JP2021180573A - 給電制御装置、溶断方法及びコンピュータプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
最初に本開示の実施態様を列挙して説明する。以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
従って、第1FET又は第2FETの下流側の一端の電圧に基づいて、溶断素子が溶断されているかを判定することができる。
本開示の実施形態に係る給電制御装置の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
<電源システムの構成>
図1は、実施形態1における電源システム1の要部構成を示すブロック図である。電源システム1は、車両に搭載されており、給電制御装置10、直流電源11及び2つの負荷E1,E2を備える。直流電源11は、例えばバッテリである。給電制御装置10は、直流電源11の正極と、負荷E1,E2の一端とに接続されている。直流電源11の負極と、負荷E1,E2の他端とは接地されている。
負荷Ekは電気機器である。負荷Ekに電力が供給された場合、負荷Ekは作動する。負荷Ekへの給電が停止した場合、負荷Ekは動作を停止する。負荷Ekは、車両の運転に支障を与えないヘッドライト、室内灯又はオーディオ機器等の電気機器であることが好ましい。
以上のように、給電制御装置10は、負荷E1,E2への給電を制御する。
給電制御装置10は、接続回路2、2つのNチャネル型のFET31,32、マイクロコンピュータ(以下、マイコンという)4、2つの電圧検出部B1,B2、2つの駆動回路D1,D2及び2つの溶断素子F1,F2を有する。これらは、共通の基板上に設置されていてもよい。
図2は接続回路2の回路図である。接続回路2は、リレー21,22、抵抗R1,R2及びトランジスタT1,T2を有する。リレー21は、COM端子21a、NC端子21b、NO端子21c、棒状の導体21d及びコイル21eを有する。リレー22は、COM端子22a、NC端子22b、NO端子22c、棒状の導体22d及びコイル22eを有する。リレー2kに関して、COM端子2kaに、導体2kdの端部が接続されている。導体2kdは、COM端子2kaを基点として、回転することが可能である。前述したように、kは2以下の任意の自然数である。
図3はマイコン4の要部構成を示すブロック図である。マイコン4は、切替え部40、入力部41、記憶部42、制御部43、2つの出力部G1,G2及び2つのA/D変換部M1,M2を有する。これらは内部バス44に接続されている。切替え部40は、更に、接続回路2のトランジスタT1,T2のベースに各別に接続されている。出力部Gkは、更に、駆動回路Dkに接続されている。前述したように、kは2以下の任意の自然数である。A/D変換部Mkは、更に、電圧検出部Bkに接続されている。
なお、トランジスタT1,T2それぞれはスイッチとして機能すればよい。このため、トランジスタT1,T2それぞれは、NPN型のバイポーラトランジスタに限定されず、例えば、Nチャネル型のFETであってもよい。
入力部41には、作動信号及び停止信号が入力される。入力部41に作動信号又は停止信号が入力された場合、入力部41は、入力された信号を制御部43に通知する。
図4は負荷Eiの給電制御処理の手順を示すフローチャートである。ここで、iは、2以下の任意の自然数である。従って、自然数iは、1,2中のいずれであってもよい。自然数iとは異なる2以下の自然数をjで表す。自然数iが1である場合、自然数jは2である。自然数iが2である場合、自然数jは1である。
図5は溶断素子Fiの溶断処理の手順を示すフローチャートである。制御部43は、溶断素子Fi,FjそれぞれがFET3i,3jに接続されており、かつ、FET3iのオフへの切替えが指示されている状態で溶断素子Fiの溶断処理を実行する。前述したように、自然数iが1である場合、自然数jは2である。自然数iが2である場合、自然数jは1である。
制御部43が出力部GiにFET3iのオフへの切替えを指示しているにも関わらず、FET3iを介して電流が流れている場合、切替え部40は、溶断素子FiにFET3i,3jを接続し、FET3jをオンに切替える。結果、溶断素子Fiを介して流れる電流が基準電流以上の電流に上昇し、溶断素子Fiは溶断される。溶断素子Fiが溶断された後、切替え部40は、溶断素子Fjの接続先をFET3jに戻す。これにより、再び、溶断素子Fj及びFET3jを介して、負荷Ejに電力を供給することができる。
実施形態1では、給電制御装置10が有するFETの数は2である。しかしながら、給電制御装置10が有するFETの数は、3以上であってもよい。
