JP6304072B2 - 遮断装置、遮断方法及びコンピュータプログラム - Google Patents

Description

本発明は、電線を流れる電流を遮断する遮断装置、遮断方法及びコンピュータプログラムに関する。

車両に搭載されている電源システムでは、バッテリと負荷とが電線によって接続されており、電線を介してバッテリから負荷に電流が供給される。電線は抵抗成分を有する。このため、電線に電流が流れた場合、電線は発熱する。

ここで、電流が流れることによって電線から単位時間当たり発生する熱の量が、電線から単位時間当たりに放出される熱の量を超えている場合、電線温度は上昇する。電線温度の上昇を引き起こす値の電流が電線を流れ続けた場合、電線温度は上昇し続け、電線から発煙又は発火が生じる虞がある。電線からの発煙又は発火を防止するためには、当然のことながら、発煙又は発火が生じる前に電線を流れる電流を遮断する必要がある。

特許文献１には、電線からの発煙又は発火が生じる前に電線を流れる電流を遮断する遮断装置が開示されている。この遮断装置では、電線を流れる電流値から電線温度を経時的に演算する。そして、演算した電線温度が所定温度以上である場合、電線の中途に設けられたスイッチをオフにし、電線を流れる電流を遮断する。このため、電線温度が所定温度以上となることはなく、発煙又は発火が防止される。

特許文献１に記載の遮断装置では、負荷が動作を停止しており、かつ、算出した電線温度が電線の周囲温度と略一致している場合、電線温度の演算を休止する。これにより、電線温度の演算に係る消費電力が抑制される。

特許第５３８１２４８号公報

しかしながら、バッテリが供給する負荷の中には、例えば、常時給電する必要がある負荷が存在する。この場合、電線に電流が常時流れている。

電線に常時流れている電流を遮断する遮断装置として、特許文献１に記載の遮断装置を用いた場合、電線温度の演算が休止されることはない。従って、特許文献１に記載の遮断装置には、電線に電流が常時流れている場合、電線温度の演算に係る消費電力を抑制することはできないという問題点がある。

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、電線に電流が常時流れる場合であっても電線温度の演算に係る消費電力を抑制することができる遮断装置、遮断方法及びコンピュータプログラムを提供することにある。

本発明に係る遮断装置は、電線を流れる電流を遮断する遮断装置において、該電線を流れる電流値を示す電流情報に基づいて、該電線の周囲温度及び電線温度の温度差を経時的に算出し、算出した温度差に前記周囲温度を加算することによって前記電線温度を演算する演算部と、該演算部が演算した前記電線温度が閾値温度以上である場合に、前記電線を流れる電流を遮断する遮断部と、該演算部が算出した温度差が所定温度差未満であり、かつ、前記電流情報が示す電流値が所定電流値未満である場合に前記電線温度の演算を休止する休止部とを備えることを特徴とする。

本発明に係る遮断装置は、前記電流情報が示す電流値が所定電流値以上となった場合、前記休止部によって休止された前記演算を再開する再開部を備えることを特徴とする。

本発明に係る遮断装置は、前記休止部は、前記演算部が算出した温度差が前記所定温度差未満であり、前記電流情報が示す電流値が前記所定電流値未満であり、かつ、車両のイグニッションスイッチがオフである場合に前記演算を休止することを特徴とする。

本発明に係る遮断装置は、前記演算部は、先行して算出した先行温度差に基づいて、前記温度差を算出し、前記演算が再開された後の初回の該温度差の算出にて用いられる前記先行温度差は、該演算を休止する前に前記演算部によって算出された温度差であることを特徴とする。

本発明に係る遮断方法は、電線を流れる電流を遮断する遮断方法において、該電線を流れる電流値を示す電流情報に基づいて、該電線の周囲温度及び電線温度の温度差を経時的に算出し、算出した温度差に周囲温度を加算することによって前記電線温度を演算し、演算した前記電線温度が閾値温度以上である場合に、前記電線を流れる電流を遮断し、算出した温度差が所定温度差未満であり、かつ、前記電流情報が示す電流値が所定電流値未満である場合に前記電線温度の演算を休止することを特徴とする。

本発明に係るコンピュータプログラムは、電線を流れる電流値を示す電流情報に基づいて、該電線の周囲温度及び電線温度の温度差を経時的に算出し、算出した温度差に周囲温度を加算することによって前記電線温度を演算し、演算した前記電線温度が閾値温度以上である場合に、前記電線を流れる電流の遮断を指示し、算出した温度差が所定温度差未満であり、かつ、前記電流情報が示す電流値が所定電流値未満である場合に前記電線温度の演算を休止する処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。

本発明に係る遮断装置、遮断方法及びコンピュータプログラムにあっては、電線を流れる電流値を示す電流情報に基づいて、電線の周囲温度及び電線温度の温度差を経時的に算出し、算出した温度差を周囲温度に加算する。これにより、電線温度が演算される。演算した電線温度が閾値温度以上である場合、例えば、電線の中途に設けられているスイッチをオフにすることによって、電線を流れる電流を遮断する。これにより、電線温度が閾値温度以上となることはないため、電線からの発煙又は発火は未然に防止される。

