JPH10285784A - 車両用電源供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 負荷ショートや電線ショートに起因する負荷
や電線の破損或いは損傷を簡易な構成により容易に防止
し得る車両用電源供給装置を提案する。 【解決手段】 データ格納手段３０４に各負荷５３Ａ、
５３Ｂ、５３Ｃの種類に応じた過電流閾値データＴＨ
１、ＴＨ２、ＴＨ３を格納し、電流検出手段５８、７０
により検出した各電線２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃの
電流値Ｄ２Ａ、Ｄ２Ｂ、Ｄ２Ｃと、これに対応する過電
流閾値データＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３とを比較し、電流
値Ｄ２Ａ、Ｄ２Ｂ、Ｄ２Ｃが当該過電流閾値データＴＨ
１、ＴＨ２、ＴＨ３よりも大きくなったときその電線２
００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃに過電流が流れていると判
定して、電流遮断及び又は異常表示を行うようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両用電源供給装置
に関し、例えば電源部と負荷とを接続する電源ライン上
にヒューズを用いなくても、負荷ショート及び電線ショ
ートに起因する負荷及び電線の破損を防止するようにな
されたヒューズレスの車両用電源供給装置に適用し得
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のヒューズレスの車両用電
源供給装置では、一般に、図８に示すように、電源ライ
ンＬ１上にインテリジェントパワースイッチ（ＩＰＳ）
と呼ばれるスイッチング回路１を設けるようにしてい
る。このＩＰＳ１は所定の過電流閾値を有し、電源ライ
ンＬ１にこの閾値を超えるような過電流が流れた場合に
当該電流を遮断することにより、ヒューズを用いた場合
のようにその微妙な溶断特性に左右されることなく、閾
値に応じた理想的な過電流保護ができるようになってい
る。

【０００３】ＩＰＳ１は、電源部２からの電源を半導体
スイッチでなる出力部３のドレインに与え、当該半導体
スイッチのゲートに印加する駆動電圧を変化させること
により、当該半導体スイッチのソースに接続された電線
を介して負荷４に駆動電圧に応じて選択的に電源電力を
供給するようになされている。

【０００４】またＩＰＳ１はコンパレータ構成でなる保
護回路５を有し、保護回路５は出力部３を流れる電流の
電流値を所定の閾値と比較し、電流値が閾値以上になっ
たときにはこのことを表す論理値を入力部６及び診断部
７に送出する。

【０００５】入力部６は保護回路５から出力部３の電流
値が閾値以上であることを示す論理値を入力すると、譬
えマイクロコンピュータ（マイコン）８から出力部３を
閉成動作させて負荷４に電源電力を供給する制御信号が
入力されている場合でも、駆動部９に、出力部３の半導
体スイッチが閉成動作するのに必要な駆動電圧を印加さ
せないことを指令する駆動制御信号を送出する。

【０００６】これによりＩＰＳ１は、負荷４や出力部３
と負荷４を接続する電線にショートが発生し、出力部３
に過電流が流れると、自動的に出力部３を開放動作させ
ることができることにより、過電流に基づく負荷３や電
線の破損或いは損傷を未然に防止することができるよう
になされている。

【０００７】またＩＰＳ１は出力部３に過電流が流れ出
力部３が開放動作されると、診断部７を介してマイコン
８にこのことを示す論理値（ダイアグ信号）を送出する
ことにより、このような異常状態を外部で検知し得るよ
うになっている。

【０００８】図９に、ＩＰＳ１の外観構成を示す。ここ
でＩＰＳ１は、上述した各回路が１つのパッケージ１０
内に収められている。またパッケージ１０からはグラン
ド端子Ｔ１、制御信号入力端子Ｔ２、電源入力端子Ｔ
３、ダイアグ端子Ｔ４及び出力端子Ｔ５が導出されてい
る。さらにパッケージ１０には放熱フィン１１が取り付
けられている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したＩ
ＰＳ１の過電流遮断閾値は、図１０のＺ１に示すよう
に、負荷４に必要な負荷電流は遮断しないように負荷電
流Ｚ２よりも高い値に選定されている。ここで曲線Ｚ３
に示すような損傷特性（特に過電流で生じる熱が絶縁被
覆に蓄熱されて上昇する温度による絶縁被覆の破損或い
は損傷に関する特性）を有する比較的線径の細い電線を
使用しようとすると、ＩＰＳ１の過電流遮断閾値Ｚ１は
当該電線の損傷特性Ｚ３を超えてしまうことにより、負
荷４や電線にショートが生じた場合、電線を十分に保護
できず、電線が破損或いは損傷するといった不都合が生
じる。

【００１０】このため従来は損傷特性Ｚ３を有するよう
な線径の細い電線に代えて、損傷特性Ｚ４を有するよう
な線径の太い電線（すなわちＩＰＳ１の過電流遮断閾値
Ｚ１よりも損傷特性の高い電線）を用いざるをえなかっ
た。しかしながら、車両では各負荷に対応させて非常に
多数の電線が必要となり、電線の線径を太くすると車両
全体としての重量が重くなってしまう欠点がある。

【００１１】ここで図１０から明らかなように、ＩＰＳ
１の過電流遮断閾値Ｚ１を大きく設定しなければならな
いのは、これを電源投入時の突入電流を遮断しないよう
な値に設定しなければならないからである。

【００１２】そこで従来、、図１０に一点鎖線で示すよ
うに、突入電流が流れるときだけ大きく、定常電流が流
れるときには小さな（すなわち多段の）過電流閾値Ｚ５
をＩＰＳ１に持たせることにより、突入電流を遮断して
しまうといった誤動作を回避すると共に、線径の細い電
線を用いることができる（すなわち過電流閾値Ｚ５は線
径の細い電線の損傷特性Ｚ３よりも常に小さいので当該
線径の細い電線を用いることができる）インテリジェン
トパワースイッチが特開平１−３０１４３２号公報で提
案されている。

【００１３】しかしながら、特開平１−３０１４３２号
公報で提案されているインテリジェントパワースイッチ
では、上記多段の過電流閾値Ｚ５は実際上負荷ごとに異
なる上記負荷電流曲線Ｚ２を考慮して選定されていない
ことにより、負荷電流によっては適切な過電流遮断がで
きない問題があった。例えば図１０の負荷電流曲線Ｚ２
よりも電流値の高い負荷電流曲線を有する電線に図１０
の過電流閾値Ｚ５を有するＩＰＳ１を接続すると、過電
流閾値Ｚ５よりも負荷電流曲線のほうが大きくなること
により、負荷に十分な電流を供給できなくなる。

【００１４】そこで、各ＩＰＳごとに、当該ＩＰＳが接
続されている電線に流れる負荷電流曲線に対応した多段
の過電流閾値を設定するようにすればよいと考えられる
が、このようにしようとした場合、各ＩＰＳの回路構成
をその負荷電流に応じて突入電流もを考慮して変更しな
ければならず、実際上困難な問題があった。

