JP2023066688A - 地絡検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】重要負荷よりも重要度の低い負荷であって電動パワーステアリング装置を含む複数の負荷のうちいずれかが地絡した場合に、重要負荷への電力供給が停止することを抑制し、且つ、地絡した負荷が電動パワーステアリング装置でなければ電動パワーステアリング装置への電力供給が停止することを抑制する。【解決手段】地絡検出装置１０は、車載システム１００に用いられる。車載システムは、電源部９０と、蓄電部９１と、導電路８０と、遮断部７４と、を備える。導電路は、第１導電路８１と、第２導電路８２と、第３導電路８３と、を有している。遮断部は、第１遮断部７５と、第２遮断部７６と、を有している。第２導電路及び第３導電路の一方の経路には第２負荷７２が接続され、他方の経路には第３負荷７３が接続されている。地絡検出装置は、第２導電路及び第３導電路のうち少なくともいずれかの地絡を検出する検出部１１～１４を有する。【選択図】図１

Description

本開示は、地絡検出装置に関する。

特許文献１に開示された車載用電源システムは、第１電源部（蓄電装置）と、第２電源部（バッテリユニット）と、２つの電源部間に設けられる第１スイッチと、第１スイッチよりも第２電源部側に設けられる第２スイッチと、を有している。２つのスイッチ間の経路には、走行系負荷が接続されている。第１スイッチと第１電源部との間の経路には、ルームランプなどの一般負荷が接続されている。第２スイッチと第２電源部との間の経路には、オーディオなどのＶＳ負荷が接続されている。この構成によれば、一般負荷が地絡した場合であっても、第１スイッチをオフとし、第２スイッチをオンとすることで、走行系負荷に電力を供給することができ、ＶＳ負荷が地絡した場合であっても、第１スイッチをオンとし、第２スイッチをオフとすることで、走行系負荷に電力を供給することができる。

特開２０１１－２４２８８号公報

しかし、一般負荷とＶＳ負荷の両方が地絡した場合には、走行系負荷に電力を供給することができない。また、走行系負荷には、電動ブレーキ装置などの重要負荷だけでなく、電動パワーステアリング装置も含まれる。このため、電動パワーステアリング装置が地絡した場合に、電動ブレーキ装置などの重要負荷への電力供給ができなくなってしまう。

本開示は、重要負荷よりも重要度の低い負荷であって電動パワーステアリング装置を含む複数の負荷のうちいずれかが地絡した場合に、重要負荷への電力供給が停止することを抑制し、且つ、地絡した負荷が電動パワーステアリング装置でなければ電動パワーステアリング装置への電力供給が停止することを抑制し得る技術を提供する。

本開示の地絡検出装置は、
電源部と、前記電源部とは異なる蓄電部と、前記電源部と前記蓄電部との間に設けられる導電路と、前記導電路に接続される負荷と、前記導電路に設けられる遮断部と、を備える車載システムに用いられる地絡検出装置であって、
前記遮断部は、前記電源部と前記蓄電部との間に設けられる第１遮断部と、前記第１遮断部よりも前記電源部側に設けられる第２遮断部と、を有し、
前記導電路は、前記蓄電部と前記第１遮断部との間に設けられる第１導電路と、前記第１遮断部と前記第２遮断部との間に設けられる第２導電路と、前記第２遮断部と前記電源部との間に設けられる第３導電路と、を有し、
前記負荷は、重要負荷を含む第１負荷と、電動パワーステアリング装置を含む第２負荷と、前記重要負荷よりも重要度の低い第３負荷と、を有し、
前記第１導電路には、前記第１負荷が接続され、
前記第２導電路及び前記第３導電路のうち一方の経路には、前記第２負荷が接続され、
前記第２導電路及び前記第３導電路のうち他方の経路には、前記第３負荷が接続され、
前記第１遮断部は、前記第１導電路側から前記第２導電路側に電流が流れることを許容する第１許容状態と遮断する第１遮断状態とに切り替わり、
前記第２遮断部は、前記第２導電路側から前記第３導電路側に電流が流れること、及び前記第３導電路側から前記第２導電路側に電流が流れることを許容する第２許容状態と遮断する第２遮断状態とに切り替わり
前記第２導電路及び前記第３導電路のうち少なくともいずれかの地絡を検出する検出部を有する。

本開示によれば、重要負荷よりも重要度の低い負荷であって電動パワーステアリング装置を含む複数の負荷のうちいずれかが地絡した場合に、重要負荷への電力供給が停止することを抑制し、且つ、地絡した負荷が電動パワーステアリング装置でなければ電動パワーステアリング装置への電力供給が停止することを抑制し得る。

図１は、第１実施形態の車載システムの構成を概略的に示す回路図である。 図２は、地絡箇所が第３導電路側であると判定された場合における車載システムの動作を概念的に示す説明図である。 図３は、地絡箇所が第２導電路側であると判定された場合における車載システムの動作を概念的に示す説明図である。 図４は、第２実施形態の車載システムの構成を概略的に示す回路図である。 図５は、地絡箇所が第３導電路側であると判定された場合における車載システムの動作を概念的に示す説明図である。 図６は、地絡箇所が第２導電路側であると判定された場合における車載システムの動作を概念的に示す説明図である。 図７は、第３実施形態の車載システムの構成を概略的に示す回路図である。