電線の周囲温度及び電線温度の温度差が所定温度差未満であり、かつ、電流情報が示す電流値が所定電流値未満である場合、電線温度の演算を休止する。このため、電線に電流が常時流れる場合であっても、電線温度が周囲温度に近くて、電線を流れる電流値が所定電流値未満であるとき、電線温度の演算が休止されるので、電線温度の演算に係る消費電力を抑制することができる。

本発明に係る遮断装置にあっては、電線温度の演算が休止している状態で、電流情報が示す電流値が所定電流値以上となった場合、電線温度の演算を再開する。このため、電線を流れる電流値が所定電流値未満である間、電線温度の演算が休止される。

本発明に係る遮断装置にあっては、算出した温度差が所定温度差未満であり、かつ、電流情報が示す電流値が所定電流値未満であるという条件を満たし、更に、車両のイグニッションスイッチがオフである場合に電線温度の演算を休止する。

例えば、電線を介してバッテリから負荷へ給電されている場合において、イグニッションスイッチがオフであるとき、車両のエンジンは動作を停止しており、電線を流れる電流値が頻繁に変動する確率は低く、電線を流れる電流値は比較的に安定している。従って、電線温度の演算を休止している間に、実際の電線温度が大きく上昇する確率は非常に低い。

本発明に係る遮断装置にあっては、電線の周囲温度及び電線温度の温度差は、前述したように経時的に算出される。温度差の算出では、先行して算出した先行温度差に基づいて、温度差を算出する。電線温度の演算が休止した後、例えば、電流情報が示す電流値が所定電流値以上となった場合、電線温度の演算を再開する。電線温度の演算が再開された後の初回の温度差の算出で用いる先行温度差は、電線温度の演算を休止する前に算出された温度差である。

先行温度差が大きい程、算出される温度差は大きい。そして、電線温度の演算が休止している間、時間の経過と共に電線温度、即ち、周囲温度及び電線温度の温度差は低下する。従って、電線温度の演算が再開された後の初回の温度差の算出において用いる先行温度差は、電線温度の演算を休止する前に算出された温度差であるので、演算が再開された後に、演算された電線温度が実際の電線温度未満となる可能性が低い。このため、実際の電線温度が閾値温度を超える前に電線を流れる電流を遮断することが可能となる。

本発明によれば、電線に電流が常時流れる場合であっても電線温度の演算に係る消費電力を抑制することができる。

本実施の形態における車両に搭載された電源システムの要部構成を示すブロック図である。 遮断装置の要部構成を示すブロック図である。 ウェイクアップ状態のＣＰＵが実行する動作の手順を示すフローチャートである。 スリープ状態のＣＰＵが実行する動作の手順を示すフローチャートである。 遮断装置の動作の説明図である。

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、実施の形態１における車両１に搭載された電源システム２の要部構成を示すブロック図である。電源システム２は、電線２０、遮断装置２１、バッテリ２２、負荷２３、スイッチ制御部２４及びイグニッションスイッチ２５を備える。

電線２０の中途に遮断装置２１が設けられている。電線２０の一端はバッテリ２２の正極に接続されている。電線２０の他端は負荷２３の一端に接続されている。バッテリ２２の負極と、負荷２３の他端とは接地されている。遮断装置２１はスイッチ制御部２４に接続されている。

バッテリ２２は電線２０及び遮断装置２１を介して負荷２３に給電する。負荷２３は、車両１に搭載される電気機器、例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。

通常、負荷２３は、バッテリ２２から電線２０及び遮断装置２１を介して常時給電されている。遮断装置２１は、電線２０を流れる電流値が、予め設定されている遮断電流値以上となった場合、電線２０を流れる電流を遮断する。遮断電流値は、短時間で電線２０からの発煙又は発火を引き起こす可能性がある非常に高い電流値である。

遮断装置２１は、電線２０を流れる電流値を示す電流情報に基づいて、電線２０の電線温度を周期的に演算する。遮断装置２１は、電線２０を流れる電流値が遮断電流値以上となった場合だけではなく、算出した電線温度が閾値温度以上である場合も電線２０を流れる電流を遮断する。

イグニッションスイッチ２５は、スイッチ制御部２４によってオン又はオフにされる。スイッチ制御部２４は、車両１の図示しないエンジンが作動した場合、イグニッションスイッチ２５をオンにし、エンジンが動作を停止した場合、イグニッションスイッチ２５をオフにする。スイッチ制御部２４は、イグニッションスイッチ２５がオンであるか又はオフであるかを示すイグニション信号を遮断装置２１に出力する。

イグニション信号はハイレベル及びローレベルの電圧によって構成される２値信号である。イグニッションスイッチ２５がオンである場合、スイッチ制御部２４が出力するイグニション信号はハイレベルの電圧を示す。イグニッションスイッチ２５がオフである場合、スイッチ制御部２４が出力するイグニション信号はローレベルの電圧を示す。

遮断装置２１は、電流情報と、演算した電線温度と、スイッチ制御部２４から入力されるイグニション信号とに応じて、電線温度の演算の休止及び再開を行う。

図２は遮断装置２１の要部構成を示すブロック図である。遮断装置２１は、Ｎチャネル型のＦＥＴ（Field Effect Transistor）３０、駆動回路３１、電流検出部３２、温度検出部３３及びマイクロコンピュータ（以下、マイコンと記載）３４を有する。

