JP2023006729A - 車載装置 - Google Patents

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Abstract

Figure 2023006729000001
【課題】ヒューズの配置に関する自由度が高い車載装置を提供する。
【解決手段】ECU(車載装置)11は、ヒューズF1及び溶断検知回路20を備える。溶断検知回路20は、直流電源10の正極からヒューズF1を介して流れる電流の電流経路において、ヒューズF1の上流側及び下流側それぞれに位置する2つの接続ノード間のヒューズ電圧を監視する。溶断検知回路20は、ヒューズ電圧が電圧閾値未満である場合、基準電圧未満の電圧を出力する。溶断検知回路20は、ヒューズ電圧が電圧閾値以上である場合、基準電圧以上の電圧を出力する。
【選択図】図1

Description

本開示は車載装置に関する。
特許文献1には、ヒューズを備える車載装置が開示されている。特許文献1では、バッテリはヒューズを介して負荷に電力を供給する。
特開2003-212065号公報
特許文献1では、ヒューズの溶断を確認する方法について考慮されていない。人が目視でヒューズの溶断を確認する必要がある場合、車載装置内において、人が目視することができる場所にヒューズを配置する必要がある。このため、ヒューズを配置することができる場所が制限される。
本開示は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ヒューズの配置に関する自由度が高い車載装置を提供することにある。
本開示の一態様に係る車載装置は、ヒューズと、前記ヒューズの溶断を検知する溶断検知回路とを備え、前記溶断検知回路は、直流電源の正極から前記ヒューズを介して流れる電流の電流経路にて、前記ヒューズの上流側及び下流側それぞれに位置する2つの接続ノード間のヒューズ電圧を監視し、前記ヒューズ電圧が電圧閾値未満である場合に基準電圧未満の電圧を出力し、前記ヒューズ電圧が前記電圧閾値以上である場合に前記基準電圧以上の電圧を出力する。
上記の態様によれば、ヒューズの配置に関する自由度が高い。
実施形態1における電源システムの要部構成を示すブロック図である。 ヒューズの配置の説明図である。 ヒューズの取り付けの説明図である。 溶断検知回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。 実施形態2におけるECUの要部構成を示すブロック図である。 実施形態3における電源システムの要部構成を示すブロック図である。 接続回路の回路図である。 実施形態4における電源システムの要部構成を示すブロック図である。 実施形態5におけるECUの要部構成を示すブロック図である。 接地回路の回路図である。 実施形態6におけるECUの要部構成を示すブロック図である。 実施形態7におけるECUの要部構成を示すブロック図である。 実施形態8における電源システムの要部構成を示すブロック図である。
[本開示の実施形態の説明]
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。
(1)本開示の一態様に係る車載装置は、ヒューズと、前記ヒューズの溶断を検知する溶断検知回路とを備え、前記溶断検知回路は、直流電源の正極から前記ヒューズを介して流れる電流の電流経路にて、前記ヒューズの上流側及び下流側それぞれに位置する2つの接続ノード間のヒューズ電圧を監視し、前記ヒューズ電圧が電圧閾値未満である場合に基準電圧未満の電圧を出力し、前記ヒューズ電圧が前記電圧閾値以上である場合に前記基準電圧以上の電圧を出力する。
上記の態様にあっては、ヒューズが溶断されていない場合、ヒューズ電圧は実質的にゼロVである。ヒューズが溶断した場合、電流経路を介した電流の通流が停止する。従って、ヒューズの下流側の接続ノードが負荷又は抵抗等を介してグランド導体に接続されている場合において、ヒューズが溶断したとき、ヒューズの下流側の接続ノードの電圧が低下する。結果、ヒューズ電圧はゼロVから上昇する。電圧閾値は、例えば、ゼロV近傍の正値に設定される。この場合においては、ヒューズが溶断されたとき、溶断検知回路は、基準電圧以上の電圧を出力する。これにより、ヒューズの溶断が通知される。この構成では、人が目視でヒューズの溶断を確認する必要がないため、ヒューズの配置に関する自由度は高い。
(2)本開示の一態様に係る車載装置は、基板を備え、前記ヒューズの端子は半田によって前記基板に取り付けられている。
上記の態様にあっては、ヒューズが基板に取り付けられている。ヒューズが溶断された場合、基板が交換される。
(3)本開示の一態様に係る車載装置では、前記溶断検知回路は、前記電流経路にて前記ヒューズの上流側に位置する接続ノードから流れる電流の第2の電流経路に配置される回路スイッチと、前記第2の電流経路にて前記回路スイッチの下流側に配置される回路抵抗とを有し、前記回路スイッチは、前記ヒューズ電圧が前記電圧閾値以上の電圧に上昇した場合にオフからオンに切替わり、前記回路抵抗の上流側の一端の電圧が前記溶断検知回路から出力される。
上記の態様にあっては、ヒューズの下流側の接続ノードが負荷又は抵抗等を介してグランド導体に接続されている場合において、ヒューズが溶断されたとき、前述したように、ヒューズ電圧が電圧閾値以上の電圧に上昇する。ヒューズ電圧が電圧閾値以上の電圧に上昇した場合、回路スイッチがオフからオンに切替わる。回路スイッチがオフである場合、回路抵抗を介して電流が流れないので、溶断検知回路の出力電圧はゼロVである。回路スイッチがオフからオンに切替わった場合、回路抵抗を介して電流が流れ、溶断検知回路の出力電圧はゼロVから上昇する。基準電圧は、例えば、ゼロV近傍の正値に設定される。この場合においては、ヒューズが溶断されたとき、基準電圧以上の電圧が溶断検知回路から出力される。
(4)本開示の一態様に係る車載装置では、前記溶断検知回路は、前記第2の電流経路にて前記回路抵抗の上流側に配置される第2の回路抵抗を有し、前記回路スイッチがオンである場合、前記回路抵抗及び第2の回路抵抗は、前記電流経路にて前記ヒューズの上流側に位置する接続ノードの電圧を分圧し、前記回路抵抗及び第2の回路抵抗が分圧した電圧が前記溶断検知回路から出力される。
上記の態様にあっては、回路スイッチがオンである場合、回路抵抗及び第2の回路抵抗が分圧した電圧が溶断検知回路から出力される。従って、回路スイッチがオンである場合に溶断検知回路から出力される電圧は、回路抵抗及び第2の回路抵抗の抵抗値によって決まる。回路抵抗及び第2の回路抵抗の抵抗値を調整することによって、回路スイッチがオンである場合に溶断検知回路から出力される電圧を調整することができる。
(5)本開示の一態様に係る車載装置は、装置スイッチと、前記装置スイッチに直列に接続される装置抵抗と、処理を実行する処理部とを備え、前記装置スイッチ及び装置抵抗を含む直列回路は、前記電流経路にて、前記ヒューズの上流側に配置されている上流スイッチの両端間に接続され、前記処理部は、前記装置スイッチをオンに切替え、前記装置スイッチがオンである状態で、前記溶断検知回路から出力された電圧に基づいて前記ヒューズが溶断されたか否かを判定する。
上記の態様にあっては、処理部は、上流スイッチがオフである場合、装置スイッチをオンに切替える。処理部は、装置スイッチがオンである状態で溶断検知回路から出力された電圧に基づいて、ヒューズが溶断されたか否かを判定する。装置抵抗を介して電流が流れるため、ヒューズを介して流れる電流の電流値は抑制される。
(6)本開示の一態様に係る車載装置は、前記電流経路にて前記ヒューズの下流側に位置する接続ノードから流れる電流の第3の電流経路に配置される経路スイッチ及び経路抵抗と、処理を実行する処理部とを備え、前記処理部は、前記経路スイッチをオンに切替え、前記経路スイッチがオンである状態で、前記溶断検知回路から出力された電圧に基づいて前記ヒューズが溶断されたか否かを判定する。
上記の態様にあっては、経路スイッチがオンである場合、ヒューズの下流側の接続ノードは、経路抵抗を介してグランド導体に接続される。これにより、溶断検知回路は正常に作用する。
(7)本開示の一態様に係る車載装置では、前記電流経路にて前記ヒューズの下流側に下流スイッチが配置されており、前記電流経路にて、前記ヒューズ及び下流スイッチ間に位置する接続ノードから電流が前記第3の電流経路を介して流れる。
上記の態様にあっては、下流スイッチがオフである場合、経路スイッチをオンに切替えることによって、ヒューズの下流側の接続ノードが経路抵抗を介してグランド導体に接続される。
(8)本開示の一態様に係る車載装置は、複数のヒューズを備え、前記直流電源の正極から複数の電流それぞれは、複数のヒューズを介して流れ、前記溶断検知回路は、前記直流電源の正極から前記複数のヒューズを介して流れる複数の電流の複数の電流経路それぞれにて、前記ヒューズ電圧を監視し、全てのヒューズ電圧が前記電圧閾値未満である場合に前記基準電圧未満の電圧を出力し、前記複数のヒューズ電圧中の少なくとも1つが前記電圧閾値以上である場合に前記基準電圧以上の電圧を出力する。
上記の態様にあっては、複数のヒューズそれぞれの下流側の接続ノードが負荷又は抵抗等を介してグランド導体に接続されている場合において、複数のヒューズ中の少なくとも1つが溶断されたとき、溶断検知回路は基準電圧以上の電圧を出力する。
(9)本開示の一態様に係る車載装置では、前記複数の電流経路に含まれる一又は複数の特定経路それぞれでは、前記ヒューズの下流側に位置する接続ノードから電流が第3の電流経路を介して流れ、前記一又は複数の第3の電流経路それぞれに配置される複数の経路抵抗と、前記一又は複数の第3の電流経路の共通部分に配置される経路スイッチと、処理を実行する処理部とを備え、前記処理部は、前記経路スイッチをオンに切替え、前記経路スイッチがオンである状態で、前記溶断検知回路から出力された電圧に基づいて、前記複数のヒューズ中の少なくとも1つが溶断されたか否かを判定する。
上記の態様にあっては、経路スイッチをオンに切替えることによって、各特定経路においてヒューズの下流側に位置する接続ノードは、経路抵抗を介してグランド導体に接続される。
(10)本開示の一態様に係る車載装置において、各特定経路では、前記ヒューズの下流側に下流スイッチが配置されており、各特定経路では、前記ヒューズ及び下流スイッチ間の接続ノードから電流が前記第3の電流経路を介して流れる。
上記の態様にあっては、下流スイッチがオフである場合であっても、経路スイッチをオンに切替えることによって、各特定経路においてヒューズの下流側に位置する接続ノードは、経路抵抗を介してグランド導体に接続される。
