WO2025220172A1 - 車載用制御装置 - Google Patents

車載用制御装置

Info

Publication number
WO2025220172A1
WO2025220172A1 PCT/JP2024/015368 JP2024015368W WO2025220172A1 WO 2025220172 A1 WO2025220172 A1 WO 2025220172A1 JP 2024015368 W JP2024015368 W JP 2024015368W WO 2025220172 A1 WO2025220172 A1 WO 2025220172A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
switch unit
state
unit
switches
switch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/JP2024/015368
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
豪三 大関
嵩大 倉冨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Wiring Systems Ltd
AutoNetworks Technologies Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Wiring Systems Ltd
AutoNetworks Technologies Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Wiring Systems Ltd, AutoNetworks Technologies Ltd, Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority to PCT/JP2024/015368 priority Critical patent/WO2025220172A1/ja
Publication of WO2025220172A1 publication Critical patent/WO2025220172A1/ja
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/02—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess current

Definitions

  • This disclosure relates to an in-vehicle control device.
  • Patent Document 1 discloses a protection circuit.
  • This protection circuit includes a switch located on the power line from the storage element to the load, and a protection element connected in parallel to the switch.
  • the protection element absorbs surges that occur when the switch opens and cuts off the discharge current.
  • the purpose of this disclosure is to provide technology that can prevent surge absorbers from becoming larger and increasing in number.
  • the in-vehicle control device of the present disclosure includes: a first switch unit provided on a power path that supplies power from the power supply unit to the load; a protection circuit configured by connecting a surge absorber and a second switch unit in series, the protection circuit being provided in parallel with the first switch unit; a control unit that controls the first switch unit and the second switch unit, When the power path is in an abnormal state, the control unit switches the first switch unit to an off state while controlling the second switch unit to an on state, and then switches the second switch unit to an off state.
  • the technology disclosed herein can prevent surge absorbers from becoming larger and increasing in number.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an in-vehicle system according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of the vehicle-mounted control device of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a configuration diagram of an on-vehicle control device according to the second embodiment.
  • FIG. 4 is a configuration diagram of an on-vehicle control device according to the third embodiment.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of an on-vehicle control device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 6 is a configuration diagram of an on-vehicle control device according to the fifth embodiment.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing a state in which a current flows through a surge absorber in the fifth embodiment.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing a state in which a capacitor is discharging in the fifth embodiment.
  • a first switch unit provided in a power path that supplies power from a power supply unit to a load; a protection circuit configured by connecting a surge absorber and a second switch unit in series, the protection circuit being provided in parallel with the first switch unit; a control unit that controls the first switch unit and the second switch unit, When the power path is in an abnormal state, the control unit switches the first switch unit to an off state while controlling the second switch unit to an on state, and then switches the second switch unit to an off state.
  • the control unit switches the first switch unit to the off state while controlling the second switch unit to the on state.
  • a surge current is generated when the first switch unit switches to the off state.
  • This surge current flows to the protection circuit and is absorbed by the surge absorber. This reduces the impact of the surge on the first switch unit and prevents failure of the first switch unit.
  • the control unit switches the second switch unit to the off state. This blocks the current flowing through the surge absorber, thereby shortening the time that current flows through the surge absorber compared to a configuration in which the current flowing through the surge absorber is not blocked. Therefore, with the above-mentioned on-board control device, the current resistance required of the surge absorber is reduced, making it possible to prevent the need for larger surge absorbers and an increase in the number of surge absorbers.
  • the time required to absorb a surge is determined to some extent by the configuration of the vehicle system.
  • the above-mentioned vehicle control device has a simple configuration in which the first switch unit is switched to the off state and then the second switch unit is switched to the off state a predetermined time later, allowing it to absorb the surge current and then switch the second switch unit to the off state.
  • the control unit has a cutoff control unit that switches the first switch unit to an off state and a delay circuit, the cutoff control unit outputs a cutoff signal to the first switch unit and the delay circuit when the power path is in an abnormal state; the first switch unit is switched to an OFF state when the interruption signal is input; the delay circuit delays the input cutoff signal by the predetermined time and outputs the delayed cutoff signal to the second switch unit;
  • the vehicle-mounted control device according to [2], wherein the second switch unit is switched to an OFF state when the interruption signal is input.
  • the above-mentioned on-board control device can delay the cut-off signal input to the second switch unit by a predetermined time by using a delay circuit.
  • the second switch unit switches to the OFF state when the voltage across the first switch unit is equal to or less than the rated voltage of the first switch unit. This prevents a voltage exceeding the rated voltage from being applied to the first switch unit when the second switch unit switches to the OFF state. This makes the first switch unit less likely to break down.
  • the second switch unit switches to the OFF state when the voltage across the first switch unit is below the normal voltage, so the voltage applied to the first switch unit when the second switch unit switches to the OFF state is below the normal voltage. This makes the first switch unit less susceptible to failure.
  • the current flowing through the surge absorber can be suppressed to below the threshold current, and the second switch unit can be switched to the off state.
  • a capacitor provided in parallel with the surge absorber; a third switch unit, the second switch unit is configured by a thyristor, When the third switch unit is in an on state, the third switch unit forms a closed circuit in which the thyristor and the capacitor are connected in series, separate from a circuit that passes through the first switch unit,
  • the vehicle-mounted control device according to [1], wherein when the power path is in an abnormal state, the control unit switches the first switch unit to an off state while controlling the thyristor to an on state and the third switch unit to an off state, and then inputs an off signal to the gate of the thyristor, switches the third switch unit to an on state, and switches the thyristor to an off state by discharging the capacitor.
  • the above-mentioned vehicle control device can increase the surge current flowing through the surge absorber by configuring the second switch unit with a thyristor. Furthermore, the above-mentioned vehicle control device can switch the thyristor to the off state by discharging the capacitor.
  • the control unit controls the first switch unit to an OFF state, controls the thyristor to an ON state, and controls the third switch unit to an OFF state, and continues this state for a predetermined charging time, and then switches the third switch unit to an ON state;
  • the in-vehicle control device according to [7], wherein the charging time is set to be equal to or longer than the time required to charge the capacitor with the power required to switch the thyristor to an off state.
  • the above-mentioned vehicle control device can more reliably switch the thyristor to the off state when the third switch unit is switched to the on state.
  • the surge absorber includes at least one of a varistor, a Zener diode, and an arrester.
  • the above-mentioned on-board control device can absorb surge currents using at least one of a varistor, a Zener diode, and an arrester.
  • control unit of the vehicle control device described in any one of [1] to [9] returns the second switch unit to the on state after switching the second switch unit to the off state, and then returns the first switch unit to the on state, or when returning the first switch unit to the on state.
  • [Details of the embodiment of the present disclosure] 1 is a system mounted on a vehicle, and includes a power supply unit 10, a load 11, a power path 12, main relays 13 and 14, a fuse 15, and an on-board control device 20.
  • the power supply unit 10 is composed of, for example, an on-board battery.
  • the power path 12 is a path for supplying power from the power supply unit 10 to the load 11.
  • the power path 12 has a positive power line 12A and a negative power line 12B.
  • Main relays 13 and 14 are provided on the power path 12.
  • the main relay 13 is provided on the positive power line 12A.
  • the main relay 14 is provided on the negative power line 12B.
  • the fuse 15 is provided on the power path 12.
  • the fuse 15 is provided between the power supply unit 10 and the main relay 13.
  • the on-board control device 20 has a first switch unit 21 provided on the power path 12.
  • the first switch unit 21 is provided on the positive power line 12A between the main relay 13 and the load 11.
  • the first switch unit 21 may be configured as a mechanical switch or a semiconductor switching element.
  • the positive power line 12A includes a first conductive path 12C provided on the power supply unit 10 side of the first switch unit 21, and a second conductive path 12D provided on the load 11 side of the first switch unit 21.