【００１５】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、負荷ショートや電線ショートに起因する負荷や電線
の破損或いは損傷を簡易な構成により容易に防止し得る
車両用電源供給装置を提案しようとするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明により成された請求項１に記載の車両用電源供
給装置は、図１の基本構成図に示すように、車両に搭載
された複数の負荷５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃにそれぞれ電
線２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃを介してバッテリ等の
電源部５２からの電源を供給するようになされた車両用
電源供給装置において、各電線２００Ａ、２００Ｂ、２
００Ｃを流れる電流の大きさを検出する電流検出手段５
８、７０と、各負荷５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃの種類に応
じた過電流閾値データＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３が格納さ
れたデータ格納手段３０４と、電流検出手段５８、７０
により検出された電線２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃを
流れる電流値Ｄ２Ａ、Ｄ２Ｂ、Ｄ２Ｃと、データ格納手
段３０４から読み出した当該電線２００Ａ、２００Ｂ、
２００Ｃに接続されている負荷５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃ
に対応した過電流閾値データＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３と
を比較し、当該電流値Ｄ２Ａ、Ｄ２Ｂ、Ｄ２Ｃが当該過
電流閾値データＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３よりも大きくな
ったとき、その電線２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃに過
電流が流れていると判定する比較判定手段３０２−１
と、電線２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ上に設けられ、
閉成状態のとき当該電線２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ
を介して電源部５２に接続されている負荷５３Ａ、５３
Ｂ、５３Ｃに電源を供給するスイッチ手段５０Ａ、５０
Ｂ、５０Ｃと、比較判定手段３０２−１により過電流が
流れていると判定された電線２００Ａ、２００Ｂ、２０
０Ｃ上に設けられたスイッチ手段５０Ａ、５０Ｂ、５０
Ｃを閉成状態から開放状態に制御し及び又は所定の表示
部４００を制御して電線２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ
に過電流が流れたことを表示させる制御手段３０２−２
とを備えるようにする。

【００１７】以上の構成において、比較判定手段３０２
−１はある電線２００Ａ、２００Ｂ又は２００Ｃに過電
流が流れているか否かを検出する際、データ格納手段３
０４に格納されている複数の過電流閾値データＴＨ１、
ＴＨ２、ＴＨ３のうち当該電線２００Ａ、２００Ｂ又は
２００Ｃによって接続されている負荷５３Ａ、５３Ｂ又
は５３Ｃの種類に応じた過電流閾値データＴＨ１、ＴＨ
２又はＴＨ３を読み出し、当該過電流閾値データＴＨ
１、ＴＨ２又はＴＨ３と電流検出手段５８、７０により
検出されたその電線２００Ａ、２００Ｂ又は２００Ｃに
流れている電流値Ｄ２Ａ、Ｄ２Ｂ又はＤ２Ｃとを比較す
る。この結果、比較判定手段３０２−１は各負荷５３
Ａ、５３Ｂ、５３Ｃの種類に応じた微妙な過電流判定処
理ができるようになる。

【００１８】そして比較判定手段３０２−１により、そ
の電線２００Ａ、２００Ｂ又は２００Ｃに過電流が流れ
ていると判定されると、スイッチ手段５０Ａ、５０Ｂ又
は５０Ｃによってその電線２００Ａ、２００Ｂ又は２０
０Ｃの電流が遮断され及び又は表示部４００に過電流が
流れていることが表示されるので、過電流による負荷５
３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃや電線２００Ａ、２００Ｂ、２０
０Ｃの破損或いは損傷が未然に防止される。

【００１９】因みに、上記構成においては、電線２００
Ａ、２００Ｂ、２００Ｃに接続される負荷５３Ａ、５３
Ｂ、５３Ｃが別の負荷に取り換えられても、データ格納
手段３０４に当該取り換えられた負荷の種類に対応した
過電流閾値データを新たに格納し、又はデータ格納手段
３０４に当該取り換えられた負荷の種類に対応した過電
流閾値データが存在する場合には比較判定の際にその過
電流閾値データを読み出すだけで、これに対処できるこ
とにより、構成を代えることなく負荷の変更に応じた適
切な過電流検出処理ができるようになる。

【００２０】また本発明により成された請求項２に記載
の車両用電源供給装置は、請求項１のデータ格納手段３
０４には、それぞれコイル系の負荷５３Ａ、ランプ系の
負荷５３Ｂ及び抵抗系の負荷５３Ｃに対応して、これら
各負荷５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃの正常時の負荷電流曲線
よりも若干大きな値でなりかつ正常時の各負荷５３Ａ、
５３Ｂ、５３Ｃの負荷電流曲線に沿った時間特性を有す
る過電流閾値データＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３が格納され
ているようにした。

【００２１】以上の構成において、コイル系の負荷５３
Ａ、ランプ系の負荷５３Ｂ及び抵抗系の負荷５３Ｃは、
それぞれ負荷電流曲線の時間特性が大きく異なるため、
データ格納手段３０４には少なくともそれらの負荷電流
曲線に対応する過電流閾値データＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ
３が格納するようにし、またその各過電流閾値データＴ
Ｈ１、ＴＨ２、ＴＨ３は正常時の各負荷電流曲線よりも
若干大きな値でかつ各負荷電流曲線に沿った時間特性と
されている。この結果、電線２００Ａ、２００Ｂ又は２
００Ｃに流れる電流が当該正常時の負荷電流よりも若干
大きな値になると、比較判定手段３０２−１によりその
電線２００Ａ、２００Ｂ又は２００Ｃに過電流が流れて
いると判定されるようになる。

【００２２】この結果、損傷特性が負荷電流曲線に近い
可能な限り細い電線を用いても、過電流による電線２０
０Ａ、２００Ｂ、２００Ｃの破損或いは損傷が生じなく
なることにより、車両全体の重量を軽くすることができ
るようになる。

【００２３】また本発明により成された請求項３に記載
の車両用電源供給装置は、請求項２において、コイル系
の負荷５３Ａに対応した過電流閾値データＴＨ１及びラ
ンプ系の負荷５３Ｂに対応した過電流閾値データＴＨ２
には、当該負荷５３Ａ、５３Ｂへの電源の投入開始時に
電線２００Ａ、２００Ｂに流れる突入電流を考慮して電
源投入直後のデータが定常電流時よりも大きな値でなる
時間的に階段状のデータが選定されており、抵抗系の負
荷５３Ｃに対応した過電流閾値データＴＨ３には、ほぼ
時間的に一定の値のデータが選定されているようにし
た。

【００２４】以上の構成において、コイル系の負荷５３
Ａやランプ系の負荷５３Ｂでは、電源投入開始直後に突
入電流が流れるため、これらの負荷５３Ａ、５３Ｂに対
応した過電流閾値データＴＨ１、ＴＨ２としては突入電
流を避けるようなデータが選定され、抵抗系の負荷５３
Ｃは電源投入直後でも突入電流が流れないため、ほぼ時
間的に一定の過電流閾値データが選定されている。この
結果、コイル系の負荷５３Ａやランプ系の負荷５３Ｂに
対応する電線２００Ａ、２００Ｂに突入電流が流れたと
きに、比較判定手段３０２−１が誤って過電流が流れた
と判定することを回避でき、また抵抗系の負荷５３Ｃに
ついては突入電流に対応する高い値の過電流閾値データ
を不要に選定していないので、一段と細い電線を使用で
きるようになる。

【００２５】また本発明により成された請求項４に記載
の車両用電源供給装置は、請求項１、請求項２又は請求
項３の過電流閾値データＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３は、各
負荷５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃに接続されている電線２０
０Ａ、２００Ｂ、２００Ｃの損傷特性を考慮して選定す
るようにした。

【００２６】以上の構成において、各過電流閾値データ
ＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３を電線２００Ａ、２００Ｂ、２
００Ｃの損傷特性を考慮して選定するようにすれば、具
体的には予め負荷５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃに接続される
電線２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃが決まっているよう
な場合に当該電線２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃの損傷
特性以上にはならずかつ正常時の負荷電線以下とはなら
ないように（すなわち正常時の負荷電流曲線と損傷特性
曲線との間に）過電流閾値データＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ
３を選定するようにすれば、一段と確実に各電線２００
Ａ、２００Ｂ、２００Ｃの破損或いは損傷を防止できる
ようになる。

