特許 6451612 給電制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6451612

(24)【登録日】2018年12月21日

(45)【発行日】2019年1月16日

(54)【発明の名称】給電制御装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20190107BHJP

   B60R 16/02 20060101ALI20190107BHJP

【ＦＩ】

   H02J7/00 302A

   H02J7/00 S

   B60R16/02 645A

【請求項の数】4

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2015-236934(P2015-236934)

(22)【出願日】2015年12月3日

(65)【公開番号】特開2017-103964(P2017-103964A)

(43)【公開日】2017年6月8日

【審査請求日】2018年3月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】395011665

【氏名又は名称】株式会社オートネットワーク技術研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】000183406

【氏名又は名称】住友電装株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114557

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 英仁

(74)【代理人】

【識別番号】100078868

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 登夫

(72)【発明者】

【氏名】杉沢 佑樹

(72)【発明者】

【氏名】澤野 峻一

(72)【発明者】

【氏名】小田 康太

(72)【発明者】

【氏名】眞瀬 佳祐

【審査官】 田中 寛人

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−２４１０８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−９２８７４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｊ ７／００

Ｂ６０Ｒ １６／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電流経路に設けられており、制御端の電圧が所定電圧以上となった場合にオンに切替わり、該制御端の電圧が前記所定電圧未満となった場合にオフに切替わる半導体スイッチを備え、該半導体スイッチのオン及びオフの切替えによって前記電流経路を介した給電を制御する給電制御装置において、
前記制御端に一端が接続されるキャパシタと、
該キャパシタを充電する充電回路と、
該キャパシタから前記充電回路への電流の通流を防止するダイオードと、
前記半導体スイッチにおける電流の入力端に入力される入力電圧を検出する入力電圧検出部と、
該半導体スイッチのオン又はオフへの切替えを指示する切替え信号が入力される入力部と、
該入力部に入力された切替え信号が前記半導体スイッチのオンへの切替えを指示している場合にて、前記入力電圧検出部が検出した電圧が入力電圧閾値以上であるとき、前記充電回路を駆動する駆動部と
を備え、
前記駆動部は、前記充電回路を駆動している間に、前記入力電圧検出部が検出した電圧が前記入力電圧閾値未満になった場合であっても、前記充電回路の駆動を維持すること
を特徴とする給電制御装置。

【請求項2】

前記半導体スイッチの前記入力端と、該半導体スイッチにおける電流の出力端との間の電圧を検出する両端電圧検出部と、
前記キャパシタが蓄えている電力を放出する放電回路と
を備え、
前記駆動部は、前記充電回路を駆動している場合にて、前記入力電圧検出部が検出した電圧が前記入力電圧閾値未満となり、かつ、前記両端電圧検出部が検出した電圧が両端電圧閾値以上となったとき、前記充電回路の動作を停止させ、前記放電回路を駆動すること
を特徴とする請求項１に記載の給電制御装置。

【請求項3】

前記半導体スイッチの前記入力端と、該半導体スイッチにおける電流の出力端との間の電圧を検出する両端電圧検出部と、
前記キャパシタが蓄えている電力を放出する放電回路と
を備え、
前記駆動部は、前記充電回路を駆動している場合にて、前記両端電圧検出部が検出した電圧が両端電圧閾値以上である状態が所定時間以上続いたとき、前記充電回路の動作を停止させ、前記放電回路を駆動すること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の給電制御装置。

【請求項4】

前記電流経路を流れる電流に応じた電圧を所定範囲内で出力する出力回路と、
前記駆動部が前記充電回路の動作を停止させて前記放電回路を駆動した場合に、該出力回路が電圧を出力する電圧出力端の電圧を前記所定範囲外の電圧に調整する調整部と
を備えることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の給電制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電流経路に設けられたスイッチをオン又はオフに切替えることによって該電流経路を介した給電を制御する給電制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

車両には、バッテリから負荷への給電を制御する給電制御装置（例えば、特許文献１を参照）が搭載されている。特許文献１に記載の給電制御装置は、バッテリの正極から負荷の一端への電流経路に設けられ、半導体スイッチとして機能するＮチャネル型のＦＥＴ(Field Effect Transistor)を備え、このＦＥＴをオン又はオフに切替えることによって、電流経路を介した給電を制御する。バッテリの正極及び負荷の一端夫々はＦＥＴのドレイン及びソースに接続され、バッテリの負極と、負荷の他端とは接地されている。

【0003】

特許文献１に記載の給電制御装置は、ＦＥＴのドレイン及びゲート間に設けられているキャパシタ、所謂、入力容量を充電する充電回路を更に備えている。ＦＥＴをオンに切替える場合、充電回路は、キャパシタにゲート側から電流を供給することによって、このキャパシタを充電する。これにより、ゲートの電圧が所定電圧以上となり、ＦＥＴはオンに切替わる。充電回路は、キャパシタを充電するため、バッテリからＦＥＴのドレインに入力される入力電圧よりも高い電圧をＦＥＴのゲートに出力し、キャパシタを充電する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第５４０８３５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載されているような従来の給電制御装置の中には、バッテリからＦＥＴのドレインに入力されている入力電圧から、該入力電圧よりも低い一定電圧を生成し、生成した一定電圧を用いて、ＦＥＴのゲートに出力すべき電圧を生成する給電制御装置がある。

【0006】

このような構成では、バッテリからＦＥＴのゲートに入力される入力電圧が大きく低下して一定電圧未満となった場合、充電回路は適切な電圧を生成することができず、ＦＥＴは適切にオンに切替わらない。このため、入力電圧から一定電圧を生成する従来の給電制御装置では、入力電圧が特定の電圧よりも低い場合、キャパシタに蓄えている電力を放出し、ＦＥＴをオフに切替える。

【0007】

しかしながら、このような従来の給電制御装置では、ＦＥＴがオンであって負荷が作動している場合において、入力電圧が特定の電圧よりも低くなったとき、ＦＥＴがオフに切替わる。このため、バッテリから負荷への電流経路を介した給電が突然に遮断され、負荷が動作を停止するという問題がある。

【0008】

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、入力電圧の低下による電流経路を介した給電の突然の遮断を防止することができる給電制御装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明に係る給電制御装置は、電流経路に設けられており、制御端の電圧が所定電圧以上となった場合にオンに切替わり、該制御端の電圧が前記所定電圧未満となった場合にオフに切替わる半導体スイッチを備え、該半導体スイッチのオン及びオフの切替えによって前記電流経路を介した給電を制御する給電制御装置において、前記制御端に一端が接続されるキャパシタと、該キャパシタを充電する充電回路と、該キャパシタから前記充電回路への電流の通流を防止するダイオードと、前記半導体スイッチにおける電流の入力端に入力される入力電圧を検出する入力電圧検出部と、該半導体スイッチのオン又はオフへの切替えを指示する切替え信号が入力される入力部と、該入力部に入力された切替え信号が前記半導体スイッチのオンへの切替えを指示している場合にて、前記入力電圧検出部が検出した電圧が入力電圧閾値以上であるとき、前記充電回路を駆動する駆動部とを備え、前記駆動部は、前記充電回路を駆動している間に、前記入力電圧検出部が検出した電圧が前記入力電圧閾値未満になった場合であっても、前記充電回路の駆動を維持することを特徴とする。

【0010】

本発明にあっては、入力された切替え信号が、電流経路に設けられた半導体スイッチのオンへの切替えを指示している場合において、半導体スイッチにおける電流の入力端に入力される入力電圧が入力電圧閾値以上であるとき、充電回路を駆動する。充電回路は、ダイオードを介して、半導体スイッチの制御端に一端が接続されるキャパシタ、例えば入力容量を充電する。これにより、制御端の電圧が所定電圧以上となり、半導体スイッチはオンに切替わる。

【0011】

充電回路を駆動している間に、入力電圧が入力電圧閾値未満になった場合であっても充電回路の駆動を維持する。入力電圧の低下によって充電回路がキャパシタに出力する電圧が低下した場合であっても、ダイオードが設けられているため、キャパシタは放電することはなく、制御端の電圧は維持される。このため、入力電圧の低下によって半導体スイッチがオフに切替わることはなく、電流経路を介した給電の突然の遮断が防止される。

