１端子２１及び第２端子２２を、端子２１、２２と称することがある。
<Electrification control device>
The
第１端子２１は、第１電源側（電源１１側）のバス１４ａに接続される。第２端子２２は、第２電源側（電源１２側）のバス１４ｂに接続される。複数のスイッチＳＷは、端子２１、２２間において並列に設けられている。スイッチＳＷは、複数の経路３０のそれぞれに設けられている。
The
本実施形態では、スイッチＳＷとして２つのスイッチＳＷ１、ＳＷ２を備え、経路３０として２つの経路３１、３２を備えている。経路３１、３２は、端子２１、２２の間で並列に設けられている。スイッチＳＷ１は経路３１に設けられ、スイッチＳＷ２は経路３２に設けられている。
In this embodiment, the switch SW includes two switches SW1 and SW2, and the
スイッチＳＷは、端子２１、２２間の導通及び遮断を切り替える。スイッチＳＷは、対応する経路３０を導通状態又は遮断状態に切り替える。スイッチＳＷのそれぞれは、２つのＭＯＳＦＥＴ４０により構成されている。
The switch SW switches between conduction and interruption between the
スイッチＳＷ１は、ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴ４１ａ、４１ｂが直列に接続されてなる。ＭＯＳＦＥＴ４１ａ、４１ｂは、ノーマリオフ型の半導体素子である。ＭＯＳＦＥＴ４１ａ、４１ｂは、寄生ダイオードが互いに逆向きとなるように配置されている。寄生ダイオードは、アノード同士が接続されている。ＭＯＳＦＥＴ４１ａ、４１ｂは、ソース同士が接続されたソースコモン型の接続形態をなしている。ＭＯＳＦＥＴ４１ａのドレインが第１端子２１と電気的に接続され、ＭＯＳＦＥＴ４１ｂのドレインが第２端子２２と電気的に接続されている。
The switch SW1 is composed of n-
スイッチＳＷ２は、スイッチＳＷ１同様の構成をなしている。スイッチＳＷ２は、ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴ４２ａ、４２ｂが直列に接続されてなる。ＭＯＳＦＥＴ４２ａ、４２ｂは、寄生ダイオードが互いに逆向きとなるように配置されている。寄生ダイオードは、アノード同士が接続されている。ＭＯＳＦＥＴ４２ａ、４２ｂは、ソースコモン型の接続構造をなしている。
The switch SW2 has the same configuration as the switch SW1. The switch SW2 includes n-
スイッチＳＷ（ＳＷ１、ＳＷ２）の構成は、上記例に限定されない。たとえばドレイン同士が互いに接続されたドレインコモンの接続形態を採用することもできる。この場合も、寄生ダイオードは互いに逆向きとなる。寄生ダイオードは、カソード同士が接続される。 The configuration of the switches SW (SW1, SW2) is not limited to the above example. For example, a drain common connection mode in which the drains are connected to each other can be adopted. Also in this case, the parasitic diodes are opposite to each other. The cathodes of the parasitic diodes are connected to each other.
寄生ダイオードを逆向きに配置しているため、たとえばＭＯＳＦＥＴ４１ａ、４１ｂの両方のオフさせることで、電流が流れることを防ぐことができる。ＭＯＳＦＥＴ４２ａ、４２ｂについても同様である。
Since the parasitic diodes are arranged in the opposite direction, it is possible to prevent current from flowing by turning off both
なお、寄生ダイオードを有する半導体素子に代えて、寄生ダイオードを有さない半導体素子、たとえばＩＧＢＴやノーマリオン型の素子を採用してもよい。この場合、ひとつのスイッチＳＷを、ひとつの半導体素子により構成することができる。 Instead of the semiconductor element having a parasitic diode, a semiconductor element having no parasitic diode, for example, an IGBT or a normally-on type element may be adopted. In this case, one switch SW can be composed of one semiconductor element.
コントローラ５０は、複数のスイッチＳＷの駆動を制御する。コントローラ５０は、ＭＯＳＦＥＴ４０それぞれの駆動を制御する。コントローラ５０は、スイッチＳＷにオン故障が生じているか否かを判定する。コントローラ５０は、電子制御装置（ＥＣＵ）とも称される。コントローラ５０には、たとえば端子２１、２２を介して電力が供給され、動作する。
The
コントローラ５０は、少なくともひとつのコンピュータを含む制御システムによって提供される。制御システムは、ハードウェアである少なくともひとつのプロセッサ（ハードウェアプロセッサ）を含む。ハードウェアプロセッサは、下記（ｉ）、（ｉｉ）、又は（ｉｉｉ）により提供することができる。
The
（ｉ）ハードウェアプロセッサは、ハードウェア論理回路である場合がある。この場合、コンピュータは、プログラムされた多数の論理ユニット（ゲート回路）を含むデジタル回路によって提供される。デジタル回路は、プログラム及び／又はデータを格納したメモリを備える場合がある。コンピュータは、アナログ回路によって提供される場合がある。コンピュータは、デジタル回路とアナログ回路との組み合わせによって提供される場合がある。 (I) The hardware processor may be a hardware logic circuit. In this case, the computer is provided by a digital circuit including a large number of programmed logic units (gate circuits). The digital circuit may include a memory that stores programs and/or data. The computer may be provided by analog circuitry. The computer may be provided by a combination of digital circuits and analog circuits.
（ｉｉ）ハードウェアプロセッサは、少なくともひとつのメモリに格納されたプログラムを実行する少なくともひとつのプロセッサコアである場合がある。この場合、コンピュータは、少なくともひとつのメモリと、少なくともひとつのプロセッサコアとによって提供される。プロセッサコアは、たとえばＣＰＵと称される。メモリは、記憶媒体とも称される。メモリは、プロセッサによって読み取り可能な「プログラム及び／又はデータ」を非一時的に格納する非遷移的かつ実体的な記憶媒体である。 (Ii) The hardware processor may be at least one processor core that executes a program stored in at least one memory. In this case, the computer is provided with at least one memory and at least one processor core. The processor core is called, for example, a CPU. The memory is also called a storage medium. A memory is a non-transitional and tangible storage medium that stores "programs and/or data" readable by a processor in a non-transitory manner.
（ｉｉｉ）ハードウェアプロセッサは、上記（ｉ）と上記（ｉｉ）との組み合わせである場合がある。（ｉ）と（ｉｉ）とは、異なるチップの上、又は共通のチップの上に配置される。 (Iii) The hardware processor may be a combination of (i) and (ii) above. (I) and (ii) are arranged on different chips or on a common chip.
すなわち、コントローラ５０が提供する手段及び／又は機能は、ハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、又はそれらの組み合わせにより提供することができる。本実施形態では、ＡＳＩＣを用いて実現されている。
That is, the means and/or functions provided by the
コントローラ５０には、通電制御装置１３外に設けられたＥＣＵ５が接続される。コントローラ５０とＥＣＵ５とは、車載ネットワークのバスを介して相互に通信可能となっている。コントローラ５０は、上位制御装置であるＥＣＵ５からの指令値、電源１１、１２の蓄電状態などに基づいて、スイッチＳＷの制御状態を決定し、スイッチＳＷの駆動信号を生成する。そして、生成した駆動信号を対応するスイッチＳＷのゲートに対して出力する。なお、バス１４ａ、１４ｂには、電源１１、１２のバッテリ電圧を検出する電圧センサがそれぞれ設けられている。コントローラ５０は、たとえば電源１２のＳＯＣを算出し、ＳＯＣが所定の使用範囲内に保持されるよう、電源１２の充電量及び放電量を制御する。
An
コントローラ５０は、スイッチＳＷ１、ＳＷ２にオン故障が生じているか否かを判定する。本実施形態では、スイッチＳＷに流れる電流の変化に基づいて、オン故障を判定するように構成されている。図２に示すように、経路３０には、スイッチＳＷに流れる電流を検出するために、スイッチＳＷに対して直列にシャント抵抗６０が設けられている。シャント抵抗６０の位置は特に限定されない。たとえば経路３１において、シャント抵抗６０は、ＭＯＳＦＥＴ４１ａ、４１ｂの間に設けられている。シャント抵抗６０を、ＭＯＳＦＥＴ４１ａよりも第１端子２１側に設けてもよいし、ＭＯＳＦＥＴ４１ｂよりも第２端子２２側に設けてもよい。経路３２のシャント抵抗６０についても同様である。
The
コントローラ５０は、スイッチＳＷに流れる電流の相関値として、シャント抵抗６０の両端電圧を検出する。コントローラ５０は、シャント抵抗６０の両端電圧に基づいて、スイッチＳＷに電流が流れているか否か、換言すれば端子２１、２２間に電流が流れているか否かを判定する。コントローラ５０は、電流変化に相関する両端電圧の変化に基づいて、オン故障が生じているか否かを判定する。
The
コントローラ５０は、第１端子２１から第２端子２２への向きの電流、第２端子２２から第１端子２１への向きの電流いずれについても検出可能に構成されている。コントローラ５０は、双方向の電流を検出可能である。よって、いずれの向きの電流についても、オン故障の有無を判定することができる。
The
＜コントローラが実行する処理＞
図３に基づき、コントローラ５０が実行する処理について説明する。コントローラ５０は、機能安全上、端子２１、２２間を電流が流れる通電期間において、スイッチＳＷ１、ＳＷ２の故障判定処理を実行する。通電期間とは、異なる電力系統間、すなわちバス１４ａ、１４ｂ間で電力を受け渡す期間である。たとえば、発電機１５の発電した電力が、バス１４ｂ側に供給される期間である。電源１１からバス１４ｂ側に電力が供給される期間である。電源１２からバス１４ａ側に電力が供給される期間である。
<Process executed by controller>
The processing executed by the
コントローラ５０は、通常、通電期間においてすべてのスイッチＳＷをオン状態に制御する。本実施形態では、通電期間において一時的に故障判定処理を実行する。故障判定処理は、たとえば通電期間ごとに実行してもよい。故障判定処理実行後、所定時間経過後の最初の通電期間で再び実行してもよい。すなわち、周期的に繰り返し実行してもよい。所定のイベントが発生した後の最初の通電期間で実行してもよい。イベントとしては、たとえばイグニッションスイッチのオン、駐停車、走行モードの切り替わりなどがある。
The
以下では、端子２１、２２間を流れる電流をＩ１２、経路３１（スイッチＳＷ１）を流れる電流をＩ１２ａ、経路３２（スイッチＳＷ２）を流れる電流をＩ１２ｂ、端子２１、２２間の電圧をＶ１２と示す。コントローラ５０は、シャント抵抗６０の両端電圧が所定値を超えることで電流が流れていることを検出する、すなわち通電期間であることを検出すると、以下に示す処理を実行する。
Below, the current flowing between the
図３に示すように、先ずコントローラ５０は、スイッチＳＷ１の故障判定処理を行う。コントローラ５０は、スイッチＳＷ１に流れる電流値を保存する（ステップＳ１０）。この電流値は、スイッチＳＷ１をオフさせる前の電流値である。
As shown in FIG. 3, first, the
次いで、コントローラ５０は、スイッチＳＷ１をオン状態からオフ状態に切り替え（ステップＳ１１）、切り替えた後に、スイッチＳＷ１に流れる電流値を保存する（ステップＳ１２）。この電流値は、スイッチＳＷ１をオフさせた後の電流値である。
Next, the
そして、コントローラ５０は、スイッチＳＷ１の切り替え前後で、電流値に変化があるか否かを判定する（ステップＳ１３）。コントローラ５０は、ステップＳ１０、Ｓ１２で保存した電流値に基づいて、切り替え前後で電流値に変化があるか否かを判定する。電流値の変化については、所定のマージンをもって判定される。
Then, the
ＭＯＳＦＥＴ４１ａ、４１ｂのうち、電流を遮断する側のＭＯＳＦＥＴがオン故障している場合、遮断できない側のＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードを通じて電流が流れる。たとえばＭＯＳＦＥＴ４１ａからＭＯＳＦＥＴ４１ｂの向きに電流が流れているとき、ＭＯＳＦＥＴ４１ａにオン故障が生じると、ＭＯＳＦＥＴ４１ｂの寄生ダイオードを通じて電流が流れる。よって、経路３１は遮断状態にならず、経路３１に流れる電流Ｉａ１はほとんど変化しない。ＭＯＳＦＥＴ４１ａ、４１ｂにオン故障が生じていない場合、ＭＯＳＦＥＴ４１ａ、４１ｂがいずれもオフ状態となり、経路３１が遮断状態となる。スイッチＳＷ１の抵抗値は、理想的には無限大となり、オン状態よりも高くなる。これにより、経路３１に電流が流れず、経路３１の電流は切り替えによって低下する。よって、切り替え前後での電流値変化により、オン故障が生じているか否かを判定することができる。
When one of the
ステップＳ１３において、電流値に変化あり、すなわちオン故障が生じていないと判定すると、コントローラ５０は、スイッチＳＷ１をオン状態に戻し（ステップＳ１４）、スイッチＳＷ２の故障判定処理を行う。
When it is determined in step S13 that the current value has changed, that is, the ON failure has not occurred, the
コントローラ５０は、スイッチＳＷ２に流れる電流値を保存する（ステップＳ１５）。この電流値は、スイッチＳＷ２をオフさせる前の電流値である。
The
次いで、コントローラ５０は、スイッチＳＷ２をオン状態からオフ状態に切り替え（ステップＳ１６）、切り替えた後に、スイッチＳＷ２に流れる電流値を保存する（ステップＳ１７）。この電流値は、スイッチＳＷ２をオフさせた後の電流値である。
Next, the
そして、コントローラ５０は、スイッチＳＷ２の切り替え前後で、電流値に変化があるか否かを判定する（ステップＳ１８）。コントローラ５０は、ステップＳ１５、Ｓ１７で保存した電流値に基づいて、切り替え前後で電流値に変化があるか否かを判定する。電流値の変化については、所定のマージンをもって判定される。
Then, the
ＭＯＳＦＥＴ４２ａ、４２ｂのうち、電流を遮断する側のＭＯＳＦＥＴがオン故障している場合、遮断できない側のＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードを通じて電流が流れる。たとえばＭＯＳＦＥＴ４２ａからＭＯＳＦＥＴ４２ｂの向きに電流が流れているとき、ＭＯＳＦＥＴ４２ａにオン故障が生じると、ＭＯＳＦＥＴ４２ｂの寄生ダイオードを通じて電流が流れる。よって、経路３２は遮断状態にならず、経路３２に流れる電流Ｉａ２はほとんど変化しない。ＭＯＳＦＥＴ４２ａ、４２ｂにオン故障が生じていない場合、ＭＯＳＦＥＴ４２ａ、４２ｂがいずれもオフ状態となり、経路３２が遮断状態となる。スイッチＳＷ２の抵抗値は、理想的には無限大となり、オン状態よりも高くなる。これにより、経路３２に電流が流れず、経路３２の電流は切り替えによって低下する。よって、切り替え前後での電流値変化により、オン故障が生じているか否かを判定することができる。
If one of the
ステップＳ１８において、電流値に変化あり、すなわちオン故障が生じていないと判定すると、コントローラ５０は、スイッチＳＷ２をオン状態に戻し（ステップＳ１９）、一連の処理を終了する。
When it is determined in step S18 that the current value has changed, that is, the ON failure has not occurred, the
ステップＳ１３又はステップＳ１８において、電流値に変化なし、すなわちオン故障が生じていると判定すると、コントローラ５０は、オン故障処理を実行し（ステップＳ２０）、一連の処理を終了する。
When it is determined in step S13 or step S18 that the current value has not changed, that is, the ON failure has occurred, the
オン故障処理としては、ＥＣＵ５へのダイアグ信号の出力や、オン故障しているスイッチＳＷとは反対の経路３０のスイッチＳＷを常時オンさせる制御への移行などがある。故障してないスイッチＳＷを常時オンさせることで、オン故障しているスイッチＳＷの発熱を抑制することができる。
The on-failure processing includes outputting a diagnostic signal to the
図３において、ステップＳ１０、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１５、Ｓ１７、Ｓ１８の処理が判定部に相当し、ステップＳ１１、Ｓ１４、Ｓ１６、Ｓ１９、Ｓ２０の処理が制御部に相当する。ステップＳ１１、Ｓ１６の処理が、故障検出制御に相当する。図３では、スイッチＳＷ１の故障判定処理を先に行う例を示したが、スイッチＳＷ２の故障判定処理を先に行うようにしてもよい。 In FIG. 3, the processes of steps S10, S12, S13, S15, S17, and S18 correspond to the determination unit, and the processes of steps S11, S14, S16, S19, and S20 correspond to the control unit. The processing of steps S11 and S16 corresponds to failure detection control. Although FIG. 3 shows an example in which the failure determination process of the switch SW1 is performed first, the failure determination process of the switch SW2 may be performed first.