ＦＥＴ３０は電線２０の中途に設けられている。ＦＥＴ３０のドレインは電線２０を介してバッテリ２２の正極に接続されており、ＦＥＴ３０のソースは電線２０を介して負荷２３の一端に接続されている。ＦＥＴ３０のゲートは駆動回路３１に接続されている。駆動回路３１は電流検出部３２に接続されている。駆動回路３１、電流検出部３２及び温度検出部３３はマイコン３４に各別に接続されている。マイコン３４はスイッチ制御部２４にも接続されている。

ＦＥＴ３０はスイッチとして機能する。ＦＥＴ３０のゲートに印加されている電圧が一定電圧以上である場合、ＦＥＴ３０のドレイン及びソース間に電流が流れることが可能であり、ＦＥＴ３０はオンである。ＦＥＴ３０のゲートに印加されている電圧が一定電圧未満である場合、ＦＥＴ３０のドレイン及びソース間に電流が流れることはなく、ＦＥＴ３０はオフである。駆動回路３１は、ＦＥＴ３０のゲートに印加されている電圧を調整することによって、ＦＥＴ３０をオン又はオフにする。

電流検出部３２は、電線２０を流れる電流値を検出し、検出した電流値を示すアナログの電流情報を駆動回路３１及びマイコン３４に出力する。電流検出部３２では、電線２０に流れる電流値の所定数、例えば４千分の１の電流が抵抗に流れ、抵抗の両端間の電圧値が、アナログの電流情報としてマイコン３４に出力される。

駆動回路３１は、通常、ＦＥＴ３０をオンにしている。駆動回路３１は、電流検出部３２から入力された電流情報が示す電流値が遮断電流値以上である場合にＦＥＴ３０をオフにし、電線２０を流れる電流を遮断する。また、駆動回路３１には、マイコン３４から、電線２０を流れる電流の遮断を指示する遮断指示が入力される。駆動回路３１は、マイコン３４から遮断指示が入力された場合、ＦＥＴ３０をオフにし、電線２０を流れる電流を遮断する。駆動回路３１は遮断部として機能する。

温度検出部３３は、例えばサーミスタを用いて構成され、電線２０の周囲温度を検出する。温度検出部３３は、検出した周囲温度を示す温度情報をマイコン３４に出力する。

マイコン３４は、電流検出部３２から入力された電流情報と、温度検出部３３から入力された温度情報とに基づいて、電線２０の電線温度を周期的に演算する。マイコン３４は、演算した電線温度を閾値温度以上である場合、遮断指示を駆動回路３１に出力する。これにより、駆動回路３１は、ＦＥＴ３０をオフにし、電線２０を流れる電流を遮断する。

マイコン３４には、スイッチ制御部２４からイグニション信号が入力される。マイコン３４は、電流検出部３２から入力された電流情報と、演算した電線温度と、スイッチ制御部２４から入力されたイグニション信号とに基づいて、電線温度の演算を休止する。マイコン３４は、電流検出部３２から入力された電流情報と、スイッチ制御部２４から入力されたイグニション信号とに基づいて電線温度の演算を再開する。

マイコン３４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４０、ＲＡＭ（Random Access Memory）４１、ＲＯＭ（Read Only Memory）４２、入力部４３，４４，４５、出力部４６、判定部４７、Ａ／Ｄ（Analog／Digital）変換部４８、タイマ４９及びＯＲ回路５０を有する。ＯＲ回路５０は、２つの入力端子と１つの出力端子とを有する。

ＣＰＵ４０、ＲＡＭ４１、ＲＯＭ４２、入力部４３，４５、出力部４６、判定部４７、Ａ／Ｄ変換部４８夫々は、バス５１に接続されている。入力部４３は、バス５１の他に、スイッチ制御部２４に接続されている。Ａ／Ｄ変換部４８は、バス５１の他に、入力部４４、判定部４７及びタイマ４９に各別に接続されている。入力部４４、入力部４５及び出力部４６夫々は、更に、電流検出部３２、温度検出部３３及び駆動回路３１に接続されている。ＯＲ回路５０に関して、一方の入力端子はスイッチ制御部２４に接続され、他方の入力端子は判定部４７に接続され、出力端子はＣＰＵ４０に接続されている。

ＲＯＭ４２には制御プログラムＰ１が記憶されている。ＣＰＵ４０は、ＲＯＭ４２に記憶されている制御プログラムＰ１を実行することによって、電線２０の電線温度の演算、及び、電線２０を流れる電流の遮断等を行う。制御プログラムＰ１はコンピュータプログラムとして機能する。

ＣＰＵ４０の状態には、一定の短い間隔で処理を実行し、消費電力が大きいウェイクアップ状態と、一定の長い間隔で処理を実行し、消費電力が小さいスリープ状態とがある。ＣＰＵ４０は、ウェイクアップ状態である場合、電線温度の演算、及び、電流の遮断を行う。ＣＰＵ４０は、スリープ状態である場合、電線温度の演算を休止し、電線２０を流れる電流を遮断することはない。また、ＣＰＵ４０は、ウェイクアップ状態への遷移とスリープ状態への遷移とを行う。

ＲＡＭ４１にはデータが一時的に保存される。ＲＡＭ４１へのデータの書き込みと、ＲＡＭ４１からのデータの読み出しとはＣＰＵ４０によって行われる。ＲＡＭ４１は、ＣＰＵ４０が動作を実行する過程で用いられる。

