JP5434820B2 - 給電制御装置及び給電制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両に好適に使用され、直流電源及び負荷間に接続されるスイッチのオン／オフによって負荷への給電を制御する給電制御装置及び給電制御方法に関する。

車両には、カーナビゲーション装置、オーディオ装置、エアコンディショナ、ドアロック、パワーウインドウ及び各種制御装置等の複数の負荷が搭載されている。

複数の負荷は、共通のスイッチを通じて直流電源と接続されており、スイッチのオン／オフによって、直流電源から複数の負荷への給電が制御されている。

近年、車両に搭載される負荷の数が増加しており、それに伴って、スイッチがオン／オフする電流量が増加しているため、一のスイッチで電流をオン／オフすることが難しくなり、複数のスイッチが並列に設けられる傾向にある。これによって、一のスイッチに流れる電流量を分散している。

しかしながら、複数のスイッチが並列に設けられ、複数の負荷への給電を制御する給電制御装置において、一のスイッチが故障しても他のスイッチが正常に動作する場合、負荷への給電が停止することはないため、負荷からの出力を監視することによって故障を判断することはできない。

一のスイッチが故障している状態で給電制御装置を使用し続けた場合、他のスイッチに平常時よりも大きな電流が流れて、他のスイッチの発熱量が増加し、故障又は発火等の虞が生じる。従って、スイッチが故障した場合に故障したスイッチを検出し、検出結果に応じて負荷への給電を遮断する必要がある。

特許文献１では、電力源と電力源が給電する機器との間に並列に接続された複数の素子の中から故障している素子を検出し、検出結果に応じて給電を制御する装置が開示されている。特許文献１に記載の装置では、素子の温度を測定し、一の素子の故障によって生じる他の素子の温度上昇を検出することによって素子の故障を判定している。

特開２００９−１８９１６１号公報

しかしながら、特許文献１で開示された装置のように、スイッチの温度によってスイッチの故障を判定する給電制御装置では、環境温度によって一時的にスイッチが高温になった場合、故障していないスイッチを故障していると誤って判定する問題を生じる。誤った判定に基づいて、直流電源から負荷への給電を遮断した場合、車両の運転者又は乗員等に給電制御装置の修理又は交換等の不要な作業を強いる虞があり、故障の警告をした場合、車両の運転者又は乗員等に不安を与える虞がある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、スイッチに関する複数の判定に基づいて適切に直流電源から負荷への給電を遮断することができ、スイッチの連鎖的な故障又は発火等を防止することできる給電制御装置及び給電制御方法を提供することにある。

本発明に係る給電制御装置は、直流電源及び負荷間に介装され、該負荷への給電を制御する給電制御装置において、前記直流電源及び負荷間に並列に接続される複数のスイッチと、該複数のスイッチのオン／オフを夫々制御する制御手段と、前記複数のスイッチの前記負荷側の端子における電圧を測定する測定手段と、前記制御手段によって前記複数のスイッチ中の一のスイッチのみをオンさせた場合、及び前記複数のスイッチを同時的にオフさせた場合に夫々、前記測定手段によって電圧を測定し、測定された電圧に基づき、前記複数のスイッチに故障しているスイッチが有るか否かを判定する電圧判定手段と、前記複数のスイッチ周りの温度を検出する温度検出手段と、該温度検出手段が検出した温度が所定温度を超えているか否かを判定する温度判定手段とを備え、前記電圧判定手段が、故障しているスイッチが有ると判定し、かつ前記温度判定手段が前記所定温度を超えていると判定した場合に、前記制御手段は、前記負荷への給電を遮断するように構成されていることを特徴とする。

本発明に係る給電制御装置は、前記制御手段は、前記温度判定手段が前記所定温度を超えていると判定した場合に、前記電圧判定手段が判定するために、前記複数のスイッチをオン／オフするように構成されていることを特徴とする。

本発明に係る給電制御装置は、前記温度検出手段は、前記電圧判定手段が故障しているスイッチが有ると判定した場合に、前記温度判定手段が判定するために、温度を検出するように構成されていることを特徴とする。

本発明に係る給電制御装置は、前記直流電源の正極端子（又は負極端子）及び前記複数のスイッチの間に接続されるヒューズと、該ヒューズの前記複数のスイッチ側の端子及び前記直流電源の負極端子（又は正極端子）の間に直接又は間接的に接続され、前記制御手段によってオン／オフを制御される制御スイッチとを備えることを特徴とする。

本発明に係る給電制御装置は、前記電圧判定手段が判定するために、前記制御手段が前記スイッチをオフする期間は、前記負荷の許容瞬断時間よりも短くしてあることを特徴とする。