  • the vehicle control device 20 has a protection circuit 30 and a control unit 40.
  • the protection circuit 30 is arranged in parallel with the first switch section 21. One end of the protection circuit 30 is electrically connected to the first conductive path 12C, and the other end of the protection circuit 30 is electrically connected to the second conductive path 12D.
  • the protection circuit 30 is configured by connecting a surge absorber 31 and a second switch section 32 in series.
  • the surge absorber 31 is configured to include, for example, at least one of a varistor, a Zener diode, and an arrester.
  • the surge absorber 31 is arranged closer to the power supply section 10 than the second switch section 32.
  • the second switch section 32 may be configured by a mechanical switch or a semiconductor switching element.
  • the control unit 40 controls the first switch unit 21 and the second switch unit 32.
  • the control unit 40 switches the first switch unit 21 to the OFF state while controlling the second switch unit 32 to the ON state, and then switches the second switch unit 32 to the OFF state.
  • the control unit 40 has a main control unit 41 and a sub-control unit 42.
  • the main control unit 41 controls the first switch unit 21 and the second switch unit 32.
  • the main control unit 41 is configured, for example, by a microcomputer.
  • the main control unit 41 maintains the first switch unit 21 in the ON state when the power path 12 is in a normal state.
  • the main control unit 41 may control the second switch unit 32 to the ON state or the OFF state when the power path 12 is in a normal state.
  • the main control unit 41 switches the second switch unit 32 to the ON state if the second switch unit 32 is in the OFF state, and maintains the second switch unit 32 in the ON state until the first switch unit 21 switches to the OFF state.
  • the normal state of the power path 12 refers to, for example, a state in which the voltage, current, or temperature of the power path 12 is normal.
  • the sub-controller 42 interrupts the control by the main controller 41 and switches the first switch unit 21 and the second switch unit 32 to the OFF state.
  • the sub-controller 42 includes an abnormality determination unit 43 and a shut-off controller 44.
  • the abnormality determination unit 43 determines whether the power path 12 has entered an abnormal state.
  • An abnormal state of the power path 12 refers to, for example, a state in which the voltage, current, or temperature of the power path 12 is abnormal.
  • the abnormality determination unit 43 determines whether the power path 12 has entered an abnormal state based on the detection result by the detection unit 22 of the onboard control device 20.
  • the detection unit 22 detects, for example, the voltage, current, or temperature of the power path 12.
  • the abnormality determination unit 43 may determine that the power path 12 is in an abnormal state when the voltage of the power path 12 is equal to or lower than a threshold voltage. Alternatively, the abnormality determination unit 43 may determine that the power path 12 is in an abnormal state when the current flowing through the power path 12 exceeds a threshold current.
  • the abnormality determination unit 43 may determine that the power path 12 is in an abnormal state when the temperature of the power path 12 exceeds a threshold temperature. When the abnormality determination unit 43 determines that the power path 12 has entered an abnormal state, it outputs an abnormality notification signal to the cutoff control unit 44.
  • the abnormality determination unit 43 is configured by, for example, a hardware circuit.
  • the cutoff control unit 44 is configured, for example, by a microcomputer. When the cutoff control unit 44 receives an abnormality notification signal from the abnormality determination unit 43, it switches the first switch unit 21 to the OFF state, and then switches the second switch unit 32 to the OFF state. The cutoff control unit 44 switches the second switch unit 32 to the OFF state a predetermined time after switching the first switch unit 21 to the OFF state.
  • the predetermined time is set to, for example, a value equal to or greater than the following lower limit and equal to or less than the following upper limit:
  • the lower limit of the predetermined time is the time required for the surge energy generated when, for example, the power path 12 goes into an abnormal state to be absorbed by the energy loss of the first switch unit 21 and the surge absorber 31.
  • L Inductance of the power path 12.
  • I 1 The current that flows through the power line 12 when the power line 12 is in an abnormal state.
  • I 2 Current that flows through the first switch unit 21 when the power path 12 is in an abnormal state.
  • I 3 Current that flows through the surge absorber 31 when the power line 12 is in an abnormal state.
  • V The voltage applied to the first switch unit 21 and the surge absorber 31 when the power path 12 is in an abnormal state.
  • the upper limit of the predetermined time is, for example, the maximum time that will not cause a breakdown in the surge absorber 31.
  • the upper limit of the predetermined time is, for example, t2 that satisfies the condition of the following equation (4).
  • E3 I 4 ⁇ VS ⁇ (t2 - t1) ... Equation (4)
  • E3 The maximum value of energy loss that the surge absorber 31 can tolerate.
  • I 4 Current that flows through the surge absorber 31 when the power line 12 is in an abnormal state.
  • VS The voltage applied to the power path 12 under normal conditions of the power path 12.
  • the control unit 40 switches the first switch unit 21 to the OFF state while controlling the second switch unit 32 to the ON state. Switching the first switch unit 21 to the OFF state generates a surge current. This surge current flows to the protection circuit 30 and is absorbed by the surge absorber 31. This reduces the impact of the surge on the first switch unit 21 and prevents failure of the first switch unit 21. Furthermore, after switching the first switch unit 21 to the OFF state, the control unit 40 switches the second switch unit 32 to the OFF state. This blocks the current flowing through the surge absorber 31, thereby shortening the time that current flows through the surge absorber 31 compared to a configuration in which the current flowing through the surge absorber 31 is not blocked. Therefore, with the onboard control device 20, the current capacity required of the surge absorber 31 is reduced, making it possible to prevent the surge absorbers 31 from becoming larger and increasing in number.
  • the time required to absorb a surge is determined to some extent by the configuration of the in-vehicle system 1.
  • the in-vehicle control device 20 has a simple configuration in which it switches the second switch unit 32 to the off state a predetermined time after switching the first switch unit 21 to the off state, and is therefore able to absorb the surge current and then switch the second switch unit 32 to the off state.
  • the control unit 40 After switching the second switch unit 32 to the OFF state, the control unit 40 returns the first switch unit 21 to the ON state and then returns the second switch unit 32 to the ON state. Alternatively, after switching the second switch unit 32 to the OFF state, the control unit 40 returns the second switch unit 32 to the ON state when returning the first switch unit 21 to the ON state. If the second switch unit 32 is switched to the ON state while the first switch unit 21 remains OFF, current will flow through the surge absorber 31. With this configuration, such a situation can be avoided.
  • Second Embodiment In the second embodiment, a configuration will be described in which a delay circuit is used to achieve control of switching the first switch unit to the off state and then switching the second switch unit to the off state. Note that in the second embodiment, the same components as in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the in-vehicle control device 220 of the second embodiment shown in Figure 3 is applied in place of the in-vehicle control device 20 in the in-vehicle system 1 shown in Figure 1.
  • the in-vehicle control device 220 has a first switch unit 21, a detection unit 22, a protection circuit 30, and a control unit 240.
  • the control unit 240 has a main control unit 41 and a sub-control unit 242.
  • the sub-control unit 242 is configured, for example, by a hardware circuit.
  • the sub-control unit 242 includes an abnormality determination unit 43, a shutdown control unit 244, and a delay circuit 245.
  • the shutdown control unit 244 outputs a shutdown signal to the first switch unit 21 and the delay circuit 245 when the power path 12 enters an abnormal state.
  • the shutdown control unit 244 receives an abnormality notification signal from the abnormality determination unit 43, it outputs a shutdown signal to the first switch unit 21 and the delay circuit 245.
  • the first switch unit 21 switches to the OFF state when the shutdown signal is input.
  • the delay circuit 245 delays the input shutdown signal by a predetermined time and outputs it to the second switch unit 32.
  • the second switch unit 32 switches to the OFF state when the shutdown signal is input.
  • the on-board control device 220 can delay the cutoff signal input to the second switch unit 32 by a predetermined time by using the delay circuit 245.
  • the in-vehicle control device 320 of the third embodiment shown in Figure 4 is applied in place of the in-vehicle control device 20 in the in-vehicle system 1 shown in Figure 1.
  • the in-vehicle control device 320 has a first switch unit 21, a detection unit 22, a protection circuit 30, a control unit 340, and a terminal voltage detection unit 350.
  • the terminal voltage detection unit 350 detects the voltage across the first switch unit 21 and outputs a terminal voltage signal indicating the detection result.
  • the control unit 340 has a main control unit 41 and a sub-control unit 342.
  • the sub-control unit 342 is configured, for example, by a hardware circuit.
  • the sub-control unit 342 includes an abnormality determination unit 43, a shutdown control unit 344, and a logic circuit 345.