【００２７】さらに本発明により成された請求項５に記
載の車両用電源供給装置は、請求項１、請求項２、請求
項３又は請求項４のスイッチ手段５０Ａ、５０Ｂ、５０
Ｃは、制御信号入力端子への制御信号の入力に応じて閉
成状態とされて電源を出力端子に電線２００Ａ、２００
Ｂ、２００Ｃを介して接続された負荷５３Ａ、５３Ｂ、
５３Ｃに供給する半導体スイッチと、当該半導体スイッ
チに過電流が流れた場合に当該半導体スイッチの制御信
号入力端子に信号を出力して当該半導体スイッチを開放
状態とすることにより当該半導体スイッチを過電流から
保護する過電流保護手段とを有する自己保護機能付きの
スイッチ手段であるようにした。

【００２８】以上の構成において、電線２００Ａ、２０
０Ｂ、２００Ｃを流れる電流がスイッチ手段５０Ａ、５
０Ｂ、５０Ｃの過電流保護手段で設定されている過電流
閾値を超えるような場合には当該スイッチ手段５０Ａ、
５０Ｂ、５０Ｃが自動的にオフすることにより電線２０
０Ａ、２００Ｂ、２００Ｃへの電流が遮断される。この
結果、比較判定手段３０２−１がデータ格納手段３０４
から過電流閾値データＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３を取り込
みかつ比較処理に要する時間の間にショート等に起因す
る大電流が流れた場合には、スイッチ手段５０Ａ、５０
Ｂ、５０Ｃの過電流保護手段によって過電流が遮断され
ため、過電流による負荷や電線の破損或いは損傷が一段
と確実に防止されるようになる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の具体
例を図面を参照して説明する。 （１）車両用電源供給装置の概略構成 図２において、４０は実施の形態による車両用電源供給
装置の概略構成を示し、ジャンクションボックス（Ｊ／
Ｂ）５１内に設けられた複数のインテリジェントパワー
スイッチ（以下、これをＩＰＳと呼ぶ）５０を介してバ
ッテリやオルタネータ等でなる電源部５２からの電源を
負荷５３Ａ〜５３Ｘに選択的に供給するようになってい
る。

【００３０】ここで負荷５３Ａはモータ等のコイル系の
負荷を表し、負荷５３Ｂはヘッドライト等のランプ系の
負荷を表し、負荷５３Ｃはヒータ等の抵抗系の負荷を表
す。各ＩＰＳ５０Ａ〜５０Ｘと各負荷５３Ａ〜５３Ｘは
電線２００Ａ〜２００Ｘに電気的に接続されており、こ
の電線２００Ａ〜２００Ｘを介して電源が供給される。
なお各電線２００Ａ〜２００Ｘは一つに束ねられてハー
ネス２００が形成されている。

【００３１】ＩＰＳ５０Ａ〜５０Ｘは、半導体スイッチ
を有し該半導体スイッチのオンオフ動作に応じて電源５
２の電源を各負荷５３Ａ〜５３Ｘに選択的に供給する半
導体スイッチ部５４Ａ〜５４Ｘと、該各半導体スイッチ
部５４Ａ〜５４Ｘに対応して設けられ半導体スイッチを
過電流や過熱から保護するように各半導体スイッチをオ
ンオフ制御する保護回路５５Ａ〜５５Ｘと、電線２００
Ａ〜２００Ｘそれぞれに流れる電流値を検出するための
シャント抵抗５８Ａ〜５８Ｘとを有する。

【００３２】インタフェース（Ｉ／Ｆ）５９には、各負
荷５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃ、……、５３Ｘに対応した操
作スイッチ（図示せず）からのスイッチング制御信号Ｓ
１（以下、これを単に制御信号Ｓ１と呼ぶ）が入力さ
れ、これがインタフェース５９を介してマイコン６０に
供給される。

【００３３】マイコン６０は各負荷５３Ａ、５３Ｂ、５
３Ｃ、……、５３Ｘに対応した操作スイッチからの制御
信号Ｓ１を、対応するＩＰＳ５０Ａ、……、５０Ｘの保
護回路５５Ａ、……、５５Ｘに送出する。ここでマイコ
ン６０とＩＰＳ５０Ａとの関係は、マイコン６０と他の
ＩＰＳ５０Ｂ、……、５０Ｘとの関係とほぼ同様なの
で、以下の説明ではマイコン６０とＩＰＳ５０Ａとの関
係のみを説明する。

【００３４】半導体スイッチ部５４Ａ内の半導体スイッ
チは保護回路５５Ａからの駆動電圧によってオンオフが
制御されて、オン制御された場合にはノイズ除去回路６
３を介して入力した電源ＶBをそのまま出力する。半導
体スイッチ部５４Ａから出力された電源ＶBはシャント
抵抗５８Ａを介して負荷５３Ａに供給される。

【００３５】ここでこの実施形態の場合、電源ＶBは１
２〔Ｖ〕であり、シャント抵抗５８Ａは例えば抵抗値が
10〔ｍΩ〕、抵抗許容値が±５〔％〕程度のものが用い
られており、ワンチップ化された拡散抵抗やポリシリコ
ン抵抗を用いることにより精度のよい電流検出を行うこ
とができるようになされている。

【００３６】保護回路５５Ａはレギュレータ６１から安
定化された電源電圧ＶDDを入力すると共にチャージポン
プ６２によって昇圧された駆動電圧ＶCを入力し、マイ
コン６０から入力される制御信号Ｓ１Aに応じて、駆動
電圧ＶCを半導体スイッチ部５４Ａ内の半導体スイッチ
のゲートに選択的に印加することによりその半導体スイ
ッチをオンオフ制御する。

【００３７】また保護回路５５Ａは、半導体スイッチ部
５４Ａ内に設けられた温度検出回路から温度情報ＶTを
入力すると共に、シャント抵抗５８Ａから半導体スイッ
チから流出する電流の大きさを表す電流値情報ＳI0を入
力することにより、半導体スイッチが過熱状態にあるか
否かを検出すると共に、半導体スイッチに過電流が流れ
ているか否かを検出する。

【００３８】そして、保護回路５５Ａは半導体スイッチ
が過熱状態にある場合、または半導体スイッチに過電流
が流れている場合には、マイコン６０から半導体スイッ
チをオン制御することを表す制御信号Ｓ１Aが入力され
ている場合でも、半導体スイッチのゲートへの駆動電圧
ＶCの供給を停止することにより半導体スイッチをオフ
制御し、半導体スイッチを過熱及び過電流から保護す
る。

【００３９】さらに保護回路５５Ａはシャント抵抗５８
Ａから得られる電流値情報ＳI0を電流検出信号Ｓ２Ａと
してマイコン６０に送出する。マイコン６０は電流検出
信号Ｓ２Ａと予め電線２００Ａに流れる負荷電流を考慮
して設定されている閾値データとを比較し、電流検出信
号Ｓ２Ａが当該閾値よりも大きくなったときに、半導体
スイッチを強制的にオフ制御するための制御信号Ｓ１Ａ
を保護回路５５Ａに出力すると共に、インターフェース
５９を介して異常信号Ｓ４を出力することにより例えば
インジケータランプ等の異常表示部（図示せず）を点灯
させる。

