特許 6707054 過電流保護装置及び車両用電子制御ユニット

(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】6707054

(24)【登録日】2020年5月21日

(45)【発行日】2020年6月10日

(54)【発明の名称】過電流保護装置及び車両用電子制御ユニット

(51)【国際特許分類】

   H02H 3/093 20060101AFI20200601BHJP

   H02H 3/087 20060101ALI20200601BHJP

   B60R 16/02 20060101ALI20200601BHJP

【ＦＩ】

   H02H3/093 D

   H02H3/087

   B60R16/02 650S

   B60R16/02 650V

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-76253(P2017-76253)

(22)【出願日】2017年4月6日

(65)【公開番号】特開2018-182835(P2018-182835A)

(43)【公開日】2018年11月15日

【審査請求日】2019年9月20日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000237592

【氏名又は名称】株式会社デンソーテン

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100092624

【弁理士】

【氏名又は名称】鶴田 準一

(74)【代理人】

【識別番号】100114018

【弁理士】

【氏名又は名称】南山 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100165191

【弁理士】

【氏名又は名称】河合 章

(74)【代理人】

【識別番号】100151459

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 健一

(72)【発明者】

【氏名】上月 保典

(72)【発明者】

【氏名】浦嶋 航介

(72)【発明者】

【氏名】新郷 信広

(72)【発明者】

【氏名】加藤 貴明

【審査官】 早川 卓哉

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭４９−０７６０５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２３０３９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２３６４０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２４３５４４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｈ３／０８−３／２５３

Ｂ６０Ｒ１６／００−１７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

負荷を過電流から保護する過電流保護装置であって、
前記過電流の検出を、前記負荷に流れる電流の値、前記負荷に電流が流れる時間及び前記負荷の非作動時の過電流遮断特性に基づいて行う第１の過電流検出部と、
前記負荷の作動時の前記過電流の検出を、前記負荷の作動時に前記負荷に流れる電流の値、前記負荷の作動時に前記負荷に電流が流れる時間及び前記負荷の作動時の過電流遮断特性に基づいて行う第２の過電流検出部と、
前記第１の過電流検出部が前記過電流を検出したときに前記負荷への前記過電流を遮断するとともに前記第２の過電流検出部が前記過電流を検出したときに前記負荷への前記過電流を遮断する過電流遮断部と、
を備え、
前記第２の過電流検出部は、マイクロコンピュータによって構成され、
前記負荷の作動時は、前記マイクロコンピュータが作動状態であるときであり、前記負荷の非作動時は、前記マイクロコンピュータがスリープ状態又は非アクティブ状態であるときである過電流保護装置。

【請求項2】

前記第１の過電流検出部は、前記負荷の非作動時に前記負荷に流れる電流の値が第１の閾値より大きい時間が第２の閾値より大きいときに前記過電流を検出し、前記第１の閾値及び前記第２の閾値は、前記負荷の非作動時の過電流遮断特性によって決定され、
前記第２の過電流検出部は、前記負荷の作動時に前記負荷に流れる電流の値が第３の閾値より大きい時間が第４の閾値より大きいときに前記過電流を検出し、前記第３の閾値及び前記第４の閾値は、前記負荷の作動時の過電流遮断特性によって決定され、前記第３の閾値は、前記第１の閾値より小さく、前記第４の閾値は、前記第２の閾値より大きい請求項１に記載の過電流保護装置。

【請求項3】

前記第１の過電流検出部は、前記過電流の検出を前記負荷の非作動時に行い、前記過電流の検出を前記負荷の作動時に停止する請求項１に記載の過電流保護装置。

【請求項4】

前記負荷の作動時の過電流遮断特性は、周囲温度に応じて決定される請求項１〜３のいずれか一項に記載の過電流保護装置。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか一項に記載の過電流保護装置を有する車両用電子制御ユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、過電流保護装置及び車両用電子制御ユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車両の電子制御ユニット（ＥＣＵ）等を介して電源に接続される負荷、負荷を電源に接続するために用いられるワイヤーハーネス等を短絡等による過電流から保護するために、過電流が生じたときに負荷と電源との接続を機械的に遮断するヒューズを用いた過電流遮断装置が用いられている。しかしながら、ヒューズによる遮断が行われたときにヒューズが溶断されるので、ヒューズを再利用できなくなる。したがって、ヒューズによる遮断が行われた後に過電流遮断装置を復旧させるために部品（ヒューズ）を交換する必要がある。