【0012】

本発明に係る給電制御装置は、前記半導体スイッチの前記入力端と、該半導体スイッチにおける電流の出力端との間の電圧を検出する両端電圧検出部と、前記キャパシタが蓄えている電力を放出する放電回路とを備え、前記駆動部は、前記充電回路を駆動している場合にて、前記入力電圧検出部が検出した電圧が前記入力電圧閾値未満となり、かつ、前記両端電圧検出部が検出した電圧が両端電圧閾値以上となったとき、前記充電回路の動作を停止させ、前記放電回路を駆動することを特徴とする。

【0013】

本発明にあっては、充電回路を駆動している場合において、半導体スイッチの入力端に入力される入力電圧が入力電圧閾値未満となり、かつ、半導体スイッチの入力端及び出力端間の電圧が両端電圧閾値以上となったとき、充電回路の動作を停止させて放電回路を駆動し、半導体スイッチをオフに切替える。従って、入力電圧が低下している状態であっても、半導体スイッチの出力端が接地されている場合、半導体スイッチの入力端及び出力端間の電圧が両端電圧閾値以上に維持されるので、半導体スイッチはオフに切替えられる。これにより、半導体スイッチの出力端の接地に起因して過電流が半導体スイッチに流れることが防止される。

【0014】

本発明に係る給電制御装置は、前記半導体スイッチの前記入力端と、該半導体スイッチにおける電流の出力端との間の電圧を検出する両端電圧検出部と、前記キャパシタが蓄えている電力を放出する放電回路とを備え、前記駆動部は、前記充電回路を駆動している場合にて、前記両端電圧検出部が検出した電圧が両端電圧閾値以上である状態が所定時間以上続いたとき、前記充電回路の動作を停止させ、前記放電回路を駆動することを特徴とする。

【0015】

本発明にあっては、充電回路を駆動している場合において、半導体スイッチの入力端及び出力端間の電圧が両端電圧閾値以上である状態であるとき、言い換えると、充電回路を駆動しているにも関わらず、半導体スイッチがオンに切替わっていないとき、充電回路の動作を停止させ、放電回路を駆動し、半導体スイッチをオフに切替える。故障のため、半導体スイッチをオンに切替えることができない場合には、電流経路を介した給電を停止し、無駄な電力消費を防止する。

【0016】

本発明に係る給電制御装置は、前記電流経路を流れる電流に応じた電圧を所定範囲内で出力する出力回路と、前記駆動部が前記充電回路の動作を停止させて前記放電回路を駆動した場合に、該出力回路が電圧を出力する電圧出力端の電圧を前記所定範囲外の電圧に調整する調整部とを備えることを特徴とする。

【0017】

本発明にあっては、出力回路は、電流経路を流れる電流に応じた電圧を所定範囲内で出力する。出力回路が出力した電圧は、例えば、電流経路を構成する電線の温度を算出するために用いられる。充電回路を駆動している場合において所定の条件が満たされたために、半導体スイッチをオフに切替えたとき、出力回路の電圧出力端の電圧を所定範囲外の電圧に調整する。これにより、電流経路を介した給電を正常に行うことができない旨が通知される。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、入力電圧の低下による電流経路を介した給電の突然の遮断を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】実施の形態１における電源システムの要部構成を示すブロック図である。

【図2】給電制御装置の要部構成を示すブロック図である。

【図3】制御回路の回路図である。

【図4】制御回路の動作を説明するための図表である。

【図5】給電制御装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。

【図6】給電制御装置の他の動作を説明するためのタイミングチャートである。

【図7】実施の形態２における給電制御装置の要部構成を示すブロック図である。

【図8】制御回路の回路図である。

【図9】制御回路の動作を説明するための図表である。

【図10】給電制御装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。

【図11】給電制御装置の他の動作を説明するためのタイミングチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１における電源システム１の要部構成を示すブロック図である。電源システム１は、車両に好適に搭載されており、バッテリ１０、給電制御装置１１、負荷１２及びスタータ１３を備える。バッテリ１０の正極は、給電制御装置１１及びスタータ１３の一端に接続されている。給電制御装置１１の他端は負荷１２の一端に接続されている。バッテリ１０の負極と、負荷１２及びスタータ１３夫々の他端とは接地されている。

【0021】

バッテリ１０は、給電制御装置１１を介して負荷１２に給電すると共に、スタータ１３にも給電する。負荷１２は、車両に搭載された電気機器である。バッテリ１０から負荷１２に給電されている場合に負荷１２は作動し、バッテリ１０から負荷１２への給電が遮断されている場合に負荷１２は動作を停止する。スタータ１３は、図示しないエンジンを作動させるためのモータであり、バッテリ１０から供給された電力を用いて作動する。

【0022】

給電制御装置１１には、負荷１２の作動を指示する作動信号と、負荷１２の動作の停止を指示する停止信号とが入力される。給電制御装置１１は、入力された信号に基づいて負荷１２への給電を制御する。

【0023】

スタータ１３が作動している間、バッテリ１０からスタータ１３に大きな電流が供給される。バッテリ１０内では、図示しない内部抵抗を介して電流が負荷１２又はスタータ１３に供給される。バッテリ１０がスタータ１３に給電している場合、内部抵抗での電圧降下の幅が大きいため、バッテリ１０の出力電圧は大きく低下する。

【0024】

図２は給電制御装置１１の要部構成を示すブロック図である。給電制御装置１１は、半導体スイッチ２０、入力電圧検出部２１、充電回路２２、放電回路２３、出力回路２４、制御回路２５、マイクロコンピュータ（以下ではマイコンという）２６、キャパシタＣｓ及びダイオードＤ１，Ｄ２を備える。半導体スイッチ２０はＮチャネル型のＦＥＴである。キャパシタＣｓは、半導体スイッチ２０の製造に伴って形成される入力容量である。

【0025】

半導体スイッチ２０のドレインはバッテリ１０の正極に接続され、半導体スイッチ２０のソースは負荷１２の一端に接続されている。半導体スイッチ２０のドレイン及びゲート間にはキャパシタＣｓが接続されている。半導体スイッチ２０のドレインは、更に、入力電圧検出部２１、充電回路２２及び出力回路２４が接続されている。入力電圧検出部２１、充電回路２２及び出力回路２４は、接地されると共に、制御回路２５に各別に接続されている。出力回路２４は、半導体スイッチ２０のソース、及び、マイコン２６にも接続されている。

【0026】

半導体スイッチ２０のゲートは、キャパシタＣｓの他に、ダイオードＤ１のカソードと、ダイオードＤ２のアノードとに接続されている。ダイオードＤ１のアノードは充電回路２２に接続されている。ダイオードＤ２のカソードは放電回路２３に接続されている。放電回路２３は、接地されると共に、制御回路２５にも接続されている。制御回路２５は、更に、マイコン２６に接続されている。

【0027】

充電回路２２には、制御回路２５からハイレベル電圧又はローレベル電圧が入力される。充電回路２２は、制御回路２５からハイレベル電圧が入力されている場合、バッテリ１０から半導体スイッチ２０のドレインに入力される入力電圧よりも高い電圧を、ダイオードＤ１を介して、キャパシタＣｓに出力する。これにより、電流が半導体スイッチ２０のゲート側からキャパシタＣｓに供給され、キャパシタＣｓは充電される。キャパシタＣｓの充電により、半導体スイッチ２０のソースの電位を基準とした半導体スイッチ２０のゲートの電圧が上昇する。ダイオードＤ１はキャパシタＣｓから充電回路２２への電流の通流を防止する。

【0028】

半導体スイッチ２０のソースの電位を基準とした半導体スイッチ２０のゲートの電圧が所定電圧以上となった場合、半導体スイッチ２０はオンに切替わり、半導体スイッチ２０のドレイン及びソース間に電流が流れることが可能となる。半導体スイッチ２０はオンである場合、半導体スイッチ２０のドレイン及びソース間の抵抗値は小さい。

【0029】

半導体スイッチ２０がオンである場合、電流は、バッテリ１０から、半導体スイッチ２０のドレインに入力され、半導体スイッチ２０のソースから負荷１２に出力される。この電流の供給によって、電力が負荷１２に供給される。このように、給電制御装置１１にはバッテリ１０から負荷１２への電流経路が設けられており、この電流経路には半導体スイッチ２０が設けられている。半導体スイッチ２０のドレイン、ソース及びゲート夫々は、入力端、出力端及び制御端として機能する。

