JPH10285785A - 車両用電源供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各電線を流れる電流の検出精度を向上させる
ことにより一段と良好な電線の損傷防止処理を行うこと
ができる簡易な構成の車両用電源供給装置を提案する。 【解決手段】 第１及び第２の差動増幅回路（ＯＰＡ及
びＯＰＢ）それぞれの一方の入力端には共通入力抵抗
（Ｒ０）を介して共通電源ライン（Ｌ１）の電源電圧Ｖ
Bが入力されるため、各差動増幅回路（ＯＰＡ及びＯＰ
Ｂ）の一方の入力端の電圧を共通化することができる。
この結果、従来のように第１及び第２の差動増幅回路
（ＯＰＡ及びＯＰＢ）それぞれの一方の入力端に別々の
入力抵抗を介して電圧を入力させる場合と比較して、第
１及び第２の差動増幅回路（ＯＰＡ及びＯＰＢ）の出力
電圧のばらつきを低減することができるようになる。

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、特に電源線に流れる電流を検出し、当該検出結
果に基づいて適応的に電源供給をオンオフすることによ
り電線や負荷の損傷或いは破損等を防止するようになさ
れた車両用電源供給装置に適用して好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の車両用電源供給装置とし
て、図５に示すような車両用電源供給装置１が提案され
ている（特願平８−２００２３４号参照）。車両用電源
供給装置１は、ジャンクションボックス２内に負荷３
Ａ、……、３Ｘに対応させてスイッチング部４Ａ、…
…、４Ｘが設けられており、当該各スイッチング部４
Ａ、……、４Ｘ内の半導体スイッチ５Ａ、……、５Ｘを
スイッチング制御信号Ｓ１Ａ、……、Ｓ１Ｘに基づいて
オンオフ制御することにより、バッテリ等の電源部１０
０からの電源を電線６Ａ、……、６Ｘを介して各負荷３
Ａ、……、３Ｘに選択的に供給するようになされてい
る。

【０００３】各スイッチング部４Ａ、……、４Ｘは、い
わゆるインテリジェントパワースイッチと呼ばれるもの
で、半導体スイッチ５Ａ、……、５Ｘに過電流が流れた
り、半導体スイッチ５Ａ、……、５Ｘが過熱した場合
に、半導体スイッチ５Ａ、……、５Ｘがオン制御されて
いる場合でも、当該半導体スイッチ５Ａ、……、５Ｘを
強制的にオフ制御することにより、半導体スイッチ５
Ａ、……、５Ｘを過電流や過熱から保護する自己保護機
能をもっている。

【０００４】これをスイッチング部４Ａについて説明す
ると、半導体スイッチ５Ａの下流側にはシャント抵抗Ｒ
１Ａが設けられており、当該シャント抵抗Ｒ１Ａの上流
側が入力抵抗Ｒ２Ａを介してオペアンプ７Ａの反転入力
端に接続されていると共にシャント抵抗Ｒ１Ａの下流側
が入力抵抗Ｒ３Ａを介してオペアンプ７Ａの非反転入力
端に接続されている。この結果、オペアンプ７Ａからは
電線６Ａを流れる電流（≒半導体スイッチ５Ａに流れる
電流）に応じた電圧値（以下、この電圧を電流検出信号
Ｓ２Ａと呼ぶ）が出力される。

【０００５】そしてこの電流検出信号Ｓ２Ａが自己保護
回路８Ａに入力される。自己保護回路８Ａは基本的には
コンパレータ構成でなり、電流検出信号Ｓ２Ａと半導体
スイッチ５Ａの定格電流値に対応した基準電圧値とを比
較し、電流検出信号Ｓ２Ａが基準電圧値よりも大きかっ
たときにはこのことを示す過電流信号を出力する。

【０００６】また自己保護回路８Ａは半導体スイッチ５
Ａの近傍に設けられている温度検出回路（図示せず）か
らの温度検出信号電圧と、所定の温度閾値電圧とを比較
し、温度検出信号電圧が温度閾値電圧よりも大きかった
ときにはこのことを示す過熱信号を出力する。

【０００７】論理回路９Ａはマイクロコンピュータ（マ
イコン）からのスイッチング制御信号Ｓ１Ｘと自己保護
回路８Ａからの信号とを入力する。そしてそしてこれら
の信号に基づく論理演算をしてバッファ１０Ａに正論理
又は負論理の信号を出力する。具体的には、マイコン１
０１から正論理のスイッチング制御信号Ｓ１Ａが入力さ
れ、かつ自己保護回路８Ａから過電流信号又は過熱信号
が入力されていないときのみバッファ１０Ａに正論理の
信号を出力するようになっている。

