JP4946660B2

JP4946660B2 - 車両負荷ライン異常監視装置

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Publication number: JP4946660B2
Application number: JP2007168612A
Authority: JP
Inventors: 稔中村
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2007-06-27
Filing date: 2007-06-27
Publication date: 2012-06-06
Anticipated expiration: 2027-06-27
Also published as: JP2009011040A

Description

本発明は、車両負荷ライン異常監視装置に関する。

特開２００５−２５３１２５号公報

車両等の電源回路には、過電流を含む異常電流発生に伴い負荷ラインへの通電を遮断する異常電流保護デバイスとしてヒューズ素子が使用されている。ヒューズ素子は、過大な電流が流れた際に低融点の金属可溶体が溶断することにより電流を遮断する素子である。通常の車両においては、このようなヒューズ素子の溶断に伴い現在の車両状態を示すログデータが保存され、故障原因の特定がなされる。

ところが、近年の車両の高機能化・多機能化に伴い車両の電子部品は増加傾向にあり、配置されるヒューズの数も増加する傾向にある。このため、故障時には溶断したヒューズを特定するためにヒューズを１つ１つ確認しなければならず、特定作業に時間がかかるという課題があった。また、作業中のミスにより作業者の気付かないところでヒューズが切れてしまった場合等は、切れたヒューズを特定できても故障原因の特定が困難となることもある。また、一度溶断したヒューズ素子は使用できないという環境に係る課題もあった。

特許文献１には、ヒューズ素子のように自己破壊（溶断）により通電を遮断する異常電流保護デバイスではなく、復帰可能な異常電流保護デバイスを用いることで、メンテナンス性を向上し、環境に係る課題を解決する技術の開示がある。ところが、特許文献１では、自己破壊が生じないために、異常電流保護デバイスを繰り返し利用できるものの、全ての異常電流防護デバイスの通電状態を統括して監視する監視部が無いため、どの異常電流防護デバイスが遮断状態に切り替わったかを容易に特定することができないという課題がある。

本発明の課題は、異常電流に起因する故障原因の特定が容易な車両負荷ライン異常監視装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記課題を解決するために、本発明の車両負荷ライン異常監視装置は、
車載電源装置から電力供給を受ける複数の負荷ラインと、
複数の負荷ライン毎に設けられ、対応する負荷ラインを通電状態と遮断状態との間で切り替えるトランジスタスイッチと、負荷ライン上の異常電流を検知する異常電流検知部と、トランジスタスイッチを、該異常電流が検知された場合に遮断状態とする一方、該異常電流の検知状態が解消された場合は外部からの復帰入力に基づき通電状態へ復帰させるスイッチ制御部と、異常電流が検知された場合に異常報知信号を出力する異常報知信号出力部と、を備える複数の異常電流防護デバイスと、
各異常電流防護デバイスからの異常報知信号が、対応する負荷ラインを識別可能な形で各々入力され、該異常報知信号の入力状態に基づいて個々の負荷ラインの負荷電流状態を監視する負荷電流監視部と、
を備えることを特徴とする。

上記本発明の構成によると、複数の負荷ラインのそれぞれに異常電流防護デバイスが設けられ、異常電流が発生したときには、それらデバイスから負荷電流監視部に異常報知信号が送信される一方で、負荷電流監視部では、入力される異常報知信号により異常電流の発生した負荷ラインを特定することが可能となる。これにより、異常電流が発生したときには、当該負荷電流監視部において、異常が発生した負荷ラインを特定することができ、故障原因の特定を素早く行なうことができる。また、異常電流防護デバイスは、外部からの復帰入力に基づき通電状態へ復帰可能な構成を有するものである。金属ヒューズのように溶断により通電遮断するものは、復帰のために交換が必要となるが、上記異常電流防護デバイスの場合は交換が不要であるから、素早くかつ容易に復帰させることが可能となる。また、本発明の異常電流防護デバイスが、上記したトランジスタスイッチ、異常電流検知部、スイッチ制御部、及び異常報知信号出力部を同一パッケージ内に格納した形で備えるものであれば、各負荷ラインにこのデバイスを組付けるだけで、上記本発明を容易に実現できる。

負荷電流監視部には、異常報知信号が入力された場合に、各負荷ラインと、該負荷ラインにおける異常電流の有無とを対応付けた異常監視データを、負荷ライン毎に記録する異常監視データ記録手段（異常負荷ライン記録手段）を設けることができる。この構成によると、異常監視データを参照するだけで、どの負荷ラインに異常電流が流れたかを容易に特定することができる。

また、負荷電流監視部には、異常報知信号が入力された場合に、各負荷ラインにつながる負荷の種別と、該負荷の種別における異常の有無とを対応付けた異常監視データを、負荷ライン毎に記録する異常監視データ記録手段（異常負荷ライン記録手段）を設けることができる。この構成によると、異常監視データを参照するだけで、発生した異常電流によりどの種別の負荷が故障（異常）となったかを容易に特定することができる。