【0003】

部品を交換することなく過電流を負荷から遮断することができるようにするために、負荷に過電流が流れたか否かをヒューズ特性と同等の形状の過電流遮断特性に基づいて判断する過電流遮断装置が提案されている（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４−２３０３９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、負荷に過電流が流れたか否かをヒューズ特性と同等の形状の過電流遮断特性に基づいて判断する場合、過電流遮断装置が複雑になることによって大型化し、過電流遮断装置の消費電力が増大するという不都合がある。

【0006】

本発明の目的は、負荷の非作動時の消費電力を増大させることなく負荷を過電流から保護することができる過電流保護装置及び車両用電子制御ユニットを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明による過電流保護装置は、負荷を過電流から保護する過電流保護装置であって、過電流の検出を、負荷に流れる電流の値、負荷に電流が流れる時間及び負荷の非作動時の過電流遮断特性に基づいて行う第１の過電流検出部と、第１の過電流検出部が過電流を検出したときに負荷への過電流を遮断する過電流遮断部と、を備える。

【0008】

好適には、本発明による過電流遮断装置は、負荷の作動時の過電流の検出を、負荷の作動時に負荷に流れる電流の値、負荷の作動時に負荷に電流が流れる時間及び負荷の作動時の過電流遮断特性に基づいて行う第２の過電流検出部を更に備え、過電流遮断部は、第２の過電流検出部が過電流を検出したときに負荷への過電流を遮断する。

【0009】

好適には、第１の過電流検出部は、負荷の作動時に負荷に流れる電流の値が第１の閾値より大きい時間が第２の閾値より大きいときに過電流を検出し、第１の閾値及び第２の閾値は、負荷の非作動時の過電流遮断特性によって決定され、第２の過電流検出部は、負荷の作動時に負荷に流れる電流の値が第３の閾値より大きい時間が第４の閾値より大きいときに過電流を検出し、第３の閾値及び第４の閾値は、負荷の作動時の過電流遮断特性によって決定され、第３の閾値は、第１の閾値より小さく、第４の閾値は、第２の閾値より小さい。

【0010】

好適には、第１の過電流検出部は、過電流の検出を負荷の非作動時に行い、過電流の検出を負荷の作動時に停止する。

【0011】

好適には、負荷の作動時の過電流遮断特性は、周囲温度に応じて決定される。

【0012】

本発明による車両用電子制御ユニットは、本発明による過電流保護装置を有する。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、負荷非作動時の消費電力を増大させることなく負荷を過電流から保護することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明による過電流保護装置の一実施の形態を備える電子制御ユニットを搭載した車両を示す図である。

【図2】負荷の非作動時の遮断特性及び周囲温度が常温のときの負荷の作動時の遮断特性を示すグラフである。

【図3】図１の一部を詳細に示す図である。

【図4】本発明による過電流保護装置の他の実施の形態を備える電子制御ユニットを搭載した車両を示す図である。

【図5】負荷の非作動時の遮断特性及び周囲温度が高温のときの負荷の作動時の遮断特性を示すグラフである。

【図6】負荷の非作動時の遮断特性及び周囲温度が低温のときの負荷の作動時の遮断特性を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明による過電流保護装置及び車両用電子制御ユニットを、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明による過電流保護装置の一実施の形態を備える電子制御ユニットを搭載した車両を示す図である。車両１に搭載された電子制御ユニット（ＥＣＵ）２に接続された負荷３には、ワイヤーハーネス（図示せず）によりＥＣＵ２に接続された常時電源（図示せず）により電圧Ｖ_INが印加される。ＥＣＵ２は、例えば、オーディオ装置、ナビゲーション装置等を制御するＥＣＵであり、負荷３は、例えば、オーディオ装置、ナビゲーション装置等のパワーアンプである。

【0016】

ＥＣＵ２は、シャント抵抗１１と、電流センスアンプ１２と、過電流保護装置１３と、ＰＭＯＳトランジスタ１４と、を有する。シャント抵抗１１は、負荷３に流れる電流の値を監視するために常時電源と負荷３との間に配置されている。電流センスアンプ１２は、負荷３に流れる電流の値に対応するシャント抵抗の両端の電圧を増幅し、増幅した電圧Ｖ_ocpを出力する。

【0017】

過電流保護装置１３は、負荷３を過電流から保護するために設けられ、過電流検出部２１と、過電流遮断部２２と、マイクロコンピュータ２３と、を備える。過電流検出部２１は、第１の過電流検出部の一例であり、マイクロコンピュータ２３は、第２の過電流検出部の一例である。

