JP7723903B2 - 遮断制御装置 - Google Patents

Description

本開示は、遮断制御装置に関するものである。

特許文献１には、電力路に流れる電流の大きさを電流検知部で検知し、制御部において、電流検知部から取得した信号を制御部が監視する技術が開示されている。制御部は、電力路に流れる電流の変化率が規定値以上と判別すると、電力路に介在するリレー部や遮断部に対して遮断信号を出力し、リレー部や遮断部を遮断状態に切り替える。

国際公開第２０２１／０１０００７号

特許文献１に開示される技術は、電流検知部から取得した信号のみを用いて遮断信号を出力するか否かを判別している。このため、特許文献１のものは、電力路にノイズが発生した場合、このノイズを電流の変化であると誤判別して、遮断信号を出力する懸念があり、このような誤判別を防止する技術が望まれている。

本開示は上述した事情に基づいてなされたものであり、電力路を適切に遮断できる遮断制御装置の提供を目的とするものである。

本開示の遮断制御装置は、
蓄電部と、
前記蓄電部と負荷の間において電力が伝送される経路である電力路と、
前記電力路において前記蓄電部側から前記負荷側へ電力が供給されることを許容する許容状態から遮断する遮断状態に切り替わる遮断部と、
を有する車載システムに用いられ、前記遮断部を制御する遮断制御装置であって、
前記電力路を流れる電流の電流状態を検知する電流検知部と、
前記電力路における電圧の電圧状態を検知する電圧検知部と、
前記電流検知部が検知した前記電流状態が予め定められた電流上昇状態であり、且つ前記電圧検知部が検知した前記電圧状態が予め定められた電圧低下状態である場合に前記遮断部に対して前記遮断状態への切り替えを指示する制御部と、を備える。

本開示によれば、電力路を適切に遮断することができる。

図１は、実施形態１に係る遮断制御装置を備えた車載システムを例示するブロック図である。 図２は、電流上昇状態、及び電圧低下状態が成立する領域を示すグラフである。 図３は、電力路が地絡した場合において電力路に流れる電流が急激に上昇する一例を示すグラフである。 図４は、実施形態１に係る制御部における処理の流れを例示するフローチャートである。 図５は、他の実施形態に係る遮断制御装置を備えた車載システムを例示するブロック図である。

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。

〔１〕本開示の遮断制御装置は、車載システムに用いられ、遮断部を制御する。車載システムは、蓄電部と、蓄電部と負荷との間において電力が伝送される経路である電力路と、電力路において蓄電部側から負荷側へ電力が供給されることを許容する許容状態から遮断する遮断状態に切り替わる遮断部と、を有する。遮断制御装置は、電流検知部と、電圧検知部と、制御部と、を備える。電流検知部は、電力路を流れる電流の電流状態を検知する。電圧検知部は、電力路における電圧の電圧状態を検知する。制御部は、電流検知部が検知した電流状態が予め定められた電流上昇状態であり、且つ電圧検知部が検知した電圧状態が予め定められた電圧低下状態である場合に遮断部に対して遮断状態への切り替えを指示する。

上記〔１〕の遮断制御装置は、電流上昇状態及び電圧低下状態の両方が確認された場合に遮断部を遮断状態に切り替えるため、短絡電流が発生したか否かを、より正確に把握した上で、短絡電流の発生時に遮断部を遮断状態に切り替えることができる。例えば、電流上昇のみで短絡電流の発生を判断する例や、電圧低下のみで短絡電流の発生を判断する例では、ノイズなどに起因する誤遮断の懸念があるが、この遮断制御装置は、このような誤遮断を、より発生し難くすることができる。

〔２〕上記〔１〕の遮断制御装置において、電流検知部は、電流上昇状態として、電力路の電流値を特定可能な第１検出値を検知し、電圧検知部は、電圧低下状態として、電力路の電圧値を特定可能な第２検出値を検知し得る。電流上昇状態は、電力路の電流値が電流閾値以上の状態であり、電圧低下状態は、電力路の電圧値が電圧閾値以下の状態であり得る。

上記〔２〕の遮断制御装置は、電流値を特定可能な第１検出値及び電圧値を特定可能な第２検出値に基づき、電力路の電流値が電流閾値以上であるか否か及び電力路の電圧値が電圧閾値以下の状態であるか否かを判断するという簡単な構成で、短絡電流からの保護と誤遮断の抑制を両立することができる。

〔３〕車載システムは、電力路に介在し、電力路を通電状態と非通電状態とに切り替える開閉器を有し、開閉器は、通電状態のときに所定値以上の電流が流れた場合に電磁反発力の発生により通電状態が解除されて非通電状態に切り替わる構成であり得る。上記〔１〕の遮断制御装置の電流検知部は、電流上昇状態として、電力路の電流値を特定可能な第１検出値を検出し、電流上昇状態は、電力路の電流値が電流閾値以上の状態であり、電流閾値は、所定値よりも小さい値であり得る。

上記〔３〕の遮断制御装置は、電磁反発力による非通電状態への切り替わりが発生しない範囲で電流閾値を設定することができる。

〔４〕上記〔１〕又は〔３〕の遮断制御装置において、電圧低下状態は、電力路の電圧の低下速度が一定値以上の状態であり得る。

上記〔４〕の遮断制御装置は、電流上昇状態において電圧の低下速度が一定値以上のときに遮断部を遮断状態に切り替えることができ、短絡電流からの迅速な保護と誤遮断の抑制を両立することができる。