以下では、実施形態2について、実施形態1と異なる点を説明する。後述する構成を除く他の構成は実施形態1と共通している。このため、実施形態1と共通する構成部には、実施形態1と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
図6は、実施形態2における電源システム1の要部構成を示すブロック図である。電源システム1は、2個の負荷E1,E2の代わりに、n個の負荷E1,E2,・・・,Enを備える。ここで、nは3以上の整数である。実施形態2において、自然数kは、n以下である任意の自然数を表す。自然数kは、1,2,・・・,n中のいずれであってもよい。
以上のように、給電制御装置10は、負荷E1,E2,・・・,Enへの給電を制御する
実施形態2における給電制御装置10を、実施形態1における給電制御装置10と比較した場合、給電制御装置10が有するFET、電圧検出部及び駆動回路それぞれの数が異なる。実施形態2においては、給電制御装置10は、2つのNチャネル型のFET31,32の代わりに、n個のNチャネル型のFET31,32,・・・,3nを有する。給電制御装置10は、2つの電圧検出部B1,B2の代わりに、n個の電圧検出部B1,B2,・・・,Bnを有する。給電制御装置10は、2つの駆動回路D1,D2の代わりに、n個の駆動回路D1,D2,・・・,Dnを有する。給電制御装置10は、2つの溶断素子F1,F2の代わりに、n個の溶断素子F1,F2,・・・,Fnを有する。
接続回路2は、溶断素子Fkを、n個のFET31,32,・・・,3n中の少なくとも1つに接続する。通常、接続回路2は、溶断素子F1,F2,・・・,FnそれぞれをFET31,32,・・・,3nに接続している。溶断素子Fkの接続先はマイコン4によって切替えられる。溶断素子Fkの接続先を切替えることは、FET3kの接続先を切替えることに相当する。
図7はマイコン4の要部構成を示すブロック図である。実施形態2におけるマイコン4を実施形態1におけるマイコン4と比較した場合、出力部及びA/D変換部それぞれの数が異なる。実施形態2においては、マイコン4は、2つの出力部G1,G2の代わりに、n個の出力部G1,G2,・・・,Gnを有する。マイコン4は、2つのA/D変換部M1,M2の代わりに、n個のA/D変換部M1,M2,・・・,Mnを有する。
接続回路2は図示しない複数のスイッチを有する。切替え部40は、接続回路2が有する複数のスイッチを各別にオン又はオフに切替えることによって、溶断素子Fkの下流側の一端の接続先を切替える。
出力部Gk及びA/D変換部Mkそれぞれは、実施形態1と同様に作用する。
実施形態2においては、自然数iは、n以下の任意の自然数を表す。自然数iは、1,2,・・・,n中のいずれであってもよい。前述したように、nは3以上の整数である。制御部43は、溶断素子F1,F2,・・・,Fnそれぞれが、FET31,32,・・・,3nに接続されている状態で負荷Eiの給電制御処理を実施形態1と同様に実行する。
図8は溶断素子Fiの溶断処理の手順を示すフローチャートである。制御部43は、溶断素子F1,F2,・・・,FnそれぞれがFET31,32,・・・,3nに接続されており、かつ、FET3iのオフへの切替えが指示されている状態で溶断素子Fiの溶断処理を実行する。
溶断素子Fiを溶断する場合、FET3iとは異なる(n−1)個のFETの中でオフであるオフFETを溶断素子Fiに接続し、オフFETをオンに切替える。従って、FET3iを介して電流が流れていると判定した時点においてFET3iとは異なる全てのFETがオンでない限り、作動中の負荷への給電が途切れることはない。
実施形態2における給電制御装置10は、実施形態1における給電制御装置10が奏する効果を同様に奏する。
実施形態1,2において、オン故障が発生しているFETについて、オンへの切替えが指示されている場合の電流がオフへの切替えが指示されている場合の電流よりも大きい可能性がある。このため、実施形態1,2における溶断処理において、制御部43は、FET3iのオフへの切替えを出力部Giに指示しているにも関わらず、FET3iを介して電流が流れていると判定した場合、FET3iのオンへの切替えを出力部Giに指示してもよい。これにより、溶断素子Fiを確実に溶断することができる。
2 接続回路
4 マイコン
10 給電制御装置
11 直流電源
21,22 リレー
21a,22a COM端子
21b,22b NC端子
21c,22c NO端子
21d,22d 導体
21e,22e コイル
31,32,・・・,3n FET(第1FET、第2FET)
40 切替え部
41 入力部
42 記憶部
43 制御部(処理部)
44 内部バス
A 記憶媒体
B1,B2,・・・,Bn 電圧検出部
D1,D2,・・・,Dn 駆動回路
E1,E2,・・・,En 負荷
F1,F2,・・・,Fn 溶断素子(第2の溶断素子)
