JP5158948B2

JP5158948B2 - Electrical junction box, power supply cutoff method, and program

Info

Publication number: JP5158948B2
Application number: JP2008061709A
Authority: JP
Inventors: 浩二池谷
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2008-03-11
Filing date: 2008-03-11
Publication date: 2013-03-06
Anticipated expiration: 2028-03-11
Also published as: JP2009219285A

Description

本発明は、自動車等の車両上でバッテリと種々の電気負荷とに電気的に接続される電源分配ボックスとして用いられる、例えばリレー・ボックス、ヒューズ・ボックス、電子制御ユニット・ボックス、等といった電気接続箱（即ち、エレクトリック・ジャンクション・ブロック）に関し、特に、ヒューズ・ボックスが有する機能を半導体化した電気接続箱、その電気接続箱による電力供給遮断方法、及びその電力供給遮断方法を実行するためのプログラムに関する。 The present invention is used as a power distribution box electrically connected to a battery and various electric loads on a vehicle such as an automobile, for example, an electrical connection such as a relay box, a fuse box, an electronic control unit box, etc. In particular, an electrical connection box that has a fuse box having a semiconductor function, a power supply cut-off method using the electric connection box, and a program for executing the power supply cut-off method with respect to the box (that is, the electric junction block) About.

従来では、車両の各電気負荷への電力供給は、電磁リレー（即ち、メカリレー）とヒューズを介して行なっていた。電磁リレーやヒューズは、電気接続箱の筐体内に収容されており、実際の車両に搭載される電気接続箱では、電気負荷の数に応じた複数のリレーとヒューズが収容されている。図１１は従来のメカリレー方式の電気接続箱３００の例を示す外観斜視図である。この電気接続箱３００は、筐体３１０の側面部に各種のコネクタ３１１を配置し、上面や下面にリレー等の電気部品付きの回路基板３５０を取り付けたものである。 Conventionally, power is supplied to each electric load of the vehicle through an electromagnetic relay (that is, a mechanical relay) and a fuse. The electromagnetic relays and fuses are accommodated in the casing of the electrical junction box. In an electrical junction box mounted on an actual vehicle, a plurality of relays and fuses corresponding to the number of electrical loads are accommodated. FIG. 11 is an external perspective view showing an example of a conventional mechanical relay type electric junction box 300. The electrical connection box 300 is obtained by arranging various connectors 311 on the side surface of a housing 310 and attaching a circuit board 350 with electrical components such as a relay to the upper and lower surfaces.

ところで、近年、電気接続箱の小型軽量化や高速スイッチング制御などを実現するために、電磁リレーに代えてパワーＭＯＳＦＥＴ等のトランジスタが用いられるようになりつつあり、トランジスタを用いた電気接続箱も特許文献に掲載されるようになった（例えば、特許文献１参照）。 By the way, in recent years, transistors such as power MOSFETs are being used in place of electromagnetic relays in order to reduce the size and weight of electrical junction boxes and achieve high-speed switching control. Patent documents are also available for electrical junction boxes using transistors. It has been published in the literature (for example, see Patent Literature 1).

近年、電気接続箱のさらなる小型軽量化のために、ヒューズに代えてパワーＭＯＳＦＥＴ等のトランジスタを用いることが検討されている（例えば、特許文献２、３参照）。
特開２００１−２１１５２９号公報特開２００６−１９７７６８号公報特開２００７−１５９１５９号公報 In recent years, in order to further reduce the size and weight of an electrical junction box, it has been studied to use a transistor such as a power MOSFET instead of a fuse (for example, see Patent Documents 2 and 3).
JP 2001-2111529 A JP 2006-197768 A JP 2007-159159 A

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ヒューズに代えてパワーＭＯＳＦＥＴ等のトランジスタを用いることによって、さらなる小型軽量化を図ることができる電気接続箱、その電気接続箱による電力供給遮断方法、及びその電力供給遮断方法を実行するためのプログラムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide an electrical connection box that can be further reduced in size and weight by using a transistor such as a power MOSFET instead of a fuse, and its electrical connection. An object of the present invention is to provide a power supply cutoff method using a box and a program for executing the power supply cutoff method.

前述した目的を達成するために、本発明に係る電気接続箱は、下記（１）〜（３）を特徴としている。
（１）電力供給装置に電気的に接続された入力端子と、電気負荷に電気的に接続された出力端子と、前記電力供給装置から前記電気負荷に流れる電流を制御するために前記入力端子−前記出力端子間をＯＮ／ＯＦＦ制御する制御信号が入力される制御端子と、を有するトランジスタと、
前記トランジスタの入力端子、出力端子及び制御端子の各々に電気的に接続し、前記トランジスタに流れる電流を検出して前記制御端子に前記制御信号を出力する制御ＩＣと、
を備え、
前記制御ＩＣは、計時開始の始点から最大積算時間が経過するまでの一定期間に亘り、サンプリング周期で前記トランジスタに流れる電流値を検出し、該電流値を基にそのサンプリング周期において前記トランジスタに発生するジュール熱を算出して、始点からの前記ジュール熱の累積値（それぞれの前記ジュール熱を加算したジュール熱の総量）を求め、前記累積値が積算ジュール熱閾値以上である場合に、前記トランジスタの制御端子に前記入力端子−前記出力端子間をＯＦＦ制御する前記制御信号を出力する動作を行い、
前記一定期間が経過しても前記累積値が前記積算ジュール熱閾値未満である場合に、前記累積値をゼロにして前記動作を繰り返す、
こと。
（２）上記（１）の構成の電気接続箱において、
前記積算ジュール熱閾値及び最大積算時間は、前記トランジスタの動作温度範囲及び前記トランジスタの過渡熱抵抗に基づいて設定される、
こと。
（３）上記（１）の構成の電気接続箱において、
前記トランジスタの出力端子が、前記電気負荷に電力供給するための電線に接続されており、そして
前記積算ジュール熱閾値及び最大積算時間は、前記電線の許容電流及び前記電線の発煙特性に基づいて設定される、
こと。 In order to achieve the above-described object, the electrical junction box according to the present invention is characterized by the following (1) to (3).
(1) An input terminal electrically connected to the power supply device, an output terminal electrically connected to an electric load, and the input terminal for controlling a current flowing from the power supply device to the electric load A transistor having a control terminal to which a control signal for ON / OFF control between the output terminals is input;
Input terminal of said transistor, and a control IC that is electrically connected to the respective output terminals and a control terminal, and outputs the control signal to the control terminal by detecting a current flowing through the transistor,
With
The control IC detects a current value flowing through the transistor at a sampling period over a certain period from the start point of time measurement until the maximum integration time elapses, and is generated at the transistor at the sampling period based on the current value. When the Joule heat to be calculated is calculated to obtain a cumulative value of the Joule heat from the starting point ( total amount of Joule heat obtained by adding the Joule heats ), and the transistor The control terminal is operated to output the control signal for controlling OFF between the input terminal and the output terminal,
If the cumulative value is less than the cumulative Joule heat threshold even after the fixed period has elapsed, the cumulative value is set to zero and the operation is repeated .
about.
(2) In the electrical junction box configured as described in (1) above,
The accumulated Joule heat threshold and the maximum accumulated time are set based on the operating temperature range of the transistor and the transient thermal resistance of the transistor.
about.
(3) In the electrical junction box configured as described in (1) above,
An output terminal of the transistor is connected to an electric wire for supplying electric power to the electric load, and the integrated Joule heat threshold and the maximum integrated time are set based on an allowable current of the electric wire and a smoke generation characteristic of the electric wire. To be
about.

上記（１）の構成の電気接続箱によれば、ヒューズに代えてパワーＭＯＳＦＥＴ等のトランジスタを用いることによって、さらなる小型軽量化を図ることができる。さらに、トランジスタによる電流の誤遮断防止に繋がる。
上記（２）または（３）の構成の電気接続箱によれば、過電流から保護すべき部品、例えばトランジスタやワイヤハーネスに適したタイミングで、トランジスタのＯＮ、ＯＦＦを切り替えることができる。 According to the electrical junction box having the configuration (1), a further reduction in size and weight can be achieved by using a transistor such as a power MOSFET instead of the fuse. Furthermore, it leads to prevention of erroneous interruption of current by the transistor.
According to the electrical junction box having the configuration (2) or (3), the transistor can be switched on and off at a timing suitable for a component to be protected from overcurrent, for example, a transistor or a wire harness.

前述した目的を達成するために、本発明に係る電力供給遮断方法は、下記（４）〜（６）を特徴としている。
（４）電力供給装置に電気的に接続された入力端子と、電気負荷に電気的に接続された出力端子と、前記電力供給装置から前記電気負荷に流れる電流を制御するために前記入力端子−前記出力端子間をＯＮ／ＯＦＦ制御する制御信号が入力される制御端子と、を有するトランジスタを用いた、前記電力供給装置から前記電気負荷に流れる電流を制御するための電力供給遮断方法であって、
計時開始の始点から最大積算時間が経過するまでの一定期間に亘り、サンプリング周期で前記トランジスタに流れる電流値を検出し、該電流値を基にそのサンプリング周期において前記トランジスタに発生するジュール熱を算出する算出ステップと、
前記ジュール熱を算出するごとに、始点からの前記ジュール熱の累積値を求める加算ステップと、
前記加算ステップで求めた前記累積値が積算ジュール熱閾値以上か未満かを判別する判断ステップと、
前記累積値が積算ジュール熱閾値以上である場合に、前記トランジスタの制御端子に前記入力端子−前記出力端子間をＯＦＦ制御する前記制御信号を出力する制御ステップと、
前記一定期間が経過しても前記累積値が前記積算ジュール熱閾値未満である場合に、前記累積値をゼロにして前記算出ステップに戻るステップと、
を有すること。
（５）上記（４）の構成の電力供給遮断方法において、
前記積算ジュール熱閾値及び最大積算時間は、前記トランジスタの動作温度範囲及び前記トランジスタの過渡熱抵抗に基づいて設定される、
こと。
（６）上記（４）の構成の電力供給遮断方法において、
前記トランジスタの出力端子が、前記電気負荷に電力供給するための電線に接続されており、そして
前記積算ジュール熱閾値及び最大積算時間は、前記電線の許容電流及び前記電線の発煙特性に基づいて設定される、
こと。 In order to achieve the above-described object, the power supply cutoff method according to the present invention is characterized by the following (4) to (6).
(4) An input terminal electrically connected to the power supply device, an output terminal electrically connected to an electric load, and the input terminal for controlling a current flowing from the power supply device to the electric load A power supply cutoff method for controlling a current flowing from the power supply device to the electric load using a transistor having a control terminal to which a control signal for ON / OFF control between the output terminals is input. ,
The current value flowing through the transistor is detected at a sampling period for a certain period from the start of timing to the elapse of the maximum integration time , and the Joule heat generated at the transistor at the sampling period is calculated based on the current value. A calculating step to
Each time the Joule heat is calculated, an adding step for obtaining a cumulative value of the Joule heat from a starting point ;
A determination step of determining whether the cumulative value obtained in the addition step is greater than or less than an integrated Joule heat threshold;
A control step of outputting the control signal for controlling OFF between the input terminal and the output terminal to the control terminal of the transistor when the cumulative value is equal to or greater than an integrated Joule heat threshold;
When the accumulated value is less than the accumulated Joule heat threshold even after the fixed period has elapsed, the step of returning to the calculating step by setting the accumulated value to zero;
Having
(5) In the power supply cutoff method configured as described in (4) above,
The accumulated Joule heat threshold and the maximum accumulated time are set based on the operating temperature range of the transistor and the transient thermal resistance of the transistor.
about.
(6) In the power supply cutoff method having the configuration of (4) above,
An output terminal of the transistor is connected to an electric wire for supplying electric power to the electric load, and the integrated joule heat threshold and the maximum integrated time are set based on an allowable current of the electric wire and a smoke generation characteristic of the electric wire. To be
about.