［本開示の実施形態の説明］
以下では、本開示の実施形態が列記されて例示される。

〔１〕電源部と、前記電源部とは異なる蓄電部と、前記電源部と前記蓄電部との間に設けられる導電路と、前記導電路に接続される負荷と、前記導電路に設けられる遮断部と、を備える車載システムに用いられる地絡検出装置であって、
前記遮断部は、前記電源部と前記蓄電部との間に設けられる第１遮断部と、前記第１遮断部よりも前記電源部側に設けられる第２遮断部と、を有し、
前記導電路は、前記蓄電部と前記第１遮断部との間に設けられる第１導電路と、前記第１遮断部と前記第２遮断部との間に設けられる第２導電路と、前記第２遮断部と前記電源部との間に設けられる第３導電路と、を有し、
前記負荷は、重要負荷を含む第１負荷と、電動パワーステアリング装置を含む第２負荷と、前記重要負荷よりも重要度の低い第３負荷と、を有し、
前記第１導電路には、前記第１負荷が接続され、
前記第２導電路及び前記第３導電路のうち一方の経路には、前記第２負荷が接続され、
前記第２導電路及び前記第３導電路のうち他方の経路には、前記第３負荷が接続され、
前記第１遮断部は、前記第１導電路側から前記第２導電路側に電流が流れることを許容する第１許容状態と遮断する第１遮断状態とに切り替わり、
前記第２遮断部は、前記第２導電路側から前記第３導電路側に電流が流れること、及び前記第３導電路側から前記第２導電路側に電流が流れることを許容する第２許容状態と遮断する第２遮断状態とに切り替わり
前記第２導電路及び前記第３導電路のうち少なくともいずれかの地絡を検出する検出部を有する
地絡検出装置。

上記地絡検出装置は、第２導電路及び第３導電路のうち少なくともいずれかの地絡を検出することができる。
このため、第３導電路に第２負荷が接続される構成においては、例えば検出部によって地絡が検出された場合に第１遮断部が第１遮断状態に切り替わり且つ第２遮断部が第２遮断状態に切り替わるように上記車載システムを構成することで、検出部によって地絡が検出された場合に第１負荷への電力供給が停止することを抑制し、且つ、地絡箇所が第２導電路であれば第２負荷への電力供給が停止することを抑制し得る。
また、第２導電路に第２負荷が接続される構成においては、例えば地絡箇所が第２導電路側であるか第３導電路側であるかを判定し、第２導電路側であると判定した場合には第１遮断部を第１遮断状態とし、第３導電路側であると判定した場合には第１遮断部を第１許容状態とし第２遮断部を第２遮断状態とするように上記車載システムを構成することで、検出部によって地絡が検出された場合に第１負荷への電力供給が停止することを抑制し、且つ、地絡箇所が第３導電路側であれば第２負荷への電力供給が停止することを抑制し得る。
つまり、上記地絡検出装置は、重要負荷よりも重要度の低い負荷（第２負荷及び第３負荷）に接続される経路が地絡した場合に、重要負荷への電力供給が停止することを抑制し、且つ、電動パワーステアリング装置に接続される経路が地絡していなければ電動パワーステアリング装置への電力供給が停止することを抑制し得る。

〔２〕前記〔１〕に記載の地絡検出装置は、前記検出部によって前記第２導電路及び前記第３導電路のうち少なくともいずれかの地絡が検出された場合に、地絡箇所が前記第２導電路側であるか前記第３導電路側であるかを判定する判定部を有していてもよい。

上記地絡検出装置は、地絡箇所が第２導電路側であるか第３導電路側であるかを自身で判定することができる。

〔３〕前記〔２〕に記載の地絡検出装置において、前記判定部は、前記第１遮断部が前記第１遮断状態で且つ前記第２遮断部が前記第２遮断状態であるときの前記第２導電路及び前記第３導電路のうち少なくともいずれかの電圧に基づいて、地絡箇所が前記第２導電路側であるか前記第３導電路側であるかを判定してもよい。

上記地絡検出装置は、第１遮断部が第１遮断状態で且つ第２遮断部が第２遮断状態であるときの第２導電路及び第３導電路のうち少なくともいずれかの電圧に基づいて、地絡箇所が第２導電路側であるか第３導電路側であるかを判定することができる。

〔４〕前記〔３〕に記載の地絡検出装置は、前記検出部によって前記第２導電路及び前記第３導電路のうち少なくともいずれかの地絡が検出された場合に、前記第１遮断部を前記第１遮断状態に制御し且つ前記第２遮断部を前記第２遮断状態に制御する制御部を有していてもよい。前記判定部は、前記制御部によって前記第１遮断部が前記第１遮断状態に制御され且つ前記第２遮断部が前記第２遮断状態に制御された状態において、前記第２導電路及び前記第３導電路のうち少なくともいずれかの電圧に基づいて、地絡箇所が前記第２導電路側であるか前記第３導電路側であるかを判定してもよい。

上記地絡検出装置は、検出部によって第２導電路及び第３導電路のうちいずれかの地絡が検出された場合に、第１遮断部を第１遮断状態に制御し且つ第２遮断部を第２遮断状態に制御して、第２導電路及び第３導電路のうち少なくともいずれかの電圧に基づいて、地絡箇所が第２導電路側であるか第３導電路側であるかを判定することができる。

〔５〕前記〔２〕に記載の地絡検出装置において、前記判定部は、前記第２導電路及び前記第３導電路の少なくともいずれかを流れる電流を検出する電流検出部を有し、前記第２導電路及び前記第３導電路の少なくともいずれかを流れる電流の向きに基づいて地絡箇所が前記第２導電路側であるか前記第３導電路側であるかを判定してもよい。

上記地絡検出装置は、第２導電路及び第３導電路の少なくともいずれかを流れる電流の向きに基づいて、地絡箇所が第２導電路側であるか第３導電路側であるかを判定することができる。