【０００８】バッファ１０Ａにはチャージポンプ１０３
により電源電圧ＶBが昇圧された駆動電圧ＶCが供給され
ており、これによりバッファ１０Ａは論理回路９Ａから
正論理の信号を入力したときこれを駆動電圧ＶCに基づ
いてレベルシフトし、半導体スイッチ５Ａのゲートに当
該半導体スイッチ５Ａをオン動作させるのに必要な電圧
を印加する。すなわちこの例の場合、論理回路９Ａから
出力された５〔Ｖ〕の正論理出力は、バッファ１０Ａに
よって１２〔Ｖ〕だけレベルシフトされて半導体スイッ
チ５Ａのゲートには１７〔Ｖ〕のオン制御電圧が印加さ
れる。因みに、この例の場合電源電圧ＶBは１２〔Ｖ〕
である。

【０００９】かくして、スイッチング部４Ａにおいて
は、スイッチング制御信号Ｓ１Ａが正論理であり、かつ
半導体スイッチ５Ａに過電流が流れたり半導体スイッチ
５Ａが過熱していないときのみ、半導体スイッチ５Ａが
オン制御されることにより、半導体スイッチ５Ａの過電
流や過熱による破損が防止される。

【００１０】また車両用電源供給装置１においては、各
オペアンプ７Ａ、……、７Ｘからの出力である電流検出
信号（電流検出電圧）Ｓ２Ａ、……、Ｓ２Ｘがマイコン
１０１に送出される。マイコン１０１には、各電線６
Ａ、……、６Ｘの損傷特性を考慮した過電流閾値データ
が格納されており、当該閾値データと電線６Ａ、……、
６Ｘから得られた電流検出信号Ｓ２Ａ、……、Ｓ２Ｘと
を比較し、電流検出信号Ｓ２Ａ、……、Ｓ２Ｘが過電流
閾値データを超えた場合にスイッチング制御信号Ｓ１
Ａ、……、Ｓ１Ｘとして負論理の信号を出力することに
より半導体スイッチ５Ａ、……、５Ｘをオフ制御する。
これにより車両用電源供給装置１においては、各電線６
Ａ、……、６Ｘの損傷を未然に防止し得るようになされ
ている。

【００１１】またマイコン１０１は上記過電流閾値デー
タを超えるような電流検出信号Ｓ２Ａ、……、Ｓ２Ｘが
入力され半導体スイッチ５Ａをオフ制御すると、これを
表す異常信号Ｓ３をインタフェース（Ｉ／Ｆ）１０２を
介して車両の所定位置に設けられた異常表示部に送出す
る。因みに、インタフェース１０２を介してマイコン１
０１に入力されている信号Ｓ１は各負荷３Ａ、……、３
Ｘに対応した操作部からのスイッチング信号を表す。

【００１２】このようにして車両用電源供給装置１は、
ヒューズを設けなくても、負荷３Ａ、……、３Ｘや電線
６Ａ、……、６Ｘにデッドショートやレアショートが発
生した場合に、スイッチング部４Ａの自己保護機能によ
り半導体スイッチ５Ａの過電流による破損を防止し得る
と共に、マイコン１０１の過電流判定処理により電線６
Ａ、……、６Ｘの損傷（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）さらには負荷３Ａ、……、３Ｘの破損を防止し
得るようになされている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
に電線を流れる電流値を検出して電線の損傷を未然に防
止するようになされた車両用電源供給装置１において
は、電流検出のためのオペアンプ７Ａ、……、７Ｘの入
力抵抗Ｒ２Ａ、Ｒ３Ａ、……、Ｒ２Ｘ、Ｒ３Ｘが各オペ
アンプ７Ａ、……、７Ｘについて２つずつ必要となるこ
とにより、抵抗素子数が多くなり、コストアップに繋が
る欠点があった。

【００１４】さらに各入力抵抗Ｒ２Ａ、Ｒ３Ａ、……、
Ｒ２Ｘ、Ｒ３Ｘの抵抗値を高精度で理想的な値に設定し
ないと、各オペアンプ７Ａ、……、７Ｘの入力抵抗の公
差の累積によりオペアンプ７Ａ、……、７Ｘの出力にば
らつきが生じることになる。すなわち電線６Ａと電線６
Ｘに同じ大きさの電流が流れているにも拘わらず、オペ
アンプ７Ａからの電流検出信号Ｓ２Ａの方がオペアンプ
７Ｘからの電流検出信号Ｓ２Ｘよりも大きくなるといっ
た場合が生じる。この結果、マイコン１０１による損傷
防止処理やスイッチング部４Ａ、……、４Ｘによる自己
保護機能が良好に働かなくなる場合がある。