図４は、スイッチＳＷの駆動信号、電流Ｉ１２、Ｉ１２ａ、Ｉ１２ｂ、電圧Ｖ１２のタイミングチャートである。図１では、電流Ｉ１２、Ｉ１２ａ、Ｉ１２ｂを二点鎖線で示している。図１では、バス１４ａからバス１４ｂに向けて電流が流れる例を示している。
FIG. 4 is a timing chart of the drive signal of the switch SW, the currents I12, I12a, I12b, and the voltage V12. In FIG. 1, the currents I12, I12a, and I12b are indicated by alternate long and two short dashes lines. FIG. 1 shows an example in which a current flows from the
コントローラ５０は、時刻ｔ１で、スイッチＳＷ１を構成するＭＯＳＦＥＴ４１ａ、４１ｂの駆動信号を、Ｈレベル（オン信号）からＬレベル（オフ信号）に切り替える。これにより、ＭＯＳＦＥＴ４１ａ、４１ｂはオフ状態となる。時刻ｔ２までオフ状態が保持される。この間、スイッチＳＷ２を構成するＭＯＳＦＥＴ４２ａ、４２ｂの駆動信号は、Ｈレベルで保持される。
At time t1, the
時刻ｔ１〜ｔ２では、スイッチＳＷ１にオン故障が生じていないため、経路３１が遮断され、時刻ｔ１より前に較べて電流Ｉ１２ａが低下する。経路３２に電流が集中するため、時刻ｔ１より前に較べて電流Ｉ１２ｂが増加する。スイッチＳＷ１のオフにより、経路３０全体の抵抗値が高くなるため、電圧Ｖ１２が増加する。
At times t1 to t2, since the switch SW1 has no on-failure, the
コントローラ５０は、時刻ｔ３で、スイッチＳＷ２を構成するＭＯＳＦＥＴ４２ａ、４２ｂの駆動信号を、ＨレベルからＬレベルに切り替える。これにより、ＭＯＳＦＥＴ４２ａ、４２ｂはオフ状態となる。時刻ｔ４までオフ状態が保持される。この間、スイッチＳＷ１を構成するＭＯＳＦＥＴ４１ａ、４１ｂの駆動信号は、Ｈレベルで保持される。
At time t3, the
時刻ｔ３〜ｔ４では、スイッチＳＷ２にオン故障が生じていないため、経路３２が遮断され、時刻ｔ１より前又は時刻ｔ２〜ｔ３の間に較べて電流Ｉ１２ｂが低下する。経路３１に電流が集中するため、時刻ｔ１より前又は時刻ｔ２〜ｔ３の間に較べて電流Ｉ１２ａが増加する。スイッチＳＷ２のオフにより、経路３０全体の抵抗値が高くなるため、電圧Ｖ１２が増加する。
From time t3 to t4, since the switch SW2 has no on-failure, the
時刻ｔ５〜ｔ６は、時刻ｔ１〜ｔ２と同様である。コントローラ５０は、時刻ｔ７〜ｔ８の間、ＭＯＳＦＥＴ４２ａ、４２ｂの駆動信号を、Ｌレベルに切り替える。ＭＯＳＦＥＴ４１ａ、４１ｂの駆動信号は、Ｈレベルで保持される。
The times t5 to t6 are the same as the times t1 to t2. The
時刻ｔ７〜ｔ８では、スイッチＳＷ２にオン故障が生じている。このため、経路３２が遮断されず、電流Ｉ１２ｂにほとんど変化がない。よって、オン故障と判定することができる。電流Ｉ１２ｂがほとんど変化しないため、電流Ｉ１２ａ、電圧Ｖ１２もほとんど変化しない。
At times t7 to t8, the switch SW2 has an ON failure. Therefore, the
本実施形態では、スイッチＳＷ１のオン故障を、スイッチＳＷ１に流れる電流（電流Ｉ１２ａ）に基づいて判定し、スイッチＳＷ２のオン故障を、スイッチＳＷ２に流れる電流（電流Ｉ１２ｂ）に基づいて判定する例を示したが、これに限定されない。 In the present embodiment, an example in which the ON failure of the switch SW1 is determined based on the current (current I12a) flowing through the switch SW1 and the ON failure of the switch SW2 is determined based on the current (current I12b) flowing through the switch SW2. Although shown, it is not limited to this.
スイッチＳＷ１にオン故障が生じていない場合、上記したように、スイッチＳＷ１の駆動信号の切り替え前後で、スイッチＳＷ２側の電流Ｉ１２ｂも変化する。オン故障が生じていると、電流Ｉ１２ｂもほとんど変化しない。したがって、スイッチＳＷ２に流れる電流の変化に基づいて、スイッチＳＷ１のオン故障を検出することもできる。同様に、スイッチＳＷ２にオン故障が生じていない場合、上記したように、スイッチＳＷ２の駆動信号の切り替え前後で、スイッチＳＷ１側の電流Ｉ１２ａも変化する。オン故障が生じていると、電流Ｉ１２ａもほとんど変化しない。したがって、スイッチＳＷ１に流れる電流の変化に基づいて、スイッチＳＷ２のオン故障を検出することもできる。 When the switch SW1 has no on-failure, as described above, the current I12b on the switch SW2 side also changes before and after the switching of the drive signal of the switch SW1. When the ON failure occurs, the current I12b also hardly changes. Therefore, the ON failure of the switch SW1 can also be detected based on the change in the current flowing through the switch SW2. Similarly, when the switch SW2 has no on-failure, the current I12a on the switch SW1 side also changes before and after the switching of the drive signal of the switch SW2, as described above. When the ON failure occurs, the current I12a also hardly changes. Therefore, the ON failure of the switch SW2 can be detected based on the change in the current flowing through the switch SW1.
＜第１実施形態のまとめ＞
本実施形態に係る通電制御装置１３によれば、コントローラ５０が、第１端子２１と第２端子２２との間に電流が流れる通電期間において、一時的に故障検出制御に切り替える。故障検出制御時には、複数のスイッチＳＷの一部である第１スイッチのオン状態が保持される。これにより、第１端子２１と第２端子２２との通電状態を維持することができる。よって、通電期間においてオン故障判定を行うことができる。
<Summary of First Embodiment>
According to the
故障検出時において、残りの第２スイッチについては、抵抗値が高くなるように制御される。本実施形態では、第２スイッチをオフさせるため、オン故障が生じていない第２スイッチの抵抗値は理想的には無限大となる。このように、通電期間において、故障検出制御の実行前と実行中とで第２スイッチの抵抗値が異なる。したがって、第２スイッチの抵抗値の変化にともなう物理量（電流値）の変化から、第２スイッチにオン故障が生じているか否かを判定することができる。 When a failure is detected, the remaining second switches are controlled so that their resistance values are high. In the present embodiment, since the second switch is turned off, the resistance value of the second switch in which the on failure has not occurred is ideally infinite. Thus, during the energization period, the resistance value of the second switch is different before and during the execution of the failure detection control. Therefore, it is possible to determine whether or not the ON failure has occurred in the second switch from the change in the physical quantity (current value) accompanying the change in the resistance value of the second switch.
以上により、本実施形態に係る通電制御装置１３によれば、通電期間において、スイッチのオン故障を確認することができる。なお、オン故障判定の際に、駆動信号としてオン信号が保持されるスイッチＳＷが第１スイッチに相当し、駆動信号としてオフ信号が入力されるスイッチＳＷが第２スイッチに相当する。たとえば、図４に示した時刻ｔ１〜ｔ２では、スイッチＳＷ１が第２スイッチに相当し、スイッチＳＷ２が第１スイッチに相当する。時刻ｔ３〜ｔ４では、スイッチＳＷ１が第１スイッチに相当し、スイッチＳＷ２が第２スイッチに相当する。
As described above, according to the
電源システム１０では、負荷１６ａ、１６ｂに対して第１電源及び第２電源が設けられている。すなわち、電源が冗長に設けられている。負荷１６ａ、１６ｂの少なくとも一方には、電力を安定的に供給しなければならない。本実施形態の通電制御装置１３によれば、通電期間において、端子２１、２２間の通電状態を維持しながら、スイッチＳＷのオン故障を確認することができる。これにより、実際にバス１４ａ、１４ｂの一方側で、バッテリ失陥、バス地絡、負荷地絡、モータロックなどの異常が生じても、確実にバス１４ａ、１４ｂ間を遮断することができる。したがって、負荷１６ａ、１６ｂのうち、異常が生じていない側の負荷について電源失陥を防ぎ、所望の機能を確保することができる。バス１４ａが第１電源側のラインに相当し、バス１４ｂが第２電源側のラインに相当する。第１電源として電源１１及び発電機１５を備える例を示したが、第１電源として電源１１及び発電機１５の一方のみを備えてもよい。
In the
本実施形態では、コントローラ５０が、端子２１、２２間に並列に設けられたすべてのスイッチＳＷを同時にオフさせるのではなく、時間差を設けて順にオフさせる。このように、オフさせるスイッチＳＷを順に切り替える。これにより、通電状態を維持しながら、通電期間中にすべてのスイッチＳＷについてオン故障を確認することができる。
In this embodiment, the
なお、並列に設けられるスイッチＳＷが３つ以上の場合、ひとつずつ順にオフさせてもよい。複数回に分けて切り替えるうちの少なくとも１回において、複数のスイッチＳＷを同時にオフさせてもよい。たとえばスイッチＳＷが３つの場合、２つのスイッチＳＷを同時にオフさせ、次いで残りのスイッチＳＷをオフさせてもよい。ひとつずつ順に切り替えると、オン故障が生じたスイッチＳＷを特定することができる。また、１回の通電期間中に、すべてのスイッチＳＷをオフさせなくてもよい。複数の通電期間にわたって、すべてのスイッチＳＷについて順にオフさせてもよい。 When there are three or more switches SW provided in parallel, they may be turned off one by one. The plurality of switches SW may be turned off at the same time at least once among a plurality of times of switching. For example, when there are three switches SW, two switches SW may be turned off at the same time, and then the remaining switches SW may be turned off. By sequentially switching the switches one by one, the switch SW in which the ON failure has occurred can be identified. Further, it is not necessary to turn off all the switches SW during one energization period. All the switches SW may be turned off sequentially over a plurality of energization periods.
コントローラ５０は、バス１４ａ、１４ｂの一方側で上記した異常が生じたときに、上位のＥＣＵ５からの指示に応じてバス１４ａ、１４ｂ間を遮断してもよい。また、たとえば上記した電流検出機能を用いて、異常にともなう過電流が流れていることを検出した場合に、バス１４ａ、１４ｂ間を遮断してもよい。
The
＜第１実施形態の変形例＞
シャント抵抗６０を用いて、スイッチＳＷに流れる電流を検出する例を示したが、これに限定されない。たとえばスイッチＳＷ１、ＳＷ２に電流センスを付加してもよい。図５に示す例では、スイッチＳＷ１を構成するＭＯＳＦＥＴ４１ａ、４１ｂにそれぞれセンスＭＯＳ４１ａｓ、４１ｂｓを設けている。センスＭＯＳ４１ａｓ、４１ｂｓの一方のみを設けてもよい。図５では、便宜上、スイッチＳＷ１側のみを示しているが、スイッチＳＷ２についても同様である。
<Modification of First Embodiment>
An example in which the current flowing through the switch SW is detected using the
スイッチＳＷの抵抗値の変化にともなって変化する物理量は、電流値に限定されない。たとえば図６に示すように、コントローラ５０で、端子２１、２２間の電圧を検出するようにしてもよい。上記したように、端子２１、２２間の電圧（Ｖ１２）は、たとえばスイッチＳＷ１にオン故障が生じていない場合にスイッチＳＷ１の駆動信号の切り替え前後で変化し、オン故障が生じている場合にほとんど変化しない。したがって、スイッチＳＷ１のオン故障を検出することもできる。同様に、端子２１、２２間の電圧の変化に基づいて、スイッチＳＷ２のオン故障を検出することもできる。
The physical quantity that changes with the change in the resistance value of the switch SW is not limited to the current value. For example, as shown in FIG. 6, the
なお、端子２１、２２間の電圧として、スイッチＳＷ１、ＳＷ２それぞれのオン電圧を検出するようにしてもよい。さらには、直列接続された半導体素子の少なくともひとつのオン電圧を検出するようにしてもよい。オン電圧とは、ＭＯＳＦＥＴにおいてドレイン−ソース間の電圧（Ｖｄｓ）である。
The ON voltage of each of the switches SW1 and SW2 may be detected as the voltage between the
オン故障検出制御において、抵抗値が高くなるようにスイッチＳＷ（第２スイッチ）をオフ状態に制御する例を示したが、これに限定されない。図７に示すように、スイッチＳＷをハーフオン状態に制御してもよい。ハーフオンとは、実質的にオンであり電流が流れるものの、オン抵抗はフルオンに較べて大きい状態である。図７では、駆動信号（ゲート電圧）をフルオンに較べて低くすることで、ハーフオン状態としている。 In the on-failure detection control, the example in which the switch SW (second switch) is controlled to the off state so that the resistance value becomes high has been described, but the invention is not limited to this. As shown in FIG. 7, the switch SW may be controlled to a half-on state. Half-on is a state in which the on-resistance is larger than that in the full-on although the current is substantially on and the current flows. In FIG. 7, the drive signal (gate voltage) is set lower than that in the full-on state, so that the half-on state is achieved.
オン故障が生じていない時刻ｔ１１〜ｔ１２、ｔ１３〜ｔ１４、ｔ１５〜ｔ１６では、端子２１、２２間の電圧Ｖ１２が切り替え前後で変化する。ハーフオンにより、オン状態よりも抵抗値が大きくなるため、電圧Ｖ１２は増加する。一方、時刻ｔ１７〜ｔ１８では、スイッチＳＷ２にオン故障が生じている。オン故障により、スイッチＳＷ２の抵抗値は減少し、電圧Ｖ１２はほとんど変化しない又はオン状態からの変化が小さくなる。このように、電圧Ｖ１２の変化に基づいて、オン故障の有無を判定することができる。
At times t11 to t12, t13 to t14, and t15 to t16 in which no ON failure occurs, the voltage V12 between the
ハーフオン状態は、図８に示すように、半導体チップ７０に形成された半導体素子のセル領域を、ゲート配線７１ａに接続される領域と、ゲート配線７１ｂに接続される領域とに分けることでも実現可能である。図８では、半導体チップ７０にたとえばＭＯＳＦＥＴ４１ａが形成されている。半導体チップ７０の板厚方向において、一面側の表層にソース領域７０ｓが設けられ、一面とは反対の裏面側の表層にドレイン領域７０ｄが設けられている。半導体チップ７０には、一面から裏面に向けて延びるトレンチ構造のゲート電極７０ｇが設けられている。板厚方向と直交する一方向において、複数のゲート電極７０ｇが並設されている。ソース領域７０ｓは、ゲート絶縁膜を介してゲート電極７０ｇに隣接している。
The half-on state can also be realized by dividing the cell region of the semiconductor element formed on the
ゲート電極７０ｇのうち、ゲート電極７１ｇ１は、ゲート配線７１ａと電気的に接続されている。残りのゲート電極７１ｇ２は、ゲート配線７１ｂと電気的に接続されている。ゲート電極７１ｇ１を有するセル領域と、ゲート電極７１ｇ２を有するセル領域とは、面積の比率が所定、たとえばほぼ等しくとなるように設けられている。このように構成されたＭＯＳＦＥＴ４１ａに対し、コントローラ５０は、ゲート配線７１ａに駆動信号としてオン信号を出力するとともに、ゲート配線７１ｂに駆動信号としてオフ信号を出力する。これにより、ＭＯＳＦＥＴ４１ａの内部でオン状態のセルとオフ状態のセルができ、ハーフオン状態となる。ゲート電圧を下げてハーフオン状態にする場合に較べて、所望の抵抗値としやすい。
Of the
ゲート電極７１ｇ１を有するセル領域と、ゲート電極７１ｇ２を有するセル領域の配置は、図８に示す例に限定されない。たとえば、上記した一方向において交互に設けてもよい。 The arrangement of the cell region having the gate electrode 71g1 and the cell region having the gate electrode 71g2 is not limited to the example shown in FIG. For example, they may be provided alternately in the above-mentioned one direction.
