JP6394535B2 - 電線保護装置 - Google Patents
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Description
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。また、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
本態様の電線保護装置は、負荷に車載電源が逆接続された場合、直ちに電流が駆動部に流れる回路構成である。また、火薬式遮断スイッチは、駆動部に電流が流れると火薬の爆発力によって、導電部を瞬時に切断する構成である。従って、負荷に車載電源が逆接続された際、車載電源から負荷への通電経路を瞬時に遮断することができ、電線を過電流による損傷から防止することができる。
従って、例えば制御部又はダイオードのいずれかに異常があっても、負荷に車載電源が逆接続された際、車載電源から負荷への通電経路を遮断することができ、電線を過電流による損傷から防止することができる。
スイッチが閉じた後、電線に所定電流値以上の電流が流れた場合、通知部は第2所定情報を通知する。例えば、通知部は、何らかの異常により電線の保護が完了していない旨を通知する。
本発明の実施形態に係る電線保護システムの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
図1は、本発明の実施形態に係る電線保護システムの一構成例を示した回路ブロック図である。本実施の形態に係る電線保護システムは、基準電位に接続された車載電源2及び負荷3と、車載電源2及び負荷3を接続する電線10を過電流から保護する電線保護装置1と、該電線保護装置1の外部へ配されており、電線10に流れる電流を検出する外部電流検出部4とを備える。
また、火薬式遮断スイッチ11は、導電部11aを切断する切断刃11cを有するピストン部11bと、火薬の爆発力によって、導電部11aが切断される方向へ該切断刃11cを推進させる駆動部11dと、該駆動部11dを駆動させる電流が入出力する第1端子11e及び第2端子11fとを有する。ピストン部11bは柱状部の一端部に、切断刃11cを有している。ピストン部11bは、切断刃11cを導電部11aから離隔させた離隔部位から、切断刃11cによって導電部11aが切断される切断位置まで推進移動が可能に支持されている。駆動部11dは、ピストンを構成する前記柱状部の他端部に配された火薬と、通電によって該火薬を起爆させるための起爆装置とを有する。起爆装置には、第1端子11e及び第2端子11fが接続されている。第1端子11eには導電線11gの一端部が接続され、該導電線11gの他端部は第1電線10aに接続されている。なお、導電線11gの他端は第2電線10aに接続しても良い。第2端子11fには導電線11hの一端部が接続され、該導電線11hの他端部は、アノードが基準電位に接続されたダイオード12のカソードに接続されている。
なお、通知部19は、外部ECUに接続された車内LAN通信機であっても良い。通知部19は、制御部13の制御に従って、電線10の保護が完了した旨、何らかの異常により電源の保護が完了していない旨、電線10の残存寿命が残り少ない旨等を示す情報を該外部ECUへ送信する。外部ECUは、スピーカ、表示部、警告灯等の動作を制御する制御装置であり、通知部19から送信された情報を受信し、受信した情報の内容に従って、該情報を音、光等によって出力させる。
図2及び図3は、制御部13の処理手順を示すフローチャート、図4は、車載電源2の遮断状態を示す回路ブロック図である。制御部13は、電流値を取得するタイミングを通知する信号が計時部18から制御部13に入力した場合、電流検出部14から電流値I(n)を取得する(ステップS11)。具体的には、電流検出部14から制御部13に入力している電流値はアナログの信号であり、制御部13は、アナログの信号をAD変換することによって、電流値を取得する。nは電流値を取得するタイミングを示しており、電流値を取得する毎に1ずつ増加するものとする。例えば、I(1)は1回目に取得した電流値、I(2)は2回目に取得した電流値を示している。
ΔTw(n)=ΔTw(n−1)×exp(−Δt/τw)+Rthw×Rw
×I(n−1)2 ×{1−exp(−Δt/τw)}…(1)
但し、
ΔTw(n):第n回目の電流値取得タイミングにおける、周囲温度に対する電線10の温度上昇値
τw:電線10の発熱及び放熱の時定数
Δt:電流値取得周期
Rw:電線10の電気抵抗値
Rthw:電線10の熱抵抗値
ΔTw(n)=(Rthw×Rw×I(n−1)2 −ΔTw(n−1))
×{1−exp(−Δt/τw)}+ΔTw(n−1)
=(A×I(n−1)2−ΔTw(n−1))×B+ΔTw(n−1)…(2)
