JPH1051944A

JPH1051944A - スイッチング装置

Info

Publication number: JPH1051944A
Application number: JP8200234A
Authority: JP
Inventors: Akira Baba; 晃馬場; Hiroo Yabe; 弘男矢部; Takaaki Izawa; 崇明伊澤
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1996-07-30
Filing date: 1996-07-30
Publication date: 1998-02-20
Anticipated expiration: 2016-07-30
Also published as: JP2003209922A; JP3384522B2; US5898557A

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体スイッチやエンジンから発生する熱に
よる悪影響を簡易な構成により有効に回避する。【解決手段】半導体スイッチ１１０を流れる電流の電
流時間積に基づいて半導体スイッチをオンオフ制御して
ハーネス２００の発煙を防止しようとする場合に、ハー
ネス２００の周囲温度を検出し、この周囲温度に応じて
検出電流値を補正し、補正電流値の電流時間積と閾値デ
ータとを比較し、補正電流値の電流時間積が閾値データ
以上になったときに半導体スイッチ１１０をオフ制御す
るようにしたことにより、エンジンや半導体スイッチ１
１０から発生する熱による悪影響を有効に回避してハー
ネスの発煙を良好に防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はスイッチング装置に
関し、例えば自動車においてバッテリからの電源を選択
的に各負荷に供給するインテリジェントパワースイッチ
に適用し得る。

【０００２】

【従来の技術】従来自動車においては、イグニッション
キー、ライトスイッチ、オーディオスイッチ等の操作ス
イッチの操作に応じてバッテリからの電源を選択的に各
電気部品（以下、この電気部品を負荷と呼ぶ）に供給す
るために、多数のスイッチング回路が搭載されている。

【０００３】図１９はその概略を示すもので、バッテリ
１がジャンクションボックス（Ｊ／Ｂ）２に接続されて
いると共に、該ジャンクションボックス２には操作パネ
ル３上に配設された操作スイッチＳＷ１、ＳＷ２、……
が接続されている。ジャンクションボックス２内には操
作スイッチＳＷ１、ＳＷ２、……の数に応じたスイッチ
ング回路が収納されており、各スイッチング回路は操作
スイッチＳＷ１、ＳＷ２、……の操作に応じてバッテリ
１からの電源ラインと各負荷に繋がる電線との間の接続
をオン状態又はオフ状態とする。

【０００４】これによりバッテリ電源はジャンクション
ボックス２を介して操作スイッチＳＷ１、ＳＷ２、……
の操作に応じて各負荷に選択的に供給される。例えばヘ
ッドライトスイッチがオン操作された場合には、ジャン
クションボックス２内でバッテリ１からの電源ラインと
ヘッドライト４Ａ、４Ｂへの電線とがオン状態とされる
ことによりヘッドライト４Ａ、４Ｂに電源が供給されヘ
ッドライト４Ａ、４Ｂが点灯する。

【０００５】なおヘッドライト４Ａ、４Ｂのようにジャ
ンクションボックス２を介して直接負荷に電源が供給さ
れるものとは別に、例えばパワーウィンドを駆動するモ
ータ５Ａ、５Ｂのようにジャンクションボックス２から
出力される電源をスイッチング回路６Ａ、６Ｂを介して
供給するものもある。このスイッチング回路５Ａ、５Ｂ
は操作スイッチ７Ａ、７Ｂによってスイッチング制御さ
れる。

【０００６】実際上ジャンクションボックス２内部は、
図２０に示すように構成されている。ジャンクションボ
ックス２内には複数のリレーＬ１、Ｌ２、Ｌ３、……が
設けられており、これらのリレーＬ１、Ｌ２、Ｌ３、…
…は例えば上述したヘッドライト４Ａ、４Ｂに対応する
リレーＬ１、Ｌ２のように直接操作スイッチＳＷ１、Ｓ
Ｗ２によってオンオフが制御されて直接負荷に電流を与
えるリレーと、イグニッションスイッチ８の状態に応じ
てオンオフが制御されるリレーＬ３とがある。

【０００７】このうちリレーＬ１、Ｌ２にはバッテリか
らヒュージブルリンク（ＦＬ）９及びヒューズＦ１、Ｆ
２を介してバッテリ電源が供給される。これによりバッ
テリ１とジャンクションボックス２を接続する電源ライ
ンに許容値以上の大電流が流れた場合にはヒュージブル
リンク９が溶断し、ジャンクションボックス２と各負荷
を接続する電線（ハーネス）に許容値以上の過電流が流
れた場合にはヒューズＦ１、Ｆ２が溶断することによ
り、電源ライン全体の発煙や発火、及び負荷に過電流が
流れるのを防止し得るようになされている。同様にリレ
ーＬ３にはバッテリ１からヒュージブルリンク９を介し
てバッテリ電源が供給されていると共に、該リレーＬ３
の出力端はヒューズＦ３、Ｆ４及びリレーＬ４、Ｌ５を
介して各負荷５Ａ、５Ｂに接続されている。

【０００８】ところで、近年における半導体製造技術の
進歩に伴って、性能が良くかつ安価な半導体スイッチが
容易に手に入るようになったことにより、上述した機械
接点によって動作するリレーＬ１、Ｌ２、……に代えて
半導体スイッチを用いたスイッチング回路が提案されて
いる。

【０００９】この種のスイッチング回路は、一般に半導
体スイッチを過電流や過熱から保護する保護機能を持っ
ており、半導体スイッチに定格電流以上の電流が流れる
ような場合または半導体スイッチが規定以上の温度まで
上昇した場合に、半導体スイッチングを強制的にオフ制
御することにより半導体スイッチを保護するようになさ
れている。

【００１０】図２１に、この半導体スイッチを用いたス
イッチング回路の一例としてインテリジェントパワース
イッチと呼ばれるスイッチング回路３０を示す。スイッ
チング回路３０は上述した各リレーＬ１、Ｌ２、……に
代えて該各リレーＬ１、Ｌ２、……の位置に接続され
る。例えばスイッチング回路３０がリレーＬ１に代えて
接続された場合について説明すると、電源入力端子１２
にはヒューズＦ１（図２０）が接続され、出力端子１３
には負荷４Ａが接続される。また制御信号入力端子１４
には操作スイッチＳＷ１が接続される。なおスイッチン
グ回路３０の場合には、実際上操作スイッチＳＷ１がオ
ン操作されると制御信号入力端子１４には操作スイッチ
ＳＷ１からオン制御信号として例えば５〔Ｖ〕の制御電
圧Ｖ_INを供給し、操作スイッチＳＷ１がオフ操作される
と制御電圧Ｖ_INを供給しないような制御電圧発生部（図
示せず）が操作スイッチＳＷ１と制御信号入力端子１４
の間に配設される。

【００１１】このスイッチング回路３０は、半導体スイ
ッチからの出力電圧値Ｖ_OUTに基づいてスイッチング回
路３０の異常を外部に知らせるための異常信号出力部４
１を有する。異常信号出力部４１は、図１９に示すよう
に、ＣＰＵ（中央処理ユニット）４２を介して異常表示
部４３に接続されており、半導体スイッチ（π−ＭＯ
Ｓ）３２に過電圧の電源電圧が印加されたり、過電流が
流れたり、または過熱した場合に、スイッチング回路３
０の保護機能が働いて半導体スイッチ３２が強制的にオ
フ制御されると、これを検出して異常信号をＣＰＵ４２
に送出する。そしてＣＰＵ４２はこの異常信号に基づい
てどのスイッチング回路３０にどのような異常が発生し
たかを判断し、その結果を異常表示部４３に表示させ
る。

【００１２】以下、このインテリジェントパワースイッ
チ構成でなるスイッチング回路３０の構成を説明する。
スイッチング回路３０はヒューズＦ１（図１９）に接続
された入力端子１２を介して電源電圧Ｖ_BをπＭＯＳＦ
ＥＴ３２に与えると共に、このπＭＯＳＦＥＴ３２の
オンオフ制御をドライバ３３によって行う。

【００１３】またスイッチング回路３０には、電源電圧
Ｖ_Bが過電圧である場合にこれを検出する過電圧検出回
路３４と、πＭＯＳＦＥＴ３２のドレイン−ソース間
に流れる電流値に基づく電圧値を基準電圧発生回路３３
Ａからの基準電圧Ｖref と比較することにより過電流を
検出する過電流検出回路３５と、πＭＯＳＦＥＴ３２
の近傍に設けられた温度センサ（図示せず）により得ら
れる温度電圧値Ｖ_Tを基準電圧Ｖref と比較することに
よりπＭＯＳＦＥＴ３２の過熱を検出する過熱検出回
路３６とが設けられ、これら各検出回路３４、３５、３
６の検出結果が論理和否定回路３７に入力される。また
論理和否定回路３７には制御電圧Ｖ_INがインバータ３８
を介して入力される。

【００１４】論理和否定回路３７の出力はドライバ３３
及びチャージポンプ３９に与えられる。チャージポンプ
３９は論理和否定回路３７の出力が正論理のときだけ動
作し、レギュレータ４０によって安定化された電源電圧
Ｖ_DDの電圧を上昇させることによりπＭＯＳＦＥＴ３
２をオン動作させるのに必要な駆動電圧を生成し、これ
をドライバ３３に供給する。ドライバ３３は論理和否定
回路３７の出力が正論理である場合にはチャージポンプ
３９により形成された駆動電圧をπＭＯＳＦＥＴ３２
のゲートに印加することによりπＭＯＳＦＥＴ３２を
オン動作させ、一方論理和否定回路３７の出力が負論理
である場合にはπＭＯＳＦＥＴ３２のゲートには上記
駆動電圧を印加せずにπＭＯＳＦＥＴ３２をオフ動作
させる。