図９及び図１０に、端子２１、２２間に設けられる並列回路の具体例について示す。図９（ａ）では、スイッチＳＷを構成する半導体素子がすべて個別に設けられている。具体的には、ＭＯＳＦＥＴ４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂが互いに異なる半導体チップ７０に構成されている。また、ひとつの半導体パッケージ７２がひとつの半導体チップ７０を備えている。このように、並列回路を異なる半導体チップ７０、異なる半導体パッケージ７２にて構成してもよい。
9 and 10 show specific examples of the parallel circuit provided between the
図９（ｂ）では、ＭＯＳＦＥＴ４１ａ、４２ａがひとつの半導体パッケージ７２により構成され、ＭＯＳＦＥＴ４１ｂ、４２ｂが他のひとつの半導体パッケージ７２により構成されている。このように、並列回路をひとつの半導体パッケージ７２にて構成してもよい。図９（ｂ）において、ひとつの半導体パッケージ７２は、２つの半導体チップ７０を備えている。
In FIG. 9B, the
図１０（ａ）では、ＭＯＳＦＥＴ４１ａ、４２ａがひとつの半導体チップ７０に構成され、ＭＯＳＦＥＴ４１ｂ、４２ｂが他のひとつの半導体チップ７０により構成されている。２つの半導体パッケージ７２が、半導体チップ７０をひとつずつ備えている。このように、並列回路をひとつの半導体チップ７０にて構成してもよい。ひとつの半導体チップ７０に複数の半導体素子を設けてもよい。すなわち、他チャンネル化してもよい。
In FIG. 10A, the
図１０（ａ）では、同じ半導体チップ７０に設けられたＭＯＳＦＥＴ４１ａ、４２ａのドレイン同士が電気的に接続されたドレインコモンの接続形態となっている。ＭＯＳＦＥＴ４１ｂ、４２ｂ側も同様である。
FIG. 10A shows a drain common connection mode in which the drains of the
図１０（ｂ）では、図１０（ａ）に対して、同じ半導体チップ７０に設けられたＭＯＳＦＥＴ４１ａ、４２ａのソース同士も電気的に接続されている。ＭＯＳＦＥＴ４１ｂ、４２ｂ側も同様である。しかしながら、ゲート配線が個別に設けられている。すなわち、ひとつの半導体素子に形成された２つの半導体素子が個別に制御可能に構成されている。この場合も順にオフさせることで、通電状態を維持しつつ、オン故障の有無を判定することができる。
In FIG. 10B, the sources of the
図示を省略するが、直列接続される半導体素子をひとつの半導体パッケージ７２に備える構成としてもよい。直列接続される半導体素子をひとつの半導体チップ７０に設けてもよい。並列回路を構成するすべての半導体素子をひとつの半導体パッケージ７２に備える構成としてもよい。並列回路を構成するすべての半導体素子をひとつの半導体チップ７０に設けてもよい。たとえば上記した４つのＭＯＳＦＥＴ４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂをひとつの半導体チップ７０に設けてもよい。ゲート配線を、経路３１のＭＯＳＦＥＴ４１ａ、４１ｂと、経路３２のＭＯＳＦＥＴ４２ａ、４２ｂとで分ければよい。
Although not shown, one
本実施形態に係る通電制御装置１３が適用される電源システム１０の構造は、上記例に限定されない。上記した例では、第１電力系統に、通電制御装置１３を介して、第２電力系統が単純にアドオンされたシステムであった。これに対し、図１１及び図１２に示す電源システム１０では、３つ以上の電力系統が、通電制御装置１３を介して直列に連なるバックボーン型のシステムとなっている。図１１では、便宜上、端子（たとえば端子２１、２２）を省略して図示している。図１１（ａ）に示す電源システム１０は、通電制御装置１３として、直列に配置された３つの通電制御装置１３ａ〜１３ｃを備えている。通電制御装置１３ａ〜１３ｃは、それぞれ２つの端子を備えている。
The structure of the
通電制御装置１３ａが備える２つの端子のうち、ひとつには、バス１４ａが接続されている。バス１４ａには、電源１１及び発電機１５が接続されている。端子の他のひとつには、バス１４ｃが接続されている。バス１４ｃには、負荷１６ａ、１７が接続されている。通電制御装置１３ａにおいて、バス１４ａが第１電源側のラインに相当し、バス１４ｃが第２電源側のラインに相当する。
The
通電制御装置１３ｂが備える２つの端子のうち、ひとつには、上記したバス１４ｃが接続されている。端子の他のひとつには、バス１４ｄが接続されている。バス１４ｄには、負荷１６ｂが接続されている。通電制御装置１３ｂにおいて、バス１４ｃが第１電源側のラインに相当し、バス１４ｄが第２電源側のラインに相当する。
The
通電制御装置１３ｃが備える２つの端子のうち、ひとつには、上記したバス１４ｃが接続されている。端子の他のひとつには、バス１４ｂが接続されている。バス１４ｂには、電源１２のみが接続されている。通電制御装置１３ｃにおいて、バス１４ｄが第１電源側のラインに相当し、バス１４ｂが第２電源側のラインに相当する。
The
このように、負荷１６ａ、１６ｂが、通電制御装置１３ｂを介して異なるバス１４ｃ、１４ｄに接続されている。通電制御装置１３ｂに対して、負荷１６ａは第１電源側に配置され、負荷１６ｂは第２電源側に配置されている。したがって、上記した例のように、電源失陥部位のみを切り離すことができる。なお、バス１４ｃ、１４ｄに、第１電源及び第２電源とは別の電源が接続された構成としてもよい。
In this way, the
図１１（ｂ）に示す電源システム１０では、２つの通電制御装置１３がひとつの制御ユニット８０として集約されている。制御ユニット８０は、２つの通電制御装置１３を含む２ｉｎ１パッケージ構造をなしている。電源システム１０は、ひとつの通電制御装置１３と、ひとつの制御ユニット８０を備えている。制御ユニット８０は、３つの端子を備えている。電源１１、１２間を電気的に接続する２つの端子のうち、ひとつにはバス１４ａが接続され、他のひとつにはバス１４ｄが接続されている。３つ目の端子は、通電制御装置１３の接続点に設けられている。この端子に、負荷１６ａ、１７が接続されている。負荷１６ａ、１６ｂの間に、制御ユニット８０が含むひとつの通電制御装置１３が配置されている。
In the
図１２に示す電源システム１０は、図１１（ｂ）に示した制御ユニット８０と同様の２つの制御ユニット８０ａ、８０ｂを備えている。制御ユニット８０ａ、８０ｂは、それぞれ２つの通電制御装置１３を含む。制御ユニット８０ａ、８０ｂは、バス１４ｅを介して直列に接続されている。制御ユニット８０ａにおいて、通電制御装置１３同士の接続点に設けられた端子に、負荷１６ａ、１７が接続されている。制御ユニット８０ｂにおいて、通電制御装置１３同士の接続点に設けられた端子に、負荷１６ｂが接続されている。
The
図１２に示す電源システム１０では、負荷１６ａ、１６ｂの間に、２つの通電制御装置１３が直列に配置されている。負荷１６ａ、１６ｂの間に配置された２つの通電制御装置１３の接続点、すなわちバス１４ｅに対して、負荷１６ａは第１電源側に配置され、負荷１６ｂは第２電源側に配置されている。したがって、異常部位を切り離して、冗長化された負荷１６ａ、１６ｂの一方の機能を存続させるための、遮断機能を冗長化することができる。
In the
図１３に示す電源システム１０では、上記したバックボーンを環状に繋げたリング型のシステムとなっている。図１３でも、便宜上、端子（たとえば端子２１、２２）を省略して図示している。電源システム１０は、通電制御装置１３として、６つの通電制御装置１３ａ〜１３ｆを備えている。通電制御装置１３ａ〜１３ｆは、それぞれ２つの端子を備えている。
The
図１１（ａ）同様、３つの通電制御装置１３ａ、１３ｂ、１３ｃが、電源１１、１２の間で直列に配置されている。通電制御装置１３ａの端子のひとつには、バス１４ａが接続され、他のひとつには、バス１４ｃが接続されている。通電制御装置１３ｂの端子のひとつには、バス１４ｃが接続され、他のひとつには、バス１４ｄが接続されている。通電制御装置１３ｃの端子のひとつには、バス１４ｄが接続され、他のひとつには、バス１４ｂが接続されている。ただし、バス１４ｃには負荷１６ａのみが接続され、バス１４ｄには負荷１７ａのみが接続されている。
Similar to FIG. 11A, three
残りの３つの通電制御装置１３ｄ、１３ｅ、１３ｆは、第１電源及び第２電源の間で直列に配置されている。これら通電制御装置１３ｄ〜１３ｆは、通電制御装置１３ａ〜１３ｃに対して並列に設けられている。通電制御装置１３ｄの端子のひとつには、バス１４ａが接続され、他のひとつには、バス１４ｆが接続されている。通電制御装置１３ｅの端子のひとつには、バス１４ｆが接続され、他のひとつには、バス１４ｇが接続されている。通電制御装置１３ｆの端子のひとつには、バス１４ｇが接続され、他のひとつには、バス１４ｂが接続されている。バス１４ｆには負荷１７ｂが接続され、バス１４ｇには負荷１６ｂが接続されている。負荷１７ａ、１７ｂは、負荷１７同様、一般負荷である。
The remaining three
このように、上記した例同様、電力ラインにおいて負荷１６ａ、１６ｂの間には、通電制御装置１３が配置されている。負荷１６ａと第１電源との間には、ひとつの通電制御装置１３ａが配置され、負荷１６ａと第２電源との間には、２つの通電制御装置１３ｂ、１３ｃが配置されている。負荷１６ｂと第１電源との間には、２つの通電制御装置１３ｄ、１３ｅが配置され、負荷１６ｂと第２電源との間には、ひとつの通電制御装置１３ｆが配置されている。負荷１６ａは、第１電源側に配置され、負荷１６ｂは第２電源側に配置されている。したがって、電源失陥部位のみを切り離すことができる。なお、バス１４ｃ、１４ｄ、１４ｆ、１４ｇに、電源１１、１２とは別の電源が接続された構成としてもよい。また、負荷１６ａ、１６ｂの接続位置は、図１３に示す例に限定されない。間に少なくともひとつの通電制御装置１３が配置されればよい。
As described above, the
図１４、図１５、及び図１６に、図１３に示したリング型の電源システム１０において、図１１（ｂ）及び図１２に示したように通電制御装置１３を集約した例を示す。図１４、図１５、及び図１６でも、便宜上、端子（たとえば端子２１、２２）を省略して図示している。
14, 15 and 16 show examples in which the
図１４（ａ）に示す電源システム１０は、２つの制御ユニット８０ｃ、８０ｄを備えている。制御ユニット８０ｃは、図１３に示した通電制御装置１３ａ、１３ｂに相当する２つの通電制御装置１３を含んでいる。制御ユニット８０ｄは、通電制御装置１３ｄ、１３ｅに相当する２つの通電制御装置１３を含んでいる。電源システム１０は、制御ユニット８０ｃ、８０ｄ以外に、通電制御装置１３ｃ、１３ｆに相当する２つの通電制御装置１３を備えている。図１４（ｂ）に示す電源システム１０は、３つの制御ユニット８０ｃ、８０ｄ、８０ｅを備えている。制御ユニット８０ｅは、図１４（ａ）に示した２つの通電制御装置１３を含んでいる。
The
図１５（ａ）に示す電源システム１０は、２つの制御ユニット８１ａ、８１ｂを備えている。制御ユニット８１ａは、図１３に示した通電制御装置１３ａ、１３ｂ、１３ｃに相当する３つの通電制御装置１３を含んでいる。制御ユニット８１ｂは、通電制御装置１３ｄ、１３ｅ、１３ｆに相当する３つの通電制御装置１３を含んでいる。制御ユニット８１ａ、８１ｂは、それぞれ３ｉｎ１パッケージ構造をなしている。図１５（ｂ）に示す電源システム１０は、ひとつの制御ユニット８２を備えている。制御ユニット８２は、６つの通電制御装置１３を含んでいる。制御ユニット８２は、６ｉｎ１パッケージ構造をなしている。
The
図１６は、電源１１、１２の間で、２つの制御ユニット８０ｃ、８０ｆが直列に配置されている。また、第１電源及び第２電源の間で、２つの制御ユニット８０ｄ、８０ｇが直列に配置されている。制御ユニット８０ｄ、８０ｇは、制御ユニット８０ｃ、８０ｆに対して並列に配置されている。図１２同様、負荷１６ａ、１７ａの間に、２つの通電制御装置１３が配置されている。また、負荷１６ｂ、１７ｂの間に、２つの通電制御装置１３が配置されている。負荷１６ａ、１７ａの間に配置された２つの通電制御装置１３の接続点、すなわちバス１４ｅに対して、負荷１６ａは、第１電源側に配置されている。負荷１６ｂ、１７ｂの間に配置された２つの通電制御装置１３の接続点、すなわちバス１４ｈに対して、負荷１６ｂは第２電源側に配置されている。
In FIG. 16, two
負荷１６ａと第１電源との間には、ひとつの通電制御装置１３が配置され、負荷１６ａと第２電源との間には、３つの通電制御装置１３が配置されている。負荷１６ｂと第１電源との間には、３つの通電制御装置１３が配置され、負荷１６ｂと第２電源との間には、ひとつの通電制御装置１３が配置されている。負荷１６ａは、第１電源側に配置され、負荷１６ｂは第２電源側に配置されている。したがって、異常部位を切り離して、冗長化された負荷１６ａ、１６ｂの一方の機能を存続させるための、遮断機能を冗長化することができる。
One
本実施形態に係る通電制御装置は、
外部と接続される第１端子及び第２端子と、
第１端子と第２端子との間で、並列に設けられた複数のスイッチと、
複数のスイッチの駆動を制御する制御部、
スイッチにオン故障が生じているか否かを判定する判定部と、を備え、
制御部は、第１端子と第２端子との通電期間において、複数のスイッチの一部である第１スイッチのオン状態を保持し、残りのスイッチである第２スイッチの抵抗値がオン状態よりも高くなるように故障検出制御に一時的に切り替え、判定部は、抵抗値の変化にともなう物理量の変化に基づいて、第２スイッチにオン故障が生じているか否かを判定する。
The energization control device according to the present embodiment,
A first terminal and a second terminal connected to the outside,
A plurality of switches provided in parallel between the first terminal and the second terminal,
A control unit that controls the driving of a plurality of switches,
And a determination unit that determines whether or not an ON failure has occurred in the switch,
The controller holds the ON state of the first switch, which is a part of the plurality of switches, during the energization period of the first terminal and the second terminal, and the resistance value of the second switch, which is the remaining switch, is higher than the ON state. Then, the determination unit temporarily determines whether the second switch has an ON failure based on the change in the physical quantity associated with the change in the resistance value.
よって、上記した冗長電源システムに適用される構成に限定されない。端子間の通電状態を制御するものであれば適用できる。 Therefore, the configuration applied to the redundant power supply system described above is not limited. It can be applied if it controls the energization state between terminals.
（第２実施形態）
本実施形態において、他の実施形態と機能的に及び／又は構造的に対応する部分及び／又は関連付けられる部分には、百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分及び／又は関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。本実施形態の通電制御装置も、先行実施形態同様、電源システムに適用される。
(Second embodiment)
In this embodiment, portions functionally and/or structurally corresponding to and/or associated with other embodiments may be denoted by reference signs different in hundreds or more. For the corresponding part and/or the related part, the description of the other embodiments can be referred to. The energization control device according to the present embodiment is also applied to the power supply system as in the preceding embodiments.
＜電源システム＞
図１７に基づき、電源システムの概略構成について説明する。図１７に示すように、電源システム１１０は、電源１１１、１１２と、通電制御装置１１３を備えている。電源システム１１０は、車両に搭載された各種機器に電力を供給する。本実施形態の電源１１１は、鉛蓄電池である。電源１１２は、リチウムイオン電池である。
<Power supply system>
A schematic configuration of the power supply system will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 17, the
電源１１１の正極には、バス１１４ａが接続されている。バス１１４ａには、発電機１１５が接続されている。発電機１１５は電力を発生する。本実施形態では、電源１１１及び発電機１１５が、バス１１４ａに接続された第１電源である。バス１１４ａに、負荷が接続された構成とすることできる。
The
電源１１２の正極には、バス１１４ｂが接続されている。電源１１２が、バス１１４ｂに接続された第２電源である。電源１１１、１１２の間、すなわちバス１１４ａ、１１４ｂの間に２つの通電制御装置１１３が直列に配置されている。２つの通電制御装置１１３は、バス１１４ｃを介して接続されている。バス１１４ｂやバス１１４ｃに負荷が接続された構成とすることもできる。
A
以下では、通電制御装置１１３のひとつを通電制御装置１１３ａ、他のひとつを通電制御装置１１３ｂと称することがある。通電制御装置１１３ａが第１電源側（電源１１１側）に配置され、通電制御装置１１３ｂが第２電源側（電源１１２側）に配置されている。通電制御装置１１３ａ、１１３ｂの構成要素の一部には異なる符号を付与し、他の一部には、便宜上、同じ符号を付与している。
Hereinafter, one of the
＜通電制御装置＞
図１７及び図１８に基づき、通電制御装置１１３について説明する。通電制御装置１３は、外部接続用の端子である第１端子１２１、第２端子１２２、及び第３端子１２３と、複数のスイッチＳＷ１００と、コントローラ１５０をそれぞれ備えている。以下では、第１端子１２１、第２端子１２２、第３端子１２３を、端子１２１、１２２、１２３と称することがある。
<Electrification control device>
The
通電制御装置１１３は、スイッチＳＷ１００として、電流の主経路（電源ライン）において直列に接続された２つのスイッチＳＷ１０１、１０２をそれぞれ有している。スイッチＳＷ１０１、ＳＷ１０２として、先行実施形態に示したスイッチＳＷと同様の構成を採用することができる。各スイッチＳＷ１００は、２つのＭＯＳＦＥＴ１４０を備えて構成されている。
The
図１７に示すスイッチＳＷ１０１は、ＭＯＳＦＥＴ１４０として、２つのｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴ１４１ａ、１４１ｂを備えている。ＭＯＳＦＥＴ１４１ａ、１４１ｂのソース同士が接続されている。寄生ダイオードは互いに逆向きの配置とされ、アノード同士が接続されている。スイッチＳＷ１０２は、ＭＯＳＦＥＴ１４０として、２つのｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴ１４２ａ、１４２ｂを備えている。ＭＯＳＦＥＴ１４２ａ、１４２ｂのソース同士が接続されている。寄生ダイオードは互いに逆向きの配置とされ、アノード同士が接続されている。