一方、負荷ライン毎に、自身につながる負荷を制御する負荷制御部を設けるとともに、それら各負荷制御部を、負荷電流監視部に対し車載ネットワークを介して接続して構成することができる。この場合、負荷電流監視部は、異常報知信号が入力された場合に、車載ネットワーク上を流れる負荷制御部の通信データを異常監視データとして取得する異常時通信データ取得手段と、取得した通信データを記録する異常監視データ記録手段（異常時通信データ記録手段）と、を備えて構成することができる。この構成によると、異常発生時において負荷制御部が送信ないし受信するイベントデータ等の通信データを、スナップショット記録することができるので、異常電流が発生した際に、負荷制御部においてどのような処理が実行されているか、あるいはされようとしているかを特定することができる。これにより、負荷の故障原因の特定にあたって、該負荷が実行していた処理を知ることができるので、故障原因を究明し易くなる。

また、負荷電流監視部には、異常監視データ記録手段に記録された上述の異常監視データを外部送信する異常監視データ外部送信手段を設けることができる。この構成によると、異常監視データを車外に出力することができるので、例えば車外の端末装置上で異常監視データを視覚表示することができる。

また、異常電流防護デバイスには、所定時間間隔おきに負荷電流を検出する負荷電流検出部を設けることができ、異常電流検知部は、検出された負荷電流が異常電流であるかを検知するものとして構成することができる。また、異常電流防護デバイスに、負荷電流検出部を設けた場合、スイッチ制御部は、負荷ラインの通電状態から遮断状態への切り替えに際して、検出される負荷電流の値に応じて定められる遮断遅延時間を経て遮断状態となるように該負荷電流と該遮断遅延時間との対応関係を定めた、予め定められた遮断遅延特性を反映した形でトランジスタスイッチの駆動制御を行なうものとすることができる。車両に設けられる異常電流防護デバイスにおいては、瞬時（短時間）の規定を超える大電流（ランプやモータの突入、ブレーキ電流など）では切れず、規定を超える電流が継続した際に切れる特性を持たせることが重要である。上記構成によれば、負荷電流の値に応じた遮断遅延時間が定められており、ある値の負荷電流が流れている場合には、その値に対応する遮断遅延時間が経過しない限り、トランジスタスイッチが通電状態から通電を遮断した状態（遮断状態）とはならない。なお、この遮断遅延特性は、金属ヒューズである車載用ヒューズにおいて特定される通電電流と溶断時間との対応関係を定めた電流溶断特性に従う形で定めることができる。

以下、本発明の実施形態を、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の一実施形態である車両負荷ライン異常監視装置の全体構成を示すブロック図である。図１の車両負荷ライン異常監視装置１は、複数の負荷ライン４０ａ、４０ｂ，・・・（負荷ライン個々を区別する必要が無い場合は符号４０にて総称するものとする）と、これらに対し電力を供給する電力供給装置３０と、電力供給装置３０から各負荷ライン４０ａ、４０ｂ，・・・に供給される電力を監視する監視ＥＣＵ１０と、を備えて構成されている。

また、各負荷ライン４０には、それぞれ負荷制御部を５１，５２，・・・が接続されている。図１においては、負荷ライン４０ａに負荷制御部５１ａ，５２ａ，・・・が接続されている。そして、負荷制御部５１ａ，５２ａ，・・・は、自身が制御対象とする負荷５１２Ａ〜５１２Ｄ，５２２Ａ〜５２２Ｄ，・・・を制御する負荷制御ＥＣＵとしてそれぞれ構成されている。また、負荷ライン４０ｂにも、図示しないが同様の負荷制御部が接続されている。さらに、他の負荷ライン４０が設けられている場合には、その負荷ライン４０にも同様に負荷制御部が接続される。

電力供給装置（電力供給部）３０は、車載バッテリからバッテリ電圧ＶＢの入力を受ける入力端子３０Ｂと、各負荷ライン４０ａ、４０ｂ，・・・に対応する各出力配線３１ａ，３１ｂ，・・・に対し負荷電圧Ｖｃｃを出力する出力端子３０ａ，３０ｂ，・・・と、バッテリ電圧ＶＢに基づく電源電圧（例えば、バッテリ電圧ＶＢを昇圧したものやバッテリ電圧ＶＢのままのもの等、負荷ラインに応じた電圧）Ｖｃｃを生成する内部回路（図示なし）と、を備えている。電力供給装置３０の各出力配線３１ａ，３１ｂ，・・・は、監視ＥＣＵ１０が監視対象とする異常電流防護デバイス２０ａ，２０ｂ，・・・（デバイス個々を区別する必要が無い場合は符号２０にて総称するものとする）を介して、それぞれが負荷ライン４０ａ、４０ｂ，・・・に接続されている。