【００１５】またスイッチング回路３０では、出力電圧
Ｖ_OUTをインバータ４４を介して異常信号出力部４１に
供給する。異常信号出力部４１はｎチャンネルＭＯＳ
ＦＥＴ４１Ａを有し、πＭＯＳＦＥＴ３２がオン制御
され出力電圧Ｖ_OUTが高電圧となっている場合にはＭＯ
ＳＦＥＴ４１Ａはオフ動作する。これに対してπＭＯ
ＳＦＥＴ３２がオフ制御され出力電圧Ｖ_OUTが低電圧と
なっている場合にはＭＯＳＦＥＴ４１Ａはオン動作す
る。またＭＯＳＦＥＴ４１Ａのドレイン端子４１Ｂは
プルアップされている。

【００１６】従ってＣＰＵ４２（図１９）では、ＭＯＳ
ＦＥＴ４１Ａのドレイン端子４１Ｂ及びソース端子４
１Ｃ間に電位差がない場合にはスイッチング回路３０に
は保護機能が働いていない（すなわち異常無し）と判断
でき、これに対してドレイン端子４１Ｂ及びソース端子
４１Ｃ間に電位差がある場合にはスイッチング回路３０
には保護機能が働いている（すなわち異常有り）と判断
できる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したス
イッチング回路３０では、過熱検出回路３６を設けるこ
とにより半導体スイッチ（πＭＯＳＦＥＴ３２）の熱
破壊を防止するようになされているが、半導体スイッチ
から発生する熱による悪影響は半導体スイッチの熱破壊
に限らず多岐に及び、従来のこの種のスイッチング回路
ではその対策が不十分であるためにこの熱が原因となっ
て種々の不都合が生じていた。

【００１８】例えば、上述した半導体スイッチの過電流
保護機能及び過熱保護機能を有するスイッチング回路
に、さらに、半導体スイッチと負荷とを接続する電線
（ハーネス）の発煙防止機能を加えたスイッチング装置
が提案されている（例えば特願平８−１４９６２３号参
照）。このスイッチング装置は、半導体スイッチを流れ
る電流値を検出し、この電流値をマイコン（マイクロコ
ンピュータ）により時間的要素も含めて監視し、ハーネ
スが発煙するような電流が流れた場合に半導体スイッチ
をオフ制御することにより、半導体スイッチの前段にヒ
ューズを設けなくてもハーネスの発煙を防止できるよう
になされている。

【００１９】しかしながらこの種のスイッチング装置で
は、半導体スイッチから発生する熱や周囲温度に応じて
変化するハーネスの発煙特性を考慮していないために、
ハーネスが発煙するにはまだ余裕があるのに半導体スイ
ッチをオフ制御してしまったり、これとは逆にハーネス
が発煙するおそれのある電流が流れているにも拘わらず
半導体スイッチをオフ制御できないという不都合が生じ
る場合がある。

【００２０】また上述したようなスイッチング回路３０
では、半導体スイッチ３２の温度が急激に上昇して過熱
検出回路３６の温度閾値以上になるような場合には過熱
保護が有効に働いて半導体スイッチ３２を過熱から保護
することができるが、半導体スイッチ３２の温度が温度
閾値よりも僅かに低い状態を維持した場合（例えば温度
閾値が150[℃]に設定されている場合に半導体スイッチ
３２が長時間に亘って140[℃]の温度を維持した場合な
ど）には、半導体スイッチ３２の性能が徐々に劣化して
いく問題がある。

【００２１】またこのように半導体スイッチ３２が比較
的高温の状態を維持した場合には、その熱が半導体スイ
ッチ３２以外の回路部分にまで伝導することになり、そ
の結果、実質的に半導体スイッチ３２のオンオフを制御
する機能を果たす回路部分（図２１におけるドライバ３
３、過電流検出回路３４、過電流検出回路３５等（以下
この回路部分を半導体スイッチを過電流や過熱から保護
する機能を有するので保護回路と呼ぶ。））の温度が上
昇することにより、該保護回路の動作が劣化したり、さ
らには誤動作したりする可能性が生じる。このように保
護回路の性能が劣化するということは、そのスイッチン
グ回路から電源の供給を受ける負荷の誤動作に直接つな
がるため、そのスイッチング回路を用いた装置全体の信
頼性を低下させる問題があった。

【００２２】また複数のスイッチング回路３０がジャン
クションボックス内に収納されている場合には、あるス
イッチング回路３０の半導体スイッチ３２の温度上昇が
他のスイッチング回路３２に悪影響を及ぼす場合もあ
る。さらにジャンクションボックスは、一般に車両のエ
ンジンルーム近傍に配置されているので、エンジンで発
生した熱がジャンクションボックス内まで伝導し、スイ
ッチング回路３０から発生する熱との相乗効果によりス
イッチング回路３０の性能を低下させるおそれもある。

【００２３】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、半導体スイッチやエンジンから発生する熱による種
々の悪影響を簡易な構成により有効に回避することがで
きるスイッチング装置を提案しようとするものである。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明により成された請求項１に記載のスイッチング装
置は、図１の基本構成図に示すように、制御信号入力端
子への制御信号の入力に応じてオンされて電源を出力端
子に接続された負荷５３に供給する半導体スイッチ１１
０と、半導体スイッチ１１０と負荷５３とを接続する電
線２００の周囲の温度を検出する温度検出手段１１１
と、半導体スイッチ１１０に流れる電流Ｉ0の大きさを
検出する電流検出手段５８と、電線２００の発煙特性を
考慮した閾値データＡＲが格納されたデータ格納手段６
０Ｄと、温度検出手段１１１により得られた温度検出結
果に応じて電流検出手段５８により得られた電流値を補
正する補正手段６０Ｃと、補正電流の電流時間積と閾値
データＡＲを比較監視し、電流時間積が閾値データＡＲ
以上になったとき、半導体スイッチ１１０の制御信号入
力端子に信号を出力して半導体スイッチ１１０をオフ制
御する制御手段６０Ｃとを備えるようにした。

【００２５】以上の構成において、電流検出手段５８に
より得られた電流値をそのまま用いてその電流時間積と
閾値データＡＲとを比較し、電流時間積が閾値データＡ
Ｒ以上になったとき半導体スイッチ１１０をオフ制御し
たのでは、電線２００の周囲温度の変化に応じて変化す
る電線２００の発煙特性に適合した発煙防止処理を実現
できなくなるので、検出電流値を電線２００の周囲温度
に応じて補正し、補正電流の電流時間積と閾値データＡ
Ｒを比較監視し、電流時間積が閾値データＡＲ以上にな
ったとき半導体スイッチ１１０をオフ制御する。この結
果、電線２００の周囲温度の変化に応じて変化する電線
２００の発煙特性に適合した発煙防止処理を行うことが
できる。

【００２６】また請求項２に記載のスイッチング装置
は、補正手段６０Ｃは、温度検出手段１１１により高い
周囲温度が検出されるほど、電流値を高い値に補正する
ようにする。

【００２７】以上の構成において、電線２００は同じ大
きさの電流Ｉ0が流れるのであれば周囲温度が高いほど
発煙しやすくなるので、電線２００の周囲温度が高いほ
ど電流値を高い値に補正する。この結果、補正電流の電
流時間積も周囲温度が高いほど大きな値となるので、制
御手段６０Ｃによって半導体スイッチ１１０はオフ制御
されやすくなり、周囲温度が高くなったときの発煙が防
止される。

【００２８】また請求項３に記載のスイッチング装置
は、図２の基本構成図に示すように、制御信号入力端子
への制御信号の入力に応じてオンされて電源５２を出力
端子に接続された負荷５３に供給する半導体スイッチ１
１０と、半導体スイッチ１１０と負荷５３とを接続する
電線２００の周囲の温度を検出する温度検出手段１１１
と、半導体スイッチ１１０に流れる電流Ｉ0の大きさを
検出する電流検出手段５８と、半導体スイッチ１１０と
負荷５３とを接続する電線２００の発煙特性を考慮した
閾値データＡＲが格納されたデータ格納手段６０Ｄと、
電流検出手段５８により得られた電流の電流時間積と閾
値データＡＲを比較監視し、該電流時間積が閾値データ
ＡＲ以上になったとき、半導体スイッチ１１０の制御信
号入力端子に信号を出力して半導体スイッチ１１０をオ
フ制御する制御手段６０Ｃと、温度検出手段１１１によ
り得られた温度検出結果に応じて制御手段６０Ｃが比較
監視する電流時間積又は閾値データＡＲの値を補正する
補正手段とを備えるようにした。

【００２９】以上の構成において、単に、電流検出手段
５８により得られた電流値の電流時間積と閾値データＡ
Ｒとを比較し、電流時間積が閾値データＡＲ以上になっ
たとき半導体スイッチ１１０をオフ制御したのでは、電
線２００の周囲温度の変化に応じて変化する電線２００
の発煙特性に適合した発煙防止処理ができないので、補
正手段によって、温度検出手段１１１により得られた電
線２００の周囲温度に応じて電流時間積又は閾値データ
ＡＲの値を補正し、制御手段６０Ｃによって、補正され
た電流時間積又は補正された閾値データに基づいて半導
体スイッチ１１０のオンオフを制御する。この結果、電
線２００の周囲温度の変化に応じて変化する電線２００
の発煙特性に適合した発煙防止処理を行うことができ
る。

【００３０】また請求項４に記載のスイッチング装置
は、補正手段は、温度検出手段１１１により高い周囲温
度が検出されるほど、電流時間積を高い値に補正し、又
は閾値データＡＲを低い値に補正するようにする。

【００３１】以上の構成において、電線２００は周囲温
度が高いほど発煙しやすくなるので、電線２００の周囲
温度が高いほど電流時間積を高い値に補正し、又は閾値
データＡＲを低い値に補正する。この結果、制御手段６
０Ｃによって、電線２００の周囲温度が高いほど半導体
スイッチ１１０はオフ制御されやすくなり、周囲温度が
高くなったときの発煙が防止される。