入力部４３には、スイッチ制御部２４からイグニション信号が入力される。入力部４３は、スイッチ制御部２４からイグニション信号が入力された場合、イグニション信号が示す内容をＣＰＵ４０に通知する。イグニション信号が示す内容は、スリープ状態に遷移すべきか否かをＣＰＵ４０が判定する場合に用いられる。

入力部４４には、電流検出部３２からアナログの電流情報が入力される。入力部４４は、電流検出部３２からアナログの電流情報が入力された場合、入力された電流情報をＡ／Ｄ変換部４８に出力する。
タイマ４９は、アナログの電流情報をデジタルの電流情報に変換することを指示する変換指示を周期的にＡ／Ｄ変換部４８に出力する。

Ａ／Ｄ変換部４８は、タイマ４９から変換指示が入力される都度、入力部４４から入力されたアナログの電流情報をデジタルの電流情報に変換する。具体的には、Ａ／Ｄ変換部４８は、前述した抵抗の両端間のアナログの電圧値をデジタルの電圧値に変換する。変換したデジタルの電圧値がデジタルの電流情報である。

電線２０を流れる電流値が大きい程、電流検出部３２における抵抗の両端間の電圧値は大きい。このため、電線２０を流れる電流値が大きい程、デジタルの電流情報、即ち、デジタルの電圧値は大きい。

Ａ／Ｄ変換部４８が変換したデジタルの電流情報は、ＣＰＵ４０によって取得される。このデジタルの電流情報は、ＣＰＵ４０がスリープ状態に遷移すべきか否かを判定する場合に用いられる。
また、Ａ／Ｄ変換部４８は、変換を行う都度、変換したデジタルの電流情報を判定部４７に出力する。

判定部４７は、Ａ／Ｄ変換部４８から入力された電流情報が示す電流値が基準電流値以上であるか否かを判定する。具体的には、判定部４７は、デジタルの電流情報、即ち、デジタルの電圧値が基準値以上であるか否かを判定する。基準値は、基準電流値の電流が電線２０を流れた場合にＡ／Ｄ変換部４８が出力するデジタルの電圧値である。また、基準電流値は、前述した遮断電流値よりも十分に小さい。

判定部４７には、Ａ／Ｄ変換部４８から入力された電流情報が示す電流値が基準電流値以上であるか否かの判定の開始を指示する開始指示と、この判定の停止を指示する停止指示とが入力される。判定部４７は、開始指示が入力された場合、判定を開始し、停止指示を入力された場合、判定を停止する。

判定部４７は、電流情報が示す電流値が基準電流値以上であるか否かの判定の結果を示す判定信号をＯＲ回路５０の他方の端子に出力する。判定信号は、イグニション信号と同様に、ハイレベル及びローレベルの電圧によって構成される２値信号である。Ａ／Ｄ変換部４８から入力された電流情報が示す電流値が基準電流値以上であると判定部４７が判定した場合、判定部４７から出力される判定信号はハイレベルの電圧を示す。Ａ／Ｄ変換部４８から入力された電流情報が示す電流値が基準電流値未満であると判定部４７が判定した場合、判定部４７から出力される判定信号はローレベルの電圧を示す。

ＯＲ回路５０について、一方の入力端子にはスイッチ制御部２４からイグニション信号が入力され、他方の入力端子には判定部４７から判定信号が入力される。ＯＲ回路５０は、２つの入力端子に入力されたイグニッション信号及び判定信号に基づく信号を出力端子からＣＰＵ４０に出力する。

判定信号及びイグニション信号中の少なくとも一方がハイレベルの電圧を示す場合、ＯＲ回路５０の出力信号はハイレベルの電圧を示す。判定信号及びイグニション信号が共にローレベルの電圧を示す場合、ＯＲ回路５０の出力信号はローレベルの電圧を示す。従って、ＯＲ回路５０の出力信号は、ハイレベル及びローレベルの電圧によって構成される２値信号である。ＯＲ回路の出力信号はウェイクアップ状態に遷移すべきか否かの判定に用いられる。

入力部４５には、温度検出部３３から温度情報が入力される。入力部４５に入力された温度情報は、ＣＰＵ４０によって取得される。
出力部４６は、ＣＰＵ４０の指示に従って、遮断指示を駆動回路３１に出力する。

ＣＰＵ４０は、ウェイクアップ状態である場合、電線２０の電線温度を周期的に演算する。電線温度の演算では、ＣＰＵ４０は、電線２０の周囲温度及び電線温度の温度差を算出する。ＣＰＵ４０は、先行して算出した先行温度差と、電流情報が示す電流値と、温度情報が示す電線２０の周囲温度とを演算式に代入することによって、電線２０の周囲温度及び電線温度の温度差を算出する。先行温度差は、ＲＡＭ４１に記憶されている。ＣＰＵ４０は、温度差を算出する都度、算出した温度差を先行温度差としてＲＡＭ４１に記憶する。

先行温度差、電流情報が示す電流値、及び、温度情報が示す周囲温度夫々をΔＴｐ、Ｉｗ及びＴａとした場合、電線２０の周囲温度及び電線温度の温度差の算出に用いられる演算式（１），（２）は以下のように表される。
ΔＴｗ＝ΔＴｐ×ｅｘｐ（−Δｔ／τ）＋Ｒｔｈ×Ｒｗ
×Ｉｗ² ×（１−ｅｘｐ（−Δｔ／τ））・・・（１）
Ｒｗ＝Ｒｏ×（１＋κ×（Ｔａ＋ΔＴｐ−Ｔｏ））・・・（２）