【００１５】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、各電線を流れる電流の検出精度を向上させることに
より一段と良好な損傷防止処理を行うことができる簡易
な構成の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に示すように、電源部（１００）からの
電源を電線（６Ａ〜６Ｘ）を介して各負荷（３Ａ〜３
Ｘ）に供給すると共に、電線（６Ａ〜６Ｘ）に流れる電
流値を検出し当該電流値が所定値以上のとき負荷（３Ａ
〜３Ｘ）への電源供給を停止するようになされた車両用
電源供給装置（２００）において、電源部（１００）に
接続された共通電源ライン（Ｌ１）と第１の負荷（３
Ａ）及び第２の負荷（３Ｂ）とをそれぞれ接続する第１
及び第２の電線（６Ａ及び６Ｂ）と、第１及び第２の電
線（６Ａ及び６Ｂ）上にそれぞれ設けられ、閉成状態の
とき第１及び第２の電線（６Ａ及び６Ｂ）を介して第１
及び第２の負荷（３Ａ及び３Ｂ）に電源を供給する第１
及び第２のスイッチ手段（５Ａ及び５Ｂ）と、第１及び
第２の電線（６Ａ及び６Ｂ）を流れる電流値を電圧に変
換するために共通電源ライン（Ｌ１）と第１のスイッチ
手段（５Ａ）との間及び共通電源ライン（Ｌ１）と第２
のスイッチ手段（５Ｂ）との間に設けられ、それぞれ微
小な抵抗値を有する第１及び第２の電流電圧変換用抵抗
（Ｒ４Ａ及びＲ４Ｂ）と、第１の電流電圧変換用抵抗
（Ｒ４Ａ）の両端の電位差及び第２の電流電圧変換用抵
抗（Ｒ４Ｂ）の両端の電位差を増幅することによりそれ
ぞれ第１及び第２の電線（６Ａ及び６Ｂ）を流れる電流
の大きさに相当する電流検出信号（Ｓ４Ａ及びＳ４Ｂ）
を出力する第１及び第２の差動増幅回路（ＯＰＡ及びＯ
ＰＢ）と、一端が共通電源ライン（Ｌ１）に接続されて
いると共に他端が第１の差動増幅回路（ＯＰＡ）の一方
の入力端及び第２の差動増幅回路（ＯＰＢ）の一方の入
力端に共通接続されている共通入力抵抗（Ｒ０）と、一
端が第１のスイッチ手段（５Ａ）と第１の電流電圧変換
用抵抗（Ｒ４Ａ）との接続中点に接続されていると共に
他端が第１の差動増幅回路（ＯＰＡ）の他方の入力端に
接続されている第１の入力抵抗（Ｒ５Ａ）と、一端が第
２のスイッチ手段（５Ｂ）と第２の電流電圧変換用抵抗
（Ｒ４Ｂ）との接続中点に接続されていると共に他端が
第２の差動増幅回路（ＯＰＢ）の他方の入力端に接続さ
れている第２の入力抵抗（Ｒ５Ｂ）とを備えるようにす
る。

【００１７】以上の構成において、第１及び第２の差動
増幅回路（ＯＰＡ及びＯＰＢ）それぞれの一方の入力端
には共通入力抵抗（Ｒ０）を介して共通電源ライン（Ｌ
１）の電源電圧ＶBが入力されるため、各差動増幅回路
（ＯＰＡ及びＯＰＢ）の一方の入力端の電圧を共通化す
ることができる。

【００１８】この結果、従来のように第１及び第２の差
動増幅回路（ＯＰＡ及びＯＰＢ）それぞれの一方の入力
端に別々の入力抵抗を介して電圧を入力させる場合と比
較して、第１及び第２の差動増幅回路（ＯＰＡ及びＯＰ
Ｂ）の出力電圧のばらつきを低減することができるよう
になる。

【００１９】また従来のように第１及び第２の差動増幅
回路（ＯＰＡ及びＯＰＢ）それぞれの一方の入力端に別
々の入力抵抗を介して電圧を入力させる場合と比較し
て、入力抵抗の素子数を低減できることにより、構成を
簡易化し得る。例えば差動増幅回路が４つ必要であった
場合には、従来は８個必要であった入力抵抗が、５個で
済むようになる。