【0030】

半導体スイッチ２０がオンである場合、接地電位を基準とした半導体スイッチ２０のドレイン及びソースの電圧は略一致している。また、充電回路２２は、バッテリ１０から半導体スイッチ２０のドレインに入力される入力電圧から、該入力電圧よりも低い一定電圧を生成し、生成した一定電圧を用いて、入力電圧よりも高い電圧を生成する。
充電回路２２は、制御回路２５からローレベル電圧が入力されている場合、動作を停止する。

【0031】

放電回路２３にも、制御回路２５からハイレベル電圧又はローレベル電圧が入力される。放電回路２３は、制御回路２５からハイレベル電圧が入力されている場合、キャパシタＣｓが蓄えている電力を放出する。このとき、ダイオードＤ２のカソードが放電回路２３内の図示しない抵抗を介して接地され、電流はキャパシタＣｓからダイオードＤ２と放電回路２３内の抵抗とを介して接地電位に流れる。これにより、キャパシタＣｓの両端間の電圧、即ち、半導体スイッチ２０のゲートの電位を基準とした半導体スイッチ２０のソースの電圧が低下する。半導体スイッチ２０において、ソースの電位を基準としたゲートの電圧が所定電圧未満となった場合、半導体スイッチ２０はオフに切替わり、半導体スイッチ２０のドレイン及びソース間に電流が流れることはない。このとき、半導体スイッチ２０はオフであり、バッテリ１０から負荷１２への給電が遮断される。

【0032】

放電回路２３は、制御回路２５からローレベル電圧が入力されている場合、動作を停止する。このとき、放電回路２３内において、ダイオードＤ２のカソードは開放されている。
給電制御装置１１では、半導体スイッチ２０のオン及びオフの切替えによって電流経路を介した負荷１２への給電を制御する。

【0033】

入力電圧検出部２１は、バッテリ１０から半導体スイッチ２０のドレインに入力される入力電圧を検出する。入力電圧検出部２１は、検出した入力電圧が、予め設定されている入力電圧閾値以上である場合、ハイレベル電圧を制御回路２５に出力する。入力電圧検出部２１は、検出した入力電圧が入力電圧閾値未満である場合、ローレベル電圧を制御回路２５に出力する。
スタータ１３が作動している間、入力電圧は入力電圧閾値未満の電圧に低下する。このため、入力電圧検出部２１は、スタータ１３が作動している間、ローレベル電圧を出力する。

【0034】

出力回路２４は、バッテリ１０から負荷１２への電流経路に流れる電流の大きさに比例した電圧を出力する。出力回路２４が電圧を出力する電圧出力端には制御回路２５及びマイコン２６が接続されており、出力回路２４は、電流経路に流れる電流の大きさに比例した電圧を制御回路２５及びマイコン２６に出力する。

【0035】

出力回路２４が電圧出力端から制御回路２５及びマイコン２６に出力する電圧は、（電流経路を流れる電流の大きさ）×（所定数）で表される。従って、出力回路２４が制御回路２５及びマイコン２６に出力する電圧は、電流経路を流れる電流の大きさが大きい程高い。

【0036】

出力回路２４は、バッテリ１０から半導体スイッチ２０のドレインへの入力電圧から制御回路２５及びマイコン２６に出力する電圧を生成する。出力回路２４が制御回路２５及びマイコン２６に出力する電圧は、所定範囲内の電圧である。言い換えると、出力回路２４が出力する電圧について上限電圧が設けられており、出力回路２４は、上限電圧以下の電圧を制御回路２５及びマイコン２６に出力する。

【0037】

マイコン２６には、作動信号及び停止信号が入力されると共に、出力回路２４及び制御回路２５から電圧が入力される。マイコン２６は、入力された信号と、出力回路２４が出力した電圧とに基づいて、半導体スイッチ２０のオン又はオフへの切替えを指示する切替え信号を制御回路２５に出力する。切替え信号はハイレベル電圧及びローレベル電圧によって構成される。切替え信号のハイレベル電圧は半導体スイッチ２０のオンへの切替えを指示し、切替え信号のローレベル電圧は半導体スイッチ２０のオフへの切替えを指示する。

【0038】

マイコン２６は、出力回路２４から入力される電圧に基づいて、バッテリ１０から負荷１２への電流経路を構成する図示しない電線の電線温度を算出する。この電線の中途に半導体スイッチ２０が設けられている。

【0039】

マイコン２６は、算出した電線温度が所定温度未満であり、かつ、作動信号が入力されている場合、切替え信号の電圧をハイレベル電圧に変更する。マイコン２６は、算出した電線温度が所定温度以上であるか、又は、停止信号が入力されている場合、切替え信号の電圧をローレベル電圧に変更する。

【0040】

制御回路２５は、入力電圧検出部２１から入力された電圧と、出力回路２４から入力された電圧と、マイコン２６から入力された切替え信号とに基づいて、充電回路２２及び放電回路２３夫々にハイレベル電圧又はローレベル電圧を出力する。

【0041】

図３は制御回路２５の回路図である。制御回路２５は、ＯＲ回路３０、ＡＮＤ回路３１，３２、反転器３３，３４、ラッチ部３５及びコンパレータ３６を有する。ＯＲ回路３０及びＡＮＤ回路３１，３２夫々は２つの入力端子と１つの出力端子を有する。コンパレータ３６は、プラス端子、マイナス端子及び出力端子を有する。

【0042】

ＯＲ回路３０の一方の入力端子は入力電圧検出部２１に接続されている。マイコン２６、及び、ＯＲ回路３０の出力端子夫々はＡＮＤ回路３１の２つの入力端子に接続されている。ＡＮＤ回路３１の出力端子は、ＯＲ回路３０の他方の入力端子と、ＡＮＤ回路３２の一方の入力端子に接続されている。

【0043】

ＡＮＤ回路３２の他方の入力端子は、反転器３３の出力端子に接続されている。反転器３３の入力端子はラッチ部３５に接続されている。ラッチ部３５は、更に、コンパレータ３６の出力端子に接続されている。コンパレータ３６のプラス端子は出力回路２４の電圧出力端に接続されている。コンパレータ３６のマイナス端子には参照電圧Ｖｒが入力されている。参照電圧Ｖｒは一定値である。ＡＮＤ回路３２の出力端子は、充電回路２２と、反転器３４の入力端子とに接続されている。反転器３４の出力端子は放電回路２３に接続されている。

【0044】

ＯＲ回路３０、ＡＮＤ回路３１，３２及び反転器３３，３４の入力端子には、ハイレベル電圧又はローレベル電圧が入力される。ＯＲ回路３０、ＡＮＤ回路３１，３２、反転器３３，３４及びコンパレータ３６の出力端子から、ハイレベル電圧又はローレベル電圧が出力される。

【0045】

ＯＲ回路３０は、２つの入力端子のいずれか一方にハイレベル電圧が入力されている場合、出力端子からハイレベル電圧を出力し、２つの入力端子の両方にローレベル電圧が入力されている場合、出力端子からローレベル電圧を出力する。ＡＮＤ回路３１，３２夫々は、２つの入力端子の両方にハイレベル電圧が入力されている場合、出力端子からハイレベル電圧を出力し、２つの入力端子のいずれか一方にローレベル電圧が入力されている場合、出力端子からローレベル電圧を出力する。反転器３３，３４夫々は、入力端子にローレベル電圧が入力されている場合、出力端子からハイレベル電圧を出力し、入力端子にハイレベル電圧が入力されている場合、出力端子からローレベル電圧を出力する。

【0046】

コンパレータ３６は、出力回路２４からプラス端子に入力された電圧が、マイナス端子に入力されている参照電圧Ｖｒ未満である場合、出力端子からローレベル電圧を出力する。コンパレータ３６は、出力回路２４からプラス端子に入力された電圧が、マイナス端子に入力されている参照電圧Ｖｒ以上である場合、出力端子からハイレベル電圧を出力する。

【0047】

ラッチ部３５には、コンパレータ３６からローレベル電圧又はハイレベル電圧が入力される。ラッチ部３５は、コンパレータ３６がローレベル電圧を出力している間、反転器３３の入力端子にローレベル電圧を出力する。コンパレータ３６が出力している電圧がローレベル電圧からハイレベル電圧に切替わった場合、ラッチ部３５はハイレベル電圧を反転器３３の入力端子に出力する。これ以降、ラッチ部３５は、コンパレータ３６から入力される電圧に無関係にハイレベル電圧を反転器３３の入力端子に出力し続ける。