【００３２】また請求項５に記載のスイッチング装置
は、図３の基本構成図に示すように、制御信号入力端子
への制御信号の入力に応じてオンされて電源５２を出力
端子に接続された負荷５３に供給する半導体スイッチ１
１０と、半導体スイッチ１１０と負荷５３とを接続する
電線２００の周囲の温度を検出する温度検出手段１１１
と、半導体スイッチ１１０に流れる電流Ｉ0の大きさを
検出する電流検出手段５８と、複数の周囲温度ごとに電
線２００の発煙特性を考慮して選定された複数の閾値デ
ータＡＲ１〜ＡＲＮが格納されたデータ格納手段６０Ｄ
と、複数の閾値データＡＲ１〜ＡＲＮのうち温度検出手
段１１１による検出結果に応じた閾値データをデータ格
納手段６０Ｄから読み出し、該閾値データと電流検出手
段５８により得られた電流の電流時間積とを比較監視
し、電流時間積が閾値データ以上になったとき、半導体
スイッチ１１０の制御信号入力端子に信号を出力して半
導体スイッチ１１０をオフ制御する制御手段６０Ｃとを
備えるようにする。

【００３３】以上の構成において、電線２００の発煙特
性はその周囲温度に応じて変化するので、データ格納手
段６０Ｄに複数の周囲温度ごとに電線２００の発煙特性
を考慮して選定された複数の閾値データＡＲ１〜ＡＲＮ
を予め用意しておき、制御手段６０Ｃによって、周囲温
度に応じた閾値データと電流時間積との比較を行って半
導体スイッチ１１０のオンオフを制御する。この結果、
電線２００の周囲温度の変化に応じて変化する電線２０
０の発煙特性に適合した発煙防止処理を行うことができ
る。

【００３４】また請求項６に記載のスイッチング装置
は、温度検出手段１１１は、半導体スイッチ１１０の温
度を検出するために半導体スイッチ１１０の近傍に設け
られた温度センサであり、半導体スイッチ１１０がオフ
制御されているときの該温度センサから得られた温度検
出結果に基づいて電線２００の周囲温度を求めるように
する。

【００３５】以上の構成において、一般に半導体スイッ
チ１１０の近傍には半導体スイッチ１１０の発熱を監視
するための温度センサが設けられているのでこの温度セ
ンサを有効に用いて電線２００の周囲温度を検出する。
この結果、電線２００の周囲温度を検出するための新た
な温度センサを設ける必要がないので部品点数を増加さ
せずに電線２００の周囲温度を検出することができる。
またこのとき半導体スイッチ１１０がオン制御されてい
ると温度センサから得られる検出温度はその半導体スイ
ッチ１１０の発熱のみを反映したものとなってしまうの
で、半導体スイッチ１１０がオフされているときの温度
センサからの検出結果に基づいて電線２００の周囲温度
を求めるようしている。

【００３６】また請求項７に記載のスイッチング装置
は、請求項１乃至請求項６の構成に加えて、さらに電流
検出手段５８により得られた電流値がある電流値以上に
なったとき、半導体スイッチ１１０の制御信号入力端子
に信号を出力して半導体スイッチ１１０をオフ制御する
ことにより、半導体スイッチ１１０を過電流から保護す
る過電流保護手段７１を備えるようにする。

【００３７】以上の構成において、電線２００の発煙を
防止できるのに加えて、半導体スイッチ１１０が破損し
てしまうような突発的な大電流が流れた場合には、過電
流保護手段７１によって半導体スイッチ１１０がオフ制
御されるので、半導体スイッチ１１０の過電流による破
損が防止される。

【００３８】また請求項８に記載のスイッチング装置
は、請求項１乃至請求項７の構成に加えて、さらに、半
導体スイッチ１１０の温度を検出する第２の温度検出手
段１１１と、該第２の温度検出手段１１１により検出さ
れた温度がある温度以上になったとき、半導体スイッチ
１１０の制御信号入力端子に信号を出力して半導体スイ
ッチ１１０をオフ制御することにより、半導体スイッチ
１１０を過熱から保護する過熱保護手段７３を備えるよ
うにする。

【００３９】以上の構成において、電線２００の発煙を
防止できるのに加えて、半導体スイッチ１１０の温度が
ある温度以上まで上昇した場合には、過熱保護手段７３
によって半導体スイッチ１１０がオフ制御されるので、
半導体スイッチ１１０の過熱による熱破壊が防止され
る。

【００４０】また請求項９に記載のスイッチング装置
は、図４の基本構成図に示すように、制御信号入力端子
への制御信号の入力に応じてオンされて電源５２を出力
端子に接続された負荷５３に供給する半導体スイッチ１
１０と、半導体スイッチ１１０の周囲温度を検出する温
度検出手段１１１と、周囲温度がある温度以上になった
とき、半導体スイッチ１１０の制御信号入力端子に信号
を出力して半導体スイッチ１１０をオフ制御する制御手
段２６０Ｃとを備えるようにする。

【００４１】以上の構成において、半導体スイッチ１１
０から発生する熱により半導体スイッチ１１０の周囲温
度が上昇すると制御手段２６０Ｃによって半導体スイッ
チ１１０がオフされることにより、半導体スイッチ１１
０の周囲温度の上昇が抑制される。この結果、半導体ス
イッチ１１０の周囲に設けられた電気回路への熱による
悪影響が回避される。

【００４２】また請求項１０に記載のスイッチング装置
は、請求項９のスイッチング装置は、半導体スイッチ１
１０が過熱した場合及び半導体スイッチ１１０に過電流
が流れた場合に制御信号入力端子に半導体スイッチ１１
０をオフさせる制御信号を出力することにより、半導体
スイッチ１１０を過熱及び過電流から保護する保護回路
５５を有するスイッチング装置でなり、温度検出手段１
１１として、半導体スイッチ１１０の過熱を検出するた
めに半導体スイッチ１１０に対応して半導体スイッチ１
１０の近傍に設けられている温度センサを用い、制御手
段２６０Ｃは、半導体スイッチ１１０がオフ制御されて
いるときに温度センサから得られる温度検出結果を周囲
温度として用いるようにする。

【００４３】以上の構成において、半導体スイッチ１１
０を過熱及び過電流から保護する保護回路５５を有する
スイッチング装置では半導体スイッチ１１０の近傍に半
導体スイッチ１１０の温度を検出するための温度センサ
が設けられているのでこの温度センサを有効に用いて半
導体スイッチ１１０の周囲温度を検出する。この結果、
半導体スイッチ１１０の周囲温度を検出するための新た
な温度センサを設ける必要がないので部品点数を増加さ
せずに半導体スイッチ１１０の周囲温度を検出すること
ができる。またこのとき半導体スイッチ１１０がオン制
御されていると温度センサから得られる検出温度はその
半導体スイッチ１１０の発熱のみを反映したものとなっ
てしまうので、半導体スイッチ１１０がオフされている
ときの温度センサからの検出結果に基づいて半導体スイ
ッチ１１０の周囲温度を求めるようしている。

【００４４】また請求項１１に記載のスイッチング装置
は、図４の基本構成図に示すように、制御信号入力端子
への制御信号の入力に応じてオンされて電源５２を出力
端子に接続された負荷５３に供給する半導体スイッチ１
１０と、半導体スイッチ１１０が過熱した場合に制御信
号入力端子に半導体スイッチ１１０をオフさせる制御信
号を出力することにより半導体スイッチ１１０を過熱か
ら保護する過熱保護回路５５とを有するスイッチング装
置において、半導体スイッチ１１０の温度を検出する温
度検出手段１１１と、検出温度を監視し、検出温度が過
熱保護回路５５により半導体スイッチ１１０がオフ制御
される温度よりも低くかつある温度よりも高い温度が継
続して所定期間以上続いた場合に半導体スイッチ１１０
の制御信号入力端子に信号を出力して半導体スイッチ１
１０をオフ制御する制御手段２６０Ｃとを備えるように
する。

【００４５】以上の構成において、半導体スイッチ１１
０は保護回路５５によって過熱による熱破壊が回避され
る。一方、半導体スイッチ１１０の温度が保護回路５５
による温度閾値よりも僅かに低い状態で所定期間以上維
持された場合は制御手段２６０Ｃによって半導体スイッ
チ１１０がオフ制御される。この結果、半導体スイッチ
１１０が長時間高温状態を維持することによる該半導体
スイッチ１１０の著しい劣化や該半導体スイッチ１１０
の周囲温度の上昇が回避される。

【００４６】また請求項１２に記載のスイッチング装置
は、温度検出手段１１１は、半導体スイッチ１１０が形
成されている半導体チップと同一の半導体チップ上に形
成されているようにする。

【００４７】以上の構成において、温度検出手段１１１
は半導体スイッチ１１０と同一の半導体チップ上に形成
されているので、半導体スイッチ１１０の温度を正確に
検出することができる。

【００４８】また請求項１３に記載のスイッチング装置
は、図５の基本構成図に示すように、それぞれ制御信号
入力端子への制御信号の入力に応じてオンされて電源５
２を出力端子に接続された各負荷５３Ａ〜５３Ｘに供給
する複数の半導体スイッチ１１０と、各半導体スイッチ
１１０に対応して設けられ、半導体スイッチ１１０が過
熱した場合及び半導体スイッチ１１０に過電流が流れた
場合に制御信号入力端子に半導体スイッチ１１０をオフ
させる制御信号を出力することにより半導体スイッチ１
１０を過熱及び過電流から保護する複数の保護回路５５
Ａ〜５５Ｘとが一つの収納部５１に収納されたスイッチ
ング装置において、収納部５１内の温度を検出する温度
検出手段１１１と、温度検出手段１１１により得られた
温度検出結果が所定値以上になったとき、制御信号入力
端子に半導体スイッチ１１０をオフさせる制御信号を出
力する制御手段２６０Ｃとを備えるようにする。