G1,G2,・・・,Gn 出力部
M1,M2,・・・,Mn A/D変換部
P コンピュータプログラム
R1,R2,・・・,Rn 抵抗
T1,T2 トランジスタ
Claims (8)
- 第1負荷及び第2負荷それぞれに接続されている第1FET及び第2FETを各別にオン又はオフに切替えることによって給電を制御する給電制御装置であって、
所定電流以上の電流が流れた場合に溶断される溶断素子と、
前記溶断素子の下流側の一端の接続先を切替える切替え部と、
処理を実行する処理部と
を備え、
前記処理部は、
前記溶断素子の接続先が前記第1FETである状態で、前記第1FETのオフへの切替えを指示し、
前記第1FETのオフへの切替えを指示した後、前記第1FETを介して電流が流れているか否かを判定し、
前記第1FETを介して電流が流れていると判定した場合に、前記切替え部に指示して、前記溶断素子の接続先を前記第1FET及び第2FETに切替えさせ、
前記第2FETのオンへの切替えを指示する
給電制御装置。 - 第2の所定電流以上の電流が流れた場合に溶断される第2の溶断素子を備え、
前記切替え部は、前記溶断素子及び第2の溶断素子の下流側の一端の接続先を各別に切替え、
前記処理部は、前記溶断素子及び第2の溶断素子それぞれの接続先が前記第1FET及び第2FETである状態で、前記第1FETのオフへの切替えを指示する
請求項1に記載の給電制御装置。 - 前記処理部は、
前記切替え部に指示して、前記溶断素子の接続先を、前記第1FET及び第2FETに切替えさせた後、前記溶断素子が溶断されたか否かを判定し、
前記溶断素子が溶断されたと判定した場合、前記切替え部に指示して、前記第2の溶断素子の接続先を前記第2FETに切替えさせる
請求項2に記載の給電制御装置。 - 前記第1FETを介して流れる電流の第1電流経路にて、前記第1FETの下流側に前記第1負荷が配置されており、
前記第2FETを介して流れる電流の第2電流経路にて、前記第2FETの下流側に前記第2負荷が配置されており、
前記処理部は、前記切替え部に指示して、前記溶断素子の接続先を、前記第1FET及び第2FETに切替えさせた後、前記第1FET又は前記第2FETの下流側の一端の電圧に基づいて、前記溶断素子が溶断されたか否かを判定する
請求項3に記載の給電制御装置。 - 前記第1FETを介して流れる電流の電流経路にて、前記第1FETの下流側に前記第1負荷が配置されており、
前記処理部は、前記第1FETのオフへの切替えを指示した後、前記第1FETの下流側の一端の電圧に基づいて、前記第1FETを介して電流が流れているか否かを判定する
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の給電制御装置。 - 前記第2FETの数は2以上であり、
前記処理部は、
前記第1FETを介して電流が流れていると判定した場合に、前記切替え部に指示して、前記溶断素子の接続先を、前記第1FETと、複数の第2FETの中でオフであるオフFETとに切替えさせ、
前記溶断素子に接続されているオフFETのオンへの切替えを指示する
請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の給電制御装置。 - 所定電流以上の電流が流れた場合に溶断される溶断素子の下流側の一端の接続先が、第1負荷に接続されている第1FETである状態で、前記第1FETのオフへの切替えを指示するステップと、
前記第1FETのオフへの切替えを指示した後、前記第1FETを介して電流が流れているか否かを判定するステップと、
前記第1FETを介して電流が流れていると判定した場合、前記溶断素子の下流側の一端の接続先を切替える切替え部に指示して、前記溶断素子の接続先を、前記第1FETと、第2負荷に接続されている第2FETとに切替えさせるステップと、
前記第2FETのオンへの切替えを指示するステップと
をコンピュータが実行する溶断方法。 - 所定電流以上の電流が流れた場合に溶断される溶断素子の下流側の一端の接続先が、第1負荷に接続されている第1FETである状態で、前記第1FETのオフへの切替えを指示するステップと、
前記第1FETのオフへの切替えを指示した後、前記第1FETを介して電流が流れているか否かを判定するステップと、
前記第1FETを介して電流が流れていると判定した場合に、前記溶断素子の下流側の一端の接続先を切替える切替え部に指示して、前記溶断素子の接続先を、前記第1FETと、第2負荷に接続されている第2FETとに切替えさせるステップと、
前記第2FETのオンへの切替えを指示するステップと
をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
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