本発明に係る給電制御装置は、前記スイッチはＦＥＴであることを特徴とする。

本発明に係る給電制御方法は、直流電源及び負荷間に並列に接続される複数のスイッチのオン／オフを制御する給電制御方法において、前記複数のスイッチ中の一のスイッチのみをオンさせ、一のスイッチのみがオンである期間に前記複数のスイッチの前記負荷側の端子における電圧を測定する第１電圧測定ステップと、前記複数のスイッチを同時的にオフさせ、同時的にオフである期間に前記複数のスイッチの前記負荷側の端子における電圧を測定する第２電圧測定ステップと、前記第１及び第２電圧測定ステップで測定された電圧に基づき、前記複数のスイッチに故障しているスイッチが有るか否かを判定する電圧判定ステップと、前記複数のスイッチ周りの温度を検出する温度検出ステップと、該温度検出ステップで検出された温度が所定温度を超えるか否かを判定する温度判定ステップと、前記電圧判定ステップで、故障しているスイッチが有ると判定し、かつ前記温度判定ステップで温度が前記所定温度を超えると判定した場合に、前記負荷への給電を遮断する遮断ステップとを備えることを特徴とする。

本発明に係る給電制御装置及び給電制御方法にあっては、電圧判定と温度判定とを行う。電圧判定では、まず一のスイッチをオンさせ、他のスイッチをオフさせた期間に複数のスイッチの負荷側の端子における電圧を測定する。以下、複数のスイッチが直流電源の正極端子に接続され、直流電源の負極端子及び負荷の一端子がボディアースされている場合について説明する。測定した電圧が直流電源における正極端子の電圧である場合、一のスイッチは正常に動作していると判定する。測定した電圧がボディアースの電位である場合、一のスイッチはオフのまま故障していると判定する。
オンさせるスイッチを代えて前述した複数のスイッチのオン／オフを繰り返し行い、複数のスイッチ夫々が正常に動作しているかオフのまま故障しているかを順次判定する。

また、複数のスイッチを同時的にオフさせ、オフさせている期間に、前述した箇所の電圧を測定する。測定した電圧が直流電源における正極端子の電圧である場合、複数のスイッチのいずれかがオンのまま故障していると判定し、測定した電圧がボディアースの電位である場合、複数のスイッチは正常に動作していると判定する。

温度判定では、複数のスイッチ周りの温度が所定温度を超えるか否かが判定される。電圧判定で故障しているスイッチが有ると判定され、かつ温度判定で所定温度を超えると判定された場合、負荷への給電を遮断する。

電圧判定で故障しているスイッチが有ると判定され、かつ温度判定で温度が所定温度を超えると判定された場合に、負荷への給電を遮断するため、給電の遮断が適切になり、スイッチの連鎖的な故障又は発火等が防止される。例えば、環境温度によって一時的に上昇した複数のスイッチ周りの温度が所定温度を超えた場合であっても、電圧判定によって故障しているスイッチがないと判定され、給電は遮断されない。

本発明に係る給電制御装置にあっては、温度判定手段が複数のスイッチ周りで所定温度を超える温度が検出されたと判定した場合に制御手段が複数のスイッチをオン／オフし、電圧判定手段が判定する。制御手段によるスイッチのオン／オフは、負荷に与える電圧又は電流を変化させ、負荷への給電を不安定にさせる。一方、温度検出手段による温度の検出は負荷への給電に無関係である。このため、温度検出手段は、制御手段によるスイッチのオン／オフよりも頻繁に温度を検出することができる。

従って、温度判定手段が短い間隔で判定を繰り返し、複数のスイッチ周りの温度が所定温度を超えたと判定した場合に電圧判定手段で故障しているスイッチが有るか否かを判定することによって、電圧判定手段のみで判定する場合と比較して、負荷への給電を不安定にさせることなく、スイッチの連鎖的な故障又は発火等の虞がある状態が素早く見つけ出される。

また、温度判定手段が、複数のスイッチ周りの温度が所定温度を超えていると判定した場合にのみ、電圧判定手段が判定するために制御手段がスイッチをオン／オフするため、電圧判定手段のみが判定する場合と比較して、スイッチのオン／オフ切替回数が少なくなる。

本発明に係る給電制御装置にあっては、電圧判定手段が故障しているスイッチが有ると判定した場合に、温度検出手段が複数のスイッチ周りの温度を検出し、温度判定手段が判定する。一のスイッチが、例えばオフのまま故障した場合であっても、駆動中の負荷の数が少なく、スイッチがオン又はオフする電流が小さい場合、複数のスイッチ周りで所定温度を超える温度は検出されない。所定温度を超える温度が検出されない場合、他のスイッチの故障又は発火等の虞がないため、他のスイッチを通じての負荷への給電を継続することができる。

従って、電圧判定手段が判定した後、温度判定手段が判定することによって、電圧判定で故障しているスイッチがある場合でも、複数のスイッチ周りの温度が低い場合は負荷への給電が遮断されず、長く負荷に給電される。

本発明に係る給電制御装置にあっては、直流電源の正極端子（又は負極端子）及び複数のスイッチの間に接続されるヒューズとヒューズの複数のスイッチ側の端子及び直流電源の負極端子（又は正極端子）の間に直接又は間接的に接続される制御スイッチとを備えている。電圧判定手段が、故障しているスイッチが有ると判定し、かつ温度判定手段が所定温度を超えていると判定した場合、制御手段は、制御スイッチをオンし、ヒューズに定格電流以上の電流を流してヒューズを溶断する。このため、直流電源から負荷への給電が確実に遮断される。