各異常電流防護デバイス２０ａ，２０ｂ，・・・は、複数の負荷ライン４０ａ，４０ｂ，・・・毎にそれぞれ設けられている。各々の異常電流防護デバイス２０は、図２に示すように、電力供給装置（電力供給部）３０から電源電圧Ｖｃｃの入力を受け付ける電源電圧入力端子２０Ａと、電源電圧Ｖｃｃに基づく負荷電圧Ｖｏｕｔを負荷ライン４０に出力する負荷ライン出力端子２０Ｂと、監視ＥＣＵ１０のＣＰＵ１１から該異常電流防護デバイス２０を駆動するデバイス駆動電圧Ｖｉｎの入力を受け付ける駆動入力端子２０Ｃと、負荷ライン出力端子２０Ｂから出力される負荷電圧Ｖｏｕｔに応じたセンス電流を出力するためのセンス出力端子２０Ｓと、を備えて構成されている。

さらに、各異常電流防護デバイス２０ａ，２０ｂ，・・・は、対応する負荷ライン４０ａ，４０ｂ，・・・を通電状態と遮断状態との間で切り替えるトランジスタスイッチと、同じく対応する負荷ライン４０ａ，４０ｂ，・・・上の異常電流（特に過電流）を検知する異常電流検知部と、トランジスタスイッチを、該異常電流が検知された場合に遮断状態とする一方、該異常電流の検知状態が解消された場合は外部からの復帰入力に基づき通電状態へ復帰させる主制御部と、異常電流が検知された場合に異常報知信号を出力する異常報知信号出力部と、を同一パッケージ内に格納した形で構成されている。

具体的に言えば、各異常電流防護デバイス２０は、対応する負荷ライン４０を通電状態と通電遮断状態との間で切り替えるトランジスタスイッチ（ＭＯＳＦＥＴ等）２１０と、該トランジスタスイッチ２１０を介して該負荷ライン４０に流れる電流を検出する負荷電流検出部（図中のカレントディテクター）２０６と、検出される負荷電流に基づいてトランジスタスイッチ２１０のオン／オフ駆動を制御する主制御部（図中の制御回路）２０３と、を備えるものである。また、各異常電流防護デバイス２０は、電源電圧Ｖｃｃとデバイス駆動電圧Ｖｉｎとに基づく制御信号を主制御部２０３に入力する内部電源部（図中の内部電源）２０２と、デバイス温度を検出する温度検出部２０９と、トランジスタスイッチ２１０をオン駆動するために主制御部２０３から出力される駆動信号を該トランジスタスイッチ２１０の駆動端子（ゲート端子）に昇圧して入力するための昇圧部（図中の昇圧回路）２０４と、負荷ライン出力端子２０Ｂにおける出力電圧を制御する出力電圧制御部２１１と、が主制御部２０３に接続されている。さらに、負荷ライン出力端子２０Ｂから出力される負荷電流に応じたセンス電流を出力するセンス電流出力部（図中のカレントセンス）２０７を備えている。また、電源電圧入力端子２０Ａと内部電源部２０２の間には静電気保護回路をなす入力回路２０１が設けられ、センス電流出力部２０７とセンス出力端子２０Ｓとの間には同じく静電気保護回路をなす出力回路２０８が設けられている。また、ダイナミッククランプ回路２０５も設けられている。そして、本実施形態においては、これらの機能ブロックが同一パッケージ内に格納されている。

主制御部２０３は、負荷ライン４０上の負荷電流を検出する負荷電流検出部２０６の検出結果の入力を受けるとともに、該負荷電流が異常電流であるか否かを判定する。つまり、主制御部２０３は、対応する負荷ライン４０上の異常電流を検知する異常電流検知部として機能するものである。異常電流が検知された場合には、通常時には負荷電流に応じたセンス電流を出力するセンス電流出力部２０７が異常報知信号出力部として機能して、所定電圧レベルを有した異常報知信号をセンス出力端子２０Ｓから出力し、該異常報知信号が監視ＥＣＵ１０のＣＰＵ１１に入力される。

一方、主制御部２０３は、トランジスタスイッチ２１０を駆動制御して、負荷ライン４０を通電状態と遮断状態（通電が遮断された状態）との間で切り替えるスイッチ制御部としても機能している。具体的には、監視ＥＣＵ１０によって、入力回路２０１から内部電源部２０２に入力される電圧がグランドレベルに切り替えられる（デバイス駆動信号が入力される）ことにより、異常電流防護デバイス２０全体が駆動状態（オン状態）となり、主制御部２０３がトランジスタスイッチ２１０に駆動信号を出力する。このとき、トランジスタスイッチ２１０では、駆動端子に該駆動信号が入力されること（昇圧部２０４にて昇圧されている）に基づいて、負荷ライン４０を通電状態に切り替える。