【0018】

過電流検出部２１は、電流センスアンプ１２の出力部及びマイクロコンピュータ２３の端子２３ａに接続され、負荷３への過電流の検出を、電流センスアンプ１２から出力された電圧Ｖ_ocp及び後に説明する負荷３の非作動時の過電流遮断特性に基づいて行う。過電流遮断部２２は、過電流検出部２１及びマイクロコンピュータ２３の端子２３ｂに接続され、過電流検出部２１が負荷３への過電流を検出したときに負荷３への過電流を遮断する。すなわち、過電流遮断部２２は、過電流検出部２１が負荷３への過電流を検出したときにＰＭＯＳトランジスタ１４をオフにする。

【0019】

マイクロコンピュータ２３は、端子２３ｃに接続されているアクセサリ電源（図示せず）によりアクセサリ電圧Ｖ_CCが印加される。マイクロコンピュータ２３は、各種制御プログラムを実行するＣＰＵと、負荷３の作動時に電流センスアンプ１２から端子２３ｄに入力された電圧Ｖ_ocpをアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換するＡ／Ｄコンバータと、を備える。マイクロコンピュータ２３は、所定の期間（サンプリング期間）ごとに取得（サンプリング）したＡ／Ｄ変換された電圧Ｖ_ocpのデータ等の制御用データを一時的に格納するＲＡＭと、後に説明するマップ、制御プログラム等を格納したＲＯＭと、を更に備える。負荷３は、マイクロコンピュータ２３が作動状態であるときに作動状態となり、マイクロコンピュータ２３がスリープ状態又は非アクティブ状態であるときに非作動状態となる。

【0020】

本実施の形態では、マイクロコンピュータ２３は、負荷３の作動時の負荷３への過電流の検出を、負荷３の作動時に電流センスアンプ１２から出力された電圧Ｖ_ocp及び後に説明する負荷３の作動時の過電流遮断特性に基づいて行う。

【0021】

ＰＭＯＳトランジスタ１４は、過電流遮断部２２によってオンオフ制御される素子である。過電流遮断部２２によってオンオフ制御される素子として、ＰＭＯＳトランジスタ以外の素子を用いてもよい。

【0022】

図２は、負荷の非作動時の遮断特性及び周囲温度が常温（例えば、２０℃以上３０℃以下）のときの負荷の作動時の遮断特性を示すグラフである。図２において、負荷３に流れる電流の値を縦軸にとり、負荷３に電流が流れる時間を横軸にとる。

【0023】

図２において、負荷３の非作動時の過電流遮断特性ａ１は、負荷３の非作動時の負荷３への電流を許容する導通領域及び負荷の非作動時の負荷への電流を遮断する遮断領域を規定する。負荷３の非作動時の負荷３への電流を許容する導通領域は、縦軸、横軸及び過電流遮断特性ａ１によって包囲される領域である。負荷３の非作動時の負荷への電流を遮断する遮断領域は、図２のグラフから負荷３の非作動時の負荷３への電流を許容する導通領域を除外した領域である。過電流遮断特性ａ１は、電流値Ｉａ及び時間ｔａによって規定される。電流値Ｉａは、過電流検出用の閾値であり、第１の閾値の一例である。時間ｔａは、過電流検出用の閾値であり、第２の閾値の一例である。

【0024】

過電流遮断特性ａ１は、負荷３の非作動時に負荷３に入力されるノイズ、負荷３を常時電源に接続したときに一時的に流れる突入電流等を許容するととともに負荷３の非作動時の負荷３への過電流を遮断する特性である。すなわち、過電流遮断特性ａ１は、負荷３の非作動時に負荷３に入力されるノイズ、負荷３を常時電源に接続したときに一時的に流れる突入電流等を許容するために、負荷３の非作動時の負荷３への電流を許容する導通領域にある負荷３の非作動時の負荷特性ａ２に基づいて決定される。負荷特性ａ２は、例えば、常時電源の電圧、内部抵抗、ワイヤーハーネスのインピーダンス、コネクタ等の接触抵抗、ＥＣＵ２内部のインピーダンス及びＥＣＵ２に接続される機器の入力容量のうちの少なくとも一つによって決定される。

【0025】

本実施の形態では、過電流検出部２１は、電圧Ｖ_ocpに対応する電流値Ｉ_ocpが電流値Ｉａより大きい時間が時間ｔａより長いときに負荷３への過電流を検出する。過電流検出部２１は、負荷３への過電流を検出するとＰＭＯＳトランジスタ１４をオフにするよう過電流遮断部２２に指示する。