【００２０】かくして、入力抵抗のばらつきに起因する
電流検出信号（Ｓ４Ａ及びＳ４Ｂ）のばらつきを簡易な
構成により抑制し得ることにより、第１及び第２の電線
（６Ａ及び６Ｂ）を流れる電流の検出精度を向上させる
ことができ、当該電線の損傷を確実に防止することがで
きるようになる。

【００２１】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、第１及び第２のスイッチ手段
（５Ａ及び５Ｂ）は半導体スイッチであり、車両用電源
供給装置（２００）は、電源部（１００）の電圧（Ｖ
B）を昇圧する昇圧手段（１０３）を有し、半導体スイ
ッチ（５Ａ及び５Ｂ）の制御信号入力端に昇圧手段（１
０３）によって昇圧した電圧（ＶC）を印加することに
より半導体スイッチ（５Ａ及び５Ｂ）をオン制御すると
共に、昇圧手段（１０３）により昇圧した電圧（ＶC）
を第１及び第２の差動増幅回路（０ＰＡ及びＯＰＢ）の
駆動電圧として用いるようにした。

【００２２】以上の構成において、第１及び第２の差動
増幅回路（０ＰＡ及びＯＰＢ）は昇圧手段（１０３）に
より昇圧された電源ＶBよりも高い電圧ＶCによって駆動
されるようになる。この結果、第１及び第２の差動増幅
回路（０ＰＡ及びＯＰＢ）はダイナミックレンジの広い
電流検出信号（Ｓ４Ａ及びＳ４Ｂ）を出力することがで
きるようになる。

【００２３】因みに、第１及び第２の差動増幅回路（０
ＰＡ及びＯＰＢ）それぞれの一方の入力端には共通入力
抵抗Ｒ０を介して電源電圧ＶBが入力されているので、
例えば第１及び第２の差動増幅回路（０ＰＡ及びＯＰ
Ｂ）を電源電圧ＶBと同じ電圧で駆動した場合には、電
流検出信号（Ｓ４Ａ及びＳ４Ｂ）のダイナミックレンジ
が狭くなることにより、第１及び第２の電線（６Ａ及び
６Ｂ）を流れる電流値の検出精度が劣化する。

【００２４】さらに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、共通電源ライン（Ｌ１）、
第１及び第２のスイッチ手段（５Ａ及び５Ｂ）、第１及
び第２の電流電圧変換用抵抗（Ｒ４Ａ及びＲ４Ｂ）、第
１及び第２の差動増幅回路（０ＰＡ及びＯＰＢ）、共通
入力抵抗（Ｒ０）、第１の入力抵抗（Ｒ５Ａ）、第２の
入力抵抗（Ｒ５Ｂ）は、それぞれ一つの回路基板上で接
続されると共に、共通電源ライン（Ｌ１）と第１及び第
２のスイッチ手段（５Ａ及び５Ｂ）とは、それぞれ第１
及び第２の電流電圧変換用抵抗（Ｒ４Ａ及びＲ４Ｂ）分
の抵抗値を有するジャンパ線により接続するようにす
る。

【００２５】以上の構成において、ジャンパ線が第１及
び第２の電流電圧変換用抵抗（Ｒ４Ａ及びＲ４Ｂ）を兼
ねることになるので、実装時にわざわざ第１及び第２の
電流電圧変換用抵抗（Ｒ４Ａ及びＲ４Ｂ）を形成しなく
ても済むようになる。またジャンパ線の下方の回路基板
上に所望の配線パターンを形成することができるため、
回路基板上の配線パターンの自由度を高めることができ
ると共に、回路基板の集積度を高めることができるよう
になる。

【００２６】

【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。図５との対応部分に同一
符号を付して示す図１において、２００は全体として実
施の形態の車両用電源供給装置を示す。車両用電源供給
装置２００はジャンクションボックス２内に負荷３Ａ、
……、３Ｘに対応させて半導体スイッチ５Ａ、……、５
Ｘを含む複数のスイッチング部が設けられており、当該
半導体スイッチ５Ａ、……、５Ｘをスイッチング制御信
号Ｓ１Ａ、……、Ｓ１Ｘに基づいてオンオフ制御するこ
とにより、バッテリ等の電源部１００からの電源を電線
６Ａ、……、６Ｘを介して各負荷３Ａ、……、３Ｘに選
択的に供給するようになされている。