The switch SW101 shown in FIG. 17 includes two n-
以下では、通電制御装置１１３ａ側のスイッチＳＷ１０１、ＳＷ１０２をスイッチＳＷ１０１ａ、ＳＷ１０２ａ、通電制御装置１１３ｂ側のスイッチＳＷ１０１、ＳＷ１０２をスイッチＳＷ１０１ｂ、ＳＷ１０２ｂと称することがある。スイッチＳＷ１０２ａのＭＯＳＦＥＴ１４２ｂとＳＷ１０１ｂのＭＯＳＦＥＴ１４１ａのドレイン同士が接続されている。すなわち、端子１２１、１２２間をつなぐ経路１３０において、２つのスイッチＳＷ１０１、ＳＷ１０２が直列に接続されている。経路１３０が、電流の主経路に相当する。
Hereinafter, the switches SW101 and SW102 on the side of the
通電制御装置１１３ａにおいて、スイッチＳＷ１０１ａの一端（ＭＯＳＦＥＴ１４１ａのドレイン）に第１端子１２１が接続され、スイッチＳＷ１０２ａの一端（ＭＯＳＦＥＴ１４２ｂのドレイン）に第２端子１２２に接続されている。スイッチＳＷ１０１ａ、ＳＷ１０２ａの接続点に、第３端子１２３が接続されている。通電制御装置１１３ｂにおいて、ＳＷ１０１ｂの一端（ＭＯＳＦＥＴ１４５ａのドレイン）に第１端子１２１に接続され、スイッチＳＷ１０２ｂの一端（ＭＯＳＦＥＴ１４６ｂのドレイン）に第２端子１２２に接続されている。スイッチＳＷ１０１ｂ、ＳＷ１０２ｂの接続点に、第３端子１２３が接続されている。
In the
通電制御装置１１３ａの第１端子１２１は、バス１１４ａに接続され、第２端子１２２はバス１１４ｃに接続されている。第３端子１２３には、冗長負荷である負荷１１６ａと、一般負荷である負荷１１７が接続されている。第１端子１２１は第１電源側のラインに接続され、第２端子１２２は第２電源側のラインに接続されている。負荷１１６ａ、１１７は、第３端子１２３に接続された負荷群（第１負荷群）である。負荷群に含まれる負荷の数は、２つに限定されない。３つ以上の負荷を含んでもよい。
The
通電制御装置１１３ｂの第１端子１２１は、バス１１４ｃに接続され、第２端子１２２はバス１１４ｂに接続されている。第３端子１２３には、冗長負荷である負荷１１６ｂが接続されている。第１端子１２１は第１電源側のラインに接続され、第２端子１２２は第２電源側のラインに接続されている。負荷１１６ｂとは別の負荷が、第３端子１２３に接続されてもよい。この場合、負荷１１６ｂを含む複数の負荷により負荷群（第２負荷群）が構成される。たとえば負荷１１６ａはカメラであり、負荷１１６ｂはＬＩＤＡＲである。
The
コントローラ１５０は、先行実施形態に示したコントローラ５０同様、少なくともひとつのコンピュータを含む制御システムによって提供される。コントローラ１５０が提供する手段及び／又は機能は、ハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、又はそれらの組み合わせにより提供することができる。本実施形態では、ＡＳＩＣを用いて実現されている。
The
図１８に示すように、コントローラ１５０は、駆動回路１５１と、判定回路１５２と、制御回路１５３と、通信回路１５４を有している。駆動回路１５１は、制御回路１５３からの制御信号にしたがって、スイッチＳＷ１０１、ＳＷ１０２の駆動信号を生成し、対応するスイッチＳＷ１０１、ＳＷ１０２のゲートに対して出力する。
As shown in FIG. 18, the
電源システム１１０において、バッテリ（電源）失陥、バス地絡、負荷地絡、モータロックなどの異常が生じると、過電流が流れる。判定回路１５２は、スイッチＳＷ１０１、ＳＷ１０２のそれぞれに流れる電流を検出する。そして、検出した電流と過電流閾値とを比較し、過電流が流れているか否かを判定する。このように、スイッチＳＷ１０１、ＳＷ１０２のそれぞれに流れる電流に基づいて、電源システム１１０における通電制御装置１１３外の部分に異常が生じているか否かを判定する。本実施形態では、過電流閾値を超えた状態が所定の監視時間継続すると、過電流状態であることを確定する。
When an abnormality such as a battery (power supply) failure, a bus ground fault, a load ground fault, or a motor lock occurs in the
本実施形態の判定回路１５２は、スイッチＳＷ１０１、ＳＷ１０２に流れる電流に相関する電圧を検出する。判定回路１５２は、スイッチＳＷ１０１の両端間の電圧、スイッチＳＷ１０２の両端間の電圧をそれぞれ検出する。判定回路１５２は、検出した両端電圧のそれぞれを過電流閾値である閾値Ｖｒｅｆと比較し、比較結果を過電流判定信号として出力する。判定回路１５２は、第１端子１２１から第２端子１２２へ向けて流れる電流、第２端子１２２から第１端子１２１に向けて流れる電流、すなわち双方向の電流を検出、判定可能に構成されている。
The
たとえば、電流が流れていない時点で電圧検出回路（オペアンプ）の出力は０Ｖよりも高い所定値（たとえば２．５Ｖ）とされ、電流が一方向に流れると所定値よりも高い電圧、反対方向に流れると所定値よりも低い電圧が出力される。判定回路１５２は、閾値Ｖｒｅｆとして、所定値よりも高い閾値と、所定値よりも低い閾値を有しており、これにより双方向の過電流を判定することができる。また、オペアンプと、オペアンプの出力と閾値Ｖｒｅｆとを比較するコンパレータとの組を２組有し、２つのオペアンプで反転入力端子、非反転入力端子のつなぎを逆にしてもよい。
For example, when no current flows, the output of the voltage detection circuit (op amp) is set to a predetermined value higher than 0V (for example, 2.5V), and when the current flows in one direction, a voltage higher than the predetermined value and in the opposite direction. When flowing, a voltage lower than a predetermined value is output. The
コントローラ１５０には、通電制御装置１３外に設けられたＥＣＵ１０５が接続される。コントローラ１５０とＥＣＵ１０５とは、車載ネットワークのバス１０６を介して相互に通信可能となっている。異なる通電制御装置１１３のコントローラ１５０同士も、バス１０６を介して通信可能となっている。
An
制御回路１５３は、通信回路１５４を介して、たとえば上位制御装置であるＥＣＵ１０５からの指令値を取得する。制御回路１５３は、取得した指令値、電源１１１、１１２の蓄電状態などに基づいてスイッチＳＷの制御信号を生成し、駆動回路１５１に出力する。なお、バス１１４ａ、１１４ｂには、電源１１１、１１２のバッテリ電圧を検出する電圧センサがそれぞれ設けられている。コントローラ１５０は、たとえば電源１１２のＳＯＣを算出し、ＳＯＣが所定の使用範囲内に保持されるよう、電源１１２の充電量及び放電量を制御する。
The
＜コントローラが実行する処理＞
先ず、図１９に基づき、コントローラ１５０が備える真理値表について説明する。真理値表は、過電流判定パターンと、過電流判定時に強制的にオフさせる遮断スイッチとの組み合わせを示すマップである。コントローラ１５０のメモリに真理値表が保存されている。コントローラ１５０の制御回路１５３は、真理値表にしたがってスイッチＳＷ１０１、ＳＷ１０２の強制的な遮断を実行する。遮断スイッチは、コントローラ１５０の自己判断で強制的に遮断されるスイッチである。図１９に示す真理値表は、通電制御装置１１３ａ、１１３ｂのそれぞれで用いられる。真理値表は、すべてのスイッチＳＷ１００がオン状態に制御されているときに用いることができる。真理値表は、後述する遮断処理によってスイッチＳＷ１０１、ＳＷ１０２の一方が遮断された場合にも用いることができる。
<Process executed by controller>
First, the truth table provided in the
図１９に示す真理値表において、「１」は、判定回路１５２にて過電流判定がなされた場合、すなわち過電流検出ありの場合を示し、「０」は過電流検出なしを示している。「右向き」、「左向き」とは、過電流の流れ方向を示す。「右向き」とは、第１端子１２１側から第２端子１２２側への向きを示す。「左向き」とは、第２端子１２２側から第１端子１２１側への向きを示す。スイッチＳＷ１０１、ＳＷ１０２の接続点には第３端子１２３が接続されている。たとえばスイッチＳＷ１０１の「右向き」とは、第１端子１２１側から第３端子１２３への向きを示し、「左向き」とは、第２端子１２２側から第３端子１２３側への向きともいえる。真理値表は、２２×２２通り、すなわち１６通りの検出パターンを有している。
In the truth table shown in FIG. 19, “1” indicates that the
検出パターン＃６は、スイッチＳＷ１０１、ＳＷ１０２について左向きの流れの過電流が検出されたパターンである。この場合、制御回路１５３は、過電流の流れ方向において最下流のスイッチ、すなわちスイッチＳＷ１０１を遮断し、上流側のスイッチＳＷ１０２は遮断しない。このように、異常の発生部位にもっとも近い端子である第１端子１２１に接続されたスイッチＳＷ１０１をオフ状態に切り替える。
The
検出パターン＃１１は、スイッチＳＷ１０１、ＳＷ１０２について右向きの流れの過電流が検出されたパターンである。この場合、制御回路１５３は、過電流の流れ方向において最下流のスイッチ、すなわちスイッチＳＷ１０２を遮断し、上流側のスイッチＳＷ１０１は遮断しない。このように、異常の発生部位にもっとも近い端子である第２端子１２２に接続されたスイッチＳＷ１０２をオフ状態に切り替える。
The
検出パターン＃１０は、スイッチＳＷ１０１について右向きの流れの過電流が検出され、スイッチＳＷ１０２について左向きの流れの過電流が検出されたパターンである。スイッチＳＷ１０１、ＳＷ１０２のいずれも第３端子１２３側への流れ、換言すれば内向きの流れとなっているため、制御回路１５３は、スイッチＳＷ１０１、ＳＷ１０２を両方とも遮断する。このように、異常の発生部位にもっとも近い端子である第３端子１２３に接続されたスイッチＳＷ１０１、ＳＷ１０２をオフ状態に切り替える。
The
検出パターン＃１は、スイッチＳＷ１０１、ＳＷ１０２のいずれも過電流検出なしのパターンである。この場合、制御回路１５３は、スイッチＳＷ１０１、ＳＷ１０２のいずれも遮断（オフ）しない。その他の検出パターン（＃２〜＃５、＃７〜＃９、＃１２〜＃１６）については、スイッチＳＷ１０１、ＳＷ１０２の動作を任意に設定することができる。本実施形態では、検出パターン＃１同様、スイッチＳＷ１０１、ＳＷ１０２のいずれも遮断なしとしている。真理値表において、「遮断する」は、速やかな処理のために、ＥＣＵ１０５の指令に優先して処理される。「遮断しない」は、ＥＣＵ１０５の指令が優先となる。コントローラ１５０が、たとえば検出パターン＃６であると判断しても、ＥＣＵ１０５からの指令がスイッチＳＷ１０２の遮断を指示する場合には、スイッチＳＷ１０２を遮断する。
The
なお、異常発生部位との位置関係、監視時間などにより、スイッチＳＷ１０１、ＳＷ１０２のひとつにおいて過電流が検出され、他のひとつにおいて過電流が検出されないことも考えられる。よって、たとえば検出パターン＃３の場合、スイッチＳＷ１０２を遮断し、スイッチＳＷ１０１を遮断しないようにしてもよい。検出パターン＃５の場合、スイッチＳＷ１０１を遮断し、スイッチＳＷ１０２を遮断しないようにしてもよい。また、検出パターン＃２、＃９の場合、スイッチＳＷ１０１、ＳＷ１０２を遮断するようにしてもよい。
Note that it is possible that one of the switches SW101 and SW102 detects an overcurrent and the other one does not detect an overcurrent, depending on the positional relationship with the abnormal portion, the monitoring time, and the like. Therefore, for example, in the case of
次に、図２０に基づき、通電制御装置１１３のそれぞれのコントローラ１５０が実行する処理、具体的には、過電流処理について説明する。コントローラ１５０は、ＥＣＵ１０５からの指令により動作する期間において、以下に示す処理を所定の周期で繰り返し実行する。
Next, a process executed by each
図２０に示すように、先ずコントローラ１５０は、過電流が検出されたか否かを判定する（ステップＳ３０）。本実施形態では、スイッチＳＷ１０１、ＳＷ１０２の両端間の電圧が、所定の閾値電圧を超えたか否かを判定する。コントローラ１５０は、過電流の検出を、ＥＣＵ１０５からの指令に基づく通常動作処理に並行して実施する。
As shown in FIG. 20, the
ステップＳ３０において、過電流が検出されない場合、コントローラ１５０は、経時用のカウンタのカウント値をクリアし（ステップＳ３１）、一連の処理を終了する。一方、スイッチＳＷ１００の少なくともひとつについて過電流が検出された場合、カウンタをインクリメント（＋１）する（ステップＳ３２）。なお、カウントアップするカウンタに代えて、カウントダウンするカウンタを用いてもよい。
When no overcurrent is detected in step S30, the
次いで、コントローラ１５０は、カウンタのカウント値が、過電流の監視時間Ｔｆを超えたか否かを判定する（ステップＳ３３）。カウント値が監視時間Ｔｆを超えると、過電流が生じていることを確定し、コントローラ１５０は、遮断処理を実行する（ステップＳ３４）。カウント値が監視時間Ｔｆを超えていない場合、ステップＳ３０に戻る。
Next, the
ステップＳ３４において、コントローラ１５０は、上記した真理値表にしたがって、遮断処理を実行する。たとえばカウント値が監視時間Ｔｆを超えた時点で、スイッチＳＷ１０１、ＳＷ１０２について左向きの過電流が検出されている場合、検出パターン＃６の制御を実行する。すなわち、スイッチＳＷ１０１を遮断（オフ）する。コントローラ１５０は、ＥＣＵ１０５の指令による通常動作に優先して、対応するスイッチＳＷ１００を遮断する。
In step S34, the
次いで、コントローラ１５０は、ステップＳ３４で採用した検出パターンを、外部に送信する（ステップＳ３５）。すなわち、遮断（オフ）したスイッチＳＷ１００に関する情報を送信する。本実施形態では、バス１０６を介してＥＣＵ１０５に送信する。
Next, the
ＥＣＵ１０５は、電源システム１１０全体の遮断の最適化を図るように構成されている。ＥＣＵ１０５は、各通電制御装置１１３から検出パターンを取得する。そして、異常発生部位を切り離すために電源システム１１０として遮断すべきスイッチＳＷ１００を決定し、最適化情報として各通電制御装置１１３へ送信する。遮断すべきスイッチＳＷ１００とは、切り離しのために、必要十分なスイッチＳＷ１００である。電源システム１１０として最適なスイッチＳＷ１００については、後述する。
The
次いで、コントローラ１５０は、ステップＳ３５の送信処理を実行後、所定時間内に最適化情報を受信したか否か判定する（ステップＳ３６）。受信しない場合、一連の処理を終了する。
Next, the
ステップＳ３６において、最適化情報を受信した場合、コントローラ１５０は、自己判断で強制的に遮断したスイッチＳＷ１００が、受信した最適化情報と一致するか否かを判定する（ステップＳ３７）。一致する場合、一連の処理を終了する。一致しない場合、一致しないスイッチＳＷ１００の遮断を解除する（ステップＳ３８）して、一連の処理を終了する。
When the optimization information is received in step S36, the
なお、通電制御装置１１３が送信する検出パターンが過電流検出を示す場合、検出パターンがダイアグ信号を兼ねてもよい。ＥＣＵ１０５は、検出パターンを受信すると、外部への報知や所定モードへの切り替えなど、所定の処理を実行する。
When the detection pattern transmitted by the
ＥＣＵ１０５は、検出パターンに基づいて遮断すべきスイッチＳＷ１００を特定すると、以降の指令として、遮断スイッチを除くスイッチＳＷ１００をオン、オフ駆動させる指令を送信する。よって、通電制御装置１１３のコントローラ１５０は、指令に基づく通常動作処理として、遮断スイッチを除くスイッチの駆動を制御する。
When the switch SW100 to be shut off is specified based on the detection pattern, the
上記したフローにおいて、ステップＳ３４の遮断処理が終了したら、一連の処理を終了としてもよい。すなわち、ステップＳ３５〜Ｓ３８の処理を実行しない構成としてもよい。 In the above-described flow, when the shutoff process in step S34 ends, a series of processes may end. That is, the configuration may be such that the processes of steps S35 to S38 are not executed.
過電流判定の条件を２つ以上設けてもよい。すなわち、過電流閾値と監視時間との組を、２組以上設けてもよい。たとえば、大電力製品の駆動時などに生じる突入電流を誤検出しないように、以下に示す３つの条件の少なくともひとつが成立すると、条件が成立したスイッチＳＷ１００について過電流と判定してもよい。
（第１の条件）３００Ａ以上を３０μｓ継続すると、過電流と確定する。
（第２の条件）２００Ａ以上を１ｍｓ継続すると、過電流と確定する。
（第３の条件）１００Ａ以上を１００ｍｓ継続すると、過電流と確定する。
Two or more conditions for overcurrent determination may be provided. That is, two or more sets of the overcurrent threshold and the monitoring time may be provided. For example, if at least one of the following three conditions is satisfied, the switch SW100 satisfying the condition may be determined to be an overcurrent so as to prevent erroneous detection of an inrush current generated when a high power product is driven.
(First condition) If 300 A or more is continued for 30 μs, it is determined that an overcurrent has occurred.
(Second condition) If 200 A or more is continued for 1 ms, it is determined as an overcurrent.
(Third condition) If 100 A or more is continued for 100 ms, it is determined that an overcurrent has occurred.
異常発生部位との位置関係により、スイッチＳＷ１０１、ＳＷ１０２の過電流確定のタイミングがずれることが考えられる。たとえば、ひとつのスイッチＳＷ１００について過電流が確定してから所定時間経過後に、ステップＳ３４に示す遮断処理を実行するようにしてもよい。所定時間が経過する間に過電流が確定したすべてのスイッチＳＷ１００について遮断処理を実行することができる。 It is conceivable that the timing of determining the overcurrent of the switches SW101 and SW102 is deviated due to the positional relationship with the abnormal portion. For example, the disconnection process shown in step S34 may be executed after a predetermined time has elapsed since the overcurrent was confirmed for one switch SW100. The disconnection process can be executed for all the switches SW100 for which the overcurrent has been determined during the elapse of the predetermined time.