  • the cutoff control unit 344 If the power path 12 enters an abnormal state, the cutoff control unit 344 outputs a cutoff signal to the first switch unit 21 and the logic circuit 345. Specifically, if the cutoff control unit 344 receives an abnormality notification signal from the abnormality determination unit 43, it outputs a cutoff signal to the first switch unit 21 and the logic circuit 345.
  • a shutdown signal output from the shutdown control unit 344 is input to the first terminal 345A of the logic circuit 345.
  • a voltage signal from the voltage detection unit 350 is input to the second terminal 345B of the logic circuit 345.
  • the logic circuit 345 outputs a shutdown signal from the third terminal 345C to the second switch unit 32.
  • the threshold voltage is set to be equal to or lower than the rated voltage of the first switch unit 21.
  • the threshold voltage is set to be equal to or lower than the normal voltage applied from the power supply unit 10 to the load 11 when the power path 12 is in a normal state.
  • the logic circuit 345 When a shutdown signal is not input to the first terminal 345A, the logic circuit 345 does not output a shutdown signal from the third terminal 345C. If the voltage value indicated by the voltage signal input to the second terminal 345B exceeds the threshold voltage, the logic circuit 345 does not output a cutoff signal from the third terminal 345C.
  • the first switch unit 21 is first switched to the OFF state.
  • the voltage across the first switch unit 21 exceeds the threshold voltage.
  • the logic circuit 345 does not output a shutdown signal, and the second switch unit 32 is maintained in the ON state. Thereafter, when the surge is absorbed by the surge absorber 31 and the voltage across the first switch unit 21 falls below the threshold voltage, the logic circuit 345 outputs a shutdown signal from the third terminal 345C. This switches the second switch unit 32 to the OFF state.
  • control unit 340 switches the second switch unit 32 to the OFF state when the voltage across the first switch unit 21 becomes equal to or lower than the threshold voltage.
  • the second switch unit 32 switches to the OFF state when the voltage across the first switch unit 21 is equal to or less than the rated voltage of the first switch unit 21. This prevents a voltage exceeding the rated voltage from being applied to the first switch unit 21 when the second switch unit 32 switches to the OFF state. This makes it less likely for the first switch unit 21 to break down.
  • the threshold voltage is set to a value equal to or lower than the normal voltage applied from the power supply unit 10 to the load 11 when the power path 12 is in a normal state.
  • the second switch unit 32 switches to the OFF state when the voltage across the first switch unit 21 is equal to or lower than the normal voltage, so that the voltage applied to the first switch unit 21 when the second switch unit 32 switches to the OFF state is equal to or lower than the normal voltage. This makes the first switch unit 21 less susceptible to failure.
  • the in-vehicle control device 420 of the fourth embodiment shown in Figure 5 is applied in place of the in-vehicle control device 20 in the in-vehicle system 1 shown in Figure 1.
  • the in-vehicle control device 420 has a first switch unit 21, a detection unit 22, a protection circuit 30, a control unit 440, and a current detection unit 450.
  • the current detection unit 450 detects the current flowing through the surge absorber 31 and outputs a current value signal indicating the detection result.
  • the control unit 440 has a main control unit 41 and a sub-control unit 442.
  • the sub-control unit 442 is configured, for example, by a hardware circuit.
  • the sub-control unit 442 includes an abnormality determination unit 43, a shutdown control unit 444, and a logic circuit 445.
  • the cutoff control unit 444 If the power path 12 enters an abnormal state, the cutoff control unit 444 outputs a cutoff signal to the first switch unit 21 and the logic circuit 445. Specifically, if the cutoff control unit 444 receives an abnormality notification signal from the abnormality determination unit 43, it outputs a cutoff signal to the first switch unit 21 and the logic circuit 445.
  • the first terminal 445A of the logic circuit 445 receives an interruption signal output from the interruption control unit 444.
  • the second terminal 445B of the logic circuit 445 receives an input of a current value signal from the current detection unit 450.
  • the logic circuit 445 outputs an interruption signal from the third terminal 445C to the second switch unit 32.
  • the logic circuit 445 does not output an interruption signal from the third terminal 445C.
  • the logic circuit 445 does not output an interruption signal from the third terminal 445C.
  • the first switch unit 21 is first switched to the OFF state.
  • the value of the current flowing through the surge absorber 31 exceeds the threshold current.
  • the logic circuit 445 does not output a shutdown signal, and the second switch unit 32 is maintained in the ON state. Thereafter, when the surge current is absorbed by the surge absorber 31 and the value of the current flowing through the surge absorber 31 falls below the threshold current, the logic circuit 445 outputs a shutdown signal from the third terminal 445C. This switches the second switch unit 32 to the OFF state.
  • control unit 440 switches the second switch unit 32 to the OFF state when the current flowing through the surge absorber 31 becomes equal to or less than the threshold current.
  • the current flowing through the surge absorber 31 can be suppressed to below the threshold current, and the second switch unit 32 can be switched to the OFF state.
  • the vehicle control device 520 of the fifth embodiment shown in Figure 6 is applied in place of the vehicle control device 20 in the vehicle system 1 shown in Figure 1.
  • the vehicle control device 520 has a first switch unit 21, a detection unit 22, a protection circuit 530, a control unit 540, a capacitor 550, a third switch unit 551, a first resistor unit 552, and a second resistor unit 553.
  • the protection circuit 530 includes a surge absorber 31 and a second switch unit 532.
  • the second switch unit 532 is configured with a thyristor 533.
  • Capacitor 550 is connected in parallel to surge absorber 31 and in series to thyristor 533.
  • the third switch unit 551 may be configured as a mechanical switch or a semiconductor switching element. When the third switch unit 551 is in the on state, it forms a closed circuit in which the thyristor 533 and capacitor 550 are connected in series, separate from the circuit that passes through the first switch unit 21.
  • the first resistor 552 is located closer to the power supply unit 10 than the capacitor 550.
  • the second resistor 553 is located closer to the power supply unit 10 than the third switch unit 551.
  • One end of the first resistor 552 is electrically connected to the first conductive path 12C and one end of the surge absorber 31.
  • the other end of the first resistor 552 is electrically connected to one end of the capacitor 550 and one end of the second resistor 553.
  • the other end of the second resistor 553 is electrically connected to one end of the third switch unit 551.
  • the other end of the surge absorber 31 is electrically connected to the anode of the thyristor 533.
  • the cathode of the thyristor 533 is electrically connected to the second conductive path 12D.
  • the control unit 540 controls the first switch unit 21, the second switch unit 532, and the third switch unit 551.
  • the control unit 540 controls the thyristor 533 to the on state and the third switch unit 551 to the off state, and switches the first switch unit 21 to the off state.
  • the control unit 540 then inputs an off signal to the gate of the thyristor 533, switches the third switch unit 551 to the on state, and discharges the capacitor 550. This switches the thyristor 533 to the off state.
  • the control unit 540 has a main control unit 41 and a sub-control unit 542.
  • the main control unit 41 controls the first switch unit 21, the second switch unit 532, and the third switch unit 551.
  • the main control unit 41 maintains the third switch unit 551 in the off state when the power path 12 is in a normal state.
  • the sub-control unit 542 interrupts the control by the main control unit 41 and controls the first switch unit 21, the second switch unit 532, and the third switch unit 551.
  • the sub-control unit 542 includes an abnormality determination unit 43, a cut-off control unit 544, and a delay circuit 545.
  • the shutoff control unit 544 is configured, for example, by a microcomputer.
  • the shutoff control unit 544 receives an abnormality notification signal from the abnormality determination unit 43, it controls the thyristor 533 to the on state and the third switch unit 551 to the off state, and outputs a shutoff signal to the first switch unit 21 and delay circuit 545.
  • a shutoff signal is input, the first switch unit 21 switches to the off state.
  • the delay circuit 545 delays the input shutoff signal by a predetermined time and outputs it to the gate of the thyristor 533. However, the thyristor 533 may not switch to the off state just by inputting a shutoff signal to the gate.
  • the shutoff control unit 544 controls the first switch unit 21 to the OFF state, the thyristor 533 to the ON state, and the third switch unit 551 to the OFF state, and these states continue for a predetermined charging time. After the charging time has elapsed, the shutoff control unit 544 switches the third switch unit 551 to the ON state.
  • the charging time is set to be equal to or longer than the time required to charge the capacitor 550 with the power required to switch the thyristor 533 to the OFF state.
  • the third switch unit 551 switches to the ON state, as shown in Figure 8, the capacitor 550 discharges toward the cathode of the thyristor 533. This switches the thyristor 533 to the OFF state.
  • the vehicle control device 520 can increase the surge current flowing through the surge absorber 31. Furthermore, the vehicle control device 520 can switch the thyristor 533 to the off state by discharging the capacitor 550.
  • control unit 540 controls the first switch unit 21 to the OFF state, the thyristor 533 to the ON state, and the third switch unit 551 to the OFF state, and these states continue for a predetermined charging time.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