本発明に係る給電制御装置にあっては、電圧判定手段が判定する場合に制御手段がスイッチをオフする期間が負荷の許容瞬断時間よりも短いため、負荷の動作に支障を与えることなくスイッチの故障が判定される。

本発明に係る給電制御装置にあっては、スイッチにＦＥＴが使用される。

本発明によれば、複数のスイッチの負荷側の端子における電圧の判定と複数のスイッチ周りで検出された温度の判定とを組み合わせることによって、適切に直流電源から負荷への給電を遮断することができ、スイッチの連鎖的な故障又は発火等を防止することができる。

本発明に係る給電制御装置及び給電制御方法の実施の形態の構成を示すブロック図である。 制御部からの制御に基づきスイッチ制御回路によって制御されるゲート電圧のタイミングチャートである。 制御部による故障判定の基準の内容例を示す説明図である。 制御部からの制御に基づきスイッチ制御回路によって制御されるゲート電圧の他のタイミングチャートである。 本発明に係る給電制御装置の実施の形態における動作を示すフローチャートである。 本発明に係る給電制御装置の実施の形態における動作を示すフローチャートである。

（実施の形態１）
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
図１は、本発明に係る給電制御装置及び給電制御方法の実施の形態１の構成を示すブロック図である。給電制御装置１は、車両に搭載されており、その一方の端子がバッテリ２の正極端子に接続されているヒューズ３の他方の端子及び給電制御対象の負荷群４の間に接続されている。バッテリ２の負極端子はボディアースされている。特許請求の範囲において、バッテリ２は直流電源に該当し、負荷群４は負荷に該当する。
なお、負荷群４は、バッテリ２によって給電される一又は複数のＥＣＵ（Electronic Controller Unit）である。各ＥＣＵの一方の端子は電力線にバス型に接続され、他方の端子はボディアースされており、給電制御装置１によって全体として給電が制御される。

給電制御装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を有する制御部１０と、ＦＥＴ１１と、ＦＥＴ１１に並列に接続されているＦＥＴ１２と、スイッチ制御回路１３と、電圧測定回路１４とを備える。特許請求の範囲において、制御部１０は制御手段、電圧判定手段、及び温度判定手段に該当し、ＦＥＴ１１，１２夫々はスイッチに該当し、電圧測定回路１４は、測定手段に該当する。

ＦＥＴ１１，１２のソースは、ヒューズ３を通じてバッテリ２に接続され、ドレインは負荷群４に接続されている。また、スイッチ制御回路１３は、ＦＥＴ１１及びＦＥＴ１２夫々のゲート電圧を制御する。電圧測定回路１４は、ＦＥＴ１１及び（又は）ＦＥＴ１２の出力電圧を測定する。

給電制御装置１は、更に、ＦＥＴ１１，１２周りに配置されているサーミスタ１５と、サーミスタ１５の両端に接続されている温度検出回路１６と、その一方の端子がヒューズ３を通じてバッテリ２と接続され、その他方の端子がボディアースされているリレー接点１７と、リレー制御回路１８とを備える。特許請求の範囲において、温度検出回路１６は温度検出手段に該当し、リレー接点１７は制御スイッチに該当する。

温度検出回路１６は、サーミスタ１５の電気抵抗から温度を検出する。リレー制御回路１８はリレー接点１７のオン／オフを制御する。リレー接点１７がオンになった場合、ヒューズ３のＦＥＴ１１，１２側の端子とボディアースとの間が短絡され、ヒューズ３にバッテリ２から定格電流を超える電流が流れ、ヒューズ３が溶断される。

制御部１０は、ＣＰＵを用い、内蔵ＲＯＭに記憶してある制御プログラムを読み出して実行することによって、ＦＥＴ１１，１２及びリレー接点１７夫々のオン／オフを制御している。なお、制御部１０はＣＰＵを単独に用いる構成に限定されず、マイクロコンピュータであっても良い。

制御部１０には、図示しないアクセサリスイッチ及びイグニッションスイッチからのＡＣＣ信号及びＩＧオン／ＩＧオフ信号が入力される。制御部１０には、更に、バッテリ２の残量を測定するバッテリセンサからの信号が入力される。制御部１０は、これらのスイッチ及びセンサからの信号に基づいてスイッチ制御処理を実行し、ＦＥＴ１１，１２のオン／オフを制御する制御信号をスイッチ制御回路１３に出力する。

制御部１０は、基本的に、負荷群４への給電を開始する場合に、ＦＥＴ１１，１２両方をオンし、負荷群４への給電を停止する場合に、ＦＥＴ１１，１２両方をオフする。
また、制御部１０は、電圧測定回路１４からの信号を受け付け、信号が示す電圧測定結果に基づき、後述の故障判定処理を実行する。制御部１０は、温度検出回路１６から信号を受け付け、信号が示す温度検出結果に基づき、温度が所定温度を超えるか否かを判定する。