【００４９】以上の構成において、各半導体スイッチ１
１０はそれぞれに対応した保護回路５５Ａ〜５５Ｘによ
って過熱及び過電流による破壊が回避される。一方、半
導体スイッチ１１０の温度が保護回路５５Ａ〜５５Ｘに
よる温度閾値よりも僅かに低い状態で長時間維持された
場合や、同時に多数の半導体スイッチ１１０がオン制御
された場合等には、収納部内の温度が上昇することによ
り、収納部５１内の半導体スイッチ１１０、保護回路５
５Ａ〜５５Ｘ及びそれ以外の回路に悪影響を及ぼすこと
になる。このような場合、このスイッチング装置では、
制御手段２６０Ｃによって半導体スイッチ１１０をオフ
制御する。この結果、収納部５１内のそれ以上の温度上
昇は回避され、熱による悪影響も回避される。

【００５０】また請求項１４に記載のスイッチング装置
は、温度検出手段１１１として、各半導体スイッチ１１
０の過熱を検出するために各半導体スイッチ１１０に対
応して各半導体スイッチ１１０の近傍に設けられている
温度センサを用い、制御手段２６０Ｃは、各半導体スイ
ッチ１１０に対応して設けられた複数の温度センサのう
ち、現在オフ制御されている半導体スイッチ１１０に対
応する温度センサ又は最も温度の低い温度検出結果が得
られている温度センサからの温度検出結果を用いて閾値
判定を行うようにする。

【００５１】以上の構成において、半導体スイッチ１１
０の周囲温度を、元々半導体スイッチ１１０の過熱保護
のために半導体スイッチ１１０の近傍に設けられている
温度センサにより検出したことにより、周囲温度を検出
するための温度センサを新たに設ける必要が無くなる。
また半導体スイッチ１１０がオフ制御されているときの
温度センサの温度を周囲温度としたことにより半導体ス
イッチ１１０の発熱による温度を除外した正確な収納部
５１内の内部温度を検出することができる。

【００５２】また請求項１５に記載のスイッチング装置
は、温度センサは半導体スイッチ１１０が形成されてい
る半導体チップと同一の半導体チップ上に形成されてい
るようにする。

【００５３】以上の構成において、温度検出手段１１１
は半導体スイッチ１１０と同一の半導体チップ上に形成
されているので、半導体スイッチ１１０の温度を正確に
検出することができる。

【００５４】また請求項１６に記載のスイッチング装置
は、収納部５１は車両に設けられたジャンクションボッ
クスであるようにする。

【００５５】以上の構成において、ジャンクションボッ
クスは車両のエンジンの近傍など発熱部の近くに配置さ
れる場合が多いので、半導体スイッチ１１０の発熱以外
にもその外部の発熱が原因で内部の温度が上昇する場合
が多い。従って、このような熱による悪影響が甚だしい
ジャンクションボックスに請求項１３、請求項１４又は
請求項１５のスイッチング装置を用いれば、熱による悪
影響を回避する点に関し、一段と顕著な効果を得ること
ができる。

【００５６】

【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）第１の実施形態（１−１）スイッチング装置の概略構成図６において、５０は本発明によるスイッチング装置の
概略構成を示し、車両のジャンクションボックス（Ｊ／
Ｂ）５１内に設けられている。スイッチング装置５０
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５２からの電源電圧を各負荷５３Ａ〜
５３Ｘに選択的に供給する複数の半導体スイッチ部５４
Ａ〜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複数
の保護回路５５Ａ〜５５Ｘとを有する。

【００５７】スイッチング装置５０のインタフェース
（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Ｓ１（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。

【００５８】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、対応する保護回路５５Ａ、５５Ｂ、５５
Ｃ、……、５５Ｘに送出する。ここで例えば保護回路５
５Ａ、半導体スイッチ部５４Ａ及びシャント抵抗５８Ａ
は負荷５３Ａに対応して設けられており、同様に保護回
路５５Ｘ、半導体スイッチ部５４Ｘ及びシャント抵抗５
８Ｘは負荷５３Ｘに対応して設けられている。

【００５９】ここでマイコン６０、保護回路５５Ａ、半
導体スイッチ部５４Ａ、シャント抵抗５８Ａ及び負荷５
３Ａの関係は、マイコン６０、保護回路５５Ｂ〜５５
Ｘ、半導体スイッチ部５４Ｂ〜５４Ｘ、シャント抵抗５
８Ｂ〜５８Ｘ及び負荷５３Ｂ〜５３Ｘの関係と同様なの
で、以下の説明ではマイコン６０、保護回路５５Ａ、半
導体スイッチ部５４Ａ、シャント抵抗５８Ａ及び負荷５
３Ａの関係のみを説明する。

【００６０】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。

【００６１】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。

【００６２】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。

【００６３】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
チを流れ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。

【００６４】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。

【００６５】保護回路５５Ａはシャント抵抗５８Ａ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に送出すると共に、半導体スイッチ部５４Ａ
の温度検出回路から得られる温度情報ＶTを温度検出信
号Ｓ３Ａとしてマイコン６０に送出する。

【００６６】マイコン６０は電流検出信号Ｓ２Ａに基づ
いて半導体スイッチを流れる電流の電流特性を時間要素
も含めて監視することにより、電線２００Ａにハーネス
２００が発煙するおそれのある電流が流れているか否か
を判断する。そしてその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
することによりそのことを例えばインジケータランプ等
でなる異常表示部（図示せず）に通知する。

【００６７】このときマイコン６０は、この発煙防止処
理を、電流検出信号Ｓ２Ａに加えて温度検出信号Ｓ３Ａ
をも考慮して行う。これにより、ハーネス２００が発煙
するにはまだ余裕があるのに半導体スイッチをオフ制御
してしまったり、これとは逆にハーネス２００が発煙す
るおそれのある電流が流れているにも拘わらず半導体ス
イッチをオフ制御できないといった不都合をなくしてハ
ーネス２００の発煙を良好に防止することができるよう
になされている。

【００６８】（１−２）スイッチング装置の詳細構成（１−２−１）半導体スイッチ部及び保護回路の構成次にこの実施形態でのスイッチング装置５０の半導体ス
イッチ部５４Ａ〜５４Ｘ及び保護回路５５Ａ〜５５Ｘの
詳細構成を、図７を用いて説明する。図７では、図６中
の複数の保護回路５５Ａ〜５５Ｘ、複数の半導体スイッ
チ部５４Ａ〜５４Ｘ、複数のシャント抵抗５８Ａ〜５８
Ｘ及び複数の負荷５３Ａ〜５３Ｘのうち、負荷５３Ａに
対応した保護回路５５Ａ、半導体スイッチ部５４Ａ、シ
ャント抵抗５８Ａを他を代表して説明する。

【００６９】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
れ別半導体チップ上に形成されている。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ＭＯＳＦＥＴ１１０が形成されていると
共に、該半導体スイッチの温度、該半導体スイッチの周
囲温度及び電線２００Ａの周囲温度を検出するための温
度検出手段として温度検出回路１１１が形成されてい
る。

【００７０】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ＭＯＳＦＥ
Ｔ１１０を流れる電流値Ｉ0 を検出する電流検出回路７
０と、電流検出回路７０から得られた電流に応じた電圧
値とＭＯＳＦＥＴ１１０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ＭＯＳＦＥＴ１１０に該Ｍ
ＯＳＦＥＴ１１０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ＭＯＳＦＥＴ１１０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ＭＯＳＦＥＴ１１０の温度に応じた検出電圧
（図６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ＭＯＳＦＥＴ１１０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ＭＯＳＦＥＴ１１０のゲー
ト電圧を強制的に降下させてＭＯＳＦＥＴ１１０をオ
フ動作させる過熱防止回路７４と、温度検出回路１１１
を構成するダイオードの両端の電位差を増幅することに
より温度検出信号Ｓ３Ａを形成する温度信号形成回路２
１０とにより構成されている。

【００７１】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の一端の電圧を入力端子１０５、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端子
１０６、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、ＭＯ
ＳＦＥＴ１１０からの出力電流値Ｉ0 に応じた電圧値
を出力し得るようになされている。この電流検出回路７
０の検出電圧（すなわち電流検出信号Ｓ２Ａ）は出力端
子１０７を介してマイコン６０に送出される。

【００７２】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ＭＯＳＦＥＴ１１０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ＭＯＳＦ
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ＭＯＳＦＥＴ１１０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。

【００７３】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
ＯＳＦＥＴ１１０のゲートに供給される。

【００７４】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。

【００７５】このように論理積回路７２は、過電流検出
回路７１によってＭＯＳＦＥＴ１１０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ＭＯＳＦＥＴ１１０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。

【００７６】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ＭＯＳＦＥＴ１１０のゲートに
は該ＭＯＳＦＥＴ１１０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。

【００７７】従って、インバータ出力が正論理の場合に
はＭＯＳＦＥＴ１１０のゲートには１７〔Ｖ〕の電圧
が印加されるためＭＯＳＦＥＴ１１０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ＭＯＳＦＥＴ１
１０はオフ動作する。なおＭＯＳＦＥＴ１１０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ＭＯＳＦＥＴ１１０の損傷を防止する
ことができる。

【００７８】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。

【００７９】従って過熱検出回路７３では、ＭＯＳＦ
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
ＭＯＳＦＥＴ１１０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。

【００８０】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ＭＯＳＦＥＴ１１０のゲート
電圧を変化させてパワーＭＯＳＦＥＴ１１０をオンオ
フ制御するＭＯＳＦＥＴ８９とにより構成されてい
る。

【００８１】因みに、パワーＭＯＳＦＥＴ１１０とＭ
ＯＳＦＥＴ８９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ＭＯＳＦＥＴ８９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
ＭＯＳＦＥＴ１１０を「１」とするとＭＯＳＦＥＴ８
９はその「１/1000」程度である。

【００８２】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。

【００８３】ここでＪＫフリップフロップ８８の動作
を、図８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８（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
８（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。

【００８４】この状態において、時点ｔ2 でＭＯＳＦ
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８（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８（Ｄ））。

【００８５】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ＭＯＳＦＥＴ１１０が所定温度以上に
なると次にＭＯＳＦＥＴ１１０をオン制御させるため
の制御信号Ｓ１Aが到来するまでＭＯＳＦＥＴ１１０を
オフさせ続けるのは次の理由による。