(11)本開示の一態様に係る車載装置では、前記複数の電流経路に含まれる一又は複数の第2の特定経路それぞれでは、前記ヒューズの上流側に第2の上流スイッチが配置されており、各第2の特定経路の前記ヒューズ電圧は、前記第2の上流スイッチの上流側の接続ノードと、前記ヒューズの下流側の接続ノードとの間の電圧である。
上記の態様にあっては、ヒューズの下流側の接続ノードが負荷又は抵抗等を介してグランド導体に接続されている場合において、全ての第2の上流スイッチがオンであるとき、溶断検知回路は正常に作用する。
[本開示の実施形態の詳細]
本開示の実施形態に係る電源システムの具体例を、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。
(実施形態1)
<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Mに搭載されている。電源システム1は、直流電源10、ECU(Electronic Control Unit)11、センサ12及び負荷E1を備える。直流電源10は例えばバッテリである。負荷E1は電気機器である。ECU11は、溶断検知回路20、マイクロコンピュータ21及びヒューズF1を有する。以下では、マイクロコンピュータをマイコンと記載する。ECU11は車載装置として機能する。
直流電源10の負極は接地されている。接地はグランド導体への接続によって実現される。グランド導体は、例えば車両Mのボディである。直流電源10の正極は、ECU11のヒューズF1の一端に接続されている。ヒューズF1の他端は負荷E1の一端に接続されている。負荷E1の他端は接地されている。直流電源10の正極から、電流はヒューズF1及び負荷E1の順に流れる。これにより、負荷E1に電力が供給される。
以下では、直流電源10の正極からヒューズF1を介して流れる電流の経路を単に電流経路と記載する。電流経路において、ヒューズF1の上流側に位置する接続ノードを上流ノードと記載する。電流経路において、ヒューズF1の下流側に位置する接続ノードを下流ノードと記載する。上流ノードは直流電源10の下流側に位置する。下流ノードは負荷E1の上流側に位置する。上流ノード及び下流ノードは、溶断検知回路20に各別に接続されている。溶断検知回路20は、更にマイコン21に接続されている。マイコン21は、更に、通信線Lcと、センサ12とに接続されている。
ヒューズF1を介して電流が流れた場合、ヒューズF1は発熱する。ヒューズF1の発熱量は、ヒューズF1を介して流れる電流の電流値が大きい程、大きい。ヒューズF1について、単位時間当たりの発熱量が単位時間当たりの放熱量を超えている場合、ヒューズF1の温度が上昇する。ヒューズF1について、単位時間当たりの発熱量が単位時間当たりの放熱量未満である場合、ヒューズF1の温度が低下する。ヒューズF1の温度が一定の温度閾値以上の温度に上昇した場合、ヒューズF1は溶断される。ヒューズF1が溶断された場合、ヒューズF1を介した電流の通流が停止する。
従って、電流値が一定値以上である電流がヒューズF1を介して流れた場合、ヒューズF1は溶断される。これにより、負荷E1を介して過電流が流れることが防止される。
以下では、上流ノード及び下流ノードそれぞれの電圧を上流電圧及び下流電圧と記載する。上流電圧及び下流電圧それぞれの基準電位は接地電位である。上流ノード及び下流ノード間の電圧をヒューズ電圧と記載する。ヒューズ電圧は、上流電圧から下流電圧を減算することによって算出される。直流電源10の両端間の電圧を電源電圧と記載する。
ヒューズF1の抵抗値は十分に小さい。このため、ヒューズF1が溶断されていない場合においては、ヒューズF1を介して電流が流れているか否かに無関係に、ヒューズ電圧は実質的にゼロVである。ヒューズF1が溶断されたか否かに無関係に、ヒューズF1の上流電圧は直流電源10の電源電圧に実質的に一致する。
ヒューズF1が溶断された場合、負荷E1を介した電流の通流が停止する。負荷E1を介した電流の通流が停止した場合、負荷E1において電圧降下が生じることはない。従って、ヒューズF1が溶断された場合、ヒューズF1の下流電圧は低下する。このとき、下流電圧は実質的にゼロVである。従って、ヒューズF1が溶断された場合、ヒューズ電圧は、ゼロVから上昇する。このとき、ヒューズ電圧は実質的に電源電圧である。直流電源10の電源電圧は例えば12Vである。
溶断検知回路20は、ヒューズF1のヒューズ電圧が一定の電圧閾値未満である場合、一定の基準電圧未満の電圧をマイコン21に出力する。溶断検知回路20は、ヒューズF1のヒューズ電圧が電圧閾値以上である場合、基準電圧以上の電圧をマイコン21に出力する。
電圧閾値は、ヒューズF1が溶断されていない場合におけるヒューズ電圧を超える電圧に設定されている。更に、電圧閾値は、ヒューズF1が溶断された場合におけるヒューズ電圧以下の電圧に設定されている。
溶断検知回路20はヒューズ電圧を監視している。溶断検知回路20は、ヒューズF1のヒューズ電圧が電圧閾値未満である場合、基準電圧未満の電圧をマイコン21に出力する。溶断検知回路20は、ヒューズF1のヒューズ電圧が電圧閾値以上である場合、基準電圧以上の電圧をマイコン21に出力する。従って、ヒューズ電圧が電圧閾値以上の電圧に上昇した場合、溶断検知回路20はヒューズF1の溶断を検知する。
マイコン21は、処理を実行する図示しない処理素子と、図示しない記憶部とを有する。処理素子は例えばCPU(Central Processing Unit)である。記憶部には、コンピュータプログラムが記憶されている。マイコン21の処理素子は、コンピュータプログラムを実行することによって種々の処理を実行する。マイコン21は処理部として機能する。
マイコン21は、溶断検知回路20の出力電圧に基づいて、ヒューズF1が溶断されているか否かを判定する。マイコン21は、溶断検知回路20の出力電圧が基準電圧未満である場合、ヒューズF1は溶断されていないと判定する。マイコン21は、溶断検知回路20の出力電圧が基準電圧以上である場合、ヒューズF1は溶断されていると判定する。
マイコン21は、ヒューズF1の溶断を検知した場合、ヒューズF1の溶断を示す溶断データを、通信線Lcを介してECU11の外部に送信する。これにより、ヒューズF1の溶断が報知される。
センサ12は、車両Mに関する値を検出する。センサ12が検出する検出値は、車両Mの速度、車両Mの加速度又は車両M周辺の輝度等である。センサ12は、検出値を示すセンサデータをマイコン21に出力する。マイコン21は、センサ12から入力されたセンサデータを、通信線Lcを介して外部に送信する。マイコン21は、通信線Lcを介して、種々のデータを受信する。
マイコン21は、負荷E1の動作を示す動作信号を負荷E1に出力してもよい。この場合、マイコン21は、通信線Lcを介して受信したデータ、又は、センサ12から入力されたセンサデータに基づいて、負荷E1の動作を決定する。マイコン21は、決定した動作を示す動作信号を負荷E1に出力する。負荷E1は、マイコン21から入力された動作信号が示す動作を行う。
<ヒューズF1の配置>
図2はヒューズF1の配置の説明図である。ECU11は矩形状の基板Bを有する。基板Bの主面に、溶断検知回路20、マイコン21及びヒューズF1が配置されている。板に関して、主面は、幅が広い面であり、端面とは異なる。
<ヒューズF1の取り付け>
図3はヒューズF1の取り付けの説明図である。図3には、ヒューズF1の外観と、基板Bの断面とが示されている。ヒューズF1では、一面が開放された中空の直方体状の収容箱30内に、棒状の第1端子31及び第2端子32が収容されている。第1端子31及び第2端子32それぞれの一方の端部は、収容箱30の開放面から外側に突出している。
収容箱30内では、第1端子31及び第2端子32は図示しない溶断部によって接続されている。電流は、第1端子31、溶断部及び第2端子32の順に流れる。電流が溶断部を介して流れた場合、溶断部は発熱する。溶断部の発熱量は、溶断部を介して流れる電流値が大きい程、大きい。溶断部について、単位時間当たりの発熱量が単位時間当たりの放熱量未満である場合、溶断部の温度が低下する。溶断部の温度が前述した温度閾値以上の温度に上昇した場合、溶断部は溶断される。溶断部が溶断された場合、溶断部を介した電流の通流が停止する。ヒューズF1の溶断は溶断部の溶断である。
基板Bでは、絶縁性を有する矩形状の絶縁板40が配置されている。絶縁板40において、厚さ方向に貫通する第1貫通孔40a及び第2貫通孔40bが設けられている。絶縁板40の上側の主面では、導電性を有する第1導電パターン41及び第2導電パターン42それぞれが第1貫通孔40a及び第2貫通孔40b周辺に配置されている。
基板Bでは、第1貫通孔40aの内面は、導電性を有する第1メッキ43によって覆われている。第1メッキ43は、第1貫通孔40aの内面を覆う内面部分に加えて、第1導電パターン41の上側から絶縁板40を覆う上側部分と、下側から絶縁板40を覆う下側部分とを有する。第1メッキ43に関して、内面部分は上側部分及び下側部分それぞれに連結している。第1メッキ43は第1導電パターン41と導通している。
同様に、基板Bでは、第2貫通孔40bの内面は、導電性を有する第2メッキ44によって覆われている。第2メッキ44は、第2貫通孔40bの内面を覆う内面部分に加えて、第2導電パターン42の上側から絶縁板40を覆う上側部分と、下側から絶縁板40を覆う下側部分とを有する。第2メッキ44に関して、内面部分は上側部分及び下側部分それぞれに連結している。第2メッキ44は第2導電パターン42と導通している。
ヒューズF1の第1端子31及び第2端子32それぞれは、絶縁板40の第1貫通孔40a及び第2貫通孔40bに挿入されている。第1貫通孔40a内において、第1端子31は第1メッキ43の内側に位置する。第2貫通孔40b内において、第2端子32は第2メッキ44の内側に位置する。第1端子31は、半田Hによって第1メッキ43に取り付けられている。半田Hは導電性を有する。第1端子31は、第1メッキ43を介して第1導電パターン41に導通している。第2端子32は、半田Hによって第2メッキ44に取り付けられている。第2端子32は、第2メッキ44を介して第2導電パターン42に導通している。絶縁板40、第1メッキ43及び第2メッキ44の上側は、絶縁性を有するレジスト45によって覆われている。
第1端子31及び第2端子32それぞれは、ヒューズF1の上流側及び下流側の一端である。直流電源10の正極から、電流は、第1導電パターン41、第1端子31、溶断部、第2端子32、第2導電パターン42及び負荷E1の順に流れる。
以上のように、ヒューズF1の第1端子31及び第2端子32それぞれは、半田Hによって基板Bに取り付けられている。従って、ヒューズF1が溶断された場合、基板Bが交換される。ヒューズF1はメカニカルヒューズである。ヒューズF1の一例として、ブレードヒューズが挙げられる。この場合、第1端子31及び第2端子32それぞれは平板状をなす。ヒューズF1は、基板Bに半田Hによって取り付けることができるヒューズであれば、問題はない。このため、ヒューズF1は、チップヒューズ、温度ヒューズ又はヒュージブルリンク等であってもよい。