〔５〕車載システムは、蓄電部の内部抵抗値を計測する計測部を有し得る。上記〔１〕から〔３〕の遮断制御装置において、電圧低下状態は、電力路の電圧値が電圧閾値以下の状態であり、制御部は、計測部で計測される内部抵抗値に基づき、内部抵抗値が大きいほど電圧閾値を小さくするように電圧閾値を設定し得る。

上記〔５〕の遮断制御装置は、蓄電部の内部抵抗値が実際に計測されることを前提とし、実際の内部抵抗値が大きいほど電圧閾値を小さくするように、実際の内部抵抗値に合わせて電圧閾値を設定することができる。

〔６〕上記〔２〕又は〔３〕の遮断制御装置において、電圧低下状態は、電力路の電圧値が電圧閾値以下の状態である。電圧閾値は、乗算値と、蓄電部の出力電圧とに基づき、出力電圧が大きいほど電圧閾値を大きくし、乗算値が大きいほど電圧閾値を小さくする演算式に従って定められ得る。乗算値は、蓄電部の内部抵抗値と電力路の抵抗値とを加算した加算値に対して電流閾値を乗算した値である。

上記〔６〕の遮断制御装置は、内部抵抗値、電力路の抵抗値、電流閾値、蓄電部の出力電圧を反映して電圧閾値を適切に設定することができる。

〔７〕車載システムは、電力路に介在し、電力路を通電状態と非通電状態とに切り替える開閉器を有し得る。上記〔１〕から〔３〕のいずれかの遮断制御装置において、電圧検知部は、開閉器よりも負荷側における電圧状態を検知し得る。

上記〔７〕の遮断制御装置は、開閉器が非通電状態のときには、蓄電部に基づく暗電流が電圧検知部に流れることを抑制することができるため、省電力につながる。

〔８〕車載システムは、電力路に介在し、電力路を通電状態と非通電状態とに切り替える開閉器を有し得る。上記〔１〕から〔３〕のいずれかの遮断制御装置において、電圧検知部は、開閉器よりも蓄電部側における電圧状態を検知し得る。

上記〔８〕の遮断制御装置は、蓄電部により近い位置の電圧状態を検知し易いため、電力路で生じる電圧降下を極力排除した形で蓄電部の電圧状態を検知することができる。

〔９〕上記〔１〕から〔８〕のいずれかの遮断制御装置の遮断部には、パイロヒューズ、エレクトロマグネティックヒューズ、又は半導体スイッチのいずれかが用いられ得る。

上記〔９〕の遮断制御装置は、遮断状態への切り替えを短時間で行い易い。
［本開示の実施形態の詳細］

＜実施形態１＞
実施形態１の遮断制御装置３０を有する車載システム１０は、車載用の電源システムとして構成されており、蓄電部９１、電力路３１、遮断部３４、開閉器であるリレー３６、計測部３７、及び遮断制御装置３０を有している。遮断制御装置３０は、電流検知部３８、電圧検知部３９、及び制御部２０を備えている。遮断制御装置３０は、車載システム１０に用いられ、遮断部３４を制御する機能を有している。車載システム１０は、蓄電部９１と負荷９４との間において電力が伝送される経路である電力路３１を介して蓄電部９１から負荷９４に電圧を印加し得る構成をなす。

［車載システムの概要］
蓄電部９１は、直流電圧を生じる直流電源であり、例えば、鉛バッテリ、ＬｉＢ、オルタネーター、コンバータ等の電源手段が用いられている。蓄電部９１には高電位側の端子と低電位側の端子が設けられている。蓄電部９１は、電力路３１に対して所定の出力電圧を印加する構成をなしている。

電力路３１は、高電位側電力路３１Ａ、及び低電位側電力路３１Ｂを有している。蓄電部９１の高電位側の端子は、高電位側電力路３１Ａに電気的に接続されている。蓄電部９１の低電位側の端子は、低電位側電力路３１Ｂに電気的に接続されている。蓄電部９１は、高電位側電力路３１Ａと低電位側電力路３１Ｂとの間に所定の電位差（すなわち、蓄電部９１の出力電圧）を生じさせる。電力路３１は、蓄電部９１と負荷９４との間において電力が伝送される経路である。

高電位側電力路３１Ａは、負荷９４の正極に電気的に接続されている。低電位側電力路３１Ｂは、負荷９４の負極に電気的に接続されている。

負荷９４は、車載用電子部品であり、例えば、電動部品、ＥＣＵ、ＡＤＡＳ対象部品等の製品が適用対象となる。負荷９４は電力路３１に電気的に接続されている。

本開示において、「電気的に接続される」とは、接続対象の両方の電位が等しくなるように互いに導通した状態（電流を流せる状態）で接続される構成であることが望ましい。ただし、この構成に限定されない。例えば、「電気的に接続される」とは、両接続対象の間に電気部品が介在しつつ両接続対象が導通し得る状態で接続された構成であってもよい。

遮断部３４には、例えば、パイロヒューズ（ＰＹＲＯＦＵＳＥ（登録商標））等が用いられる。遮断部３４は、低電位側電力路３１Ｂに介在して設けられている。遮断部３４は、後述する制御部２０から駆動信号Ｄが与えられることによって電力路３１において蓄電部９１側から負荷９４側へ電力が供給されることを許容する許容状態から遮断する遮断状態に切り替わり、蓄電部９１側から負荷９４側への電力の供給を停止する。