〔６〕前記〔２〕から〔５〕のいずれかに記載の地絡検出装置において、前記第３導電路には、前記第２負荷が接続されていてもよい。前記地絡検出装置は、前記判定部によって地絡箇所が前記第３導電路側であると判定された場合に、前記第１遮断部を前記第１遮断状態に制御する動作及び前記第２遮断部を前記第２遮断状態に制御する動作のうち少なくともいずれかの動作を行い、前記判定部によって地絡箇所が前記第２導電路側であると判定された場合に、前記第１遮断部を前記第１遮断状態に制御し、且つ前記第２遮断部を前記第２遮断状態に制御する制御部を有していてもよい。

上記地絡検出装置は、地絡箇所が第２導電路側及び第３導電路側のいずれであると判定されたにかかわらず、第１負荷に供給される電力が停止することを抑制することができ、地絡箇所が第２導電路側であると判定された場合に、第２負荷に供給される電力が停止することを抑制することができる。

〔７〕前記〔２〕から〔５〕のいずれかに記載の地絡検出装置において、前記第２導電路には、前記第２負荷が接続されていてもよい。前記地絡検出装置は、前記判定部によって地絡箇所が前記第３導電路側であると判定された場合に、前記第１遮断部を前記第１許容状態に制御し、且つ前記第２遮断部を前記第２遮断状態に制御し、地絡箇所が前記第２導電路側であると判定された場合に、前記第１遮断部を前記第１遮断状態に制御する制御部を有していてもよい。

上記地絡検出装置は、地絡箇所が第２導電路側及び第３導電路側のいずれであると判定されたにかかわらず、第１負荷に供給される電力が停止することを抑制することができ、地絡箇所が第３導電路側であると判定された場合に、第２負荷に供給される電力が停止することを抑制することができる。

〔８〕前記〔４〕に記載の地絡検出装置において、前記第３導電路には、前記第２負荷が接続されていてもよい。

地絡箇所を判定するために第２遮断部を第２遮断状態に切り替えたときに、第２負荷への電力供給が途切れることを抑制することができる。

〔９〕前記〔１〕から〔５〕のいずれかに記載の地絡検出装置において、前記第２導電路には、前記第２負荷が接続されていてもよい。

上記構成によれば、電源部が地絡した場合であっても、蓄電部から第２負荷に電力を供給し得る。

＜第１実施形態＞
図１に示される車載システム１００は、車両に搭載されるシステムである。車載システム１００は、電源部９０と、蓄電部９１と、導電路８０と、負荷７０と、を備えている。車載システム１００は、電源部９０及び蓄電部９１に基づく電力を、導電路８０を介して負荷７０に供給し得る。

電源部９０は、直流電源であり、例えば、リチウムイオンバッテリなどのバッテリや、ＤＣＤＣコンバータなどで構成される。蓄電部９１は、電源部９０とは異なる電源であり、例えば鉛バッテリなどのバッテリとして構成される。導電路８０は、電源部９０と蓄電部９１との間に設けられる。導電路８０の一端は蓄電部９１に接続されており、導電路８０の他端は電源部９０に接続されている。導電路８０には、負荷７０が接続されている。

負荷７０は、第１負荷７１と、第２負荷７２と、第３負荷７３と、を有している。第１負荷７１は、重要負荷を含む負荷である。第１負荷７１は、複数設けられている。重要負荷とは、第２負荷７２及び第３負荷７３よりも重要度が高い負荷である。重要度は、例えば、ＩＳＯ２６２６２で規定される機能安全レベルに基づいて定められる。機能安全レベルは、低い方から順に、ＱＭ（Ｑｕａｌｉｔｙ Ｍａｎｅｇｅｍｅｎｔ）、ＡＳＩＬ（Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｓａｆｅｔｙ Ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ Ｌｅｖｅｌ）－Ａ、ＡＳＩＬ－Ｂ、ＡＳＩＬ－Ｃ、ＡＳＩＬ－Ｄの５段階に分類される。高い機能安全レベルが付与される負荷ほど、重要度が高い負荷とする。本実施形態では、ＡＳＩＬ（すなわち、ＡＳＩＬ－ＡからＤ）が付与された負荷を「重要負荷」とする。重要負荷は、例えば、電動ブレーキ装置のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）、シフトバイワイヤ装置のＥＣＵ、ドアロック装置のＥＣＵ、表示装置、エアバッグ装置のＥＣＵ、ＤＣＭ（Ｄａｔａ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｍｏｄｕｌｅ）などである。

第２負荷７２及び第３負荷７３は、重要負荷よりも重要度の低い負荷であり、本実施形態では、機能安全レベルがＱＭの負荷である。第２負荷７２は、電動パワーステアリング装置のみである。第３負荷７３は、重要負荷よりも重要度の低い負荷のうち第２負荷７２以外の負荷である。第３負荷７３は、複数設けられている。第３負荷７３は、例えば、ヘッドライト、音声出力装置などである。

車載システム１００は、導電路８０に設けられる遮断部７４を備えている。遮断部７４は、電源部９０と蓄電部９１との間に設けられる第１遮断部７５と、第１遮断部７５よりも電源部９０側に設けられる第２遮断部７６と、を有している。

上述した導電路８０は、第１導電路８１と、第２導電路８２と、第３導電路８３と、を有している。第１導電路８１は、蓄電部９１と第１遮断部７５との間に設けられている。第１導電路８１は、蓄電部９１の出力端と第１遮断部７５の一端とに接続される第１主経路８１Ａと、第１主経路８１Ａから分岐した第１分岐路８１Ｂと、を有している。第１分岐路８１Ｂは、複数設けられている。第１分岐路８１Ｂには、第１負荷７１が接続されている。第２導電路８２は、第１遮断部７５と第２遮断部７６との間に設けられている。第２導電路８２は、第１遮断部７５の他端と第２遮断部７６の一端とに接続される第２主経路８２Ａと、第２主経路８２Ａから分岐した第２分岐路８２Ｂと、を有している。第２分岐路８２Ｂには、第２負荷７２が接続されている。第３導電路８３は、第２遮断部７６と電源部９０との間に設けられている。第３導電路８３は、第２遮断部７６の他端と電源部９０の出力端とに接続される第３主経路８３Ａと、第３主経路８３Ａから分岐した第３分岐路８３Ｂと、を有している。第３分岐路８３Ｂは、複数設けられている。第３分岐路８３Ｂには、第３負荷７３が接続されている。