【００８６】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ＭＯＳＦＥＴ１
１０のオンオフを制御しようとすると、ＭＯＳＦＥＴ
１１０が所定温度以上になりＭＯＳＦＥＴ１１０をオ
フ制御すると間もなくＭＯＳＦＥＴ１１０の温度が下
がるのでＭＯＳＦＥＴ１１０がオン制御される。そし
て再びＭＯＳＦＥＴ１１０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ＭＯＳＦＥＴ１１０をオン状態に復
帰させるようになっている。

【００８７】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ＭＯＳＦＥＴ８９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ＭＯＳＦＥＴ８９のゲートには１７〔Ｖ〕の電圧
が印加されるためＭＯＳＦＥＴ８９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ＭＯＳＦＥＴ８９のゲートには接地電位しか印加さ
れないのでＭＯＳＦＥＴ８９はオフ状態となる。

【００８８】ここでＭＯＳＦＥＴ８９がオン状態とさ
れたときにはＭＯＳＦＥＴ１１０のゲートは接地電位
となる結果、ＭＯＳＦＥＴ１１０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ＭＯＳＦＥＴ８９がオフ状態とされたとき
にはＭＯＳＦＥＴ１１０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。

【００８９】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ＭＯＳＦＥＴ１１０の
温度が所定値以上になっている期間は、ＭＯＳＦＥＴ
１１０を強制的にオフ制御することができることによ
り、ＭＯＳＦＥＴ１１０の過熱による損傷を未然に回
避できる。

【００９０】温度信号形成回路２１０は温度検出回路１
１１を構成するダイオードの両端の電位差を増幅回路２
１１によって増幅することにより温度検出信号Ｓ３Ａを
形成し、これを出力端子１０８を介してマイコン６０の
送出する。

【００９１】（１−２−２）マイコンの構成マイコン６０は、図９に示すように構成されており、各
保護回路５５Ａ〜５５Ｘの出力端子１０７から出力され
る電流検出信号Ｓ２Ａ〜Ｓ２Ｘ及び各保護回路５５Ａ〜
５５Ｘの出力端子１０８から出力される温度検出信号Ｓ
３Ａ〜Ｓ３Ｘをマルチプレクサ（ＭＵＸ）６０Ａによっ
て直列化した後、アナログディジタル変換回路（Ａ／
Ｄ）６０Ｂに送出する。アナログディジタル変換回路６
０Ｂは電流検出信号Ｓ２Ａ〜Ｓ２Ｘ及び温度検出信号Ｓ
３Ａ〜Ｓ３Ｘのそれぞれを例えば８ビットのディジタル
データに変換した後、ＣＰＵ（中央処理ユニット）６０
Ｃに送出する。

【００９２】メモリ６０Ｄには各電線２００Ａ〜２００
Ｘにこれ以上の電流時間積の電流が流れたらハーネス２
００が発煙するおそれがあることを表す閾値データＡＲ
Ａ〜ＡＲＸが格納されている。ＣＰＵ６０ＣはＡ／Ｄ変
換回路５４Ａの出力データと閾値データＡＲＡ〜ＡＲＸ
とに基づいて、その電線２００Ａ〜２００Ｘにハーネス
２００が発煙するおそれがある電流が流れていると判断
した場合にはその電線２００Ａ〜２００Ｘへの電源供給
を停止させる（すなわち電線に対応するＭＯＳＦＥＴ１
１０をオフ制御する）ことにより、ハーネス２００の発
煙を防止するようになされている。このときＣＰＵ６０
Ｃでは、ＭＯＳＦＥＴ１１０に流れる電流の電流時間
積のみに基づいてＭＯＳＦＥＴ１１０をオンオフ制御
するのではなく、ハーネス２００の周囲温度をも考慮し
てオンオフ制御を行うようになされている。これにより
ハーネス２００の発煙を良好に防止することができる。

【００９３】この際ＣＰＵ６０Ｃは、図１０に示すよう
な処理手順を実行する。ＣＰＵ６０Ｃは先ずステップＳ
Ｐ１においてカウンタ６０Ｅのカウント値Ｎをリセット
し、続くステップＳＰ２においてカウント値Ｎをインク
リメントした後ステップＳＰ３に移る。ステップＳＰ３
では、アナログディジタル変換回路６０Ｂから電流検出
信号Ｓ２Ａ〜Ｓ２Ｘのそれぞれに対応する複数の電流検
出データのうちＮ番目のＭＯＳＦＥＴ１１０に対応す
る電流検出データを取り込むと共に、温度検出信号Ｓ３
Ａ〜Ｓ３Ｘのそれぞれに対応する複数の温度検出データ
のうち、現在オフ制御されているＭＯＳＦＥＴ１１０
に対応して設けられた温度検出回路１１１から得られる
温度検出データを取り込む。なお現在オフ制御されてい
るＭＯＳＦＥＴ１１０が無い場合には、複数の温度検出
データのうち最も低い検出温度が得られている温度検出
データを取り込む。

【００９４】次にＣＰＵ６０ＣはステップＳＰ４におい
て、ステップＳＰ３で取り込んだ電流検出データをステ
ップＳＰ３で取り込んだ温度検出データに応じて補正す
る。ここでこの実施形態の場合、ステップＳＰ３で取り
込んだ温度検出データをハーネス２００の周囲温度とし
て用いる。すなわちステップＳＰ３で取り込んだ温度検
出データはある特定のＭＯＳＦＥＴ１１０からのみの
発熱の影響が極力排除された温度検出データとなってお
り、従ってこの検出温度はＭＯＳＦＥＴ１１０の周囲
温度、あるいはジャンクションボックス５１内の温度、
さらにはハーネス２００の周囲温度ということができ
る。

【００９５】補正は、温度検出データにより表されるハ
ーネス２００の周囲温度がある温度（例えば２５[℃]）
よりも大きい場合には電流検出データもそれに比例させ
て大きい値に補正し、ＭＯＳＦＥＴ１１０の周囲温度
がある温度よりも小さい場合には電流検出データもそれ
に比例させて小さい値に補正することにより行う。

【００９６】次にＣＰＵ６０ＣはステップＳＰ５におい
て、図１１に示すように、補正された電流値Ｉ１、Ｉ２
（この補正電流値Ｉ１、Ｉ２のうち、補正電流値Ｉ１は
ハーネス２００の周囲温度がある温度よりも大きかった
ためにこれに応じて検出電流値Ｉ０を大きい値に補正し
たものであり、補正電流値Ｉ２はハーネス２００の周囲
温度がある温度よりも小さかったために検出電流値Ｉ０
をこれに応じて小さい値に補正したものである）の電流
時間積と、メモリ６０Ｄから読み出した閾値データＡＲ
Ａとを比較する。

【００９７】なおこの閾値データＡＲＡは電線６４Ａに
対するハーネス２００の発煙特性を考慮して予め選定さ
れたものであり、メモリ６０Ｄに格納された複数の閾値
データＡＲＡ〜ＡＲＸは各ＭＯＳＦＥＴ１１０と各負
荷５３Ａ〜５３Ｘを接続する各電線２００Ａ〜２００Ｘ
の太さ等に応じて異なる値となっている。ＣＰＵ６０Ｃ
はこれら複数の閾値データＡＲＡ〜ＡＲＸの中から、現
在発煙判定の対象となっている電線２００Ａ〜２００Ｘ
に対応した閾値データを読み出す。

【００９８】なお図１１に示すように、閾値データＡＲ
Ａ〜ＡＲＸは、突入電流によってはＭＯＳＦＥＴ１１
０がオフされないように突入電流時のレベルは非常に高
いレベルに選定されている。

【００９９】ＣＰＵ６０ＣはステップＳＰ５において肯
定結果を得ると、ハーネス２００に該ハーネス２００が
発煙するおそれのある電流が流れていることを意味し、
このときＣＰＵ６０ＣはステップＳＰ６に移って、ＭＯ
ＳＦＥＴ１１０をオフ制御するための制御信号Ｓ１Ａ
〜Ｓ１Ｘを出力する。次にＣＰＵ６０ＣはステップＳＰ
７において、カウンタ６０Ｅのカウント値Ｎを見ること
により全てのＭＯＳＦＥＴ１１０（すなわち全ての電線
２００Ａ〜２００Ｘ）についてステップＳＰ３〜ＳＰ６
の処理が終了したか否か判断し、否定結果が得られた場
合にはステップＳＰ２に戻ってカウント値Ｎをインクリ
メントした後、次のＭＯＳＦＥＴ１１０（すなわち次
の電線２００Ａ〜２００Ｘ）に対して上述したステップ
ＳＰ３〜ＳＰ６の発煙防止処理を行う。

【０１００】やがて全てのＭＯＳＦＥＴ１１０につい
てステップＳＰ３〜ＳＰ６までの処理が終了してステッ
プＳＰ７で肯定結果が得られると、ＣＰＵ６０Ｃはステ
ップＳＰ８に移り、制御信号Ｓ１に基づいてイグニッシ
ョンスイッチがオフされたか否か判断し、オフされてい
ないときにはステップＳＰ１に戻り、全てのＭＯＳＦＥ
Ｔ１１０について２回目の発煙防止処理を行う。このよ
うにＣＰＵ６０Ｃはイグニッションスイッチがオフされ
るまで、全てのＭＯＳＦＥＴ１１０について２回目、
３回目、……の発煙防止処理を行い、やがてイグニッシ
ョンスイッチがオフされるとステップＳＰ８からステッ
プＳＰ９に移ってこの発煙防止処理手順を終了する。