<溶断検知回路20の構成>
図1に示すように、溶断検知回路20は、検知スイッチ50、第1検知抵抗51、第2検知抵抗52及び第3検知抵抗53を有する。検知スイッチ50はPNP型のバイポーラトランジスタである。検知スイッチ50のエミッタは、ヒューズF1の上流ノードに接続されている。検知スイッチ50のベースは、第1検知抵抗51の一端に接続されている。第1検知抵抗51の他端はヒューズF1の下流ノードに接続されている。
検知スイッチ50のコレクタは、第2検知抵抗52の一端に接続されている。第2検知抵抗52の他端は第3検知抵抗53の一端に接続されている。第3検知抵抗53の他端は接地されている。第2検知抵抗52及び第3検知抵抗53間の接続ノードはマイコン21に接続されている。
ECU11の構成では、検知スイッチ50に関して、基準電位がベースの電位であるエミッタの電圧は、常時、ゼロV以上である。検知スイッチ50のエミッタ及びベース間の電圧が一定の検知閾値未満である場合、検知スイッチ50はオフである。検知スイッチ50がオフである場合、検知スイッチ50のエミッタ及びコレクタ間の抵抗値は十分に大きいので、検知スイッチ50のエミッタ及びコレクタを介して電流が流れることはない。
検知スイッチ50のエミッタ及びベース間の電圧が検知閾値以上である場合、検知スイッチ50はオンである。検知スイッチ50がオンである場合、検知スイッチ50のエミッタ及びコレクタ間の抵抗値は十分に小さいので、検知スイッチ50のエミッタ及びコレクタを介して電流が流れる。
検知スイッチ50がオンである場合、電流経路上の上流ノードから、電流が検知スイッチ50、第2検知抵抗52及び第3検知抵抗53の順に流れる。上流ノードから検知スイッチ50、第2検知抵抗52及び第3検知抵抗53を介して流れる電流の経路は第2の電流経路として機能する。従って、第2の電流経路に検知スイッチ50が配置されている。第2の電流経路において、第2検知抵抗52は検知スイッチ50の下流側に配置されている。第2の電流経路において、第3検知抵抗53は第2検知抵抗52の下流側に配置されている。検知スイッチ50、第2検知抵抗52及び第3検知抵抗53それぞれは、回路スイッチ、第2の回路抵抗及び回路抵抗として機能する。
第2検知抵抗52及び第3検知抵抗53間の接続ノードの電圧が、溶断検知回路20からマイコン21に出力される。第2検知抵抗52及び第3検知抵抗53間の接続ノードは、第2の電流経路において、第3検知抵抗53の上流側に位置する。第2検知抵抗52及び第3検知抵抗53間の接続ノードの電圧は、第3検知抵抗53の両端間の電圧である。
検知閾値は、例えば0.6Vであり、正の電圧である。ヒューズF1が溶断されていない場合、前述したように、ヒューズ電圧は実質的にゼロVである。このため、検知スイッチ50のエミッタ及びベース間の電圧は、実質的にゼロVであり、検知閾値未満である。ヒューズF1が溶断されていない場合、検知スイッチ50はオフである。検知スイッチ50がオフである場合、第2検知抵抗52及び第3検知抵抗53を介して電流が流れることはない。このため、ヒューズF1が溶断されていない場合、溶断検知回路20は、出力電圧として、ゼロVをマイコン21に出力する。
以下では、ヒューズF1の上流電圧をVuで表す。上流電圧Vuは、直流電源10の電源電圧である。検知スイッチ50のエミッタ及びベース間の電圧Vbe1で表す。負荷E1及び第1検知抵抗51それぞれの抵抗値をRe1及びR51で表す。ヒューズF1の下流電圧をVnで表す。ヒューズF1が溶断されている場合における下流電圧Vnは下記式で表される。数式において「・」は積を表す。
Vn=(Vu-Vbe1)・Re1/(R51+Re1)
(Vu-Vbe1)は正値である。従って、抵抗値R51が大きい程、下流電圧Vnは低い。下流電圧Vnが低い程、検知スイッチ50のエミッタ及びベース間の電圧Vbe1は高い。抵抗値R51は十分に大きい。このため、ヒューズF1が溶断された場合、検知スイッチ50において、エミッタ及びベース間の電圧Vbe1は検知閾値以上である。ヒューズF1が溶断された場合、検知スイッチ50はオンである。検知スイッチ50において、エミッタ及びベース間の電圧Vbe1が検知閾値である場合におけるヒューズ電圧が電圧閾値である。
検知スイッチ50は、ヒューズ電圧が電圧閾値未満である場合、オフである。検知スイッチ50は、ヒューズ電圧が電圧閾値以上の電圧に上昇した場合、オフからオンに切替わる。検知スイッチ50がオンである場合、第2検知抵抗52及び第3検知抵抗53は、ヒューズF1の上流電圧、即ち、直流電源10の電源電圧を分圧する。検知スイッチ50がオンである場合、第2検知抵抗52及び第3検知抵抗53が分圧した電圧が、出力電圧として、溶断検知回路20からマイコン21に出力される。基準電圧は、ゼロVを超えており、かつ、第2検知抵抗52及び第3検知抵抗53が分圧した電圧以下である。
溶断検知回路20の出力電圧は、第2検知抵抗52及び第3検知抵抗53の抵抗値によって決まる。第2検知抵抗52及び第3検知抵抗53それぞれの抵抗値をR52及びR53で表す。R53/(R52+R53)が大きい程、溶断検知回路20の出力電圧は高い。第2検知抵抗52及び第3検知抵抗53の抵抗値を調整することによって、検知スイッチ50がオンである場合における溶断検知回路20の出力電圧を調整することができる。
マイコン21に出力される電圧の許容範囲の上限値は、5V又は3.3V等である。直流電源10の電源電圧は例えば12Vである。マイコン21に出力される電圧の許容範囲の上限値はヒューズF1の上流電圧未満である。第2検知抵抗52及び第3検知抵抗53の抵抗値は、溶断検知回路20の出力電圧が許容範囲の上限値以下となる抵抗値である。
<溶断検知回路20の動作>
図4は溶断検知回路20の動作を説明するためのタイミングチャートである。図4には、ヒューズ電圧、検知スイッチ50の状態、及び、溶断検知回路20の出力電圧それぞれの推移が示されている。各推移の横軸には時間が示されている。前述したように、ヒューズF1の上流電圧はVuによって表されている。電圧閾値及び基準電圧それぞれは、Vth及びVrによって表されている。第2検知抵抗52及び第3検知抵抗53が上流電圧Vuを分圧することによって得られる分圧電圧はVdによって表されている。
ヒューズF1が溶断されていない場合、前述したように、ヒューズ電圧は、実質的にゼロVであり、電圧閾値Vth未満である。このため、検知スイッチ50はオフである。従って、溶断検知回路20は、ゼロV、即ち、基準電圧Vr未満の電圧をマイコン21に出力している。ヒューズF1が溶断された場合、前述したように、ヒューズF1の上流電圧が上流電圧Vuに維持された状態で、ヒューズF1の下流電圧は低下する。このとき、ヒューズF1の下流電圧は実質的にゼロVである。下流電圧が低下した場合、ヒューズ電圧は上昇する。このとき、ヒューズ電圧は、実質的に上流電圧Vuである。上流電圧Vuは電圧閾値Vth以上である。
従って、ヒューズF1が溶断された場合、検知スイッチ50はオフからオンに切替わる。検知スイッチ50がオンである場合、直流電源10の正極から、検知スイッチ50、第2検知抵抗52及び第3検知抵抗53が配置されている第2の電流経路を介して電流が流れる。第2検知抵抗52及び第3検知抵抗53は上流電圧Vuを分圧する。溶断検知回路20の出力電圧は、ゼロVから、基準電圧Vr以上である分圧電圧Vdに上昇する。マイコン21は、溶断検知回路20の出力電圧が基準電圧Vr以上である場合、ヒューズF1の溶断を報知する。
<ECU11の効果>
ECU11では、ヒューズF1が溶断された場合、溶断検知回路20は、基準電圧Vr以上の電圧を出力する。マイコン21はヒューズF1の溶断を報知する。従って、人が目視でヒューズF1の溶断を確認する必要がない。結果、ヒューズF1の配置、即ち、基板Bの配置に関する自由度は高い。
(実施形態2)
実施形態1では、ECU11は、直流電源10から負荷E1への給電を制御していない。しかしながら、ECU11は、直流電源10から負荷E1への給電を制御してもよい。
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については、実施形態1と共通しているため、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。
<ECU11の構成>
図5は実施形態2におけるECU11の要部構成を示すブロック図である。実施形態1,2を比較した場合、ECU11の構成が異なる。実施形態2におけるECU11は、実施形態1と同様に、溶断検知回路20、マイコン21及びヒューズF1を有する。実施形態2におけるECU11は、更に、接地回路22、給電スイッチG1及び駆動回路K1を有する。
給電スイッチG1はヒューズF1及び負荷E1間に接続されている。給電スイッチG1がオンである場合、直流電源10の正極から、電流がヒューズF1、給電スイッチG1及び負荷E1の順に流れる。これにより、負荷E1に電力が供給される。実施形態2では、直流電源10からヒューズF1を介して流れる電流の電流経路において、給電スイッチG1は、ヒューズF1の下流側に配置されている。給電スイッチG1は下流スイッチとして機能する。電流経路において、給電スイッチG1は負荷E1の上流側に位置する。実施形態2において、下流ノードはヒューズF1及び給電スイッチG1間の接続ノードである。
接地回路22は、マイコン21及び下流ノードに各別に接続されている。駆動回路K1はマイコン21に接続されている。マイコン21は、ハイレベル電圧及びローレベル電圧を駆動回路K1に出力している。マイコン21は、駆動回路K1に出力している電圧をハイレベル電圧又はローレベル電圧に切替える。
駆動回路K1は、マイコン21が駆動回路K1に出力している電圧がローレベル電圧からハイレベル電圧に切替えた場合、給電スイッチG1をオンに切替える。前述したように、給電スイッチG1がオンである場合、負荷E1を介して電流が流れ、負荷E1に電力が供給される。駆動回路K1は、マイコン21が駆動回路K1に出力している電圧をハイレベル電圧からローレベル電圧に切替えた場合、給電スイッチG1をオフに切替える。給電スイッチG1がオフに切替わった場合、負荷E1を介した電流の通流が停止する。これにより、負荷E1への給電が停止する。
マイコン21は、例えば、通信線Lcを介して受信したデータ、又は、センサ12から入力されたセンサデータに基づいて、給電スイッチG1をオン又はオフに切替えるか否かを判定する。マイコン21は、給電スイッチG1をオンに切替えると判定した場合、駆動回路K1に出力している電圧をハイレベル電圧に切替える。マイコン21は、給電スイッチG1をオフに切替えると判定した場合、駆動回路K1に出力している電圧をローレベル電圧に切替える。