【0026】

負荷３の作動時の過電流遮断特性ｂ１は、負荷３の作動時の負荷３への電流を許容する導通領域及び負荷の作動時の負荷への電流を遮断する遮断領域をステップ状（疑似曲線形状）に規定する。負荷３の作動時の負荷３への電流を許容する導通領域は、縦軸、横軸及び過電流遮断特性ｂ１によって包囲される領域である。負荷３の作動時の負荷への電流を遮断する遮断領域は、図２のグラフから負荷３の作動時の負荷３への電流を許容する導通領域を除外した領域である。過電流遮断特性ｂ１は、電流値Ｉａより小さい電流値Ｉｂ１，Ｉｂ２，Ｉｂ３，Ｉｂ４，Ｉｂ５，Ｉｂ６（Ｉｂ１＞Ｉｂ２＞Ｉｂ３＞Ｉｂ４＞Ｉｂ５＞Ｉｂ６）及び時間ｔａより長い時間ｔｂ１，ｔｂ２，ｔｂ３，ｔｂ４，ｔｂ５（ｔｂ１＜ｔｂ２＜ｔｂ３＜ｔｂ４＜ｔｂ５）によって規定される。電流値Ｉｂ１，Ｉｂ２，Ｉｂ３，Ｉｂ４，Ｉｂ５及び時間ｔｂ１，ｔｂ２，ｔｂ３，ｔｂ４，ｔｂ５は、過電流検出用の閾値である。電流値Ｉｂ１と時間ｔｂ１との組合せ、電流値Ｉｂ２と時間ｔｂ２との組合せ、電流値Ｉｂ３と時間ｔｂ３との組合せ、電流値Ｉｂ４と時間ｔｂ４との組合せ及び電流値Ｉｂ５と時間ｔｂ５との組合せは、第３の閾値及び第４の閾値の組合せの例である。

【0027】

過電流遮断特性ｂ１は、負荷３の作動時の負荷３への過電流を遮断する特性である。すなわち、過電流遮断特性ｂ１は、負荷３の作動時の負荷３への過電流を遮断するために、負荷３の作動時の負荷３への電流を許容する導通領域にある負荷３の作動時の負荷特性ｂ２に基づいて決定される。また、過電流遮断特性ｂ１は、負荷特性ｂ２と、ＥＣＵ２に接続されたワイヤーハーネスが発煙するときの電流の値及び当該電流がワイヤーハーネスに流れ続ける時間との関係を表す負荷３の作動時のワイヤーハーネス発煙特性ｃとの間にある。負荷特性ｂ２は、例えば、ＥＣＵ２に接続される機器の種類と当該機器のパラメータの少なくとも一方によって決定される。

【0028】

本実施の形態では、マイクロコンピュータ２３は、過電流遮断特性ｂ１によって表される電流値と時間のマップをＲＯＭに格納する。そして、マイクロコンピュータ２３は、負荷３の作動時に当該マップを参照することによって負荷３への過電流が存在するか否かを判断する。例えば、マイクロコンピュータ２３は、電流値Ｉ_ocpが電流値Ｉｂ１より大きい時間がｔｂ１より長いときに負荷３への過電流を検出する。また、マイクロコンピュータ２３は、電流値Ｉ_ocpがＩｂ１より小さいがＩｂ２より大きい時間がｔｂ２より長いとき又は電流値Ｉ_ocpがＩｂ２より小さいがＩｂ３より大きい時間がｔｂ３より長いときに負荷３への過電流を検出する。さらに、マイクロコンピュータ２３は、電流値Ｉ_ocpがＩｂ３より小さいがＩｂ４より大きい時間がｔｂ４より長いとき又は電流値Ｉ_ocpがＩｂ４より小さいがＩｂ５より大きい時間がｔｂ５より長いときに負荷３への過電流を検出する。マイクロコンピュータ２３は、負荷３への過電流を検出するとＰＭＯＳトランジスタ１４をオフにするよう過電流遮断部２２に指示する。

【0029】

図３は、図１の一部を詳細に示す図である。図３において、電流センスアンプ１２には、電圧Ｖ_INをレギュレータ（図示せず）によって生成される電圧Ｖ_regが供給される。