また、制御部１０は、故障判定処理の結果と温度検出結果とに基づき、リレー制御回路１８を通じてリレー接点１７のオン／オフを制御する。
制御部１０は、更に通信線５に接続されており、通信線５を通じてＣＡＮ（Control Area Network）又はＬＩＮ（Local Interconnect Network）等に接続されている。制御部１０は、ＣＡＮ又はＬＩＮ等を通じてＦＥＴ１１，１２の故障情報に係る警告信号を車両に設けられたディスプレイ等に出力する。

スイッチ制御回路１３は、制御部１０からの制御信号に基づき、ＦＥＴ１１，１２のゲート電圧を制御する。
電圧測定回路１４は、ＦＥＴ１１，１２のドレイン電圧を測定し、制御部１０に通知する。
温度検出回路１６は、サーミスタ１５によってＦＥＴ１１，１２周りの温度を検出し、制御部１０に通知する。
リレー制御回路１８は、制御部１０からの制御信号に基づき、リレー接点１７のオン／オフを制御する。

以下に、制御部１０によって実行されるスイッチ制御回路１３及び電圧測定回路１４を用いた故障判定処理の詳細を説明する。
図２は、制御部１０からの制御に基づきスイッチ制御回路１３によって制御されるゲート電圧のタイミングチャートである。図２は、横軸に時間軸を、縦軸にゲート電圧のＨ（High）／Ｌ（Low）を示し、図２Ａ及び図２Ｂ夫々は、ＦＥＴ１１及び１２のゲート電圧のタイミングチャートを示している。
なお、ＦＥＴ１１（又はＦＥＴ１２）のゲート電圧がＨ又はＬである場合、ＦＥＴ１１（又はＦＥＴ１２）はオン又はオフ状態になる。

制御部１０は、ＦＥＴ１１，１２に故障しているＦＥＴが有るか否かを判定する場合、ＦＥＴ１１，１２のゲート電圧をごく短い時間だけＬに落として、ＦＥＴ１１，１２夫々をオフし、オフしている間に電圧測定回路１４によって測定された電圧がＨかＬかを判断する。
ここで、測定された電圧がＨであることは、測定された電圧がバッテリ２における正極端子の電圧であることを示し、測定された電圧がＬであることは、測定された電圧がボディアースの電位であることを示している。

図２に示すように、制御部１０はスイッチ制御回路１３によって、ＦＥＴ１１，１２夫々のゲート電圧を、期間ｔａだけＬにすることを２回繰り返す。このとき、制御部１０は、ＦＥＴ１１のゲート電圧をＬとする２回目の期間ｔａと、ＦＥＴ１２のゲート電圧をＬとする１回目の期間ｔａとは一致するように制御する。これにより、ＦＥＴ１１，１２の一方のみがオン（又はオフ）状態及び両方がオフ状態となる期間が設けられる。

なお、ＦＥＴ１１のゲート電圧をＬとする期間と、ＦＥＴ１２のゲート電圧をＬとする期間とは、同じ期間ｔａでなくても良い。ただし、ＦＥＴ１１又はＦＥＴ１２のゲート電圧をＬとする期間ｔａは、いずれも負荷群４の許容瞬断時間よりも短い。実施の形態１では、期間ｔａは２ミリ秒以内としてある。負荷群４は、逆接ダイオード等を用いて瞬断が許容されるように構成されていなければならない。

制御部１０は、ＦＥＴ１１のゲート電圧のみをＬとした期間ｔａ中のｔ１の時点、ＦＥＴ１１，１２両方のゲート電圧をＬとした期間ｔａ中のｔ２の時点、及びＦＥＴ１２のゲート電圧のみをＬとした期間ｔａ中のｔ３の時点に電圧測定回路１４によって電圧を測定する。測定により得られた結果と制御部１０の判定結果との対応は以下の通りである。

図３は、制御部１０による故障判定の基準の内容例を示す説明図である。
図３に示すように、ＦＥＴ１１のゲート電圧のみがＬとされた期間中のｔ１の時点で、電圧測定回路１４によって測定された電圧がＨである場合は、ＦＥＴ１２は正常に動作していると判定される。ｔ１の時点では、ＦＥＴ１１がオフ状態であるが、ＦＥＴ１２がオン状態であるため、ＦＥＴ１２が正常に動作していれば出力電圧はＨに維持されるからである。一方、ｔ１の時点で電圧測定回路１４によって測定された電圧がＬである場合、ＦＥＴ１２がオフ状態となったまま故障していると判定される。

ＦＥＴ１１，１２両方のゲート電圧がＬとされた期間中のｔ２の時点で、電圧測定回路１４によって測定された電圧がＨである場合、ＦＥＴ１１，１２のいずれかがオン状態となったまま故障していると判定される。ｔ２の時点では、ＦＥＴ１１，１２両方がオフ状態となっているべきであるため、ＦＥＴ１１，１２が正常に動作していれば出力電圧はＬになるからである。一方、ｔ２の時点で電圧測定回路１４によって測定された電圧がＬである場合、ＦＥＴ１１，１２は正常に動作していると判定される。