接地回路22が設けられていない状態で、ヒューズF1が溶断されており、かつ、給電スイッチG1がオフであると仮定する。この場合、基準電位が接地電位である下流電圧は不安定である。このため、ヒューズ電圧が電圧閾値以上の電圧を示すか否かは不明である。
マイコン21は、ハイレベル電圧又はローレベル電圧を接地回路22に出力している。マイコン21は、接地回路22に出力している電圧をハイレベル電圧又はローレベル電圧に切替える。接地回路22は第1接地抵抗61を有する。接地回路22は、マイコン21が接地回路22に出力している電圧を、ローレベル電圧からハイレベル電圧に切替えた場合、第1接地抵抗61を介して下流ノードを接地させる。接地回路22は、マイコン21が接地回路22に出力している電圧をハイレベル電圧からローレベル電圧に切替えた場合、第1接地抵抗61を介した接地を解除する。給電スイッチG1がオフである場合においては、下流ノードが第1接地抵抗61を介して接地しているとき、溶断検知回路20は正常に作用する。
<接地回路22の構成>
接地回路22は、第1接地抵抗61に加えて、接地スイッチ60、第2接地抵抗62及び第3接地抵抗63を有する。接地スイッチ60は、NPN型のバイポーラトランジスタである。第1接地抵抗61の一端は、ヒューズF1の下流ノードに接続されている。第1接地抵抗61の他端は、接地スイッチ60のコレクタに接続されている。接地スイッチ60のエミッタは接地されている。接地スイッチ60のベース及びエミッタ間に第2接地抵抗62が接続されている。接地スイッチ60のベースは、更に、第3接地抵抗63の一端が接続されている。第3接地抵抗63の他端はマイコン21に接続されている。
接地スイッチ60に関して、ベース及びエミッタ間の電圧が一定の接地閾値未満である場合、接地スイッチ60はオフである。接地閾値は正の電圧である。接地スイッチ60がオフである場合、接地スイッチ60のコレクタ及びエミッタ間の抵抗値は十分に大きいので、接地スイッチ60のエミッタ及びコレクタを介して電流が流れることはない。接地スイッチ60に関して、ベース及びエミッタ間の電圧が接地閾値以上である場合、接地スイッチ60はオンである。接地スイッチ60がオンである場合、接地スイッチ60のコレクタ及びエミッタ間の抵抗値は十分に小さいので、接地スイッチ60のエミッタ及びコレクタを介して電流が流れる。
接地スイッチ60がオンである場合、ヒューズF1の下流ノードから、電流が第1接地抵抗61及び接地スイッチ60の順に流れる。電流経路上の下流ノードから、第1接地抵抗61及び接地スイッチ60を介して流れる電流の経路は第3の電流経路として機能する。接地スイッチ60及び第1接地抵抗61は、第3の電流経路に配置されている。接地スイッチ60及び第1接地抵抗61それぞれは経路スイッチ及び経路抵抗として機能する。接地スイッチ60がオンである場合、ヒューズF1の下流ノードは、第1接地抵抗61を介して接地される。接地スイッチ60がオンからオフに切替わった場合、第1接地抵抗61を介した下流ノードの接地が解除される。
マイコン21が出力するハイレベル電圧及びローレベル電圧それぞれの基準電位は接地電位である。マイコン21が出力するローレベル電圧はゼロVである。マイコン21が出力するハイレベル電圧は正の電圧である。
マイコン21が接地回路22に出力している電圧がローレベル電圧である場合、第2接地抵抗62を介して電流は流れない。このため、接地スイッチ60に関して、ベース及びエミッタ間の電圧は、ゼロVであり、接地閾値未満である。従って、マイコン21が接地回路22にローレベル電圧を出力している場合、接地スイッチ60はオフである。
マイコン21が接地回路22に出力している電圧がハイレベル電圧である場合、電流が、第3接地抵抗63及び第2接地抵抗62の順に流れる。このため、第2接地抵抗62において電圧降下が生じる。このとき、接地スイッチ60に関して、ベース及びエミッタ間の電圧は、ゼロVを超えている。マイコン21が接地回路22に出力している電圧がハイレベル電圧である場合、接地スイッチ60に関して、ベース及びエミッタ間の電圧は接地閾値以上であり、接地スイッチ60はオンである。以上のように、マイコン21は、接地回路22に出力している電圧をハイレベル電圧又はローレベル電圧に切替えることによって、接地スイッチ60をオン又はオフに切替える。
<マイコン21の動作>
給電スイッチG1がオンである場合、溶断検知回路20は、実施形態1と同様に正常に作用する。従って、マイコン21は、給電スイッチG1がオンである場合、接地回路22に出力している電圧をローレベル電圧に維持している状態で、溶断検知回路20の出力電圧に基づいて、ヒューズF1が溶断されているか否かを判定する。
給電スイッチG1がオフである場合、マイコン21は、接地スイッチ60をオンに切替える。マイコン21は、接地スイッチ60がオンである状態で、溶断検知回路20から出力された電圧に基づいてヒューズF1が溶断されたか否かを判定する。実施形態1と同様に、マイコン21は、溶断検知回路20の出力電圧が基準電圧以上である場合、ヒューズF1は溶断されていると判定する。マイコン21は、溶断検知回路20の出力電圧が基準電圧未満である場合、ヒューズF1は溶断されていないと判定する。
<回路設計>
実施形態1の説明で述べたように、ヒューズF1の上流電圧及び下流電圧それぞれをVu及びVnで表す。検知スイッチ50のエミッタ及びベース間の電圧Vbe1で表す。負荷E1及び第1検知抵抗51それぞれの抵抗値をRe1及びR51で表す。実施形態2では、第1接地抵抗61の抵抗値をR61で表す。接地スイッチ60がオンである場合における接地スイッチ60のコレクタ及びエミッタ間の電圧をVce2で表す。
ヒューズF1が溶断された状態で接地スイッチ60及び給電スイッチG1それぞれがオン及びオフである場合、下流電圧Vnは下記式で表される。
Vn=((Vu-Vbe1-Vce2)・R61/(R51+R61))+Vce2
(Vu-Vbe1-Vce2)は正値である。従って、抵抗値R51が大きい程、下流電圧Vnは低い。抵抗値R61が小さい程、下流電圧Vnは低い。下流電圧Vnが低い程、検知スイッチ50のエミッタ及びベース間の電圧Vbe1は高い。抵抗値R51は十分に大きい。抵抗値R61は比較的に小さい。このため、ヒューズF1が溶断された場合、検知スイッチ50において、エミッタ及びベース間の電圧Vbe1は検知閾値以上である。従って、給電スイッチG1がオフである場合においては、接地スイッチ60をオンに切替えることによって、溶断検知回路20は正常に作用する。
<ECU11の効果>
実施形態2におけるECU11は実施形態1におけるECU11が奏する効果を同様に奏する。実施形態2におけるECU11では、給電スイッチG1がオフである場合、接地スイッチ60をオンに切替える。これにより、ヒューズF1の下流ノードは、第1接地抵抗61を介して接地される。結果、溶断検知回路20は正常に作用する。
(実施形態3)
実施形態2では、電流経路に1つのスイッチ(給電スイッチG1)が配置されている。しかしながら、電流経路に配置されるスイッチの数は1に限定されない。
以下では、実施形態3について、実施形態2と異なる点を説明する。後述する構成を除く他の構成については、実施形態2と共通しているため、実施形態2と共通する構成部には実施形態2と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
<電源システム1の構成>
図6は、実施形態3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。実施形態3における電源システム1は、実施形態2における電源システム1が備える構成部を同様に備える。実施形態3における電源システム1は、更に、上流スイッチ13を備える。
上流スイッチ13は、直流電源10の正極、及び、ヒューズF1間に接続されている。上流スイッチ13及び給電スイッチG1がオンである場合、直流電源10の正極から、電流が、上流スイッチ13、ヒューズF1、給電スイッチG1及び負荷E1の順に流れる。これにより、負荷E1に電力が供給される。実施形態3では、直流電源10の正極からヒューズF1を介して流れる電流の電流経路において、上流スイッチ13はヒューズF1の上流側に配置されている。実施形態3において、上流ノードは、直流電源10及びヒューズF1間の接続ノードである。
上流スイッチ13及び給電スイッチG1中の少なくとも1つがオフである場合、電流経路を介して電流が流れない。このため、負荷E1に電力が供給されることはない。上流スイッチ13は、図示しない駆動回路によってオン又はオフに切替えられる。上流スイッチ13は、例えば、車両Mのイグニッションスイッチである。
<ECU11の構成>
実施形態3におけるECU11は、実施形態2におけるECU11が有する構成部を同様に有する。実施形態3におけるECU11は、更に、接続回路23を有する。接続回路23は、上流スイッチ13の両端に接続されている。接続回路23は、更に、マイコン21に接続されている。接続回路23は、更に、マイコン21に接続されている。
マイコン21は、接続回路23にハイレベル電圧又はローレベル電圧を出力している。マイコン21は、接続回路23に出力している電圧をハイレベル電圧又はローレベル電圧に切替える。接続回路23は、マイコン21が接続回路23に出力している電圧がローレベル電圧からハイレベル電圧に切替えた場合、上流スイッチ13の両端を、第1接続抵抗71(図7参照)を介して電気的に接続する。接続回路23は、マイコン21が接続回路23に出力している電圧をハイレベル電圧からローレベル電圧に切替えた場合、第1接続抵抗71を介した電気的な接続を遮断する。
上流スイッチ13及び給電スイッチG1がオフである場合、マイコン21は、接地回路22及び接続回路23それぞれに出力している電圧をローレベル電圧からハイレベル電圧に切替える。これにより、接地回路22は、ヒューズF1の下流ノードを、第1接地抵抗61を介して接地させる。接続回路23は、第1接続抵抗71を介して、上流スイッチ13の両端を電気的に接続する。接地回路22及び接続回路23の作用により、溶断検知回路20は正常に作用する。マイコン21は、実施形態2と同様に、溶断検知回路20の出力電圧に基づいて、ヒューズF1が溶断されているか否かを判定する。
上流スイッチ13及び給電スイッチG1それぞれがオフ及びオンである場合、マイコン21は、接続回路23に出力している電圧をローレベル電圧からハイレベル電圧に切替える。これにより、接続回路23は、第1接続抵抗71を介して、上流スイッチ13の両端を電気的に接続する。接続回路23の作用により、溶断検知回路20は正常に作用する。マイコン21は、実施形態2と同様に、溶断検知回路20の出力電圧に基づいて、ヒューズF1が溶断されているか否かを判定する。