但し、
A:定数=Rthw×Rw
B:定数=1−exp(−Δt/τw)
但し、
Ta:周囲温度
なお、電流値の取得ないし残存寿命の算出周期がΔtである場合、Δtを通電時間とすれば良い。そして、制御部13は、前回の処理で算出及び記憶した残存寿命から前記短縮時間を減算することによって、残存寿命を算出する。
電線10の残存寿命は例えば下記式(4)で表される。
L(n)=L(n−1)−α(T(n−1))×ΔT…(4)
但し、
L(n):第n回目の電流値取得タイミングにおける、電線10の残存寿命
α:電線10の温度によって定まる定数
従って、ダイオード12又は制御部13のいずれかに異常があっても、車載電源2及び負荷3間の通電経路を遮断し、電線10を保護することができる。
スイッチ15を閉じたにも拘わらず、電線10に電流が流れている場合、電線保護装置1は、何らかの異常により、電線10の保護が完了していない旨を外部へ通知することができる。
2 車載電源
3 負荷
4 外部電流検出部
10 電線
10a 第1電線
10b 第2電線
11 火薬式遮断スイッチ
11a 導電部
11b ピストン部
11c 切断刃
11d 駆動部
11e 第1端子
11f 第2端子
12 ダイオード
13 制御部
14 電流検出部
14a シャント抵抗
14b 比較回路
15 スイッチ
16 温度検出部
17 記憶部
18 計時部
19 通知部
Claims (6)
- 基準電位に接続される車載電源と、負荷とを接続する電線の途中に設けられ、該車載電源及び負荷間の電流が通流する導電部と、該導電部を切断する切断刃と、火薬の爆発力によって、前記導電部が切断される方向へ該切断刃を推進させる駆動部と、該駆動部を駆動させる電流が入出力する2つの端子とを有する火薬式遮断スイッチと、
一端部が前記電線に接続され、他端部が一方の前記端子に接続された導電線と、
アノードが前記基準電位に接続され、カソードが他方の前記端子に接続されたダイオードと、
一端部が前記他方の端子に接続され、他端部が前記基準電位に接続されたスイッチと、
該スイッチを開閉させる制御部と、
前記電線に流れる電流を検出する電流検出部と、
周囲温度を検出する温度検出部と
を備え、
前記制御部は、
前記電流検出部にて検出した電流値及び前記温度検出部にて検出した周囲温度に基づいて、前記電線の温度を算出する温度算出部と、
該温度算出部にて算出された温度及び閾値を比較する比較部と
を備え、
前記温度が前記閾値以上である場合、前記スイッチを閉じるようにしてあり、
更に、
前記電線に電流が流れる時間を計時する計時部と、
前記温度算出部にて算出された温度及び前記計時部が計時した時間に基づいて、前記電線の残存寿命を算出する残存寿命算出部と、
該残存寿命算出部にて算出された残存寿命の長さに応じた情報を通知する残存寿命通知部と
を備える電線保護装置。 - 前記スイッチが閉じた場合、前記制御部は、前記温度の算出を停止する
請求項1に記載の電線保護装置。 - 前記スイッチが閉じた場合、所定情報を外部へ通知する通知部を備える
請求項1又は請求項2に記載の電線保護装置。 - 基準電位に接続される車載電源と、負荷とを接続する電線の途中に設けられ、該車載電源及び負荷間の電流が通流する導電部と、該導電部を切断する切断刃と、火薬の爆発力によって、前記導電部が切断される方向へ該切断刃を推進させる駆動部と、該駆動部を駆動させる電流が入出力する2つの端子とを有する火薬式遮断スイッチと、
一端部が前記電線に接続され、他端部が一方の前記端子に接続された導電線と、
アノードが前記基準電位に接続され、カソードが他方の前記端子に接続されたダイオードと、
一端部が前記他方の端子に接続され、他端部が前記基準電位に接続されたスイッチと、
該スイッチを開閉させる制御部と、
前記電線に流れる電流を検出する電流検出部と、
前記スイッチが閉じた後に前記電流検出部にて検出された電流値が所定電流値未満である場合、第1所定情報を外部へ通知し、前記電流値が前記所定電流値以上である場合、第2所定情報を外部へ通知する通知部と
を備える電線保護装置。 - 前記制御部は、
前記負荷から前記車載電源側へ流れる電流を前記電流検出部にて検出した場合、前記スイッチを閉じる
請求項1〜請求項4までのいずれか一つに記載の電線保護装置。 - 前記電線に流れる電流値の情報を外部から取得する取得部と
を備え、
前記制御部は、
前記電流検出部にて検出された電流値と、前記取得部にて取得した電流値との差分が所定値以上であるか否かを判定する判定部を備え、
該判定部が前記所定値以上であると判定した場合、前記スイッチを閉じる
請求項1〜請求項4までのいずれか一つに記載の電線保護装置。
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