上記（４）の構成の電力供給遮断方法によれば、ヒューズに代えてパワーＭＯＳＦＥＴ等のトランジスタを用いることによって、さらなる小型軽量化を図ることができる。さらに、トランジスタによる電流の誤遮断防止に繋がる。
上記（５）または（６）の構成の電力供給遮断方法によれば、過電流から保護すべき部品、例えばトランジスタやワイヤハーネスに適したタイミングで、トランジスタのＯＮ、ＯＦＦを切り替えることができる。 According to the power supply cutoff method having the configuration of (4) above, further reduction in size and weight can be achieved by using a transistor such as a power MOSFET instead of the fuse. Furthermore, it leads to prevention of erroneous interruption of current by the transistor.
According to the power supply cutoff method having the above configuration (5) or (6), the transistor can be turned on and off at a timing suitable for a component to be protected from overcurrent, for example, a transistor or a wire harness.

前述した目的を達成するために、本発明に係るプログラムは、下記（７）を特徴としている。
（７）コンピュータに、上記（４）に記載の電力供給遮断方法の各ステップを実行させるためのプログラム。 In order to achieve the above-described object, a program according to the present invention is characterized by the following (7).
(7) A program for causing a computer to execute each step of the power supply cutoff method according to (4).

上記（７）の構成のプログラムによれば、ヒューズに代えてパワーＭＯＳＦＥＴ等のトランジスタを用いることによって、さらなる小型軽量化を図ることができる。さらに、トランジスタによる電流の誤遮断防止に繋がる。 According to the program configured as described in (7) above, a further reduction in size and weight can be achieved by using a transistor such as a power MOSFET instead of a fuse. Furthermore, it leads to prevention of erroneous interruption of current by the transistor.

本発明の電気接続箱、その電気接続箱による電力供給遮断方法、及びその電力供給遮断方法を実行するためのプログラムによれば、ヒューズに代えてパワーＭＯＳＦＥＴ等のトランジスタを用いることによって、さらなる小型軽量化を図ることができるとともに、トランジスタによる電気負荷への電流の誤遮断防止を実現することができる。 According to the electrical junction box of the present invention, the power supply cutoff method using the electrical junction box, and the program for executing the power supply cutoff method, by using a transistor such as a power MOSFET instead of a fuse, a further reduction in size and weight can be achieved. In addition, it is possible to realize prevention of erroneous interruption of current to the electric load by the transistor.

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は、本発明の一実施形態に係る電気接続箱の回路構成図である。本発明の一実施形態に係る電気接続箱（ヒューズ・ボックス）１は、入力端子としてのドレイン、出力端子としてのソース、制御端子としてのゲートを有するＦＥＴ（ＦｉｅｌｄＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）１１と、電線としてのワイヤハーネス１３、１３１、１３３、１３５と、制御ＩＣ１５と、を含んで構成される。ＦＥＴ１１は、入力端子が電力供給装置としてのバッテリ２にワイヤハーネス１３を介して接続され、出力端子がワイヤハーネス１３及びそのワイヤハーネス１３から分岐した複数のワイヤハーネス１３１、１３３、１３５を介して電気負荷３１、３３、３５に接続され、制御端子が制御ＩＣ１５に接続される。制御ＩＣ１５は、該制御ＩＣ１５に備わる二つの電極とＦＥＴ１１の入力端子及び出力端子とが接続されることによって、ＦＥＴ１１に並列に接続される。制御ＩＣ１５は、ＦＥＴ１１に流れる電流値に応じて、ＦＥＴ１１の制御端子にＯＮ／ＯＦＦ制御信号を出力することによって、ＦＥＴ１１のＯＮ（バッテリ２から電気負荷３１、３３、３５への通電の継続）、ＯＦＦ（バッテリ２から電気負荷３１、３３、３５への通電の遮断）を切り替える。 FIG. 1 is a circuit configuration diagram of an electrical junction box according to an embodiment of the present invention. An electric junction box (fuse box) 1 according to an embodiment of the present invention includes a field effect transistor (FET) 11 having a drain as an input terminal, a source as an output terminal, and a gate as a control terminal, The wire harnesses 13, 131, 133, and 135 and the control IC 15 are configured. The FET 11 has an input terminal connected to a battery 2 as a power supply device via a wire harness 13, and an output terminal electrically connected via the wire harness 13 and a plurality of wire harnesses 131, 133, 135 branched from the wire harness 13. Connected to the loads 31, 33, and 35, the control terminal is connected to the control IC 15. The control IC 15 is connected in parallel to the FET 11 by connecting the two electrodes of the control IC 15 to the input terminal and the output terminal of the FET 11. The control IC 15 outputs the ON / OFF control signal to the control terminal of the FET 11 according to the value of the current flowing through the FET 11, thereby turning on the FET 11 (continuation of energization from the battery 2 to the electric loads 31, 33, 35), OFF (interruption of energization from the battery 2 to the electric loads 31, 33, 35) is switched.

本発明の一実施形態に係る電気接続箱のＦＥＴ１１及び制御ＩＣ１５による処理動作を説明する前に、まず、ヒューズ・ボックスが有するヒューズ機能を半導体化した先行発明について説明する。図２は、先行発明に係る電気接続箱の回路構成図である。先行発明に係る電気接続箱（ヒューズ・ボックス）５は、入力端子としてのドレイン、出力端子としてのソース、制御端子としてのゲートを有するＦＥＴ５１１、５１３、５１５と、電線としてのワイヤハーネス１３、１３１、１３３、１３５と、制御ＩＣ５５１、５５３、５５５と、を含んで構成される。各ＦＥＴ５１ｎ（ｎ＝１、３、５）は、入力端子が電力供給装置としてのバッテリ２にワイヤハーネス１３、１３ｎを介して接続され、出力端子がワイヤハーネス１３ｎを介して電気負荷３ｎに接続される。制御ＩＣ５５ｎは、該制御ＩＣ５５ｎに備わる二つの電極とＦＥＴ５１ｎの入力端子及び出力端子とが接続されることによって、ＦＥＴ５１ｎに並列に接続される。 Before describing the processing operation by the FET 11 and the control IC 15 of the electrical junction box according to the embodiment of the present invention, first, the prior invention in which the fuse function of the fuse box is made semiconductor will be described. FIG. 2 is a circuit configuration diagram of the electrical junction box according to the prior invention. An electrical junction box (fuse box) 5 according to the prior invention includes FETs 511, 513, and 515 having drains as input terminals, sources as output terminals, and gates as control terminals, and wire harnesses 13 and 131 as electric wires, 133 and 135, and control ICs 551, 553, and 555. Each FET 51n (n = 1, 3, 5) has an input terminal connected to the battery 2 as a power supply device via the wire harnesses 13 and 13n, and an output terminal connected to the electric load 3n via the wire harness 13n. The The control IC 55n is connected in parallel to the FET 51n by connecting the two electrodes of the control IC 55n to the input terminal and the output terminal of the FET 51n.

先行発明に係る電気接続箱のＦＥＴ５１ｎ（ｎ＝１、３、５）及び制御ＩＣ５５ｎによる処理動作を説明する。制御ＩＣ５５ｎは、ＦＥＴ５１ｎに流れる電流値に応じて、ＦＥＴ５１ｎの制御端子にＯＮ／ＯＦＦ制御信号を出力することによって、ＦＥＴ５１ｎのＯＮ（バッテリ２から電気負荷３１、３３、３５への通電の継続）、ＯＦＦ（バッテリ２から電気負荷３１、３３、３５への通電の遮断）を切り替える。図３は、先行発明に係る電気接続箱のＦＥＴ及び制御ＩＣによる、突入電流発生時の処理動作の一例を説明する図である。制御ＩＣ５５ｎは、ＦＥＴ５１ｎをＯＮにしてＦＥＴ５１ｎに流れる電流値Ｉを監視しており、図３の時間Ｔ０の時点において電気負荷３ｎの駆動開始に伴って突入電流ＩがＦＥＴ５１ｎに発生したことを検出すると（時間０まで０だった電流値が０でなくなったことを検出すると）、その時点から２０４８ｍｓの計時を開始するとともに、計時を開始してから経過時間Ｔ後に検出した電流値Ｉと、その経過時間Ｔに応じた標準判定値（０＜Ｔ≦１４ｍｓ：基準閾値の８倍。１４＜Ｔ≦４２ｍｓ：基準閾値の４倍。４２＜Ｔ≦２６６ｍｓ：基準閾値の２倍。２６６＜Ｔ：基準閾値の１倍。）と、を比較し、経過時間Ｔ後に検出した電流値Ｉが経過時間Ｔに応じた標準判定値よりも小さければ、ＦＥＴ５１ｎのＯＮを継続する。一方、経過時間Ｔ後に検出した電流値Ｉが経過時間Ｔに応じた標準判定値よりも大きければ、ＦＥＴ５１ｎをＯＦＦに切り替える。 The processing operation by the FET 51n (n = 1, 3, 5) and the control IC 55n of the electrical junction box according to the prior invention will be described. The control IC 55n outputs an ON / OFF control signal to the control terminal of the FET 51n according to the value of the current flowing through the FET 51n, thereby turning on the FET 51n (continuation of energization from the battery 2 to the electric loads 31, 33, and 35). OFF (interruption of energization from the battery 2 to the electric loads 31, 33, 35) is switched. FIG. 3 is a diagram for explaining an example of a processing operation when an inrush current is generated by the FET and the control IC of the electrical junction box according to the prior invention. The control IC 55n turns on the FET 51n and monitors the current value I flowing through the FET 51n, and detects that the inrush current I is generated in the FET 51n as the electric load 3n starts to be driven at the time T0 in FIG. (When it is detected that the current value that was 0 until time 0 is no longer 0), the measurement starts at 2048 ms from that point, and the current value I detected after the elapsed time T from the start of the measurement, and its progress Standard determination value according to time T (0 <T ≦ 14 ms: 8 times the reference threshold. 14 <T ≦ 42 ms: 4 times the reference threshold. 42 <T ≦ 266 ms: twice the reference threshold. 266 <T: Reference If the current value I detected after the elapsed time T is smaller than the standard determination value corresponding to the elapsed time T, the FET 51n is kept on. On the other hand, if the current value I detected after the elapsed time T is larger than the standard determination value corresponding to the elapsed time T, the FET 51n is switched OFF.

標準判定値は、ＦＥＴ５１ｎ（ｎ＝１、３、５）を流れる正常な突入電流の時間変化をモデル化したものであり、経過時間Ｔに応じた標準判定値を下回る突入電流ＩがＦＥＴ５１ｎを流れている限り、制御ＩＣ５５ｎは、正常な突入電流が流れたとしてＦＥＴ５１ｎのＯＮを継続する。この処理動作によって、瞬間的に極めて大きな値の突入電流がＦＥＴ５１ｎを流れても、ＦＥＴ５１ｎを流れる電流を不用意に遮断することがなくなる。 The standard judgment value models a time change of a normal inrush current flowing through the FET 51n (n = 1, 3, 5), and an inrush current I that flows below the standard judgment value according to the elapsed time T flows through the FET 51n. As long as the control IC 55n continues to operate, the FET 51n continues to be turned on, assuming that a normal inrush current has flowed. By this processing operation, even if an inrush current having a very large value instantaneously flows through the FET 51n, the current flowing through the FET 51n is not inadvertently interrupted.