給電スイッチG1がオンである状態で上流スイッチ13の両端が第1接続抵抗71を介して接続されている場合、電流は、直流電源10の正極から、第1接続抵抗71、ヒューズF1、給電スイッチG1及び負荷E1の順に流れる。第1接続抵抗71を介して電流が流れるため、ヒューズF1を介して負荷E1に流れる電流の電流値は抑制される。電流が、第1接続抵抗71、ヒューズF1、給電スイッチG1及び負荷E1の順に流れている場合、負荷E1に印加される電圧は、第1接続抵抗71の抵抗値が大きい程、低い。負荷E1に印加されている電圧が一定の動作電圧以上である場合、負荷E1は作動することができる。負荷E1に印加されている電圧が動作電圧未満である場合、負荷E1は動作を停止している。
給電スイッチG1がオンである状態で上流スイッチ13の両端が第1接続抵抗71を介して接続されている場合において、負荷E1に印加される電圧が動作電圧未満となるように、第1接続抵抗71の抵抗値は調整されている。従って、マイコン21は、負荷E1を作動させることなく、ヒューズF1の溶断を検知することができる。上流スイッチ13及び給電スイッチG1がオンである場合、負荷E1には直流電源10の電源電圧が印加される。電源電圧は動作電圧以上である。
<接続回路23の構成>
図7は接続回路23の回路図である。接続回路23は、第1接続抵抗71、第2接続抵抗72、第3接続抵抗73、第4接続抵抗74、第5接続抵抗75、第1接続スイッチQ1及び第2接続スイッチQ2を有する。第1接続スイッチQ1はPNP型のバイポーラトランジスタである。第2接続スイッチQ2はNPN型のバイポーラトランジスタである。
第1接続スイッチQ1のエミッタは、上流スイッチ13の上流側の一端に接続されている。第1接続スイッチQ1のコレクタは、第1接続抵抗71の一端に接続されている。第1接続抵抗71の他端は、上流スイッチ13の下流側の一端に接続されている。
以上のように、第1接続抵抗71は第1接続スイッチQ1に直列に接続されている。第1接続抵抗71及び第1接続スイッチQ1を含む直列回路は、上流スイッチ13の両端間に接続されている。第1接続抵抗71及び第1接続スイッチQ1それぞれは、装置抵抗及び装置スイッチとして機能する。
第1接続スイッチQ1のエミッタ及びベース間に第2接続抵抗72が接続されている。第1接続スイッチQ1のベースは、更に、第3接続抵抗73の一端に接続されている。第3接続抵抗73の他端は、第2接続スイッチQ2のコレクタに接続されている。第2接続スイッチQ2のエミッタは接地されている。第2接続スイッチQ2のベース及びエミッタ間に第4接続抵抗74が接続されている。第2接続スイッチQ2のベースは、更に、第5接続抵抗75の一端に接続されている。第5接続抵抗75の他端はマイコン21に接続されている。
ECU11の構成では、第1接続スイッチQ1に関して、基準電位がベースの電位であるエミッタの電圧は、常時、ゼロV以上である。第1接続スイッチQ1のエミッタ及びベース間の電圧が一定の第1接続閾値未満である場合、第1接続スイッチQ1はオフである。第1接続閾値は正値である。第1接続スイッチQ1がオフである場合、第1接続スイッチQ1のエミッタ及びコレクタ間の抵抗値は十分に大きいので、第1接続スイッチQ1のエミッタ及びコレクタを介して電流が流れることはない。
第1接続スイッチQ1のエミッタ及びベース間の電圧が第1接続閾値以上である場合、第1接続スイッチQ1はオンである。第1接続スイッチQ1がオンである場合、第1接続スイッチQ1のエミッタ及びコレクタ間の抵抗値は十分に小さいので、第1接続スイッチQ1のエミッタ及びコレクタを介して電流が流れる。
第2接続スイッチQ2に関して、ベース及びエミッタ間の電圧が一定の第2接続閾値未満である場合、第2接続スイッチQ2はオフである。第2接続閾値は正の電圧である。第2接続スイッチQ2がオフである場合、第2接続スイッチQ2のコレクタ及びエミッタ間の抵抗値は十分に大きいので、第2接続スイッチQ2のエミッタ及びコレクタを介して電流が流れることはない。第2接続スイッチQ2に関して、ベース及びエミッタ間の電圧が第2接続閾値以上である場合、第2接続スイッチQ2はオンである。第2接続スイッチQ2がオンである場合、第2接続スイッチQ2のコレクタ及びエミッタ間の抵抗値は十分に小さいので、第2接続スイッチQ2のエミッタ及びコレクタを介して電流が流れる。
マイコン21が接続回路23に出力している電圧がローレベル電圧である場合、第4接続抵抗74を介して電流は流れない。このため、第2接続スイッチQ2に関して、ベース及びエミッタ間の電圧は、ゼロVであり、第2接続閾値未満である。従って、マイコン21が接続回路23にローレベル電圧を出力している場合、第2接続スイッチQ2はオフである。
第2接続スイッチQ2がオフである場合、第2接続抵抗72を介して電流が流れない。このため、第1接続スイッチQ1に関して、ベース及びエミッタ間の電圧は、ゼロVであり、第1接続閾値未満である。従って、第2接続スイッチQ2がオフである場合、第1接続スイッチQ1はオフである。結果、マイコン21が接続回路23にローレベル電圧を出力している場合、第1接続スイッチQ1はオフである。
マイコン21が接続回路23に出力している電圧がハイレベル電圧である場合、電流が、第5接続抵抗75及び第4接続抵抗74の順に流れる。このため、第4接続抵抗74において電圧降下が生じる。このとき、第2接続スイッチQ2に関して、ベース及びエミッタ間の電圧は、ゼロVを超えている。マイコン21が接続回路23に出力している電圧がハイレベル電圧である場合、第2接続スイッチQ2に関して、ベース及びエミッタ間の電圧は第2接続閾値以上であり、第2接続スイッチQ2はオンである。
第2接続スイッチQ2がオンである場合、電流は、直流電源10の正極から、第2接続抵抗72、第3接続抵抗73及び第2接続スイッチQ2の順に流れる。このため、第2接続抵抗72において電圧降下が生じる。このとき、第1接続スイッチQ1に関して、ベース及びエミッタ間の電圧は、ゼロVを超えている。第2接続スイッチQ2がオンである場合、第1接続スイッチQ1はオンである。結果、マイコン21が接続回路23にハイレベル電圧を出力している場合、第1接続スイッチQ1はオンである。
以上のように、マイコン21は、接続回路23に出力している電圧をハイレベル電圧又はローレベル電圧に切替えることによって、第1接続スイッチQ1をオン又はオフに切替える。第1接続スイッチQ1がオフからオンに切替わった場合、上流スイッチ13の両端は、第1接続抵抗71を介して電気的に接続される。第1接続スイッチQ1がオンからオフに切替わった場合、第1接続抵抗71を介した電気的な接続が遮断される。
<マイコン21の動作>
上流スイッチ13がオンである場合、実施形態3における電源システム1の構成は実施形態2における電源システム1の構成と同様である。従って、上流スイッチ13がオンである場合、マイコン21は、実施形態2と同様の動作を行う。
上流スイッチ13がオフである場合において、給電スイッチG1がオフであるとき、マイコン21は、まず、接地回路22の接地スイッチ60をオンに切替える。マイコン21は、次に、接続回路23の第1接続スイッチQ1をオンに切替える。マイコン21は、接地スイッチ60及び第1接続スイッチQ1がオンである状態で、実施形態2と同様に、溶断検知回路20から出力された電圧に基づいてヒューズF1が溶断されたか否かを判定する。上流スイッチ13がオフである場合において、給電スイッチG1がオンであるとき、マイコン21は、接続回路23の第1接続スイッチQ1をオンに切替える。マイコン21は、第1接続スイッチQ1がオンである状態で、実施形態2と同様に、溶断検知回路20から出力された電圧に基づいてヒューズF1が溶断されたか否かを判定する。
上流スイッチ13がオフである状態で第1接続スイッチQ1がオンである場合、第1接続抵抗71の作用により、ヒューズF1の上流ノードの電圧である上流電圧は、直流電源10の電源電圧よりも低い。しかしながら、溶断検知回路20の第1検知抵抗51の抵抗値R51が十分に大きい場合においては、溶断検知回路20は、上流スイッチ13がオンであるときと同様に正常に作用する。
<ECU11の効果>
実施形態3におけるECU11は、実施形態2におけるECU11が奏する効果を同様に奏する。
<実施形態3の変形例>
実施形態3では、上流スイッチ13はECU11内に配置されてもよい。また、実施形態1と同様にヒューズF1の下流側の一端が負荷E1の一端に直接に接続されていてもよい。この場合、接地回路22及び給電スイッチG1は不要である。マイコン21は、給電スイッチG1がオンである場合と同様の動作を行う。
(実施形態4)
実施形態1において、ECU11に接続される負荷の数1である。しかしながら、ECU11に接続される負荷の数は2以上であってもよい。
以下では、実施形態4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については、実施形態1と共通しているため、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。
<電源システム1の構成>
図8は、実施形態4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、実施形態1と同様に、直流電源10、ECU11及びセンサ12を有する。電源システム1は、更に、複数の負荷E1,E2,・・・を備える。複数の負荷E1,E2,・・・は電気機器である。ECU11は、実施形態1と同様に、溶断検知回路20及びマイコン21を有する。ECU11は、更に、複数のヒューズF1,F2,・・・を有する。
以下では、任意の自然数をiで表す。自然数iは、1,2,・・・のいずれであってもよい。ヒューズFiの一端は、直流電源10の正極に接続されている。ヒューズFiの他端は負荷Eiの一端に接続されている。負荷Eiの他端は接地されている。直流電源10の正極から、電流は、ヒューズFi及び負荷Eiの順に流れる。これにより、負荷Eiに電力が供給される。従って、直流電源10の正極から複数の電流それぞれは、複数のヒューズF1,F2,・・・を介して流れる。
以下では、直流電源10の正極からヒューズFiを介して流れる電流の経路を、ヒューズFiの電流経路と記載する。直流電源10の正極からヒューズFiを介して流れる電流の経路を、ヒューズFiの電流経路と記載する。ヒューズF1,F2,・・・の電流経路において、ヒューズF1,F2,・・・の上流側部分は共通している。実施形態4では、ヒューズF1,F2,・・・の上流側に位置する共通の接続ノードを上流ノードと記載する。ヒューズFiの電流経路において、ヒューズFiの下流側に位置する接続ノードをヒューズFiの下流ノードと記載する。上流ノードは直流電源10の下流側に位置する。ヒューズFiの下流ノードは、負荷Eiの上流側に位置する。