ところが、異常電流が検知された場合にはトランジスタスイッチ２１０を遮断状態とし、負荷ライン４０につながる各負荷５１２Ａ〜５１２Ｄ，５２２Ａ〜５２２Ｄ，・・・を該異常電流から保護する。具体的には、ＣＰＵ１１は、このとき入力される異常報知信号により、内部電源部２０２に入力される電圧が所定レベルを上回るものに切り替えて、異常電流防護デバイス２０全体を停止状態（オフ状態）とし、主制御部２０３からトランジスタスイッチ２１０への駆動信号の出力がなくなり、負荷ライン４０が遮断状態となる。この遮断状態は、異常電流の検知状態が解消された場合に、監視ＥＣＵ１０により、異常電流防護デバイス２０をリセット（再駆動）することにより、通電状態に復帰可能である。つまり、異常電流防護デバイス２０全体を一度停止状態（オフ状態）にした上で、入力回路２０１から内部電源部２０２に入力される電圧を再度グランドレベルに切り替えられる（復帰信号が入力される）ことにより通電状態に復帰する。

また、負荷電流検出部２０６は、一定時間間隔おきに負荷電流を検出するものである。一方で、スイッチ制御部をなす主制御部２０３は、対応する負荷ライン４０の通電状態から遮断状態への切り替えに際し、検出される異常電流（負荷電流）の値に応じて定められる遮断遅延時間を経過した後に遮断状態となるよう、該負荷電流と該遮断遅延時間との対応関係を定めた、予め定められた遮断遅延特性を反映した形でトランジスタスイッチ２１０の駆動制御を行なう。つまり、異常電流の検知された場合に、主制御部２０３は、トランジスタスイッチ２１０を即刻遮断状態に切り替えるのではなく、該異常電流が、その値に応じた遮断遅延時間の間継続して通電されたときに遮断状態に切り替える。本実施形態における遮断遅延特性は、金属ヒューズである車載用ヒューズにおいて特定される通電電流と溶断時間との対応関係を定めた電流溶断特性に従う形で、図３に示すような形にて定められている。

なお、温度検出部２０９は、異常電流防護デバイス２０の温度を検出（例えば公知のチャネル温度検出による）し、検出結果を主制御部２０３に送信する。主制御部２０３は、温度検出部２０９の検出する温度が予め定められた温度閾値を上回った場合に、トランジスタスイッチ２１０への駆動信号の出力を禁止するとともに、温度検出部２０９の検出する温度が温度閾値を下回ると、その禁止状態が解除され、再びトランジスタスイッチ２１０への駆動信号の出力が開始される。本実施形態の温度検出部２０９は、特に、負荷ライン４０の通電状態を切り替えるトランジスタスイッチ２１０の周辺温度を検出する形で設けられている。

監視ＥＣＵ１０は、図１に示すように、ＣＰＵ１１、不揮発性メモリからなる記憶装置（本実施形態においてはフラッシュＥＥＰＲＯＭであるが、ハードディスクドライブ等の他の記憶装置であってもよい）１２、車載ネットワークである通信ライン６０と接続する通信インターフェース（図中の通信Ｉ／Ｆ）１６、外部にて専用ツール９０と接続するための外部インターフェース（図中の外部Ｉ／Ｆ）１７、及び図示しないＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えた周知のマイコンとして構成されている。この監視ＥＣＵ１０は、各異常電流防護デバイス２０（２０ａ，２０ｂ，・・・）から出力される異常報知信号の入力状態に基づいて個々の負荷ライン４０ａ，４０ｂ，・・・の負荷電流状態を監視する負荷電流監視部として機能するように構成されている。

なお、監視ＥＣＵ１０への異常報知信号の入力は、対応する負荷ライン４０ａ，４０ｂ，・・・を識別可能な形でなされている。本実施形態においては、各異常電流防護デバイス２０ａ，２０ｂ，・・・からの異常報知信号がそれぞれ異なるポートに入力される形で構成されている。そして、異常報知信号が入力された場合には、図４に示すように、各負荷ライン４０ａ，４０ｂ，・・・と、該負荷ライン４０ａ，４０ｂ，・・・における異常電流の有無とを対応付けた異常負荷ライン監視データ（異常監視データ）を、負荷ライン４０ａ，４０ｂ，・・・毎に記憶装置１２の所定記憶領域に記録する（異常負荷ライン記録手段）。