しかしながら、先行発明に係る電気接続箱のＦＥＴ５１ｎ（ｎ＝１、３、５）及び制御ＩＣ５５ｎによる処理には、次の二つの課題がある。一つ目の課題は、正常な突入電流の時間変化をモデル化した標準判定値を、予め制御ＩＣ５５ｎに設定しておかなければならないことである。時間に対する突入電流の形状は、ワイヤハーネス１３、１３ｎ、ＦＥＴ５１ｎ、電気負荷３ｎが関連する様々な要因によって変化するため、あるＦＥＴを流れる正常な突入電流の時間変化をモデル化した標準判定値を別のＦＥＴに流用できるとは限らない。つまり、ＦＥＴ５１ｎ毎に標準判定値を制御ＩＣ５５ｎに設定しなければならず、したがって、先行発明に係る電気接続箱のＦＥＴ５１ｎ及び制御ＩＣ５５ｎによるヒューズ機能は、汎用性が低い。 However, the processing by the FET 51n (n = 1, 3, 5) and the control IC 55n of the electrical junction box according to the prior invention has the following two problems. The first problem is that a standard determination value that models a time change of a normal inrush current must be set in advance in the control IC 55n. Since the shape of the inrush current with respect to time changes depending on various factors related to the wire harnesses 13 and 13n, the FET 51n, and the electric load 3n, a standard judgment value that models a time change of a normal inrush current flowing through a certain FET is different. It is not always possible to divert to FET. That is, the standard judgment value must be set in the control IC 55n for each FET 51n, and therefore the fuse function by the FET 51n and the control IC 55n of the electrical junction box according to the prior invention has low versatility.

二つ目の課題は、電気負荷３ｎ（ｎ＝１、３、５）毎に、ＦＥＴ５１ｎ及び制御ＩＣ５５ｎを設ける必要があることである。このことは、電気接続箱の敷設面積の増加に繋がる。このため、より一層の電気接続箱の小型化のために、図１に示す回路構成図の電気接続箱、つまり、一つのＦＥＴ１１及び一つの制御ＩＣ１５によってヒューズ機能を実現する電気接続箱が求められている。 The second problem is that it is necessary to provide an FET 51n and a control IC 55n for each electrical load 3n (n = 1, 3, 5). This leads to an increase in the laying area of the electrical junction box. Therefore, in order to further reduce the size of the electrical junction box, an electrical junction box having the circuit configuration shown in FIG. 1, that is, an electrical junction box that realizes a fuse function with one FET 11 and one control IC 15 is required. ing.

ここで、図１に示す回路構成図の電気接続箱に、上述した、正常な突入電流の時間変化をモデル化した標準判定値を適用する場合について説明する。制御ＩＣ１５は、ＦＥＴ１１に流れる電流値に基づいてＦＥＴ１１に印加する電圧値を制御することによって、ＦＥＴ１１のＯＮ（通電の継続）、ＯＦＦ（通電の遮断）を切り替える。図４は、先行発明に係る電気接続箱のＦＥＴ及び制御ＩＣによる、突入電流発生時の処理動作の他例を説明する図である。制御ＩＣ１５は、ＦＥＴ１１をＯＮにしてＦＥＴ１１に流れる電流値Ｉを監視しており、図４の時間Ｔ１の時点において電気負荷の駆動に伴って突入電流Ｉ１が発生したことを検出すると（時間０まで０だった電流値が０でなくなったことを検出すると）、その時点から２０４８ｍｓの計時を開始するとともに、計時を開始してから経過時間Ｔ後に検出した電流値Ｉ１と、その経過時間Ｔに応じた標準判定値（０＜Ｔ≦１４ｍｓ：基準閾値の８倍。１４＜Ｔ≦４２ｍｓ：基準閾値の４倍。４２＜Ｔ≦２６６ｍｓ：基準閾値の２倍。２６６＜Ｔ：基準閾値の１倍。）と、を比較し、経過時間Ｔ後に検出した電流値Ｉ１が経過時間Ｔに応じた標準判定よりも小さければ、ＦＥＴ１１のＯＮを継続する。一方、経過時間Ｔ後に検出した電流値Ｉ１が経過時間Ｔに応じた標準判定よりも大きければ、ＦＥＴ１１をＯＦＦに切り替える。 Here, a case will be described in which the above-described standard determination value that models the time change of normal inrush current is applied to the electrical junction box of the circuit configuration diagram shown in FIG. The control IC 15 switches the FET 11 between ON (continuation of energization) and OFF (interruption of energization) by controlling the voltage value applied to the FET 11 based on the current value flowing through the FET 11. FIG. 4 is a diagram for explaining another example of the processing operation when an inrush current is generated by the FET and the control IC of the electrical junction box according to the prior invention. The control IC 15 turns on the FET 11 and monitors the current value I flowing through the FET 11. When the control IC 15 detects that the inrush current I1 is generated as the electric load is driven at time T1 in FIG. 4 (until time 0). When it is detected that the current value that was 0 is no longer 0), the time measurement starts at 2048 ms from that time point, and the current value I1 detected after the elapsed time T from the time measurement starts and the elapsed time T Standard judgment value (0 <T ≦ 14 ms: 8 times the reference threshold. 14 <T ≦ 42 ms: 4 times the reference threshold. 42 <T ≦ 266 ms: 2 times the reference threshold. 266 <T: 1 time the reference threshold If the current value I1 detected after the elapsed time T is smaller than the standard determination according to the elapsed time T, the FET 11 is kept ON. On the other hand, if the current value I1 detected after the elapsed time T is larger than the standard determination according to the elapsed time T, the FET 11 is switched to OFF.

このとき、制御ＩＣ１５が２０４８ｍｓの計時を行っている途中の時間Ｔ２において、別の電気負荷の駆動に伴って突入電流Ｉ２がＦＥＴ１１に発生したとする。制御ＩＣ１５は、時間Ｔ２において検出したＦＥＴ１１を流れる電流値（Ｉ１＋Ｉ２）と、時間Ｔ２に応じた標準判定値と、を比較するが、このとき、突入電流Ｉ２は瞬間的に極めて大きな値となるため、時間Ｔ２において検出した電流値（Ｉ１＋Ｉ２）は、時間Ｔ２に応じた標準判定値よりも大きくなる。この結果、制御ＩＣ１５は、ＦＥＴ１１をＯＦＦに切り替える。なお、図２に示す回路構成図の電気接続箱では、各電器負荷３ｎの駆動に伴う突入電流Ｉｎを各制御ＩＣ１５ｎが検出する構成であるため重畳した突入電流を検出することはない。 At this time, it is assumed that an inrush current I2 is generated in the FET 11 along with driving of another electric load at a time T2 during which the control IC 15 is measuring 2048 ms. The control IC 15 compares the current value (I1 + I2) flowing through the FET 11 detected at time T2 with the standard judgment value according to the time T2. At this time, the inrush current I2 instantaneously becomes a very large value. The current value (I1 + I2) detected at time T2 is larger than the standard determination value according to time T2. As a result, the control IC 15 switches the FET 11 to OFF. In the electrical connection box of the circuit configuration diagram shown in FIG. 2, since the control IC 15n detects the inrush current In associated with the driving of each electric load 3n, the superimposed inrush current is not detected.

このように、図１に示す回路構成図の電気接続箱に、上述した、正常な突入電流の時間変化をモデル化した標準判定値を適用すると、複数の電気負荷を略同時期に駆動させることによって、各電器負荷の駆動に伴う突入電流Ｉ１、Ｉ２が重畳した結果、ＦＥＴ１１を流れる電流を不用意に遮断してしまう。重畳を考慮して突入電流の時間変化をモデル化し、標準判定値を制御ＩＣ１５に設定することも考えられるが（例えば、図４の点線で描かれた曲線）、全ての電気負荷の駆動に伴って発生する突入電流をモデル化し、且つモデル化した突入電流のあらゆる組み合わせを考慮した標準判定値を設定することは、極めて困難である。したがって、図１に示す回路構成図の電気接続箱に、上述した、正常な突入電流の時間変化をモデル化した標準判定値を適用しても、ＦＥＴ１１による電流の誤遮断の可能性が残るといわざるを得ない。 As described above, when the above-described standard judgment value modeling the time change of normal inrush current is applied to the electrical junction box of the circuit configuration diagram shown in FIG. 1, a plurality of electrical loads can be driven substantially simultaneously. As a result, the inrush currents I1 and I2 accompanying the driving of each electric load are superimposed, and as a result, the current flowing through the FET 11 is cut off carelessly. Although it is conceivable to model the time change of the inrush current in consideration of superposition and set the standard judgment value in the control IC 15 (for example, a curve drawn by a dotted line in FIG. 4), it is accompanied by driving of all electric loads. It is extremely difficult to model the inrush current generated and set the standard judgment value in consideration of all combinations of the modeled inrush currents. Therefore, even if the above-described standard judgment value that models the time change of normal inrush current is applied to the electrical junction box of the circuit configuration diagram shown in FIG. I have to say.

（第１の実施形態）
そこで、本発明の一実施形態に係る電気接続箱では、ＦＥＴ１１による電流の誤遮断を防止する、制御ＩＣ１５による制御処理について説明する。図５は、本発明の第１の実施形態に係る電気接続箱の制御ＩＣによる、突入電流発生時の制御処理を説明する図である。図５（ａ）は、ＦＥＴ１１に流れる電流値Ｉ−時間Ｔを表すグラフであり、図５（ｂ）は、制御ＩＣが検出する電流値Ｉ−時間Ｔを表すグラフであり、図５（ｃ）は、制御ＩＣが算出するジュール熱の総量Ｅ−時間Ｔを表すグラフである。また、図６は、本発明の第１の実施形態に係る電気接続箱の制御ＩＣによる制御の流れを示すフローチャートである。 (First embodiment)
Therefore, in the electrical junction box according to one embodiment of the present invention, a control process by the control IC 15 that prevents erroneous interruption of current by the FET 11 will be described. FIG. 5 is a diagram for explaining a control process when an inrush current is generated by the control IC for the electrical junction box according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5A is a graph showing the current value I-time T flowing through the FET 11, and FIG. 5B is a graph showing the current value I-time T detected by the control IC. ) Is a graph showing the total amount of Joule heat E-time T calculated by the control IC. FIG. 6 is a flowchart showing the flow of control by the control IC of the electrical junction box according to the first embodiment of the present invention.

図５（ａ）に示すように、ＦＥＴ１１には、時間０に最初の突入電流Ｉ１が発生してから時間Ｔ２後に２番目の突入電流Ｉ２が発生したものとする。制御ＩＣ１５は、ＦＥＴ１１をＯＮにしてＦＥＴ１１に流れる電流値Ｉをサンプリング周期Δｔで監視しており、図５（ａ）の時間Ｔ１の時点において、電気負荷の駆動に伴って最初の突入電流Ｉ１がＦＥＴ１１に発生し、また、時間Ｔ１の時点から最大積算時間Ｔｍａｘ（最大積算時間Ｔｍａｘの設定方法については、後述する。）の計時を開始したとする。なお、本発明の第１の実施形態では、突入電流が及ぼす影響を排除したＦＥＴ１１のＯＮ、ＯＦＦの切り替え制御について説明するために、最初の突入電流Ｉ１が発生した時点と計時を開始する時点とが一致する場合について説明するが、これらの時点を一致する必要はない。 As shown in FIG. 5A, it is assumed that the second inrush current I2 is generated in the FET 11 after time T2 after the first inrush current I1 is generated at time 0. The control IC 15 turns on the FET 11 and monitors the current value I flowing through the FET 11 with the sampling period Δt. At the time T1 in FIG. 5A, the first inrush current I1 is driven with the driving of the electric load. It is assumed that timing of the maximum accumulated time Tmax (a method for setting the maximum accumulated time Tmax will be described later) is started from the time T1. In the first embodiment of the present invention, in order to explain the ON / OFF switching control of the FET 11 excluding the influence of the inrush current, the time when the first inrush current I1 is generated and the time when the timing is started are described. However, it is not necessary to match these time points.