上述した第１遮断部７５は、第１導電路８１側から第２導電路８２側に電流が流れることを許容する第１許容状態と遮断する遮断状態とに切り替わる。第１遮断部７５は、第１許容状態において、第２導電路８２側から第１導電路８１側に電流が流れることも許容する。第１遮断部７５は、第１遮断状態において、第２導電路８２側から第１導電路８１側に電流が流れることも遮断する。第１遮断部７５は、スイッチング素子７５Ａ，７５Ｂを有しており、スイッチング素子７５Ａ，７５Ｂがオン状態になることで第１許容状態となり、オフ状態となることで第１遮断状態となる。スイッチング素子７５Ａ，７５Ｂは、本実施形態では、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であり、互いに直列で且つ逆向きに配置されている。

上述した第２遮断部７６は、第３導電路８３側から第２導電路８２側に電流が流れること、及び第２導電路８２側から第３導電路８３側から電流が流れることを許容する第２許容状態と遮断する第２遮断状態とに切り替わる。第２遮断部７６は、スイッチング素子７６Ａ，７６Ｂを有しており、スイッチング素子７６Ａ，７６Ｂがオン状態になることで第２許容状態となり、オフ状態となることで第２遮断状態となる。スイッチング素子７６Ａ，７６Ｂは、本実施形態では、ＦＥＴであり、互いに直列で且つ逆向きに配置されている。

車載システム１００は、地絡検出装置１０を備えている。地絡検出装置１０は、車載システム１００に用いられる。地絡検出装置１０は、第２導電路８２及び第３導電路８３のうち少なくともいずれかの地絡を検出し得る。地絡検出装置１０は、第１電圧検出部１１と、第２電圧検出部１２と、電流検出部１３と、制御回路１４と、電源制御ＥＣＵ１５と、を有している。電源制御ＥＣＵ１５は、判定部１５Ａと、制御部１５Ｂと、を有している。判定部１５Ａ及び制御部１５Ｂは、ＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｕｎｉｔ）によって構成されている。なお、電流検出部１３及び制御回路１４は、「検出部」の一例に相当する。

車載システム１００は、第１負荷７１に接続される第１導電路８１が特に地絡しにくいように構成されている。車載システム１００は、第１電源ボックス９３と、第２電源ボックス９４と、を有している。第１電源ボックス９３内には、第１導電路８１の一部が配置されている。第２電源ボックス９４は、第１電源ボックス９３の外部に配置されている。第２電源ボックス９４内には、第１導電路８１の一部と、第２導電路８２の一部と、第３導電路８３の一部と、第１遮断部７５と、第２遮断部７６と、第１電圧検出部１１と、第２電圧検出部１２と、電流検出部１３と、制御回路１４と、が配置されている。電源部９０と、蓄電部９１と、第１負荷７１と、第２負荷７２と、第３負荷７３と、電源制御ＥＣＵ１５とは、第１電源ボックス９３及び第２電源ボックス９４の外部に配置されている。第１導電路８１に接続される蓄電部９１及び第１負荷７１と、第１電源ボックス９３又は第２電源ボックス９４との間は、バスバーで連結される構成、プロテクタが取り付けられる構成などが採用されている。あるいは、第１分岐路８１Ｂにヒューズが設けられている。また、第１電源ボックス９３と第２電源ボックス９４との間も、バスバーで連結される構成、プロテクタが取り付けられる構成などが採用されている。これにより、車載システム１００は、第１導電路８１が特に地絡しにくい構成とされている。こうした車載システム１００において、地絡検出装置１０は、第１遮断部７５が第１許容状態で且つ第２遮断部７６が第２遮断状態である状態において、第２導電路８２又は第３導電路８３で地絡が検出された場合に、第２導電路８２及び第３導電路８３のうち少なくともいずれかの地絡が検出されたと判定する。地絡検出装置１０は、第２導電路８２及び第３導電路８３のうち少なくともいずれかの地絡を検出した場合、地絡箇所が第２導電路８２側であるか第３導電路８３側であるかを判定し、その判定結果に基づいて第１遮断部７５及び第２遮断部７６を制御するように構成されている。以下の説明は、その具体的な動作に関する。

第１電圧検出部１１は、第２導電路８２の電圧を検出し得る。なお、本明細書において、「電圧」とは、グラウンドを基準とした電圧のことである。第１電圧検出部１１は、例えば公知の電圧検出回路として構成されている。第１電圧検出部１１は、検出した電圧を特定可能な信号を出力する。

第２電圧検出部１２は、第３導電路８３の電圧を検出し得る。第２電圧検出部１２は、例えば公知の電圧検出回路として構成されている。第２電圧検出部１２は、検出した電圧を特定可能な信号を出力する。

電流検出部１３は、第３導電路８３を流れる電流を検出し得る。電流検出部１３は、例えばカレントトランスやシャント抵抗を用いた公知の電流検出回路として構成されている。電流検出部１３は、検出した電流を特定可能な信号を出力する。