また、本実施形態においては、各負荷ライン４０ａ，４０ｂ，・・・につながる負荷の種別は予め特定しておくことができるので、図５に示すように、異常報知信号が入力された場合には、負荷ライン４０ａ，４０ｂ，・・・につながる各負荷の種別と、それら個々の負荷種別における異常の有無とを対応付けた異常負荷種別監視データ（異常監視データ）を、負荷ライン４０ａ，４０ｂ，・・・毎に記憶装置１２の所定記憶領域に記録する（異常負荷種別記録手段）。なお、負荷の種別とは、各負荷を、１以上の負荷を有するグループに分類したときの各グループのことである。例えば、複数の負荷により１つの駆動機構を構成する場合において、該駆動機構に属する負荷全てを同一種別（同一グループ）の負荷として定めたり、異なる駆動機構において同じ駆動負荷を有する場合に、それらの同一駆動負荷を全て同一種別の負荷として定めたりすることができる。当然、１つの負荷を１つの負荷種別（グループ）とさだめることもできる。

また、監視ＥＣＵ１０は、通信ライン（車載ネットワーク）６０を介して、各負荷ライン４０に接続する各負荷制御部５１，５２，・・・に対し通信可能に接続している。例えば、図１に示す負荷ライン４０ａに接続する負荷制御部５１ａ，５２ａ，・・・は、自身が制御対象とする負荷（抵抗負荷やランプ、Ｌ負荷等）５１２Ａ〜５１２Ｄ，５２２Ａ〜５２２Ｄ，・・・を制御する負荷制御ＥＣＵとして構成されるとともに、それぞれがＣＰＵ５１１，５２１，・・・に対し、図示しないＲＯＭ，ＲＡＭ等の内部メモリ、通信ライン６０に接続する通信インターフェース５１６，５２６，・・・が接続する構成を有している。なお、他の負荷ライン４０（例えば負荷ライン４０ｂ）に接続される負荷制御部５１，５２，・・・も、負荷ライン４０ａに接続される負荷制御部５１ａ，５２ａ，・・・と同様の構成を有する。一方、監視ＥＣＵ１０は、異常報知信号が入力された場合に、通信ライン６０上を流れる負荷制御部５１，５２，・・・の通信データを取得するとともに（異常時通信データ取得手段）、取得した通信データを、記憶装置１２の所定記憶領域に取得した順に記録する（異常時通信データ記録手段）。具体的に言えば、図６に示すような形で、取得した通信データを取得した順に記憶していく。

なお、本実施形態における負荷制御部５１，５２，・・・は、図示しない操作部やセンサ部、他の制御部からの入力情報に基づいて、ＣＰＵ５１１，５２１，・・・がスイッチ部５１２ａ〜５１２ｄを駆動制御する形で、各負荷５１２Ａ〜５１２Ｄ，５２２Ａ〜５２２Ｄ，・・・に対し駆動トリガーを与える単純な制御構成を有するものとなっているが、本発明における負荷制御部の構成はこうした構成に限られず、少なくとも１以上の負荷を制御対象とするものであればよい。例えば、負荷制御部のＣＰＵが各負荷に対しより高度な制御を実行するように構成されていてもよい。

以下、監視ＥＣＵ１０のＣＰＵ１１が実行する、異常電流検知時における異常負荷ライン監視データ、異常負荷種別監視データ、及び通信データの記録処理（異常時データ記録処理）について、図７のフローチャートを用いて説明する。なお、ＣＰＵ１１が当該処理を実行することにより、異常記録手段（異常負荷ライン記録手段、異常負荷種別記録手段、異常時通信データ記録手段）として機能する。

Ｓ１では、異常電流が検知されたか否かを、入力される異常報知信号に基づいて判定する。異常報知信号が入力されていなければ本プログラムを終了し、異常報知信号が入力された場合にはＳ２に進み、どのポートに異常報知信号が入力されたかに基づいて異常電流が生じた負荷ライン４０を特定する。

Ｓ３では、各負荷に係る異常監視データを記録する。具体的には、負荷ライン４０と、該負荷ライン４０における異常電流の有無とを対応付けた異常負荷ライン監視データ（異常監視データ：図４参照）と、負荷ライン４０につながる各負荷の種別と、それら個々の負荷種別における異常の有無とを対応付けた異常負荷種別監視データ（異常監視データ：図５参照）とを、それぞれ負荷ライン４０毎に記憶装置１２の所定記憶領域に記録する。なお、ここで、各負荷ライン４０につながる各負荷制御部５１，５２，・・・から、現在の各種の制御状態を示す制御状態データを通信取得して、これらを各負荷に対応させる形で記憶装置１２の所定記憶領域に記録するようにしてもよい。