ＦＥＴ１２のゲート電圧のみがＬとされた期間中のｔ３の時点で、電圧測定回路１４によって測定された電圧がＨである場合は、ＦＥＴ１１は正常に動作していると判定される。ｔ３の時点では、ＦＥＴ１２がオフであるが、ＦＥＴ１１がオンであるため、ＦＥＴ１１が正常に動作していれば出力電圧はＨに維持されるからである。一方、ｔ３の時点で電圧測定回路１４によって測定された電圧がＬである場合、ＦＥＴ１１がオフとなったまま故障していると判定される。

このように、給電制御装置１が構成されることによって、ＦＥＴ１１，１２夫々の故障を判定することができる。加えて、ＦＥＴ１１，１２が並列に接続され、ＦＥＴ１１，１２のオフ期間が負荷群４の許容瞬断時間よりも短いため、給電制御装置１から負荷群４への給電中であっても負荷群４の動作に支障を与えることなく故障を判定することができる。

なお、スイッチ制御回路１３によって制御されるゲート電圧のタイミングチャートは図２に示すタイミングチャートに限定されない。図４は、制御部１０からの制御に基づきスイッチ制御回路１３によって制御されるゲート電圧の他のタイミングチャートである。図４は、図２と同様に、横軸に時間軸を、縦軸にゲート電圧のＨ（High）／Ｌ（Low）を示し、図４Ａ及び図４Ｂ夫々は、ＦＥＴ１１及び１２のゲート電圧のタイミングチャートを示している。

制御部１０はスイッチ制御回路１３によって、ＦＥＴ１１のゲート電圧を期間ｔｂだけＬにし、期間ｔｂ中、重複するようにＦＥＴ１２のゲート電圧を同様に期間ｔｂだけＬにする。スイッチ制御回路１３によって制御されるゲート電圧のタイミングチャートは、上述した図４に示すタイミングチャートであっても良い。

ここで、ＦＥＴ１１及びＦＥＴ１２のゲート電圧をオフする期間は同じでなくても良い。また、ＦＥＴ１１，１２夫々のゲート電圧をオフする期間ｔｂは、負荷群４の許容瞬断時間よりも短い。

また、ｔ１はＦＥＴ１１のゲート電圧のみをＬとした期間中の時点であり、ｔ２は、ＦＥＴ１１，１２両方のゲート電圧をＬとした期間ｔｂの重複期間中の時点であり、ｔ３は、ＦＥＴ１２のゲート電圧のみをＬとした期間中の時点である。

更に、バッテリ２及び負荷群４の間に設けられるスイッチはＦＥＴに限定されない。スイッチは、例えば、リレー接点などでも良い。また、バッテリ２及び負荷群４の間に設けられるスイッチは２つに限定されない。３つ以上のスイッチが設けられても良い。

本発明の特徴は、前述した故障判定処理（以下、単に故障判定処理と記載する。）の結果と温度検出部１６が検出したＦＥＴ１１，１２周りの温度検出結果とに基づく制御部１０の制御方法にある。以下、この制御方法の詳細を説明する。

図５は、本発明に係る給電制御装置１の実施の形態１における動作を示すフローチャートである。
まず、制御部１０は、所定期間ごと、例えば１００ミリ秒ごとに温度検出回路１６からの信号を受け付け、温度検出回路１６が所定温度Ｔ１を超える温度を検出した否かを判定する（Ｓ１）。
制御部１０は、温度検出回路１６が所定温度Ｔ１を超える温度を検出していないと判定した場合（Ｓ１：ＮＯ）、ステップＳ１に戻る。

制御部１０は、温度検出回路１６が所定温度Ｔ１を超える温度を検出したと判定した場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、ＦＥＴ１１，１２のいずれかが故障している可能性があると判定し、故障判定処理を実行する（Ｓ２）。
ＦＥＴ１１，１２のいずれかが故障した場合、ＦＥＴ１１（又はＦＥＴ１２）に流れる電流が増加し、ＦＥＴ１１（又はＦＥＴ１２）の発熱量が増加する。制御部１０は、ＦＥＴ１１，１２周りの温度を所定期間ごとに監視することによって、素早く故障を見つけ出すことができる。所定温度Ｔ１は、ＦＥＴ１１，１２両方が正常に動作している場合の温度よりも高く、ＦＥＴ１１，１２のいずれかが故障した場合に検出される温度よりも低く設定されている。