演算式（１），（２）で用いられている変数及び定数を説明する。変数及び定数の説明では、変数又は定数の単位も併せて示している。ΔＴｗ、ΔＴｐ、Ｉｗ及びＴａ夫々は、前述したように、算出した温度差（℃）、先行温度差（℃）、電線２０を流れる電流値（Ａ）、及び、電線２０の周囲温度（℃）である。Δｔは、ウェイクアップ状態のＣＰＵ４０が行う電線温度の演算の演算周期（ｓ）である。τは電線２０の電線放熱時定数（ｓ）である。

Ｒｔｈは電線２０の電線熱抵抗（℃／Ｗ）であり、Ｒｗは電線２０の電線抵抗（Ω）である。Ｔｏは所定の温度（℃）であり、Ｒｏは温度Ｔｏにおける電線抵抗（Ω）である。κは電線２０の電線抵抗温度係数（／℃）である。ΔＴｗ、ΔＴｐ、Ｉｗ及びＴａは変数であり、Δｔ、τ、Ｒｔｈ、Ｒｏ、κ及びＴｏは、予め設定されている定数である。

演算式（１）の第１項の値は、演算周期Δｔが長い程、低下するので、演算式（１）の第１項は電線２０の放熱を表す。また、演算式（１）の第２項の値は、演算周期Δｔが長い程、上昇するので、演算式（１）の第２項は電線２０の発熱を表す。
演算式（１），（２）夫々は予めＲＯＭ４２に記憶されている。ＲＯＭ４２に記憶されている演算式（１），（２）はＣＰＵ４０によって読み出される。

図３は、ウェイクアップ状態のＣＰＵ４０が実行する動作の手順を示すフローチャートである。ウェイクアップ状態のＣＰＵ４０が実行する下記の動作は周期的に実行される。ウェイクアップ状態のＣＰＵ４０が実行する動作の周期が電線温度の演算周期である。

ＣＰＵ４０は、電線２０を流れる電流値を示す電流情報をＡ／Ｄ変換部４８から取得し（ステップＳ１）、先行温度差をＲＡＭ４１から読み出し（ステップＳ２）、入力部４５から温度情報を取得する（ステップＳ３）。
なお、Ａ／Ｄ変換部４８から取得される電流情報、及び、入力部４５から取得される温度情報夫々が更新される間隔は、ＣＰＵ４０の演算周期以下である。

次に、ＣＰＵ４０は、ステップＳ１で取得した電流情報が示す電流値と、ステップＳ２で読み出した先行温度差と、ステップＳ３で取得した温度情報が示す周囲温度とを演算式（１），（２）に代入することによって、電線２０の周囲温度及び電線温度の温度差を算出する（ステップＳ４）。その後、ＣＰＵ４０は、算出した温度差を先行温度差としてＲＡＭ４１に記憶する（ステップＳ５）。

次に、ＣＰＵ４０は、ステップＳ３で取得した温度情報が示す電線２０の周囲温度に、ステップＳ４で算出した温度差を加算することによって電線２０の電線温度を算出する（ステップＳ６）。以上のように、ＣＰＵ４０は、ステップＳ１からＳ６を実行することによって電線温度を演算する。

次に、ＣＰＵ４０は、ステップＳ６で算出した電線温度が閾値温度以上であるか否かを判定する（ステップＳ７）。閾値温度は、ＲＯＭ４２に予め記憶されており、ＣＰＵ４０によってＲＯＭ４２から読み出される。

ＣＰＵ４０は、電線温度が閾値温度以上であると判定した場合（Ｓ７：ＹＥＳ）、出力部４６に指示して、遮断指示を駆動回路３１に出力させる（ステップＳ８）。このように、ＣＰＵ４０は、駆動回路３１に電線２０を流れる電流の遮断を指示し、駆動回路３１はＦＥＴ３０をオフにする。これにより、電線２０を流れる電流は遮断される。

ＣＰＵ４０は、ステップＳ８を実行した後、ＣＰＵ４０は処理を終了する。
なお、ＣＰＵ４０がステップＳ８を実行した場合、電線２０を流れる電流が遮断されるため、電線温度の演算が不要となる可能性がある。このため、遮断装置２１は、ＣＰＵ４０がステップＳ８を実行して動作を終了した場合に、特定の条件が成立するまでステップＳ１を再び実行しないように構成されてもよい。特定の条件は、例えば図示しない受付部がＣＰＵ４０の動作の再開指示をユーザから受け付けることである。

ＣＰＵ４０は、電線温度が閾値温度未満であると判定した場合（Ｓ７：ＮＯ）、入力部４３に入力されているイグニション信号に基づいて、イグニッションスイッチ２５がオフであるか否かを判定する（ステップＳ９）。ＣＰＵ４０は、入力部４３に入力されているイグニッション信号がローレベルの電圧を示す場合、イグニッションスイッチ２５がオフであると判定する。ＣＰＵ４０は、入力部４３に入力されているイグニション信号がハイレベルの電圧を示す場合、イグニッションスイッチ２５がオフではない、即ち、イグニッションスイッチ２５がオンであると判定する。