【００４０】これにより車両用電源供給装置４０におい
ては、電線２００Ａ上にヒューズを設けなくても、負荷
ショートや電線ショートにより過電流が流れたときマイ
コン６０によりＩＰＳ５０Ａがオフ制御されるので、負
荷ショートや電線ショートに起因する負荷５３Ａや電線
２００Ａの破損或いは損傷を防止し得るようになされて
いる。

【００４１】（２）ＩＰＳ５０Ａ〜５０Ｘの詳細構成 次にＩＰＳ５０Ａ〜５０Ｘの詳細構成を、図３を用いて
説明する。図３では、ＩＰＳ５０Ａを他のＩＰＳ５０Ｂ
〜５０Ｘを代表して説明する。

【００４２】この実施形態の場合、半導体スイッチ部５
４Ａ、保護回路５５Ａ及びシャント抵抗５８Ａはそれぞ
れ別の半導体チップ上に形成することにより、半導体ス
イッチ部５４Ａから発生する熱による保護回路５５Ａへ
の悪影響を低減するようになっている。半導体スイッチ
部５４Ａを形成する半導体チップには、半導体スイッチ
としてパワーＭＯＳ ＦＥＴ１１０が形成されていると
共に温度検出回路１１１が形成されている。

【００４３】保護回路５５Ａは、大きく分けて、シャン
ト抵抗５８Ａの両端電圧に基づいてパワーＭＯＳ ＦＥ
Ｔ１１０を流れる電流値（すなわち電線２００Ａを流れ
る電流値）Ｉ0 を検出する電流検出回路７０と、電流検
出回路７０から得られた電流に応じた電圧値とＭＯＳ
ＦＥＴ１１０の定格電流に対応した基準電圧とを比較す
ることによりＭＯＳ ＦＥＴ１１０に該ＭＯＳ ＦＥＴ１
１０が破損するような過電流が流れているか否かを検出
する過電流検出回路７１と、過電流検出回路７１の検出
結果と制御信号Ｓ１Aとの論理積に応じてＭＯＳ ＦＥＴ
１１０のゲートに駆動電圧を選択的に供給する論理積回
路７２と、温度検出回路１１１から得られるＭＯＳ Ｆ
ＥＴ１１０の温度に応じた検出電圧（図３について上述
した温度情報ＶTに相当する）と基準電圧とを比較する
ことによりＭＯＳ ＦＥＴ１１０が熱破壊するような温
度まで達しているか否かを検出する過熱検出回路７３
と、過熱検出回路７３の検出結果が過熱を表すものであ
った場合ＭＯＳ ＦＥＴ１１０のゲート電圧を強制的に
降下させてＭＯＳ ＦＥＴ１１０をオフ動作させる過熱
防止回路７４とにより構成されている。

【００４４】電流検出回路７０はシャント抵抗５８Ａを
流れる電流値Ｉ0 をシャント抵抗５８Ａの両端電圧を基
に求める。すなわち電流検出回路７０はシャント抵抗５
８Ａの一端の電圧を分圧抵抗Ｒ１及びＲ２を介して差動
増幅回路７５の非反転入力端に入力すると共に、シャン
ト抵抗５８Ａの他端の電圧を入力抵抗Ｒ3 を介して差動
増幅回路７５の反転入力端に入力し、かつ差動増幅回路
７５の反転入力端と出力端とを抵抗Ｒ4 を介して接続す
ることにより、ＭＯＳ ＦＥＴ１１０からの出力電流値
Ｉ0 に応じた電圧値を出力できるようになっている。こ
の電流検出回路７０の検出電圧（すなわち電流検出信号
Ｓ２Ａ）は出力端子１０５を介してマイコン６０に送出
される。

【００４５】過電流検出回路７１は、コンパレータ７６
の非反転入力端に電流検出回路７０からの検出電圧値を
入力すると共に反転入力端に基準電圧発生器７７によっ
て生成されたＭＯＳ ＦＥＴ１１０の定格電流に対応し
た基準電圧値を入力し、検出電圧値が基準電圧値以上に
なったとき出力を正電位（以下、これを正論理と呼び、
零電位を負論理と呼ぶ）を出力する。そしてコンパレー
タ７６の出力をインバータ７８を介して論理積回路７２
に出力する。かくして過電流検出回路７１はＭＯＳ Ｆ
ＥＴ１１０に通常の電流が流れている場合には正論理を
出力し、これに対してＭＯＳ ＦＥＴ１１０が破損する
ような過電流が流れた場合には負論理を出力する。

【００４６】論理積回路７２は、論理積否定回路７９に
制御信号入力端子１００を介して制御信号Ｓ１Aを入力
すると共に過電流検出回路７１からの論理値を入力し、
それらの論理積否定結果を求める。論理積否定回路７９
の出力はインバータ８０を介してバッファ８１に供給さ
れる。そしてバッファ８１の出力が抵抗Ｒ5 を介してＭ
ＯＳ ＦＥＴ１１０のゲートに供給される。

【００４７】ここで論理積回路７２は、例えば制御信号
Ｓ１Aが正論理（この実施形態では正論理が５〔Ｖ〕程
度に、負論理が０〔Ｖ〕に設定されている）であり、か
つ過電流検出回路７１からの出力が正論理（過電流でな
いことを表す）であった場合には、インバータ８０から
正論理の信号を出力する。これに対して制御信号Ｓ１A
が正論理であり、かつ過電流検出回路７１からの出力が
負論理であった場合には、インバータ８０から負論理の
信号を出力する。

【００４８】このように論理積回路７２は、過電流検出
回路７１によってＭＯＳ ＦＥＴ１１０に過電流が流れ
たことを表す論理値が得られたとき、または制御信号Ｓ
１AがＭＯＳ ＦＥＴ１１０をオフ動作させるための信号
であったときに負論理の信号を出力する。

【００４９】またバッファ８１には端子１０２を介して
チャージポンプ６２によって生成された駆動電圧ＶCが
供給され、これによりＭＯＳ ＦＥＴ１１０のゲートに
は該ＭＯＳ ＦＥＴ１１０をオン動作させようとする場
合に必要な電圧値が確保される。すなわちこの例の場
合、インバータ８０から出力された５〔Ｖ〕の正論理出
力はバッファ８１によって１２〔Ｖ〕だけレベルシフト
され、バッファ８１からは１７〔Ｖ〕の電圧が出力され
る。

【００５０】従って、インバータ出力が正論理の場合に
はＭＯＳ ＦＥＴ１１０のゲートには１７〔Ｖ〕の電圧
が印加されるためＭＯＳ ＦＥＴ１１０は正常にオン動
作する。これに対してインバータ出力が負論理の場合に
はバッファ８１出力は接地電位とされ、この結果ゲート
−ソース間に電位差が得られないのでＭＯＳ ＦＥＴ１
１０はオフ動作する。なおＭＯＳ ＦＥＴ１１０のゲー
ト及びソース間にはダイオード８２及びツェナダイオー
ド８３が接続されており、これによりゲートに必要以上
の過電圧が印加されようとした場合にこれをバイパスさ
せることができＭＯＳ ＦＥＴ１１０の損傷を防止する
ことができる。

【００５１】過熱検出回路７３はコンパレータ８５の反
転入力端に半導体スイッチ部５４Ａの温度検出回路１１
１が接続されていると共に非反転入力端に基準電圧発生
器８６が接続されている。