Ｓ４では、通信データを記録する。具体的に言えば、通信ライン（車載ネットワーク）６０上を流れる通信データ、特にイベントデータを取得する。通信ライン６０上には、図示しない操作部からの操作情報、図示しないセンサ部からの検出情報、図示しない他の制御部（他のＥＣＵ）からの制御情報等の各負荷制御部５１，５２，・・・に送信される通信データや、逆に負荷制御部５１，５２，・・・から送信される通信データが流れている。従って、異常電流検知時に、これらの通信データを取得することにより、そのときに各負荷制御部５１，５２，・・・がどのような制御を実行しようとしていたかを特定することが可能となる。Ｓ４が終了すると本処理を終了する。なお、この処理は所定周期にて繰り返し実行される。

ところで、監視ＥＣＵ１０は、記憶装置１２に記録された異常監視データを外部送信することができる。具体的には、ＣＰＵ１１の指令に基づいて外部インターフェース１７を介し、外部の専用ツール９０に出力することができる（異常監視データ外部送信手段）。

専用ツール９０は、監視ＥＣＵ１０から異常監視データを通信取得するとともに、取得した異常監視データを視覚表示する端末装置として構成されている。具体的に言えば、専用ツール９０には、監視ＥＣＵ１０から異常監視データ（異常負荷ライン監視データ、異常負荷種別監視データ、通信データ）を通信取得するプログラムが内部メモリに格納されており、専用ツール９０のＣＰＵが該プログラムを実行する形で各種異常監視データを取得し（異常監視データ取得手段）、表示手段（図中の表示部：異常監視データ表示手段）９１においてそれらを表示する。本実施形態においては、表示手段９１において、図７の処理により取得した異常監視データをそれぞれ一覧表示可能に構成されている。なお、本実施形態における表示手段９１は、ナビゲーション画面やＴＶ画面、オーディオ画面、走行状態や外気温等の車両情報の表示画面等を表示するＥＭＶ（Electro Multi Vision system）等の液晶モニタである。

以下、異常電流の検知に伴い、対応する負荷ライン４０の通電を遮断する通電状態切替処理について説明する。本実施形態においては、異常電流防護デバイス２０に入力される負荷電流の通電履歴に基づいて推定される、異常電流防護デバイス２０に蓄積される熱量と、該異常電流防護デバイス２０の放熱環境に基づいて推定される、電流防護デバイス２０から放熱される放熱量とに基づいて、異常電流防護デバイス２０が蓄積している熱量の総量を推定し、その推定総熱量が予め定められた閾熱量を上回った場合を異常電流と判断して、負荷ライン４０への通電を遮断するように構成されている。

図８は、その通電状態切替処理の一例である。ここでは、異常電流防護デバイス２０が蓄積する推定総熱量を仮想的な熱量（仮想熱量）Ｑとして算出し、閾熱量Ｑｔｈと比較する形で異常電流の有無を判定するように構成されている。まず、Ｓ１０１では、初期化処理としてＱ＝０をセットする。Ｓ１０２ではタイマーを起動し、Ｓ１０３にて所定時間ｔ_０が経過すると、Ｓ１０４にて負荷電流検出部２０６が現在の負荷電流Ｉ_ｎを検出し、これを記憶する。なお、前回検出した負荷電流Ｉ_ｎ−１も記憶を残しておくものとする。Ｓ１０５では、検出される負荷電流の通電履歴に基づいて上記仮想熱量Ｑを算出する。ここでは簡略的にＱ＝Ｑ＋α（Ｉ_ｎ−Ｉ_ｎ−１）ｔ_０として算出するものとする。なお、Ｉ_ｎ−Ｉ_ｎ−１は今回検出した電流値Ｉ_ｎと前回検出した電流値Ｉ_ｎ−１の差であり、αは電流差Ｉ_ｎ−Ｉ_ｎ−１に応じて定められる係数であり、図９に示すように、各電流差の値に対応付けたテーブル（監視ＥＣＵ１０の記憶装置１２に予め格納されているものとする）から読み出す形で取得する。なお、この係数αの設定により、図３に示す電流溶断特性に従う遮断遅延特性が定められている。Ｓ１０６では、算出された仮想的な熱量Ｑが予め定められた閾熱量Ｑｔｈを上回ったか否かを判定する。仮想熱量Ｑが閾熱量Ｑｔｈを上回った場合は、負荷電流が異常電流であると検知され、Ｓ１０７にて負荷ライン４０への通電が遮断される（異常電流防護デバイス２０が停止状態となる）。他方、Ｓ１０６にて、算出された仮想熱量Ｑが閾熱量Ｑｔｈを下回った場合は、異常電流が検知されず、Ｓ１０８にてＳ１０２で起動したタイマーをリセットして、再びＳ１０２に戻る（通電状態）。