【0030】

過電流検出部２１は、抵抗２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄと、コンパレータ２１ｅ，２１ｆと、コンデンサ２１ｇと、を有する。抵抗２１ａの一端は接地され、抵抗２１ａの他端は抵抗２１ｂの一端に接続され、抵抗２１ｂの他端はレギュレータに接続されている抵抗２１ａと抵抗２１ｂとの接続部は、コンパレータ２１ｅ，２１ｆの反転入力部にそれぞれ接続されている。したがって、抵抗２１ａ，２１ｂの抵抗値をそれぞれＲ１，Ｒ２とした場合、抵抗コンパレータ２１ｅ，２１ｆの反転入力部にはそれぞれＲ１・Ｖ_reg／（Ｒ１＋Ｒ２）の電圧が供給される。シャント抵抗の抵抗値をＲｓとし、電流センスアンプの増幅率をＡとした場合、Ｒ１・Ｖ_reg／（Ｒ１＋Ｒ２）がＡ・Ｒｓ・Ｉａに等しくなるようにＲ１，Ｒ２の値が適切に設定される。

【0031】

コンパレータ２１ｅの非反転入力部は、電流センスアンプ１２の出力部に接続されている。コンパレータ２１ｅの出力部は、抵抗２１ｃ及びコンデンサ２１ｇを介して接地され、電圧Ｖ_ocpが電圧Ｒ１・Ｖ_reg／（Ｒ１＋Ｒ２）以下であるときに零電圧に相当するローの信号を出力し、電圧Ｖ_ocpが電圧Ｒ１・Ｖ_reg／（Ｒ１＋Ｒ２）より高いときに電圧Ｖ_regに相当するハイの信号を出力する。

【0032】

抵抗２１ｃの抵抗値及びコンデンサ２１ｇの容量は、抵抗２１及びコンデンサ２１ｇから構成されるＲＣ回路の時定数すなわち抵抗２１ｃの抵抗値とコンデンサ２１ｇの容量との積が時間ｔａに等しくなるようにそれぞれ設定される。コンパレータ２１ｆの非反転入力部は、抵抗２１ｃとコンデンサ２１ｇの接続部に接続されている。コンパレータ２１ｆの出力部は、抵抗２１ｄを介して過電流遮断部２２に接続されている。また、コンパレータ２１ｆの出力部には、ダイオード３１のアノードが接続されており、ダイオード３１のカソードは、コンパレータ２１ｆの非反転入力部及び抵抗２１ｃとコンデンサ２１ｇの接続部に接続されている。

【0033】

コンパレータ２１ｆの非反転入力部とダイオード３１のカソードとの接続部は、抵抗３２を介してｎｐｎトランジスタ３３のコレクタに接続され、ｎｐｎトランジスタ３３のエミッタは接地されている。ｎｐｎトランジスタ３３のベースは、一端が接地されている抵抗３４と一端がマイクロコンピュータ２３の端子２３ａに接続されている抵抗３５との接続部に接続されている。

【0034】

過電流遮断部２２は、ｎｐｎトランジスタ２２ａ，２２ｂと、ｐｎｐトランジスタ２２ｃと、抵抗２２ｄ，２２ｅ，２２ｆ，２２ｇ，２２ｈ，２２ｉと、を有する。ｎｐｎトランジスタ２２ａのベースは、一端がコンパレータ２１ｆの出力部に接続されている抵抗２１ｄと一端が接地されている抵抗２２ｄとの接続部に接続されている。ｎｐｎトランジスタ２２ａのエミッタは、ｎｐｎトランジスタ２２ｂのエミッタに接続されており、ｎｐｎトランジスタ２２ａのエミッタとｎｐｎトランジスタ２２ｂのエミッタとの接続部は、接地されている。ｎｐｎトランジスタ２２ａのコレクタは、ｎｐｎトランジスタ２２ｂのコレクタに接続されている。

【0035】

ｎｐｎトランジスタ２２ｂのベースは、一端が接地されている抵抗２２ｅと一端がｎｐｎトランジスタ２２ｂのベースは、一端が接地されている抵抗２２ｅと一端がマイクロコンピュータ２３の端子２３ｂに接続されている抵抗２２ｆとの接続部に接続されている。ｎｐｎトランジスタ２２ａのコレクタとｎｐｎトランジスタ２２ｂのコレクタとの接続部は、抵抗２２ｇの一端に接続されている。抵抗２２ｇの他端は、ｐｎｐトランジスタ２２ｃのベース及び抵抗２２ｈの一端に接続されており、抵抗２２ｈの他端は、ｐｎｐトランジスタ２２ｃのエミッタ及びシャント抵抗１１とＰＭＯＳトランジスタ１４のゲートとの間に接続されている。ｐｎｐトランジスタ２２ｃのコレクタは、一端が接地されている抵抗２２ｉの他端とＰＭＯＳトランジスタ１４のゲートとの接続部に接続されている。