ヒューズFiは実施形態1におけるヒューズF1と同様に作用する。従って、電流値が一定値以上である電流がヒューズFiを介して流れた場合、ヒューズFiは溶断される。これにより、負荷Eiを介して過電流が流れることが防止される。
実施形態1と同様に、基準電位を基準とした上流ノード及び下流ノードそれぞれの電圧を上流電圧及び下流電圧と記載する。上流ノードと、ヒューズFiの下流ノードとの間の電圧をヒューズFiのヒューズ電圧と記載する。ヒューズFiのヒューズ電圧は、上流電圧からヒューズFiの下流電圧を減算することによって算出される。
溶断検知回路20は、上流ノードと、ヒューズFiの下流ノードとに接続されている。溶断検知回路20は、全てのヒューズF1,F2,・・・のヒューズ電圧を監視している。ヒューズFiが溶断されていない場合、ヒューズFiのヒューズ電圧は電圧閾値未満である。溶断検知回路20は、全てのヒューズF1,F2,・・・のヒューズ電圧が電圧閾値未満である場合、基準電圧未満の電圧をマイコン21に出力する。
ヒューズFiが溶断された場合、ヒューズFiのヒューズ電圧は電圧閾値以上である。溶断検知回路20は、複数のヒューズF1,F2,・・・のヒューズ電圧中の少なくとも1つが電圧閾値以上である場合、基準電圧以上の電圧をマイコン21に出力する。従って、複数のヒューズF1,F2,・・・のヒューズ電圧中の少なくとも1つが電圧閾値以上の電圧に上昇した場合、溶断検知回路20は、複数のヒューズF1,F2,・・・中の少なくとも1つの溶断を検知する。
<複数のヒューズF1,F2,・・・の取り付け>
ヒューズFiは実施形態1におけるヒューズF1と同様に構成されている。複数のヒューズF1,F2,・・・それぞれの第1端子31及び第2端子32は、実施形態1のヒューズF1の第1端子31及び第2端子32と同様に、半田Hによって共通の基板Bに取り付けられている。従って、複数のヒューズF1,F2,・・・中の少なくとも1つが溶断された場合、基板Bが交換される。
<溶断検知回路20の構成>
実施形態4では、検知スイッチ50のエミッタは、複数のヒューズF1,F2,・・・の共通の上流ノードに接続されている。実施形態4における溶断検知回路20は、複数の第1検知抵抗51を有する。第1検知抵抗51の数は、ヒューズF1,F2,・・・の数と一致している。各第1検知抵抗51の一端は、実施形態1と同様に、検知スイッチ50のベースに接続されている。複数の第1検知抵抗51それぞれの他端は、複数のヒューズF1,F2,・・・それぞれの下流ノードに接続されている。
全てのヒューズF1,F2,・・・が溶断されていない場合、検知スイッチ50のエミッタ及びベース間の電圧は検知閾値未満である。このため、検知スイッチ50はオフである。結果、溶断検知回路20は、ゼロV、即ち、基準電圧未満の電圧をマイコン21に出力する。
複数のヒューズF1,F2,・・・中の少なくとも1つが溶断された場合、溶断されたヒューズの下流電圧は低下する。これにより、検知スイッチ50に関して、基準電位が接地電位であるベースの電圧は低下する。結果、検知スイッチ50のベース及びエミッタ間の電圧は検知閾値以上の電圧に上昇する。検知スイッチ50のベース及びエミッタ間の電圧が検知閾値以上の電圧に上昇した場合、検知スイッチ50はオンに切替わる。検知スイッチ50がオンである場合、実施形態1と同様に、溶断検知回路20は、基準電圧以上の電圧をマイコン21に出力する。
複数の第1検知抵抗51それぞれの抵抗値R51は十分に大きい。このため、複数のヒューズF1,F2,・・・のいずれが溶断された場合であっても、検知スイッチ50はオフからオンに切替わる。
マイコン21は、溶断検知回路20の出力電圧に基づいて、複数のヒューズF1,F2,・・・中の少なくとも1つが溶断されているか否かを判定する。マイコン21は、溶断検知回路20の出力電圧が基準電圧未満である場合、全てのヒューズF1,F2,・・・は溶断されていないと判定する。マイコン21は、溶断検知回路20の出力電圧が基準電圧以上である場合、複数のヒューズF1,F2,・・・中の少なくとも1つが溶断されていると判定する。
<ECU11の効果>
実施形態4におけるECU11は、実施形態1におけるECU11が奏する効果を同様に奏する。
(実施形態5)
実施形態4では、ECU11は、直流電源10から複数の負荷E1,E2,・・・への給電を制御していない。しかしながら、ECU11は、直流電源10から複数の負荷E1,E2,・・・への給電を制御してもよい。
以下では、実施形態5について、実施形態4と異なる点を説明する。後述する構成を除く他の構成については、実施形態4と共通しているため、実施形態4と共通する構成部には実施形態4と同一の参照符号を付してその説明を省略する。また、実施形態2と共通する構成部には実施形態2と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
<ECU11の構成>
図9は実施形態5におけるECU11の要部構成を示すブロック図である。実施形態4,5を比較した場合、ECU11の構成が異なる。実施形態5におけるECU11は、実施形態4と同様に、溶断検知回路20、マイコン21及び複数のヒューズF1,F2,・・・を有する。実施形態5におけるECU11は、更に、接地回路22、複数の給電スイッチG1,G2,・・・及び複数の駆動回路K1,K2,・・・を有する。
接地回路22、給電スイッチGi及び駆動回路Kiそれぞれは実施形態2と同様に作用する。実施形態4の説明で述べたように、iは任意の自然数である。給電スイッチGiはヒューズFi及び負荷Ei間に接続されている。給電スイッチGiがオンである場合、直流電源10の正極から、電流がヒューズFi、給電スイッチGi及び負荷Eiの順に流れる。これにより、負荷Eiに電力が供給される。実施形態5では、ヒューズFiの電流経路において、給電スイッチGiは、ヒューズFiの下流側に配置されている。給電スイッチGiは下流スイッチとして機能する。ヒューズFiの電流経路において、給電スイッチGiは負荷Eiの上流側に配置されている。実施形態5において、ヒューズFiの下流ノードはヒューズFi及び給電スイッチGi間の接続ノードである。
接地回路22は、マイコン21と、複数のヒューズF1,F2,・・の下流ノードとに各別に接続されている。駆動回路Kiはマイコン21に接続されている。マイコン21は、ハイレベル電圧及びローレベル電圧を駆動回路Kiに出力している。マイコン21は、駆動回路Kiに出力している電圧をハイレベル電圧又はローレベル電圧に切替える。駆動回路Kiは、マイコン21から入力されている電圧に応じて、実施形態2の駆動回路K1と同様に、給電スイッチGiをオン又はオフに切替える。
マイコン21は、駆動回路Kiに出力している電圧をハイレベル電圧又はローレベル電圧に切替えることによって、給電スイッチGiをオン又はオフに切替える。マイコン21は、例えば、通信線Lcを介して受信したデータ、又は、センサ12から入力されたセンサデータに基づいて、給電スイッチGiをオン又はオフに切替えるか否かを判定する。マイコン21は、判定結果に従って、給電スイッチGiをオン又はオフに切替える。
マイコン21は、ハイレベル電圧又はローレベル電圧を接地回路22に出力している。マイコン21は、接地回路22に出力している電圧をハイレベル電圧又はローレベル電圧に切替える。接地回路22は、マイコン21が接地回路22に出力している電圧を、ローレベル電圧からハイレベル電圧に切替えた場合、ヒューズF1,F2,・・・それぞれの下流ノードを、第1接地抵抗61を介して接地させる。接地回路22は、マイコン21が接地回路22に出力している電圧をハイレベル電圧からローレベル電圧に切替えた場合、第1接地抵抗61を介した全ての接地を解除する。
接地回路22が設けられていない場合において、複数の給電スイッチG1,G2,・・・中の少なくとも1つがオフであるとき、溶断検知回路20が正常に作用しない可能性がある。実施形態5におけるECU11では、複数の給電スイッチG1,G2,・・・中の少なくとも1つがオフである場合、マイコン21は、接地回路22に出力している電圧をハイレベル電圧に切替える。これにより、接地回路22は、ヒューズF1,F2,・・・それぞれの下流ノードを、第1接地抵抗61を介して接地させる。結果、溶断検知回路20は正常に作用する。
<接地回路22の構成>
図10は接地回路22の回路図である。接地回路22は、実施形態2と同様に、接地スイッチ60、第2接地抵抗62及び第3接地抵抗63を有する。これらは、実施形態2と同様に接続されている。実施形態5における接地回路22は、更に、複数の第1接地抵抗61を有する。複数の第1接地抵抗61それぞれの一端は、ヒューズF1,F2,・・・の下流ノードに接続されている。各第1接地抵抗61の他端は接地スイッチ60のコレクタに接続されている。
マイコン21は、実施形態2と同様に、接地回路22に出力している電圧をハイレベル電圧又はローレベル電圧に切替えることによって、接地スイッチ60をオン又はオフに切替える。マイコン21が接地スイッチ60をオンに切替えた場合、ヒューズF1,F2,・・・の下流ノードそれぞれは、第1接地抵抗61を介して接地される。
接地スイッチ60がオンである場合、ヒューズFiの下流ノードから、電流が第1接地抵抗61及び接地スイッチ60の順に流れる。ヒューズFiの電流経路上の下流ノードから、第1接地抵抗61及び接地スイッチ60を介して流れる電流の経路は第3の電流経路として機能する。複数の第1接地抵抗61それぞれは、複数の第3の電流経路に配置されている。接地スイッチ60は、複数の第3の電流経路の共通部分に配置されている。実施形態5においては、複数のヒューズF1,F2,・・・それぞれの電流経路が特定経路として機能する。
<マイコン21の動作>
全ての給電スイッチG1,G2,・・・がオンである場合、溶断検知回路20は、実施形態4と同様に正常に作用する。従って、マイコン21は、全ての給電スイッチG1,G2,・・・がオンである場合、接地回路22に出力している電圧をローレベル電圧に維持している状態で、溶断検知回路20の出力電圧に基づいて、実施形態4と同様に、複数のヒューズF1,F2,・・・中の少なくとも1つが溶断されているか否かを判定する。
複数の給電スイッチG1,G2,・・・中の少なくとも1つがオフである場合、マイコン21は、接地スイッチ60をオンに切替える。マイコン21は、接地スイッチ60がオンである状態で、溶断検知回路20から出力された電圧に基づいて、実施形態4と同様に、複数のヒューズF1,F2,・・・中の少なくとも1つが溶断されたか否かを判定する。