なお、この通電状態切替処理においては、仮想熱量（推定総熱量）Ｑは、トランジスタスイッチ２１０に替わって車載用ヒューズが配置されたと仮定したときの、該車載用ヒューズの可溶体に蓄積される熱量として算出される。他方、閾熱量Ｑｔｈは、該可溶体の図３に示す溶断特性に基づく、該可溶体が溶断に至るまでの熱履歴を反映した値として予め定めている。また、仮想熱量（推定総熱量）Ｑの算出は、温度検出部２０９が検出するデバイス温度に基づいて補正する形で、より高精度に行なうようにしてもよい。

次に、通電遮断状態から通電状態へ復帰させる通電復帰処理の一例を、図１０を用いて説明する。Ｓ２０１では、復帰信号の入力の有無を判定する。復帰信号の入力は、本実施形態においては、専用ツール９０の入力部９２として設けられた操作部のうちの予め定められた通電復帰操作部がユーザー操作されるより、専用ツール９０から監視ＥＣＵ１０に復帰要求信号が送信されるので、Ｓ２０１では、監視ＥＣＵ１０において、該復帰要求信号の受信の有無を判定する。Ｓ２０１にて、復帰要求信号の入力が無ければＳ２０８に進み、通電遮断状態を継続して本処理を終了し、他方、復帰要求信号の入力があればＳ２０２に進む。Ｓ２０２では、初期化処理として仮想熱量Ｑ_０＝０をセットする。なお、仮想熱量Ｑ_０は上記Ｑと同様にして算出されるものである。そして、Ｓ２０３にてタイマーを起動し、Ｓ２０４にて所定時間ｔ_０が経過すると、Ｓ２０５にて負荷電流検出部２０６が負荷電流Ｉを検出し、これを記憶する。Ｓ２０６では、検出される負荷電流Ｉに基づいて上記仮想熱量Ｑ_０を算出する。ここでは簡略的にＱ_０＝αＩｔ_０として算出するものとする。αは、上記と同様、電流差Ｉに応じて定められる係数であり、Ｓ２０７では、算出された仮想熱量Ｑ_０が予め定められた閾熱量Ｑｔｈを上回ったか否かを判定する。仮想熱量Ｑ_０が閾熱量Ｑｔｈを上回った場合は、異常電流が継続していると判定され、Ｓ２０９にて通電遮断状態を継続して本処理を終了する。他方、算出された仮想熱量Ｑが閾熱量Ｑｔｈを下回った場合は、異常電流が解消されたと判定されて、Ｓ２０８にて負荷ライン４０を通電状態に復帰させる。具体的には、監視ＥＣＵ１０が異常電流防護デバイス２０全体を再駆動状態とし、これに伴い主制御部２０３がトランジスタスイッチ２１０に駆動信号が再出力する形で行なう。

なお、復帰信号をなすデバイス駆動信号の再出力は、監視ＥＣＵ１０から遮断状態にある異常電流防護デバイス２０に対してのみ送信するようにしてもよいが、全異常電流防護デバイス２０に対し一括送信するようにしてもよい。これにより、異常電流の発生した負荷ラインを特定することなく、全異常電流防護デバイス２０を通電状態とすることができる。

ただし、上記した通電状態切替処理及び通電復帰処理はあくまでも例示であり、上記のような処理に限られるものではなく、他の処理・他のデバイス構成により実現されるものであってもよい。

以上、本発明の一実施形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。以下、上記実施形態とは異なる実施形態を例示する。

上記実施形態においては、異常電流が検知された場合に、負荷ラインと異常電流の有無とを対応付けた異常負荷ライン監視データ（異常監視データ）と、負荷ラインにつながる各負荷の種別と、それら個々の負荷種別における異常の有無とを対応付けた異常負荷種別監視データ（異常監視データ）と、異常電流が検知された場合に通信ライン（車載ネットワーク）６０上を流れる負荷制御部５１ａ，５２ａ，・・・の通信データ（異常監視データ）と、を取得し、これらを専用ツール９０により視覚表示可能に構成されているが、異常電流が検知された場合に取得するデータは、これら全てでなくともよく、これらのうちの少なくとも１つであればよい。少なくとも上記異常負荷ライン監視データが取得できれば、異常電流が発生した負荷ラインを容易に特低できるようになる。また、少なくとも上記異常負荷種別監視データが取得できれば、異常電流に伴う異常個所を容易に特定できるし、異常個所に基づいて異常電流が発生した負荷ラインも推定できるし、該異常電流の発生原因についても異常個所をもとにして特定し易い。また、少なくとも通信データが取得できれば、異常電流の発生が、どのような処理の実行に伴い生じたものであるかを推定することができるので、発生原因を容易に特定できる。

また、異常電流の検知に伴う負荷ライン４０の通電遮断をより確実に行なうために、図１１に示すように、１系統の負荷ライン４０に対し複数（図１１では２個）の異常電流防護デバイス２０，２０´を設け、それらのうち少なくとも一方において異常電流が検知された場合に、双方の異常電流防護デバイス２０，２０´を遮断状態として、対応する負荷ライン４０の通電を遮断状態とするように構成してもよい。