パイロヒューズは、例えば、駆動信号Ｄが与えられると、内蔵された火薬に引火し、火薬の爆発力を利用して自身に内蔵する蓄電部９１側の電力路３１と負荷９４側の電力路３１とを電気的に接続する導電路を瞬時に分割して遮断状態になる。このため、パイロヒューズは、リレー等に比べ、短時間で電力路３１を遮断状態にすることができる。遮断状態に切り替わった遮断部３４は、遮断状態から許容状態に切り替わらない。

リレー３６は、高電位側リレー３６Ａ、及び低電位側リレー３６Ｂを有している。高電位側リレー３６Ａ、及び低電位側リレー３６Ｂには、例えば、コンタクタや機械式リレー等が用いられる。高電位側リレー３６Ａは、高電位側電力路３１Ａに介在して設けられている。低電位側リレー３６Ｂは、遮断部３４よりも負荷９４側の低電位側電力路３１Ｂに介在して設けられている。高電位側リレー３６Ａ、及び低電位側リレー３６Ｂは、制御部２０から遮断信号Ｃ３が与えられることによって、非通電状態に切り替わる。高電位側リレー３６Ａ、及び低電位側リレー３６Ｂは、制御部２０から導通信号Ｃ４が与えられることによって、通電状態に切り替わる。つまり、リレー３６は、電力路３１に介在し、高電位側電力路３１Ａ、及び低電位側電力路３１Ｂの各々を通電状態と、非通電状態と、に切り替える。

計測部３７は、車載用の電池監視装置であり、蓄電部９１を監視及び管理するバッテリ管理システム（ＢＭＳ）として機能し得る。さらに、計測部３７は、蓄電部９１に関する電圧、電流、及び温度などを計測するバッテリセンシングユニット（ＢＳＵ）としても機能し得る。計測部３７は、計測した蓄電部９１に関する電圧、電流、及び温度などに基づいて、蓄電部９１の内部抵抗値Ｒ0を演算し、この内部抵抗値Ｒ0を出力し得る構成とされている。例えば、内部抵抗値Ｒ0は、蓄電部９１からの放電が進むにつれ徐々に大きくなる。また、蓄電部９１の内部抵抗値Ｒ0は、充電が進むにつれ徐々に小さくなる。

電流検知部３８は、遮断部３４よりも蓄電部９１側の低電位側電力路３１Ｂに介在して設けられている。電流検知部３８は、例えば、抵抗器及び差動増幅器を有し、低電位側電力路３１Ｂを流れる電流を示す値（具体的には、低電位側電力路３１Ｂを流れる電流の値に応じたアナログ電圧）を第１検出値Ａとして出力し得る構成をなす。つまり、電流検知部３８は、電力路３１を流れる電流の電流状態を第１検出値Ａとして検知する。

電圧検知部３９は、例えば、後述する制御部２０の一部として構成されている。電圧検知部３９は、高電位側電力路３１Ａと、低電位側電力路３１Ｂとの電位差（すなわち、電力路３１の電圧値）に対応した第２検出値Ｖを得る構成をなす。つまり、電圧検知部３９は、電力路３１における電圧の電圧状態を第２検出値Ｖとして検知する。電圧検知部３９は、リレー３６よりも蓄電部９１側における電圧状態を検知する。例えば、電圧検知部３９は、所定の短時間毎に第２検出値Ｖを演算して算出する構成とされている。そして、制御部２０は、前回電圧検知部３９が演算して算出した第２検出値Ｖを第２検出値Ｖ0として自身に設けられた記憶領域２０Ａに記憶し得る構成とされている。第２検出値Ｖ，Ｖ0は、蓄電部９１の出力電圧に対応している。

制御部２０は、遮断部３４に対して遮断状態への切り替えを指示する制御を行う。制御部２０は、例えば、マイクロコンピュータやＦＰＧＡ等の制御を行い得る回路、及び部品等で構成される。制御部２０は、計測部３７から蓄電部９１の内部抵抗値Ｒ0が入力され得る構成とされている。また、制御部２０は、電流検知部３８から第１検出値Ａが入力され得る構成とされている。制御部２０は、第１検出値Ａと、内部抵抗値Ｒ0と、第２検出値Ｖ，Ｖ0と、に基づいて遮断部３４を遮断状態に切り替えるか否かを判定する判定制御を実行し得る。第１検出値Ａは、電流検知部３８から取得する。内部抵抗値Ｒ0は、計測部３７から入力される。第２検出値Ｖは、電圧検知部３９で得た値である。第２検出値Ｖ0は、記憶領域２０Ａに記憶した値である。

［判定制御について］
制御部２０における判定制御について説明する。例えば、電力路３１のいずれかにおいて地絡が発生すると、電力路３１に流れる電流は、経時的に急激に増加し、これとともに第１検出値Ａも経時的に急激に増加する。そして、第１検出値Ａが、第１閾値Ｔh1よりも大きく、第２閾値Ｔh2よりも小さい大きさの電流閾値Ａth以上になると制御部２０は、電流上昇状態であると判別する。さらに、第２検出値Ｖが電圧閾値Ｖth以下になると制御部２０は、電圧低下状態であると判別する。制御部２０は、電圧上昇状態、且つ電圧低下状態であると判別すると、遮断部３４に向けて駆動信号Ｄを出力する。