【００５２】従って過熱検出回路７３では、ＭＯＳ Ｆ
ＥＴ１１０の温度が高くなるに伴って温度検出回路１１
１を構成するダイオードの抵抗値が低くなることにより
コンパレータ８５の反転入力端の電位が下がっていき、
やがて反転入力端の電位が基準電位よりも低くなったと
きに、コンパレータ８５から正論理を出力する。例えば
ＭＯＳ ＦＥＴ１１０の温度が１５０〔°〕以上のとき
に正論理を出力するように設定されている。そしてこの
コンパレータ８５の論理出力がインバータ８７を介して
過熱防止回路７４に送出される。

【００５３】過熱防止回路７４は、大きく分けて、過熱
検出回路７３から与えられる論理値及び制御信号Ｓ１A
に基づいて動作するＪＫフリップフロップ８８と、該Ｊ
Ｋフリップフロップ８８の出力に基づいてオンオフ動作
することによりメインのＭＯＳ ＦＥＴ１１０のゲート
電圧を変化させてパワーＭＯＳ ＦＥＴ１１０をオンオ
フ制御するＭＯＳ ＦＥＴ８９とにより構成されてい
る。

【００５４】因みに、パワーＭＯＳ ＦＥＴ１１０とＭ
ＯＳ ＦＥＴ８９との容量を比較すると、パワーＭＯＳ
ＦＥＴ１１０の定格電流は１０［Ａ］程度に選定されて
いるのに対してＭＯＳ ＦＥＴ８９の定格電流は１０
［ｍＡ］程度に選定されており、その回路面積もパワー
ＭＯＳ ＦＥＴ１１０を「１」とするとＭＯＳ ＦＥＴ８
９はその「１/1000」程度である。

【００５５】過熱防止回路７４を具体的に説明すると、
ＪＫフリップフロップ８８のクロック入力ＣＬには過熱
検出回路７３の論理出力が入力されていると共に、リセ
ット入力ＲにはトランジスタＴｒ1 のコレクタが接続さ
れている。ここでトランジスタＴｒ1 のベースには制御
信号Ｓ１Aがワンショットマルチバイブレータ９０を介
して入力されるようになされており、制御信号Ｓ１Aが
負論理から正論理に変化すると、ワンショットマルチバ
イブレータ９０の出力パルスが立ち上がることによりト
ランジスタＴｒ1 のコレクタからエミッタに電流が流
れ、この結果リセット入力Ｒの電位が立ち下がることに
よりＪＫフリップフロップ８８がリセットされる。また
ＪＫフリップフロップ８８のＪ入力にはレギュレータ６
１によって安定化された電源電圧ＶDDが入力端子１０１
を介して入力されていると共に、Ｋ入力及びセット入力
Ｓは接地されている。

【００５６】ここでＪＫフリップフロップ８８の動作
を、図４を用いて説明する。すなわち時点ｔ1 において
制御信号Ｓ１Aが正論理になると（図４（Ａ））、ワン
ショットマルチバイブレータ９０の出力パルスが立ち上
がってトランジスタＴｒ1 のベース電位が上がることに
より出力パネルに応じたパルス幅のリセットパルス（図
４（Ｃ））がリセット入力Ｒに入力され、ＪＫフリップ
フロップ８８がリセット状態とされる。

【００５７】この状態において、時点ｔ2 でＭＯＳ Ｆ
ＥＴ１１０の温度が所定値以上となると、過熱検出回路
７３からクロック入力ＣＬに入力される論理出力が正論
理（図４（Ｂ））になり、この結果Ｑ出力が正論理とな
る。次に時点ｔ3 において入力制御信号Ｓ１Aが負論理
になったり、時点ｔ4 で過熱検出回路７３からクロック
入力ＣＬに入力される論理出力が負論理になってもＪＫ
フリップフロップ８８はこの状態を保持しＱ出力として
正論理を出力し続ける。やがて時点ｔ5 において、再び
制御信号Ｓ１Aが負論理から正論理になり、リセット入
力Ｒにリセットパルスが入力されると、Ｑ出力は正論理
から負論理に反転する（図４（Ｄ））。

【００５８】このようにＪＫフリップフロップ８８は、
制御信号Ｓ１Aが正論理の状態で過熱検出回路７３の出
力が正論理となったとき初めて正論理のＱ出力を出力
し、この後過熱検出回路７３の出力が負論理になっても
この状態を維持する。ここで過熱防止回路７４をラッチ
構成とし、一旦ＭＯＳ ＦＥＴ１１０が所定温度以上に
なると次にＭＯＳ ＦＥＴ１１０をオン制御させるため
の制御信号Ｓ１Aが到来するまでＭＯＳ ＦＥＴ１１０を
オフさせ続けるのは次の理由による。

【００５９】すなわち過熱防止回路７４をラッチ構成と
せずに温度検出結果に基づき実時間でＭＯＳ ＦＥＴ１
１０のオンオフを制御しようとすると、ＭＯＳ ＦＥＴ
１１０が所定温度以上になりＭＯＳ ＦＥＴ１１０をオ
フ制御すると間もなくＭＯＳ ＦＥＴ１１０の温度が下
がるのでＭＯＳ ＦＥＴ１１０がオン制御される。そし
て再びＭＯＳ ＦＥＴ１１０の温度が上昇するとＭＯＳ
ＦＥＴ１１０がオフ制御される。そしてこのようなオン
オフが短時間の何度も繰り返されるようになると負荷５
３Ａに対して不安定な電源が供給されることになるた
め、制御信号Ｓ１Aが一旦負論理とされ再び正論理とさ
れたときに初めてＭＯＳ ＦＥＴ１１０をオン状態に復
帰させるようになっている。

【００６０】ＪＫフリップフロップ８８のＱ出力は、上
述したバッファ８１と同様にチャージポンプ６２の出力
が供給され入力を１２〔Ｖ〕だけレベルシフトさせるバ
ッファ９１を介してＭＯＳ ＦＥＴ８９のゲートに供給
される。この結果、Ｑ出力が正論理（５〔Ｖ〕）の場合
にはＭＯＳ ＦＥＴ８９のゲートには１７〔Ｖ〕の電圧
が印加されるためＭＯＳ ＦＥＴ８９はオン状態とされ
る。これに対してＱ出力が負論理（０〔Ｖ〕）の場合に
はＭＯＳ ＦＥＴ８９のゲートには接地電位しか印加さ
れないのでＭＯＳ ＦＥＴ８９はオフ状態となる。

【００６１】ここでＭＯＳ ＦＥＴ８９がオン状態とさ
れたときにはＭＯＳ ＦＥＴ１１０のゲートは接地電位
となる結果、ＭＯＳ ＦＥＴ１１０は論理積回路７２か
らの論理出力に係わらず強制的にオフ状態にされる。こ
れに対してＭＯＳ ＦＥＴ８９がオフ状態とされたとき
にはＭＯＳ ＦＥＴ１１０のゲート電位は論理積回路７
２からの論理出力に応じた値となる。

【００６２】かくして過熱検出回路７３及び過熱防止回
路７４においては、少なくともＭＯＳ ＦＥＴ１１０の
温度が所定値以上になっている期間は、ＭＯＳ ＦＥＴ
１１０を強制的にオフ制御することができることによ
り、ＭＯＳ ＦＥＴ１１０の過熱による損傷を未然に回
避できる。

【００６３】（３）マイコン６０の構成 マイコン６０は、図５に示すように構成されており、各
ＩＰＳ５０Ａ〜５０Ｘの出力端子１０５から出力される
各電線２００Ａ〜２００Ｘの電流検出信号Ｓ２Ａ〜Ｓ２
Ｘをアナログディジタル変換回路（Ａ／Ｄ）３００Ａ〜
３００Ｘによりディジタル信号に変換した後セレクタ３
０１に送出する。