【０１０１】ここでＣＰＵ６０Ｃによって、ハーネス２
００の周囲温度に応じて検出電流値を補正した後、補正
後の検出電流値の電流時間積と閾値データＡＲＡ〜ＡＲ
Ｘとを比較するようにしたのは、以下の理由による。す
なわちメモリ６０Ｄに格納されている閾値データＡＲＡ
〜ＡＲＸは、ハーネス２００の周囲温度がある基準温度
（例えば２５[℃]）のときにそれ以上の電流時間積とな
る電流が電線２００Ａ〜２００Ｘに流れた場合に発煙の
おそれがあることを表すデータであり、ハーネス２００
の周囲温度がこの基準温度から高い値又は低い値に変化
した場合には、ハーネス２００の発煙特性もそれに応じ
て変化することになる。

【０１０２】図１２に、ハーネス２００の周囲温度と発
煙特性の関係を示す。図からも明らかなように、周囲温
度が低い場合と比べて周囲温度が高い場合ほど少ない電
流で又は短い時間でハーネス２００が発煙してしまう。
換言すれば、周囲温度が高いほど小さな電流時間積で発
煙に達してしまう。従って、検出電流値をそのまま用い
て電流時間積を算出し、この電流時間積を、ハーネスの
周囲温度が２５[℃]であることを前提として選定されて
いる閾値データＡＲＡ〜ＡＲＸと比較してＭＯＳＦＥ
Ｔ１１０のオフ制御を行うと、ハーネス２００が発煙す
るにはまだ余裕があるのにＭＯＳＦＥＴ１１０をオフ
制御してしまったり（すなわちハーネス２００の周囲温
度が２５[℃]よりも低い場合）、これとは逆にハーネス
２００が発煙するおそれのある電流が流れているにも拘
わらずＭＯＳＦＥＴ１１０をオフ制御できない（すな
わちハーネス２００の周囲温度が２５[℃]よりも高い場
合）ことになる。

【０１０３】そこでこの実施形態においては、上述した
ようにハーネス２００の周囲温度に応じて検出電流値を
補正した後、補正後の検出電流値の電流時間積と閾値デ
ータＡＲＡ〜ＡＲＸとを比較するようにしたことによ
り、良好な発煙防止処理を行うことができる。

【０１０４】以下、この検出電流値の周囲温度による補
正の具体例を図１２を参照して説明する。図１２はハー
ネス２００が発煙に至るまでの電流と時間の関係を示
す。図１２では、ハーネス２００の周囲温度が５０[℃]
のときに１０秒間流し続けることができる電流値を１０
０[％]としている。ここで例えば周囲温度が２０[℃]の
発煙曲線と周囲温度が９０[℃]の発煙曲線を比較した場
合、１０秒間電流を流すことができる電流値は２０[℃]
で８６[％]、９０[℃]で１２４[％]であるので、その差
は１[℃]当たり０.５４[％]となる。従って、周囲温度
が２５[℃]のときの検出電流値をＩ0[％]とすると、周
囲温度がＴ[℃]の場合の補正電流値Ｉ（Ｔ）[％]は、次
式、Ｉ（Ｔ）＝Ｉ0 ＋０．５４ × （Ｔ−２５） …………（１）により求めることができる。

【０１０５】（１−３）第１の実施形態の効果以上の構成によれば、半導体スイッチを流れる電流値を
検出し、検出電流値の電流時間積と予めメモリ６０Ｄに
格納されているハーネス２００の発煙特性を考慮した閾
値データとを比較し、電流時間積が閾値データ以上にな
ったときに半導体スイッチをオフ制御する場合に、ハー
ネス２００の周囲温度を検出し、この周囲温度に応じて
検出電流値を補正し、補正電流値の電流時間積と閾値デ
ータとを比較し、補正電流値の電流時間積が閾値データ
以上になったときに半導体スイッチをオフ制御するよう
にしたことにより、エンジンや半導体スイッチから発生
する熱による悪影響を有効に回避して良好なハーネスの
発煙防止処理を行うことができるスイッチング装置５０
を実現できる。

【０１０６】またハーネス２００の周囲温度を検出する
温度検出手段として、インテリジェントパワースイッチ
等において半導体スイッチの温度を検出するために半導
体スイッチの近傍に設けられている既存の温度検出回路
１１１を用い、かつ対応する半導体スイッチがオフ制御
されているときの該温度検出回路１１１の検出温度をハ
ーネス２００の周囲温度としたことにより、部品点数を
増やすことなくハーネス２００の周囲温度を検出するこ
とができる。

【０１０７】（２）第２の実施形態図６、図７及び図９との対応部分に同一符号を付して示
す図１３、図１４及び図１５は、第２の実施形態のスイ
ッチング装置２５０を示し、半導体スイッチ（ＭＯＳ
ＦＥＴ１１０）に流れる電流値情報をマイコン２６０に
供給しないことを除いて第１の実施形態のスイッチング
装置５０と同様の構成でなる。

【０１０８】スイッチング装置２５０は、図１５に示す
ように、マイコン２６０に送出された温度検出信号Ｓ３
Ａ〜Ｓ３Ｘを、マルチプレクサ２６０Ａ及びアナログデ
ィジタル変換回路２６０Ｂを介してＣＰＵ２６０Ｃに取
り込む。メモリ２６０Ｄにはジャンクションボックス５
１内の温度がこれ以上高くなった場合にはスイッチング
装置２５０を構成する保護回路５５Ａ〜５５Ｘやそれ以
外の電機部品に悪影響を及ぼすことになる温度閾値デー
タＴｈ1が格納されている。

【０１０９】マイコン２６０Ｃは、図１６に示すような
処理手順を実行する。すなわちマイコン２６０Ｃはステ
ップＳＰ０で処理を開始すると、ステップＳＰ１におい
て、現在オフ制御されているＭＯＳＦＥＴ１１０に対
応して設けられた温度検出回路１１１から得られる温度
検出データを取り込む。なお現在オフ制御されているＭ
ＯＳＦＥＴ１１０が無い場合には、複数の温度検出デ
ータのうち最も低い検出温度が得られている温度検出デ
ータを取り込む。ステップＳＰ１で取り込んだ温度検出
データはある特定のＭＯＳＦＥＴ１１０からのみの発
熱の影響が極力排除された温度検出データとなってお
り、この実施形態ではこの温度をＭＯＳＦＥＴ１１０の
周囲温度（換言すれば、ジャンクションボックス５１内
の温度）として用いる。

【０１１０】次にＣＰＵ２６０ＣはステップＳＰ２にお
いて、メモリ２６０Ｄから温度閾値データＴｈ1を読み
出して、該温度閾値データＴｈ1とステップＳＰ１で取
り込んだ温度検出データとを比較し、温度検出データが
温度閾値データＴｈ1以上の場合、このことはＭＯＳＦ
ＥＴ１１０の周囲温度（換言すればジャンクションボッ
クス５１内の温度）が保護回路５５Ａ〜５５Ｘやそれ以
外の電機部品に悪影響を及ぼす程度に上昇していること
を意味するので、ステップＳＰ３に移ってＭＯＳＦＥ
Ｔ１１０をオフ制御するための負論理の制御信号Ｓ１Ａ
〜Ｓ１Ｘを出力することによりＭＯＳＦＥＴ１１０を
オフ制御し、ジャンクションボックス５１内のそれ以上
の温度上昇を防止し、続くステップＳＰ４で該処理手順
を終了する。なおステップＳＰ３では、複数の半導体ス
イッチ部５４Ａ〜５４Ｘの全てのＭＯＳＦＥＴ１１０
をオフするようにしてもよいし、あるＭＯＳＦＥＴ１
１０のみをオフするようにしてもよい。またステップＳ
Ｐ２で否定結果が得られた場合にはステップＳＰ１に戻
る。

【０１１１】以上の構成によれば、半導体スイッチの周
囲の温度を検出し、該周囲温度がある温度以上になった
とき半導体スイッチをオフ制御するようにしたことによ
り、半導体スイッチの周囲温度の上昇を抑制でき、この
結果半導体スイッチの周囲に配設された電気回路や電気
部品の熱劣化や熱による誤動作を防止することができる
スイッチング装置２５０を実現できる。

【０１１２】（３）第３の実施形態この実施形態のスイッチング装置は、マイコンによる処
理を除いて図１３〜図１５について上述した第２の実施
形態のスイッチング装置２５０と同様の構成でなる。す
なわちこの実施形態では、マイコン２６０Ｃのメモリ２
６０Ｄに、過熱検出回路７３（図１４）のコンパレータ
８５で設定されている温度閾値よりは低いがその温度が
継続して所定期間ｔ0以上続いた場合にはＭＯＳＦＥＴ
１１０が著しく劣化したり、ＭＯＳＦＥＴ１１０の周
囲温度が上昇してしまうような温度閾値データＴｈ2及
び継続期間データｔ0が格納されており、ＣＰＵ２６０
Ｃは温度検出回路１１１から得られる温度検出データと
この温度閾値データＴｈ2及び継続期間データｔ0とを用
いて、図１７に示す処理手順を実行することにより、Ｍ
ＯＳＦＥＴ１１０の熱による劣化やＭＯＳＦＥＴ１１
０から発生する熱による周辺回路への悪影響を抑制する
ようになされている。

【０１１３】ＣＰＵ２６０ＣはステップＳＰ０で処理を
開始すると、ステップＳＰ１においてカウンタのカウン
ト値Ｎをリセットし、続くステップＳＰ２においてカウ
ント値Ｎをインクリメントした後ステップＳＰ３に移
る。ステップＳＰ３では、アナログディジタル変換回路
２６０Ｂから温度検出信号Ｓ３Ａ〜Ｓ３Ｘのそれぞれに
対応する複数の温度検出データのうちＮ番目のＭＯＳ
ＦＥＴ１１０に対応する温度検出データを取り込む。