［第１閾値、第２閾値、電流閾値について］
第１閾値Ｔh1は、電力路３１が正常状態において、電力路３１に流れ得る最大の電流値に対応する。ここで、正常状態とは、例えば、電力路３１における電圧値が０Ｖ以上の所定の値（すなわち、電力路３１が地絡していない状態）である。電力路３１に流れ得る最大の電流値は、例えば、車両におけるモータ等の負荷９４を最大限動作させた場合に電力路３１に流れる電流が想定される。

所定値である第２閾値Ｔh2は、リレー３６が遮断状態を維持できる最大の電流値に対応する。第２閾値Ｔh2は、第１閾値Ｔh1よりも大きい値である。電力路３１に流れる電流がリレー３６に流れ込むとリレー３６内では、リレー３６を通電状態から非通電状態に変化させるように電磁反発力が生じる。この電磁反発力は、リレー３６に流れ込む電流の大きさに応じて大きくなる。リレー３６に流れ込む電流が第２閾値Ｔh2よりも大きくなると、リレー３６を通電状態に保持する力よりも電磁反発力が大きくなり、リレー３６が非通電状態に変化してリレー３６内にアークが発生し、リレー３６が故障してしまうおそれがある。このように、リレー３６は、通電状態のときに所定値（リレー３６が遮断状態を維持できる最大の電流値（第２閾値Ｔh2））以上の電流が自身に流れた場合に電磁反発力の発生によって通電状態が解除されて非通電状態に切り替わる構成である。

電流閾値Ａthは、電流検知部３８が検知した電力路３１を流れる電流の電流状態が予め定められた電流上昇状態であるか否かを判別するために用いる値である。電流閾値Ａthは、第１閾値Ｔh1よりも大きく、第２閾値Ｔh2よりも小さい範囲に設定される。制御部２０は、電流検知部３８から入力された第１検出値Ａが電流閾値Ａthを超えた場合に電流上昇状態（すなわち、遮断部３４を遮断状態に切り替える条件が成立した）と判別する。つまり、電流上昇状態は、電力路３１の第１検出値Ａが電流閾値Ａth以上の状態である。電流検知部３８は、電流上昇状態として、電力路３１の電流値を特定可能な第１検出値Ａを検知する。

［電圧閾値について］
電圧閾値Ｖthは、電圧検知部３９が検知した電力路３１における電圧の電圧状態が予め定められた電圧低下状態であるか否かを判別するために用いる値である。制御部２０は、以下に示す式１に基づいて、電圧閾値Ｖthを決定する。

Ｖth＝Ｖ0－Ａth×（Ｒ0＋Ｒj）…（式１）

ここで、Ｖ0は前回電圧検知部３９で演算して得た後、記憶領域２０Ａに記憶された第２検出値Ｖ0であり、Ａthは電流閾値Ａthであり、Ｒ0は計測部３７から入力された蓄電部９１の内部抵抗値Ｒ0であり、Ｒjは電力路３１における抵抗値Ｒjである。抵抗値Ｒjは、図１に示すように、高電位側電力路３１Ａにおいて、蓄電部９１の高電位側の端子が接続される位置から、電圧検知部３９の信号線Ｓが高電位側電力路３１Ａに接続されている位置までの高電位側電力路３１Ａにおける抵抗値である。式１に対して補正値を加えたり、各値に重み付けをしたりして、電圧閾値Ｖthを調整してもよい。

電圧閾値Ｖthは、蓄電部９１の内部抵抗値Ｒ0と電力路３１の抵抗値Ｒjとを加算した加算値に電流閾値Ａthを乗算した値である乗算値（Ａth×（Ｒ0＋Ｒj））と、第２検出値Ｖ0（蓄電部９１の出力電圧）と、に基づき、式１に示す演算式に従って定められる。式１に示すように、電圧閾値Ｖthは、第２検出値Ｖ0が大きいほど大きくなり、乗算値（Ａth×（Ｒ0＋Ｒj））が大きいほど小さくなる。制御部２０は、計測部３７で計測される内部抵抗値Ｒ0に基づいて、内部抵抗値Ｒ0が大きいほど小さくするように電圧閾値Ｖthを設定する。

制御部２０は、電圧検知部３９で演算して得た第２検出値Ｖと、電圧閾値Ｖthと、の大きさを比較し、第２検出値Ｖが電圧閾値Ｖth以下である場合に、電圧低下状態であると判別する。つまり、電圧低下状態は、電力路３１の第２検出値Ｖが電圧閾値Ｖth以下の状態である。こうして、電圧検知部３９は、電圧低下状態として、電力路３１の電圧値を特定可能な第２検出値Ｖを検知する。

制御部２０は、電流検知部３８が検知した電流状態が予め定められた電流上昇状態であり、且つ電圧検知部３９が検知した電圧状態が予め定められた電圧低下状態であると判別すると、駆動信号Ｄを遮断部３４に向けて出力して遮断部３４に対して遮断状態への切り替えを指示する。