【００６４】セレクタ３０１は入力された複数の電流検
出データＤ２Ａ〜Ｄ２ＸのうちＣＰＵ（中央処理ユニッ
ト）３０２により指定されたいずれか一つの電流検出デ
ータをＣＰＵ３０２に送出する。このときＣＰＵ３０２
は制御信号Ｓ１により電源投入開始が指定された負荷５
３Ａ、５３Ｂ、……、又は５３Ｘに対応する電線に流れ
ている電流値を示す電流検出データＤ２Ａ、Ｄ２Ｂ、…
…、又はＤ２Ｘをセレクタ３０１から取り込む。なお同
時に電源投入が指定された負荷が複数あったときには、
例えば大電流を必要とする負荷に対応する電流検出デー
タから優先して取り込むようにする。

【００６５】ここでＲＯＭ（read only memory）３０３
には、ＣＰＵ３０２が後述する過電流検出処理ルーチン
を実行するためのプログラムや、上述したセレクタ３０
１から取り込み電流検出データを取り込む際の優先順位
情報等が格納されている。

【００６６】またＲＯＭ３０４には、図６に示すよう
に、各負荷５３Ａ〜５３Ｘの負荷電流に応じた過電流閾
値データＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、……が格納されてい
る。図６（Ａ）で示す過電流閾値データＴＨ１は、モー
タ等のコイル系の負荷５３Ａに対応して設定されたもの
で、当該コイル系の負荷５３Ａに電源を供給開始し始め
た直後に電線２００Ａに流れる突入電流を避けるように
階段状とされている。

【００６７】またこの過電流閾値データＴＨ１はコイル
系の負荷５３ＡとＩＰＳ５０Ａとを繋ぐ電線２００Ａに
流れる負荷電流データＤ２Ａ’（この負荷電流データＤ
２Ａ’は実際の電流検出データＤ２Ａとは異なり負荷５
３Ａに正常な負荷電流が流れた場合の電流検出データＤ
２Ａに対応したデータを表す）と、当該電線２００Ａの
損傷特性曲線Ｆ１との間に位置するように設定されてい
る。

【００６８】また図６（Ｂ）に示す過電流閾値データＴ
Ｈ２は、ヘッドライト等のランプ系の負荷５３Ｂに対応
して設定されたもので、当該ランプ系の負荷５３Ｂに電
源を供給開始し始めた直後に電線２００Ｂに流れる突入
電流を避けるように階段状とされている。またこの過電
流閾値データＴＨ２はランプ系の負荷５３ＢとＩＰＳ５
０Ｂ（図示せず）とを繋ぐ電線２００Ｂに流れる負荷電
流データＤ２Ｂ’（この負荷電流データＤ２Ｂ’は実際
の電流検出データＤ２Ｂとは異なり負荷５３Ｂに正常な
負荷電流が流れた場合の電流検出データＤ２Ｂに対応し
たデータを表す）と、当該電線２００Ｂの損傷特性曲線
Ｆ２との間に位置するように設定されている。

【００６９】ここでコイル系の負荷５３Ａとランプ系の
負荷５３Ｂとを比較した場合、ランプ系の負荷５３Ｂの
突入電流はコイル系の負荷５３Ａの突入電流に対して大
きな値であることにより、ランプ系の負荷５３Ｂに対す
る過電流閾値データＴＨ２はコイル系の負荷５３Ａに対
する過電流閾値データＴＨ１よりも当該突入電流部分で
大きな値に設定されている。

【００７０】また図６（Ｃ）に示す過電流閾値データＴ
Ｈ３は、ヒータ等の抵抗系の負荷５３Ｃに対応して設定
されたもので、時間の経過に拘わらない一定値とされて
いる。これは抵抗系の負荷５３Ｃには、負荷電流Ｄ２
Ｃ’（この負荷電流データＤ２Ｃ’は実際の電流検出デ
ータＤ２Ｃとは異なり負荷５３Ｃに正常な負荷電流が流
れた場合の電流検出データＤ２Ｃに対応したデータを表
す）で示すように、突入電流が流れないためであり、当
該突入電流を考慮しなくてもよいためである。

【００７１】ここでＣＰＵ３０２は、図７に示すような
過電流検出処理ルーチンＲＴ１を実行することにより、
電源が投入された負荷５３Ａ〜５３Ｘに対応する電線２
００Ａ〜２００Ｘに過電流が流れているか否かを検出す
ると共に、過電流が流れている場合にはＩＰＳ５０Ａ〜
５０Ｘをオフ制御することにより当該過電流を遮断し及
び又は所定の異常表示部（図示せず）に過電流が流れて
いることを表示する。

【００７２】すなわちＣＰＵ３０２は、ＲＴ１で当該過
電流検出処理ルーチンを開始すると、続くスイッチング
において検出対象の電線２００Ａ、２００Ｂ、……、又
は２００Ｘを選択する。このときＣＰＵ３０２は制御信
号Ｓ１に基づいて電源が供給され始めた電線２００Ａ、
２００Ｂ、……、又は２００Ｘ、又は現在電源が供給さ
れている電線２００Ａ、２００Ｂ、……、又は２００Ｘ
を選択する。ここで電源の投入が開始され始める電線又
は電源が供給されている電線が複数ある場合には、予め
ＲＯＭ３０３に格納されている優先順位に基づいて検出
対象の電線を順次選択するようになっている。

【００７３】ステップＳＰ１で検出対象の電線２００
Ａ、２００Ｂ、……、又は２００Ｘが選択されると、次
にＣＰＵ３０２はステップＳＰ２においてＲＯＭ３０４
に格納されている複数の過電流閾値データＴＨ１、ＴＨ
２、ＴＨ３、……のうち当該電線２００Ａ、２００Ｂ、
……、又は２００Ｘに接続されている負荷５３Ａ、５３
Ｂ、……、又は５３Ｘに対応した過電流閾値データを取
り込む。

【００７４】すなわちコイル系の負荷５３Ａに接続され
ている電線２００Ａに流れる電流が検出対象となった場
合には過電流閾値データＴＨ１を取り込み、ランプ径の
負荷５３Ｂに接続されている電線２００Ｂに流れる電流
が検出対象となった場合には過電流閾値データＴＨ２を
取り込み、抵抗系の負荷５３Ｃに接続されている電線２
００Ｃに流れる電流が検出対象となった場合は過電流閾
値データＴＨ３を取り込む。

【００７５】次にＣＰＵ３０２はステップＳＰ３におい
てセレクタ３０１にセレクト信号を送出することにより
セレクタ３０１から検出対象となっている電線２００
Ａ、２００Ｂ、……、又は２００Ｘの電流検出データＤ
２Ａ、Ｄ２Ｂ、……、又はＤ２Ｘを入力する。

【００７６】続くステップＳＰ４では、ステップＳＰ２
で取り込んだ過電流閾値データＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ
３、……と、ステップＳＰ３で取り込んだ電流値検出デ
ータＤ２Ａ、Ｄ２Ｂ、……、又はＤ２Ｘとを比較し、電
流検出データが過電流閾値データ未満の場合にはこの電
線には過電流でない正常な電流が流れていると判断し
て、再びステップＳＰ３に戻る。ＣＰＵ３０２はステッ
プＳＰ３での電流検出データの入力及びステップＳＰ４
での過電流閾値データとの比較を例えば１〔msec〕ごと
に行う。