【0036】

電圧Ｒ１・Ｖ_reg／（Ｒ１＋Ｒ２）より高い電圧Ｖ_ocpがコンパレータ２１ｅの非反転入力部に入力されると、コンパレータ２１ｅの出力部は、電圧Ｖ_regに相当するハイの信号を出力する。コンパレータ２１ｅの出力部から出力されたハイの信号は、時間ｔａだけ遅延してコンパレータ２１ｆの非反転入力部に入力され、コンパレータ２１ｆの出力部は、電圧Ｖ_regに相当するハイの信号を出力する。コンパレータ２１ｆの出力部が出力したハイの信号は、ダイオード３１を介してコンパレータ２１ｆの非反転入力部に入力され、コンパレータ２１ｆの出力部が出力した信号は、コンデンサ２１ｇが十分に充電されている間にはハイの状態に保持（ラッチ）される。コンパレータ２１ｆの出力部が出力した信号がハイの状態に保持されると、ｎｐｎトランジスタ２２ａはオン状態を維持し、電圧Ｖ_INを抵抗２２ｈ及び抵抗２２ｇで抵抗分割した電圧に相当する信号がｐｎｐトランジスタ２２ｃのベースに入力されることによってｐｎｐトランジスタ２２ｃがオン状態となる。ｐｎｐトランジスタ２２ｃがオン状態になると、ＰＭＯＳトランジスタ１４のゲート・ソース間電圧が零になり、ＰＭＯＳトランジスタはオフになる。過電流検出部２１が負荷３への過電流を検出するとコンパレータ２１ｆの出力部が出力した信号がハイの状態に保持されるので、過電流検出部２１は、ＰＭＯＳトランジスタ１４をオフにするよう過電流遮断部２２に指示することができる。

【0037】

一方、マイクロコンピュータ２３が負荷３の作動時に負荷３への過電流を検出すると、マイクロコンピュータ２３は、ｎｐｎトランジスタ２２ｂをオン状態に維持するための信号を、端子２３ｂを介してｎｐｎトランジスタ２２ｂのベースに供給する。ｎｐｎトランジスタ２２ｂがオン状態に維持されると、電圧Ｖ_INを抵抗２２ｈ及び抵抗２２ｇで抵抗分割した電圧に相当する信号がｐｎｐトランジスタ２２ｃのベースに入力されることによってｐｎｐトランジスタ２２ｃがオン状態となる。ｐｎｐトランジスタ２２ｃがオン状態になると、ＰＭＯＳトランジスタ１４のゲート・ソース間電圧が零になり、ＰＭＯＳトランジスタはオフになる。マイクロコンピュータ２３が負荷３の作動時に負荷３への過電流を検出するとｎｐｎトランジスタ２２ｂをオン状態に維持することによって、マイクロコンピュータ２３は、ＰＭＯＳトランジスタ１４をオフにするよう過電流遮断部２２に指示することができる。

【0038】

過電流検出部２１は、負荷３への過電流の検出を負荷３の作動時に停止してもよい。この場合、マイクロコンピュータ２３は、ｎｐｎトランジスタ３３をオン状態にするための信号を、端子２３ａを介してｎｐｎトランジスタ３３のベースに入力する。ｎｐｎトランジスタ３３がオン状態になると、抵抗２１ｃを介したコンパレータ２１ｅの出力部からの信号、ダイオード３１を介したコンパレータの出力部からの信号及びコンデンサ２１ｇに蓄積された電荷は、ｎｐｎトランジスタ３３のコレクタからエミッタに流れ、コンパレータ２１ｆの出力部が出力した信号の保持（ラッチ）が解除される。また、過電流検出部２１は、負荷３への過電流の検出を負荷３の非作動時と作動時の両方で行ってもよい。

【0039】

本実施の形態によれば、負荷３への過電流の検出を電流Ｉ_ocpの値、電流Ｉ_ocpが負荷３に流れる時間及び負荷３の非作動時の過電流遮断特性に基づいて行う過電流検出部２１を用いることによって、過電流検出部２１の構成を、負荷３に過電流が流れたか否かをヒューズ特性と同等の形状の過電流遮断特性に基づいて判断する場合に比べて簡単にすることができる。

【0040】

したがって、過電流保護装置１３が複雑になることによって大型化して過電流保護装置１３の消費電力が増大することがなくなるので、消費電力を増大させることなく負荷３を過電流から保護することができる。

【0041】

また、閾値として電流値Ｉａ及び時間ｔａを用いることによって、負荷３の非作動時に負荷３に入力されるノイズ、負荷３を常時電源に接続したときに一時的に流れる突入電流等を許容しながら負荷３を過電流から保護することができる。