【００２７】ここで半導体スイッチ５Ａ、コンパレータ
１１Ａ、論理積否定回路１２Ａ、バッファ１０Ａはいわ
ゆるインテリジェントパワースイッチを構成し、同様に
半導体スイッチ５Ｂ、コンパレータ１１Ｂ、論理積否定
回路１２Ｂ、バッファ１０Ｂはインテリジェントパワー
スイッチを構成し、図５において上述したスイッチング
部４Ａと同様に半導体スイッチ５Ａ、５Ｂに過電流が流
れた場合に当該半導体スイッチ５Ａ、５Ｂをオフ制御す
ることにより半導体スイッチ５Ａ、５Ｂの破損を防止す
るようになされている。

【００２８】すなわち半導体スイッチ５Ａを含むインテ
リジェントパワースイッチでは、コンパレータ１１Ａに
オペアンプＯＰＡからの電流検出信号Ｓ４Ａ及び基準電
圧Ｖrefが入力され、コンパレータ１１Ａは電流検出信
号Ｓ４Ａの電圧レベルが基準電圧Ｖrefよりも大きいと
き正論理の信号を出力する。論理積否定回路１２Ａはコ
ンパレータ１１Ａの出力論理値を入力すると共にスイッ
チング制御信号Ｓ１Ａを入力し、その論理和否定出力を
バッファ１０Ａに出力する。バッファ１０Ａは論理回路
９Ａから正論理の信号を入力したときこれを駆動電圧Ｖ
Cに基づいてレベルシフトし、半導体スイッチ５Ａのゲ
ートに当該半導体スイッチ５Ａをオン動作させるのに必
要な電圧を印加する。

【００２９】なお図１では、半導体スイッチ５Ｃ以降に
ついては、コンパレータ１１Ａ、論理積否定回路１２
Ａ、バッファ１０Ａに相当する部分は、同様の構成なの
で点線により省略した。

【００３０】また車両用電源供給装置２００では、各電
線６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、……、６Ｘに対応して、差動増幅
手段として複数のオペアンプＯＰＡ、ＯＰＢ、ＯＰＣ、
……、ＯＰＸが設けられており、当該オペアンプＯＰＡ
〜ＯＰＸによって各電線６Ａ〜６Ｘを流れる電流値に応
じた電流検出信号Ｓ４Ａ〜Ｓ４Ｘを形成するようになさ
れている。

【００３１】この実施形態の車両用電源供給装置２００
では、電源部１００に接続された共通電源ラインＬ１に
共通抵抗Ｒ０が設けられている。この共通抵抗Ｒ０の他
端は接続端子Ｔ０を介して各オペアンプＯＰＡ、ＯＰ
Ｂ、ＯＰＣ、……、ＯＰＸの非反転入力端に共通接続さ
れている。

【００３２】また車両用電源供給装置２００では、電流
電圧変換用抵抗としてのシャント抵抗Ｒ４Ａ、Ｒ４Ｂ、
Ｒ４Ｃ、……、Ｒ４Ｘを介して共通電源ラインＬ１と各
半導体スイッチ（実施形態の場合、パワーＭＯＳ ＦＥ
Ｔ）のドレインとが接続されている。ここで各シャント
抵抗Ｒ４Ａ〜Ｒ４Ｘとしては、電圧降下をほとんど起こ
させないように抵抗値が１０〔ｍΩ〕で抵抗許容値が±
５〔％〕程度といった微小抵抗値のものが用いられてい
る。また各シャント抵抗Ｒ４Ａ〜Ｒ４Ｘは、後述するよ
うにジャンパ線となっている。

【００３３】またシャント抵抗Ｒ４Ａと半導体スイッチ
５Ａとの接続中点、シャント抵抗Ｒ４Ｂと半導体スイッ
チ５Ｂとの接続中点、シャント抵抗Ｒ４Ｃと半導体スイ
ッチ５Ｃとの接続中点、……、シャント抵抗Ｒ４Ｘと半
導体スイッチ５Ｘとの接続中点にはそれぞれオペアンプ
ＯＰＡ、ＯＰＢ、ＯＰＣ、……、ＯＰＸの入力抵抗Ｒ
５Ａ、Ｒ５Ｂ、Ｒ５Ｃ、……、Ｒ５Ｘの一端が接続され
ている。すなわち各オペアンプ ＯＰＡ、ＯＰＢ、ＯＰ
Ｃ、……、ＯＰＸの反転入力端に、それぞれ各入力抵抗
Ｒ５Ａ、Ｒ５Ｂ、Ｒ５Ｃ、……、Ｒ５Ｘの他端に接続さ
れた端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、……、ＴＸを接続すること
により、各入力抵抗Ｒ５Ａ、Ｒ５Ｂ、Ｒ５Ｃ、……、Ｒ
５Ｘが各オペアンプ ＯＰＡ、ＯＰＢ、ＯＰＣ、……、
ＯＰＸの入力抵抗として機能するようになる。