＜第２実施形態のまとめ＞
図２１は、図１７に示した５つの地点Ａ〜Ｅで異常が発生したときの、２つの通電制御装置１１３ａ、１１３ｂにおける過電流の流れる向きと、遮断スイッチとの関係を示す図である。地点Ａは、通電制御装置１１３ａの第１端子１２１の外（電源１１１側）である。地点Ｂは、通電制御装置１１３ａの第３端子１２３の外（負荷１１６ａ、１１７側）である。地点Ｃは、通電制御装置１１３ａ、１１３ｂ間（バス１１４ｃ）である。地点Ｄは、通電制御装置１１３ｂの第３端子１２３の外（負荷１１６ｂ側）である。地点Ｅは、通電制御装置１１３ｂの第２端子１２２の外（電源１１２側）である。
<Summary of Second Embodiment>
FIG. 21 is a diagram showing the relationship between the direction in which overcurrent flows in the two
本実施形態では、異常として、地絡が生じる例を示す。なお、図２１に示す×印は、地絡の発生地点を簡易的に示している。また、図２１に示す破線丸印は、通電制御装置１１３の自己判断により強制遮断されるスイッチＳＷ１００を示している。図２１に示す遮断すべきスイッチとは、電源システム１１０として異常発生部位を切り離すために必要十分なスイッチである。本実施形態では、ＥＣＵ１０５からの指令により送信される最適化情報のスイッチＳＷ１００である。
In the present embodiment, an example in which a ground fault occurs as an abnormality will be described. In addition, the x mark shown in FIG. 21 simply indicates the occurrence point of the ground fault. In addition, the broken line circle shown in FIG. 21 indicates the switch SW100 that is forcibly shut off by the self-determination of the
地点Ａで地絡が生じると、通電制御装置１１３ａのスイッチＳＷ１０１ａ、ＳＷ１０２ａに、いずれも左向きの過電流が流れる。また、通電制御装置１１３ｂのスイッチＳＷ１０１ｂ、ＳＷ１０２ｂに、いずれも左向きの過電流が流れる。通電制御装置１１３ａのコントローラ１５０（制御回路１５３）は、上記した真理値表にしたがい、最下流のスイッチＳＷ１０１ａを強制的にオフ状態に切り替える。通電制御装置１１３ｂのコントローラ１５０（制御回路１５３）は、上記した真理値表にしたがい、最下流のスイッチＳＷ１０１ｂを強制的にオフ状態に切り替える。このように、スイッチＳＷ１０１ａ、ＳＷ１０１ｂを強制遮断する。
When a ground fault occurs at the point A, a left overcurrent flows through the switches SW101a and SW102a of the
地点Ａにもっとも近いスイッチＳＷ１００はスイッチＳＷ１０１ａである。各通電制御装置１１３から取得した検出パターンに基づき、ＥＣＵ１０５は、遮断すべきスイッチＳＷ１００がスイッチ１０１ａであると判断し、最適化情報として各通電制御装置１１３へ送信する。これにより、通電制御装置１１３ａはスイッチＳＷ１０１ａの遮断を継続し、通電制御装置１１３ｂはスイッチＳＷ１０１ｂの遮断を解除する。スイッチＳＷ１０１ｂは、ＥＣＵ１０５の指令などに基づくオン、オフ制御が可能となる。
The switch SW100 closest to the point A is the switch SW101a. Based on the detection pattern obtained from each
地点Ｂで地絡が生じると、通電制御装置１１３ａのスイッチＳＷ１０１ａに右向き、ＳＷ１０２ａに左向きの過電流が流れる。また、通電制御装置１１３ｂのスイッチＳＷ１０１ｂ、ＳＷ１０２ｂに、いずれも左向きの過電流が流れる。通電制御装置１１３ａのコントローラ１５０は、上記した真理値表にしたがい、スイッチＳＷ１０１ａ、１０１ｂを強制的に遮断する。通電制御装置１１３ｂのコントローラ１５０は、上記した真理値表にしたがい、最下流のスイッチＳＷ１０１ｂを強制的に遮断する。
When a ground fault occurs at the point B, an overcurrent flows rightward in the switch SW101a and leftward in the switch SW102a of the
地点Ｂにもっとも近いスイッチＳＷ１００はスイッチＳＷ１０１ａ、ＳＷ１０２ａである。各通電制御装置１１３から取得した検出パターンに基づき、ＥＣＵ１０５は、遮断すべきスイッチＳＷ１００がスイッチ１０１ａ、ＳＷ１０２ａであると判断し、最適化情報として各通電制御装置１１３へ送信する。これにより、通電制御装置１１３ａはスイッチＳＷ１０１ａ、ＳＷ１０２ａの遮断を継続し、通電制御装置１１３ｂはスイッチＳＷ１０１ｂの遮断を解除する。
The switch SW100 closest to the point B is the switches SW101a and SW102a. Based on the detection pattern obtained from each
地点Ｃで地絡が生じると、通電制御装置１１３ａのスイッチＳＷ１０１ａ、ＳＷ１０２ａに、いずれも右向きの過電流が流れる。また、通電制御装置１１３ｂのスイッチＳＷ１０１ｂ、ＳＷ１０２ｂに、いずれも左向きの過電流が流れる。通電制御装置１１３ａのコントローラ１５０は、上記した真理値表にしたがい、最下流のスイッチＳＷ１０２ａを強制的に遮断する。通電制御装置１１３ｂのコントローラ１５０は、上記した真理値表にしたがい、最下流のスイッチＳＷ１０１ｂを強制的に遮断する。
When a ground fault occurs at point C, a rightward overcurrent flows in each of the switches SW101a and SW102a of the
地点Ｃにもっとも近いスイッチＳＷ１００はスイッチＳＷ１０２ａ、ＳＷ１０１ｂである。各通電制御装置１１３から取得した検出パターンに基づき、ＥＣＵ１０５は、遮断すべきスイッチＳＷ１００がスイッチＳＷ１０２ａ、ＳＷ１０１ｂであると判断し、最適化情報として各通電制御装置１１３へ送信する。よって、通電制御装置１１３ａはスイッチＳＷ１０２ａの遮断を継続し、通電制御装置１１３ｂはスイッチＳＷ１０１ｂの遮断を継続する。
The switch SW100 closest to the point C is the switches SW102a and SW101b. Based on the detection pattern acquired from each
地点Ｄで地絡が生じると、通電制御装置１１３ａのスイッチＳＷ１０１ａ、ＳＷ１０２ａに、いずれも右向きの過電流が流れる。また、通電制御装置１１３ｂのスイッチＳＷ１０１ｂに右向き、スイッチＳＷ１０２ｂに左向きの過電流が流れる。通電制御装置１１３ａのコントローラ１５０は、上記した真理値表にしたがい、最下流のスイッチＳＷ１０２ａを強制的に遮断する。通電制御装置１１３ｂのコントローラ１５０は、上記した真理値表にしたがい、スイッチＳＷ１０１ｂ、ＳＷ１０２ｂを強制的に遮断する。
When a ground fault occurs at point D, a rightward overcurrent flows through the switches SW101a and SW102a of the
地点Ｄにもっとも近いスイッチＳＷ１００はスイッチＳＷ１０１ｂ、ＳＷ１０２ｂである。各通電制御装置１１３から取得した検出パターンに基づき、ＥＣＵ１０５は、遮断すべきスイッチＳＷ１００がスイッチＳＷ１０１ｂ、ＳＷ１０２ｂであると判断し、最適化情報として各通電制御装置１１３へ送信する。よって、通電制御装置１１３ａはスイッチＳＷ１０２ａの遮断を解除し、通電制御装置１１３ｂはスイッチＳＷ１０１ｂ、ＳＷ１０２ｂの遮断を継続する。
The switch SW100 closest to the point D is the switches SW101b and SW102b. Based on the detection pattern obtained from each
地点Ｅで地絡が生じると、通電制御装置１１３ａのスイッチＳＷ１０１ａ、ＳＷ１０２ａに、いずれも右向きの過電流が流れる。また、通電制御装置１１３ｂのスイッチＳＷ１０１ｂ、ＳＷ１０２ｂに、いずれも右向きの過電流が流れる。通電制御装置１１３ａのコントローラ１５０は、上記した真理値表にしたがい、最下流のスイッチＳＷ１０２ａを強制的に遮断する。通電制御装置１１３ｂのコントローラ１５０は、上記した真理値表にしたがい、最下流のスイッチＳＷ１０２ｂを強制的に遮断する。
When a ground fault occurs at the point E, a rightward overcurrent flows in each of the switches SW101a and SW102a of the
地点Ｅにもっとも近いスイッチＳＷ１００はスイッチＳＷ１０２ｂである。各通電制御装置１１３から取得した検出パターンに基づき、ＥＣＵ１０５は、遮断すべきスイッチＳＷ１００がスイッチＳＷ１０２ｂであると判断し、最適化情報として各通電制御装置１１３へ送信する。よって、通電制御装置１１３ａはスイッチＳＷ１０２ａの遮断を解除し、通電制御装置１１３ｂはスイッチＳＷ１０２ｂの遮断を継続する。
The switch SW100 closest to the point E is the switch SW102b. Based on the detection pattern acquired from each
以上のように、本実施形態に係る通電制御装置１１３によれば、スイッチＳＷ１００のそれぞれに流れる電流を検出し、過電流が流れているか否かを判定することができる。また、電流の向きを検出することができる。そして、過電流が流れる向きに基づいて、異常の部位にもっとも近い端子に接続されたスイッチＳＷ１００をオフさせることができる。したがって、いずれの端子外で異常が生じても、遮断することができる。
As described above, according to the
通電制御装置１１３のコントローラ１５０は、過電流の向きに基づいて、遮断すべきＳＷ１００を判断する。したがって、ＥＣＵ１０５からの指令に基づいてスイッチＳＷ１００を遮断する構成、通電制御装置１１３間で情報を共有してスイッチＳＷ１００を遮断する構成に較べて、通信のロスがない分、異常発生部位を直ちに切り離すことができる。緊急措置として、通電制御装置１１３の自己判断により、異常発生部位を直ちに切り離すことができる。これにより、異常が発生していない正常部位について電力の供給を継続し、所望の機能を確保することができる。
The
また、電流の主経路（経路１３０）上に設けられたスイッチＳＷ１０１、ＳＷ１０２に流れる電流を検出して過電流を判定する。過電流判定のために、他のスイッチを用いていない。スイッチＳＷ１００の数が、端子１２１、１２２、１２３の数よりも少ない。これにより、通電制御装置１１３の構成を簡素化することができる。また、製造コストを低減することもできる。
In addition, the overcurrent is determined by detecting the current flowing through the switches SW101 and SW102 provided on the main path of the current (path 130). No other switch is used for overcurrent determination. The number of switches SW100 is smaller than the number of
本実施形態では、第１電源側の第１端子１２１と第２電源側の第２端子１２２とをつなぐ経路１３０において、スイッチＳＷ１０１、ＳＷ１０２が直列に接続されている。スイッチＳＷ１０１、ＳＷ１０２の接続点に、第３端子１２３が接続されている。そして、第３端子１２３に負荷１１６ａ、１１６ｂ、１１７が接続されている。したがって、第１電源側及び第２電源側の一方で、バッテリ失陥やバス地絡などの異常が生じても、負荷１１６ａ、１１６ｂ、１１７の電源失陥を防ぐことができる。
In the present embodiment, the switches SW101 and SW102 are connected in series in the
特に本実施形態では、第１電源及び第２電源の間において、複数の通電制御装置１１３ａ、１１３ｂが直列に配置されている。したがって、負荷１１６ａ、１１６ｂを、互いに異なる通電制御装置１１３ａ、１１３ｂに振り分けて、第３端子１２３に接続させることができる。この形態によれば、図１７に示した地点Ａ〜Ｅ、すなわちいずれの端子外で異常が生じても、負荷１１６ａ、１１６ｂの少なくとも一方について電源失陥を防ぎ、これにより所望の機能を確保することができる。
Particularly in the present embodiment, the plurality of
本実施形態では、経路１３０において直列に接続された複数のスイッチＳＷ１００のうち、連続する２つ以上のスイッチＳＷ１０１、ＳＷ１０２について過電流の向きが同じ場合に、最下流のスイッチＳＷ１００をオフ状態に切り替える。最下流のスイッチＳＷ１００に遮断により、異常発生部位を直ちに切り離すことができる。たとえば、最下流が第１電源側の場合、第１電源を切り離すことができる。最下流が第２電源側の場合、第２電源を切り離すことができる。
In the present embodiment, among the plurality of switches SW100 connected in series in the
本実施形態では、間に第３端子１２３が接続された２つのスイッチＳＷ１０１、ＳＷ１０２において、過電流の向きがともに第３端子１２３に向かう方向の場合に、２つのスイッチＳＷ１０１、ＳＷ１０２をともにオフ状態に切り替える。たとえば第３端子１２３に接続された負荷（たとえば負荷１１６ｂ）に地絡などの異常が生じても、スイッチＳＷ１０１、ＳＷ１０２の遮断により、異常発生部位を直ちに切り離すことができる。
In the present embodiment, in the two switches SW101 and SW102 having the
本実施形態では、通電制御装置１１３が、通信回路１５４を備えており、制御回路１５３が通信回路１５４を介して検出パターン、すなわち遮断したスイッチＳＷ１００に関する情報をＥＣＵ１０５へ送信する。そして、ＥＣＵ１０５からの送信される最適化情報に基づいて、強制遮断させたスイッチＳＷ１００の遮断を解除又は遮断を保持する。これによれば、初期的にコントローラ１５０の判断で異常発生部位を切り離し、最終的に異常発生部位を切り離すために必要なスイッチＳＷ１００のみを遮断させることができる。したがって、異常発生部位によっては、機能を存続させる機器を増やすことができる。
In the present embodiment, the
本実施形態では、電源システム１１０が２つの通電制御装置１１３を備える例を示したが、これに限定されない。電源１１１、１１２間において、３つ以上の通電制御装置１１３が直列に配置された構成にも適用することができる。たとえば負荷を３箇所に分けて配置することができる。
In the present embodiment, an example in which the
＜第２実施形態の変形例＞
遮断するＳＷ１００の最適化は、ＥＣＵ１０５との間で実現される形態に限定されない。図１７に示すように、通電制御装置１１３同士も、バス１０６を介して通信可能となっている。遮断処理に用いた検出パターン、すなわち遮断したスイッチＳＷ１００に関する情報を、通信によってコントローラ１５０同士で共有する。そして、自己判断により初期的に遮断させたスイッチＳＷ１００のうち、異常発生部位を切り離すのに最適なスイッチＳＷ１００のみ遮断を継続させ、それ以外のスイッチＳＷ１００があれば遮断を解除するようにしてもよい。
<Modification of Second Embodiment>
The optimization of the SW 100 to be cut off is not limited to the form realized with the
スイッチＳＷ１００の両端の電圧により、スイッチＳＷ１００に流れる電流を検出する例を示したが、これに限定されない。スイッチＳＷ１００のオン電圧による検出方法としては、スイッチＳＷ１００が備える２つのＭＯＳＦＥＴ１４０のうち、ひとつについてドレイン−ソース間電圧（Ｖｄｓ）を検出してもよい。
Although the example in which the current flowing through the switch SW100 is detected by the voltage across the switch SW100 has been shown, the invention is not limited to this. As a method of detecting the ON voltage of the switch SW100, the drain-source voltage (Vds) may be detected for one of the two
オン電圧の検出に代えて、図２２に示すように、シャント抵抗１６０により電流を検出してもよい。図２２では、スイッチＳＷ１０１に流れる電流を検出するシャント抵抗１６０は、スイッチＳＷ１０１よりも第１端子１２１側に設けられ、スイッチＳＷ１０２に流れる電流を検出するシャント抵抗１６０は、スイッチＳＷ１０２よりも第１端子１２１側に設けられている。シャント抵抗１６０の位置は図２２に示す例に限定されない。
Instead of detecting the on-voltage, the current may be detected by the
たとえばスイッチＳＷ１０１、ＳＷ１０２のそれぞれにおいて、ＭＯＳＦＥＴ１４０の間に設けてもよい。スイッチＳＷ１０１に対応するシャント抵抗１６０が、スイッチＳＷ１０１よりも第２端子１２２側に設けられ、スイッチＳＷ１０２に対応するシャント抵抗１６０が、スイッチＳＷ１０２よりも第２端子１２２側に設けられてもよい。
For example, each of the switches SW101 and SW102 may be provided between the
オン電圧の検出に代えて、図２３に示すように、スイッチＳＷ１０１、ＳＷ１０２に電流センスを付加してもよい。スイッチＳＷ１０１を構成するＭＯＳＦＥＴ１４１ａ、１４１ｂにそれぞれセンスＭＯＳ１４１ａｓ、１４１ｂｓを設けている。スイッチＳＷ１０２を構成するＭＯＳＦＥＴ１４２ａ、１４２ｂにそれぞれセンスＭＯＳ１４２ａｓ、１４２ｂｓを設けている。なお、センスＭＯＳ１４１ａｓ、１４１ｂｓの一方のみを設けてもよい。センスＭＯＳ１４２ａｓ、１４２ｂｓの一方のみを設けてもよい。
Instead of detecting the ON voltage, current sense may be added to the switches SW101 and SW102 as shown in FIG. The
端子１２１、１２２間の経路１３０において直列に接続される複数のスイッチＳＷ１００の数は上記した２つに限定されない。３つ以上設けてもよい。図２４に示す例では、経路１３０において、３つのスイッチＳＷ１００が直列接続されている。この通電制御装置１１３は、図１７に示した構成に対して、スイッチＳＷ１０３が追加されている。スイッチＳＷ１０３の一端がスイッチＳＷ１０２と接続され、他端が第２端子１２２と接続されている。通電制御装置１１３は第３端子１２３として、２つの第３端子１２３ａ、１２３ｂを備えている。第３端子１２３ａは、図１７同様、スイッチＳＷ１０１、ＳＷ１０２の接続点に接続されている。第３端子１２３ｂは、スイッチＳＷ１０２、ＳＷ１０３の接続点に接続されている。
The number of the plurality of switches SW100 connected in series in the
図２５及び図２６は、図２４に示す通電制御装置１１３のコントローラ１５０が用いる真理値表である。図２５が検出パターン＃１〜＃３２を示し、図２６が検出パターン＃３３〜＃６４を示している。図１９同様、すべてのスイッチＳＷ１００について過電流の向きが同じ場合、最下流のスイッチＳＷ１００について遮断し、残りのスイッチＳＷ１００については遮断しない。検出パターン＃２２、＃４３が該当する。
25 and 26 are truth table used by the
また、２つ以上の連続するスイッチＳＷ１００について過電流の向きが同じ場合、最下流のスイッチＳＷ１００について遮断する。検出パターン＃２２、＃３８、＃４２、＃４３が該当する。たとえば検出パターン＃３８の場合、スイッチＳＷ１０２、ＳＷ１０３に流れる過電流の向きがともに左向きであるため、最下流のスイッチＳＷ１０２を遮断し、残りのスイッチＳＷ１０３については遮断しない。
Further, when the direction of the overcurrent is the same for two or more continuous switches SW100, the most downstream switch SW100 is cut off. The