【0042】

また、マイクロコンピュータ２３が負荷３の作動時の負荷３への過電流の検出を電流Ｉ_ocpの値、電流Ｉ_ocpが負荷３に流れる時間及び負荷３の作動時の過電流遮断特性に基づいて行うので、すなわち、マイクロコンピュータ２３が負荷３の非作動時の負荷３への過電流の検出を行わないので、負荷３の非作動時におけるマイクロコンピュータ２３の暗電流を低減することができる。

【0043】

過電流検出部２１が負荷３の作動時の負荷３への過電流の検出を行った場合、電流値Ｉｂ１，Ｉｂ２，Ｉｂ３，Ｉｂ４，Ｉｂ５，Ｉｂ６より大きい電流値Ｉａを閾値として用いることによって、瞬間的な大電流が流れたときに負荷３への過電流を遮断することができる。

【0044】

また、過電流検出部２１が負荷３の作動時の負荷３への過電流の検出を行った場合、マイクロコンピュータ２３が故障している場合でも負荷３の作動時の負荷３への過電流を検出することができる。

【0045】

過電流検出部２１が負荷３の作動時の負荷３への過電流の検出を停止した場合、想定していない電流が流れたために過電流検出部２１による負荷３への過電流の有無の判断及びマイクロコンピュータ２３による負荷３への過電流の有無の判断が整合しない場合でも過電流保護装置１３が誤作動を起こさなくなる。

【0046】

図４は、本発明による過電流保護装置の他の実施の形態を備える電子制御ユニットを搭載した車両を示す図である。車両１’に搭載されたＥＣＵ２’は、シャント抵抗１１と、電流センスアンプ１２と、過電流保護装置１３’と、ＰＭＯＳトランジスタ１４と、サーミスタ１５と、抵抗１６と、を有する。

【0047】

過電流保護装置１３’は、過電流検出部２１と、過電流遮断部２２と、マイクロコンピュータ２３’と、を備える。マイクロコンピュータ２３’は、端子２３ｃに接続されているアクセサリ電源（図示せず）によりアクセサリ電圧Ｖ_CCが印加される。マイクロコンピュータ２３’は、各種制御プログラムを実行するＣＰＵと、負荷３の作動時に電流センスアンプ１２から端子２３ｄに入力された電圧Ｖ_ocpをＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータと、負荷３の作動時に端子２３ｅに入力されるサーミスタ１５の両端間の電圧をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータと、を備える。マイクロコンピュータ２３’は、所定の期間ごとに取得したＡ／Ｄ変換された電圧Ｖ_ocpのデータ、電圧Ｖ_ocpのデータに対応して取得したサーミスタ１５の両端間の電圧のデータ等の制御用データを一時的に格納するＲＡＭと、後に説明する周囲温度ごとに設定されたマップ、制御プログラム等を格納したＲＯＭと、を更に備える。

【0048】

サーミスタ１５及び抵抗１６は分圧回路を構成する。サーミスタ１５の抵抗値が周囲温度によって変化するので、サーミスタ１５の両端間の電圧は、周囲温度に対応する電圧となる。したがって、マイクロコンピュータ２３’は、サーミスタ１５の両端間の電圧の値に基づいて周囲温度を検出することができる。

【0049】

図５は、負荷の非作動時の遮断特性及び周囲温度が高温（例えば、３０℃より上の温度）のときの負荷の作動時の遮断特性を示すグラフである。負荷３の作動時の過電流遮断特性ｂ１’の電流値は、同一時間における負荷３の作動時の過電流遮断特性ｂ１（図２）の電流値より低くなっている。負荷３の作動時の過電流遮断特性ｂ１’の時間は、同一電流値における負荷３の作動時の過電流遮断特性ｂ１（図２）の時間より短くなっている。

【0050】

また、電流値Ｉｂ１’は電流Ｉｂ１より低く、電流値Ｉｂ２’は電流Ｉｂ２より低く、電流値Ｉｂ３’は電流Ｉｂ３より低く、電流値Ｉｂ４’は電流Ｉｂ４より低く、電流値Ｉｂ５’は電流Ｉｂ５より低く、電流値Ｉｂ６’は電流Ｉｂ６より低い。

【0051】

また、時間ｔｂ１’は時間ｔｂ１より短く、時間ｔｂ２’は時間ｔｂ２より短く、時間ｔｂ３’は時間ｔｂ３より短く、時間ｔｂ４’は時間ｔｂ４より短く、時間ｔｂ５’は時間ｔｂ５より短い。