【００３４】これにより車両用電源供給装置２００にお
いては、各オペアンプＯＰＡ〜ＯＰＸの非反転入力端の
電圧値を全て同じにすることができることにより、図５
のように各オペアンプ毎にそれぞれ独立に入力抵抗を設
けた場合と比較して、当該入力抵抗の差に起因する各オ
ペアンプＯＰＡ〜ＯＰＸの出力のばらつきを低減するこ
とができるようになる。

【００３５】また各オペアンプＯＰＡ〜ＯＰＸの一方の
入力端の入力抵抗を共通化したことにより、当該入力抵
抗の素子数を低減することができるようになる。例えば
オペアンプが４つであった場合には、従来は８個必要で
あった入力抵抗を５個で済ますことができるようにな
る。

【００３６】かかる構成に加えて、この実施形態の場
合、チャージポンプ１０３によって昇圧した電圧ＶCを
各インテリジェントパワースイッチのバッファ１０Ａ、
１０Ｂ、……に供給するのに加えて、各オペアンプＯＰ
Ａ〜ＯＰＸにも供給するようになされている。各オペア
ンプＯＰＡ〜ＯＰＸは当該チャージポンプ１０３によっ
て昇圧された電源電圧ＶBよりも高い電圧ＶCを駆動電圧
として非反転入力端と反転入力端との電位差を増幅す
る。これにより各オペアンプＯＰＡ〜ＯＰＸはダイナミ
ックレンジの広い電流検出信号Ｓ４Ａ〜Ｓ４Ｘを出力す
ることができるようになる。

【００３７】すなわちこの実施形態の場合、各オペアン
プＯＰＡ〜ＯＰＸの非反転入力端には電源電圧ＶBが入
力されるため、各オペアンプＯＰＡ〜ＯＰＸの駆動電圧
をＶBにすると、出力電圧のダイナミックレンジが狭く
なってしまう。

【００３８】かくしてこの実施形態の車両用電源供給装
置２００においては、各オペアンプＯＰＡ〜ＯＰＸ間で
の入力抵抗の差に起因する出力電圧のばらつきを抑制し
得ると共に、当該出力電圧のダイナミックレンジを広く
することができる。この結果、電線６Ａ〜６Ｘを流れる
電流の大きさを良好に反映した検出精度の高い電流検出
信号Ｓ４Ａ〜Ｓ４Ｘを少ない抵抗素子数で得ることがで
きる。

【００３９】マイコン１０１には、ＭＯＳ ＦＥＴ１３
Ａ〜１３によって増幅された電流検出信号Ｓ４Ａ’〜Ｓ
４Ｘ’が入力される。ここでマイコン１０１は、図２に
示すように構成されている。マイコン１０１は各電流検
出信号Ｓ４Ａ’〜Ｓ４Ｘ’をアナログディジタル変換回
路（Ａ／Ｄ）１０５Ａ〜１０５Ｘによりディジタル信号
Ｄ１Ａ〜Ｄ１Ｘに変換した後セレクタ１０６に送出す
る。

【００４０】セレクタ１０６は入力された複数の電流検
出データＤ１Ａ〜Ｄ１ＸのうちＣＰＵ（中央処理ユニッ
ト）１０７により指定されたいずれか一つの電流検出デ
ータをＣＰＵ１０７に送出する。このときＣＰＵ１０７
は制御信号Ｓ１により電源投入開始が指定された負荷３
Ａ、３Ｂ、……、又は３Ｘ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Ｄ１Ａ、Ｄ１Ｂ、……、又
はＤ１Ｘをセレクタ１０６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。

【００４１】ここでＲＯＭ（read only memory）１０８
には、ＣＰＵ１０７が後述する損傷防止処理ルーチンを
実行するためのプログラムや、上述したセレクタ１０６
から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。またＲＯＭ１０７には、各電線６Ａ〜６
Ｘの損傷特性に応じた閾値データが格納されている。