車載用制御装置（２０）は、第１スイッチ部（２１）と、保護回路（３０）と、制御部（４０）と、を有する。第１スイッチ部（２１）は、電源部（１０）から負荷（１１）に電力を供給する電力路（１２）に設けられる。保護回路（３０）は、第１スイッチ部（２１）に対して並列に設けられ、サージアブソーバ（３１）と第２スイッチ部（３２）を直列に接続した構成をなす。制御部（４０）は、第１スイッチ部（２１）及び第２スイッチ部（３２）を制御する。制御部（４０）は、電力路（１２）が異常状態となった場合に、第２スイッチ部（３２）をオン状態に制御した状態で第１スイッチ部（２１）をオフ状態に切り替え、その後、第２スイッチ部（３２）をオフ状態に切り替える。

Description

車載用制御装置
　本開示は、車載用制御装置に関する。
　特許文献１には、保護回路が開示されている。この保護回路は、蓄電素子から負荷へのパワーラインに位置する開閉器と、開閉器に対して並列に接続される保護素子と、を備える。保護素子は、開閉器がオープンして放電電流を遮断したときに発生するサージを吸収する。
特開２０２１－９３８２５号公報
　特許文献１の構成では、高電圧化が進むにつれて、サージアブソーバ（保護素子）の大型化や個数の増加が生じやすい。
　本開示は、サージアブソーバの大型化や個数の増加を抑制することが可能な技術を提供することを目的とする。
　本開示の車載用制御装置は、
　電源部から負荷に電力を供給する電力路に設けられる第１スイッチ部と、
　前記第１スイッチ部に対して並列に設けられサージアブソーバと第２スイッチ部を直列に接続した構成をなす保護回路と、
　前記第１スイッチ部及び前記第２スイッチ部を制御する制御部と、を有し、
　前記制御部は、前記電力路が異常状態となった場合に、前記第２スイッチ部をオン状態に制御した状態で前記第１スイッチ部をオフ状態に切り替え、その後、前記第２スイッチ部をオフ状態に切り替える。
　本開示に係る技術は、サージアブソーバの大型化や個数の増加を抑制することができる。
図１は、第１実施形態の車載システムの構成図である。 図２は、第１実施形態の車載用制御装置の構成図である。 図３は、第２実施形態の車載用制御装置の構成図である。 図４は、第３実施形態の車載用制御装置の構成図である。 図５は、第４実施形態の車載用制御装置の構成図である。 図６は、第５実施形態の車載用制御装置の構成図である。 図７は、第５実施形態においてサージアブソーバに電流が流れる状態を示す説明図である。 図８は、第５実施形態においてコンデンサが放電する状態を示す説明図である。
［本開示の実施形態の説明］
　以下では、本開示に係る実施形態が列記されて例示される。
　〔１〕電源部から負荷に電力を供給する電力路に設けられる第１スイッチ部と、
　前記第１スイッチ部に対して並列に設けられサージアブソーバと第２スイッチ部を直列に接続した構成をなす保護回路と、
　前記第１スイッチ部及び前記第２スイッチ部を制御する制御部と、を有し、
　前記制御部は、前記電力路が異常状態となった場合に、前記第２スイッチ部をオン状態に制御した状態で前記第１スイッチ部をオフ状態に切り替え、その後、前記第２スイッチ部をオフ状態に切り替える
　車載用制御装置。
　上記制御部は、電力路が異常状態となった場合に、第２スイッチ部をオン状態に制御した状態で第１スイッチ部をオフ状態に切り替える。第１スイッチ部がオフ状態に切り替わることによってサージ電流が生じる。このサージ電流は、保護回路に流れ、サージアブソーバによって吸収される。これにより、第１スイッチ部に与えられるサージの影響が軽減され、第１スイッチ部の故障が抑制される。更に、上記制御部は、第１スイッチ部をオフ状態に切り替えた後、第２スイッチ部をオフ状態に切り替える。これにより、サージアブソーバに流れる電流が遮断されるため、サージアブソーバに流れる電流が遮断されない構成と比較して、サージアブソーバに電流が流れる時間が短縮される。よって、上記車載用制御装置によれば、サージアブソーバに要求される電流耐量が低減されるため、サージアブソーバの大型化や個数の増加を抑制することができる。
　〔２〕前記制御部は、前記第１スイッチ部をオフ状態に切り替えてから所定時間経過後に前記第２スイッチ部をオフ状態に切り替える
　〔１〕に記載の車載用制御装置。
　サージの吸収に必要な時間は、車載システムの構成からある程度定まる。上記車載用制御装置は、第１スイッチ部をオフ状態に切り替えてから所定時間経過後に第２スイッチ部をオフ状態に切り替えるという簡素な構成によって、サージ電流を吸収した上で第２スイッチ部をオフ状態に切り替えることができる。
　〔３〕前記制御部は、前記第１スイッチ部をオフ状態に切り替える遮断制御部と、遅延回路と、を有し、
　前記遮断制御部は、前記電力路が異常状態となった場合に、前記第１スイッチ部及び前記遅延回路に向けて遮断信号を出力し、
　前記第１スイッチ部は、前記遮断信号が入力された場合にオフ状態に切り替わり、
　前記遅延回路は、入力された前記遮断信号を前記所定時間遅延させて前記第２スイッチ部に向けて出力し、
　前記第２スイッチ部は、前記遮断信号が入力された場合にオフ状態に切り替わる
　〔２〕に記載の車載用制御装置。
　上記車載用制御装置は、遅延回路を用いることによって、第２スイッチ部に入力される遮断信号を所定時間遅延させることができる。
　〔４〕前記制御部は、前記第１スイッチ部をオフ状態に切り替えた後、前記第１スイッチ部の両端の電圧が前記第１スイッチ部の定格電圧以下に設定された閾値電圧以下となった場合に、前記第２スイッチ部をオフ状態に切り替える
　〔１〕に記載の車載用制御装置。
　この構成によれば、第１スイッチ部の両端の電圧が第１スイッチ部の定格電圧以下となった状態で第２スイッチ部がオフ状態に切り替わる。このため、第２スイッチ部がオフ状態に切り替わったときに、第１スイッチ部に定格電圧を超える電圧が印加されることが防止される。よって、第１スイッチ部が故障しにくい。
　〔５〕前記閾値電圧は、前記電力路が正常状態であるときに前記電源部から前記負荷に印加される正常電圧以下に設定される
　〔４〕に記載の車載用制御装置。
　この構成によれば、第１スイッチ部の両端の電圧が正常電圧以下となった状態で、第２スイッチ部がオフ状態に切り替わるため、第２スイッチ部がオフ状態に切り替わったときに第１スイッチ部に印加される電圧が正常電圧以下になる。このため、第１スイッチ部がより故障しにくい。
　〔６〕前記制御部は、前記第１スイッチ部をオフ状態に切り替えた後、前記サージアブソーバを流れる電流が閾値電流以下となった場合に、前記第２スイッチ部をオフ状態に切り替える
　〔１〕に記載の車載用制御装置。
　この構成によれば、サージアブソーバを流れる電流を閾値電流以下に抑えた上で、第２スイッチ部をオフ状態に切り替えることができる。
　〔７〕前記サージアブソーバに対して並列に設けられるコンデンサと、
　第３スイッチ部と、を有し、
　前記第２スイッチ部は、サイリスタによって構成され、
　前記第３スイッチ部は、自身がオン状態のときに、前記第１スイッチ部を通る回路とは別に前記サイリスタ及び前記コンデンサを直列に接続した閉回路を構成し、
　前記制御部は、前記電力路が異常状態となった場合に、前記サイリスタをオン状態に制御し且つ前記第３スイッチ部をオフ状態に制御した状態で、前記第１スイッチ部をオフ状態に切り替え、その後、前記サイリスタのゲートにオフ信号を入力し、前記第３スイッチ部をオン状態に切り替えて前記コンデンサを放電させることによって前記サイリスタをオフ状態に切り替える
　〔１〕に記載の車載用制御装置。
　上記車載用制御装置は、第２スイッチ部をサイリスタによって構成することで、サージアブソーバに流れるサージ電流を大きくすることができる。しかも、上記車載用制御装置は、コンデンサによる放電によってサイリスタをオフ状態に切り替えることができる。
　〔８〕前記制御部は、前記第１スイッチ部をオフ状態に制御し、前記サイリスタをオン状態に制御し且つ前記第３スイッチ部をオフ状態に制御した状態を予め定められた充電時間継続し、その後、前記第３スイッチ部をオン状態に切り替え、
　前記充電時間は、前記サイリスタをオフ状態に切り替えるために必要な電力を前記コンデンサに充電するために必要な時間以上に設定されている
　〔７〕に記載の車載用制御装置。