制御回路１４は、ＭＣＵ、ＡＤ変換器、駆動回路、通信部などを有している。制御回路１４には、第１電圧検出部１１、第２電圧検出部１２及び電流検出部１３から出力された信号が入力される。制御回路１４は、入力された信号に基づいて、第２導電路８２の電圧と、第３導電路８３の電圧と、第３導電路８３を流れる電流の値とを特定し得る。制御回路１４は、第２導電路８２及び第３導電路８３のうち少なくともいずれかの地絡を検出し得る。制御回路１４は、電源部９０及び蓄電部９１のうち少なくともいずれかから負荷７０に電力が供給されている状態において、第３導電路８３を流れる電流の値が予め定められた閾値電流を超えたか否かを判定する。制御回路１４は、第３導電路８３を流れる電流の値が閾値電流以下であると判定した場合に第２導電路８２及び第３導電路８３のいずれも地絡していないと判定し、第３導電路８３を流れる電流の値が閾値電流を超えたと判定した場合に第２導電路８２及び第３導電路８３のうち少なくともいずれかが地絡したと判定する。

電源制御ＥＣＵ１５は、第２導電路８２の電圧と、第３導電路８３の電圧と、第３導電路８３を流れる電流の値と、を制御回路１４から取得し得る。また、電源制御ＥＣＵ１５は、制御回路１４から入力される信号に基づいて、第２導電路８２及び第３導電路８３のうち少なくともいずれかの地絡が検出されたことを把握し得る。

電源制御ＥＣＵ１５の制御部１５Ｂは、制御回路１４を介して、第１遮断部７５及び第２遮断部７６を制御し得る。制御部１５Ｂは、制御回路１４によって第２導電路８２及び第３導電路８３のうち少なくともいずれかの地絡が検出された場合に、第１遮断部７５を第１遮断状態に制御し、且つ第２遮断部７６を第２遮断状態に制御する。

電源制御ＥＣＵ１５の判定部１５Ａは、制御回路１４によって第２導電路８２及び第３導電路８３のうち少なくともいずれかの地絡が検出された場合に、地絡箇所が第２導電路８２側であるか第３導電路８３側であるかを判定する。判定部１５Ａは、第１遮断部７５が第１遮断状態で且つ第２遮断部７６が第２遮断状態であるときの第２導電路８２及び第３導電路８３のうち少なくともいずれかの電圧に基づいて、地絡箇所が第２導電路８２側であるか第３導電路８３側であるかを判定する。判定部１５Ａは、第２導電路８２の電圧が予め定められた閾値電圧以下であるか否かを判定し、閾値以下であると判定した場合に、地絡箇所が第２導電路８２側であると判定する。また、判定部１５Ａは、第３導電路８３の電圧が上記閾値電圧以下であるか否かを判定し、閾値以下であると判定した場合に、地絡箇所が第３導電路８３側であると判定する。なお、閾値電圧は、０Ｖ以上の値である。

制御部１５Ｂは、地絡箇所が第３導電路８３側であると判定された場合、第１遮断部７５を第１許容状態に切り替え、第２遮断部７６を第２遮断状態のまま維持する。これにより、地絡検出装置１０は、図２に示すように、蓄電部９１から第１負荷７１及び第３負荷７３に電力を供給することができる。制御部１５Ｂは、地絡箇所が第２導電路８２側であると判定された場合、第１遮断部７５を第１遮断状態のまま維持し、第２遮断部７６を第２遮断状態のまま維持する。これにより、地絡検出装置１０は、図３に示すように、蓄電部９１から第１負荷７１に電力を供給し、電源部９０から第２負荷７２に電力を供給することができる。

以上のように、地絡検出装置１０は、制御回路１４によって第２導電路８２及び第３導電路８３のうち少なくともいずれかの地絡が検出された場合に、一旦、第１遮断部７５を第１遮断状態に切り替え、且つ第２遮断部７６を第２遮断状態に切り替える。これにより、地絡検出装置１０は、地絡が生じていない経路へ大電流が流れることを抑制することができる。しかも、車載システム１００は、第１導電路８１に第１負荷７１が接続されており、第３導電路８３に第２負荷７２が接続されているため、第１負荷７１への電力供給が途切れることを抑制しつつ、第３導電路８３側が地絡していなければ第２負荷７２への電力供給が途切れることも抑制することができる。

更に、地絡検出装置１０は、第１遮断部７５を第１遮断状態に切り替え、且つ第２遮断部７６を第２遮断状態に切り替えた状態において、第２導電路８２の電圧又は第３導電路８３の電圧に基づいて地絡箇所が第２導電路８２側であるか第３導電路８３側であるかを判定する。そして、地絡検出装置１０は、地絡箇所が第３導電路８３側であると判定した場合、第１遮断部７５を第１許容状態に切り替え、第２遮断部７６を第２遮断状態のまま維持する。また、地絡検出装置１０は、地絡箇所が第２導電路８２側であると判定した場合、第１遮断部７５を第１遮断状態に維持し、第２遮断部７６を第２遮断状態に維持する。これにより、地絡検出装置１０は、地絡箇所が第２導電路８２側であるか第３導電路８３側であるかにかかわらず第１負荷７１への電力供給が停止することを抑制することができ、地絡箇所が第３導電路８３側でなければ、第２負荷７２への電力供給が停止することを抑制することができる。

＜第２実施形態＞
図４に示す第２実施形態の車載システム２００は、第２導電路８２に第２負荷７２が接続され、第３導電路８３に第３負荷７３が接続される点で、第１実施形態の車載システム１００とは異なり、その他の点で共通する。以下の説明では、第１実施形態の車載システム１００と同じ構成については、同一の符号を付し、詳しい説明を省略する。