制御部１０は、故障判定処理を実行した後（ステップＳ２の後）、ＦＥＴ１１，１２に故障しているＦＥＴが有るか否かを判定する（Ｓ３）。
制御部１０は、温度検出回路１６によってＦＥＴ１１，１２周りで所定温度を超える温度が検出された場合のみに、ＦＥＴ１１，１２をオン／オフする。従って、故障判定処理のみで故障しているＦＥＴがあるか否かを判定する場合と比較して、ＦＥＴ１１，１２のオン／オフ切替回数を少なくすることができる。このため、負荷群４に与えられる電圧について、ＦＥＴ１１，１２のオン／オフ切替による変化の回数が抑制され、負荷群４に安定して給電することができる。

制御部１０は、ＦＥＴ１１，１２に故障しているＦＥＴが有ると判定した場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、リレー制御回路１８に制御信号を出力し、リレー接点１７をオンする（Ｓ４）。

これによって、ヒューズ３とボディアースとの間を短絡させ、ヒューズ３に定格電流を超える電流を流して、ヒューズ３を溶断する。結果、バッテリ２から負荷群４への給電を遮断する。このため、ＦＥＴ１１（又はＦＥＴ１２）に流れる電流の増加に伴う発熱量の増加によって生じるＦＥＴ１１（又はＦＥＴ１２）の連鎖的な故障又は発火等を確実に防止することができる。

なお、バッテリ２から負荷群４への給電を遮断する方法は、ヒューズ３をバッテリ２が与える電流により溶断する方法に限定されない。例えば、制御部１０がＦＥＴ１１，１２に与えるゲート電圧をＬにすることによって、負荷群４への給電を遮断しても良い。

制御部１０は、リレー接点１７をオンした後（ステップＳ４の後）、ＣＡＮ又はＬＩＮ等に接続される通信線５を通じて、故障情報に係る警告信号を車両に設けられたディスプレイに出力し、ディスプレイに故障情報を出力する（Ｓ５）。
なお、故障情報を出力する方法は、ディスプレイに出力する方法に限定されない。例えば、音声又はブザー等によって故障情報を車両の運転者又は乗員等に通知しても良い。
制御部１０は、故障情報を出力した後（ステップＳ５の後）、制御を終了する。

制御部１０は、ＦＥＴ１１，１２に故障しているＦＥＴがないと判定した場合（Ｓ３：ＮＯ）、温度検出回路１６が所定温度Ｔ１を超える温度を検出する期間が所定期間ｔｓを超えているか否かを判定する（Ｓ６）。検出期間の計測は、制御部１０に内蔵してあるタイマー等によって行われる。

制御部１０は、温度検出回路１６が所定温度Ｔ１を超える温度を検出する期間が所定期間ｔｓを超えていないと判定した場合（Ｓ６：ＮＯ）、ステップＳ１で所定温度Ｔ１を超える温度が検出された要因は、ＦＥＴ１１，１２の故障ではなく環境温度等の外的要因にあるとして、ステップＳ１に戻る。

従って、ＦＥＴ１１，１２周りで所定温度Ｔ１を超える温度を検出し、かつ故障判定処理によって故障しているＦＥＴが有る場合に給電が遮断され、環境温度等の外的要因による一時的な温度上昇によって給電が遮断されないため、負荷群４への給電を適切に遮断することができる。

制御部１０は、温度検出回路１６が所定温度Ｔ１を超える温度を検出する期間が所定期間ｔｓを超えていると判定した場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、ＦＥＴ１１，１２のゲート電圧をＬとし、ＦＥＴ１１，１２両方をオフ状態にする（Ｓ７）。これは、故障判定処理によって判定できなかった故障がＦＥＴ１１，１２のいずれかに生じている虞があるためである。

制御部１０は、ＦＥＴ１１，１２両方をオフ状態にした後（ステップＳ７の後）、ステップＳ５と同様にして、故障情報を出力する（Ｓ８）。
制御部１０は、故障情報を出力した後（ステップＳ８の後）、再び、温度検出回路１６が所定温度Ｔ１を超える温度を検出する期間が所定期間ｔｓを超えているか否かを判定する（Ｓ９）。検出期間の計測は、前述したように、制御部１０に内蔵してあるタイマー等によって行われる。

制御部１０は、温度検出回路１６が所定温度Ｔ１を超える温度を検出する期間が所定期間ｔｓを超えていないと判定した場合（Ｓ９：ＮＯ）、ＦＥＴ１１，１２への電流の過剰供給によるＦＥＴ１１，１２の故障又は発火等の虞がなくなったとして制御を終了する。

制御部１０は、温度検出回路１６が所定温度Ｔ１を超える温度を検出する期間が所定期間ｔｓを超えていると判定した場合（Ｓ９：ＹＥＳ）、ステップＳ４を実行する。制御部１０は、リレー接点１７をオンし、ヒューズ３を溶断することによって、確実にバッテリ２から負荷群４への給電を遮断する。これにより、ＦＥＴ１１，１２への電流の過剰供給によるＦＥＴ１１，１２の故障又は発火等の虞を確実になくすことができる。
制御部１０は、ステップＳ４を実行した後、ステップＳ５で故障情報を出力し、制御を終了する。