【０１１４】次にＣＰＵ２６０ＣはステップＳＰ４にお
いて、メモリ２６０Ｄから温度閾値データＴｈ2及び継
続期間データｔ0を読み出し、ステップＳＰ３で取り込
んだ温度検出データに基づいて、ＭＯＳＦＥＴ１１０
の温度が温度閾値Ｔｈ2以上である状態が期間ｔ0だけ継
続したか否か判断する。因みに温度閾値データＴｈ2及
び継続期間データｔ0は、ＭＯＳＦＥＴ１１０がおかれ
た環境（例えばジャンクションボックス５１の容積等）
に応じて適宜設定すればよい。ここでステップＳＰ４で
肯定結果が得られるということは、ＭＯＳＦＥＴ１１
０の温度が過熱検出回路７３のコンパレータ８５で設定
されているＭＯＳＦＥＴ１１０を急激な過熱から保護
するための温度閾値よりも僅かに低い状態が維持された
場合（例えばコンパレータ８５の温度閾値が150[℃]に
設定されている場合にＭＯＳＦＥＴ１１０が長時間に
亘って140[℃]の温度を維持した場合など）に相当し、
このような場合には、ＭＯＳＦＥＴ１１０の性能が著
しく劣化していったり、ジャンクションボックス５１内
の温度が上昇してジャンクションボックス５１内に配設
された回路に悪影響を及ぼすことになる。

【０１１５】そこでＣＰＵ２６０ＣはステップＳＰ４で
肯定結果が得られた場合にはステップＳＰ５に移って、
Ｎ番目のＭＯＳＦＥＴ１１０をオフ制御するために負
論理の制御信号Ｓ１Ａ〜Ｓ１Ｘを出力する。次にＣＰＵ
はステップＳＰ６において、カウンタのカウント値Ｎを
見ることにより半導体スイッチ部５４Ａ〜５４Ｘの全て
のＭＯＳＦＥＴ１１０についてステップＳＰ３〜ＳＰ
５の処理が終了したか否か判断し、否定結果が得られた
場合にはステップＳＰ２に戻ってカウント値Ｎをインク
リメントした後、次のＭＯＳＦＥＴ１１０に対して上
述したステップＳＰ３〜ＳＰ５の処理を行う。

【０１１６】やがて全てのＭＯＳＦＥＴ１１０につい
てステップＳＰ３〜ＳＰ５までの処理が終了してステッ
プＳＰ６で肯定結果が得られると、ＣＰＵ２６０Ｃはス
テップＳＰ７に移りイグニッションスイッチがオフされ
たか否か判断し、オフされていないときにはステップＳ
Ｐ１に戻り、全てのＭＯＳＦＥＴ１１０について２回
目の処理を行う。このようにＣＰＵ２６０Ｃはイグニッ
ションスイッチがオフされるまで、全てのＭＯＳＦＥ
Ｔ１１０について２回目、３回目、……の処理を行い、
やがてイグニッションスイッチがオフされるとステップ
ＳＰ７からステップＳＰ８に移ってこの処理手順を終了
する。

【０１１７】以上の構成によれば、過熱検出回路７３で
設定されている温度閾値とは別に、この温度閾値よりは
低い温度閾値Ｔｈ2を設定し、この温度閾値Ｔｈ2以上の
状態が継続して期間ｔ0以上続いた場合に半導体スイッ
チをオフ制御するようにしたことにより、半導体スイッ
チの熱劣化を抑制し得ると共に、半導体スイッチの周囲
温度の上昇を抑制して半導体スイッチの周囲に配置され
た電気回路への熱による悪影響を防止できる。

【０１１８】（４）他の実施形態（４−１）なお上述した第１の実施形態では、半導体ス
イッチと負荷とを接続する電線の周囲の温度を検出する
温度検出手段として、半導体スイッチの温度を検出する
ために半導体スイッチの近傍に設けられている既存の温
度検出回路１１１を用いた場合について述べたが、本発
明はこれに限らず、電線（ハーネス）の近傍に別途温度
センサを設けるようにしてもよく、または電線（ハーネ
ス）の近傍に既存の温度センサがある場合にはそれを用
いるようにしてもよい。

【０１１９】また上述した第１の実施形態では、電流検
出手段としてシャント抵抗５８Ａ〜５８Ｘを用いる場合
について述べたが、電流検出手段はこれに限らず、要は
半導体スイッチを流れる電流値情報をマイコンに与える
ことができるものであればよい。

【０１２０】また上述した第１の実施形態では、電線の
周囲の温度を検出する温度検出手段により得られた温度
検出結果に応じて電流検出手段により得られた電流値を
補正する場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、温度検出手段により得られた温度検出結果に応じて
電流時間積又は閾値データＡＲＡ〜ＡＲＸの値を補正す
るようにしても上述した第１の実施形態と同様の効果を
得ることができる。ここで閾値データＡＲＡ〜ＡＲＸの
うち例えば閾値データＡＲＡを補正する場合には、図１
８に示すように、基準温度（例えば２５[℃]）に対して
高い周囲温度が検出された場合には閾値データＡＲＡを
その温度差分だけ低い閾値データＡＲＡ１に補正し、基
準温度に対して低い周囲温度が検出された場合には閾値
データＡＲＡをその温度差分だけ高い閾値データＡＲＡ
２に補正するようにすればよい。

【０１２１】また本発明はこれに限らず、データ格納手
段（図９のメモリ６０Ｄに相当）に、予め複数の周囲温
度ごとに電線の発煙特性を考慮して選定された複数の閾
値データ（例えば図１８のＡＲＡ，ＡＲＡ１，ＡＲＡ２
等）を格納しておき、ＣＰＵ６０Ｃが温度検出手段によ
り検出された検出温度をアドレスとしてその温度に対応
する閾値データＡＲＡ，ＡＲＡ１又はＡＲＡ２をデータ
格納手段から読み出し、読み出した閾値データと電流検
出手段により得られた電流の電流時間積とを比較監視
し、該電流時間積が該閾値データ以上になったとき、半
導体スイッチをオフ制御するようにしてもよい。

【０１２２】（４−２）また上述の実施形態では、半導
体スイッチとしてＭＯＳＦＥＴ１１０を用いた場合に
ついて述べたが、本発明の半導体スイッチはこれに限ら
ず、他の半導体スイッチを用いた場合でも上述の場合と
同様の効果を得ることができる。

【０１２３】さらに上述の実施形態では、本発明を、複
数の半導体スイッチと、該各半導体スイッチに対応して
設けられ、該半導体スイッチが過熱した場合及び該半導
体スイッチに過電流が流れた場合に該半導体スイッチを
オフさせることにより該半導体スイッチを過熱及び過電
流から保護する複数の保護回路とがジャンクションボッ
クス内に収納されてなるスイッチング装置に適用した場
合について述べたが、本発明はこれに限らず、半導体ス
イッチの出力端に電線を介して負荷が接続されているス
イッチング装置に広く適用することができる。

【０１２４】

【発明の効果】上述のように請求項１、請求項３又は請
求項５に記載の発明によれば、半導体スイッチを流れる
電流の電流時間積と電線の発煙特性を考慮して選定され
た閾値データとを比較監視し、電流時間積が閾値データ
以上になったとき半導体スイッチをオフ制御することに
より電線の発煙を防止する場合に、電線の周囲温度を検
出し、この周囲温度に応じて、検出電流値、電流時間積
又は閾値データを補正し、若しくは複数の周囲温度ごと
に予め選定された複数の閾値データのうち検出された周
囲温度に応じた閾値データを用いるようにしたことによ
り、半導体スイッチやエンジン等から発生する熱による
周囲温度の変化に応じて変化するハーネスの発煙特性を
考慮した良好な発煙防止処理を行うことができる。

【０１２５】また請求項２又は請求項４に記載の発明に
よれば、電線の周囲温度が高くなったときの電線の発煙
を有効に防止することができる。

【０１２６】また請求項６、請求項１０又は請求項１４
に記載の発明によれば、電線の周囲温度、半導体スイッ
チの周囲温度又は収納部内の温度を検出するための新た
な温度センサを設ける必要がないので、部品点数を増加
させずにそれらの温度を検出することができる。

【０１２７】また請求項７に記載の発明によれば、半導
体スイッチの過電流による破損を防止することができ
る。

【０１２８】また請求項８に記載の発明によれば、半導
体スイッチの過熱による熱破壊を防止することができ
る。

【０１２９】また請求項９に記載の発明によれば、半導
体スイッチの周囲温度の上昇を抑制し得ることにより、
半導体スイッチの周囲に設けられた回路への熱による悪
影響を防止することができる。

【０１３０】また請求項１１に記載の発明によれば、半
導体スイッチの温度が過熱保護回路により半導体スイッ
チがオフ制御される温度よりも低くかつある温度よりも
高い温度が継続して所定期間以上続いた場合に半導体ス
イッチをオフ制御するようにしたことにより、半導体ス
イッチが長時間高温状態を維持することによる該半導体
スイッチの劣化や該半導体スイッチの周囲温度の上昇を
抑制することができる。

【０１３１】また請求項１２又は請求項１５に記載の発
明によれば、半導体スイッチの温度を正確に検出するこ
とができる。

【０１３２】また請求項１３に記載の発明によれば、複
数の半導体スイッチが収納されている収納部内の温度が
ある値以上になったときに半導体スイッチをオフ制御す
るようにしたことにより、収納部内の温度の上昇による
半導体スイッチ、保護回路及びそれ以外の回路への悪影
響を防止することができる。

【０１３３】また請求項１６に記載の発明によれば、特
に熱による悪影響が甚だしいジャンクションボックスに
請求項１３、請求項１４又は請求項１５の発明を適用し
たことにより、熱による悪影響を回避する点に関し、一
段と顕著な効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１、請求項２、請求項６〜請求項８に記
載の発明の基本構成を示すブロック図である。

【図２】請求項３、請求項４、請求項６〜請求項８に記
載の発明の基本構成を示すブロック図である。

【図３】請求項５〜請求項８に記載の発明の基本構成を
示すブロック図である。

【図４】請求項９〜請求項１２に記載の発明の基本構成
を示すブロック図である。

【図５】請求項１３〜請求項１６に記載の発明の基本構
成を示すブロック図である。

【図６】第１の実施の形態によるスイッチング装置の概
略構成を示すブロック図である。

【図７】第１の実施形態によるスイッチング装置の詳細
構成を示す回路図である。

【図８】図７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９】第１の実施形態によるマイコンの構成を示すブ
ロック図である。