制御回路１４は、電源部９０及び蓄電部９１のうち少なくともいずれかから負荷７０に電力が供給されている状態において、第３導電路８３を流れる電流の値が予め定められた閾値電流を超えたか否かを判定する。制御回路１４は、第３導電路８３を流れる電流の値が閾値電流以下であると判定した場合に第２導電路８２及び第３導電路８３のいずれも地絡していないと判定し、第３導電路８３を流れる電流の値が閾値電流を超えたと判定した場合に第２導電路８２及び第３導電路８３のうち少なくともいずれかが地絡したと判定する。

電源制御ＥＣＵ１５の制御部１５Ｂは、制御回路１４によって第２導電路８２及び第３導電路８３のうち少なくともいずれかの地絡が検出された場合に、第１遮断部７５を第１遮断状態に制御し、且つ第２遮断部７６を第２遮断状態に制御する。

電源制御ＥＣＵ１５の判定部１５Ａは、制御回路１４によって第２導電路８２及び第３導電路８３のうち少なくともいずれかの地絡が検出された場合に、地絡箇所が第２導電路８２側であるか第３導電路８３側であるかを判定する。判定方法は、第１実施形態と同じであるため、詳しい説明を省略する。

制御部１５Ｂは、地絡箇所が第３導電路８３側であると判定された場合、第１遮断部７５を第１許容状態に切り替え、第２遮断部７６を第２遮断状態のまま維持する。これにより、地絡検出装置１０は、図５に示すように、蓄電部９１から第１負荷７１及び第２負荷７２に電力を供給することができる。制御部１５Ｂは、地絡箇所が第２導電路８２側であると判定された場合、第１遮断部７５を第１遮断状態のまま維持し、第２遮断部７６を第２遮断状態のまま維持する。これにより、地絡検出装置１０は、図６に示すように、蓄電部９１から第１負荷７１に電力を供給し、電源部９０から第３負荷７３に電力を供給することができる。

以上のように、地絡検出装置１０は、制御回路１４によって第２導電路８２及び第３導電路８３のうち少なくともいずれかの地絡が検出された場合に、一旦、第１遮断部７５を第１遮断状態に切り替え、且つ第２遮断部７６を第２遮断状態に切り替える。これにより、地絡検出装置１０は、地絡が生じていない経路へ大電流が流れることを抑制することができる。

更に、地絡検出装置１０は、第１遮断部７５を第１遮断状態に切り替え、且つ第２遮断部７６を第２遮断状態に切り替えた状態において、第２導電路８２の電圧及び第３導電路８３の電圧に基づいて地絡箇所が第２導電路８２側であるか第３導電路８３側であるかを判定する。そして、地絡検出装置１０は、地絡箇所が第３導電路８３側であると判定した場合、第１遮断部７５を第１許容状態に切り替え、第２遮断部７６を第２遮断状態のまま維持する。また、地絡検出装置１０は、地絡箇所が第２導電路８２側であると判定した場合、第１遮断部７５を第１遮断状態に維持し、第２遮断部７６を第２遮断状態に維持する。これにより、地絡検出装置１０は、地絡箇所が第２導電路８２側であるか第３導電路８３側であるかにかかわらず第１負荷７１への電力供給が停止することを抑制することができ、地絡箇所が第２導電路８２側でなければ、第２負荷７２への電力供給が停止することを抑制することができる。

更に、第２負荷７２が第２導電路８２に接続されているため、電源部９０が地絡した場合においても、蓄電部９１から電力を供給することができる。

＜第３実施形態＞
図７に示す第３実施形態の車載システム３００は、判定部による判定方法が第１実施形態の車載システム１００とは異なり、その他の点で共通する。以下の説明では、第１実施形態の車載システム１００と同じ構成については、同一の符号を付し、詳しい説明を省略する。

電流検出部１３は、第３導電路８３を流れる電流を検出し得る。より具体的には、電流検出部１３は、第３主経路８３Ａから第３分岐路８３Ｂが分岐する分岐点と第２遮断部７６との間の経路を流れる電流を検出し得る。電流検出部１３は、例えばカレントトランスやシャント抵抗を用いた公知の電流検出回路として構成されている。電流検出部１３は、検出した電流を特定可能な信号を出力する。

制御回路１４は、ＭＣＵ、ＡＤ変換器、駆動回路、通信部などを有している。制御回路１４には、電流検出部１３から出力された信号が入力される。制御回路１４は、入力された信号に基づいて、第３導電路８３を流れる電流の値を特定し得る。制御回路１４は、第２導電路８２及び第３導電路８３の地絡を検出し得る。制御回路１４は、電源部９０及び蓄電部９１のうち少なくともいずれかから負荷７０に電力が供給されている状態において、第３導電路８３を流れる電流の値が予め定められた閾値電流を超えたか否かを判定する。制御回路１４は、第３導電路８３を流れる電流の値が閾値電流以下であると判定した場合に第２導電路８２及び第３導電路８３のいずれも地絡していないと判定し、第３導電路８３を流れる電流の値が閾値電流を超えたと判定した場合に第２導電路８２及び第３導電路８３のうち少なくともいずれかが地絡したと判定する。

電源制御ＥＣＵ１５は、第２導電路８２及び第３導電路８３を流れる電流の値を制御回路１４から取得し得る。また、電源制御ＥＣＵ１５は、制御回路１４から入力される信号に基づいて、第２導電路８２及び第３導電路８３のうち少なくともいずれかの地絡が検出されたことを把握し得る。