ＣＰＵ４０は、イグニッションスイッチ２５がオフであると判定した場合（Ｓ９：ＹＥＳ）、ステップＳ４で算出した温度差が基準温度差未満であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。基準温度差はＲＯＭ４２に予め記憶されており、ＣＰＵ４０によってＲＯＭ４２から読み出される。

ＣＰＵ４０は、温度差が基準温度差未満であると判定した場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、ステップＳ１で取得した電流情報が示す電流値、即ち、電線２０を流れる電流値が基準電流値未満であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。ステップＳ１でＣＰＵ４０によって取得されるデジタルの電流情報は、前述したようにデジタルの電圧値である。従って、具体的には、ＣＰＵ４０は、電流情報、即ち、デジタルの電圧値が基準電流値に対応する前述の基準値未満であるか否かを判定する。
デジタルの電圧値が基準値未満であることは、電流情報が示す電流値が基準電流値未満であることを意味する。デジタルの電圧値が基準値以上であることは、電流情報が示す電流値が基準電流値以上であることを意味する。

ＣＰＵ４０は、電流値が基準電流値未満であると判定した場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、判定の開始指示を判定部４７に出力する（ステップＳ１２）。これにより、開始指示が判定部４７に入力され、判定部４７は、Ａ／Ｄ変換部４８が変換したデジタルの電流情報が示す電流値が基準電流値以上であるか否かの判定を開始し、判定部４７からＯＲ回路５０に判定信号が出力される。

ＣＰＵ４０は、ステップＳ１２を実行した後、スリープ状態に遷移する（ステップＳ１３）。具体的に、ＣＰＵ４０は、処理を実行する間隔を長くする。

ＣＰＵ４０は、イグニッションスイッチ２５がオフではないと判定した場合（Ｓ９：ＮＯ）、温度差が基準温度差以上であると判定した場合（Ｓ１０：ＮＯ）、又は、電流値が基準電流値以上であると判定した場合（Ｓ１１：ＮＯ）、動作を終了する。このように動作を終了した場合においては、ＣＰＵ４０は、次の周期が到来したとき、再び、ステップＳ１を実行し、電線温度を演算する。

ＣＰＵ４０は、ステップＳ１３を実行した後、動作を終了する。この場合、ＣＰＵ４０はスリープ状態である。スリープ状態のＣＰＵ４０は、ウェイクアップ状態のＣＰＵ４０が実行する動作とは異なる動作を実行し、電線温度を演算することはない。

ＣＰＵ４０がウェイクアップ状態からスリープ状態へ遷移する条件に、イグニッションスイッチ２５はオフであることと、電流情報が示す電流値は基準電流値未満であることとが含まれている。従って、ＣＰＵ４０がウェイクアップ状態からスリープ状態に遷移した時点では、イグニッション信号及び判定信号は共にローレベルの電圧を示し、ＯＲ回路５０の出力信号はローレベルの電圧を示している。

図４は、スリープ状態のＣＰＵ４０が実行する動作の手順を示すフローチャートである。スリープ状態のＣＰＵ４０は、下記の動作を周期的に実行する。まず、ＣＰＵ４０は、ＯＲ回路５０の出力信号がハイレベルの電圧を示しているか否かを判定する（ステップＳ２１）。

ＣＰＵ４０は、出力信号がハイレベルの電圧を示していない、即ち、出力信号がローレベルの電圧を示していると判定した場合（Ｓ２１：ＮＯ）、動作を終了する。
このように動作を終了した場合においては、ＣＰＵ４０は、次の周期が到来したときにステップＳ２１を再び実行する。

ＣＰＵ４０は、出力信号がハイレベルの電圧を示していると判定した場合、即ち、イグニッションスイッチ２５がオンに切り替わったか、又は、電流情報が示す電流値が基準電流値以上となった場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、判定の停止指示を判定部４７に出力する（ステップＳ２２）。これにより、停止指示がＣＰＵ４０から判定部４７に入力され、判定部４７は、Ａ／Ｄ変換部４８が変換したデジタルの電流情報が示す電流値が基準電流値以上であるか否かの判定を停止する。

ＣＰＵ４０は、ステップＳ２２を実行した後、ウェイクアップ状態に遷移する（ステップＳ１３）。具体的に、ＣＰＵ４０は、処理を実行する間隔を短くする。その後、ＣＰＵ４０は動作を終了する。ＣＰＵ４０は、このように動作を終了した場合、ウェイクアップ状態であるので、電線温度の演算を再開する。

ＣＰＵ４０は、スリープ状態からウェイクアップ状態に遷移した後の初回の温度差の演算では、ＲＡＭ４１に記憶してある先行温度差が用いられる。言い換えると、ＣＰＵ４０は、スリープ状態からウェイクアップ状態に遷移した後の初回の温度差の演算で用いる先行温度差は、スリープ状態に遷移する前に算出された温度差である。

図５は遮断装置２１の動作の説明図である。図５には、ＣＰＵ４０によって演算された温度差の推移と、電流情報が示す電流値の推移とが示されている。電線２０の周囲温度及び電線温度の温度差の推移において、太線は実際にＣＰＵ４０によって演算される温度差を示し、細線は、実際にはＣＰＵ４０によって演算されることがない温度差を示している。細線で示されている温度差は、ＣＰＵ４０が演算を行ったと仮定した場合に算出される温度差である。
また、ΔＴｒは基準温度差を示し、Ｉｒは基準電流値を示す。