【0048】

ＯＲ回路３０の２つの入力端子夫々には、入力電圧検出部２１及びＡＮＤ回路３１からハイレベル電圧又はローレベル電圧が入力される。ＡＮＤ回路３１の一方の入力端子には、マイコン２６から、ハイレベル電圧及びローレベル電圧によって構成される切替え信号が入力される。制御回路２５は入力部として機能する。ＡＮＤ回路３１の他方の入力端子には、ＯＲ回路３０からハイレベル電圧又はローレベル電圧が入力される。ＡＮＤ回路３２の２つの入力端子夫々には、ＡＮＤ回路３１及び反転器３３からハイレベル電圧又はローレベル電圧が入力される。充電回路２２と、反転器３４の入力端子とにはＡＮＤ回路３２からハイレベル電圧又はローレベル電圧が入力される。放電回路２３には反転器３４からハイレベル電圧又はローレベル電圧が入力される。

【0049】

図４は制御回路２５の動作を説明するための図表である。図４には、マイコン２６が出力する切替え信号が示す電圧と、入力電圧検出部２１及びコンパレータ３６が出力する電圧と、ＡＮＤ回路３１が出力している出力電圧とが示されている。更に、図４には、充電回路２２及び放電回路２３に入力される電圧が示されている。図４では、ハイレベル電圧を「Ｈ」で示し、ローレベル電圧を「Ｌ」で示している。
以下の制御回路２５の動作の説明では、ラッチ部３５がローレベル電圧を出力していることを前提としている。

【0050】

前述したように、マイコン２６が出力する切替え信号のハイレベル電圧及びローレベル電圧夫々は、半導体スイッチ２０のオン及びオフへの切替えを指示する。入力電圧検出部２１がハイレベル電圧を出力していることは、入力電圧が入力電圧閾値以上であることを示し、入力電圧検出部２１がローレベル電圧を出力していることは、入力電圧が入力電圧閾値未満であることを示す。

【0051】

コンパレータ３６がローレベル電圧を出力していることは、出力回路２４が出力した電圧が参照電圧Ｖｒ未満であること、即ち、電流経路に流れる電流が所定電流未満であることを示す。コンパレータ３６がハイレベル電圧を出力していることは、出力回路２４が出力した電圧が参照電圧Ｖｒ以上であること、即ち、電流経路に流れる電流が所定電流以上であることを示す。

【0052】

切替え信号がローレベル電圧を示す場合、入力電圧検出部２１及びコンパレータ３６が出力している電圧、並びに、ＡＮＤ回路３１の出力電圧に無関係に、ＡＮＤ回路３１，３２はローレベル電圧を出力し、反転器３４はハイレベル電圧を出力する。このため、充電回路２２及び放電回路２３夫々にはローレベル電圧及びハイレベル電圧が入力される。この場合、充電回路２２は動作を停止し、放電回路２３はキャパシタＣｓに蓄えている電力を放出する。これにより、半導体スイッチ２０はオフに切替えられる。

【0053】

切替え信号がハイレベル電圧を示す場合であっても、コンパレータ３６がハイレベル電圧を出力したとき、入力電圧検出部２１が出力している電圧、及び、ＡＮＤ回路３１の出力電圧に無関係に、ＡＮＤ回路３２及び反転器３４夫々はローレベル電圧及びハイレベル電圧を出力する。コンパレータ３６がハイレベル電圧を出力した場合、ラッチ部３５が反転器３３に出力している電圧はローレベル電圧からハイレベルに切替わる。その後、ラッチ部３５は、コンパレータ３６が出力している電圧に無関係にハイレベル電圧を反転器３３に出力し続ける。このため、コンパレータ３６がハイレベル電圧を出力した後、充電回路２２及び放電回路２３夫々にはローレベル電圧及びハイレベル電圧が入力され続け、半導体スイッチ２０はオフに切替えられる。このように、コンパレータ３６がハイレベル電圧を出力した場合に半導体スイッチ２０はオフに切替えられるので、電流経路に所定電流以上の電流が流れることはなく、過電流が電流経路に流れることが防止される。

【0054】

切替え信号がハイレベル電圧を示している場合において、入力電圧検出部２１及びコンパレータ３６夫々がハイレベル電圧及びローレベル電圧を出力しているとき、ＡＮＤ回路３１の出力電圧に無関係に、ＡＮＤ回路３１，３２はハイレベル電圧を出力し、反転器３４はローレベル電圧を出力する。このため、充電回路２２及び放電回路２３夫々にはハイレベル電圧及びローレベル電圧が入力される。この場合、充電回路２２はキャパシタＣｓを充電し、放電回路２３は動作を停止する。これにより、半導体スイッチ２０はオンに切替えられる。制御回路２５は駆動部としても機能する。

【0055】

切替え信号がハイレベル電圧を示し、かつ、入力電圧検出部２１及びコンパレータ３６夫々がローレベル電圧を出力している場合において、ＡＮＤ回路３１がローレベル電圧を出力しているとき、即ち、半導体スイッチ２０がオフであるとき、ＯＲ回路３０はローレベル電圧を出力する。これにより、ＡＮＤ回路３１，３２は共にローレベル電圧を出力し、反転器３４はハイレベル電圧を出力する。結果、充電回路２２及び放電回路２３夫々にはローレベル電圧及びハイレベル電圧が入力され、半導体スイッチ２０はオフに維持される。

【0056】

切替え信号がハイレベル電圧を示し、かつ、入力電圧検出部２１及びコンパレータ３６夫々がローレベル電圧を出力している場合において、ＡＮＤ回路３１がハイレベル電圧を出力しているとき、即ち、半導体スイッチ２０がオンであるとき、ＯＲ回路３０はハイレベル電圧を出力する。これにより、ＡＮＤ回路３１，３２は共にハイレベル電圧を出力し、反転器３４はローレベル電圧を出力する。結果、充電回路２２及び放電回路２３夫々にはハイレベル電圧及びローレベル電圧が入力され、半導体スイッチ２０はオンに維持される。

【0057】

図５は給電制御装置１１の動作を説明するためのタイミングチャートである。以下に示す給電制御装置１１の動作の説明では、電流経路に流れる電流は所定電流未満であり、コンパレータ３６及びラッチ部３５がローレベル電圧を出力しているとする。以下では、半導体スイッチ２０のソースにおける電圧をソース電圧と示す。

【0058】

図５には、切替え信号が示す電圧、入力電圧及びソース電圧夫々の推移が太線で示され、入力電圧閾値Ｖｉｔｈの推移が細線で示されている。図５では、図４と同様に、ハイレベル電圧が「Ｈ」で示され、ローレベル電圧が「Ｌ」で示されている。

【0059】

切替え信号が示す電圧がローレベル電圧からハイレベル電圧に切替わった場合において、入力電圧が入力電圧閾値Ｖｉｔｈ以上であるとき、即ち、入力電圧検出部２１がハイレベル電圧を出力しているとき、制御回路２５は充電回路２２及び放電回路２３夫々にハイレベル電圧及びローレベル電圧を出力する。これにより、放電回路２３内でダイオードＤ２のカソードが開放されている状態で、充電回路２２はキャパシタＣｓの充電を開始する。キャパシタＣｓの両端間の電圧が上昇するにつれて、半導体スイッチ２０のドレイン及びソース間の抵抗値が低下し、ソース電圧は入力電圧まで上昇する。半導体スイッチ２０において、ソースの電位を基準としたゲートの電圧が所定電圧以上となった場合、半導体スイッチ２０はオンに切替わり、ソース電圧は入力電圧と略一致する。

【0060】

前述したように、スタータ１３が作動している間、入力電圧は入力電圧閾値Ｖｉｔｈ未満の電圧に低下し、入力電圧検出部２１はローレベル電圧を出力する。ＡＮＤ回路３１がハイレベル電圧を出力して制御回路２５が充電回路２２を駆動している間に、スタータ１３が作動して入力電圧検出部２１が出力している電圧がハイレベル電圧からローレベル電圧に切替わった場合であっても、ＡＮＤ回路３１はハイレベル電圧を出力し続ける。このため、スタータ１３が作動している間も制御回路２５は充電回路２２の駆動を維持する。

【0061】

従って、スタータ１３が作動している間、ソース電圧はゼロＶを超えており、バッテリ１０から負荷１２への給電が継続されている。このため、入力電圧の低下によって半導体スイッチ２０がオフに切替わることはなく、電流経路を介した負荷１２への給電の突然の遮断が防止される。