【図１０】図９のマイコンによるハーネスの発煙防止処
理手順を示すフローチャートである。

【図１１】マイコンによるハーネスの周囲温度に応じた
検出電流補正の説明に供するグラフである。

【図１２】ハーネスの周囲温度と発煙特性の関係を示す
グラフである。

【図１３】第２及び第３の実施の形態の形態によるスイ
ッチング装置の概略構成を示すブロック図である。

【図１４】第２及び第３の実施の形態の形態によるスイ
ッチング装置の詳細構成を示すブロック図である。

【図１５】第２の実施形態によるマイコンの構成を示す
ブロック図である。

【図１６】図１５のマイコンによる処理手順を示すフロ
ーチャートである。

【図１７】第３の実施形態によるマイコンの処理手順を
示すフローチャートである。

【図１８】他の実施形態におけるハーネスの周囲温度に
応じた閾値データ補正の説明に供するグラフである。

【図１９】自動車における各負荷への電源供給の説明に
供する略線図である。

【図２０】機械接点を有するリレーを用いたジャンクシ
ョンボックスの説明に供する略線図である。

【図２１】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。

【符号の説明】

５１収納部（ジャンクションボックス）５２電源５３負荷５５保護回路５８電流検出手段（シャント抵抗）６０Ｃ制御手段、補正手段（ＣＰＵ）６０Ｄデータ格納手段（メモリ）７１過電流保護回路（過電流検出回路）７３過熱保護手段（過熱検出回路）１１０半導体スイッチ（ＭＯＳＦＥＴ）１１１温度検出手段（温度検出回路）２００電線（ハーネス）２６０Ｃ制御手段（ＣＰＵ）ＡＲ閾値データ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】制御信号入力端子への制御信号の入力に
応じてオンされて電源を出力端子に接続された負荷に供
給する半導体スイッチと、前記半導体スイッチと前記負荷とを接続する電線の周囲
の温度を検出する温度検出手段と、前記半導体スイッチに流れる電流の大きさを検出する電
流検出手段と、前記電線の発煙特性を考慮した閾値データが格納された
データ格納手段と、前記温度検出手段により得られた温度検出結果に応じて
前記電流検出手段により得られた電流値を補正する補正
手段と、前記補正電流の電流時間積と前記閾値データを比較監視
し、該電流時間積が前記閾値データ以上になったとき、
前記半導体スイッチの制御信号入力端子に信号を出力し
て前記半導体スイッチをオフ制御する制御手段とを具え
ることを特徴とするスイッチング装置。
【請求項２】前記補正手段は、前記温度検出手段によ
り高い周囲温度が検出されるほど、前記電流値を高い値
に補正することを特徴とする請求項１に記載のスイッチ
ング装置。
【請求項３】制御信号入力端子への制御信号の入力に
応じてオンされて電源を出力端子に接続された負荷に供
給する半導体スイッチと、前記半導体スイッチと前記負荷とを接続する電線の周囲
の温度を検出する温度検出手段と、前記半導体スイッチに流れる電流の大きさを検出する電
流検出手段と、前記半導体スイッチと前記負荷とを接続する電線の発煙
特性を考慮した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得られた電流の電流時間積と前
記閾値データを比較監視し、該電流時間積が前記閾値デ
ータ以上になったとき、前記半導体スイッチの制御信号
入力端子に信号を出力して前記半導体スイッチをオフ制
御する制御手段と、前記温度検出手段により得られた温度検出結果に応じて
前記制御手段が比較監視する前記電流時間積又は前記閾
値データの値を補正する補正手段とを具えることを特徴
とするスイッチング装置。
【請求項４】前記補正手段は、前記温度検出手段によ
り高い周囲温度が検出されるほど、前記電流時間積を高
い値に補正し、又は前記閾値データを低い値に補正する
ことを特徴とする請求項３に記載のスイッチング装置。
【請求項５】制御信号入力端子への制御信号の入力に
応じてオンされて電源を出力端子に接続された負荷に供
給する半導体スイッチと、前記半導体スイッチと前記負荷とを接続する電線の周囲
の温度を検出する温度検出手段と、前記半導体スイッチに流れる電流の大きさを検出する電
流検出手段と、複数の前記周囲温度ごとに前記電線の発煙特性を考慮し
て選定された複数の閾値データが格納されたデータ格納
手段と、前記複数の閾値データのうち前記温度検出手段による検
出結果に応じた閾値データを前記データ格納手段から読
み出し、該閾値データと前記電流検出手段により得られ
た電流の電流時間積とを比較監視し、該電流時間積が該
閾値データ以上になったとき、前記半導体スイッチの制
御信号入力端子に信号を出力して前記半導体スイッチを
オフ制御する制御手段とを具えることを特徴とするスイ
ッチング装置。
【請求項６】前記温度検出手段は、前記半導体スイッ
チの温度を検出するために前記半導体スイッチの近傍に
設けられた温度センサであり、前記半導体スイッチがオフ制御されているときの該温度
センサから得られた温度検出結果に基づいて前記電線の
周囲温度を求めることを特徴とする請求項１、請求項
２、請求項３、請求項４又は請求項５に記載のスイッチ
ング装置。
【請求項７】前記スイッチング装置は、さらに、前記電流検出手段により得られた前記電流値がある電流
値以上になったとき、前記半導体スイッチの制御信号入
力端子に信号を出力して前記半導体スイッチをオフ制御
することにより、前記半導体スイッチを過電流から保護
する過電流保護手段を具えることを特徴とする請求項
１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５又は請求
項６に記載のスイッチング装置。
【請求項８】前記スイッチング装置は、さらに、前記半導体スイッチの温度を検出する第２の温度検出手
段と、該第２の温度検出手段により検出された温度がある温度
以上になったとき、前記半導体スイッチの制御信号入力
端子に信号を出力して前記半導体スイッチをオフ制御す
ることにより、前記半導体スイッチを過熱から保護する
過熱保護手段を具えることを特徴とする請求項１、請求
項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６又は請
求項７に記載のスイッチング装置。
【請求項９】制御信号入力端子への制御信号の入力に
応じてオンされて電源を出力端子に接続された負荷に供
給する半導体スイッチと、前記半導体スイッチの周囲温度を検出する温度検出手段
と、前記周囲温度がある温度以上になったとき、前記半導体
スイッチの制御信号入力端子に信号を出力して前記半導
体スイッチをオフ制御する制御手段とを具えることを特
徴とするスイッチング装置。
【請求項１０】前記スイッチング装置は、前記半導体
スイッチが過熱した場合及び前記半導体スイッチに過電
流が流れた場合に前記制御信号入力端子に前記半導体ス
イッチをオフさせる前記制御信号を出力することによ
り、前記半導体スイッチを過熱及び過電流から保護する
保護回路を有するスイッチング装置でなり、前記温度検出手段として、前記半導体スイッチの過熱を
検出するために前記半導体スイッチに対応して半導体ス
イッチの近傍に設けられている温度センサを用い、前記制御手段は、前記半導体スイッチがオフ制御されて
いるときに前記温度センサから得られる温度検出結果を
前記周囲温度として用いることを特徴とする請求項９に
記載のスイッチング装置。
【請求項１１】制御信号入力端子への制御信号の入力
に応じてオンされて電源を出力端子に接続された負荷に
供給する半導体スイッチと、該半導体スイッチが過熱し
た場合に前記制御信号入力端子に該半導体スイッチをオ
フさせる前記制御信号を出力することにより前記半導体
スイッチを過熱から保護する過熱保護回路とを有するス
イッチング装置において、前記半導体スイッチの温度を検出する温度検出手段と、前記検出温度を監視し、該検出温度が前記過熱保護回路
により前記半導体スイッチがオフ制御される温度よりも
低くかつある温度よりも高い温度が継続して所定期間以
上続いた場合に前記半導体スイッチの制御信号入力端子
に信号を出力して前記半導体スイッチをオフ制御する制
御手段とを具えることを特徴とするスイッチング装置。
【請求項１２】前記温度検出手段は、前記半導体スイ
ッチが形成されている半導体チップと同一の半導体チッ
プ上に形成されていることを特徴とする請求項１１に記
載のスイッチング装置。
【請求項１３】それぞれ制御信号入力端子への制御信
号の入力に応じてオンされて電源を出力端子に接続され
た各負荷に供給する複数の半導体スイッチと、前記各半
導体スイッチに対応して設けられ、前記半導体スイッチ
が過熱した場合及び前記半導体スイッチに過電流が流れ
た場合に前記制御信号入力端子に前記半導体スイッチを
オフさせる前記制御信号を出力することにより前記半導
体スイッチを過熱及び過電流から保護する複数の保護回
路とが一つの収納部に収納されたスイッチング装置にお
いて、前記収納部内の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段により得られた温度検出結果が所定値
以上になったとき、前記制御信号入力端子に前記半導体
スイッチをオフさせる前記制御信号を出力する制御手段
とを具えることを特徴とするスイッチング装置。
【請求項１４】前記温度検出手段として、前記各半導
体スイッチの過熱を検出するために前記各半導体スイッ
チに対応して各半導体スイッチの近傍に設けられている
温度センサを用い、前記制御手段は、前記各半導体スイッチに対応して設け
られた前記複数の温度センサのうち、現在オフ制御され
ている半導体スイッチに対応する温度センサ又は最も温
度の低い温度検出結果が得られている温度センサからの
温度検出結果を用いて前記閾値判定を行うことを特徴と
する請求項１３に記載のスイッチング装置。
【請求項１５】前記温度センサは、前記半導体スイッ
チが形成されている半導体チップと同一の半導体チップ
上に形成されていることを特徴とする請求項１３又は請
求項１４に記載のスイッチング装置。
【請求項１６】前記収納部は、車両に設けられたジャ
ンクションボックスであることを特徴とする請求項１
３、請求項１４又は請求項１５に記載のスイッチング装
置。