【００４２】ここでＣＰＵ１０７は、図３に示すような
損傷防止処理ルーチンＲＴ１を実行し、各電線６Ａ〜６
Ｘに損傷が発生するような電流が流れていると判断した
場合には、半導体スイッチ５Ａ〜５Ｘをオフ制御するこ
とにより電流を遮断し及び又は所定の異常表示部（図示
せず）に損傷が生じるような電流が流れていることを表
示する。

【００４３】すなわちＣＰＵ１０７は、ＲＴ１で当該損
傷防止処理ルーチンを開始すると、続くステップＳＰ１
において検出対象の電線６Ａ、６Ｂ、……、又は６Ｘを
選択する。このときＣＰＵ１０７は電源が供給されてい
る電線が複数ある場合には、予めＲＯＭ１０８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。

【００４４】ステップＳＰ１で検出対象の電線６Ａ、６
Ｂ、……、又は６Ｘが選択されると、次にＣＰＵ１０７
はステップＳＰ２においてＲＯＭ１０９に格納されてい
る複数の閾値データのうち当該電線６Ａ、６Ｂ、……、
又は６Ｘに対応した閾値データを取り込む。

【００４５】次にＣＰＵ１０７はステップＳＰ３におい
てセレクタ１０６にセレクト信号を送出することにより
セレクタ１０６から検出対象となっている電線６Ａ、６
Ｂ、……、又は６Ｘの電流検出データＤ１Ａ、Ｄ１Ｂ、
……、又はＤ１Ｘを入力する。

【００４６】続くステップＳＰ４では、ステップＳＰ２
で取り込んだ閾値データと、ステップＳＰ３で取り込ん
だ電流値検出データＤ１Ａ、Ｄ１Ｂ、……、又はＤ１Ｘ
とを比較し、電流検出データが閾値データ未満の場合に
はこの電線には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。

【００４７】ＣＰＵ１０７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閾値データ
以上になった場合、ステップＳＰ５移る。ステップＳＰ
５では、当該電線６Ａ、６Ｂ、……、又は６Ｘに対応す
る半導体スイッチ５Ａ、５Ｂ、……、又は５Ｘをオフ制
御させるためのスイッチング制御信号Ｓ１Ａ、Ｓ１Ｂ、
……、又はＳ１Ｘを送出することにより当該電線６Ａ、
６Ｂ、……、又は６Ｘ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Ｓ３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。

【００４８】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譬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。ＣＰＵ１０７はステップＳ
Ｐ５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。

【００４９】ここで図４は、車両用電源供給装置２００
のジャンクションボックス２内に収納されている部分の
様子を簡略的に示したもので、各回路がパッケージング
されて回路基板３００上に実装されている。ここで各半
導体スイッチ５Ａ〜５Ｘ及びマイコン１０１はそれぞれ
別々にパッケージングされて回路基板３００に取り付け
られている。

【００５０】またパッケージ３０１内には、図１のジャ
ンクションボックス２内の回路のうち、半導体スイッチ
５Ａ〜５Ｘ、マイコン１０１、インタフェース１０２及
びシャント抵抗Ｒ４Ａ〜Ｒ４Ｘを除く全ての回路が収納
されている。

【００５１】ここで各半導体スイッチ５Ａ〜５Ｘのドレ
イン端子はシャント抵抗Ｒ４Ａ〜Ｒ４Ｘをジャンパ線と
して用いて共通電源ラインＬ１（バスバー）に接続され
ている。これによりジャンパ線の下方の回路基板上に所
望の配線パターンを形成することができるため、回路基
板上の配線パターンの自由度を高めることができると共
に、回路基板の集積度を高めることができるようにな
る。なお図において、Ｇはゲート端子を表し、Ｓはソー
ス端子を表す。

【００５２】なお上述の実施形態においては、スイッチ
手段として半導体スイッチを用いる場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、例えば電磁リレー等の機械
的なスイッチを用いるようにしてもよい。

【００５３】

【発明の効果】上述のように請求項１に記載の発明によ
れば、入力抵抗のばらつきに起因する電流検出信号のば
らつきを簡易な構成により抑制し得ることにより、各電
線を流れる電流の検出精度を向上させることができ、当
該電線の損傷を確実に防止することができる車両用電源
供給装置を実現できる。

【００５４】また請求項２に記載の発明によれば、ダイ
ナミックレンジの広い電流検出信号を得ることができる
ようになるので、一段と各電線を流れる電流の検出精度
を向上させることができる車両用電源供給装置を実現で
きる。