　上記車載用制御装置は、第３スイッチ部をオン状態に切り替えた場合に、サイリスタをより確実にオフ状態に切り替えることができる。
　〔９〕前記サージアブソーバは、バリスタ、ツェナーダイオード、及びアレスタの少なくともいずれかを含む
　〔１〕から〔８〕のいずれか一つに記載の車載用制御装置。
　上記車載用制御装置は、バリスタ、ツェナーダイオード、及びアレスタの少なくともいずれかによってサージ電流を吸収することができる。
　〔１０〕前記制御部は、前記第２スイッチ部をオフ状態に切り替えた後、前記第１スイッチ部をオン状態に戻してから、又は前記第１スイッチ部をオン状態に戻すときに前記第２スイッチ部をオン状態に戻す
　〔１〕から〔９〕のいずれか一つに記載の車載用制御装置。
　第１スイッチ部がオフ状態のまま第２スイッチ部がオン状態に切り替わると、サージアブソーバに電流が流れる。上記車載用制御装置は、このような事態を回避することができる。
［本開示の実施形態の詳細］
　１．第１実施形態
　図１に示す第１実施形態の車載システム１は、車両に搭載されるシステムである。車載システム１は、電源部１０と、負荷１１と、電力路１２と、メインリレー１３，１４と、ヒューズ１５と、車載用制御装置２０と、を備える。
　電源部１０は、例えば車載バッテリによって構成される。電力路１２は、電源部１０から負荷１１に電力を供給する経路である。電力路１２は、正極側電力線１２Ａと、負極側電力線１２Ｂと、を有する。メインリレー１３，１４は、電力路１２に設けられる。メインリレー１３は、正極側電力線１２Ａに設けられる。メインリレー１４は、負極側電力線１２Ｂに設けられる。ヒューズ１５は、電力路１２に設けられる。ヒューズ１５は、電源部１０とメインリレー１３との間に設けられる。
　車載用制御装置２０は、電力路１２に設けられる第１スイッチ部２１を有する。第１スイッチ部２１は、正極側電力線１２Ａにおいて、メインリレー１３と負荷１１との間に設けられる。第１スイッチ部２１は、機械式のスイッチによって構成されてもよいし、半導体スイッチング素子によって構成されてもよい。正極側電力線１２Ａは、第１スイッチ部２１よりも電源部１０側に設けられる第１導電路１２Ｃと、第１スイッチ部２１よりも負荷１１側に設けられる第２導電路１２Ｄと、を含む。
　車載用制御装置２０は、図２に示すように、保護回路３０と、制御部４０と、を有する。
　保護回路３０は、第１スイッチ部２１に対して並列に設けられる。保護回路３０の一端は、第１導電路１２Ｃに電気的に接続され、保護回路３０の他端は、第２導電路１２Ｄに電気的に接続される。保護回路３０は、サージアブソーバ３１と第２スイッチ部３２を直列に接続した構成をなす。サージアブソーバ３１は、例えばバリスタ、ツェナーダイオード、及びアレスタの少なくともいずれかを含んで構成される。サージアブソーバ３１は、第２スイッチ部３２よりも電源部１０側に設けられる。第２スイッチ部３２は、機械式のスイッチによって構成されてもよいし、半導体スイッチング素子によって構成されてもよい。
　制御部４０は、第１スイッチ部２１及び第２スイッチ部３２を制御する。制御部４０は、電力路１２が異常状態となった場合に、第２スイッチ部３２をオン状態に制御した状態で第１スイッチ部２１をオフ状態に切り替え、その後、第２スイッチ部３２をオフ状態に切り替える。
　制御部４０は、メイン制御部４１と、サブ制御部４２と、を有する。メイン制御部４１は、第１スイッチ部２１及び第２スイッチ部３２を制御する。メイン制御部４１は、例えばマイクロコンピュータによって構成される。メイン制御部４１は、電力路１２の正常状態において、第１スイッチ部２１をオン状態に維持する。メイン制御部４１は、電力路１２の正常状態において、第２スイッチ部３２をオン状態に制御してもよいし、オフ状態に制御してもよい。但し、メイン制御部４１は、電力路１２が異常状態となった場合、第２スイッチ部３２がオフ状態であれば第２スイッチ部３２をオン状態に切り替え、第１スイッチ部２１がオフ状態に切り替わるまで第２スイッチ部３２をオン状態に維持する。電力路１２の正常状態とは、例えば電力路１２の電圧、電流、又は温度が正常である状態である。
　サブ制御部４２は、電力路１２が異常状態となった場合に、メイン制御部４１による制御に割り込んで、第１スイッチ部２１及び第２スイッチ部３２をオフ状態に切り替える。サブ制御部４２は、異常判定部４３と、遮断制御部４４と、を含む。
　異常判定部４３は、電力路１２が異常状態となったか否かを判定する。電力路１２の異常状態とは、例えば電力路１２の電圧、電流、又は温度が異常である状態である。異常判定部４３は、車載用制御装置２０が有する検知部２２による検知結果に基づいて、電力路１２が異常状態となったか否かを判定する。検知部２２は、例えば電力路１２の電圧、電流、又は温度を検知する。異常判定部４３は、例えば、電力路１２の電圧が判定電圧以下となった場合に電力路１２が異常状態であると判定してもよい。あるいは、異常判定部４３は、電力路１２に流れる電流が判定電流を超えた場合に電力路１２が異常状態であると判定してもよい。あるいは、異常判定部４３は、電力路１２の温度が判定温度を超えた場合に電力路１２が異常状態であると判定してもよい。異常判定部４３は、電力路１２が異常状態となったと判定した場合に、遮断制御部４４に向けて異常通知信号を出力する。
異常判定部４３は、例えばハードウェア回路によって構成される。
　遮断制御部４４は、例えばマイクロコンピュータによって構成される。遮断制御部４４は、異常判定部４３から異常通知信号を受信した場合に、第１スイッチ部２１をオフ状態に切り替え、その後、第２スイッチ部３２をオフ状態に切り替える。遮断制御部４４は、第１スイッチ部２１をオフ状態に切り替えてから所定時間経過後に第２スイッチ部３２をオフ状態に切り替える。
　所定時間は、例えば以下の下限値以上で、且つ上限値以下に設定される。所定時間の下限値は、例えば電力路１２が異常状態となった場合に発生するサージエネルギを第１スイッチ部２１の損失エネルギとサージアブソーバ３１とによって吸収するために必要な時間である。所定時間の下限値は、例えば以下の式（１）～（３）の条件を満たすｔ１である。
　Ｅ１＝（１／２）×Ｌ×Ｉ１ ２　・・・式（１）
　　・・・式（２）
　Ｅ１＝Ｅ２　・・・式（３）
Ｅ１：電力路１２が異常状態となった場合に発生することが想定されるサージエネルギ。
Ｌ：電力路１２のインダクタンス。
Ｉ１：電力路１２が異常状態となった場合に電力路１２に流れる電流。
Ｉ２：電力路１２が異常状態となった場合に第１スイッチ部２１に流れる電流。
Ｉ３：電力路１２が異常状態となった場合にサージアブソーバ３１に流れる電流。
Ｖ：電力路１２が異常状態となった場合に第１スイッチ部２１及びサージアブソーバ３１に印加される電圧。
　所定時間の上限値は、例えばサージアブソーバ３１が故障しない上限の時間である。所定時間の上限値は、例えば以下の式（４）の条件を満たすｔ２である。
　Ｅ３＝Ｉ４×ＶＳ×（ｔ２－ｔ１）　・・・式（４）
Ｅ３：サージアブソーバ３１が許容可能な損失エネルギの最大値。
Ｉ４：電力路１２が異常状態となった場合にサージアブソーバ３１に流れる電流。
ＶＳ：電力路１２の正常状態において電力路１２に印加される電圧。
　以上のように、制御部４０は、電力路１２が異常状態となった場合に、第２スイッチ部３２をオン状態に制御した状態で第１スイッチ部２１をオフ状態に切り替える。第１スイッチ部２１がオフ状態に切り替わることによってサージ電流が生じる。このサージ電流は、保護回路３０に流れ、サージアブソーバ３１によって吸収される。これにより、第１スイッチ部２１に与えられるサージの影響が軽減され、第１スイッチ部２１の故障が抑制される。更に、制御部４０は、第１スイッチ部２１をオフ状態に切り替えた後、第２スイッチ部３２をオフ状態に切り替える。これにより、サージアブソーバ３１に流れる電流が遮断されるため、サージアブソーバ３１に流れる電流が遮断されない構成と比較して、サージアブソーバ３１に電流が流れる時間が短縮される。よって、車載用制御装置２０によれば、サージアブソーバ３１に要求される電流耐量が低減されるため、サージアブソーバ３１の大型化や個数の増加を抑制することができる。