具体的には、図２に示すように、第１検出値Ａが電流閾値Ａth以上になり、且つ第２検出値Ｖが電圧閾値Ｖth以下の大きさになった条件を満たす領域Ｃにある場合に制御部２０は、駆動信号Ｄを遮断部３４に向けて出力する。電流閾値Ａthは、第１閾値Ｔh1よりも大きく、第２閾値Ｔh2よりも小さい範囲に設定されている。電流閾値Ａthは、第２閾値Ｔh2よりも小さい値に設定されるので、電磁反発力がリレー３６を通電状態に保持する力よりも大きくなる前に（すなわち、リレー３６が故障する前に）遮断部３４を遮断状態に切り替えることができる。

［遮断部が遮断状態に切り替わるまでの時間について］
次に、電力路３１のいずれかにおいて地絡が発生したと同時に第２検出値Ｖが電圧閾値Ｖth以下（電圧低下状態）になった場合における、遮断部３４が遮断状態に切り替わるまでの時間について説明する。例えば、図３に示すように、時刻Ｔ0に電力路３１のいずれかにおいて地絡が発生すると、電力路３１に流れる電流の電流値は急激に上昇し、時刻Ｔ1に第１検出値Ａが電流閾値Ａthに到達する。このとき、電流上昇状態及び電圧低下状態が共に成立した状態である。すると、制御部２０は、時刻Ｔ1に駆動信号Ｄを遮断部３４に向けて出力する。遮断部３４は、駆動信号Ｄが入力されると許容状態から遮断状態に切り替わる動作を開始する。時刻Ｔ1以降、第１検出値Ａ（電力路３１に流れる電流の電流値）の上昇は継続する。

そして、時刻Ｔ2において、遮断部３４の遮断状態への切り替わり動作が完了する。時刻Ｔ1から時刻Ｔ2までの間の時間Ｔbは、制御部２０及び遮断部３４の仕様に応じて変化し得る。時刻Ｔ1，Ｔ2は、電流閾値Ａthを第２閾値Ｔh2寄りに設定するとより遅いタイミングとなり、電流閾値Ａthを第１閾値Ｔh1寄りに設定するとより早いタイミングになる。

時刻Ｔ4は、例えば、第１検出値Ａが第２閾値Ｔh2に到達した時刻Ｔ3を起点として、リレー３６に第２閾値Ｔh2以上の大きさの電流が流れることが許容される最大時間Ｔmで規定され得る。例えば、最大時間Ｔmよりも長い時間リレー３６に電流が流れ続けるとリレー３６が故障する可能性が高まる。従って、遮断部３４の遮断状態への切り替わり動作が完了する時刻Ｔ2は、時刻Ｔ4よりも早いタイミングに設定することが好ましい。具体的には、電流閾値Ａthを第２閾値Ｔh2よりも第１閾値Ｔh1寄りに設定することによって、時刻Ｔ2のタイミングを早め、時刻Ｔ2と時刻Ｔ4との間の時間をより長くすることができる。

［制御部の動作について］
次に、図４等を参照しつつ、制御部２０の動作の一例について説明する。図４に示すフローチャートは、所定の開始条件成立時に制御部２０によって繰り返し実行される処理である。

先ず、ステップＳ１において、車両に設けられた始動スイッチ（イグニッションスイッチ）をオフ状態からオン状態に切り替える。すると、制御部２０は、リレー３６に対して導通信号Ｃ４を与え、これによってリレー３６が非通電状態から通電状態に切り替わる。

ステップＳ２に移行すると、制御部２０は、電力路３１に流れる電流が電流上昇状態であり、且つ電力路３１における電圧が電圧低下状態であるか否かを判定する。具体的には、制御部２０は、電流検知部３８からの第１検出値Ａ（電力路３１に流れる電流値）が電流閾値Ａth以上であるか否かの判定を実行する。これとともに、制御部２０は、電圧検知部３９で得た第２検出値Ｖ（電力路３１における電圧値）が電圧閾値Ｖth以下であるか否かの判定を実行する。ステップＳ２において、第１検出値Ａが電流閾値Ａthよりも小さい、又は第２検出値Ｖが電圧閾値Ｖthよりも大きい、の少なくともいずれか（ステップＳ２におけるＮｏ）である場合、制御部２０は、電流上昇状態、且つ電圧低下状態でないと判別する。そして、制御部２０は、ステップＳ２の実行を繰り返す。ステップＳ２において、第１検出値Ａが電流閾値Ａth以上、且つ第２検出値Ｖが電圧閾値Ｖth以下（ステップＳ２におけるＹｅｓ）である場合、制御部２０は、電流上昇状態、且つ電圧低下状態であると判別する。そして、ステップＳ３に移行して、制御部２０は、遮断部３４に向けて駆動信号Ｄを出力し、図４における処理の実行を終了する。

次に、本構成の効果を例示する。
遮断制御装置３０は、車載システム１０に用いられ、遮断部３４を制御する。車載システム１０は、蓄電部９１と、電力路３１と、遮断部３４と、を有する。電力路３１は、蓄電部９１と負荷９４との間において電力が伝送される経路である。遮断部３４は、電力路３１において蓄電部９１側から負荷９４側へ電力が供給されることを許容する許容状態から遮断する遮断状態に切り替わる。遮断制御装置３０は、電流検知部３８と、電圧検知部３９と、制御部２０と、を備える。電流検知部３８は、電力路３１を流れる電流の電流状態を検知する。電圧検知部３９は、電力路３１における電圧の電圧状態を検知する。制御部２０は、電流検知部３８が検知した電流状態が予め定められた電流上昇状態であり、且つ電圧検知部３９が検知した電圧状態が予め定められた電圧低下状態である場合に遮断部３４に対して遮断状態への切り替えを指示する。