判定部１５Ａは、制御回路１４によって第２導電路８２及び第３導電路８３のうち少なくともいずれかの地絡が検出された場合に、地絡箇所が第２導電路８２側であるか第３導電路８３側であるかを判定する。判定部１５Ａは、第３導電路８３を流れる電流の向きに基づいて地絡箇所が第２導電路８２側であるか第３導電路８３側であるかを判定する。地絡箇所が第２導電路８２側である場合には、電流の向きは、第３導電路８３側から第２導電路８２側となり、地絡箇所が第３導電路８３側である場合には、電流の向きは、第２導電路８２側から第３導電路８３側となる。よって、判定部１５Ａは、第３導電路８３を流れる電流の値に基づいて、電流の向きを特定し、その電流の向きに基づいて地絡箇所が第２導電路８２側であるか第３導電路８３側であるかを判定することができる。

制御部１５Ｂは、制御回路１４を通じて、第１遮断部７５及び第２遮断部７６を制御し得る。制御部１５Ｂは、地絡箇所が第３導電路８３側であると判定された場合、第１遮断部７５を第１許容状態に維持したまま、第２遮断部７６を第２遮断状態に切り替える。これにより、地絡検出装置１０は、図２に示す例と同様に、蓄電部９１から第１負荷７１及び第３負荷７３に電力を供給することができる。制御部１５Ｂは、地絡箇所が第２導電路８２側であると判定された場合、第１遮断部７５を第１遮断状態に切り替え、第２遮断部７６を第２遮断状態に切り替える。これにより、地絡検出装置１０は、図３に示す例と同様に、蓄電部９１から第１負荷７１に電力を供給し、電源部９０から第２負荷７２に電力を供給することができる。

以上のように、第３実施形態の地絡検出装置３１０によれば、第２導電路８２及び第３導電路８３の電圧を検出することなく、地絡箇所が第２導電路８２側であるか第３導電路８３側であるかを判定することができる。

更に、地絡検出装置３１０は、地絡箇所が第３導電路８３側であると判定した場合、第１遮断部７５を第１許容状態に維持したまま、第２遮断部７６を第２遮断状態に切り替える。また、地絡検出装置１０は、地絡箇所が第２導電路８２側であると判定した場合、第１遮断部７５を第１遮断状態に切り替え、第２遮断部７６を第２遮断状態に切り替える。これにより、地絡検出装置１０は、地絡箇所が第２導電路８２側であるか第３導電路８３側であるかにかかわらず第１負荷７１への電力供給が停止することを抑制することができ、地絡箇所が第２導電路８２側である場合には、第２負荷７２への電力供給が停止することを抑制することができる。

＜他の実施形態＞
本開示は、上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述又は後述の実施形態の特徴は、矛盾しない範囲であらゆる組み合わせが可能である。また、上述又は後述の実施形態のいずれの特徴も、必須のものとして明示されていなければ省略することもできる。更に、上述した実施形態は、次のように変更されてもよい。

上記各実施形態では、負荷の重要度が、ＩＳＯ２６２６２で規定される機能安全レベルに基づいて定められる構成であったが、別の構成であってもよい。例えば、負荷の重要度が、別の規定に基づいて定められる構成であってもよい。また、上記実施形態では、重要負荷がＡＳＩＬ－ＡからＤが付与された負荷であったが、別の構成であってもよい。例えば、重要負荷が、ＡＳＩＬ－ＢからＤが付与された負荷であってもよいし、ＡＳＩＬ－ＣからＤが付与された負荷であってもよいし、ＡＳＩＬ－Ｄが付与された負荷のみであってもよい。

上記各実施形態では、第１負荷が重要負荷のみを含む構成であったが、第１負荷が重要負荷以外の負荷を含む構成であってもよい。上記実施形態では、第２負荷が電動パワーステアリング装置のみを含む構成であったが、第２負荷が電動パワーステアリング装置以外の負荷を含む構成であってもよい。

上記第１実施形態及び第２実施形態では、制御回路が、第３導電路を流れる電流が閾値電流を超えた場合に第２導電路及び第３導電路のうち少なくともいずれかで地絡したと判定する構成であったが、別の構成であってもよい。例えば、制御回路は、第２導電路を流れる電流が閾値電流を超えた場合に第２導電路及び第３導電路のうち少なくともいずれかで地絡したと判定する構成であってもよい。あるいは、制御回路は、第２導電路の電圧が閾値電圧以下になった場合に第２導電路及び第３導電路のうち少なくともいずれかで地絡したと判定してもよいし、第３導電路の電圧が閾値電圧以下になった場合に第２導電路及び第３導電路のうち少なくともいずれかで地絡したと判定してもよい。

上記第１実施形態及び第２実施形態では、第２導電路の電圧が閾値電圧以下であると判定した場合に地絡箇所が第２導電路であると判定し、第３導電路の電圧が閾値電圧以下であると判定した場合に地絡箇所が第３導電路であると判定する構成であった。しかし、第２導電路の電圧が閾値電圧以下であると判定した場合に地絡箇所が第２導電路であると判定し、第２導電路の電圧が閾値電圧以下でないと判定した場合に地絡箇所が第３導電路であると判定してもよい。あるいは、第３導電路の電圧が閾値電圧以下であると判定した場合に地絡箇所が第３導電路であると判定し、第３導電路の電圧が閾値電圧以下でないと判定した場合に地絡箇所が第２導電路であると判定してもよい。

上記第２実施形態において、地絡箇所が第２導電路であるか第３導電路であるかの判定を、第３実施形態と同様の判定方法によって行ってもよい。

上記第３実施形態において、電流検出部が第３導電路の電流を検出する構成であったが、第２導電路の電流を検出する構成であってもよい。この場合、電流検出部は、第２主経路から第２分岐路が分岐する分岐点のうち最も第２遮断部に近い分岐点と第２遮断部との間の経路を流れる電流を検出することが好ましい。