【００５５】さらに請求項３に記載の発明によれば、実
装時にわざわざ電流電圧変換用抵抗を形成しなくても済
むようになり、さらにジャンパ線の下方の回路基板上に
所望の配線パターンを形成することができるため、回路
基板上の配線パターンの自由度を高めることができると
共に、回路基板の集積度を高めることができる車両用電
源供給装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態による車両用電源供給装置の全体構
成を示す接続図である。

【図２】図１中のマイコンの構成を示すブロック図であ
る。

【図３】マイコンによる損傷防止処理ルーチンを示すフ
ローチャートである。

【図４】図１の回路を回路基板上に実装する際の実装形
態の説明に供給する略線図である。

【図５】従来の車両用電源供給装置の構成を示す接続図
である。

【符号の説明】

３Ａ、３Ｂ 第１及び第２の負荷（負荷） ５Ａ、５Ｂ 第１及び第２のスイッチ手段（半導
体スイッチ） ６Ａ、６Ｂ 第１及び第２の電線（電線） Ｒ４Ａ、Ｒ４Ｂ 第１及び第２の電流電圧変換用抵抗
（シャント抵抗） Ｒ５Ａ、Ｒ５Ｂ 第１及び第２の入力抵抗（入力抵
抗） ＯＰＡ、ＯＰＢ 第１及び第２の作動増幅回路（オペ
アンプ） Ｌ１ 共通電源ライン Ｒ０ 共通入力抵抗 １０３ 昇圧手段（チャージポンプ） Ｓ４Ａ、Ｓ４Ｂ 電流検出信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 馬場 晃 静岡県湖西市鷲津2464−48 矢崎部品株式 会社内 (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 (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源部からの電源を電線を介して各負荷
   に供給すると共に、前記電線に流れる電流値を検出し当
   該電流値が所定値以上のとき前記負荷への電源供給を停
   止するようになされた車両用電源供給装置において、 前記電源部に接続された共通電源ラインと第１の負荷及
   び第２の負荷とをそれぞれ接続する第１及び第２の電線
   と、 前記第１及び第２の電線上にそれぞれ設けられ、閉成状
   態のとき前記第１及び第２の電線を介して前記第１及び
   第２の負荷に電源を供給する第１及び第２のスイッチ手
   段と、 第１及び第２の電線を流れる電流値を電圧に変換するた
   めに前記共通電源ラインと前記第１のスイッチ手段との
   間及び前記共通電源ラインと前記第２のスイッチ手段と
   の間に設けられ、それぞれ微小な抵抗値を有する第１及
   び第２の電流電圧変換用抵抗と、 前記第１の電流電圧変換用抵抗の両端の電位差及び前記
   第２の電流電圧変換用抵抗の両端の電位差を増幅するこ
   とによりそれぞれ前記第１及び第２の電線を流れる電流
   の大きさに相当する電流検出信号を出力する第１及び第
   ２の差動増幅回路と、 一端が前記共通電源ラインに接続されていると共に他端
   が前記第１の差動増幅回路の一方の入力端及び第２の差
   動増幅回路の一方の入力端に共通接続されている共通入
   力抵抗と、 一端が前記第１のスイッチ手段と前記第１の電流電圧変
   換用抵抗との接続中点に接続されていると共に他端が前
   記第１の差動増幅回路の他方の入力端に接続されている
   第１の入力抵抗と、 一端が前記第２のスイッチ手段と前記第２の電流電圧変
   換用抵抗との接続中点に接続されていると共に他端が前
   記第２の差動増幅回路の他方の入力端に接続されている
   第２の入力抵抗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】 前記第１及び第２のスイッチ手段は半導
   体スイッチであり、前記車両用電源供給装置は、前記電
   源部の電圧を昇圧する昇圧手段を具え、前記半導体スイ
   ッチの制御信号入力端に当該昇圧手段によって昇圧した
   電圧を印加することにより前記半導体スイッチをオン制
   御すると共に、当該昇圧手段により昇圧した電圧を前記
   第１及び第２の差動増幅回路の駆動電圧として用いるよ
   うにした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】 前記共通電源ライン、前記第１及び第２
   のスイッチ手段、前記第１及び第２の電流電圧変換用抵
   抗、前記第１及び第２の差動増幅回路、前記共通入力抵
   抗、前記第１の入力抵抗、前記第２の入力抵抗は、それ
   ぞれ一つの回路基板上で接続されると共に、 前記共通電源ラインと前記第１及び第２のスイッチ手段
   とは、それぞれ前記第１及び第２の電流電圧変換用抵抗
   分の抵抗値を有するジャンパ線により接続されているこ
   とを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用電
   源供給装置。