【0062】

前述したように、充電回路２２は、入力電圧から一定電圧を生成し、生成した一定電圧を用いて、入力電圧よりも高い電圧を生成する。入力電圧が入力電圧閾値未満の電圧に低下した場合、入力電圧から一定電圧が生成されず、充電回路２２がキャパシタに出力する電圧が低下する虞がある。

【0063】

このように、入力電圧の低下によって充電回路２２がキャパシタに出力する電圧が低下した場合であっても、ダイオードＤ１が設けられているため、キャパシタＣｓから充電回路２２に電流が流れることはない。更に、放電回路２３は動作を停止しているため、ダイオードＤ２のカソードは開放されている。従って、キャパシタＣｓが放電することはなく、半導体スイッチ２０のソースの電位を基準とした半導体スイッチ２０のゲートの電圧は維持され、半導体スイッチ２０のオンが維持される。

【0064】

スタータ１３が動作を停止した場合、半導体スイッチ２０はオンに維持されたまま、入力電圧は入力電圧閾値以上の電圧に戻り、ソース電圧も上昇する。

【0065】

図６は、給電制御装置１１の他の動作を説明するためのタイミングチャートである。ここでも、コンパレータ３６及びラッチ部３５がローレベル電圧を出力しているとする。図６でも、切替え信号が示す電圧、入力電圧及びソース電圧夫々の推移が太線で示され、入力電圧閾値Ｖｉｔｈの推移が細線で示されている。また、図５と同様に、ハイレベル電圧が「Ｈ」で示されており、ローレベル電圧が「Ｌ」で示されている。
スタータ１３が作動して入力電圧が入力電圧閾値Ｖｉｔｈ未満である状態で切替え信号が示す電圧がローレベル電圧からハイレベル電圧に切替わった時点では、ＡＮＤ回路３１の出力電圧がローレベル電圧である。このため、制御回路２５は、充電回路２２及び放電回路２３夫々に出力している電圧をローレベル電圧及びハイレベル電圧に維持する。結果、キャパシタＣｓが充電されることはなく、半導体スイッチ２０のオフが維持される。このため、ソース電圧もゼロＶに維持されている。

【0066】

スタータ１３が動作を停止して入力電圧が入力電圧閾値Ｖｉｔｈ以上となった場合、入力電圧検出部２１が出力している電圧がローレベル電圧からハイレベル電圧に切替わるので、制御回路２５から充電回路２２及び放電回路２３夫々にハイレベル電圧及びローレベル電圧が出力される。これにより、充電回路２２はキャパシタＣｓの充電を開始し、ソース電圧は入力電圧まで上昇し、半導体スイッチ２０はオンに切替わる。

【0067】

（実施の形態２）
図７は、実施の形態２における給電制御装置１１の要部構成を示すブロック図である。実施の形態２においては、給電制御装置１１の構成が異なる。
以下では、実施の形態２について、実施の形態１と異なる点を説明する。後述する構成を除く他の構成については、実施の形態１と共通しているため、実施の形態１と共通する構成部には実施の形態１と同一の参照符号を付してその説明を省略する。

【0068】

実施の形態２における給電制御装置１１は、実施の形態１と同様に、半導体スイッチ２０、入力電圧検出部２１、充電回路２２、放電回路２３、出力回路２４、制御回路２５、マイコン２６、キャパシタＣｓ及びダイオードＤ１，Ｄ２を有する。これらは実施の形態１と同様に接続されている。半導体スイッチ２０のドレイン及びソース夫々も、実施の形態１と同様に、バッテリ１０の正極、及び、負荷１２の一端に接続されている。

【0069】

実施の形態２における給電制御装置１１は両端電圧検出部２７を更に有する。両端電圧検出部２７は、半導体スイッチ２０のドレイン及びソース、並びに、制御回路２５に各別に接続されている。入力電圧検出部２１、充電回路２２、放電回路２３、出力回路２４及び両端電圧検出部２７は更に接地されている。
両端電圧検出部２７は、半導体スイッチ２０のドレイン及びソース間の電圧（以下では両端電圧という）を検出する。両端電圧検出部２７は、検出した両端電圧が、予め設定されている両端電圧閾値以上である場合、ハイレベル電圧を制御回路２５に出力する。両端電圧検出部２７は、検出した両端電圧が両端電圧閾値未満である場合、ローレベル電圧を制御回路２５に出力する。

【0070】

半導体スイッチ２０がオンである場合、実施の形態１で述べたように、接地電位を基準とした半導体スイッチ２０のドレイン及びソースの電圧は略一致する。このため、両端電圧は略ゼロＶであり、両端電圧閾値未満である。
半導体スイッチ２０がオフである場合、半導体スイッチ２０のドレインの電圧はバッテリ１０からドレインに入力される入力電圧であり、かつ、半導体スイッチ２０のソースの電圧はゼロＶである。このため、両端電圧は入力電圧と略一致し、両端電圧閾値以上である。

【0071】

図８は制御回路２５の回路図である。実施の形態２における制御回路２５は、実施の形態１と同様に、ＯＲ回路３０、ＡＮＤ回路３１，３２、反転器３３，３４、ラッチ部３５及びコンパレータ３６を有する。入力電圧検出部２１、充電回路２２、放電回路２３、マイコン２６、ＯＲ回路３０、ＡＮＤ回路３１，３２、反転器３３，３４及びラッチ部３５は実施の形態１と同様に接続されている。また、実施の形態１と同様に、コンパレータ３６のプラス端子は出力回路２４の電圧出力端に接続されており、コンパレータ３６のマイナス端子には参照電圧Ｖｒが入力されている。

【0072】

実施の形態２における制御回路２５は、更に、反転器３７、ＡＮＤ回路３８，３９、ＯＲ回路４０、フィルタ部４１、スイッチ４２及び抵抗Ｒ１を有する。ＡＮＤ回路３８及びＯＲ回路４０夫々は、３つの入力端子と、１つの出力端子を有する。ＡＮＤ回路３９は、２つの入力端子と、１つの出力端子とを有する。

【0073】

反転器３７の入力端子は入力電圧検出部２１に接続されている。両端電圧検出部２７、ＡＮＤ回路３１の出力端子、及び、反転器３７の出力端子夫々はＡＮＤ回路３８の３つの入力端子に接続されている。両端電圧検出部２７、及び、ＡＮＤ回路３１の出力端子夫々は、ＡＮＤ回路３９の２つの入力端子に接続されている。ＡＮＤ回路３９の出力端子はフィルタ部４１に接続されている。コンパレータ３６の出力端子、ＡＮＤ回路３８の出力端子、及び、フィルタ部４１はＯＲ回路４０の３つの入力端子に接続されている。ＯＲ回路４０の出力端子はラッチ部３５に接続されている。

【0074】

スイッチ４２の一端には、第２の一定電圧Ｖａが印加されている。スイッチ４２の他端は抵抗Ｒ１の一端に接続され、抵抗Ｒ１の他端は接地されている。抵抗Ｒ１の一端は、更に、出力回路２４の電圧出力端に接続されている。

【0075】

ＯＲ回路３０，４０、ＡＮＤ回路３１，３２，３８，３９及び反転器３３，３４，３７の入力端子には、ハイレベル電圧又はローレベル電圧が入力される。ＯＲ回路３０，４０、ＡＮＤ回路３１，３２，３８，３９、反転器３３，３４，３７及びコンパレータ３６の出力端子から、ハイレベル電圧又はローレベル電圧が出力される。

【0076】

ＡＮＤ回路３８は、３つの入力端子の全てにハイレベル電圧が入力されている場合、出力端子からハイレベル電圧を出力し、３つの入力端子の少なくとも１つにローレベル電圧が入力されている場合、出力端子からローレベル電圧を出力する。反転器３７は反転器３３，３４と同様に作用する。ＡＮＤ回路３９はＡＮＤ回路３１，３２と同様に作用する。ＯＲ回路４０は、３つの入力端子の少なくとも１つにハイレベル電圧が入力されている場合、出力端子からハイレベル電圧を出力し、３つの入力端子の全てにローレベル電圧が入力されている場合、出力端子からローレベル電圧を出力する。