　サージの吸収に必要な時間は、車載システム１の構成からある程度定まる。車載用制御装置２０は、第１スイッチ部２１をオフ状態に切り替えてから所定時間経過後に第２スイッチ部３２をオフ状態に切り替えるという簡素な構成によって、サージ電流を吸収した上で第２スイッチ部３２をオフ状態に切り替えることができる。
　また、制御部４０は、第２スイッチ部３２をオフ状態に切り替えた後、第１スイッチ部２１をオン状態に戻してから、第２スイッチ部３２をオン状態に戻す。又は、制御部４０は、第２スイッチ部３２をオフ状態に切り替えた後、第１スイッチ部２１をオン状態に戻すときに第２スイッチ部３２をオン状態に戻す。第１スイッチ部２１がオフ状態のまま第２スイッチ部３２がオン状態に切り替わると、サージアブソーバ３１に電流が流れる。この構成によれば、このような事態を回避することができる。
　２．第２実施形態
　第２実施形態では、第１スイッチ部をオフ状態に切り替えてから第２スイッチ部をオフ状態に切り替える制御を、遅延回路を用いて実現する構成について説明する。なお、第２実施形態では、第１実施形態と同じ構成については同じ符号を付し、詳しい説明を省略する。
　図３に示す第２実施形態の車載用制御装置２２０は、図１に示す車載システム１において、車載用制御装置２０に代えて適用される。車載用制御装置２２０は、第１スイッチ部２１と、検知部２２と、保護回路３０と、制御部２４０と、を有する。制御部２４０は、メイン制御部４１と、サブ制御部２４２と、を有する。
　サブ制御部２４２は、例えばハードウェア回路によって構成される。サブ制御部２４２は、異常判定部４３と、遮断制御部２４４と、遅延回路２４５と、を含む。遮断制御部２４４は、電力路１２が異常状態となった場合に、第１スイッチ部２１及び遅延回路２４５に向けて遮断信号を出力する。具体的には、遮断制御部２４４は、異常判定部４３から異常通知信号を受信した場合に、第１スイッチ部２１及び遅延回路２４５に向けて遮断信号を出力する。第１スイッチ部２１は、遮断信号が入力された場合にオフ状態に切り替わる。遅延回路２４５は、入力された遮断信号を所定時間遅延させて第２スイッチ部３２に向けて出力する。第２スイッチ部３２は、遮断信号が入力された場合にオフ状態に切り替わる。
　以上のように、車載用制御装置２２０は、遅延回路２４５を用いることによって、第２スイッチ部３２に入力される遮断信号を所定時間遅延させることができる。
　３．第３実施形態
　第３実施形態では、第１スイッチ部をオフ状態に切り替えた後、第１スイッチ部の両端の電圧が閾値電圧以下となった場合に、第２スイッチ部をオフ状態に切り替える構成について説明する。なお、第３実施形態では、第１実施形態と同じ構成については同じ符号を付し、詳しい説明を省略する。
　図４に示す第３実施形態の車載用制御装置３２０は、図１に示す車載システム１において、車載用制御装置２０に代えて適用される。車載用制御装置３２０は、第１スイッチ部２１と、検知部２２と、保護回路３０と、制御部３４０と、両端電圧検知部３５０と、を有する。両端電圧検知部３５０は、第１スイッチ部２１の両端の電圧を検知し、検知結果を示す両端電圧信号を出力する。
　制御部３４０は、メイン制御部４１と、サブ制御部３４２と、を有する。サブ制御部３４２は、例えばハードウェア回路によって構成される。サブ制御部３４２は、異常判定部４３と、遮断制御部３４４と、論理回路３４５と、を含む。
　遮断制御部３４４は、電力路１２が異常状態となった場合に、第１スイッチ部２１及び論理回路３４５に向けて遮断信号を出力する。具体的には、遮断制御部３４４は、異常判定部４３から異常通知信号を受信した場合に、第１スイッチ部２１及び論理回路３４５に向けて遮断信号を出力する。
　論理回路３４５の第１端子３４５Ａには、遮断制御部３４４から出力される遮断信号が入力される。論理回路３４５の第２端子３４５Ｂには、両端電圧検知部３５０からの両端電圧信号が入力される。論理回路３４５は、第１端子３４５Ａに遮断信号が入力され、且つ第２端子３４５Ｂに入力される両端電圧信号の示す電圧値が閾値電圧以下である場合に、第３端子３４５Ｃから第２スイッチ部３２に向けて遮断信号を出力する。閾値電圧は、第１スイッチ部２１の定格電圧以下に設定されている。閾値電圧は、電力路１２が正常状態であるときに電源部１０から負荷１１に印加される正常電圧以下に設定されている。論理回路３４５は、第１端子３４５Ａに遮断信号が入力されていない状態では、第３端子３４５Ｃから遮断信号を出力しない。論理回路３４５は、第２端子３４５Ｂに入力される両端電圧信号の示す電圧値が閾値電圧を超える場合には、第３端子３４５Ｃから遮断信号を出力しない。
　よって、遮断制御部３４４が第１スイッチ部２１及び論理回路３４５に向けて遮断信号を出力した場合、まず第１スイッチ部２１がオフ状態に切り替わる。第１スイッチ部２１がオフ状態に切り替わると、第１スイッチ部２１の両端の電圧が閾値電圧を超える。第１スイッチ部２１の両端の電圧が閾値電圧を超えた状態では、論理回路３４５が遮断信号を出力しないため、第２スイッチ部３２がオン状態で維持される。その後、サージアブソーバ３１によってサージが吸収されて、第１スイッチ部２１の両端の電圧が閾値電圧以下になると、論理回路３４５は、第３端子３４５Ｃから遮断信号を出力する。これにより、第２スイッチ部３２がオフ状態に切り替わる。
　このようにして、制御部３４０は、第１スイッチ部２１をオフ状態に切り替えた後、第１スイッチ部２１の両端の電圧が閾値電圧以下となった場合に、第２スイッチ部３２をオフ状態に切り替える。
　この構成によれば、第１スイッチ部２１の両端の電圧が第１スイッチ部２１の定格電圧以下となった状態で第２スイッチ部３２がオフ状態に切り替わる。このため、第２スイッチ部３２がオフ状態に切り替わったときに、第１スイッチ部２１に定格電圧を超える電圧が印加されることが防止される。よって、第１スイッチ部２１が故障しにくい。
　更に、閾値電圧は、電力路１２が正常状態であるときに電源部１０から負荷１１に印加される正常電圧以下に設定される。この構成によれば、第１スイッチ部２１の両端の電圧が正常電圧以下となった状態で、第２スイッチ部３２がオフ状態に切り替わるため、第２スイッチ部３２がオフ状態に切り替わったときに第１スイッチ部２１に印加される電圧が正常電圧以下になる。このため、第１スイッチ部２１がより故障しにくい。
　４．第４実施形態
　第４実施形態では、第１スイッチ部をオフ状態に切り替えた後、サージアブソーバを流れる電流が閾値電流以下となった場合に、第２スイッチ部をオフ状態に切り替える構成について説明する。なお、第４実施形態では、第１実施形態と同じ構成については同じ符号を付し、詳しい説明を省略する。
　図５に示す第４実施形態の車載用制御装置４２０は、図１に示す車載システム１において、車載用制御装置２０に代えて適用される。車載用制御装置４２０は、第１スイッチ部２１と、検知部２２と、保護回路３０と、制御部４４０と、電流検知部４５０と、を有する。電流検知部４５０は、サージアブソーバ３１を流れる電流を検知し、検知結果を示す電流値信号を出力する。
　制御部４４０は、メイン制御部４１と、サブ制御部４４２と、を有する。サブ制御部４４２は、例えばハードウェア回路によって構成される。サブ制御部４４２は、異常判定部４３と、遮断制御部４４４と、論理回路４４５と、を含む。
　遮断制御部４４４は、電力路１２が異常状態となった場合に、第１スイッチ部２１及び論理回路４４５に向けて遮断信号を出力する。具体的には、遮断制御部４４４は、異常判定部４３から異常通知信号を受信した場合に、第１スイッチ部２１及び論理回路４４５に向けて遮断信号を出力する。
　論理回路４４５の第１端子４４５Ａには、遮断制御部４４４から出力される遮断信号が入力される。論理回路４４５の第２端子４４５Ｂには、電流検知部４５０からの電流値信号が入力される。論理回路４４５は、第１端子４４５Ａに遮断信号が入力され、且つ第２端子４４５Ｂに入力される電流値信号の示す電流値が閾値電流以下である場合に、第３端子４４５Ｃから第２スイッチ部３２に向けて遮断信号を出力する。論理回路４４５は、第１端子４４５Ａに遮断信号が入力されていない状態では、第３端子４４５Ｃから遮断信号を出力しない。論理回路４４５は、第２端子４４５Ｂに入力される電流値信号の示す電流値が閾値電流を超える場合には、第３端子４４５Ｃから遮断信号を出力しない。