この構成によれば、電流上昇状態及び電圧低下状態の両方が確認された場合に遮断部３４を遮断状態に切り替えるため、短絡電流が発生したか否かを、より正確に把握した上で、短絡電流の発生時に遮断部３４を遮断状態に切り替えることができる。例えば、電流上昇のみで短絡電流の発生を判断する例や、電圧低下のみで短絡電流の発生を判断する例では、ノイズなどに起因する誤遮断の懸念があるが、この遮断制御装置３０は、このような誤遮断を、より発生し難くすることができる。

遮断制御装置３０において、電流検知部３８は、電流上昇状態として、電力路３１の電流値を特定可能な第１検出値Ａを検知し、電圧検知部３９は、電圧低下状態として、電力路３１の電圧値を特定可能な第２検出値Ｖを検知する。電流上昇状態は、電力路３１の電流値が電流閾値Ａth以上の状態であり、電圧低下状態は、電力路３１の電圧値が電圧閾値Ｖth以下の状態である。

この構成によれば、電流値を特定可能な第１検出値Ａ、及び電圧値を特定可能な第２検出値Ｖに基づき、電力路３１の電流値が電流閾値Ａth以上であるか否か、及び電力路３１の電圧値が電圧閾値Ｖth以下の状態であるか否かを判断するという簡単な構成で、短絡電流からの保護と誤遮断の抑制を両立することができる。

車載システム１０は、電力路３１に介在し、電力路３１を通電状態と非通電状態とに切り替えるリレー３６を有している。リレー３６は、通電状態のときに第２閾値Ｔh2以上の電流が流れた場合に電磁反発力の発生により通電状態が解除されて非通電状態に切り替わる構成である。遮断制御装置３０の電流検知部３８は、電流上昇状態として、電力路３１の電流値を特定可能な第１検出値Ａを検出し、電流上昇状態は、電力路３１の電流値が電流閾値Ａth以上の状態であり、電流閾値Ａthは、第２閾値Ｔh2よりも小さい値である。この構成によれば、電磁反発力による非通電状態への切り替わりが発生しない範囲で電流閾値Ａthを設定することができる。

車載システム１０は、蓄電部９１の内部抵抗値Ｒ0を計測する計測部３７を有する。遮断制御装置３０において、電圧低下状態は、電力路３１の電圧値が電圧閾値Ｖth以下の状態であり、制御部２０は、計測部３７で計測される内部抵抗値Ｒ0に基づき、内部抵抗値Ｒ0が大きいほど電圧閾値Ｖthを小さくするように電圧閾値Ｖthを設定する。この構成によれば、蓄電部９１の内部抵抗値Ｒ0が実際に計測されることを前提とし、実際の内部抵抗値Ｒ0が大きいほど電圧閾値Ｖthを小さくするように、実際の内部抵抗値Ｒ0に合わせて電圧閾値Ｖthを設定することができる。

遮断制御装置３０において、電圧低下状態は、電力路３１の電圧値が電圧閾値Ｖth以下の状態である。電圧閾値Ｖthは、乗算値と、第２検出値Ｖ0（蓄電部９１の出力電圧）とに基づき、第２検出値Ｖ0が大きいほど電圧閾値Ｖthを大きくし、乗算値が大きいほど電圧閾値Ｖthを小さくする演算式に従って定められる。乗算値は、蓄電部９１の内部抵抗値Ｒ0と電力路３１の抵抗値Ｒjとを加算した加算値に対して電流閾値Ａthを乗算した値である。この構成によれば、内部抵抗値Ｒ0、電力路３１の抵抗値Ｒj、電流閾値Ａth、蓄電部９１の出力電圧を反映して電圧閾値Ｖthを適切に設定することができる。

車載システム１０は、電力路３１に介在し、電力路３１を通電状態と非通電状態とに切り替えるリレー３６を有する。遮断制御装置３０において、電圧検知部３９は、リレー３６よりも蓄電部９１側における電圧状態を検知する。この構成によれば、蓄電部９１により近い位置の電圧状態を検知し易いため、電力路３１で生じる電圧降下を極力排除した形で蓄電部９１の電圧状態を検知することができる。

遮断制御装置３０の遮断部３４には、パイロヒューズが用いられる。この構成によれば、遮断状態への切り替えを短時間で行い易い。

＜他の実施形態＞
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、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

実施形態１とは異なり、図５に示すように、電圧検知部３９がリレー３６よりも負荷９４側における電圧状態を検知する構成としてもよい。この構成によれば、リレー３６が非通電状態のときには、蓄電部９１に基づく暗電流が電圧検知部３９に流れることを抑制することができるため、省電力につながる。なお、この場合、実施形態１よりも電力路３１の抵抗値Ｒjが大きくなる。