また、間に第３端子１２３が接続された２つのスイッチＳＷ１００において、過電流の向きがともに第３端子１２３に向かう方向、すなわち内向きの場合に、２つのスイッチＳＷ１００を両方とも遮断する。検出パターン＃３８、＃４２が該当する。たとえば検出パターン＃３８の場合、スイッチＳＷ１０１に流れる過電流の向きが右向き、スイッチＳＷ１０２に流れる電流が左向きであるため、両スイッチＳＷ１０１、ＳＷ１０２を遮断する。
Further, in the two switches SW100 having the
なお、スイッチＳＷ１０１、ＳＷ１０２、ＳＷ１０３がいずれも検出なしの場合、検出パターン＃１に該当し、スイッチＳＷ１０１、ＳＷ１０２、ＳＷ１０３を遮断しない。上記した＃１、＃２２、＃３８、＃４２、＃４３以外の検出パターンについては、任意設定が可能である。
Note that when none of the switches SW101, SW102, and SW103 is detected, it corresponds to the
２つのスイッチＳＷ１０１、ＳＷ１０２が、ともに２つのＭＯＳＦＥＴ１４０により構成される例を示したが、これに限定されない。たとえば図２７に示す構成としてもよい。図２７では、便宜上、端子１２１、１２２、１２３を省略して図示している。
Although the example in which the two switches SW101 and SW102 are both configured by the two
図２７（ａ）では、通電制御装置１１３ａが２つのスイッチＳＷ１０１、ＳＷ１０２ｃを備えている。スイッチＳＷ１０２ｃは、ＭＯＳＦＥＴ１４０をひとつのみ備えて構成されている。スイッチＳＷ１０２ｃにおいて、ＭＯＳＦＥＴ１４０のソースは、図示しない第２端子１２２を介してバス１１４ｃに接続され、ドレインは、スイッチＳＷ１０１と接続されている。通電制御装置１１３ｂも２つのスイッチＳＷ１０１ｃ、ＳＷ１０２を備えている。スイッチＳＷ１０１ｃは、ＭＯＳＦＥＴ１４０をひとつのみ備えて構成されている。スイッチＳＷ１０１ｃにおいて、ＭＯＳＦＥＴ１４０のソースは、図示しない第１端子１２１を介してバス１１４ｃに接続され、ドレインは、スイッチＳＷ１０２と接続されている。
In FIG. 27A, the
図２７（ｂ）では、通電制御装置１１３ａが２つのスイッチＳＷ１０１、ＳＷ１０２ｄを備えている。スイッチＳＷ１０２ｄは、ＭＯＳＦＥＴ１４０をひとつのみ備えて構成されている。スイッチＳＷ１０２ｄにおいて、ＭＯＳＦＥＴ１４０のドレインは、図示しない第２端子１２２を介してバス１１４ｃに接続され、ソースは、スイッチＳＷ１０１と接続されている。通電制御装置１１３ｂも２つのスイッチＳＷ１０１ｄ、ＳＷ１０２を備えている。スイッチＳＷ１０１ｄは、ＭＯＳＦＥＴ１４０をひとつのみ備えて構成されている。スイッチＳＷ１０１ｃにおいて、ＭＯＳＦＥＴ１４０のドレインは、図示しない第１端子１２１を介してバス１１４ｃに接続され、ソースは、スイッチＳＷ１０２と接続されている。
In FIG. 27B, the
図２７（ａ）に示す電源システム１１０では、スイッチＳＷ１０２ｃ、ＳＷ１０１ｃのソース同士が電気的に接続されている。寄生ダイオードのアノード同士が電気的に接続されているため、バス１１４ｃが地絡しても、スイッチＳＷ１０２ｃ、ＳＷ１０１ｃにて遮断することができる。図２７（ｂ）に示す電源システム１１０では、スイッチＳＷ１０２ｄ、ＳＷ１０１ｄのドレイン同士が電気的に接続されている。
In the
同じ構成の２つの通電制御装置１１３が、第１電源（電源１１１）と第２電源（電源１１２）との間で直列に配置される例を示したが、これに限定されない。たとえば図２８に示すように、第１電源及び第２電源の間に、ひとつの通電制御装置１１３と、ひとつの通電制御装置２１３が配置された構成としてもよい。すなわち、本実施形態に係る通電制御装置１１３を、他の構成の通電制御装置２１３と組み合わせてもよい。通電制御装置２１３は、スイッチＳＷ２００をひとつのみ備えている。スイッチＳＷ２００は、スイッチＳＷ１０１、ＳＷ１０２同様、２つのＭＯＳＦＥＴにより構成されている。図２８では、便宜上、端子１２１、１２２、１２３を省略して図示している。
An example in which two
図２８では、通電制御装置１１３、２１３をつなぐバス１１４ｃに負荷１１６ｂが接続されている。通電制御装置１１３は上記したように自己判断による強制遮断機能を有しており、通電制御装置２１３はこの強制遮断機能を有していない。したがって、通電制御装置２１３は、通電制御装置１１３よりも後に遮断するよう、遮断条件（過電流判定の閾値、判定の監視時間）を設定するとよい。なお、通電制御装置２１３に代えて、先行実施形態に示した通電制御装置１３を組み合わせてもよい。
In FIG. 28, a
上記では、バックボーン型の通電制御装置１１３の例を示したが、これに限定されない。リング型にも適用することができる。図２９に示すリング型の電源システム１１０は、４つの通電制御装置１１３（１１３ａ〜１１３ｄ）を備えている。第１電源及び第２電源の間において、２つの通電制御装置１１３ａ、１１３ｂが直列に配置されている。第１電源及び第２電源の間において２つの通電制御装置１１３ｃ、１１３ｄが直列に配置されている。通電制御装置１１３ｃ、１１３ｄは、バス１１４ｄを介して接続されている。通電制御装置１１３ｃ、１１３ｄは、通電制御装置１１３ａ、１１３ｂに対して並列に設けられている。図２９では、便宜上、端子１２１、１２２、１２３を省略して図示している。
An example of the backbone-type
通電制御装置１１３ａの図示しない第３端子１２３には、負荷１１６ａ、１１７ａが接続されている。通電制御装置１１３ｂの図示しない第３端子１２３には、負荷１１７ｂが接続されている。通電制御装置１１３ｃの図示しない第３端子１２３には、負荷１１７ｃが接続されている。通電制御装置１１３ｄの図示しない第３端子１２３には、負荷１１６ｂが接続されている。負荷１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃも、負荷１１７同様、一般負荷である。
連続する２つ以上のスイッチＳＷ１００について過電流の向きが同じ場合に、最下流のスイッチＳＷ１００をオフ状態に切り替える例を示した。このロジックを適用する構成において、図３０に示す処理を実行してもよい。図３０は、コントローラ１５０が実行する処理である。図３０のうち、ステップＳ３４Ａ〜Ｓ３４Ｄの処理が、図２０に対して追加された処理であり、それ以外の処理は図２０と同じである。
An example has been shown in which the most downstream switch SW100 is turned off when the direction of the overcurrent is the same for two or more consecutive switches SW100. The processing shown in FIG. 30 may be executed in a configuration to which this logic is applied. FIG. 30 is a process executed by the
ステップＳ３４の遮断処理が終了すると、コントローラ１５０は、自己判断により強制的に遮断したスイッチＳＷ１００が、過電流の向きが同じ連続する２つ以上のスイッチＳＷ１００のうち、最下流のスイッチＳＷ１００か否かを判定する（ステップＳ３４Ａ）。たとえば、ステップＳ３４で用いた検出パターンに基づいて、最下流のスイッチＳＷ１００か否かを判定する。最下流のスイッチＳＷ１００ではない場合、ステップＳ３５へ移行する。
When the disconnection process of step S34 ends, the
遮断したスイッチＳＷ１００が最下流のスイッチＳＷ１００の場合、次いでコントローラ１５０は、遮断したスイッチＳＷ１００に流れる電流が所定の閾値Ｉｔｈｓ未満であるか否かを判定する（ステップＳ３４Ｂ）。閾値Ｉｔｈｓは、電流が流れていない、すなわち遮断されたか否かを判定する閾値である。たとえば、ステップＳ３４で検出パターン＃６の制御を実行した場合、最下流のスイッチＳＷ１０１について、このスイッチＳＷ１０１を流れる電流が閾値Ｉｔｈｓ未満か否かを判定する。
When the interrupted switch SW100 is the most downstream switch SW100, the
ステップＳ３４Ｂにおいて閾値Ｉｔｈｓ未満と判定すると、ステップＳ３５へ移行する。閾値Ｉｔｈｓ未満ではないと判定すると、次いでコントローラ１５０は、遮断したスイッチＳＷ１００の両端電圧の絶対値が、所定の閾値Ｖｔｈｓ未満であるか否かを判定する（ステップＳ３４Ｃ）。閾値Ｖｔｈｓは、スイッチＳＷ１００がオン故障しているか否かを判定する閾値である。遮断の途中（過程）において、両端電圧は、閾値Ｖｔｈｓよりも大きくなる。オン故障している場合、両端電圧の絶対値は閾値Ｖｔｈｓを下回る。したがって、ステップＳ３４Ｃにおいて、閾値Ｖｔｈｓ以上の場合、ステップＳ３４Ｂに戻る。
When it is determined in step S34B that it is less than the threshold value Iths, the process proceeds to step S35. If it is determined that it is not less than the threshold value Iths, then the
ステップＳ３４Ｃにおいて、両端電圧の絶対値が閾値Ｖｔｈｓを下回る場合、遮断したスイッチＳＷ１００にオン故障が生じていると判断し、コントローラ１５０は、隣りのスイッチＳＷ１００を強制的に遮断する（ステップＳ３４Ｄ）。そして、一連の処理を終了する。隣りのスイッチＳＷ１００とは、過電流の向きが同じ連続する２つ以上のスイッチＳＷ１００のうち、遮断した最下流のＳＷ１００の隣りに位置するスイッチＳＷ１００である。たとえば検出パターン＃６の場合、最下流のスイッチＳＷ１０１の隣りに位置するスイッチＳＷ１０２を遮断する。
In step S34C, when the absolute value of the both-end voltage is lower than the threshold value Vths, it is determined that the shut-off switch SW100 has an ON failure, and the
これによれば、強制遮断したスイッチＳＷ１００がオン故障していても、コントローラ１５０の自己判断により、直ちに異常発生部位を切り離すことができる。
According to this, even if the switch SW100 that has been forcibly shut off has an on-failure, it is possible to immediately disconnect the abnormal portion by the self-determination of the
（第３実施形態）
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、過電流判定の閾値及び監視時間が一定である例を示した。これに代えて、この実施形態では、過電流判定の閾値、及び／又は、過電流の監視時間を切り替えることができるように構成されている。
(Third Embodiment)
This embodiment is a modification based on the preceding embodiment as a basic form. In the above embodiment, an example in which the overcurrent determination threshold value and the monitoring time are constant has been shown. Instead of this, in this embodiment, the threshold for overcurrent determination and/or the overcurrent monitoring time can be switched.
＜電源システム及び通電制御装置＞
図３１に示すように、電源システム１１０の構成は、先行実施形態（図１７参照）と同じである。通電制御装置１１３のコントローラ１５０は、端子１２１、１２２、１２３の少なくともひとつの電圧を検出し、この電圧に基づいて、過電流判定の閾値、及び／又は、過電流の監視時間を切り替える機能を有している。端子１２１、１２２、１２３の電圧を、以下では、端子電圧と称する場合がある。
<Power supply system and energization control device>
As shown in FIG. 31, the configuration of the
具体的には、上記した判定回路１５２が、端子電圧を検出する。そして、過電流閾値、及び／又は、監視時間を切り替える。たとえば判定回路１５２は、端子電圧が小さいほど過電流閾値を小さい値にする。判定回路１５２は、端子電圧が小さいほど監視時間を短くする。判定回路１５２は、端子電圧が小さいほど、過電流閾値を小さい値にするとともに監視時間を短くする。
Specifically, the
本実施形態では、判定回路１５２が、過電流閾値Ｉｔｈを一定とし、監視時間Ｔｆを切り替えるように構成されている。図３２は、端子電圧ＶＢと、過電流閾値Ｉｔｈ及び監視時間Ｔｆとの関係を示している。過電流閾値Ｉｔｈは、端子電圧ＶＢによらず、一定値（Ｉｔｈ０）である。監視時間Ｔｆは、端子電圧ＶＢに基づいて、３段階で切り替わる。端子電圧ＶＢが高い側の閾値ＶｔｈＨ以上の場合、監視時間Ｔｆとして、もっとも長いＴｌが設定される。端子電圧ＶＢが閾値ＶｔｈＨ未満、低い側の閾値ＶｔｈＬ以上の場合、監視時間Ｔｆとして、中間値であるｔｍが設定される。端子電圧ＶＢが閾値ＶｔｈＬを下回る場合、監視時間Ｔｆとして、もっとも短いｔｓが設定される。
In the present embodiment, the
＜コントローラが実行する処理＞
次に、図３３に基づき、コントローラ１５０が実行する処理について説明する。図３３において、先行実施形態（図２０）と同じ処理については、同じ符号を付与している。ステップＳ３０、Ｓ３１、Ｓ３２〜Ｓ３４に示す処理は、図２０と同じである。
<Process executed by controller>
Next, the processing executed by the
ステップＳ３０において、スイッチＳＷ１００の少なくともひとつについて過電流が検出されると、コントローラ１５０は、端子電圧ＶＢに基づいて監視時間Ｔｆを設定する（ステップＳ３０Ａ）。少なくともひとつのスイッチＳＷ１００に過電流が検出されると、端子電圧ＶＢを取得する。そして、端子電圧ＶＢに基づいて監視時間Ｔｆを設定する。たとえば、閾値Ｖｔｈ≧端子電圧ＶＢ＞閾値ＶｔｈＬの場合、監視時間ＴｆとしてＴｍを設定する。
When an overcurrent is detected in at least one of the switches SW100 in step S30, the
次いでコントローラ１５０は、過電流が検出されたか否かを判定する（ステップＳ３０Ｂ）。ステップＳ３０Ｂにおいて、過電流が検出されない場合、ステップＳ３１の処理を実行し、一連の処理を終了する。一方、スイッチＳＷ１００の少なくともひとつについて過電流が検出された場合、ステップＳ３２の処理を実行する。すなわち、カウンタをインクリメントする。
Next, the
次いで、コントローラ１５０は、ステップＳ３３の処理を実行する。すなわち、カウンタのカウント値が、ステップＳ３０Ａで設定した監視時間Ｔｆを超えたか否かを判定する。カウント値が監視時間Ｔｆを超えている場合、過電流が生じていることを確定し、コントローラ１５０は、ステップＳ３４の遮断処理を実行する。すなわち、先行実施形態同様、図１９に示した真理値表にしたがって、遮断処理を実行する。遮断処理の実行後、一連の処理を終了する。一方、カウント値が監視時間Ｔｆを超えていない場合、ステップＳ３０Ｂに戻る。
Next, the
なお、コントローラ１５０は、監視時間Ｔｆを設定する際に、端子１２１、１２２、１２３の少なくともひとつの端子電圧ＶＢを用いればよい。端子１２１、１２２、１２３のいずれかひとつの端子電圧ＶＢを用いてもよい。すべての端子１２１、１２２、１２３の端子電圧ＶＢを用いてもよい。すべての端子１２１、１２２、１２３の端子電圧ＶＢの平均値を用いてもよい。端子１２１、１２２間に配置されたすべてのスイッチＳＷ１００がオンされた状態で、同じ通電制御装置１１３の端子１２１、１２２、１２３について端子電圧ＶＢはほぼ同じである。
The
図３４は、図３１に示す地点Ｅで地絡が生じた場合の、各通電制御装置１１３における端子電圧、スイッチＳＷ１００に流れる電流、駆動信号のタイミングチャートである。図３４において、端子電圧ＶＢ１ａ、ＶＢ２ａは、通電制御装置１１３ａの端子１２１、１２２の電圧である。端子電圧ＶＢ１ｂ、ＶＢ２ｂは、通電制御装置１１３ｂの端子１２１、１２２の電圧である。電流Ｉ１０１ａ、Ｉ１０２ａは、通電制御装置１１３ａのスイッチＳＷ１０１ａ、ＳＷ１０２ａに流れる電流である。電流Ｉ１０１ｂ、Ｉ１０２ｂは、通電制御装置１１３ｂのスイッチＳＷ１０１ｂ、ＳＷ１０２ｂに流れる電流である。図３４では、電源１１１側から第２電源１１２側に流れる電流の向きを正として示している。
FIG. 34 is a timing chart of the terminal voltage in each
時刻ｔ２０で地点Ｅに地絡が発生すると、端子電圧がそれぞれ低下する。通電制御装置１１３ｂのほうが、通電制御装置１１３ａよりも地絡発生部位に近い。このため、端子電圧Ｖ１ｂ、Ｖ２ｂのほうが、端子電圧Ｖ１ａ、Ｖ２ａよりも大きな傾きで低下する。すなわち、端子電圧Ｖ１ｂ、Ｖ２ｂのほうが、電圧低下が大きく、早く低下する。
When a ground fault occurs at the point E at time t20, the terminal voltage decreases. The
地絡により、バス１１４ａ側（第１電力系統側）からバス１１４ｂ（第２電力系統側）に向けて、電流が流れる。各スイッチＳＷ１００を流れる電流の大きさは、負荷１１６ａ、１１６ｂ、１１７の定常電流も含まれるため完全には一致しないが、概ね等しくなる。時刻ｔ２１で、すべての電流Ｉ１０１ａ、Ｉ１０２ａ、Ｉ１０１ｂ、Ｉ１０２ｂが過電流閾値Ｉｔｈ０を超える。
Due to a ground fault, a current flows from the
時刻ｔ２１で、通電制御装置１１３ａ側の端子電圧ＶＢ１ａ、ＶＢ２ａの値は、閾値ＶｔｈＨよりも高い。通電制御装置１１３ｂ側の端子電圧ＶＢ１ｂ、ＶＢ２ｂの値は、閾値Ｖｔｈｈより低く、閾値ＶｔｈＬよりも高い。このため、通電制御装置１１３ａでは、監視時間ＴｆとしてＴｌが設定され、通電制御装置１１３ｂでは、監視時間ＴｆとしてＴｍが設定される。
At time t21, the values of the terminal voltages VB1a and VB2a on the
地絡のため、時刻ｔ１以後も電流が増加し、時刻ｔ２２で通電制御装置１１３ｂのカウント値が設定された時間Ｔｍを上回る。これにより、先に通電制御装置１１３ｂにおいて遮断処理が実行される。本例では、スイッチＳＷ１０２ｂが強制的に遮断される。
Due to the ground fault, the current increases after time t1 and the count value of the
スイッチＳＷ１０２ｂの遮断により地絡発生部位が第１電力系統と切り離される。これにより、スイッチＳＷ１０２ｂよりも第１電力系統側にある端子の電圧ＶＢ１ａ、ＶＢ２ａ、ＶＢ１ｂは正常電圧に復帰する。また、遮断によって、各スイッチＳＷ１００を流れる電流が低下する。通電制御装置１１３ａのカウント値が設定された時間Ｔｌを上回る前に、過電流状態が解除（カウントがクリア）される。
By disconnecting the switch SW102b, the ground fault occurrence site is disconnected from the first power system. As a result, the voltages VB1a, VB2a, VB1b at the terminals on the first power system side of the switch SW102b are restored to normal voltages. Moreover, the current flowing through each switch SW100 decreases due to the interruption. The overcurrent state is cleared (count is cleared) before the count value of the
本実施形態では、図３３に示したように、過電流を検出すると、コントローラ１５０が端子電圧ＶＢを検出し、検出した端子電圧ＶＢに基づいて監視時間Ｔｆを設定する例を示した。しかしながら、監視時間中も端子電圧ＶＢを常時又は定期的に確認し、端子電圧ＶＢが閾値Ｖｔｈを下回った場合に、より短い監視時間Ｔｆに切り替えてもよい。
In the present embodiment, as shown in FIG. 33, the
監視時間Ｔｆを３段階で切り替える例を示したが、これに限定されない。２段階の切り替えでもよいし、４段階以上の切り替えとしてもよい。 An example in which the monitoring time Tf is switched in three stages has been shown, but the invention is not limited to this. The switching may be performed in two steps or may be performed in four steps or more.