なお、制御部１０は、ステップＳ１における温度の判定を行わずに、所定期間ごとにステップＳ２の故障判定処理を実行することによって同様に故障を判定することができる。しかしながら、１００ミリ秒等の短い所定時間ごとに故障判定処理を実行することは望ましくない。

１つの理由は、１００ミリ秒といった短い時間ごとに故障判定処理を実行した場合、負荷群４に与える電圧又は電流が頻繁に変化するため、負荷群４への給電が安定しないことにある。
一方で、温度検出回路１６によるＦＥＴ１１，１２周りの温度検出は負荷群４への給電に無関係である。

また、故障判定処理を実行する際、制御部１０は所定期間ＦＥＴ１１又は（及び）ＦＥＴ１２をオフし、オフしている期間、負荷群４は夫々が有する瞬断用のコンデンサに蓄電された電力を使用しなければならない。もう一つの理由は、１００ミリ秒といった短い時間ごとに故障判定処理を実行した場合、瞬断用のコンデンサに蓄電することができず、負荷群４が、ＦＥＴ１１又は（及び）ＦＥＴ１２のオフさせている間、停止する虞があることにある。

従って、制御部１０は、１００ミリ秒といった短い時間ごとに温度を検出し、所定温度Ｔ１を超える温度を検出した場合に故障判定処理を実行する。これにより、負荷群４への給電を安定させた状態で、ＦＥＴ１１又は（及び）ＦＥＴ１２のオフさせている間の負荷群４の停止を心配することなく、ＦＥＴ１１，１２に連鎖的な故障又は発火等の虞がある状態を素早く見つけ出すことができる。

（実施の形態２）
図６は、本発明に係る給電制御装置１の実施の形態２における動作を示すフローチャートである。本発明に係る給電制御装置及び給電制御方法の実施の形態２の構成は、前述した実施の形態１の構成（図１〜４）と同様であるので説明を省略する。
まず、制御部１０は、所定期間ごと、例えば５分ごとに故障判定処理を実行する（Ｓ１１）。その後、制御部１０は、ＦＥＴ１１，１２に故障しているＦＥＴが有るか否かを判定する（Ｓ１２）。

制御部１０は、ＦＥＴ１１，１２に故障しているＦＥＴがないと判定した場合（Ｓ１２：ＮＯ）、ステップＳ１１に戻る。
制御部１０は、ＦＥＴ１１，１２に故障しているＦＥＴが有ると判定した場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、温度検出回路１６が所定温度Ｔ２を超える温度を検出しているか否かを判定する（Ｓ１３）。

所定温度Ｔ２は、ＦＥＴ１１，１２両方が正常に動作している場合の温度よりも高く、ＦＥＴ１１，１２のいずれかが故障した場合に検出される温度よりも低く設定されている。

制御部１０は、温度検出回路１６が所定温度Ｔ２を超える温度を検出していないと判定した場合（Ｓ１３：ＮＯ）、実施の形態１におけるステップＳ５及びステップＳ９と同様にして、故障判定処理によって故障と判定された旨を示す故障情報を出力する（Ｓ１４）。

その後、制御部１０は、温度検出回路１６が検出した温度が所定温度Ｔ２を超えていないことから、故障判定によって故障と判定されたＦＥＴを除く他のＦＥＴに故障又は発火等の虞がなく、他のＦＥＴのオン／オフによって負荷群４への給電を制御できると判定する。そして、制御部１０はバッテリ２から負荷群４への給電を継続させ、ステップＳ１１に戻る。これによって、長く負荷群４にバッテリ２から給電することができる。

例えば、ＦＥＴ１１（又はＦＥＴ１２）がオフのまま故障している場合であっても、負荷群４中に駆動している負荷の数が少ない等の理由によってＦＥＴ１１，１２がオン又はオフする電流が少ない場合、ＦＥＴ１２（又はＦＥＴ１１）の故障又は発火等の虞はない。従って、ＦＥＴ１１，１２周りで所定温度Ｔ２を超える温度が検出されていない場合、ＦＥＴ１２（又はＦＥＴ１１）のオン／オフによって負荷群４への給電を制御し、バッテリ２から負荷群４への給電を継続することができる。

制御部１０は、温度検出回路１６が所定温度Ｔ２を超える温度を検出したと判定した場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、リレー制御回路１８に制御信号を出力し、リレー接点１７をオンする（Ｓ１５）。これによって、ヒューズ３を短絡させ、ヒューズ３に定格電流を超える電流を流して、ヒューズ３を溶断する。結果、バッテリ２から負荷群４への給電を遮断する。このため、ＦＥＴ１１（又はＦＥＴ１２）に流れる電流の増加に伴う発熱量の増加によって生じるＦＥＴ１１（又はＦＥＴ１２）の故障又は発火等を確実に防止することができる。

従って、故障判定処理によって故障しているＦＥＴが有り、かつＦＥＴ１１，１２周りで所定温度Ｔ２を超える温度を検出した場合に給電が遮断され、故障判定処理負荷群４への給電を適切に遮断することができる。即ち、故障判定処理によって故障しているＦＥＴが有る場合あっても、ＦＥＴ１１，１２周りの温度が所定温度Ｔ２を超えない場合に給電が遮断されないため、給電の遮断が適切である。