制御ＩＣ１５は、計時を開始した時点からサンプリング周期ΔｔでＦＥＴ１１に流れる電流値Ｉ（ｎ）を検出する（ステップ６０１）。なお、Ｉ（ｎ）との標記は、計時を開始してからｎΔｔ後に制御ＩＣ１５が検出した電流値を表す。制御ＩＣ１５は、電流値Ｉ（ｎ）を検出するに当たって、ＶＤＳ／ＲＯＮ（ＶＤＳ：ＦＥＴ１１の両端の電圧。ＲＯＮ：ＦＥＴ１１の抵抗値（ＲＯＮを制御ＩＣ１５に予めデータとして保存しておく。）。）から算出する。なお、図５（ｂ）では、サンプリング周期Δｔ毎に制御ＩＣ１５が検出する電流値Ｉ（ｎ）は、斜線を付した領域に該当する。 The control IC 15 detects the current value I (n) flowing through the FET 11 at the sampling period Δt from the time when the time measurement is started (step 601). The notation I (n) represents the current value detected by the control IC 15 n [Delta] t after the start of timing. When the control IC 15 detects the current value I (n), VDS / RON (VDS: voltage across the FET 11; RON: resistance value of the FET 11 (RON is stored in the control IC 15 as data in advance)). Calculate from In FIG. 5B, the current value I (n) detected by the control IC 15 for each sampling period Δt corresponds to the hatched area.

制御ＩＣ１５は、サンプリング周期Δｔで電流値Ｉ（ｎ）を算出する度に、その電流値Ｉ（ｎ）とＦＥＴ１１の抵抗値ＲＯＮとから、Δｔの間にＦＥＴ１１に発生しているジュール熱ｅ（ｎ）を算出する（ステップ６０２）。ｅ（ｎ）との標記は、計時を開始してからｎΔｔ後に算出した電流値Ｉ（ｎ）を基に制御ＩＣ１５が算出したジュール熱を表す。ジュール熱ｅ（ｎ）は、ｅ（ｎ）＝ＲＯＮ×Ｉ（ｎ）^２×Δｔから算出する。なお、ＲＯＮは過渡時において一定値とみなすことができるため、ジュール熱ｅ（ｎ）はＩ（ｎ）を変数とする関数として表すことができる。ジュール熱ｅ（ｎ）を算出するに当たっては、ＲＯＮ＝１とみなし、ジュール熱ｅ（ｎ）をｅ（ｎ）＝Ｉ（ｎ）^２×Δｔから算出するようにしてもよい。 Each time the control IC 15 calculates the current value I (n) at the sampling period Δt, the Joule heat e (generated in the FET 11 during Δt from the current value I (n) and the resistance value RON of the FET 11. n) is calculated (step 602). The notation e (n) represents the Joule heat calculated by the control IC 15 based on the current value I (n) calculated n [Delta] t after the start of timing. Joule heat e (n) is calculated from e (n) = RON × I (n) ² × Δt. Since RON can be regarded as a constant value during the transition, Joule heat e (n) can be expressed as a function having I (n) as a variable. In calculating the Joule heat e (n), RON = 1 may be considered, and the Joule heat e (n) may be calculated from e (n) = I (n) ² × Δt.

制御ＩＣ１５は、ジュール熱ｅ（ｎ）を算出するたびに、それまでに算出したジュール熱ｅ（０）、ｅ（１）、ｅ（２）、…、ｅ（ｎ−１）の合計に該ジュール熱ｅ（ｎ）を加算することによって、ジュール熱の総量Ｅ（ｎ）を算出する（ステップ６０３）。Ｅ（ｎ）との標記は、ジュール熱ｅ（０）、ｅ（１）、ｅ（２）、…、ｅ（ｎ−１）、ｅ（ｎ）の合計を表す。 Each time the control IC 15 calculates the Joule heat e (n), the control IC 15 calculates the total of the Joule heat e (0), e (1), e (2), ..., e (n-1) calculated so far. By adding the Joule heat e (n), the total amount E (n) of Joule heat is calculated (step 603). The notation E (n) represents the total of Joule heat e (0), e (1), e (2), ..., e (n-1), e (n).

ＦＥＴ１１に正常に電流が流れる場合のジュール熱の総量Ｅ（ｎ）の傾向としては、図５（ｃ）に示すように、突入電流Ｉ１または突入電流Ｉ２が時間の経過とともに電気負荷に応じた値（過電流よりも小さい値）に収束するにつれてその値の増加幅は小くなることが挙げられる。一方、ＦＥＴ１１に過電流が流れる場合のジュール熱の総量Ｅ（ｎ）の傾向としては、過電流がＦＥＴ１１を流れる時間に比例してその値が増加する（図５（ｃ）に示す、点線の領域が、ＦＥＴ１１に過電流が流れる場合のジュール熱の総量Ｅ（ｎ）を表している。）。このため、ＦＥＴ１１に正常に電流が流れる場合の一定期間経過後のジュール熱の総量Ｅ（ｎ）と、ＦＥＴ１１に過電流が流れる場合の一定期間経過後のジュール熱の総量Ｅ（ｎ）と、を比較すると、過電流が流れる場合のジュール熱の総量Ｅ（ｎ）の値は、正常に電流が流れる場合のジュール熱の総量Ｅ（ｎ）の値（この値には、突入電流によってＦＥＴ１１に発生したジュール熱が値に反映されている）に比べて極めて大きくなる。つまり、過電流が流れる場合のジュール熱の総量Ｅ（ｎ）の値は、突入電流によってＦＥＴ１１に発生したジュール熱の値を無視できるほど充分に大きい。このため、ある一定期間経過後のジュール熱の総量Ｅ（ｎ）の数値の大小を評価すれば、突入電流が及ぼす影響（重畳した突入電流の影響も含む）を排除して、ＦＥＴ１１に過電流が流れているか否かを判別することができる。なお、上記「一定期間」が後述する「最大積算時間Ｔｍａｘ」に対応し、上記「ジュール熱の総量Ｅ（ｎ）の数値の大小を評価」するために用いる閾値が後述する「積算ジュール熱閾値Ｋ」である。 As shown in FIG. 5C, the trend of the total amount E (n) of Joule heat when a current normally flows through the FET 11 is that the inrush current I1 or the inrush current I2 is a value corresponding to the electric load over time. As the value converges to (a value smaller than the overcurrent), the increase in the value becomes smaller. On the other hand, as a tendency of the total amount of Joule heat E (n) when an overcurrent flows through the FET 11, the value increases in proportion to the time during which the overcurrent flows through the FET 11 (the dotted line shown in FIG. 5C). The region represents the total amount of Joule heat E (n) when an overcurrent flows through the FET 11.) For this reason, the total amount E (n) of Joule heat after a certain period when a current normally flows through the FET 11, the total amount E (n) of Joule heat after the certain period when an overcurrent flows through the FET 11, When the overcurrent flows, the value of the total amount of Joule heat E (n) is the value of the total amount of Joule heat E (n) when the current flows normally (this value depends on the inrush current in the FET 11). The generated Joule heat is reflected in the value). That is, the value of the total amount E (n) of Joule heat when overcurrent flows is sufficiently large so that the value of Joule heat generated in the FET 11 due to the inrush current can be ignored. For this reason, if the magnitude of the numerical value of the total amount E (n) of Joule heat after a certain period of time is evaluated, the effect of the inrush current (including the effect of the superimposed inrush current) is eliminated, and the FET 11 has an overcurrent. It is possible to determine whether or not the current is flowing. The above-mentioned “certain period” corresponds to a “maximum integrated time Tmax” described later, and a threshold used for “evaluating the magnitude of the numerical value of the total amount E (n) of Joule heat” is described below. K ".

制御ＩＣ１５は、ジュール熱の総量Ｅ（ｎ）を算出するたびに、ジュール熱の総量Ｅ（ｎ）が積算ジュール熱閾値Ｋ以上であるか未満であるかを判定する（ステップ６０４。積算ジュール熱閾値Ｋの設定方法については、後述する。）。制御ＩＣ１５は、ジュール熱の総量Ｅ（ｎ）が積算ジュール熱閾値Ｋ未満と判定すれば（ステップ６０４、Ｙ）、ＦＥＴ１１のＯＮを継続して、計時を開始してからの経過時間ｎΔｔが最大積算時間Ｔｍａｘ以上であるか未満であるかを判定する（ステップ６０５）。 Each time the control IC 15 calculates the total amount of joule heat E (n), the control IC 15 determines whether the total amount of joule heat E (n) is greater than or less than the accumulated joule heat threshold K (step 604. accumulated joule heat). A method for setting the threshold value K will be described later.) If the control IC 15 determines that the total amount E (n) of Joule heat is less than the integrated Joule heat threshold K (Step 604, Y), the FET 11 continues to be turned on and the elapsed time nΔt from the start of time counting is the maximum. It is determined whether the accumulated time is Tmax or longer (step 605).

制御ＩＣ１５は、計時を開始してからの経過時間ｎΔｔが最大積算時間Ｔｍａｘ未満であれば（ステップ６０５、Ｙ）、ｎを一つ繰り上げて（ステップ６０６）、計時を開始してから（ｎ＋１）Δｔ後にＦＥＴ１１に流れる電流値Ｉ（ｎ＋１）を検出する（ステップ６０１）。他方、計時を開始してからの経過時間ｎΔｔが最大積算時間Ｔｍａｘ以上であれば（ステップ６０５、Ｎ）、ｎを０にしてそれまで計時していたカウントをリセットして再度計時を開始し（ステップ６０７）、ＦＥＴ１１をＯＮに維持しつつＦＥＴ１１に流れる電流値Ｉ（ｎ）をサンプリング周期Δｔでを検出する（ステップ６０１）。 If the elapsed time nΔt from the start of timing is less than the maximum accumulated time Tmax (step 605, Y), the control IC 15 increments n by 1 (step 606), and starts counting (n + 1). A current value I (n + 1) flowing through the FET 11 after Δt is detected (step 601). On the other hand, if the elapsed time nΔt from the start of timekeeping is equal to or greater than the maximum accumulated time Tmax (step 605, N), n is set to 0, the count that has been timed is reset, and timekeeping is started again ( In step 607), the current value I (n) flowing through the FET 11 is detected at the sampling period Δt while maintaining the FET 11 ON (step 601).

一方、制御ＩＣ１５は、ジュール熱の総量Ｅ（ｎ）が積算ジュール熱閾値Ｋ以上であると判定すれば（ステップ６０４、Ｎ）、ＦＥＴ１１をＯＦＦにして、ＦＥＴ１１に流れる電流を遮断する（ステップ６０８）。 On the other hand, if the control IC 15 determines that the total amount E (n) of Joule heat is equal to or greater than the integrated Joule heat threshold K (Step 604, N), the FET 11 is turned off and the current flowing through the FET 11 is cut off (Step 608). ).