【0052】

また、負荷３の作動時の負荷特性ｂ２’の電流値は、同一時間における負荷３の作動時の負荷特性ｂ２（図２）の電流値より低くなっている。さらに、負荷３の作動時のワイヤーハーネス発煙特性ｃ’は、同一時間における負荷３の作動時のワイヤーハーネス発煙特性ｃ（図２）の電流値より低くなっている。

【0053】

図６は、負荷の非作動時の遮断特性及び周囲温度が低温（例えば、２０℃より下の温度）のときの負荷の作動時の遮断特性を示すグラフである。負荷３の作動時の過電流遮断特性ｂ１”の電流値は、同一時間における負荷３の作動時の過電流遮断特性ｂ１（図２）の電流値より高くなっている。負荷３の作動時の過電流遮断特性ｂ１”の時間は、同一電流値における負荷３の作動時の過電流遮断特性ｂ１（図２）の時間より長くなっている。

【0054】

また、電流値Ｉｂ１”は電流Ｉｂ１より高く、電流値Ｉｂ２”は電流Ｉｂ２より高く、電流値Ｉｂ３”は電流Ｉｂ３より高く、電流値Ｉｂ４”は電流Ｉｂ４より高く、電流値Ｉｂ５”は電流Ｉｂ５より高く、電流値Ｉｂ６’は電流Ｉｂ６より高い。

【0055】

また、時間ｔｂ１”は時間ｔｂ１より長く、時間ｔｂ２”は時間ｔｂ２より長く、時間ｔｂ３”は時間ｔｂ３より長く、時間ｔｂ４”は時間ｔｂ４より長く、時間ｔｂ５”は時間ｔｂ５より長い。

【0056】

また、負荷３の作動時の負荷特性ｂ２”の電流値は、同一時間における負荷３の作動時の負荷特性ｂ２（図２）の電流値より高くなっている。さらに、負荷３の作動時のワイヤーハーネス発煙特性ｃ”は、同一時間における負荷３の作動時のワイヤーハーネス発煙特性ｃ（図２）の電流値より高くなっている。

【0057】

本実施の形態では、マイクロコンピュータ２３は、過電流遮断特性ｂ１によって表される電流値と時間のマップ、過電流遮断特性ｂ１’によって表される電流値と時間のマップ及び過電流遮断特性ｂ１”によって表される電流値と時間のマップをＲＯＭに格納する。

【0058】

マイクロコンピュータ２３は、負荷３の作動時に周囲温度に応じてマップを選択する。例えば、マイクロコンピュータ２３は、周囲温度が２０℃以上３０℃以下であるときには過電流遮断特性ｂ１によって表される電流値と時間のマップを選択する。また、マイクロコンピュータ２３は、周囲温度が２０℃より下であるときには過電流遮断特性ｂ１’によって表される電流値と時間のマップを選択する。さらに、マイクロコンピュータ２３は、周囲温度が３０℃より上であるときには過電流遮断特性ｂ１”によって表される電流値と時間のマップを選択する。そして、マイクロコンピュータ２３は、選択したマップを参照することによって負荷３への過電流が存在するか否かを判断する。

【0059】

本実施の形態によれば、マイクロコンピュータ２３’が負荷３への過電流の検知を周囲温度に応じて決定した過電流遮断特性ｂ１，ｂ１’，ｂ１に基づいて行うことによって、周囲温度に応じた適切な負荷３への過電流の検知を行うことができる。したがって、負荷３の作動時の負荷３への過電流の遮断をより正確に行うことができる。

【0060】

図４に示す実施の形態において、周囲温度に応じて決定した過電流遮断特性によって表される電流値と時間のマップを三つ用いる場合について説明したが、周囲温度に応じて決定した過電流遮断特性によって表される電流値と時間のマップを二つ又は四つ以上用いてもよい。

【符号の説明】

【0061】

１，１’ 車両
２，２’ ＥＣＵ
３ 負荷
１１ シャント抵抗
１２ 電流センスアンプ
１３，１３’ 過電流保護装置
１４ ＰＭＯＳトランジスタ
１５ サーミスタ
１６，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆ，２２ｇ，２２ｈ，２２ｉ，３２，３４，３５ 抵抗
２１ 過電流検出部
２１ｅ，２１ｆ コンパレータ
２１ｇ コンデンサ
２２ 過電流遮断部
２２ａ，２２ｂ，３３ ｎｐｎトランジスタ
２２ｃ ｐｎｐトランジスタ
２３，２３’ マイクロコンピュータ
２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ 端子
３１ ダイオード

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】