　よって、遮断制御部４４４が第１スイッチ部２１及び論理回路４４５に向けて遮断信号を出力した場合、まず第１スイッチ部２１がオフ状態に切り替わる。第１スイッチ部２１がオフ状態に切り替わるとサージアブソーバ３１に流れる電流値が閾値電流を超える。サージアブソーバ３１に流れる電流値が閾値電流を超えた状態では、論理回路４４５が遮断信号を出力しないため、第２スイッチ部３２がオン状態で維持される。その後、サージアブソーバ３１によってサージ電流が吸収されて、サージアブソーバ３１に流れる電流値が閾値電流以下になると、論理回路４４５は、第３端子４４５Ｃから遮断信号を出力する。これにより、第２スイッチ部３２がオフ状態に切り替わる。
　このようにして、制御部４４０は、第１スイッチ部２１をオフ状態に切り替えた後、サージアブソーバ３１を流れる電流が閾値電流以下となった場合に、第２スイッチ部３２をオフ状態に切り替える。
　この構成によれば、サージアブソーバ３１を流れる電流を閾値電流以下に抑えた上で、第２スイッチ部３２をオフ状態に切り替えることができる。
　５．第５実施形態
　第５実施形態では、第２スイッチ部をサイリスタによって構成した例について説明する。なお、第５実施形態では、第１実施形態と同じ構成については同じ符号を付し、詳しい説明を省略する。
　図６に示す第５実施形態の車載用制御装置５２０は、図１に示す車載システム１において、車載用制御装置２０に代えて適用される。車載用制御装置５２０は、第１スイッチ部２１と、検知部２２と、保護回路５３０と、制御部５４０と、コンデンサ５５０と、第３スイッチ部５５１と、第１抵抗部５５２と、第２抵抗部５５３と、を有する。
　保護回路５３０は、サージアブソーバ３１と、第２スイッチ部５３２と、を含む。第２スイッチ部５３２は、サイリスタ５３３によって構成される。
　コンデンサ５５０は、サージアブソーバ３１に対して並列に設けられ、サイリスタ５３３に対して直列に設けられる。
　第３スイッチ部５５１は、機械式のスイッチによって構成されてもよいし、半導体スイッチング素子によって構成されてもよい。第３スイッチ部５５１は、自身がオン状態のときに、第１スイッチ部２１を通る回路とは別にサイリスタ５３３及びコンデンサ５５０を直列に接続した閉回路を構成する。
　第１抵抗部５５２は、コンデンサ５５０よりも電源部１０側に設けられる。第２抵抗部５５３は、第３スイッチ部５５１よりも電源部１０側に設けられる。第１抵抗部５５２の一端は、第１導電路１２Ｃと、サージアブソーバ３１の一端とに電気的に接続される。第１抵抗部５５２の他端は、コンデンサ５５０の一端と、第２抵抗部５５３の一端とに電気的に接続される。第２抵抗部５５３の他端は、第３スイッチ部５５１の一端に電気的に接続される。サージアブソーバ３１の他端は、サイリスタ５３３のアノードに電気的に接続される。サイリスタ５３３のカソードは、第２導電路１２Ｄに電気的に接続される。
　制御部５４０は、第１スイッチ部２１、第２スイッチ部５３２、及び第３スイッチ部５５１を制御する。制御部５４０は、電力路１２が異常状態となった場合に、サイリスタ５３３をオン状態に制御し且つ第３スイッチ部５５１をオフ状態に制御した状態で、第１スイッチ部２１をオフ状態に切り替える。その後、制御部５４０は、サイリスタ５３３のゲートにオフ信号を入力し、第３スイッチ部５５１をオン状態に切り替えてコンデンサ５５０を放電させる。これにより、サイリスタ５３３がオフ状態に切り替わる。
　制御部５４０は、メイン制御部４１と、サブ制御部５４２と、を有する。メイン制御部４１は、第１スイッチ部２１、第２スイッチ部５３２、及び第３スイッチ部５５１を制御する。メイン制御部４１は、電力路１２の正常状態において、第３スイッチ部５５１をオフ状態に維持する。
　サブ制御部５４２は、電力路１２が異常状態となった場合に、メイン制御部４１による制御に割り込んで、第１スイッチ部２１、第２スイッチ部５３２、及び第３スイッチ部５５１を制御する。サブ制御部５４２は、異常判定部４３と、遮断制御部５４４と、遅延回路５４５を含む。
　遮断制御部５４４は、例えばマイクロコンピュータによって構成される。遮断制御部５４４は、異常判定部４３から異常通知信号を受信した場合に、サイリスタ５３３をオン状態に制御し且つ第３スイッチ部５５１をオフ状態に制御した状態で、第１スイッチ部２１及び遅延回路５４５に向けて遮断信号を出力する。第１スイッチ部２１は、遮断信号が入力された場合にオフ状態に切り替わる。遅延回路５４５は、入力された遮断信号を所定時間遅延させてサイリスタ５３３のゲートに向けて出力する。但し、サイリスタ５３３は、ゲートに遮断信号が入力されるだけでは、オフ状態に切り替わらないことがある。
　第１スイッチ部２１がオフ状態に切り替わった後、図７に示すように、サージアブソーバ３１に電流が流れるとともに、コンデンサ５５０にも電流が供給される。これにより、コンデンサ５５０が充電される。
　遮断制御部５４４は、第１スイッチ部２１をオフ状態に制御し、サイリスタ５３３をオン状態に制御し且つ第３スイッチ部５５１をオフ状態に制御した状態を予め定められた充電時間継続する。遮断制御部５４４は、充電時間経過後、第３スイッチ部５５１をオン状態に切り替える。充電時間は、サイリスタ５３３をオフ状態に切り替えるために必要な電力をコンデンサ５５０に充電するために必要な時間以上に設定されている。第３スイッチ部５５１がオン状態に切り替わると、図８に示すように、コンデンサ５５０がサイリスタ５３３のカソードに向けて放電する。これにより、サイリスタ５３３がオフ状態に切り替わる。
　以上のように、車載用制御装置５２０は、第２スイッチ部５３２をサイリスタ５３３によって構成することで、サージアブソーバ３１に流れるサージ電流を大きくすることができる。しかも、車載用制御装置５２０は、コンデンサ５５０による放電によってサイリスタ５３３をオフ状態に切り替えることができる。
　更に、制御部５４０は、第１スイッチ部２１をオフ状態に制御し、サイリスタ５３３をオン状態に制御し且つ第３スイッチ部５５１をオフ状態に制御した状態を予め定められた充電時間継続する。この構成によれば、第３スイッチ部５５１をオン状態に切り替えた場合に、サイリスタ５３３をより確実にオフ状態に切り替えることができる。
　＜他の実施形態＞
　本開示は、上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述又は後述の実施形態の特徴は、矛盾しない範囲であらゆる組み合わせが可能である。また、上述又は後述の実施形態のいずれの特徴も、必須のものとして明示されていなければ省略することもできる。
　なお、今回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、今回開示された実施の形態に限定されるものではなく、請求の範囲によって示された範囲内又は請求の範囲と均等の範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
１…車載システム
１０…電源部
１１…負荷
１２…電力路
１２Ａ…正極側電力線
１２Ｂ…負極側電力線
１２Ｃ…第１導電路
１２Ｄ…第２導電路
１３…メインリレー
１４…メインリレー
１５…ヒューズ
２０…車載用制御装置
２１…第１スイッチ部
２２…検知部
３０…保護回路
３１…サージアブソーバ
３２…第２スイッチ部
４０…制御部
４１…メイン制御部
４２…サブ制御部
４３…異常判定部
４４…遮断制御部
２２０…車載用制御装置
２４０…制御部
２４２…サブ制御部
２４４…遮断制御部
２４５…遅延回路
３２０…車載用制御装置
３４０…制御部
３４２…サブ制御部
３４４…遮断制御部
３４５…論理回路
３４５Ａ…第１端子
３４５Ｂ…第２端子
３４５Ｃ…第３端子
３５０…両端電圧検知部
４２０…車載用制御装置
４４０…制御部
４４２…サブ制御部
４４４…遮断制御部
４４５…論理回路
４４５Ａ…第１端子
４４５Ｂ…第２端子
４４５Ｃ…第３端子
４５０…電流検知部
５２０…車載用制御装置
５３０…保護回路
５３２…第２スイッチ部
５３３…サイリスタ
５４０…制御部
５４２…サブ制御部
５４４…遮断制御部
５４５…遅延回路
５５０…コンデンサ
５５１…第３スイッチ部
５５２…第１抵抗部
５５３…第２抵抗部