実施形態１とは異なり、電力路の電圧の低下速度が一定値以上の状態である場合に、電圧低下状態と判別する構成であってもよい。例えば、以下の式２によって、単位時間当たりの電力路における電圧の変化量Ｋを求める。Ｋ＝（Ｖ－Ｖ0）／ΔＴ…（式２）ここで、Ｖは、電圧検知部が今回演算して得た第２検出値Ｖであり、Ｖ0は、電圧検知部が前回演算して得た第２検出値Ｖ0であり、ΔＴは、電圧検知部が第２検出値を繰り返し演算する時間の周期ΔＴである。電力路の電圧が経時的に小さくなる場合、ＶはＶ0よりも小さい値である。このため、変化量Ｋは、０よりも小さい値（すなわち、負の値）である。また、電力路の電圧が小さくなる度合いが大きくなるほど、変化量Ｋは、０から遠ざかるように小さい値になる。例えば、制御部内に０より小さい電圧閾値を記憶しておき、変化量Ｋが電圧閾値よりも小さい（電力路の電圧の低下速度が一定値以上の）場合に電圧低下状態と判別してもよい。この構成によれば、電流上昇状態において電圧の低下速度が一定値以上のときに遮断部を遮断状態に切り替えることができ、短絡電流からの迅速な保護と誤遮断の抑制を両立することができる。

実施形態１とは異なり、電力路の電流の上昇速度が一定値以上の状態である場合に、電流上昇状態と判別する構成であってもよい。例えば、以下の式３によって、単位時間当たりの電力路における電流の変化量Ｋiを求める。Ｋi＝（Ａ－Ａ0）／ΔＴ…（式３）ここで、Ａは、電流検知部が今回検知した第１検出値Ａであり、Ａ0は、電流検知部が前回検知した第１検出値Ａ0であり、ΔＴは、電流検知部が第１検出値を繰り返し検知する時間の周期ΔＴである。第１検出値Ａ0は、例えば記憶領域２０Ａに記憶され得る構成である。電力路の電流が経時的に大きくなる場合、ＡはＡ0よりも大きい値である。このため、変化量Ｋiは、０よりも大きい値（すなわち、正の値）である。また、電力路の電流が大きくなる度合いが大きくなるほど、変化量Ｋiは、０から遠ざかるように大きい値になる。例えば、制御部内に０より大きい電流閾値を記憶しておき、変化量Ｋiが電流閾値よりも大きい（電力路の電流の上昇速度が一定値以上の）場合に電流上昇状態と判別してもよい。

電流検知部として、コンパレータを用いてもよい。この場合、電力路における電流値が所定の閾値以上の値を示したときに所定のハイレベル信号を出力し、電流値が所定の閾値未満の値を示したときに所定のローレベル信号を出力する。また、カレントトランス等を用いた構成としてもよい。

実施形態１とは異なり、高電位側電力路に遮断部を設けてもよい。また、高電位側電力路に電流検知部を設けてもよい。また、電圧検知部を制御部とは別体の構成として設けてもよい。

実施形態１とは異なり、遮断部に、エレクトロマグネティックヒューズや、ＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチを用いてもよい。こられの部品を用いても遮断状態への切り替えを短時間で行うことができる。

１０…車載システム
２０…制御部
２０Ａ…記憶領域
３０…遮断制御装置
３１…電力路
３１Ａ…高電位側電力路
３１Ｂ…低電位側電力路
３４…遮断部
３６…リレー（開閉器）
３６Ａ…高電位側リレー
３６Ｂ…低電位側リレー
３７…計測部
３８…電流検知部
３９…電圧検知部
９１…蓄電部
９４…負荷
Ａ，Ａ0…第１検出値
Ａth…電流閾値
Ｃ…領域
Ｃ３…遮断信号
Ｃ４…導通信号
Ｄ…駆動信号
Ｋ，Ｋi…変化量
Ｒ0…内部抵抗値
Ｒj…電力路の抵抗値
Ｓ…信号線
Ｔ0，Ｔ1，Ｔ2，Ｔ3，Ｔ4…時刻
Ｔb…時間
Ｔh1…第１閾値
Ｔh2…第２閾値（所定値）
Ｔm…最大時間
Ｖ，Ｖ0…第２検出値
Ｖth…電圧閾値
ΔＴ…周期

Claims (9)