本発明の一実施形態である車両負荷ライン異常監視装置の全体構成を示すブロック図。図１の異常電流防護デバイスの一例を示すブロック図。図２の異常電流防護デバイスにおける遮断遅延特性を示す図。異常負荷ライン監視データを示す図。異常負荷種別監視データを示す図。異常電流検知時に記憶される通信データを示す図。異常監視データ記録処理の流れを説明するフローチャート。通電状態切替処理の流れを説明するフローチャート。電流変化量と、該電流変化量の仮想熱量への換算係数を対応付けたテーブル。通電復帰処理の流れを説明するフローチャート。本発明の図１とは異なる実施形態である車両負荷ライン異常監視装置の全体構成を示すブロック図。

符号の説明

１車両負荷ライン異常監視装置
１０監視ＥＣＵ（負荷電流監視部）
１１ＣＰＵ
１２記憶装置（異常負荷ライン記録手段、異常負荷種別記録手段、異常時通信データ取得手段）
２０（２０ａ，２０ｂ，・・・）異常電流防護デバイス
２１０トランジスタスイッチ
２０３主制御部（異常電流検知部、スイッチ制御部）
２０６負荷電流検出部
２０７センス電流出力部（異常報知信号出力部）
３０電力供給装置
４０（４０ａ、４０ｂ，・・・）負荷ライン
５１，５２（５１ａ，５２ａ，・・・）負荷制御部
５１２Ａ〜５１２Ｄ，５２２Ａ〜５２２Ｄ，・・・負荷
６０通信ライン
９０専用ツール
９１表示手段（異常監視データ表示手段）
９２入力部（通電復帰操作部）

Claims

車載電源装置から電力供給を受ける複数の負荷ラインと、
前記複数の負荷ライン毎に設けられ、対応する負荷ラインを通電状態と遮断状態との間で切り替えるトランジスタスイッチと、前記負荷ライン上の異常電流を検知する異常電流検知部と、前記トランジスタスイッチを、該異常電流が検知された場合に前記遮断状態とする一方、該異常電流の検知状態が解消された場合は外部からの復帰入力に基づき前記通電状態へ復帰させるスイッチ制御部と、前記異常電流が検知された場合に異常報知信号を出力する異常報知信号出力部とを備える複数の異常電流防護デバイスと、
各前記異常電流防護デバイスからの前記異常報知信号が、対応する前記負荷ラインを識別可能な形で各々入力され、該異常報知信号の入力状態に基づいて個々の負荷ラインの負荷電流状態を監視する負荷電流監視部と、を備え、
前記負荷ライン毎に、自身につながる負荷を制御する負荷制御部を備えるとともに、それら各負荷制御部は、前記負荷電流監視部に対し車載ネットワークを介して接続されており、
前記負荷電流監視部は、前記異常報知信号が入力された場合に、前記車載ネットワーク上を流れる前記負荷制御部の通信データを異常監視データとして取得する異常時通信データ取得手段と、取得した前記通信データを記録する異常監視データ記録手段と、を備え、
前記異常電流防護デバイスは、所定時間間隔おきに前記負荷電流を検出する負荷電流検出部を備え、
前記スイッチ制御部は、前記負荷ラインの通電状態から遮断状態への切り替えに際して、検出される負荷電流の値に応じて定められる遮断遅延時間を経て前記遮断状態となるように該負荷電流と該遮断遅延時間との対応関係を定めた、予め定められた遮断遅延特性を反映した形で前記トランジスタスイッチの駆動制御を行なうものであり、
前記遮断遅延特性は、金属ヒューズである車載用ヒューズにおいて特定される通電電流と溶断時間との対応関係を定めた電流溶断特性に従う形で定められてなることを特徴とする車両負荷ライン異常監視装置。
前記負荷電流監視部は、前記異常報知信号が入力された場合に、各前記負荷ラインと、該負荷ラインにおける前記異常電流の有無とを対応付けた異常監視データを、前記負荷ライン毎に記録する異常監視データ記録手段を備える請求項１記載の車両負荷ライン異常監視装置。
前記負荷電流監視部は、前記異常報知信号が入力された場合に、各前記負荷ラインにつながる負荷の種別と、該負荷の種別における異常の有無とを対応付けた異常監視データを、前記負荷ライン毎に記録する異常監視データ記録手段を備える請求項１又は請求項２に記載の車両負荷ライン異常監視装置。
前記負荷電流監視部は、前記異常監視データ記録手段により記録された前記異常監視データを外部送信する異常監視データ外部送信手段を備える請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車両負荷ライン異常監視装置。