端子電圧ＶＢに基づいて、過電流判定を確定するための監視時間Ｔｆを設定する例を示した。しかしながら、上記したように、図３５に示すように、端子電圧ＶＢに基づいて、過電流閾値Ｉｔｈを設定しても同等の効果を奏することができる。図３５では、図３３に示した処理に対し、ステップＳ３０の前にステップＳ２８を追加している。ステップＳ２８において、コントローラ１５０は、端子電圧ＶＢに基づいて過電流閾値Ｉｔｈを設定する。過電流閾値Ｉｔｈは、多段に設けられており、端子電圧ＶＢが小さいほど小さい過電流閾値が設定される。図３５では、端子電圧ＶＢに基づいて、過電流閾値Ｉｔｈ及び監視時間Ｔｆを設定する例を示しているが、監視時間Ｔｆを一定とし、端子電圧ＶＢに基づいて過電流閾値Ｉｔｈを設定する構成としてもよい。
An example in which the monitoring time Tf for determining the overcurrent determination is set based on the terminal voltage VB has been shown. However, as described above, as shown in FIG. 35, even if the overcurrent threshold Ith is set based on the terminal voltage VB, the same effect can be obtained. In FIG. 35, step S28 is added before step S30 in the process shown in FIG. In step S28, the
＜第３実施形態のまとめ＞
図３６は、図３１に示した５つの地点Ａ〜Ｅで異常が発生したときの、２つの通電制御装置１１３ａ、１１３ｂにおける過電流の流れる向きと、強制的に遮断するスイッチＳＷ１００との関係を示す図である。図３６では、通電制御装置１１３ａ側の端子電圧をＶＢａ、通電制御装置１１３ｂ側の端子電圧をＶＢｂとして、端子電圧ＶＢａ、ＶＢｂを比較している。地点Ａ〜Ｅは、先行実施形態と同じである。図２１同様、×印は、地絡の発生地点を簡易的に示している。また、破線丸印は、通電制御装置１１３の自己判断により強制遮断されるスイッチＳＷ１００を示している。
<Summary of Third Embodiment>
FIG. 36 shows the relationship between the direction in which overcurrent flows in the two
地点Ａで地絡が生じると、各スイッチＳＷ１０１ａ、ＳＷ１０２ａ、ＳＷ１０１ｂ、ＳＷ１０２ｂに、いずれも左向きの過電流が流れる。通電制御装置１１３ａのほうが地絡発生部位に近いため、端子電圧ＶＢａのほうが端子電圧ＶＢｂよりも低くなる。よって、先に通電制御装置１１３ａにおいて遮断処理が実行され、最下流のスイッチＳＷ１０１ａが遮断される。
When a ground fault occurs at the point A, a leftward overcurrent flows in each of the switches SW101a, SW102a, SW101b, and SW102b. Since the
スイッチＳＷ１０１ａの遮断により、各スイッチＳＷ１００を流れる電流が低下する。通電制御装置１１３ｂのカウント値が設定された監視時間Ｔｆを上回る前に、過電流状態が解除される。これにより、スイッチＳＷ１０１ｂの遮断が回避され、強制的に遮断されるスイッチが遮断すべきスイッチと一致する。
By shutting off the switch SW101a, the current flowing through each switch SW100 decreases. The overcurrent state is released before the count value of the
地点Ｂで地絡が生じると、スイッチＳＷ１０１ａに右向きの過電流が流れ、ＳＷ１０２ａ、ＳＷ１０１ｂ、ＳＷ１０２ｂに左向きの過電流が流れる。通電制御装置１１３ａのほうが地絡発生部位に近いため、端子電圧ＶＢａのほうが端子電圧ＶＢｂよりも低くなる。よって、先に通電制御装置１１３ａにおいて遮断処理が実行され、スイッチＳＷ１０１ａ、ＳＷ１０２ａが遮断される。
When a ground fault occurs at the point B, a rightward overcurrent flows through the switch SW101a, and a leftward overcurrent flows through SW102a, SW101b, and SW102b. Since the
スイッチＳＷ１０１ａ、ＳＷ１０２ａの遮断により、各スイッチＳＷ１００を流れる電流が低下する。通電制御装置１１３ｂのカウント値が設定された監視時間Ｔｆを上回る前に、過電流状態が解除される。これにより、スイッチＳＷ１０１ｂの遮断が回避され、強制的に遮断されるスイッチが遮断すべきスイッチと一致する。
By shutting off the switches SW101a and SW102a, the current flowing through each switch SW100 decreases. The overcurrent state is released before the count value of the
地点Ｃで地絡が生じると、スイッチＳＷ１０１ａ、ＳＷ１０２ａに右向きの過電流が流れ、スイッチＳＷ１０１ｂ、ＳＷ１０２ｂに左向きの過電流が流れる。端子電圧ＶＢａ、ＶＢｂは、同じ経路に接続されているが、厳密には地絡発生部位に近いほうが低くなる。端子電圧ＶＢａ、ＶＢｂがほぼ等しい場合は、同じ監視時間Ｔｆが設定され、通電制御装置１１３ａ、１１３ｂにおいて遮断処理がそれぞれ実行され、スイッチＳＷ１０２ａ、ＳＷ１０１ｂが遮断される。端子電圧ＶＢａ、ＶＢｂに差がある場合には、各電圧値に応じた値が監視時間Ｔｆとして設定され、地絡発生部位の近い通電制御装置１１３が先に遮断処理を実行する。これにより先に遮断開始したスイッチＳＷ１００を流れる電流は低下するが、もう一方のスイッチＳＷ１００を流れる電流は電力系統と地絡箇所である地点Ｃとの経路が遮断されていないため、電流が流れ続け、所定の監視時間Ｔｆを超過したタイミングで遮断をする。よって、スイッチＳＷ１０２、ＳＷ１０１ｂが遮断される。強制的に遮断されるスイッチが遮断すべきスイッチと一致する。
When a ground fault occurs at the point C, a rightward overcurrent flows through the switches SW101a and SW102a, and a leftward overcurrent flows through the switches SW101b and SW102b. Although the terminal voltages VBa and VBb are connected to the same path, strictly speaking, the closer to the ground fault occurrence site, the lower the voltage. When the terminal voltages VBa and VBb are substantially equal to each other, the same monitoring time Tf is set, the power
地点Ｄで地絡が生じると、スイッチＳＷ１０１ａ、ＳＷ１０２ａ、ＳＷ１０１ｂに右向きの過電流が流れ、ＳＷ１０２ｂに左向きの過電流が流れる。通電制御装置１１３ｂのほうが地絡発生部位に近いため、端子電圧ＶＢｂのほうが端子電圧ＶＢａよりも低くなる。よって、先に通電制御装置１１３ｂにおいて遮断処理が実行され、スイッチＳＷ１０１ｂ、ＳＷ１０２ｂが遮断される。
When a ground fault occurs at point D, a rightward overcurrent flows through the switches SW101a, SW102a, and SW101b, and a leftward overcurrent flows through SW102b. Since the
スイッチＳＷ１０１ｂ、ＳＷ１０２ｂの遮断により、各スイッチＳＷ１００を流れる電流が低下する。通電制御装置１１３ａのカウント値が設定された監視時間Ｔｆを上回る前に、過電流状態が解除される。これにより、スイッチＳＷ１０２ａの遮断が回避され、強制的に遮断されるスイッチが遮断すべきスイッチと一致する。
By shutting off the switches SW101b and SW102b, the current flowing through each switch SW100 decreases. The overcurrent state is released before the count value of the
地点Ｅの地絡については、図３４にて説明したとおりである。各スイッチＳＷ１０１ａ、ＳＷ１０２ａ、ＳＷ１０１ｂ、ＳＷ１０２ｂに、右向きの過電流が流れる。通電制御装置１１３ｂのほうが地絡発生部位に近いため、端子電圧ＶＢｂのほうが端子電圧ＶＢａよりも低くなる。よって、先に通電制御装置１１３ｂにおいて遮断処理が実行され、最下流のスイッチＳＷ１０２ｂが遮断される。
The ground fault at the point E is as described with reference to FIG. A rightward overcurrent flows through each of the switches SW101a, SW102a, SW101b, and SW102b. Since the
スイッチＳＷ１０２ｂの遮断により、各スイッチＳＷ１００を流れる電流が低下する。通電制御装置１１３ａのカウント値が設定された監視時間Ｔｆを上回る前に、過電流状態が解除される。これにより、スイッチＳＷ１０２ａの遮断が回避され、強制的に遮断されるスイッチが遮断すべきスイッチと一致する。
By shutting off the switch SW102b, the current flowing through each switch SW100 decreases. The overcurrent state is released before the count value of the
以上のように、本実施形態によれば、端子１２１、１２２、１２３の少なくともひとつの端子電圧に基づいて、過電流閾値Ｉｔｈ、及び／又は、監視時間Ｔｆを設定する。したがって、複数の通電制御装置１１３が、電源１１１、１１２間で直列に配置される構成において、コントローラ１５０の自己判断ながらも、遮断すべきスイッチＳＷ１００のみを強制的に遮断させることができる。よって、緊急措置として強制遮断した後の最適化処理を不要とすることができる。
As described above, according to the present embodiment, the overcurrent threshold Ith and/or the monitoring time Tf is set based on the terminal voltage of at least one of the
本実施形態では、電源システム１１０が２つの通電制御装置１１３を備える例を示したが、これに限定されない。第１電源及び第２電源の間において、３つ以上の通電制御装置１１３が直列に配置された構成にも適用することができる。また、第２実施形態に変形例として示した構成にも適用することができる。
In the present embodiment, an example in which the
（第４実施形態）
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、過電流の向きに基づいて、強制的に遮断するスイッチＳＷ１００を決定する例を示した。これに代えて、この実施形態では、過電流の向きによらず、所定のスイッチＳＷ１００を強制的に遮断するように構成されている。所定のスイッチＳＷ１００を強制的に遮断しても、負荷１１６ａ、１１６ｂの少なくとも一方について電源失陥を防ぎ、これにより所望の機能を確保することができるように構成されている。
(Fourth Embodiment)
This embodiment is a modification based on the preceding embodiment as a basic form. In the above-described embodiment, the example in which the switch SW100 forcibly shutting off is determined based on the direction of the overcurrent has been described. Instead of this, in this embodiment, the predetermined switch SW100 is forcibly cut off regardless of the direction of the overcurrent. Even if the predetermined switch SW100 is forcibly cut off, it is possible to prevent a power failure in at least one of the
本実施形態に係る電源システム１１０の構成は、先行実施形態（図１７参照）と同じである。
The configuration of the
＜コントローラが実行する処理＞
先ず、図３７に基づき、コントローラ１５０が備える真理値表について説明する。真理値表が、先行実施形態とは異なる。
<Process executed by controller>
First, the truth table included in the
図３７（ａ）に示す真理値表は、通電制御装置１１３ａで用いられる。真理値表は、５通りの検出パターンを有している。図３７（ａ）に示すように、スイッチＳＷ１０１ａ、ＳＷ１０２ａのいずれかで過電流を検出した場合、過電流が流れるスイッチＳＷ１００の位置、過電流の向きによらず、所定（特定）のスイッチＳＷ１００を遮断する。本実施形態では、第２端子１２２側のスイッチＳＷ１０２ａのみを遮断する。検出パターン＃２〜＃５は、過電流を検出した場合のパターンである。たとえばスイッチ１０２ａについて左向きの過電流が検出されれば、検出パターン＃２が適用される。検出パターン＃１は、平常状態を想定しており、スイッチＳＷ１０１ａ、ＳＷ１０２ａともに過電流の検出がない場合のパターンである。
The truth table shown in FIG. 37(a) is used by the
図３７（ｂ）に示す真理値表は、通電制御装置１１３ｂで用いられる。真理値表は、５通りの検出パターンを有している。図３７（ｂ）に示すように、スイッチＳＷ１０１ｂ、ＳＷ１０２ｂのいずれかで過電流を検出した場合、過電流が流れるスイッチＳＷ１００の位置、過電流の向きによらず、所定（特定）のスイッチＳＷ１００を遮断する。本実施形態では、第１端子１２１側のスイッチＳＷ１０１ｂのみを遮断する。検出パターン＃２〜＃５は、過電流を検出した場合のパターンである。たとえばスイッチ１０１ｂについて右向きの過電流が検出されれば、検出パターン＃５が適用される。検出パターン＃１は、平常状態を想定しており、スイッチＳＷ１０１ｂ、ＳＷ１０２ｂともに過電流の検出がない場合のパターンである。
The truth table shown in FIG. 37(b) is used by the
このように、複数の通電制御装置１１３が第１電源及び第２電源の間で直列に配置された電源システム１１０において、過電流を検出した場合には、隣りに位置する通電制御装置１１３ｂ側のスイッチＳＷ１０２ａ、ＳＷ１０１ｂを遮断するように構成されている。換言すれば、負荷１１６ａ、１１６ｂの間に配置されたスイッチＳＷ１０２ａ、ＳＷ１０１ｂを遮断するように構成されている。
As described above, in the
次に、図３８に基づき、コントローラ１５０が実行する処理について説明する。図３８において、先行実施形態（図２０）と同じ処理については、同じ符号を付与している。ステップＳ３０〜Ｓ３６、Ｓ３７、Ｓ３８に示す処理は、図２０と同じである。異なる点は、ステップＳ３６Ａ、Ｓ３６Ｂの処理が追加されている点である。
Next, the processing executed by the
ステップＳ３６において最適化情報を受信したと判定すると、コントローラ１５０は、次いでステップＳ３５で強制的に遮断したスイッチＳＷ１００が、最適化情報に含まれているか否か、すなわち遮断すべきスイッチＳＷ１００か否かを判定する（ステップＳ３６Ａ）。
If it is determined in step S36 that the optimization information is received, the
最適化情報に遮断したスイッチＳＷ１００が含まれていない場合、次いでコントローラ１５０は、最適化情報に含まれる遮断すべきスイッチＳＷ１００のうち、該コントローラ１５０が駆動を制御するスイッチＳＷ１００を遮断する（ステップＳ３６Ｂ）。遮断すべきスイッチＳＷ１００とは、異常発生部位を切り離す（遮断する）ために必要十分なスイッチＳＷ１００である。
If the optimization information does not include the shut-off switch SW100, then the
最適化情報に遮断したスイッチＳＷ１００が含まれている場合、ステップＳ３７に移行して、遮断したスイッチＳＷ１００が最適化情報と一致するか否かを判定する。一致する場合、一連の処理を終了する。一致しない場合、ステップＳ３８の処理を実行し、一致しないスイッチＳＷ１００の遮断を解除して、一連の処理を終了する。 If the optimization information includes the blocked switch SW100, the process proceeds to step S37 to determine whether the blocked switch SW100 matches the optimization information. If they match, the series of processes is terminated. If they do not match, the process of step S38 is executed, the interruption of the switch SW100 that does not match is released, and the series of processes is ended.