1. 蓄電部と、
   前記蓄電部と負荷との間において電力が伝送される経路である電力路と、
   前記電力路において前記蓄電部側から前記負荷側へ電力が供給されることを許容する許容状態から遮断する遮断状態に切り替わる遮断部と、
   を有する車載システムに用いられ、前記遮断部を制御する遮断制御装置であって、
   前記電力路を流れる電流の電流状態を検知する電流検知部と、
   前記電力路における電圧の電圧状態を検知する電圧検知部と、
   前記電流検知部が検知した前記電流状態が予め定められた電流上昇状態であり、且つ前記電圧検知部が検知した前記電圧状態が予め定められた電圧低下状態である場合に前記遮断部に対して前記遮断状態への切り替えを指示する制御部と、を備え、
   前記車載システムは、前記蓄電部の内部抵抗値を計測する計測部を有し、
   前記電圧低下状態は、前記電力路の電圧値が電圧閾値以下の状態であり、
   前記制御部は、前記計測部で計測される前記内部抵抗値に基づき、前記内部抵抗値が大きいほど前記電圧閾値を小さくするように前記電圧閾値を設定する遮断制御装置。
2. 蓄電部と、
   前記蓄電部と負荷との間において電力が伝送される経路である電力路と、
   前記電力路において前記蓄電部側から前記負荷側へ電力が供給されることを許容する許容状態から遮断する遮断状態に切り替わる遮断部と、
   を有する車載システムに用いられ、前記遮断部を制御する遮断制御装置であって、
   前記電力路を流れる電流の電流状態を検知する電流検知部と、
   前記電力路における電圧の電圧状態を検知する電圧検知部と、
   前記電流検知部が検知した前記電流状態が予め定められた電流上昇状態であり、且つ前記電圧検知部が検知した前記電圧状態が予め定められた電圧低下状態である場合に前記遮断部に対して前記遮断状態への切り替えを指示する制御部と、を備え、
   前記電流検知部は、前記電流上昇状態として、前記電力路の電流値を特定可能な第１検出値を検知し、
   前記電圧検知部は、前記電圧低下状態として、前記電力路の電圧値を特定可能な第２検出値を検知し、
   前記電流上昇状態は、前記電力路の電流値が電流閾値以上の状態であり、
   前記電圧低下状態は、前記電力路の電圧値が電圧閾値以下の状態であり、
   前記電圧低下状態は、前記電力路の電圧値が電圧閾値以下の状態であり、
   前記電圧閾値は、前記蓄電部の内部抵抗値と前記電力路の抵抗値とを加算した加算値に対して前記電流閾値を乗算した値である乗算値と、前記蓄電部の出力電圧とに基づき、前記出力電圧が大きいほど前記電圧閾値を大きくし、前記乗算値が大きいほど前記電圧閾値を小さくする演算式に従って定められる遮断制御装置。
3. 蓄電部と、
   前記蓄電部と負荷との間において電力が伝送される経路である電力路と、
   前記電力路において前記蓄電部側から前記負荷側へ電力が供給されることを許容する許容状態から遮断する遮断状態に切り替わる遮断部と、
   を有する車載システムに用いられ、前記遮断部を制御する遮断制御装置であって、
   前記電力路を流れる電流の電流状態を検知する電流検知部と、
   前記電力路における電圧の電圧状態を検知する電圧検知部と、
   前記電流検知部が検知した前記電流状態が予め定められた電流上昇状態であり、且つ前記電圧検知部が検知した前記電圧状態が予め定められた電圧低下状態である場合に前記遮断部に対して前記遮断状態への切り替えを指示する制御部と、を備え、
   前記車載システムは、前記電力路に介在し、前記電力路を通電状態と非通電状態とに切り替える開閉器を有し、
   前記開閉器は、前記通電状態のときに所定値以上の電流が流れた場合に電磁反発力の発生により前記通電状態が解除されて前記非通電状態に切り替わる構成であり、
   前記電流検知部は、前記電流上昇状態として、前記電力路の電流値を特定可能な第１検出値を検出し、
   前記電流上昇状態は、前記電力路の電流値が電流閾値以上の状態であり、
   前記電流閾値は、前記所定値よりも小さい値であり、
   前記電圧低下状態は、前記電力路の電圧値が電圧閾値以下の状態であり、
   前記電圧閾値は、前記蓄電部の内部抵抗値と前記電力路の抵抗値とを加算した加算値に対して前記電流閾値を乗算した値である乗算値と、前記蓄電部の出力電圧とに基づき、前記出力電圧が大きいほど前記電圧閾値を大きくし、前記乗算値が大きいほど前記電圧閾値を小さくする演算式に従って定められる遮断制御装置。
4. 前記電流検知部は、前記電流上昇状態として、前記電力路の電流値を特定可能な第１検出値を検知し、
   前記電圧検知部は、前記電圧低下状態として、前記電力路の電圧値を特定可能な第２検出値を検知し、
   前記電流上昇状態は、前記電力路の電流値が電流閾値以上の状態であり、
   前記電圧低下状態は、前記電力路の電圧値が電圧閾値以下の状態である請求項１に記載の遮断制御装置。
5. 前記車載システムは、前記電力路に介在し、前記電力路を通電状態と非通電状態とに切り替える開閉器を有し、
   前記開閉器は、前記通電状態のときに所定値以上の電流が流れた場合に電磁反発力の発生により前記通電状態が解除されて前記非通電状態に切り替わる構成であり、
   前記電流検知部は、前記電流上昇状態として、前記電力路の電流値を特定可能な第１検出値を検出し、
   前記電流上昇状態は、前記電力路の電流値が電流閾値以上の状態であり、
   前記電流閾値は、前記所定値よりも小さい値である請求項１に記載の遮断制御装置。
6. 前記電圧低下状態は、前記電力路の電圧の低下速度が一定値以上の状態である請求項１又は請求項３に記載の遮断制御装置。
7. 前記車載システムは、前記電力路に介在し、前記電力路を通電状態と非通電状態とに切り替える開閉器を有し、
   前記電圧検知部は、前記開閉器よりも前記負荷側における前記電圧状態を検知する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の遮断制御装置。
8. 前記車載システムは、前記電力路に介在し、前記電力路を通電状態と非通電状態とに切り替える開閉器を有し、
   前記電圧検知部は、前記開閉器よりも前記蓄電部側における前記電圧状態を検知する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の遮断制御装置。
9. 前記遮断部には、火薬の爆発力を利用して前記遮断状態に切り替わる構成、エレクトロマグネティックヒューズ、又は半導体スイッチのいずれかが用いられる請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の遮断制御装置。