上述したように、制御ＩＣ１５は、最大積算時間Ｔｍａｘ経過するまでの間ＦＥＴ１１に発生するジュール熱を積算したジュール熱の総量Ｅ（ｎ）が積算ジュール熱閾値Ｋ未満であれば、ＦＥＴ１１をＯＮに維持し、一方、最大積算時間Ｔｍａｘ経過するまでにＦＥＴ１１に発生するジュール熱を積算したジュール熱の総量Ｅ（ｎ）が積算ジュール熱閾値Ｋ以上になれば、ＦＥＴ１１をＯＦＦにする。この構成により、ヒューズ・ボックスが有する機能を半導体化した本発明の電気接続箱において、ＦＥＴ１１による電流の誤遮断防止に繋がる。 As described above, if the total amount of Joule heat E (n) obtained by integrating the Joule heat generated in the FET 11 until the maximum integration time Tmax elapses is less than the integration Joule heat threshold K, the control IC 15 turns the FET 11 ON. On the other hand, if the total amount of joule heat E (n) obtained by integrating the Joule heat generated in the FET 11 before the maximum integration time Tmax elapses becomes equal to or greater than the integrated Joule heat threshold K, the FET 11 is turned off. With this configuration, in the electrical junction box of the present invention in which the function of the fuse box is made semiconductor, it is possible to prevent erroneous interruption of current by the FET 11.

続いて、最大積算時間Ｔｍａｘと積算ジュール熱閾値Ｋの好適な設定例について説明する。最大積算時間Ｔｍａｘと積算ジュール熱閾値Ｋを設定するに当たっては、ＦＥＴの動作温度範囲及びＦＥＴの過渡熱抵抗θｔｈを参照する。ＦＥＴの動作温度範囲は、概ね−４０［℃］から１２０［℃］の間であるとすると、常温（２０℃程度）の使用環境下で動作するＦＥＴは、１００［℃］程度の温度上昇に耐えられる。一方、ＦＥＴの過渡熱抵抗θｔｈは、ＦＥＴにｔ秒電流を流したときの単位Ｗあたりの温度上昇として与えられることから、ＦＥＴの温度変化ΔＴは、ΔＴ［℃］＝ＲＯＮ×Ｉ（ｎ）^２×θｔｈと表すことができる。ここで、ＦＥＴにｔ秒電流を流したときにＦＥＴに発生するジュール熱Ｊは、Ｊ［Ｊ］＝ＲＯＮ×Ｉ（ｎ）^２×ｔであることから、ジュール熱ＪをΔＴ、θｔｈ、ｔを用いて表すと、Ｊ＝ΔＴ／θｔｈ×ｔとなる。したがって、ＦＥＴに電流を流したときの温度上昇を１００℃未満に抑えるには、ジュール熱Ｊは、Ｊ＜１００／θｔｈ×ｔを満たさなければならない。 Subsequently, a preferable setting example of the maximum integration time Tmax and the integration joule heat threshold value K will be described. In setting the maximum integration time Tmax and the integration Joule heat threshold value K, the operation temperature range of the FET and the transient thermal resistance θth of the FET are referred to. Assuming that the operating temperature range of the FET is approximately between -40 [° C.] and 120 [° C.], the FET operating in a normal temperature (about 20 ° C.) use environment has a temperature increase of about 100 [° C.]. I can bear it. On the other hand, since the transient thermal resistance θth of the FET is given as a temperature increase per unit W when a current of t seconds is passed through the FET, the temperature change ΔT of the FET is ΔT [° C.] = RON × I (n) ² × θth. Here, the Joule heat J generated in the FET when a current of t seconds is passed through the FET is J [J] = RON × I (n) ² × t. Therefore, the Joule heat J is expressed as ΔT, θth, t Is expressed as J = ΔT / θth × t. Therefore, in order to suppress the temperature rise when a current is passed through the FET to less than 100 ° C., the Joule heat J must satisfy J <100 / θth × t.

ここで、最大積算時間「Ｔｍａｘ」は上述した「ｔ」に対応し、積算ジュール熱閾値Ｋは「１００／θｔｈ×ｔ」によって与えられる。例えば、１［ｍｓ］電流を流したときに単位Ｗあたり２０［℃］温度上昇するＦＥＴの過渡熱抵抗θｔｈが与えられたとすると、最大積算時間「Ｔｍａｘ」は１［ｍｓ］、積算ジュール熱閾値Ｋは５［ｍＪ］と求めることができる。このように、最大積算時間Ｔｍａｘと積算ジュール熱閾値Ｋには、ＦＥＴが動作温度範囲内で駆動することができる数値が選ばれる。 Here, the maximum accumulated time “Tmax” corresponds to “t” described above, and the accumulated Joule heat threshold K is given by “100 / θth × t”. For example, assuming that a transient thermal resistance θth of an FET whose temperature rises by 20 [° C.] per unit W when a current of 1 [ms] is supplied is given, the maximum accumulated time “Tmax” is 1 [ms], and the accumulated Joule heat threshold value K can be obtained as 5 [mJ]. Thus, for the maximum accumulated time Tmax and the accumulated Joule heat threshold K, numerical values that allow the FET to be driven within the operating temperature range are selected.

ところで、ここまでは、制御ＩＣ１５が、ＦＥＴ１１に流れる電流値Ｉ（ｎ）を検出し、ＦＥＴが動作温度範囲内で駆動することができる最大積算時間Ｔｍａｘ分、その電流値Ｉ（ｎ）を基に算出されるジュール熱ｅ（ｎ）を積算し、ＦＥＴが動作温度範囲内で駆動することができる積算ジュール熱閾値Ｋをジュール熱の総量Ｅ（ｎ）が超えるか否かを判定する、処理について説明した。制御ＩＣ１５によるこの一連の処理は、ＦＥＴを動作温度範囲内で駆動させることを目的として最大積算時間Ｔｍａｘ及び積算ジュール熱閾値Ｋを設定したため、過電流からＦＥＴ１１を保護することを目的として設計されているといえる。同様に考えると、最大積算時間及び積算ジュール熱閾値を適宜設定することによって、過電流からワイヤハーネス１３を保護することを目的とした制御ＩＣ１５による処理動作を設計することも考えることができる。以降、過電流からワイヤハーネス１３を保護することを目的とした、制御ＩＣ１５による処理動作について詳細に説明する。 Up to this point, the control IC 15 detects the current value I (n) flowing through the FET 11, and based on the current value I (n) for the maximum integration time Tmax during which the FET can be driven within the operating temperature range. The Joule heat e (n) calculated in the above is integrated, and it is determined whether or not the total amount of Joule heat E (n) exceeds the integrated Joule heat threshold K at which the FET can be driven within the operating temperature range. Explained. This series of processing by the control IC 15 is designed for the purpose of protecting the FET 11 from overcurrent because the maximum integration time Tmax and the integration joule heat threshold K are set for the purpose of driving the FET within the operating temperature range. It can be said that. Similarly, it is possible to design a processing operation by the control IC 15 for the purpose of protecting the wire harness 13 from an overcurrent by appropriately setting the maximum accumulated time and the accumulated joule heat threshold. Hereinafter, the processing operation by the control IC 15 for the purpose of protecting the wire harness 13 from overcurrent will be described in detail.

まず、過電流からワイヤハーネス１３を保護することを目的とした、最大積算時間Ｔｍａｘ２と積算ジュール熱閾値Ｋ２の好適な設定例について説明する。最大積算時間Ｔｍａｘ２と積算ジュール熱閾値Ｋ２を設定するに当たっては、ワイヤハーネス１３の許容電流及びワイヤハーネス１３の発煙特性を参照する。図７は、ワイヤハーネスの発煙特性（縦軸：時間、横軸：電流値）を表すグラフである。図７の発煙特性は、縦軸に時間ｔ、横軸に電流値Ｉがそれぞれ設定されており、その発煙特性によって示される曲線は、電線に電流値Ｉを流したときにその電線が発煙するまでに要する時間ｔをプロットしたものである。電流値Ｉと時間ｔによって特定される点が、この曲線と原点０との間に位置していれば発煙することはなく、それ以外のところに位置していれば発煙する。このため、図７の発煙特性によって示される曲線は、ワイヤハーネス１３が発煙するかしないかの境界となるものである。図７の発煙特性によって示される曲線を参照して、最大積算時間Ｔｍａｘ２と積算ジュール熱閾値Ｋ２を設定する。 First, a preferred setting example of the maximum accumulated time Tmax2 and the accumulated joule heat threshold value K2 for the purpose of protecting the wire harness 13 from overcurrent will be described. In setting the maximum accumulated time Tmax2 and the accumulated Joule heat threshold K2, the allowable current of the wire harness 13 and the smoke generation characteristics of the wire harness 13 are referred to. FIG. 7 is a graph showing the smoke generation characteristics (vertical axis: time, horizontal axis: current value) of the wire harness. In the smoke generation characteristic of FIG. 7, time t is set on the vertical axis and the current value I is set on the horizontal axis, and the curve indicated by the smoke generation characteristic emits the wire when the current value I flows through the wire. This is a plot of the time t required until. If the point specified by the current value I and time t is located between this curve and the origin 0, no smoke is emitted, and if it is located elsewhere, smoke is emitted. For this reason, the curve shown by the smoke generation characteristic of FIG. 7 becomes a boundary of whether the wire harness 13 smokes or not. With reference to the curve shown by the smoke generation characteristic of FIG. 7, the maximum integration time Tmax2 and the integration joule heat threshold K2 are set.

図８は、図７の発煙特性の横軸をジュール熱に変換した図である。ワイヤハーネス１３に発生するジュール熱Ｅは、ＲＷ×Ｉ^２×ｔ（ＲＷ：ワイヤハーネス１３の抵抗値。）で算出することができる。図８の発煙特性に示す曲線は、図７の発煙特性に示す曲線を変換したものである。ジュール熱Ｊと時間ｔによって特定される点が、この曲線の左側に位置していれば発煙することはなく、右側に位置していれば発煙する。このため、ワイヤハーネス１３に発生するジュール熱Ｊが、図８の発煙特性に示す曲線によって特定されるジュール熱の最小値（図８では、ジュール熱の最小値を縦軸に平行な点線によって表している。）よりも小さければ、ワイヤハーネスが発煙することはない。この「ジュール熱の最小値」を、積算ジュール熱閾値Ｋ２として設定する。なお、ＲＷは過渡時において一定値とみなすことができるため、ジュール熱ＥはＩを変数とする関数として表すことができる。ジュール熱Ｅを算出するに当たっては、ＲＷ＝１とみなし、ジュール熱ＥをＥ＝Ｉ^２×ｔから算出するようにしてもよい。この結果、積算ジュール熱閾値Ｋ２を算出する当たって、ＲＷを算出式からキャンセルすることができる。 FIG. 8 is a diagram in which the horizontal axis of the smoke generation characteristic of FIG. 7 is converted to Joule heat. Joule heat E generated in the wire harness 13 can be calculated by RW × I ² × t (RW: resistance value of the wire harness 13). The curve shown in the smoke generation characteristic of FIG. 8 is obtained by converting the curve shown in the smoke generation characteristic of FIG. If the point specified by the Joule heat J and the time t is located on the left side of this curve, no smoke is emitted, and if it is located on the right side, smoke is emitted. For this reason, the Joule heat J generated in the wire harness 13 is the minimum value of Joule heat specified by the curve shown in the smoke generation characteristic of FIG. 8 (in FIG. 8, the minimum value of Joule heat is represented by a dotted line parallel to the vertical axis. The wire harness will not smoke. This “minimum value of Joule heat” is set as the integrated Joule heat threshold K2. Since RW can be regarded as a constant value during the transition, Joule heat E can be expressed as a function with I as a variable. In calculating the Joule heat E, it may be assumed that RW = 1 and the Joule heat E is calculated from E = I ² × t. As a result, when calculating the integrated Joule heat threshold K2, RW can be canceled from the calculation formula.