ウェイクアップ状態のＣＰＵ４０は、イグニッションスイッチ２５がオンであるか、算出した温度差が基準温度差以上であるか、又は、電流情報が示す電流値が基準電流値以上である間、電線温度を周期的に演算する。ＣＰＵ４０は、前述したように、電線２０を流れる電流値を示す電流情報と、先行温度差とに基づいて、電線２０の周囲温度及び電線温度の温度差を周期的に算出し、算出した温度差を電線２０の周囲温度に加算する。これにより、電線温度が演算される。ＣＰＵ４０は演算部として機能する。

ＣＰＵ４０によって演算された電線温度が閾値温度以上である状況は図５に示されていない。しかしながら、ＣＰＵ４０は、演算した電線温度が閾値温度以上である場合、出力部４６に遮断指示を出力させて、駆動回路３１に電線２０を流れる電流の遮断を指示し、駆動回路３１はＦＥＴ３０をオフにする。
これにより、電線２０の電線温度が閾値温度以上になることはないため、電線２０からの発煙又は発火を未然に防止することができる。

イグニッションスイッチ２５がオフとなってエンジンが停止した場合、負荷２３は主な動作を停止し、バッテリ２２から負荷２３に例えば暗電流が供給される。このため、イグニッションスイッチ２５がオフとなった場合、図５に示すように、電流情報が示す電流値は基準電流値Ｉｒ未満となる。

電流情報が示す電流値の低下によって、電線２０の周囲温度及び電線温度の温度差は徐々に低下する。そして、ウェイクアップ状態のＣＰＵ４０は、イグニッションスイッチ２５がオフであり、算出した温度差が基準温度差未満であり、かつ、電流情報が示す電流値が基準電流値未満である場合、スリープ状態に遷移し、電線温度の演算を休止する。

このため、電線２０に電流が常時流れる場合であっても、電線温度が電線２０の周囲温度に近くて、電線２０を流れる電流値が基準電流値未満であるとき、電線温度の演算が休止されるので、電線温度の演算に係る消費電力を抑制することができる。
ＣＰＵ４０は休止部としても機能する。

イグニッションスイッチ２５がオフである場合、負荷２３に供給すべき電流値は低くて安定している。このため、イグニッションスイッチ２５がオフである場合、電線２０を流れる電流値が頻繁に変動する確率は低く、電線２０を流れる電流値は比較的に安定している。従って、ウェイクアップ状態からスリープ状態に遷移すべきか否かの条件に、イグニッションスイッチ２５がオフであるか否かの条件が加わることによって、ＣＰＵ４０が電線温度の演算を休止している間に、実際の電線温度が大きく上昇する確率は非常に低い。

電線温度の演算が休止された後、仮に温度差が演算された場合、図５に示す例では、電線情報が示す電流値が基準電流値Ｉｒ未満である間、電線２０の周囲温度及び電線温度の温度差は、徐々に低下し、ゼロで安定する。

ＣＰＵ４０がスリープ状態に遷移した時点、言い換えると、電線温度の演算が休止した時点において、イグニッションスイッチ２５はオフであり、かつ、電流情報が示す電流値は基準電流値Ｉｒ未満である。このため、ＣＰＵ４０がスリープ状態に遷移した時点でＯＲ回路５０の出力信号はローレベルの電圧を示している。ＣＰＵ４０は、ＯＲ回路５０の出力信号がローレベルの電圧を示す間、スリープ状態であり、電線温度の演算を休止する。

ＣＰＵ４０がスリープ状態である場合において、例えば、電線２０及び負荷２３間の接続ノードの短絡によって、電流情報が示す電流値が基準電流値Ｉｒ以上となったとき、ＯＲ回路５０の出力信号がハイレベルの電圧を示し、ＣＰＵ４０は、ウェイクアップ状態に遷移する。そして、ＣＰＵ４０は、休止した周期的な電線温度の演算を再開する。このため、電線２０を流れる電流値が基準電流値Ｉｒ未満である間、電線温度の演算を休止することができる。
ＣＰＵ４０は再開部としても機能する。

また、周期的な電線温度の演算を再開した後の初回の電線温度の演算においてＣＰＵ４０によって用いられる先行温度差は、電線温度の演算を休止する前に算出された温度差である。図５の例では、周期的な温度差の演算を再開した後の初回の電線温度の演算で用いる先行温度差は基準温度差ΔＴｒである。このため、電線温度の演算が再開された後、電線２０の周囲温度及び電線温度の温度差は、基準温度差ΔＴｒから推移する。

電線温度の演算を再開した時点における温度差は、電線温度の演算を休止する前に算出された温度差よりも小さいと推測される。従って、電線温度の演算を再開した後、ＣＰＵ４０によって演算される電線温度は、実際の電線温度未満となる可能性が低い。従って、実際の電線温度が閾値温度以上となる前に電線２０を流れる電流を遮断することが可能となる。
また、前述したように、電線２０の周囲温度及び電線温度の温度差は先行温度差に基づいて算出され、算出された温度差は次回の温度差の算出において先行温度差として用いられる。従って、電線温度の演算を再開した時点における温度差が実際の温度差と異なっている場合であっても、温度差の算出が繰り返される都度、算出した温度差は実際の温度差に近づく。