なお、バッテリ２から負荷群４への給電を遮断する方法は、ヒューズ３をバッテリ２が供給する電流により溶断する方法に限定されない。例えば、制御部１０がＦＥＴ１１，１２に与えるゲート電圧をＬにすることによって、負荷群４への給電を遮断しても良い。

制御部１０は、リレー接点１７をオンした後（ステップＳ１５の後）、実施の形態１におけるステップＳ５及びステップＳ９並びに実施の形態２におけるステップＳ１４と同様にして、故障情報を出力する（Ｓ１６）。
その後、制御部１０は制御を終了する。

また、ＦＥＴ１１，１２周りの温度を検出するために設けられるサーミスタ１５は１つに限定されない。複数のサーミスタ１５，１５，・・・，１５によって、ＦＥＴ１１，１２周りの温度を検出してもよい。

なお、実施の形態１又は実施の形態２において、ＦＥＴの数は２つに限定されない。ＦＥＴの数が３つ以上の給電制御装置であっても本発明を適用することができる。

また、開示された実施の形態１及び実施の形態２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。本発明の範囲は上述の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１ 給電制御装置
１０ 制御部（制御手段、電圧判定手段、温度判定手段）
１１，１２ ＦＥＴ（スイッチ）
１４ 電圧測定回路（測定手段）
１６ 温度検出回路（温度検出手段）
１７ リレー接点（制御スイッチ）
２ バッテリ（直流電源）
３ ヒューズ
４ 負荷群（負荷）

Claims (7)

1. 直流電源及び負荷間に介装され、該負荷への給電を制御する給電制御装置において、
   前記直流電源及び負荷間に並列に接続される複数のスイッチと、
   該複数のスイッチのオン／オフを夫々制御する制御手段と、
   前記複数のスイッチの前記負荷側の端子における電圧を測定する測定手段と、
   前記制御手段によって前記複数のスイッチ中の一のスイッチのみをオンさせた場合、及び前記複数のスイッチを同時的にオフさせた場合に夫々、前記測定手段によって電圧を測定し、測定された電圧に基づき、前記複数のスイッチに故障しているスイッチが有るか否かを判定する電圧判定手段と、
   前記複数のスイッチ周りの温度を検出する温度検出手段と、
   該温度検出手段が検出した温度が所定温度を超えているか否かを判定する温度判定手段と
   を備え、
   前記電圧判定手段が、故障しているスイッチが有ると判定し、かつ前記温度判定手段が前記所定温度を超えていると判定した場合に、前記制御手段は、前記負荷への給電を遮断するように構成されていること
   を特徴とする給電制御装置。
2. 前記制御手段は、前記温度判定手段が前記所定温度を超えていると判定した場合に、前記電圧判定手段が判定するために、前記複数のスイッチをオン／オフするように構成されていること
   を特徴とする請求項１に記載の給電制御装置。
3. 前記温度検出手段は、前記電圧判定手段が故障しているスイッチが有ると判定した場合に、前記温度判定手段が判定するために、温度を検出するように構成されていること
   を特徴とする請求項１に記載の給電制御装置。
4. 前記直流電源の正極端子（又は負極端子）及び前記複数のスイッチの間に接続されるヒューズと、
   該ヒューズの前記複数のスイッチ側の端子及び前記直流電源の負極端子（又は正極端子）の間に直接又は間接的に接続され、前記制御手段によってオン／オフを制御される制御スイッチと
   を備えること
   を特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の給電制御装置。
5. 前記電圧判定手段が判定するために、前記制御手段が前記スイッチをオフする期間は、前記負荷の許容瞬断時間よりも短くしてあること
   を特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の給電制御装置。
6. 前記スイッチはＦＥＴであること
   を特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の給電制御装置。
7. 直流電源及び負荷間に並列に接続される複数のスイッチのオン／オフを制御する給電制御方法において、
   前記複数のスイッチ中の一のスイッチのみをオンさせ、一のスイッチのみがオンである期間に前記複数のスイッチの前記負荷側の端子における電圧を測定する第１電圧測定ステップと、
   前記複数のスイッチを同時的にオフさせ、同時的にオフである期間に前記複数のスイッチの前記負荷側の端子における電圧を測定する第２電圧測定ステップと、
   前記第１及び第２電圧測定ステップで測定された電圧に基づき、前記複数のスイッチに故障しているスイッチが有るか否かを判定する電圧判定ステップと、
   前記複数のスイッチ周りの温度を検出する温度検出ステップと、
   該温度検出ステップで検出された温度が所定温度を超えるか否かを判定する温度判定ステップと、
   前記電圧判定ステップで、故障しているスイッチが有ると判定し、かつ前記温度判定ステップで温度が前記所定温度を超えると判定した場合に、前記負荷への給電を遮断する遮断ステップと
   を備えること
   を特徴とする給電制御方法。

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