最大積算時間Ｔｍａｘ２を設定するにあたっては、ワイヤハーネス１３の許容電流Ｉａを参照する。ワイヤハーネス１３に許容電流Ｉａを時間ｔ流したときに発生するジュール熱が上記積算ジュール熱閾値Ｋ２を下回っている限り、ワイヤハーネス１３が発煙することはない。この関係は、ＲＷ×Ｉａ^２×ｔ＜Ｋ２の式によって表される。このため、最大積算時間Ｔｍａｘ２は、ｔ＝Ｋ２／（ＲＷ×Ｉａ^２）によって与えられる。このようにして、最大積算時間Ｔｍａｘ２と積算ジュール熱閾値Ｋ２には、ワイヤハーネス１３が発煙することなく許容電流を流すことができる数値が選ばれる。なお、ＲＷは過渡時において一定値とみなすことができるため、時間ｔはＩａを変数とする関数として表すことができる。時間ｔを算出するに当たっては、ＲＷ＝１とみなし、時間ｔをｔ＝Ｋ２／Ｉａ^２から算出するようにしてもよい。この結果、最大積算時間Ｔｍａｘ２を算出する当たって、ＲＷを算出式からキャンセルすることができる。 In setting the maximum accumulated time Tmax2, the allowable current Ia of the wire harness 13 is referred to. As long as the Joule heat generated when the allowable current Ia flows through the wire harness 13 for the time t is below the integrated Joule heat threshold K2, the wire harness 13 does not emit smoke. This relationship is expressed by an equation of RW × Ia ² × t <K2. Therefore, the maximum accumulated time Tmax2 is given by t = K2 / (RW × Ia ² ). In this way, numerical values that allow the allowable current to flow without causing the wire harness 13 to smoke are selected as the maximum accumulated time Tmax2 and the accumulated joule heat threshold K2. Since RW can be regarded as a constant value during the transition, time t can be expressed as a function with Ia as a variable. When calculating the time t is regarded as RW = 1, it may be calculated time t from t = K2 / Ia ^2. As a result, when calculating the maximum accumulated time Tmax2, RW can be canceled from the calculation formula.

次に、上述の最大積算時間Ｔｍａｘ２と積算ジュール熱閾値Ｋ２を参照した、制御ＩＣ１５による制御処理について説明する。図９は、本発明の第１の実施形態に係る電気接続箱の制御ＩＣによる制御の流れを示すフローチャートである。 Next, control processing by the control IC 15 with reference to the above-mentioned maximum integration time Tmax2 and integration joule heat threshold value K2 will be described. FIG. 9 is a flowchart showing a flow of control by the control IC of the electrical junction box according to the first embodiment of the present invention.

制御ＩＣ１５は、ＦＥＴ１１をＯＮにしてＦＥＴ１１に流れる電流値Ｉをサンプリング周期Δｔで監視しており、任意の時点から最大積算時間Ｔｍａｘ２の計時を開始する。 The control IC 15 turns on the FET 11 and monitors the current value I flowing through the FET 11 at the sampling period Δt, and starts measuring the maximum integration time Tmax2 from an arbitrary time point.

制御ＩＣ１５は、計時を開始した時点からサンプリング周期ΔｔでＦＥＴ１１に流れる電流値Ｉ（ｎ）を検出する（ステップ９０１）。制御ＩＣ１５は、電流値Ｉ（ｎ）を検出するに当たって、ＶＤＳ／ＲＯＮ（ＶＤＳ：ＦＥＴ１１の両端の電圧。ＲＯＮ：ＦＥＴ１１の抵抗値（ＲＯＮを制御ＩＣ１５に予めデータとして保存しておく。）。）から算出する。 The control IC 15 detects the current value I (n) flowing through the FET 11 at the sampling period Δt from the time when the time measurement is started (step 901). When the control IC 15 detects the current value I (n), VDS / RON (VDS: voltage across the FET 11; RON: resistance value of the FET 11 (RON is stored in the control IC 15 as data in advance)). Calculate from

制御ＩＣ１５は、サンプリング周期Δｔで電流値Ｉ（ｎ）を算出する度に、その電流値Ｉ（ｎ）とＦＥＴ１１の抵抗値ＲＯＮとから、Δｔの間にＦＥＴ１１に発生しているジュール熱ｅ（ｎ）を算出する（ステップ９０２）。ジュール熱ｅ（ｎ）は、ｅ（ｎ）＝ＲＯＮ×Ｉ（ｎ）^２×Δｔから算出する。なお、ＲＯＮは過渡時において一定値とみなすことができるため、ｅ（ｎ）はＩ（ｎ）を変数とする関数として表すことができる。ｅ（ｎ）を算出するに当たっては、ＲＯＮ＝１とみなし、ｅ（ｎ）をｅ（ｎ）＝Ｉ（ｎ）^２×Δｔから算出するようにしてもよい。 Each time the control IC 15 calculates the current value I (n) at the sampling period Δt, the Joule heat e (generated in the FET 11 during Δt from the current value I (n) and the resistance value RON of the FET 11. n) is calculated (step 902). Joule heat e (n) is calculated from e (n) = RON × I (n) ² × Δt. Since RON can be regarded as a constant value during the transition, e (n) can be expressed as a function having I (n) as a variable. In calculating e (n), RON = 1 may be considered, and e (n) may be calculated from e (n) = I (n) ² × Δt.

制御ＩＣ１５は、ジュール熱ｅ（ｎ）を算出するたびに、それまでに算出したジュール熱ｅ（０）、ｅ（１）、ｅ（２）、…、ｅ（ｎ−１）の合計に該ジュール熱ｅ（ｎ）を加算することによって、ジュール熱の総量Ｅ（ｎ）を算出する（ステップ９０３）。 Each time the control IC 15 calculates the Joule heat e (n), the control IC 15 calculates the total of the Joule heat e (0), e (1), e (2), ..., e (n-1) calculated so far. The total amount E (n) of Joule heat is calculated by adding the Joule heat e (n) (Step 903).

制御ＩＣ１５は、ジュール熱の総量Ｅ（ｎ）を算出するたびに、ジュール熱の総量Ｅ（ｎ）が積算ジュール熱閾値Ｋ２以上であるか未満であるかを判定する（ステップ９０４）。制御ＩＣ１５は、ジュール熱の総量Ｅ（ｎ）が積算ジュール熱閾値Ｋ２未満と判定すれば（ステップ９０４、Ｙ）、ＦＥＴ１１のＯＮを継続して、計時を開始してからの経過時間ｎΔｔが最大積算時間Ｔｍａｘ２以上であるか未満であるかを判定する（ステップ９０５）。 Each time the control IC 15 calculates the total amount of joule heat E (n), the control IC 15 determines whether the total amount of joule heat E (n) is greater than or less than the cumulative joule heat threshold K2 (step 904). If the control IC 15 determines that the total amount E (n) of Joule heat is less than the cumulative Joule heat threshold K2 (Y in Step 904), the FET 11 continues to be turned on and the elapsed time nΔt from the start of time measurement is the maximum. It is determined whether the accumulated time is Tmax2 or more (step 905).

制御ＩＣ１５は、計時を開始してからの経過時間ｎΔｔが最大積算時間Ｔｍａｘ２未満であれば（ステップ９０５、Ｙ）、ｎを一つ繰り上げて（ステップ９０６）、計時を開始してから（ｎ＋１）Δｔ後にＦＥＴ１１に流れる電流値Ｉ（ｎ＋１）を検出する（ステップ９０１）。他方、計時を開始してからの経過時間ｎΔｔが最大積算時間Ｔｍａｘ２以上であれば（ステップ９０５、Ｎ）、ｎを０にしてそれまで計時していたカウントをリセットして再度計時を開始し（ステップ９０７）、ＦＥＴ１１をＯＮに維持しつつＦＥＴ１１に流れる電流値Ｉ（ｎ）をサンプリング周期Δｔでを検出する（ステップ９０１）。 If the elapsed time nΔt from the start of timing is less than the maximum accumulated time Tmax2 (step 905, Y), the control IC 15 increments n by 1 (step 906), and starts counting (n + 1). A current value I (n + 1) flowing through the FET 11 after Δt is detected (step 901). On the other hand, if the elapsed time nΔt from the start of timekeeping is greater than or equal to the maximum accumulated time Tmax2 (step 905, N), n is set to 0, the count that has been timed is reset, and timekeeping is started again ( Step 907), the current value I (n) flowing through the FET 11 is detected at the sampling period Δt while keeping the FET 11 ON (step 901).

一方、制御ＩＣ１５は、ジュール熱の総量Ｅ（ｎ）が積算ジュール熱閾値Ｋ２以上であると判定すれば（ステップ９０４、Ｎ）、ＦＥＴ１１をＯＦＦにして、ＦＥＴ１１に流れる電流を遮断する（ステップ９０８）。 On the other hand, if the control IC 15 determines that the total amount E (n) of Joule heat is equal to or greater than the cumulative Joule heat threshold K2 (Step 904, N), the FET 11 is turned OFF and the current flowing through the FET 11 is cut off (Step 908). ).

以上、本発明の第１の実施形態の電気接続箱によれば、ヒューズ・ボックスが有する機能を半導体化した本発明の電気接続箱において、ＦＥＴ１１による電流の誤遮断防止に繋がる。 As described above, according to the electrical junction box of the first embodiment of the present invention, in the electrical junction box of the present invention in which the function of the fuse box is made into a semiconductor, it leads to prevention of erroneous interruption of current by the FET 11.

また、過電流から保護する対象となる部品（本発明の第１の実施形態では、例えば、ＦＥＴ１１やワイヤハーネス１３）に応じて適宜、最大積算時間及び積算ジュール熱閾値を設定することにより、過電流から保護すべき部品に適したタイミングでＦＥＴ１１のＯＮ、ＯＦＦを切り替えることができる。なお、制御ＩＣ１５は、図６のフローチャートを参照して説明した、過電流からＦＥＴ１１を保護することを目的とした処理と、図９のフローチャートを参照して説明した、過電流からワイヤハーネス１３を保護することを目的とした処理と、の一方のみを行うようにしてもよいし、計時用タイマを複数利用してこれらの処理を同時に行うようにしてもよい。 Further, by setting the maximum integration time and the integration joule heat threshold appropriately according to the component to be protected from overcurrent (for example, the FET 11 and the wire harness 13 in the first embodiment of the present invention), The FET 11 can be switched on and off at a timing suitable for the component to be protected from the current. The control IC 15 performs the process for protecting the FET 11 from the overcurrent described with reference to the flowchart of FIG. 6 and the wire harness 13 from the overcurrent described with reference to the flowchart of FIG. Only one of the processes for the purpose of protection may be performed, or a plurality of timing timers may be used to perform these processes simultaneously.