実施形態2と同様に、溶断検知回路20の各第1検知抵抗51の抵抗値R51は十分に大きい。接地回路22の各第1接地抵抗61の抵抗値R61は比較的に小さい。従って、複数の給電スイッチG1,G2,・・・中の少なくとも1つがオフである場合において、マイコン21は、接地スイッチ60をオンに切替えたとき、溶断検知回路20は正常に作用する。
<ECU11の効果>
実施形態5におけるECU11は実施形態4におけるECU11が奏する効果を同様に奏する。実施形態5におけるECU11では、複数の給電スイッチG1,G2,・・・中の少なくとも1つがオフである場合、接地スイッチ60をオンに切替える。これにより、全てのヒューズF1,F2,・・・それぞれの下流ノードは、第1接地抵抗61を介して接地される。結果、溶断検知回路20は正常に作用する。
(実施形態6)
実施形態5では、ECU11は、全ての負荷E1,E2,・・・への給電を制御している。しかしながら、給電を制御される負荷は、負荷E1,E2,・・・の一部であってもよい。
以下では、実施形態6について、実施形態5と異なる点を説明する。後述する構成を除く他の構成については、実施形態5と共通しているため、実施形態5と共通する構成部には実施形態5と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
<ECU11の構成>
図11は、実施形態6におけるECU11の要部構成を示すブロック図である。実施形態6におけるECU11では、ヒューズF1,F2,・・・の電流経路中の少なくとも1つにおいて、給電スイッチが配置されていない。図11の例では、ヒューズF2の電流経路において、給電スイッチG2が配置されていない。給電スイッチが配置されていない電流経路では、ヒューズが負荷に直接に接続されている。ヒューズF1,F2,・・・の電流経路の中で、給電スイッチが設けられている電流経路は特定経路に相当する。
接地回路22が有する第1接地抵抗61の数は特定経路の数に一致している。一又は複数の第1接地抵抗61それぞれの一端は、一又は複数の特定経路におけるヒューズの下流ノードに接続されている。
接地スイッチ60がオンである場合、各特定経路のヒューズの下流ノードから、電流が第1接地抵抗61及び接地スイッチ60の順に流れる。各特定経路のヒューズの電流経路上の下流ノードから、第1接地抵抗61及び接地スイッチ60を介して流れる電流の経路は第3の電流経路として機能する。接地スイッチ60は、一又は複数の第3の電流経路の共通部分に配置されている。接地スイッチ60がオンである場合、一又は複数の特定経路それぞれのヒューズの下流ノードは、接地スイッチ60を介して接地される。
<マイコン21の動作>
全ての給電スイッチがオンである場合、溶断検知回路20は、実施形態5と同様に正常に作用する。従って、マイコン21は、全ての給電スイッチがオンである場合、接地回路22に出力している電圧をローレベル電圧に維持している状態で、溶断検知回路20の出力電圧に基づいて、複数のヒューズF1,F2,・・・中の少なくとも1つが溶断されているか否かを判定する。
少なくとも1つの給電スイッチがオフである場合、マイコン21は、接地スイッチ60をオンに切替える。マイコン21は、接地スイッチ60がオンである状態で、溶断検知回路20から出力された電圧に基づいて、複数のヒューズF1,F2,・・・中の少なくとも1つが溶断されたか否かを判定する。実施形態5と同様に、マイコン21は、溶断検知回路20の出力電圧が基準電圧以上である場合、複数のヒューズF1,F2,・・・中の少なくとも1つは溶断されていると判定する。マイコン21は、溶断検知回路20の出力電圧が基準電圧未満である場合、全てのヒューズF1,F2,・・・は溶断されていないと判定する。
実施形態5と同様に、溶断検知回路20の各第1検知抵抗51の抵抗値R51は十分に大きい。接地回路22の各第1接地抵抗61の抵抗値R61は比較的に小さい。従って、少なくとも1つの給電スイッチがオフである場合において、マイコン21は、接地スイッチ60をオンに切替えたとき、溶断検知回路20は正常に作用する。
<ECU11の効果>
実施形態6におけるECU11は実施形態4におけるECU11が奏する効果を同様に奏する。実施形態6におけるECU11では、少なくとも1つの給電スイッチがオフである場合、接地スイッチ60をオンに切替える。これにより、各特定経路のヒューズの下流ノードは、第1接地抵抗61を介して接地される。結果、溶断検知回路20は正常に作用する。
(実施形態7)
実施形態6において、実施形態3と同様に上流スイッチ13が設けられてもよい。
以下では、実施形態7について、実施形態6と異なる点を説明する。後述する構成を除く他の構成については、実施形態6と共通しているため、実施形態6と共通する構成部には実施形態6と同一の参照符号を付してその説明を省略する。実施形態3と共通する構成部には実施形態3と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
<電源システム1の構成>
図12は、実施形態7におけるECU11の要部構成を示すブロック図である。実施形態7では、実施形態6と同様に、ヒューズF1,F2,・・・の電流経路において、ヒューズF1,F2,・・・上流側部分は共通している。この共通部分に上流スイッチ13が配置されている。上流スイッチ13は、直流電源10の正極と、ヒューズFiとの間に配置されている。上流スイッチ13は実施形態3と同様にオン又はオフに切替わる。
<ECU11の構成>
実施形態7におけるECU11は、実施形態6におけるECU11が有する構成部を同様に有する。実施形態7におけるECU11は、更に、接続回路23を有する。接続回路23は実施形態3と同様に接続されている。接続回路23は、マイコン21から入力されている電圧に応じて、実施形態3と同様に作用する。マイコン21は、接続回路23に出力している電圧をハイレベル電圧又はローレベル電圧に切替えることによって、接続回路23の第1接続スイッチQ1(図7参照)をオン又はオフに切替える。
マイコン21が第1接続スイッチQ1をオンに切替えた場合、上流スイッチ13の両端は、第1接続抵抗71を介して電気的に接続される。マイコン21が第1接続スイッチQ1をオフに切替えた場合、第1接続抵抗71を介した電気的な接続が遮断される。
<マイコン21の動作>
上流スイッチ13がオンである場合、実施形態7における電源システム1の構成は実施形態6における電源システム1の構成と同様である。従って、上流スイッチ13がオンである場合、マイコン21は、実施形態6と同様の動作を行う。
上流スイッチ13がオフである場合において、少なくとも1つの給電スイッチがオフであるとき、マイコン21は、まず、接地回路22の接地スイッチ60をオンに切替える。マイコン21は、次に、接続回路23の第1接続スイッチQ1をオンに切替える。マイコン21は、接地スイッチ60及び第1接続スイッチQ1がオンである状態で、溶断検知回路20から出力された電圧に基づいて、実施形態6と同様に、ヒューズF1が溶断されたか否かを判定する。
上流スイッチ13がオフである状態で第1接続スイッチQ1がオンである場合、第1接続抵抗71の作用により、ヒューズF1の上流ノードの電圧である上流電圧は、直流電源10の電源電圧よりも低い。しかしながら、溶断検知回路20の第1検知抵抗51の抵抗値R51が十分に大きい場合においては、溶断検知回路20は、上流スイッチ13がオンであるときと同様に正常に作用する。
<ECU11の効果及び実施形態7の変形例>
実施形態7におけるECU11は、実施形態6におけるECU11が奏する効果を同様に奏する。実施形態7では、上流スイッチ13はECU11内に設けられてもよい。
<実施形態4,5の変形例>
実施形態4,5それぞれでは、実施形態7と同様に、ヒューズF1,F2,・・・の電流経路の上流側の共通部分に上流スイッチ13が配置されてもよい。この場合、ECU11は、実施形態7と同様に接続回路23を更に有する。実施形態4の変形例では、マイコン21の動作は、全ての給電スイッチがオンである場合の実施形態7の動作と同様である。実施形態5の変形例では、マイコン21は実施形態7と同様の動作を行う。
(実施形態8)
実施形態6において、ヒューズF1,F2,・・・それぞれの電流経路において、新たなスイッチが設けられてもよい。
以下では、実施形態8について、実施形態6と異なる点を説明する。後述する構成を除く他の構成については、実施形態6と共通しているため、実施形態6と共通する構成部には実施形態6と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
<電源システム1の構成>
図13は、実施形態8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。実施形態8では、電源システム1は、複数の第2の上流スイッチX1,X2,・・・を更に備える。第2の上流スイッチX1,X2,・・・それぞれは、図示しない駆動回路によってオン又はオフに切替えられる。
ヒューズFiの電流経路において、ヒューズFiの上流側に、第2の上流スイッチXiが配置されている。実施形態4,5の説明で述べたように、iは任意の自然数である。ヒューズF1,F2,・・・それぞれの電流経路は第2の特定経路として機能する。第2の上流スイッチXiは直流電源10の下流側に位置する。ヒューズF1,F2,・・・の電流経路において、第2の上流スイッチXiの上流側部分が共通している。実施形態8では、上流ノードは、第2の上流スイッチX1,X2,・・・の上流側に位置する共通の接続ノードである。従って、ヒューズFiのヒューズ電圧は、第2の上流スイッチXiの上流側の接続ノード(上流ノード)と、ヒューズFiの下流ノードとの間の電圧である。
<ECU11の構成>
実施形態8では、溶断検知回路20の検知スイッチ50のエミッタは、第2の上流スイッチX1,X2,・・・の上流側に位置する上流ノードに接続されている。ヒューズF1,F2,・・・それぞれの下流ノードが負荷又は第1接地抵抗61を介して接地されている場合において、全ての第2の上流スイッチX1,X2,・・・がオンであるとき、溶断検知回路は正常に作用する。
<マイコン21の動作>
マイコン21は、全ての第2の上流スイッチX1,X2,・・・がオンである場合において、実施形態6と同様の動作を行う。
<ECU11の効果及び実施形態8の変形例>
実施形態8におけるECU11は、実施形態6におけるECU11が奏する効果を同様に奏する。
なお、実施形態8では、第2の上流スイッチXiの両端間に、接続回路23と同様に構成されている第2の接続回路を接続してもよい。この場合、マイコン21は、第2の上流スイッチXiがオフであるとき、第2の接続回路の第1接続スイッチQ1をオンに切替える。また、第2の上流スイッチXiはECU11内に配置されてもよい。