Claims (10)

  1. 　電源部から負荷に電力を供給する電力路に設けられる第１スイッチ部と、
    　前記第１スイッチ部に対して並列に設けられサージアブソーバと第２スイッチ部を直列に接続した構成をなす保護回路と、
    　前記第１スイッチ部及び前記第２スイッチ部を制御する制御部と、を有し、
    　前記制御部は、前記電力路が異常状態となった場合に、前記第２スイッチ部をオン状態に制御した状態で前記第１スイッチ部をオフ状態に切り替え、その後、前記第２スイッチ部をオフ状態に切り替える
    　車載用制御装置。
  2. 　前記制御部は、前記第１スイッチ部をオフ状態に切り替えてから所定時間経過後に前記第２スイッチ部をオフ状態に切り替える
    　請求項１に記載の車載用制御装置。
  3. 　前記制御部は、前記第１スイッチ部をオフ状態に切り替える遮断制御部と、遅延回路と、を有し、
    　前記遮断制御部は、前記電力路が異常状態となった場合に、前記第１スイッチ部及び前記遅延回路に向けて遮断信号を出力し、
    　前記第１スイッチ部は、前記遮断信号が入力された場合にオフ状態に切り替わり、
    　前記遅延回路は、入力された前記遮断信号を前記所定時間遅延させて前記第２スイッチ部に向けて出力し、
    　前記第２スイッチ部は、前記遮断信号が入力された場合にオフ状態に切り替わる
    　請求項２に記載の車載用制御装置。
  4. 　前記制御部は、前記第１スイッチ部をオフ状態に切り替えた後、前記第１スイッチ部の両端の電圧が前記第１スイッチ部の定格電圧以下に設定された閾値電圧以下となった場合に、前記第２スイッチ部をオフ状態に切り替える
    　請求項１に記載の車載用制御装置。
  5. 　前記閾値電圧は、前記電力路が正常状態であるときに前記電源部から前記負荷に印加される正常電圧以下に設定される
    　請求項４に記載の車載用制御装置。
  6. 　前記制御部は、前記第１スイッチ部をオフ状態に切り替えた後、前記サージアブソーバを流れる電流が閾値電流以下となった場合に、前記第２スイッチ部をオフ状態に切り替える
    　請求項１に記載の車載用制御装置。
  7. 　前記サージアブソーバに対して並列に設けられるコンデンサと、
    　第３スイッチ部と、を有し、
    　前記第２スイッチ部は、サイリスタによって構成され、
    　前記第３スイッチ部は、自身がオン状態のときに、前記第１スイッチ部を通る回路とは別に前記サイリスタ及び前記コンデンサを直列に接続した閉回路を構成し、
    　前記制御部は、前記電力路が異常状態となった場合に、前記サイリスタをオン状態に制御し且つ前記第３スイッチ部をオフ状態に制御した状態で、前記第１スイッチ部をオフ状態に切り替え、その後、前記サイリスタのゲートにオフ信号を入力し、前記第３スイッチ部をオン状態に切り替えて前記コンデンサを放電させることによって前記サイリスタをオフ状態に切り替える
    　請求項１に記載の車載用制御装置。
  8. 　前記制御部は、前記第１スイッチ部をオフ状態に制御し、前記サイリスタをオン状態に制御し且つ前記第３スイッチ部をオフ状態に制御した状態を予め定められた充電時間継続し、その後、前記第３スイッチ部をオン状態に切り替え、
    　前記充電時間は、前記サイリスタをオフ状態に切り替えるために必要な電力を前記コンデンサに充電するために必要な時間以上に設定されている
    　請求項７に記載の車載用制御装置。
  9. 　前記サージアブソーバは、バリスタ、ツェナーダイオード、及びアレスタの少なくともいずれかを含む
    　請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の車載用制御装置。
  10. 　前記制御部は、前記第２スイッチ部をオフ状態に切り替えた後、前記第１スイッチ部をオン状態に戻してから、又は前記第１スイッチ部をオン状態に戻すときに前記第２スイッチ部をオン状態に戻す
    　請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の車載用制御装置。
PCT/JP2024/015368 2024-04-18 2024-04-18 車載用制御装置 Pending WO2025220172A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2024/015368 WO2025220172A1 (ja) 2024-04-18 2024-04-18 車載用制御装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2024/015368 WO2025220172A1 (ja) 2024-04-18 2024-04-18 車載用制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2025220172A1 true WO2025220172A1 (ja) 2025-10-23

Family

ID=97403114

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2024/015368 Pending WO2025220172A1 (ja) 2024-04-18 2024-04-18 車載用制御装置

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2025220172A1 (ja)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02155470A (ja) * 1988-12-05 1990-06-14 Fujitsu Denso Ltd スイッチング回路
JPH02155468A (ja) * 1988-12-05 1990-06-14 Fujitsu Denso Ltd スイッチング回路
JPH09261960A (ja) * 1996-03-26 1997-10-03 Fujitsu Denso Ltd インバータ回路
JP2015111999A (ja) * 2013-10-29 2015-06-18 三星電子株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． インバータ回路
US20200244065A1 (en) * 2019-01-24 2020-07-30 Delta Electronics (Shanghai) Co., Ltd. Dc transmission apparatus, surge control circuit and method
JP2021022970A (ja) * 2019-07-25 2021-02-18 日新電機株式会社 スナバ回路
JP2021141632A (ja) * 2020-03-02 2021-09-16 日新電機株式会社 クランプ回路
JP2022140922A (ja) * 2021-03-15 2022-09-29 三菱電機株式会社 サージ保護回路および電力変換装置
JP2024006544A (ja) * 2022-07-04 2024-01-17 日新電機株式会社 クランプ回路の制御回路

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02155470A (ja) * 1988-12-05 1990-06-14 Fujitsu Denso Ltd スイッチング回路
JPH02155468A (ja) * 1988-12-05 1990-06-14 Fujitsu Denso Ltd スイッチング回路
JPH09261960A (ja) * 1996-03-26 1997-10-03 Fujitsu Denso Ltd インバータ回路
JP2015111999A (ja) * 2013-10-29 2015-06-18 三星電子株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． インバータ回路
US20200244065A1 (en) * 2019-01-24 2020-07-30 Delta Electronics (Shanghai) Co., Ltd. Dc transmission apparatus, surge control circuit and method
JP2021022970A (ja) * 2019-07-25 2021-02-18 日新電機株式会社 スナバ回路
JP2021141632A (ja) * 2020-03-02 2021-09-16 日新電機株式会社 クランプ回路
JP2022140922A (ja) * 2021-03-15 2022-09-29 三菱電機株式会社 サージ保護回路および電力変換装置
JP2024006544A (ja) * 2022-07-04 2024-01-17 日新電機株式会社 クランプ回路の制御回路

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11677232B2 (en) Quick battery disconnect system for high current circuits
JP4035777B2 (ja) 組電池の放電装置
US10298017B2 (en) Circuit arrangement for a photovoltaic inverter for break relief using short-circuit switches, and uses of the circuit arrangement
JP6304784B2 (ja) バッテリモジュール遮断構造
JP5733786B2 (ja) 二次電池システム
CN102473888B (zh) 低损耗蓄电池
KR101273820B1 (ko) 전원 장치
US20170187179A1 (en) Junction box
US11764563B2 (en) Vehicle electrical system, particularly for a motor vehicle
US11491877B2 (en) Protection circuit for in-vehicle battery
WO2009110244A1 (ja) 電池システム
JP6662282B2 (ja) 電源システム
WO2021039177A1 (ja) 通電制御装置および電源ユニット
JP5329851B2 (ja) 電源装置
US6741437B2 (en) Safety device for electrical storage cell battery and battery equipped with the device
JP2021040475A (ja) 通電制御装置および電源ユニット
WO2025220172A1 (ja) 車載用制御装置
JP2017139903A (ja) 電流遮断装置
JP2002159135A (ja) 電気二重層コンデンサモジュール用保護回路
JP3871221B1 (ja) キャパシタ充電監視制御装置
CN118871799A (zh) 电源装置
JP7616482B2 (ja) 車載用遮断電流供給装置
US20240131934A1 (en) Control Method for an HV Contactor in a Battery Storage Device and Control Unit for the Implementation Thereof
WO2023073976A1 (ja) 電池モジュール及び電池電源回路
JPH08149701A (ja) 二次電池の過電流保護装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 24935899

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1