【0077】

ＯＲ回路３０の２つの入力端子夫々には、入力電圧検出部２１及びＡＮＤ回路３１からハイレベル電圧又はローレベル電圧が入力される。ＡＮＤ回路３１の一方の入力端子には、マイコン２６から切替え信号が入力され、ＡＮＤ回路３１の他方の入力端子には、ＯＲ回路３０からハイレベル電圧又はローレベル電圧が入力される。反転器３７の入力端子には入力電圧検出部２１からハイレベル電圧又はローレベル電圧が入力される。ＡＮＤ回路３８の３つの入力端子夫々には、両端電圧検出部２７、ＡＮＤ回路３１及び反転器３７からハイレベル電圧又はローレベル電圧が入力される。ＡＮＤ回路３９の２つの入力端子夫々には、両端電圧検出部２７及びＡＮＤ回路３１からハイレベル電圧又はローレベル電圧が入力される。ＯＲ回路４０の２つの入力端子夫々には、コンパレータ３６及びＡＮＤ回路３８からハイレベル電圧又はローレベル電圧が入力される。

【0078】

フィルタ部４１にはＡＮＤ回路３９からハイレベル電圧又はローレベル電圧が入力される。
フィルタ部４１は、ＡＮＤ回路３９が所定時間、連続してハイレベル電圧を出力している場合、ハイレベル電圧をＯＲ回路４０の残り１つの入力端子に出力し、ＡＮＤ回路３９が所定時間、連続してハイレベル電圧を出力していない場合、ローレベル電圧をＯＲ回路４０の残り１つの入力端子に出力する。

【0079】

例えば、フィルタ部４１は、周期的に、ＡＮＤ回路３９が出力している電圧を検出する。フィルタ部４１は、所定回数、連続してハイレベル電圧を検出したときに、ハイレベル電圧をＯＲ回路４０の入力端子に出力し、所定回数、連続してハイレベル電圧を検出していないとき、ローレベル電圧をＯＲ回路４０の入力端子に出力する。

【0080】

ラッチ部３５には、ＯＲ回路４０からローレベル電圧又はハイレベル電圧が入力される。ラッチ部３５は、ＯＲ回路４０からローレベル電圧を出力している間、反転器３３の入力端子にローレベル電圧を出力する。ＯＲ回路４０が出力している電圧がローレベル電圧からハイレベル電圧に切替わった場合、ラッチ部３５はハイレベル電圧を反転器３３の入力端子に出力する。これ以降、ラッチ部３５は、ＯＲ回路４０から入力される電圧に無関係にハイレベル電圧を反転器３３の入力端子に出力し続ける。

【0081】

ＡＮＤ回路３２の２つの入力端子夫々には、ＡＮＤ回路３１及び反転器３３からハイレベル電圧又はローレベル電圧が入力される。充電回路２２と、反転器３４の入力端子とには、ＡＮＤ回路３２からハイレベル電圧又はローレベル電圧が入力される。放電回路２３には反転器３４からハイレベル電圧又はローレベル電圧が入力される。

【0082】

スイッチ４２は、ラッチ部３５がローレベル電圧を出力している間、オフである。スイッチ４２がオフである場合、マイコン２６と、コンパレータ３６のマイナス端子とには、出力回路２４が出力した所定範囲内の電圧が入力される。スイッチ４２は、ラッチ部３５がハイレベル電圧を出力した場合、オンに切替わる。第２の一定電圧Ｖａは出力回路２４が出力する電圧の上限電圧を超えている。このため、スイッチ４２がオンである場合、マイコン２６と、コンパレータ３６のプラス端子とには、前述した所定範囲外の電圧である第２の一定電圧Ｖａが入力される。第２の一定電圧Ｖａは参照電圧Ｖｒを超えているので、スイッチ４２がオンである場合、コンパレータ３６はハイレベル電圧を出力する。

【0083】

図９は制御回路２５の動作を説明するための図表である。図９には、マイコン２６が出力する切替え信号が示す電圧と、入力電圧検出部２１、コンパレータ３６、両端電圧検出部２７及びフィルタ部４１が出力する電圧と、ＡＮＤ回路３１の出力電圧とが示されている。更に、図９には、ラッチ部３５、充電回路２２及び放電回路２３に入力される電圧が示されている。図９でも、ハイレベル電圧を「Ｈ」で示し、ローレベル電圧を「Ｌ」で示している。
以下の制御回路２５の動作の説明では、ラッチ部３５がローレベル電圧を出力していることを前提としている。

【0084】

切替え信号がローレベル電圧を示す場合、入力電圧検出部２１、コンパレータ３６、両端電圧検出部２７及びフィルタ部４１が出力している電圧、並びに、ＡＮＤ回路３１の出力電圧に無関係に、ＡＮＤ回路３１，３２はローレベル電圧を出力し、反転器３４はハイレベル電圧を出力する。このため、充電回路２２及び放電回路２３夫々にはローレベル電圧及びハイレベル電圧が入力され、半導体スイッチ２０はオフに切替えられる。ラッチ部３５に入力される電圧は、入力電圧検出部２１、両端電圧検出部２７、コンパレータ３６及びフィルタ部４１が出力している電圧と、ＡＮＤ回路３１の出力電圧とに依存する。

【0085】

切替え信号がハイレベル電圧を示す場合であっても、コンパレータ３６がハイレベル電圧を出力しているとき、入力電圧検出部２１、両端電圧検出部２７及びフィルタ部４１が出力する電圧、並びに、ＡＮＤ回路３１の出力電圧に無関係に、ＯＲ回路４０はハイレベル電圧を出力し、ラッチ部３５に入力されている電圧がハイレベル電圧に切替わる。これにより、ラッチ部３５はハイレベル電圧を出力するので、ＡＮＤ回路３２はローレベル電圧を出力し、反転器３４はハイレベル電圧を出力する。このため、充電回路２２及び放電回路２３夫々にはローレベル電圧及びハイレベル電圧が入力され、半導体スイッチ２０はオフに切替えられる。ＯＲ回路４０が出力している電圧がハイレベル電圧に切替わった後、ラッチ部３５は、ＯＲ回路４０から入力される電圧に無関係にハイレベル電圧を出力し続けるので、半導体スイッチ２０はオフに維持される。

【0086】

ラッチ部３５がハイレベル電圧を出力した場合、マイコン２６には第２の一定電圧Ｖａが入力され、マイコン２６に異常が通知される。マイコン２６は、第２の一定電圧Ｖａが入力された場合、例えば、電線温度の演算を停止し、図示しないランプの点灯又は図示しない表示部へのメッセージの表示を行うことによって異常をユーザに報知する。

【0087】

切替え信号が示す電圧、入力電圧検出部２１が出力した電圧、並びに、両端電圧検出部２７が出力している電圧がハイレベル電圧である場合において、コンパレータ３６及びフィルタ部４１がローレベル電圧を出力しているとき、ＡＮＤ回路３１の出力電圧とは無関係に、ＡＮＤ回路３２はハイレベル電圧を出力し、反転器３４はローレベル電圧を出力する。このため、充電回路２２及び放電回路２３夫々にはハイレベル電圧及びローレベル電圧が入力され、半導体スイッチ２０はオンに切替えられる。入力電圧検出部２１及びフィルタ部４１夫々がハイレベル電圧及びローレベル電圧を出力しているので、ラッチ部３５に入力される電圧はローレベル電圧であり、ラッチ部３５はローレベル電圧を出力し続ける。

【0088】

しかしながら、このような状態で、ソース電圧が上昇することなく、両端電圧検出部２７がハイレベル電圧を所定時間、連続して出力し続けた場合、フィルタ部４１が出力している電圧がローレベル電圧からハイレベル電圧に切替わり、ラッチ部３５の入力電圧がハイレベル電圧に切替わる。これにより、ラッチ部３５はハイレベル電圧を出力するので、ＡＮＤ回路３２はローレベル電圧を出力し、反転器３４はハイレベル電圧を出力する。このため、充電回路２２及び放電回路２３夫々にはローレベル電圧及びハイレベル電圧が入力され、半導体スイッチ２０はオフに切替えられる。ＯＲ回路４０が出力している電圧がハイレベル電圧に切替わった後、ラッチ部３５は、ＯＲ回路４０から入力される電圧に無関係にハイレベル電圧を出力し続けるので、半導体スイッチ２０はオフに維持される。
前述したように、ラッチ部３５がハイレベル電圧を出力した場合、スイッチ４２がオンに切替わって、第２の一定電圧Ｖａがマイコン２６に入力され、マイコン２６に異常が通知される。