イグニッションスイッチ２５がオフである状態で、電流情報が示す電流値、即ち、電線２０を流れる電流値が基準電流値Ｉｒ未満となり、かつ、電線２０の周囲温度及び電線温度の温度差が基準温度差ΔＴｒ未満となった場合、ＣＰＵ４０は、ウェイクアップ状態から再びスリープ状態に遷移する。

ＣＰＵ４０がスリープ状態に遷移した場合、ＯＲ回路５０の出力信号はローレベルの電圧を示している。イグニッションスイッチ２５がオンとなってＯＲ回路５０の出力信号がハイレベルの電圧を示した場合、ＣＰＵ４０は、スリープ状態からウェイクアップ状態に遷移し、電線温度の演算を再開する。電線温度の演算が再開された後、初回の温度差の算出において用いられる先行温度差は、電線温度の演算を休止する前に算出した温度差である。図５の例では、イグニッションスイッチ２５がオンとなって電線温度の演算が再開した後の初回の電線温度の演算で用いられる先行温度差は、基準温度差ΔＴｒである。

なお、電線温度の演算を再開した後の初回の温度差の算出で用いる先行温度差は、電線温度の演算を再開する前に算出された温度差でなくてもよく、予め設定された温度差であってもよい。ここで、予め設定された温度差は、例えば、基準温度差ΔＴｒ以上の温度差である。この場合においても、電線温度の演算が再開された後にＣＰＵ４０によって演算される電線温度が実際の電線温度未満となることはない。

また、ウェイクアップ状態のＣＰＵ４０は電線温度を周期的に演算しなくてもよく、電線温度を経時的に演算すればよい。電線温度が周期的に演算されない場合、遮断装置２１は電線温度が演算される間隔を計時する計時部を有し、ＣＰＵ４０は、演算式（１），（２）のΔｔに計時部が計時した時間を代入することによって、電線温度を演算する。

更に、ＣＰＵ４０は、イグニッションスイッチ２５のオン及びオフに無関係に、算出した温度差が基準温度差ΔＴｒ未満であり、かつ、電流情報が示す電流値が基準電流値Ｉｒ未満である場合に、スリープ状態に遷移し、電線温度の演算を休止してもよい。この場合においては、例えば遮断装置２１はＯＲ回路５０を有せず、判定部４７がＣＰＵ４０に直接に接続される。そして、電流情報が示す電流値が基準電流値Ｉｒ以上となって判定信号がハイレベルの電圧を示した場合にＣＰＵ４０はウェイクアップ状態に遷移し、電線温度の演算を再開する。
また、先行温度差は、ＣＰＵ４０によって前回算出した温度差に限定されず、例えば、ＣＰＵ４０によって前々回算出した温度差であってもよい。

開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は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 車両
２０ 電線
２１ 遮断装置
２５ イグニッションスイッチ
３１ 駆動回路（遮断部）
４０ ＣＰＵ（演算部、休止部、再開部）
Ｉｒ 基準電流値（所定電流値）
Ｐ１ 制御プログラム（コンピュータプログラム）
ΔＴｒ 基準温度差（所定温度差）

Claims (6)

1. 電線を流れる電流を遮断する遮断装置において、
   該電線を流れる電流値を示す電流情報に基づいて、該電線の周囲温度及び電線温度の温度差を経時的に算出し、算出した温度差に前記周囲温度を加算することによって前記電線温度を演算する演算部と、
   該演算部が演算した前記電線温度が閾値温度以上である場合に、前記電線を流れる電流を遮断する遮断部と、
   該演算部が算出した温度差が所定温度差未満であり、かつ、前記電流情報が示す電流値が所定電流値未満である場合に前記電線温度の演算を休止する休止部と
   を備えることを特徴とする遮断装置。
2. 前記電流情報が示す電流値が所定電流値以上となった場合、前記休止部によって休止された前記演算を再開する再開部を備えること
   を特徴とする請求項１に記載の遮断装置。
3. 前記休止部は、前記演算部が算出した温度差が前記所定温度差未満であり、前記電流情報が示す電流値が前記所定電流値未満であり、かつ、車両のイグニッションスイッチがオフである場合に前記演算を休止すること
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の遮断装置。
4. 前記演算部は、先行して算出した先行温度差に基づいて、前記温度差を算出し、
   前記演算が再開された後の初回の該温度差の算出にて用いられる前記先行温度差は、該演算を休止する前に前記演算部によって算出された温度差であること
   を特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の遮断装置。
5. 電線を流れる電流を遮断する遮断方法において、
   該電線を流れる電流値を示す電流情報に基づいて、該電線の周囲温度及び電線温度の温度差を経時的に算出し、算出した温度差に周囲温度を加算することによって前記電線温度を演算し、
   演算した前記電線温度が閾値温度以上である場合に、前記電線を流れる電流を遮断し、
   算出した温度差が所定温度差未満であり、かつ、前記電流情報が示す電流値が所定電流値未満である場合に前記電線温度の演算を休止すること
   を特徴とする遮断方法。
6. 電線を流れる電流値を示す電流情報に基づいて、該電線の周囲温度及び電線温度の温度差を経時的に算出し、算出した温度差に周囲温度を加算することによって前記電線温度を演算し、
   演算した前記電線温度が閾値温度以上である場合に、前記電線を流れる電流の遮断を指示し、
   算出した温度差が所定温度差未満であり、かつ、前記電流情報が示す電流値が所定電流値未満である場合に前記電線温度の演算を休止する
   処理をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。

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