更に、ヒューズF1,F2・・・の電流経路には、第2の上流スイッチが配置されていない電流経路が含まれていてもよい。この場合、ヒューズF1,F2・・・の電流経路の中で第2の上流スイッチが配置される電流経路が第2の特定経路として機能する。マイコン21は、ECU11内に配置されている全ての第2の上流スイッチがオンである場合において、複数のヒューズF1,F2,・・・中の少なくとも1つが溶断されているか否かを判定する。
<実施形態1~3の変形例>
実施形態1~3それぞれにおいて、実施形態8と同様に、ヒューズF1の電流経路において、ヒューズF1の上流側に第2の上流スイッチX1が配置されてもよい。マイコン21は、第2の上流スイッチX1がオンである場合において、複数のヒューズF1が溶断されているか否かを判定する。
<実施形態4,5,7の変形例>
実施形態4,5,7それぞれにおいて、実施形態8と同様に、ヒューズF1,F2,・・・の電流経路中の一又は複数の電流経路それぞれにおいて、第2の上流スイッチが配置されてもよい。実施形態7の変形例では、一又は複数の第2の上流スイッチそれぞれは、共通の上流スイッチ13の下流側に位置する。マイコン21は、ECU11内に配置されている全ての第2の上流スイッチがオンである場合において、複数のヒューズF1,F2,・・・中の少なくとも1つが溶断されているか否かを判定する。
<実施形態2,3,5~8の変形例>
実施形態2,3,5~8において、接地スイッチ60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(Field Effect Transistor)であってもよい。また、接地スイッチ60はスイッチとして機能すれば問題はない。このため、接地スイッチ60は、例えば、リレー接点であってもよい。
<実施形態3,7の変形例>
実施形態3,7において、第1接続スイッチQ1は、PNP型のバイポーラトランジスタに限定されず、例えば、Pチャネル型のFETであってもよい。また、第2接続スイッチQ2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。更に、第1接続スイッチQ1は、スイッチとして機能すれば問題はない。このため、第1接続スイッチQ1は、例えば、リレー接点であってもよい。
<実施形態2,3,5~8の変形例>
実施形態2,3,5~8において、マイコン21は、各給電スイッチに接続されている接続線(電線)の温度に応じて、給電スイッチをオン又はオフに切替えてもよい。マイコン21は、接続線の温度が一定の温度以上の温度に上昇した場合、給電スイッチをオフに切替える。この構成では、給電スイッチが配置されている電流経路のヒューズが溶断される可能性は低い。接続線の温度は、温度センサによって検出されてもよいし、給電スイッチを介して流れる電流の電流値に基づいて算出されもよい。更に、給電スイッチをオン又はオフに切替えるマイコンは、ECU11に搭載されているマイコン21とは異なるマイコンであってもよい。
<実施形態1~8の変形例>
溶断検知回路20において、検知スイッチ50のコレクタが第3検知抵抗53の一端に直接に接続されてもよい。この構成では、検知スイッチ50がオンである場合、上流電圧、例えば、直流電源10の電源電圧がマイコン21に出力される。また、第2の電流経路において、第2検知抵抗52は、検知スイッチ50の上流側に配置されていてもよい。
また、検知スイッチ50は、PNP型のバイポーラトランジスタに限定されず、例えば、Pチャネル型のFETであってもよい。更に、ヒューズF1,F2,・・・それぞれが配置される場所は、基板B上に限定されない。ヒューズF1,F2,・・・それぞれは、例えば、ヒューズボックス内に配置されてもよい。また、溶断検知回路20は、図示しないマイコンによって構成されてもよい。この場合、マイコンは、ヒューズFiの上流ノード及び下流ノードの間の電圧に基づいて、ヒューズFiが溶断されているか否かを判定する。マイコンは、判定結果に応じた電圧をマイコン21に出力する。
実施形態1~8で記載されている技術的特徴(構成要件)はお互いに組み合わせ可能であり、組み合わせすることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
開示された実施形態1~8はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 電源システム
10 直流電源
11 ECU(車載装置)
12 センサ
13 上流スイッチ
20 溶断検知回路
21 マイコン(処理部)
22 接地回路
23 接続回路
30 収容箱
31 第1端子
32 第2端子
40 絶縁板
40a 第1貫通孔
40b 第2貫通孔
41 第1導電パターン
42 第2導電パターン
43 第1メッキ
44 第2メッキ
45 レジスト
50 検知スイッチ(回路スイッチ)
51 第1検知抵抗
52 第2検知抵抗(第2の回路抵抗)
53 第3検知抵抗(回路抵抗)
60 接地スイッチ(経路スイッチ)
61 第1接地抵抗(経路抵抗)
62 第2接地抵抗
63 第3接地抵抗
71 第1接続抵抗(装置抵抗)
72 第2接続抵抗
73 第3接続抵抗
74 第4接続抵抗
75 第5接続抵抗
B 基板
E1,E2 負荷
F1,F2 ヒューズ
G1,G2 給電スイッチ(下流スイッチ)
H 半田
K1,K2 駆動回路
Lc 通信線
M 車両
Q1 第1接続スイッチ(装置スイッチ)
Q2 第2接続スイッチ
X1,X2 第2の上流スイッチ

Claims (11)

  1. ヒューズと、
    前記ヒューズの溶断を検知する溶断検知回路と
    を備え、
    前記溶断検知回路は、
    直流電源の正極から前記ヒューズを介して流れる電流の電流経路にて、前記ヒューズの上流側及び下流側それぞれに位置する2つの接続ノード間のヒューズ電圧を監視し、
    前記ヒューズ電圧が電圧閾値未満である場合に基準電圧未満の電圧を出力し、
    前記ヒューズ電圧が前記電圧閾値以上である場合に前記基準電圧以上の電圧を出力する
    車載装置。
  2. 基板を備え、
    前記ヒューズの端子は半田によって前記基板に取り付けられている
    請求項1に記載の車載装置。
  3. 前記溶断検知回路は、
    前記電流経路にて前記ヒューズの上流側に位置する接続ノードから流れる電流の第2の電流経路に配置される回路スイッチと、
    前記第2の電流経路にて前記回路スイッチの下流側に配置される回路抵抗と
    を有し、
    前記回路スイッチは、前記ヒューズ電圧が前記電圧閾値以上の電圧に上昇した場合にオフからオンに切替わり、
    前記回路抵抗の上流側の一端の電圧が前記溶断検知回路から出力される
    請求項1又は請求項2に記載の車載装置。
  4. 前記溶断検知回路は、前記第2の電流経路にて前記回路抵抗の上流側に配置される第2の回路抵抗を有し、
    前記回路スイッチがオンである場合、前記回路抵抗及び第2の回路抵抗は、前記電流経路にて前記ヒューズの上流側に位置する接続ノードの電圧を分圧し、
    前記回路抵抗及び第2の回路抵抗が分圧した電圧が前記溶断検知回路から出力される
    請求項3に記載の車載装置。
  5. 装置スイッチと、
    前記装置スイッチに直列に接続される装置抵抗と、
    処理を実行する処理部と
    を備え、
    前記装置スイッチ及び装置抵抗を含む直列回路は、前記電流経路にて、前記ヒューズの上流側に配置されている上流スイッチの両端間に接続され、
    前記処理部は、
    前記装置スイッチをオンに切替え、
    前記装置スイッチがオンである状態で、前記溶断検知回路から出力された電圧に基づいて前記ヒューズが溶断されたか否かを判定する
    請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の車載装置。
  6. 前記電流経路にて前記ヒューズの下流側に位置する接続ノードから流れる電流の第3の電流経路に配置される経路スイッチ及び経路抵抗と、
    処理を実行する処理部と
    を備え、
    前記処理部は、
    前記経路スイッチをオンに切替え、
    前記経路スイッチがオンである状態で、前記溶断検知回路から出力された電圧に基づいて前記ヒューズが溶断されたか否かを判定する
    請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の車載装置。
  7. 前記電流経路にて前記ヒューズの下流側に下流スイッチが配置されており、
    前記電流経路にて、前記ヒューズ及び下流スイッチ間に位置する接続ノードから電流が前記第3の電流経路を介して流れる
    請求項6に記載の車載装置。
  8. 複数のヒューズを備え、
    前記直流電源の正極から複数の電流それぞれは、複数のヒューズを介して流れ、
    前記溶断検知回路は、
    前記直流電源の正極から前記複数のヒューズを介して流れる複数の電流の複数の電流経路それぞれにて、前記ヒューズ電圧を監視し、
    全てのヒューズ電圧が前記電圧閾値未満である場合に前記基準電圧未満の電圧を出力し、
    前記複数のヒューズ電圧中の少なくとも1つが前記電圧閾値以上である場合に前記基準電圧以上の電圧を出力する
    請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の車載装置。
  9. 前記複数の電流経路に含まれる一又は複数の特定経路それぞれでは、前記ヒューズの下流側に位置する接続ノードから電流が第3の電流経路を介して流れ、
    前記一又は複数の第3の電流経路それぞれに配置される複数の経路抵抗と、
    前記一又は複数の第3の電流経路の共通部分に配置される経路スイッチと、
    処理を実行する処理部と
    を備え、
    前記処理部は、
    前記経路スイッチをオンに切替え、
    前記経路スイッチがオンである状態で、前記溶断検知回路から出力された電圧に基づいて、前記複数のヒューズ中の少なくとも1つが溶断されたか否かを判定する
    請求項8に記載の車載装置。
  10. 各特定経路では、前記ヒューズの下流側に下流スイッチが配置されており、
    各特定経路では、前記ヒューズ及び下流スイッチ間の接続ノードから電流が前記第3の電流経路を介して流れる
    請求項9に記載の車載装置。
  11. 前記複数の電流経路に含まれる一又は複数の第2の特定経路それぞれでは、前記ヒューズの上流側に第2の上流スイッチが配置されており、
    各第2の特定経路の前記ヒューズ電圧は、前記第2の上流スイッチの上流側の接続ノードと、前記ヒューズの下流側の接続ノードとの間の電圧である
    請求項8から請求項10のいずれか1項に記載の車載装置。
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