なお、今回開示された実施の形態は全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、今回開示された実施の形態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た範囲内又は特許請求の範囲と均等の範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１０…地絡検出装置
１１…第１電圧検出部
１２…第２電圧検出部
１３…電流検出部（検出部）
１４…制御回路（検出部）
１５…電源制御ＥＣＵ
１５Ａ…判定部
１５Ｂ…制御部
７０…負荷
７１…第１負荷
７２…第２負荷
７３…第３負荷
７４…遮断部
７５…第１遮断部
７５Ａ…スイッチング素子
７５Ｂ…スイッチング素子
７６…第２遮断部
７６Ａ…スイッチング素子
７６Ｂ…スイッチング素子
８０…導電路
８１…第１導電路
８１Ａ…第１主経路
８１Ｂ…第１分岐路
８２…第２導電路
８２Ａ…第２主経路
８２Ｂ…第２分岐路
８３…第３導電路
８３Ａ…第３主経路
８３Ｂ…第３分岐路
９０…電源部
９１…蓄電部
９３…第１電源ボックス
９４…第２電源ボックス
１００…車載システム
２００…車載システム
３００…車載システム
３１０…地絡検出装置

Claims (9)

1. 電源部と、前記電源部とは異なる蓄電部と、前記電源部と前記蓄電部との間に設けられる導電路と、前記導電路に接続される負荷と、前記導電路に設けられる遮断部と、を備える車載システムに用いられる地絡検出装置であって、
   前記遮断部は、前記電源部と前記蓄電部との間に設けられる第１遮断部と、前記第１遮断部よりも前記電源部側に設けられる第２遮断部と、を有し、
   前記導電路は、前記蓄電部と前記第１遮断部との間に設けられる第１導電路と、前記第１遮断部と前記第２遮断部との間に設けられる第２導電路と、前記第２遮断部と前記電源部との間に設けられる第３導電路と、を有し、
   前記負荷は、重要負荷を含む第１負荷と、電動パワーステアリング装置を含む第２負荷と、前記重要負荷よりも重要度の低い第３負荷と、を有し、
   前記第１導電路には、前記第１負荷が接続され、
   前記第２導電路及び前記第３導電路のうち一方の経路には、前記第２負荷が接続され、
   前記第２導電路及び前記第３導電路のうち他方の経路には、前記第３負荷が接続され、
   前記第１遮断部は、前記第１導電路側から前記第２導電路側に電流が流れることを許容する第１許容状態と遮断する第１遮断状態とに切り替わり、
   前記第２遮断部は、前記第２導電路側から前記第３導電路側に電流が流れること、及び前記第３導電路側から前記第２導電路側に電流が流れることを許容する第２許容状態と遮断する第２遮断状態とに切り替わり
   前記第２導電路及び前記第３導電路のうち少なくともいずれかにおいて地絡を検出する検出部を有する
   地絡検出装置。
2. 前記検出部によって前記第２導電路及び前記第３導電路のうち少なくともいずれかにおいて地絡が検出された場合に、地絡箇所が前記第２導電路側であるか前記第３導電路側であるかを判定する判定部を有する
   請求項１に記載の地絡検出装置。
3. 前記判定部は、前記第１遮断部が前記第１遮断状態で且つ前記第２遮断部が前記第２遮断状態であるときの前記第２導電路及び前記第３導電路のうち少なくともいずれかの電圧に基づいて、地絡箇所が前記第２導電路側であるか前記第３導電路側であるかを判定する
   請求項２に記載の地絡検出装置。
4. 前記検出部によって前記第２導電路及び前記第３導電路のうち少なくともいずれかにおいて地絡が検出された場合に、前記第１遮断部を前記第１遮断状態に制御し且つ前記第２遮断部を前記第２遮断状態に制御する制御部を有し、
   前記判定部は、前記制御部によって前記第１遮断部が前記第１遮断状態に制御され且つ前記第２遮断部が前記第２遮断状態に制御された状態において、前記第２導電路及び前記第３導電路のうち少なくともいずれかの電圧に基づいて、地絡箇所が前記第２導電路側であるか前記第３導電路側であるかを判定する
   請求項３に記載の地絡検出装置。
5. 前記判定部は、前記第２導電路及び前記第３導電路のうち少なくともいずれかを流れる電流を検出する電流検出部を有し、前記第２導電路及び前記第３導電路のうち少なくともいずれかを流れる電流の向きに基づいて地絡箇所が前記第２導電路側であるか前記第３導電路側であるかを判定する
   請求項２に記載の地絡検出装置。
6. 前記第３導電路には、前記第２負荷が接続されており、
   前記判定部によって地絡箇所が前記第３導電路側であると判定された場合に、前記第１遮断部を前記第１遮断状態に制御する動作及び前記第２遮断部を前記第２遮断状態に制御する動作のうち少なくとも一方の動作を行い、前記判定部によって地絡箇所が前記第２導電路側であると判定された場合に、前記第１遮断部を前記第１遮断状態に制御し、且つ前記第２遮断部を前記第２遮断状態に制御する制御部を有する
   請求項２から請求項５のいずれか一項に記載の地絡検出装置。
7. 前記第２導電路には、前記第２負荷が接続されており、
   前記判定部によって地絡箇所が前記第３導電路側であると判定された場合に、前記第１遮断部を前記第１許容状態に制御し、且つ前記第２遮断部を前記第２遮断状態に制御し、地絡箇所が前記第２導電路側であると判定された場合に、前記第１遮断部を前記第１遮断状態に制御する制御部を有する
   請求項２から請求項５のいずれか一項に記載の地絡検出装置。
8. 前記第３導電路には、前記第２負荷が接続されている
   請求項４に記載の地絡検出装置。
9. 前記第２導電路には、前記第２負荷が接続されている、
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の地絡検出装置。

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