なお、図７の発煙特性の曲線を縦軸下方に平行移動した曲線を該発煙特性の曲線とみなし、最大積算時間Ｔｍａｘ２と積算ジュール熱閾値Ｋ２を設定するようにしてもよい。縦軸下方に平行移動した曲線を該発煙特性の曲線とみなしたのは、ワイヤハーネス１３により低い電流値がより短い時間流れたときに発煙することを想定するためである。このようにして設定された最大積算時間Ｔｍａｘ２及び積算ジュール熱閾値Ｋ２を用いることによって、ステップ９０４にてジュール熱の総量Ｅ（ｎ）が積算ジュール熱閾値Ｋ２以上であると判定した場合でも、ワイヤハーネス１３が発煙することを防ぐことができる。 7 may be regarded as the smoke generation characteristic curve, and the maximum accumulated time Tmax2 and the accumulated Joule heat threshold K2 may be set. The reason why the curve parallel to the vertical axis is regarded as the curve of the smoke generation characteristic is to assume that smoke is generated when a low current value flows through the wire harness 13 for a shorter time. Even when it is determined in step 904 that the total amount E (n) of Joule heat is equal to or greater than the cumulative Joule heat threshold K2 by using the maximum cumulative time Tmax2 and the cumulative Joule heat threshold K2 set in this way, the wire It is possible to prevent the harness 13 from smoking.

（第２の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る電気接続箱では、制御ＩＣ１５が、ＦＥＴ１１に流れる電流値Ｉ（ｎ）を検出し、その検出した電流値Ｉ（ｎ）を基にＦＥＴ１１によるＯＮ、ＯＦＦを制御する構成について説明した。本発明の第２の実施形態に係る電気接続箱では、制御ＩＣ１５が、ワイヤハーネス１３１、１３３、１３５に流れる電流値Ｉ（ｎ）を検出し、その検出した電流値Ｉ（ｎ）を基にＦＥＴ１１によるＯＮ、ＯＦＦを制御する構成について説明する。 (Second Embodiment)
In the electrical junction box according to the first embodiment of the present invention, the control IC 15 detects the current value I (n) flowing through the FET 11 and turns ON / OFF the FET 11 based on the detected current value I (n). The configuration to be controlled has been described. In the electrical junction box according to the second embodiment of the present invention, the control IC 15 detects the current value I (n) flowing through the wire harness 131, 133, 135, and based on the detected current value I (n). A configuration for controlling ON and OFF by the FET 11 will be described.

図１０は、本発明の第２の実施形態に係る電気接続箱の回路構成図である。本発明の第２の実施形態に係る電気接続箱は、入力端子としてのドレイン、出力端子としてのソース、制御端子としてのゲートを有するＦＥＴ１１と、電線としてのワイヤハーネス１３、１３１、１３３、１３５と、制御ＩＣ１５と、抵抗１７３、１７５を含んで構成される。ＦＥＴ１１は、入力端子が電力供給装置としてのバッテリ２にワイヤハーネス１３を介して接続され、出力端子がワイヤハーネス１３及びそのワイヤハーネス１３から分岐した複数のワイヤハーネス１３１、１３３、１３５を介して電気負荷３１、３３、３５に接続される。抵抗１７３は、一端部がワイヤハーネス１３を介してＦＥＴ１１の出力端子に接続され、他端部がワイヤハーネス１３３を介して電気負荷３３に接続される。抵抗１７５は、一端部がワイヤハーネス１３を介してＦＥＴ１１の出力端子に接続され、他端部がワイヤハーネス１３５を介して電気負荷３５に接続される。制御ＩＣ１５は、該制御ＩＣ１５に備わる二つの電極とＦＥＴ１１の入力端子及び出力端子とが接続されることによって、ＦＥＴ１１に並列に接続されるとともに、該制御ＩＣ１５に備わる二つの電極と抵抗１７３、１７５の両端部とが接続されることによって、抵抗１７３、１７５に並列に接続される。本発明の第２の実施形態に係る電気接続箱では、制御ＩＣ１５は、ＦＥＴ１１に並列に接続されるとともに、抵抗１７３、１７５に並列に接続されることによって、ＦＥＴ１１に流れる電流値と抵抗１７３、１７５にそれぞれ流れる電流値とを検出する。そして、それらの検出した電流値に基づいてワイヤハーネス１３１、１３３、１３５の少なくとも一つに過電流が流れていると判定した場合、ＦＥＴ１１の制御端子にＯＮ／ＯＦＦ制御信号を出力することによって、ＦＥＴ１１のＯＮ（バッテリ２から電気負荷３１、３３、３５への通電の継続）、ＯＦＦ（バッテリ２から電気負荷３１、３３、３５への通電の遮断）を切り替える。なお、抵抗１７３、１７５の抵抗値は、ワイヤハーネスに流れる電流値を計測する目的で利用しているが、該抵抗１７３、１７５による損失を最小限にするために、その抵抗値は小さいほど好ましい。また、第２の実施形態では、抵抗１７３とワイヤハーネス１３３とを直列に接続した場合について説明するが、ワイヤハーネス１３３に流れる電流値を計測するための他の接続方法を適用することができる。 FIG. 10 is a circuit configuration diagram of an electrical junction box according to the second embodiment of the present invention. The electrical junction box according to the second embodiment of the present invention includes an FET 11 having a drain as an input terminal, a source as an output terminal, and a gate as a control terminal, and wire harnesses 13, 131, 133, and 135 as electric wires. The control IC 15 and resistors 173 and 175 are included. The FET 11 has an input terminal connected to a battery 2 as a power supply device via a wire harness 13, and an output terminal electrically connected via the wire harness 13 and a plurality of wire harnesses 131, 133, 135 branched from the wire harness 13. Connected to loads 31, 33 and 35. One end of the resistor 173 is connected to the output terminal of the FET 11 via the wire harness 13, and the other end is connected to the electric load 33 via the wire harness 133. One end of the resistor 175 is connected to the output terminal of the FET 11 via the wire harness 13, and the other end is connected to the electric load 35 via the wire harness 135. The control IC 15 is connected in parallel to the FET 11 by connecting the two electrodes provided in the control IC 15 to the input terminal and the output terminal of the FET 11, and the two electrodes and resistors 173 and 175 provided in the control IC 15. Are connected to the resistors 173 and 175 in parallel. In the electrical junction box according to the second embodiment of the present invention, the control IC 15 is connected in parallel to the FET 11 and in parallel to the resistors 173 and 175, whereby the current value flowing through the FET 11 and the resistor 173, 175, the current value flowing through each of the 175 is detected. And when it determines with overcurrent flowing into at least one of wire harness 131, 133, 135 based on those detected electric current values, by outputting an ON / OFF control signal to the control terminal of FET11, The FET 11 is switched between ON (continuation of energization from the battery 2 to the electric loads 31, 33, 35) and OFF (interruption of energization from the battery 2 to the electric loads 31, 33, 35). The resistance values of the resistors 173 and 175 are used for the purpose of measuring the current value flowing through the wire harness. However, in order to minimize the loss caused by the resistors 173 and 175, the resistance values are preferably as small as possible. . Moreover, although 2nd Embodiment demonstrates the case where the resistor 173 and the wire harness 133 are connected in series, the other connection method for measuring the electric current value which flows into the wire harness 133 is applicable.

具体的には、制御ＩＣ１５は、ＦＥＴ１１をＯＮにして、ＦＥＴ１１に流れる電流値Ｉ及び抵抗１７３、１７５にそれぞれ流れる電流値Ｉ２、Ｉ３を監視している。電流値Ｉを検出するに当たって、ＶＤＳ／ＲＯＮ（ＶＤＳ：ＦＥＴ１１の両端の電圧。ＲＯＮ：ＦＥＴ１１の抵抗値（ＲＯＮを制御ＩＣ１５に予めデータとして保存しておく。）。）から算出する。また、電流値Ｉ２を検出するに当たって、Ｖ２／Ｒ２（Ｖ２：抵抗１７３の両端の電圧。Ｒ２：抵抗１７３の抵抗値）から算出し、電流値Ｉ３を検出するに当たって、Ｖ３／Ｒ３（Ｖ３：抵抗１７５の両端の電圧。Ｒ３：抵抗１７５の抵抗値）から算出する。ここで、ワイヤハーネス１３３、１３５に抵抗１７３、１７５が接続されているように、ワイヤハーネス１３１に抵抗を接続して、制御ＩＣ１５がその抵抗に流れる電流値Ｉ１を監視するようにしてもよいが、Ｉ１は、Ｉ−Ｉ２−Ｉ３から算出することによってワイヤハーネス１３１を流れる電流値Ｉ１を監視することができるため、該抵抗を設けていない。制御ＩＣ１５は、監視している電流値Ｉｎ（ｎ＝１、２、３）毎に、図９のフローチャートと共通する処理（制御ＩＣ１５が、ワイヤハーネス１３１、１３３、１３５を流れる電流を監視する点、及び、過電流からワイヤハーネス１３１、１３３、１３５を保護することを目的とした最大積算時間Ｔｍａｘ２と積算ジュール熱閾値Ｋ２が設定されている点、は異なる。）を実行する。ここでは、制御ＩＣ１５が監視する対象をワイヤハーネス１３１に流れる電流Ｉ１に絞って説明するが、ワイヤハーネス１３３、１３５に流れる電流Ｉ２、Ｉ３に対しても同様である。 Specifically, the control IC 15 turns on the FET 11 and monitors the current value I flowing through the FET 11 and the current values I2 and I3 flowing through the resistors 173 and 175, respectively. In detecting the current value I, it is calculated from VDS / RON (VDS: voltage at both ends of the FET 11. RON: resistance value of the FET 11 (RON is stored in the control IC 15 as data in advance)). In detecting the current value I2, V2 / R2 (V2: voltage across the resistor 173. R2: resistance value of the resistor 173) is calculated, and in detecting the current value I3, V3 / R3 (V3: resistor). It is calculated from the voltage at both ends of 175. R3: resistance value of resistor 175) Here, a resistor may be connected to the wire harness 131 so that the resistors 173 and 175 are connected to the wire harness 133 and 135, and the control IC 15 may monitor the current value I1 flowing through the resistor. , I1 can be monitored from the current value I1 flowing through the wire harness 131 by calculating from I-I2-I3, so that the resistor is not provided. For each current value In (n = 1, 2, 3) being monitored, the control IC 15 performs processing common to the flowchart of FIG. 9 (the point where the control IC 15 monitors the current flowing through the wire harnesses 131, 133, 135). And the point that the maximum accumulated time Tmax2 and the accumulated Joule heat threshold value K2 for the purpose of protecting the wire harnesses 131, 133, and 135 from the overcurrent are set is different. Here, the target to be monitored by the control IC 15 will be described by focusing on the current I1 flowing through the wire harness 131, but the same applies to the currents I2 and I3 flowing through the wire harness 133 and 135.

制御ＩＣ１５は、ＦＥＴ１１をＯＮにしてワイヤハーネス１３１に流れる電流値Ｉ１をサンプリング周期Δｔで監視しており、任意の時点から最大積算時間Ｔｍａｘ２の計時を開始する。 The control IC 15 turns on the FET 11 and monitors the current value I1 flowing through the wire harness 131 at the sampling period Δt, and starts measuring the maximum accumulated time Tmax2 from an arbitrary time point.

制御ＩＣ１５は、計時を開始した時点からサンプリング周期Δｔでワイヤハーネス１３１に流れる電流値Ｉ（ｎ）を検出する（ステップ９０１）。 The control IC 15 detects the current value I (n) flowing through the wire harness 131 at the sampling period Δt from the time when the time measurement is started (step 901).