＜第４実施形態のまとめ＞
図３９は、図１７に示した５つの地点Ａ〜Ｅで異常が発生したときの、２つの通電制御装置１１３ａ、１１３ｂにおける過電流の流れる向きと、遮断スイッチとの関係を示す図である。地点Ａ〜Ｅは、先行実施形態と同じである。図２１同様、×印は、地絡の発生地点を簡易的に示している。また、破線丸印は、通電制御装置１１３の自己判断により強制遮断されるスイッチＳＷ１００を示している。
<Summary of Fourth Embodiment>
FIG. 39 is a diagram showing the relationship between the direction in which overcurrent flows in the two
地点Ａで地絡が生じると、各スイッチＳＷ１０１ａ、ＳＷ１０２ａ、ＳＷ１０１ｂ、ＳＷ１０２ｂに、いずれも左向きの過電流が流れる。過電流の検出により、予め定められたスイッチＳＷ１０２ａ、ＳＷ１０１ｂを強制的に遮断する。地点Ａにもっとも近いスイッチＳＷ１００はスイッチＳＷ１０１ａである。ＥＣＵ１０５は、遮断すべきスイッチＳＷ１００がスイッチ１０１ａであると判断し、最適化情報として各通電制御装置１１３へ送信する。これにより、通電制御装置１１３ａはスイッチＳＷ１０１ａを遮断し、スイッチＳＷ１０２ａの遮断を解除する。通電制御装置１１３ｂはスイッチＳＷ１０１ｂの遮断を解除する。
When a ground fault occurs at the point A, a leftward overcurrent flows in each of the switches SW101a, SW102a, SW101b, and SW102b. When the overcurrent is detected, the predetermined switches SW102a and SW101b are forcibly shut off. The switch SW100 closest to the point A is the switch SW101a. The
地点Ｂで地絡が生じると、スイッチＳＷ１０１ａに右向き、スイッチＳＷ１０２ａ、ＳＷ１０１ｂ、ＳＷ１０２ｂに左向きの過電流が流れる。過電流の検出により、予め定められたスイッチＳＷ１０２ａ、ＳＷ１０１ｂを強制的に遮断する。地点Ｂにもっとも近いスイッチＳＷ１００はスイッチＳＷ１０１ａ、ＳＷ１０２ａである。ＥＣＵ１０５は、遮断すべきスイッチＳＷ１００がスイッチ１０１ａ、ＳＷ１０２ａであると判断し、最適化情報として各通電制御装置１１３へ送信する。これにより、通電制御装置１１３ａはスイッチＳＷ１０１ａを遮断し、ＳＷ１０２ａの遮断を継続する。通電制御装置１１３ｂはスイッチＳＷ１０１ｂの遮断を解除する。
When a ground fault occurs at the point B, an overcurrent flows rightward in the switch SW101a and leftward in the switches SW102a, SW101b, and SW102b. When the overcurrent is detected, the predetermined switches SW102a and SW101b are forcibly shut off. The switch SW100 closest to the point B is the switches SW101a and SW102a. The
地点Ｃで地絡が生じると、スイッチＳＷ１０１ａ、ＳＷ１０２ａに右向き、スイッチＳＷ１０１ｂ、ＳＷ１０２ｂに左向きの過電流が流れる。過電流の検出により、予め定められたスイッチＳＷ１０２ａ、ＳＷ１０１ｂを強制的に遮断する。地点Ｃにもっとも近いスイッチＳＷ１００はスイッチＳＷ１０２ａ、ＳＷ１０１ｂである。ＥＣＵ１０５は、遮断すべきスイッチＳＷ１００がスイッチＳＷ１０２ａ、ＳＷ１０１ｂであると判断し、最適化情報として各通電制御装置１１３へ送信する。よって、通電制御装置１１３ａはスイッチＳＷ１０２ａの遮断を継続し、通電制御装置１１３ｂはスイッチＳＷ１０１ｂの遮断を継続する。
When a ground fault occurs at the point C, an overcurrent flows rightward in the switches SW101a and SW102a and leftward in the switches SW101b and SW102b. When the overcurrent is detected, the predetermined switches SW102a and SW101b are forcibly shut off. The switch SW100 closest to the point C is the switches SW102a and SW101b. The
地点Ｄで地絡が生じると、スイッチＳＷ１０１ａ、ＳＷ１０２ａ、ＳＷ１０１ｂに右向き、スイッチＳＷ１０２ｂに左向きの過電流が流れる。過電流の検出により、予め定められたスイッチＳＷ１０２ａ、ＳＷ１０１ｂを強制的に遮断する。地点Ｄにもっとも近いスイッチＳＷ１００はスイッチＳＷ１０１ｂ、ＳＷ１０２ｂである。ＥＣＵ１０５は、遮断すべきスイッチＳＷ１００がスイッチＳＷ１０１ｂ、ＳＷ１０２ｂであると判断し、最適化情報として各通電制御装置１１３へ送信する。よって、通電制御装置１１３ａはスイッチＳＷ１０２ａの遮断を解除する。通電制御装置１１３ｂは、スイッチＳＷ１０１ｂの遮断を継続し、スイッチＳＷ１０２ｂを遮断する。
When a ground fault occurs at the point D, an overcurrent flows rightward in the switches SW101a, SW102a, and SW101b and leftward in the switch SW102b. When the overcurrent is detected, the predetermined switches SW102a and SW101b are forcibly shut off. The switch SW100 closest to the point D is the switches SW101b and SW102b. The
地点Ｅで地絡が生じると、スイッチＳＷ１０１ａ、ＳＷ１０２ａ、ＳＷ１０１ｂ、ＳＷ１０２ｂに、いずれも右向きの過電流が流れる。過電流の検出により、予め定められたスイッチＳＷ１０２ａ、ＳＷ１０１ｂを強制的に遮断する。地点Ｅにもっとも近いスイッチＳＷ１００はスイッチＳＷ１０２ｂである。ＥＣＵ１０５は、遮断すべきスイッチＳＷ１００がスイッチＳＷ１０２ｂであると判断し、最適化情報として各通電制御装置１１３へ送信する。よって、通電制御装置１１３ａはスイッチＳＷ１０２ａの遮断を解除する。通電制御装置１１３ｂは、スイッチ１０１ｂの遮断を解除し、スイッチＳＷ１０２ｂを遮断する。
When a ground fault occurs at the point E, a rightward overcurrent flows in each of the switches SW101a, SW102a, SW101b, and SW102b. When the overcurrent is detected, the predetermined switches SW102a and SW101b are forcibly shut off. The switch SW100 closest to the point E is the switch SW102b. The
以上のように、本実施形態によれば、過電流が検出されると、他の通電制御装置１１３が接続される端子側のスイッチＳＷ１０２ａ、ＳＷ１０１ｂを遮断する。コントローラ１５０の自己判断による緊急措置により、いずれの端子外で異常が生じても、負荷１１６ａ、１１６ｂの少なくとも一方への電力供給を継続でき、これにより所望の機能を確保することができる。
As described above, according to the present embodiment, when the overcurrent is detected, the switches SW102a and SW101b on the terminal side to which the other
本実施形態では、２つのスイッチＳＷ１０２ａ、ＳＷ１０１ｂを遮断する例を示した。負荷１１６ａ、１１６ｂの間に配置された複数のスイッチＳＷ１０２ａ、ＳＷ１０１ｂを遮断するため、遮断スイッチとして冗長性を確保することができる。特に遮断スイッチの冗長性が求められない場合には、スイッチＳＷ１０２ａ、ＳＷ１０１ｂのいずれか一方のみを遮断するようにしてもよい。
In the present embodiment, an example has been shown in which the two switches SW102a and SW101b are cut off. Since the plurality of switches SW102a and SW101b arranged between the
本実施形態では、電源システム１１０が２つの通電制御装置１１３を備える例を示したが、これに限定されない。第１電源及び第２電源の間において、３つ以上の通電制御装置１１３が直列に配置された構成にも適用することができる。また、第２実施形態に変形例として示した構成にも適用することができる。
In the present embodiment, an example in which the
＜第４実施形態の変形例＞
図４０は、リング型の電源システム１１０に適用した例を示している。図４０では、便宜上、端子１２１、１２２、１２３の図示を省略している。図４０（ａ）、図４０（ｂ）では、第１電源及び第２電源の間に、２つの通電制御装置１１３ａ、１１３ｂが直列に配置されている。また、第１電源及び第２電源の間に、２つの通電制御装置１１３ｃ、１１３ｄが直列に配置されている。通電制御装置１１３ｃ、１１３ｄは、通電制御装置１１３ａ、１１３ｂに対して並列に設けられている。通電制御装置１１３ａの第３端子１２３に接続される領域を負荷領域Ａと示す。同様に、通電制御装置１１３ｂの第３端子１２３に接続される領域を負荷領域Ｂ、通電制御装置１１３ｃの第３端子１２３に接続される領域を負荷領域Ｃ、通電制御装置１１３ｄの第３端子１２３に接続される領域を負荷領域Ｄと示す。また、コントローラ１５０の自己判断により、強制的に遮断するスイッチＳＷ１００に×印を重ねて図示している。
<Modification of Fourth Embodiment>
FIG. 40 shows an example applied to the ring type
図４０（ａ）では、上記同様、通電制御装置１１３ａのスイッチＳＷ１０２と、通電制御装置１１３ｂのスイッチＳＷ１０１が遮断される。また、通電制御装置１１３ｃのスイッチＳＷ１０２と、通電制御装置１１３ｄのスイッチＳＷ１０１が遮断される。負荷１１６ａは負荷領域Ａに設けられ、負荷１１６ｂは負荷領域Ｄに設けられている。遮断された状態で、負荷１１６ａは第１電源側の第１電力系統につながり、負荷１１６ｂは第２電源側の第２電力系統につながる。よって、スイッチＳＷ１００の遮断により、いずれの端子外で異常が生じても、負荷１１６ａ、１１６ｂの少なくとも一方への電力供給を継続することができる。なお、負荷１１６ａ、１１６ｂの配置は上記例に限定されない。負荷１１６ａを負荷領域Ａ又は負荷領域Ｃに設け、負荷１１６ｂを負荷領域Ｂ又は負荷領域Ｄに設けらればよい。
In FIG. 40A, similarly to the above, the switch SW102 of the
図４０（ｂ）では、通電制御装置１１３ａのスイッチＳＷ１０１と、通電制御装置１１３ｄのスイッチＳＷ１０２が遮断される。負荷１１６ａは負荷領域Ａに設けられ、負荷１１６ｂは負荷領域Ｄに設けられている。遮断された状態で、負荷１１６ａは第２電源側の第２電力系統につながり、負荷１１６ｂは第１電源側の第１電力系統につながる。よって、スイッチＳＷ１００の遮断により、いずれの端子外で異常が生じても、負荷１１６ａ、１１６ｂの少なくとも一方への電力供給を継続することができる。なお、負荷１１６ａ、１１６ｂの配置は上記例に限定されない。負荷１１６ａを負荷領域Ａ又は負荷領域Ｂに設け、負荷１１６ｂを負荷領域Ｄ又は負荷領域Ｃに設けられればよい。
In FIG. 40B, the switch SW101 of the
（他の実施形態）
この明細書及び図面等における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品及び／又は要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品及び／又は要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品及び／又は要素の置き換え、又は組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。
(Other embodiments)
The disclosure in this specification and the drawings is not limited to the illustrated embodiments. The disclosure encompasses the illustrated embodiments and variations on them based on them. For example, the disclosure is not limited to the combination of parts and/or elements shown in the embodiments. The disclosure can be implemented in various combinations. The disclosure may have additional parts that may be added to the embodiments. The disclosure includes omissions of parts and/or elements of the embodiments. The disclosure includes replacements or combinations of parts and/or elements between one embodiment and another. The disclosed technical scope is not limited to the description of the embodiments. It is to be understood that some technical scopes disclosed are shown by the description of the claims, and further include meanings equivalent to the description of the claims and all modifications within the scope.
明細書及び図面等における開示は、請求の範囲の記載によって限定されない。明細書及び図面等における開示は、請求の範囲に記載された技術的思想を包含し、さらに請求の範囲に記載された技術的思想より多様で広範な技術的思想に及んでいる。よって、請求の範囲の記載に拘束されることなく、明細書及び図面等の開示から、多様な技術的思想を抽出することができる。 The disclosure in the specification and drawings is not limited by the scope of the claims. The disclosure in the specification, drawings, and the like includes the technical ideas described in the claims, and further extends to various and broader technical ideas than the technical ideas described in the claims. Therefore, various technical ideas can be extracted from the disclosure of the specification and drawings without being bound by the description of the claims.
図４１に示すように、ノーマリオフ型の半導体素子とノーマリオン型の半導体素子を組み合わせてスイッチＳＷ１００を構成してもよい。通電制御装置１１３ａ、１１３ｂにおいて、ＭＯＳＦＥＴ１４１ａ、１４２ｂがノーマリオン型とされ、ＭＯＳＦＥＴ１４１ｂ、１４２ａがノーマリオフ型とされている。たとえばバス１１４ｃで地絡が発生し、スイッチＳＷ１０２ａのＭＯＳＦＥＴ１４２ａがオン故障（ショート故障）していても、スイッチＳＷ１０２ａのＭＯＳＦＥＴ１４２ｂにて遮断することができる。よって、第１電源側（たとえば電源１１１）から負荷１１６ａ、１１７に電力を供給することができる。通電制御装置１３及び電源システム１０にも適用できる。
As shown in FIG. 41, the switch SW100 may be configured by combining a normally-off type semiconductor element and a normally-on type semiconductor element. In the
コントローラ５０、１５０がＡＳＩＣを用いて実現される例を示した。このコントローラ５０、１５０の内部で地絡が生じると、コントローラ５０、１５０の電源が失陥する。図４２に示す例では、コントローラ１５０へ電源を供給する経路１３５上に、電流を検出するためのシャント抵抗１６１が設けられている。そして、コントローラ１５０が、シャント抵抗１６１の両端電圧に基づいて、過電流、すなわち地絡を検出できるように構成されている。コントローラ１５０と外部グランドとをつなぐ経路には、スイッチ１９０が設けられている。コントローラ１５０は地絡を検出すると、スイッチ１９０を強制的に遮断（オフ状態）にする。これにより、地絡による過電流が流れるのを即座に遮断することができる。なお、コントローラ１５０は、地絡を検出すると、ＥＣＵ１０５へダイアグ信号を出力してもよい。コントローラ５０についても適用できる。
The example in which the
コントローラ１５０が、端子１２１、１２２の電圧を検出する例を示した。これら端子電圧が両方落ち込むと、図４２に示したように、コントローラ１５０に電源が供給されなくなる。瞬断状態となり、たとえばコントローラ１５０が内蔵するコンデンサの電荷のみで異常検出及び遮断をしなければならない。そこで、端子電圧に応じて、監視時間Ｔｆを切り替えるようにしてもよい。以下では、端子１２１の電圧をＢ１、端子１２２の電圧をＢ２と示す。
The example in which the
図４３（ａ）示すように、端子電圧Ｂ１、Ｂ２のいずれか一方が異常の場合、監視時間Ｔｆとして４０μｓを設定する。一方、図４３（ｂ）示すように、端子電圧Ｂ１、Ｂ２が両方とも異常の場合、監視時間Ｔｆとして４μｓを設定する。このように、端子電圧Ｂ１、Ｂ２が両方とも落ち込むと、過電流確定までの監視時間（フィルタ時間）を短くするため、コンデンサの電荷で対応することができる。なお、図４３では、遮断処理とともに警報（外部への通知）も行う例を示したが、遮断処理のみを実行としてもよい。 As shown in FIG. 43A, when one of the terminal voltages B1 and B2 is abnormal, 40 μs is set as the monitoring time Tf. On the other hand, as shown in FIG. 43(b), when both the terminal voltages B1 and B2 are abnormal, 4 μs is set as the monitoring time Tf. In this way, when both the terminal voltages B1 and B2 drop, the monitoring time (filtering time) until the overcurrent is determined is shortened, so that the charge of the capacitor can be used. Note that FIG. 43 shows an example in which an alarm (notification to the outside) is given together with the shutoff process, but only the shutoff process may be executed.
５…ＥＣＵ、１０…電源システム、１１…第１電源、１２…第２電源、１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ…通電制御装置、１４、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ、１４ｆ、１４ｇ、１４ｈ、…バス、１５…発電機、１６ａ、１６ｂ、１７、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ…負荷、２１…第１端子、２２…第２端子、３０、３１、３２…経路、４０、４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ…ＭＯＳＦＥＴ、４１ａｓ、４１ｂｓ…センスＭＯＳ、５０…コントローラ、６０…シャント抵抗、７０…半導体チップ、７０ｄ…ドレイン領域、７０ｇ、７０ｇ１、７０ｇ２…ゲート電極、７０ｓ…ソース領域、７１ａ、７１ｂ…ゲート配線、７２…半導体パッケージ、８０、８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ、８０ｅ、８０ｆ、８０ｇ、８１ａ、８１ｂ、８２…制御ユニット、ＳＷ、ＳＷ１、ＳＷ２…スイッチ 5... ECU, 10... Power supply system, 11... First power supply, 12... Second power supply, 13, 13a, 13b, 13c... Energization control device, 14, 14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g, 14h ,... Bus, 15... Generator, 16a, 16b, 17, 17a, 17b, 17c... Load, 21... First terminal, 22... Second terminal, 30, 31, 32... Path, 40, 41a, 41b, 42a , 42b... MOSFET, 41as, 41bs... Sense MOS, 50... Controller, 60... Shunt resistor, 70... Semiconductor chip, 70d... Drain region, 70g, 70g1, 70g2... Gate electrode, 70s... Source region, 71a, 71b... Gate Wiring, 72... Semiconductor package, 80, 80a, 80b, 80c, 80d, 80e, 80f, 80g, 81a, 81b, 82... Control unit, SW, SW1, SW2... Switch
Claims (7)
前記第１端子と前記第２端子との間で、並列に設けられた複数のスイッチ（４０）と、
前記複数のスイッチの駆動を制御する制御部（５０、Ｓ１１、Ｓ１４、Ｓ１６、Ｓ１９、Ｓ２０）と、
前記スイッチにオン故障が生じているか否かを判定する判定部（５０、Ｓ１０、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１５、Ｓ１７、Ｓ１８）と、
を備え、
前記制御部は、前記第１端子と前記第２端子との通電期間において、前記複数のスイッチの一部である第１スイッチのオン状態を保持し、残りの前記スイッチである第２スイッチの抵抗値がオン状態よりも高くなるように故障検出制御に一時的に切り替え、前記判定部は、前記抵抗値の変化にともなう物理量の変化に基づいて、前記第２スイッチに前記オン故障が生じているか否かを判定する通電制御装置。 A first terminal (21) and a second terminal (22) connected to the outside,
A plurality of switches (40) provided in parallel between the first terminal and the second terminal,
A control unit (50, S11, S14, S16, S19, S20) for controlling the driving of the plurality of switches;
A determination unit (50, S10, S12, S13, S15, S17, S18) for determining whether or not the switch has an ON failure;
Equipped with
The control unit holds the ON state of the first switch, which is a part of the plurality of switches, during the energization period of the first terminal and the second terminal, and the resistance of the second switch that is the remaining switch. The value is temporarily switched to the failure detection control so that the value becomes higher than the ON state, and the determination unit determines whether the ON failure has occurred in the second switch based on the change in the physical quantity accompanying the change in the resistance value. An energization control device that determines whether or not.
前記第２端子は、前記第１電源とは別の第２電源側のライン（１４ｂ）に接続される請求項１に記載の通電制御装置。 The first terminal is connected to the line (14a) on the first power supply side,
The energization control device according to claim 1, wherein the second terminal is connected to a line (14b) on a second power source side different from the first power source.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018243417A JP2020108219A (en) | 2018-12-26 | 2018-12-26 | Energization control device |
| PCT/JP2019/048217 WO2020137506A1 (en) | 2018-12-26 | 2019-12-10 | Energizing control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018243417A JP2020108219A (en) | 2018-12-26 | 2018-12-26 | Energization control device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2020108219A true JP2020108219A (en) | 2020-07-09 |
Family
ID=71127233
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018243417A Pending JP2020108219A (en) | 2018-12-26 | 2018-12-26 | Energization control device |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2020108219A (en) |
| WO (1) | WO2020137506A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11766952B2 (en) | 2021-09-24 | 2023-09-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Power supply circuit, power supply method, and storage medium |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3944499A1 (en) * | 2020-07-23 | 2022-01-26 | HIDRIA d.o.o. | Pre-heater relay |
| WO2023012987A1 (en) * | 2021-08-05 | 2023-02-09 | 日立Astemo株式会社 | Semiconductor device and integrated circuit |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016165032A (en) * | 2015-03-06 | 2016-09-08 | Ｎｅｃエンジニアリング株式会社 | Semiconductor switch |
| JP6669097B2 (en) * | 2017-02-14 | 2020-03-18 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | Power supply control device |
-
2018
- 2018-12-26 JP JP2018243417A patent/JP2020108219A/en active Pending
-
2019
- 2019-12-10 WO PCT/JP2019/048217 patent/WO2020137506A1/en active Application Filing
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11766952B2 (en) | 2021-09-24 | 2023-09-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Power supply circuit, power supply method, and storage medium |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2020137506A1 (en) | 2020-07-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2763260B1 (en) | Matrix-based power distribution architecture | |
| US9802562B2 (en) | Automotive power unit | |
| WO2020137507A1 (en) | Conduction control device and power supply system | |
| WO2020137506A1 (en) | Energizing control device | |
| US10601215B2 (en) | On-vehicle power source switch apparatus and control apparatus | |
| JP6451708B2 (en) | In-vehicle backup device | |
| US10838474B2 (en) | Electric power supply system | |
| WO2018163751A1 (en) | In-vehicle power supply unit control device and in-vehicle power supply device | |
| CN111469783B (en) | Power supply device | |
| JP2017183764A (en) | Power supply shut-off device | |
| JP2018006252A (en) | Relay device | |
| CN109075597A (en) | Relay-set and power supply device | |
| JP2019195249A (en) | Vehicle power supply system | |
| JP2016213965A (en) | Power supply device | |
| JP2018093694A (en) | Power supply circuit device | |
| JP2017202793A (en) | Relay device | |
| CN110248848B (en) | Circuit arrangement for performing a comparison | |
| JP2017079576A (en) | On-vehicle power supply device | |
| WO2013088996A1 (en) | In-vehicle electronic control device | |
| US20150064587A1 (en) | Apparatus and method for controlling fuel cell system using sub-power conditioning system | |
| CN113492779A (en) | Method for configuring an onboard power supply system | |
| US20240230789A1 (en) | Ground fault detection device | |
| JP7226273B2 (en) | Abnormality determination device | |
| US20240183911A1 (en) | Anomaly detection apparatus and anomaly detection method | |
| US20240186822A1 (en) | Power Supply Control Device |