【0089】

放電回路２３が動作を停止している状態で充電回路２２が作動しているにもかかわらず、半導体スイッチ２０の両端電圧が両端電圧閾値Ｖｉｔｈ以上であることは、充電回路の故障、又は、充電回路２２及びキャパシタＣｓ間の断線等の異常が発生していることを意味する。

【0090】

切替え信号が示す電圧及び入力電圧検出部２１が出力した電圧がハイレベル電圧であり、かつ、両端電圧検出部２７及びコンパレータ３６が出力している電圧がローレベル電圧である場合、ＡＮＤ回路３１の出力電圧に無関係に、フィルタ部４１はローレベル電圧を出力し、ラッチ部３５にはローレベル電圧が入力される。ＡＮＤ回路３１及びラッチ部３５夫々はハイレベル電圧及びローレベル電圧を出力するので、ＡＮＤ回路３２及び反転器３４夫々はハイレベル電圧及びローレベル電圧を出力する。このため、充電回路２２及び放電回路２３夫々にはハイレベル電圧及びローレベル電圧が入力され、半導体スイッチ２０はオンに切替わる。

【0091】

切替え信号が示す電圧、及び、ＡＮＤ回路３１の出力電圧がハイレベル電圧であり、かつ、コンパレータ３６が出力している電圧がローレベル電圧である場合であっても、入力電圧検出部２１及び両端電圧検出部２７夫々が出力している電圧がローレベル電圧及びハイレベル電圧であるとき、フィルタ部４１が出力している電圧に無関係にラッチ部３５にハイレベル電圧が入力される。これにより、ラッチ部３５はハイレベル電圧を出力し、ＡＮＤ回路３２及び反転器３４夫々はローレベル電圧及びハイレベル電圧を出力する。これにより、充電回路２２及び放電回路２３夫々にはローレベル電圧及びハイレベル電圧が入力され、半導体スイッチ２０がオフに切替えられる。ＯＲ回路４０が出力している電圧がハイレベル電圧に切替わった後、ラッチ部３５は、ＯＲ回路４０から入力される電圧に無関係にハイレベル電圧を出力し続けるので、半導体スイッチ２０はオフに維持される。

【0092】

ここで示した状態は、半導体スイッチ２０がオンであるにも関わらず、入力電圧が入力電圧閾値未満であり、かつ、半導体スイッチ２０の両端電圧が両端電圧閾値以上である状態である。出力回路２４は、実施の形態１で述べたように、入力電圧から制御回路２５及びマイコン２６に出力する電圧を生成する。このため、出力回路２４は入力電圧を超える電圧を生成することはできない。従って、入力電圧が入力電圧閾値未満である場合、電流経路に所定電流以上の電流が流れているにも関わらず、出力回路２４が参照電圧Ｖｒ未満の電圧を出力している虞がある。

【0093】

このため、入力電圧が入力電圧閾値未満であり、かつ、半導体スイッチ２０の両端電圧が両端電圧閾値以上である場合、半導体スイッチ２０のソースが接地している可能性があるとして、半導体スイッチ２０をオフに切替える。前述したように、ラッチ部３５がハイレベル電圧を出力した場合、スイッチ４２がオンに切替わって、第２の一定電圧Ｖａがマイコン２６に入力され、マイコン２６に異常が通知される。

【0094】

両端電圧検出部２７及びコンパレータ３６がローレベル電圧を出力している場合、フィルタ部４１はローレベル電圧を出力し、ラッチ部３５にはローレベル電圧が入力される。従って、両端電圧検出部２７及びコンパレータ３６がローレベル電圧を出力している場合、ラッチ部３５は、ハイレベル電圧に切替わっていない限り、ローレベル電圧を出力し続けている。

【0095】

切替え信号が示す電圧がハイレベル電圧である状態で入力電圧検出部２１がローレベル電圧を出力している場合であっても、ＡＮＤ回路３１の出力電圧がハイレベル電圧であり、かつ、両端電圧検出部２７及びコンパレータ３６が出力している電圧がローレベル電圧であるとき、ＡＮＤ回路３２及び反転器３４はハイレベル電圧及びローレベル電圧を出力する。これにより、充電回路２２及び放電回路２３夫々にはハイレベル電圧及びローレベル電圧が入力され、半導体スイッチ２０はオンに切替えられる。

【0096】

切替え信号がハイレベル電圧を示し、かつ、入力電圧検出部２１及びコンパレータ３６夫々がローレベル電圧を出力している場合において、ＡＮＤ回路３１がローレベル電圧を出力しているとき、即ち、半導体スイッチ２０がオフであるとき、ＯＲ回路３０はローレベル電圧を出力する。これにより、ＡＮＤ回路３１，３２は共にローレベル電圧を出力し、反転器３４はハイレベル電圧を出力する。結果、充電回路２２及び放電回路２３夫々にはローレベル電圧及びハイレベル電圧が入力され、半導体スイッチ２０はオフに維持される。

【0097】

実施の形態２における給電制御装置１１においても、半導体スイッチ２０の両端電圧が両端電圧閾値未満であれば、半導体スイッチ２０がオンである状態でスタータ１３が作動して入力電圧が入力電圧閾値未満に低下した場合であっても、半導体スイッチ２０はオンに維持される。言い換えると、スタータ１３の作動によって、状態が図９の上から５番目の状態から図９の上から７番目の状態に遷移した場合であっても、半導体スイッチ２０はオンに維持される。更に、入力電圧が入力電圧閾値未満である状態で、切替え信号が示す電圧がローレベル電圧からハイレベル電圧に切替わった場合、ＡＮＤ回路３１の出力電圧がローレベル電圧であるため、半導体スイッチ２０は、オフからオンに切替わることなく、オフに維持される。

【0098】

図１０は、給電制御装置１１の動作を説明するためのタイミングチャートである。以下に示す給電制御装置１１の動作の説明では、コンパレータ３６及びラッチ部３５がローレベル電圧を出力しており、バッテリ１０が劣化しているとする。バッテリ１０が劣化した場合、バッテリ１０の内部抵抗の抵抗値が上昇し、内部抵抗での電圧降下の幅が大きい。このため、スタータ１３が作動していない場合であっても、半導体スイッチ２０がオフからオンに切替わったときにバッテリ１０から半導体スイッチ２０のドレインに入力される入力電圧は入力電圧閾値未満の電圧に低下する。また、給電制御装置１１の動作の説明では、スタータ１３が作動することはないとする。

【0099】

図１０には、切替え信号、入力電圧、ソース電圧、両端電圧検出部２７が出力している電圧、及び、ラッチ部３５が出力している電圧夫々の推移が太線で示されている。また、入力電圧閾値Ｖｉｔｈ及びソース電圧閾値Ｖｓｔｈ夫々の推移が細線で示されている。ソース電圧閾値Ｖｓｔｈは、両端電圧が両端電圧閾値以上であるか否かを判定するための閾値である。ソース電圧がソース電圧閾値Ｖｓｔｈを超えている場合、両端電圧は両端電圧閾値未満であり、ソース電圧がソース電圧閾値Ｖｓｔｈ以下である場合、両端電圧は両端電圧閾値以上である。ソース電圧閾値Ｖｓｔｈは入力電圧よりも、予め設定されている基準電圧、例えば１Ｖだけ低い電圧である。
図１０でも、図９と同様に、ハイレベル電圧が「Ｈ」で示され、ローレベル電圧が「Ｌ」で示されている。

【0100】

切替え信号がローレベル電圧を示す場合、半導体スイッチ２０はオフである。スタータ１３は作動していないため、入力電圧は入力電圧閾値Ｖｉｔｈ以上であり、ソース電圧はゼロＶである。このため、ソース電圧はソース電圧閾値Ｖｓｔｈ以下であり、両端電圧検出部２７はハイレベル電圧を出力している。

【0101】

切替え信号が示す電圧がローレベル電圧からハイレベル電圧に切替わった場合、両端電圧検出部２７がハイレベル電圧を出力しているが、入力電圧検出部２１はハイレベル電圧を出力しており、かつ、フィルタ部４１に連続してハイレベル電圧が入力されている時間が所定時間未満である。このため、半導体スイッチ２０をオンに切替えるべく、放電回路２３が動作を停止している状態で充電回路２２がキャパシタＣｓの充電を開始する。