制御ＩＣ１５は、サンプリング周期Δｔで電流値Ｉ（ｎ）を算出する度に、その電流値Ｉ（ｎ）とワイヤハーネス１３１の抵抗値ＲＷ１とから、Δｔの間にワイヤハーネス１３１に発生しているジュール熱ｅ（ｎ）を算出する（ステップ９０２）。ジュール熱ｅ（ｎ）は、ｅ（ｎ）＝ＲＷ１×Ｉ（ｎ）^２×Δｔから算出する。なお、ＲＷ１は過渡時において一定値とみなすことができるため、ジュール熱ｅ（ｎ）はＩ（ｎ）を変数とする関数として表すことができる。ジュール熱ｅ（ｎ）を算出するに当たっては、ＲＷ１＝１とみなし、ジュール熱ｅ（ｎ）をｅ（ｎ）＝ＲＷ１×Ｉ（ｎ）^２×Δｔから算出するようにしてもよい。 Every time the control IC 15 calculates the current value I (n) at the sampling period Δt, the control IC 15 generates the current value I (n) and the resistance value RW1 of the wire harness 131 in the wire harness 131 during Δt. Joule heat e (n) is calculated (step 902). Joule heat e (n) is calculated from e (n) = RW1 × I (n) ² × Δt. Since RW1 can be regarded as a constant value during the transition, the Joule heat e (n) can be expressed as a function with I (n) as a variable. In calculating the Joule heat e (n), it may be assumed that RW1 = 1 and the Joule heat e (n) is calculated from e (n) = RW1 × I (n) ² × Δt.

制御ＩＣ１５は、計時を開始してからの経過時間ｎΔｔが最大積算時間Ｔｍａｘ２未満であれば（ステップ９０５、Ｙ）、ｎを一つ繰り上げて（ステップ９０６）、計時を開始してから（ｎ＋１）Δｔ後にＦＥＴ１１に流れる電流値Ｉ（ｎ＋１）を検出する（ステップ９０１）。他方、計時を開始してからの経過時間ｎΔｔが最大積算時間Ｔｍａｘ２以上であれば（ステップ９０５、Ｎ）、ｎを０にしてそれまで計時していたカウントをリセットして再度計時を開始し（ステップ９０７）、ＦＥＴ１１をＯＮに維持しつつワイヤハーネス１３１に流れる電流値Ｉ（ｎ）をサンプリング周期Δｔでを検出する（ステップ９０１）。 If the elapsed time nΔt from the start of timing is less than the maximum accumulated time Tmax2 (step 905, Y), the control IC 15 increments n by 1 (step 906), and starts counting (n + 1). A current value I (n + 1) flowing through the FET 11 after Δt is detected (step 901). On the other hand, if the elapsed time nΔt from the start of timekeeping is greater than or equal to the maximum accumulated time Tmax2 (step 905, N), n is set to 0, the count that has been timed is reset, and timekeeping is started again ( Step 907), the current value I (n) flowing through the wire harness 131 is detected at the sampling period Δt while the FET 11 is kept ON (Step 901).

ワイヤハーネス１３１、１３３、１３５それぞれに対応させて、上述の最大積算時間Ｔｍａｘ２と積算ジュール熱閾値Ｋ２を制御ＩＣ１５に設定しておき、制御ＩＣ１５は、ワイヤハーネス１３１、１３３、１３５に流れる電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３に対して、それぞれ独立に、図９に示す一連の処理を実行する。制御ＩＣ１５は、電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３に対してそれぞれ独立に実行している一連の処理のうちの少なくとも一つにおいて、ジュール熱の総量Ｅ（ｎ）が積算ジュール熱閾値Ｋ２以上であると判定すれば（ステップ９０４、Ｎ）、ＦＥＴ１１をＯＦＦにして、ＦＥＴ１１に流れる電流を遮断する（ステップ９０８）。 Corresponding to each of the wire harnesses 131, 133, 135, the above-mentioned maximum integrated time Tmax2 and integrated joule heat threshold K2 are set in the control IC 15, and the control IC 15 controls the currents I1, A series of processing shown in FIG. 9 is executed independently for I2 and I3. The control IC 15 determines that the total amount of Joule heat E (n) is equal to or greater than the integrated Joule heat threshold K2 in at least one of a series of processes executed independently for each of the currents I1, I2, and I3. If so (step 904, N), the FET 11 is turned off and the current flowing through the FET 11 is cut off (step 908).

上述したように、制御ＩＣ１５は、最大積算時間Ｔｍａｘ２経過するまでのワイヤハーネス１３１に発生するジュール熱を積算したジュール熱の総量Ｅ（ｎ）が積算ジュール熱閾値Ｋ２未満であれば、ＦＥＴ１１をＯＮに維持し、一方、最大積算時間Ｔｍａｘ２経過するまでにワイヤハーネス１３１に発生するジュール熱を積算したジュール熱の総量Ｅ（ｎ）が積算ジュール熱閾値Ｋ２以上になれば、ＦＥＴ１１をＯＦＦにする。この構成により、ヒューズ・ボックスが有する機能を半導体化した本発明の電気接続箱において、ＦＥＴ１１による電流の誤遮断防止に繋がる。 As described above, the control IC 15 turns on the FET 11 if the total amount E (n) of Joule heat obtained by integrating Joule heat generated in the wire harness 131 until the maximum accumulated time Tmax2 elapses is less than the accumulated Joule heat threshold K2. On the other hand, if the total amount E (n) of Joule heat obtained by integrating Joule heat generated in the wire harness 131 by the time when the maximum accumulated time Tmax2 has elapsed becomes equal to or greater than the accumulated Joule heat threshold value K2, the FET 11 is turned off. With this configuration, in the electrical junction box of the present invention in which the function of the fuse box is made semiconductor, it is possible to prevent erroneous interruption of current by the FET 11.

本発明の一実施形態に係る電気接続箱の回路構成図The circuit block diagram of the electrical junction box which concerns on one Embodiment of this invention 先行発明に係る電気接続箱の回路構成図Circuit diagram of electrical junction box according to the prior invention 先行発明に係る電気接続箱の制御ＩＣによる、突入電流発生時の処理動作の一例を説明する図The figure explaining an example of processing operation at the time of inrush current generation by control IC of the electric junction box concerning a prior invention 先行発明に係る電気接続箱の制御ＩＣによる、突入電流発生時の処理動作の他例を説明する図The figure explaining other examples of processing operation at the time of inrush current generation by control IC of the electric junction box concerning a prior invention 本発明の第１の実施形態に係る電気接続箱の制御ＩＣによる、突入電流発生時の制御処理を説明する図であって、図５（ａ）は、ＦＥＴ１１に流れる電流値Ｉ−時間Ｔを表すグラフであり、図５（ｂ）は、制御ＩＣが検出する電流値Ｉ−時間Ｔを表すグラフであり、図５（ｃ）は、制御ＩＣが算出するジュール熱の総量Ｅ−時間Ｔを表すグラフであるFIG. 5A is a diagram for explaining a control process when an inrush current is generated by the control IC for the electrical junction box according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 5A shows a current value I-time T flowing through the FET 11; 5B is a graph showing the current value I-time T detected by the control IC, and FIG. 5C is a graph showing the total amount E-time T of Joule heat calculated by the control IC. Is a graph that represents 本発明の第１の実施形態に係る電気接続箱の制御ＩＣによる制御の流れを示すフローチャートThe flowchart which shows the flow of control by control IC of the electrical junction box which concerns on the 1st Embodiment of this invention. ワイヤハーネスの発煙特性（縦軸：時間、横軸：電流値）を表すグラフGraph showing smoke characteristics of wire harness (vertical axis: time, horizontal axis: current value) 図７の発煙特性の横軸をジュール熱に変換した図The horizontal axis of the smoke generation characteristics in Fig. 7 is converted to Joule heat 本発明の第１の実施形態に係る電気接続箱の制御ＩＣによる制御の流れを示すフローチャートThe flowchart which shows the flow of control by control IC of the electrical junction box which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態に係る電気接続箱の回路構成図The circuit block diagram of the electrical junction box which concerns on the 2nd Embodiment of this invention 従来のメカリレー方式の電気接続箱の例を示す外観斜視図External perspective view showing an example of a conventional mechanical relay type electric junction box

Explanation of symbols

１、５電気接続箱
１１、５１１、５１３、５１５ＦＥＴ
１３、１３１、１３３、１３５ワイヤハーネス
１５、５５１、５５３、５５５制御ＩＣ
２バッテリ
３１、３３、３５電気負荷 1, 5 Electrical junction box 11, 511, 513, 515 FET
13, 131, 133, 135 Wire harness 15, 551, 553, 555 Control IC
2 Battery 31, 33, 35 Electric load

Claims

An input terminal electrically connected to the power supply device; an output terminal electrically connected to an electrical load; and the input terminal to the output terminal for controlling a current flowing from the power supply device to the electrical load. A transistor having a control terminal to which a control signal for ON / OFF control is input.
Input terminal of said transistor, and a control IC that is electrically connected to the respective output terminals and a control terminal, and outputs the control signal to the control terminal by detecting a current flowing through the transistor,
With
The control IC detects a current value flowing through the transistor at a sampling period over a certain period from the start point of time measurement until the maximum integration time elapses, and is generated at the transistor at the sampling period based on the current value. The Joule heat to be calculated is calculated , the cumulative value of the Joule heat from the starting point is obtained, and when the cumulative value is equal to or greater than the cumulative Joule heat threshold, the control terminal of the transistor is turned off between the input terminal and the output terminal. Performing an operation of outputting the control signal to be controlled;
An electrical junction box that repeats the operation by setting the accumulated value to zero when the accumulated value is less than the accumulated Joule heat threshold even after the predetermined period has elapsed .

The accumulated Joule heat threshold and the maximum accumulated time are set based on the operating temperature range of the transistor and the transient thermal resistance of the transistor.
The electrical junction box according to claim 1.

An output terminal of the transistor is connected to an electric wire for supplying electric power to the electric load, and the integrated joule heat threshold and the maximum integrated time are set based on an allowable current of the electric wire and a smoke generation characteristic of the electric wire. To be
The electrical junction box according to claim 1.

An input terminal electrically connected to the power supply device; an output terminal electrically connected to an electrical load; and the input terminal to the output terminal for controlling a current flowing from the power supply device to the electrical load. A power supply cutoff method for controlling a current flowing from the power supply device to the electric load using a transistor having a control terminal to which a control signal for ON / OFF control is input.
The current value flowing through the transistor is detected at a sampling period for a certain period from the start of timing to the elapse of the maximum integration time , and the Joule heat generated at the transistor at the sampling period is calculated based on the current value. A calculating step to
Each time the Joule heat is calculated, an adding step for obtaining a cumulative value of the Joule heat from a starting point ;
A determination step of determining whether the cumulative value obtained in the addition step is greater than or less than an integrated Joule heat threshold;
A control step of outputting the control signal for controlling OFF between the input terminal and the output terminal to the control terminal of the transistor when the cumulative value is equal to or greater than an integrated Joule heat threshold;
When the accumulated value is less than the accumulated Joule heat threshold even after the fixed period has elapsed, the step of returning to the calculating step by setting the accumulated value to zero;
A power supply cutoff method characterized by comprising:

The accumulated Joule heat threshold and the maximum accumulated time are set based on the operating temperature range of the transistor and the transient thermal resistance of the transistor.
The power supply cutoff method according to claim 4.

An output terminal of the transistor is connected to an electric wire for supplying electric power to the electric load, and the integrated joule heat threshold and the maximum integrated time are set based on an allowable current of the electric wire and a smoke generation characteristic of the electric wire. To be
The power supply cutoff method according to claim 4.

The program for making a computer perform each step of the power supply interruption | blocking method of Claim 4.