【００７７】ＣＰＵ３０２はステップＳＰ４で肯定結果
が得られた場合、すなわち電流検出データが過電流閾値
データ以上になった場合、ステップＳＰ５移る。ステッ
プＳＰ５では、当該電線２００Ａ、２００Ｂ、……、又
は２００Ｘに対応するＩＰＳ５０Ａ、５０Ｂ、……、又
は５０Ｘをオフ制御させるための制御信号Ｓ１Ａ、Ｓ１
Ｂ、……、又はＳ１Ｘを送出することにより当該電線２
００Ａ、２００Ｂ、……、又は２００Ｘを遮断し及び又
は所定の異常表示部（図示せず）に異常信号Ｓ４を送出
することにより当該電線に過電流が流れたことを示す異
常表示をさせる。

【００７８】例えばヘッドライトのように車両走行に非
常に重要な負荷についてはたとえ過電流が流れたという
検出結果が得られたとしても、すぐに電流を遮断してし
まったのでは走行時の安全性が確保できなくなるため、
ステップＳＰ５では、このような負荷に対しては過電流
が検出されたとしてもすぐには電流を遮断せずに、異常
表示のみに止めるようにする。ＣＰＵ３０２はステップ
ＳＰ５の処理の後、ステップＳＰ６に移り当該過電流検
出処理ルーチンＲＴ１を終了する。

【００７９】なおこの実施形態においては、各ＩＰＳ５
０Ａ、５０Ｂ（図示せず）、５０Ｃ（図示せず）は、図
６に示す過電流閾値データＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３のう
ち電源投入開始直後の過電流閾値データＡＲ１、ＡＲ
２、ＡＲ３に対応する過電流閾値を保護回路５５Ａ、５
５Ｂ（図示せず）、５５Ｃ（図示せず）の過電流閾値と
している。具体的には、各保護回路５５Ａ、５５Ｂ（図
示せず）、５５Ｃ（図示せず）の過電流検出回路７１
（図３）のコンパレータ７６の反転入力端に基準電圧発
生器７７からＡＲ１、ＡＲ２、ＡＲ３に対応した基準電
圧を入力させるようにしている。

【００８０】この結果、各負荷への電源投入直後に電線
に過電流が流れた場合には、マイコン６０によって当該
過電流が遮断されるのではなく、ＩＰＳの過電流保護機
能により当該過電流が遮断されるようになされている。
このようにしたのは、上述したマイコンによる過電流検
出及び保護処理においては、過電流検出対象の電線が選
択されてから、ＲＯＭ３０４から当該電線が接続されて
いる負荷に対応した過電流閾値データを取り込んでから
実際の閾値判定を行うまでに若干の時間が必要となるた
め、図６に示すような電源投入が開始されてから１０
〔msec〕程度の間はマイコン６０による過電流保護は有
効に機能しない。そこで、この電源投入開始直後はＩＰ
Ｓによる過電流保護を有効に利用するようにしている。

【００８１】（４）実施形態の動作及び効果 以上の構成において、車両用電源供給装置４０は、制御
信号Ｓ１に基づいて例えばＩＰＳ５０Ａをオン制御し、
電線２００Ａを介してコイル系の負荷５３Ａに電源を供
給する場合、ＣＰＵ３０２がＲＯＭ３０４に格納されて
いる複数の過電流閾値データＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３の
中からコイル系の負荷５３Ａに対応する過電流閾値デー
タＴＨ１を取り込むと共に、セレクタ３０１から電流検
出データＤ２Ａを取り込む。

【００８２】そして、過電流閾値データＴＨ１と電流検
出データＤ２Ａとを比較し、電流検出データＤ２Ａが過
電流閾値データＴＨ１よりも大きくなったときＩＰＳ５
０Ａに当該ＩＰＳ５０Ａをオフ制御するための制御信号
Ｓ１Ａを送出することにより負荷５３Ａへの電源供給を
停止させる。この結果、負荷５３Ａや電線２００Ａのシ
ョートによる負荷５３Ａや電線２００Ａの破損或いは損
傷を防止できる。

【００８３】ここで車両用電源供給装置４０では、図６
（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すような突入電流を避けた多
段の過電流閾値データＴＨ１及びＴＨ２をＲＯＭ３０４
に格納するだけで、ハード構成を考えることなく、容易
に各負荷の負荷電流に対応した所望の過電流閾値を設定
できる。

【００８４】またＲＯＭ３０４に各負荷の種類に応じた
過電流閾値データＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３を格納するよ
うにしたことにより、負荷電流曲線の近傍に過電流閾値
を設定できるようになる。この結果、負荷電流曲線の近
くに損傷特性がくるような、細い電線を使用しても過電
流による電線の損傷が回避されるようになるため、可能
な限り細い電線を用いることができるようになり、車両
全体を軽量化できるようになる。

【００８５】また例えばコイル系の負荷５３Ａをランプ
系の負荷に変更するような場合でも、ＲＯＭ３０４に格
納する過電流閾値データを当該変更したランプ系の負荷
に応じて変更するだけで所望の過電流閾値を設定できる
ので、負荷の変更に応じてハード構成を代えることな
く、容易に変更した負荷に応じた過電流閾値を再設定で
きる。また場合によっては、コイル系の負荷５３Ａをラ
ンプ系の負荷に変更した場合、予めＲＯＭ３０４に格納
されているランプ系の負荷５３Ｂについての過電流閾値
データＴＨ２をＣＰＵ３０２での過電流判定に代用して
用いることもできる。

【００８６】また車両用電源供給装置４０においては、
ＣＰＵ３０２によって過電流判定を行おうとする際、Ｒ
ＯＭ３０４からこれから過電流判定を行おうとする負荷
に対応する過電流閾値データＴＨ１、ＴＨ２又はＴＨ３
を取り込み、比較処理を行うまでに若干の時間が必要と
なるが、この期間の間はＩＰＳ５０Ａ〜５０Ｘによる過
電流保護機能が働くので、この期間にショート等に起因
する大電流が流れた場合でも当該過電流をＩＰＳ５０Ａ
〜５０Ｘによって遮断でき、負荷５３Ａ〜、５３Ｘや電
線２００Ａ〜２００Ｘの破損或いは損傷は防止される。

【００８７】かくして、負荷ショートや電線ショートに
起因する負荷や電線の破損或いは損傷を簡易な構成によ
り容易に防止し得る車両用電源供給装置４０を実現でき
る。

【００８８】（５）他の実施形態 なお上述の実施形態においては、ＣＰＵ３０２により過
電流検出を行う際、同時に２つ以上の負荷に電源が供給
されている場合には、ＣＰＵ３０２は予めＲＯＭ３０３
に格納されている優先順位に基づいて過電流の検出対象
を１つに絞り込み、選択された過電流選択対象の負荷に
対応した１つの過電流閾値データをＲＯＭ３０４から取
り込むと共にセレクタ３０１から１つの電流検出データ
を取り込んで、各電線の過電流検出処理を順番に行うよ
うにした場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、同時に２つ以上の負荷に電源が供給されている場合
には、ＣＰＵ３０２はこれら複数の負荷に対応した複数
の過電流閾値データをＲＯＭ３０４から取り込むと共に
それに対応した電流検出データも複数取り込んで、タイ
ムシェアリング方式によって、互いに対応する過電流閾
値データと電流検出データとの比較判定処理を時分割で
行うようにしてもよい。このようにすれば、上述した実
施形態と比較して、電源供給がされている負荷に接続さ
れた電線の状態を常に監視できるようになるため、一段
と良好な過電流検出処理ができるようになる。