【0102】

充電回路２２の充電によってキャパシタＣｓの両端間の電圧が上昇するにつれて、半導体スイッチ２０のドレイン及びソース間の抵抗値が低下し、半導体スイッチ２０を介してバッテリ１０から負荷１２に電流が流れる。これにより、ソース電圧は上昇する。また、バッテリ１０から負荷１２に流れる電流の上昇に伴って、バッテリ１０の内部抵抗における電圧降下の幅が上昇し、入力電圧も低下する。ここで、内部抵抗の抵抗値が大きいため、入力電圧は大きく低下する。

【0103】

半導体スイッチ２０のソースが接地している場合、入力電圧が入力電圧閾値Ｖｉｔｈ未満となった時点で、ソース電圧はソース電圧閾値Ｖｓｔｈ未満であり、両端電圧検出部２７はハイレベル電圧を出力している。この場合、ラッチ部３５はハイレベル電圧を出力する。これにより、充電回路２２は動作を停止し、かつ、放電回路２３はキャパシタＣｓに蓄えている電力を放出するため、半導体スイッチ２０はオフに切替えられる。

【0104】

放電回路２３の放電によってキャパシタＣｓの両端間の電圧が低下するにつれて、半導体スイッチ２０のドレイン及びソース間の抵抗値が上昇し、バッテリ１０から負荷１２に流れる電流が低下する。これにより、入力電圧が上昇し、ソース電圧は低下する。半導体スイッチ２０がオフに切替えられたことによって、入力電圧が入力電圧閾値Ｖｉｔｈ以上の電圧に戻るが、ラッチ部３５がハイレベル電圧を出力し続けているため、半導体スイッチ２０のオフが維持される。

【0105】

なお、切替え信号が示す電圧がローレベル電圧からハイレベル電圧に切替わってから所定時間が経過した時点でフィルタ部４１が出力している電圧もローレベル電圧からハイレベル電圧に切替わる。
また、バッテリ１０の内部抵抗が上昇した場合だけではなく、バッテリ１０の正極及び半導体スイッチ２０のドレイン間の電線の抵抗値が上昇した場合においても、半導体スイッチ２０のソースが接地しているとき、入力電圧及びソース電圧は同様に推移し、半導体スイッチ２０がオフに切替わる。

【0106】

半導体スイッチ２０をオンに切替えるべく、充電回路２２がキャパシタＣｓの充電を開始した時点においては、当然のことながら、ソース電圧はソース電圧閾値Ｖｓｔｈ未満である。このため、フィルタ部４１の作用に係る所定時間は、半導体スイッチ２０のソースが接地されていない状態で、充電回路２２が充電を開始してからソース電圧がソース電圧閾値Ｖｓｔｈに到達するまでの時間以上に設定される。

【0107】

以上のように、制御回路２５は、充電回路２２を駆動している場合において、入力電圧検出部２１がローレベル電圧を出力し、かつ、両端電圧検出部２７がハイレベル電圧を出力したとき、充電回路２２の動作を停止させ、放電回路２３を駆動する。このため、入力電圧が低いためにコンパレータ３６が正常に機能していない場合であっても、半導体スイッチ２０のソースの接地に起因して過電流が半導体スイッチ２０に流れることが防止される。

【0108】

図１１は、給電制御装置１１の他の動作を説明するためのタイミングチャートである。以下に示す給電制御装置１１の動作の説明では、コンパレータ３６及びラッチ部３５がローレベル電圧を出力しており、スタータ１３が作動することはないとする。

【0109】

図１１でも、図１０と同様に、切替え信号、入力電圧、ソース電圧、両端電圧検出部２７が出力している電圧、及び、ラッチ部３５が出力している電圧夫々の推移が太線で示されている。また、入力電圧閾値Ｖｉｔｈ及びソース電圧閾値Ｖｓｔｈ夫々の推移が細線で示されている。更に、図１０と同様に、ハイレベル電圧が「Ｈ」で示されており、ローレベル電圧が「Ｌ」で示されている。

【0110】

切替え信号がローレベル電圧を示す場合、半導体スイッチ２０はオフである。スタータ１３は作動していないため、入力電圧は入力電圧閾値Ｖｉｔｈ以上であり、ソース電圧はゼロＶである。このため、ソース電圧はソース電圧閾値Ｖｓｔｈ以下であり、両端電圧検出部２７はハイレベル電圧を出力している。ラッチ部３５はローレベル電圧を出力しているとする。

【0111】

切替え信号が示す電圧がローレベル電圧からハイレベル電圧に切替わった場合、両端電圧検出部２７がハイレベル電圧を出力しているが、入力電圧検出部２１はハイレベル電圧を出力しており、かつ、フィルタ部４１に連続してハイレベル電圧が入力されている時間が所定時間未満である。このため、半導体スイッチ２０をオンに切替えるべく、放電回路２３が動作を停止している状態で充電回路２２がキャパシタＣｓの充電を開始する。

【0112】

例えば、充電回路２２が故障しているために、切替え信号が示す電圧がローレベル電圧からハイレベル電圧に切替わってから、所定時間が経過した場合であっても、ソース電圧がソース電圧閾値Ｖｓｔｈを超えなかったとき、フィルタ部４１がハイレベル電圧を出力し、ラッチ部３５はハイレベル電圧を出力する。これにより、充電回路２２は動作を停止し、かつ、放電回路２３はキャパシタＣｓに蓄えている電力を放出するため、半導体スイッチ２０はオフに切替えられる。ＯＲ回路４０が出力している電圧がハイレベル電圧に切替わった後、ラッチ部３５は、ＯＲ回路４０から入力される電圧に無関係に、ハイレベル電圧を出力し続け、半導体スイッチ２０をオフに維持する。半導体スイッチ２０がオフに切替えられた場合、ソース電圧はゼロＶに戻る。

【0113】

以上のように、制御回路２５は、充電回路２２を駆動している場合において、両端電圧検出部２７がハイレベル電圧を出力している状態が所定時間以上続いたとき、充電回路２２の動作を停止させ、放電回路２３を駆動する。従って、故障のため、半導体スイッチ２０をオンに切替えることができない場合には、バッテリ１０から負荷１２への電流経路を介した給電を停止し、無駄な電力消費が防止される。制御回路２５からマイコン２６に第２の一定電圧Ｖａが入力された場合にマイコン２６が電線温度の演算を停止する構成では、更に、無駄な電力消費が防止される。

【0114】

また、ラッチ部３５がハイレベル電圧を出力することによって、制御回路２５が充電回路２２の動作を停止させて放電回路２３を駆動した場合、スイッチ４２をオンに切替えることによって、出力回路２４が電圧を出力する電圧出力端の電圧を所定範囲外の電圧に調整する。これにより、マイコン２６に、電流経路を介した給電を正常に行うことができない旨を通知することができる。制御回路２５は調整部としても機能する。

【0115】

なお、実施の形態１，２において、半導体スイッチ２０は、Ｎチャネル型のＦＥＴに限定されず、ＮＰＮ型のバイポーラトランジスタであってもよい。この場合、半導体スイッチ２０のドレイン、ソース及びゲートがバイポーラトランジスタのコレクタ、エミッタ及びベースに対応する。また、キャパシタＣｓの接続先は、半導体スイッチ２０のドレイン及びゲート間に限定されない。キャパシタＣｓは、一端がゲートに接続されているキャパシタであればよいので、例えば、半導体スイッチ２０のゲート及びソース間に接続されるキャパシタであってもよい。キャパシタＣｓの一端がゲートに接続していれば、放電回路２３が動作を停止している状態で充電回路２２がキャパシタＣｓを充電することによって、半導体スイッチ２０のソースの電位を基準とした半導体スイッチ２０のゲートの電圧が上昇し、半導体スイッチ２０がオンに切替わる。また、充電回路２２が動作を停止している状態で放電回路２３がキャパシタＣｓの放電を行うことによって、半導体スイッチ２０のソースの電位を基準とした半導体スイッチ２０のゲートの電圧が低下し、半導体スイッチ２０がオフに切替わる。充電回路２２及び放電回路２３が動作を停止している場合、キャパシタＣｓの両端間の電圧は維持される。

【0116】

開示された実施の形態１，２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、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許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。

【符号の説明】

【0117】

１１ 給電制御装置
２０ 半導体スイッチ
２１ 入力電圧検出部
２２ 充電回路
２３ 放電回路
２４ 出力回路
２５ 制御回路（入力部、駆動部、調整部）
２７ 両端電圧検出部
Ｃｓ キャパシタ
Ｄ１ ダイオード

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】