【００８９】また上述の実施形態においては、電流検出
手段としてシャント抵抗５８Ａ〜５８Ｘを用いるように
した場合について述べたが、本発明の電流検出手段はこ
れに限らず、電線に流れる電流値に応じた磁束を検知す
ることによってその電線に流れる電流の大きさに応じた
電圧を出力するように、例えばリングコアの磁路中にホ
ール素子のような磁気感応素子を設けて構成するように
してもよい。

【００９０】また上述の実施形態においては、データ格
納手段としてＲＯＭ３０４を用いた場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、ＲＡＭ（random access me
mory）やＣＤ−ＲＯＭ等を用いるようにしてもよい。

【００９１】さらに上述の実施形態においては、前記電
線上に設けられ、閉成状態のとき当該電線を介して電源
部に接続されている負荷に電源を供給するスイッチ手段
としてインテリジェントパワースイッチ５０Ａ〜５０Ｘ
を用いた場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、インテリジェントパワースイッチ５０Ａ〜５０Ｘに
代えて例えば電磁リレー等を用いるようにしてもよい。

【００９２】

【発明の効果】上述のように請求項１の発明によれば、
データ格納手段に各電線の種類に応じた所望の過電流閾
値データを格納するだけで、過電流により負荷や電線の
破損或いは損傷を良好に防止できるようになり、かくし
て負荷ショートや電線ショートに起因する負荷や電線の
破損或いは損傷を簡易な構成により容易に防止し得る車
両用電源供給装置を実現できるようになる。

【００９３】また請求項２の発明によれば、コイル系の
負荷、ランプ系の負荷及び抵抗系の負荷それぞれにおい
て特に電源投入開始直後の負荷電流曲線の時間特性が大
きく異なることに着目して、データ格納手段に、それぞ
れコイル系の負荷、ランプ系の負荷及び抵抗系の負荷に
対応して、これら各負荷の正常時の負荷電流曲線よりも
若干大きな値でなりかつ正常時の各負荷Ｃの負荷電流曲
線に沿った時間特性を有する過電流閾値データを格納す
るようにしたことにより、損傷特性が負荷電流曲線に近
い可能な限り細い電線を用いても、過電流による電線の
損傷が生じなくなることにより、車両全体を軽量化し得
る車両用電源供給装置を実現できる。

【００９４】また請求項３に記載の発明によれば、コイ
ル系の負荷やランプ系の負荷に対応する電線に突入電流
が流れたときに、誤って過電流が流れたと判定すること
を回避でき、また抵抗系の負荷については突入電流に対
応する高い値の過電流閾値データを不要に選定していな
いので、一段と細い電線を使用できるようになり、車両
全体を一段と軽量化し得る車両用電源供給装置を実現で
きる。

【００９５】また請求項４に記載の発明によれば、一段
と確実に各電線の損傷を防止し得る車両用電源供給装置
を実現できる。

【００９６】さらに請求項５に記載の発明によれば、比
較判定手段がデータ格納手段から過電流閾値データを取
り込みかつ比較処理に要する時間の間にショート等に起
因する大電流が流れた場合には、スイッチ手段の過電流
保護手段によって過電流が遮断されので、過電流による
負荷や電線の破損或いは損傷を一段と確実に防止し得る
車両用電源供給装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による車両用電源供給装置の基本構成を
示すブロック図である。

【図２】実施の形態による車両用電源供給装置の概略構
成を示す接続図である。

【図３】インテリジェントパワースイッチの詳細構成を
示す回路図である。

【図４】図３中のＪＫフリップフロップの動作の説明に
供するタイミングチャートである。

【図５】図２中のマイコンの構成を示すブロック図であ
る。

【図６】ＲＯＭ３０４に格納されている過電流閾値デー
タと、各負荷電流及び電線の損傷特性との関係を示す特
性曲線図である。

【図７】マイコンによる過電流検出処理ルーチンを示す
フローチャートである。

【図８】従来のインテリジェントパワースイッチの構成
を示すブロック図である。

【図９】インテリジェントパワースイッチの外観構成を
示す平面図である。

【図１０】過電流閾値と、負荷電流及び電線の損傷特性
との関係を示す特性曲線図である。

【符号の説明】

５０Ａ〜５０Ｃ スイッチ手段（インテリジェン
トパワースイッチ） ５２ 電源部 ５３Ａ〜５３Ｃ 負荷 ５８、７０ 電流検出手段（シャント抵抗、
電流検出回路） ３０２−１ 比較判定手段（ＣＰＵ） ３０２−２ 制御手段（ＣＰＵ） ３０４ データ格納手段（ＲＯＭ） ２００Ａ〜２００Ｃ 電線 ４００ 表示部 Ｄ２Ａ〜Ｄ２Ｃ 電流値（電流検出データ） ＴＨ１〜ＴＨ３ 過電流閾値データ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梅田 幸彦 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両に搭載された複数の負荷にそれぞれ
   電線を介してバッテリ等の電源部からの電源を供給する
   ようになされた車両用電源供給装置において、 前記各電線を流れる電流の大きさを検出する電流検出手
   段と、 前記各負荷の種類に応じた過電流閾値データが格納され
   たデータ格納手段と、 前記電流検出手段により検出された前記電線を流れる電
   流値と、前記データ格納手段から読み出した当該電線に
   接続されている負荷に対応した前記過電流閾値データと
   を比較し、当該電流値が当該過電流閾値データよりも大
   きくなったとき、その電線に過電流が流れていると判定
   する比較判定手段と、 前記電線上に設けられ、閉成状態のとき当該電線を介し
   て前記電源部に接続されている前記負荷に電源を供給す
   るスイッチ手段と、 前記比較判定手段により過電流が流れていると判定され
   た電線上に設けられた前記スイッチ手段を閉成状態から
   開放状態に制御し及び又は所定の表示部を制御して前記
   電線に過電流が流れたことを表示させる制御手段とを具
   えることを特徴とする車両用電源供給装置。
2. 【請求項２】 前記データ格納手段には、それぞれコイ
   ル系の負荷、ランプ系の負荷及び抵抗系の負荷に対応し
   て、これら各負荷の正常時の負荷電流曲線よりも若干大
   きな値でなりかつ正常時の各負荷の負荷電流曲線に沿っ
   た時間特性を有する前記過電流閾値データが格納されて
   いることを特徴とする請求項１に記載の車両用電源供給
   装置。
3. 【請求項３】 前記コイル系の負荷に対応した前記過電
   流閾値データ及び前記ランプ系の負荷に対応した前記過
   電流閾値データには、当該負荷への電源の投入開始時に
   前記電線に流れる突入電流を考慮して、電源投入直後の
   データが定常電流時よりも大きな値でなる時間的に階段
   状のデータが選定されており、 前記抵抗系の負荷に対応した前記過電流閾値データに
   は、ほぼ時間的に一定の値のデータが選定されているこ
   とを特徴とする請求項２に記載の車両用電源供給装置。
4. 【請求項４】 前記過電流閾値データは、前記各負荷に
   接続されている電線の損傷特性を考慮して選定されてい
   ることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に
   記載の車両用電源供給装置。
5. 【請求項５】 前記スイッチ手段は、制御信号入力端子
   への制御信号の入力に応じて閉成状態とされて電源を出
   力端子に前記電線を介して接続された負荷に供給する半
   導体スイッチと、当該半導体スイッチに過電流が流れた
   場合に当該半導体スイッチの制御信号入力端子に信号を
   出力して当該半導体スイッチを開放状態とすることによ
   り当該半導体スイッチを過電流から保護する過電流保護
   手段とを有する自己保護機能付きのスイッチ手段である
   ことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３又は請
   求項４に記載の車両用電源供給装置。