特開 2023-90440 給電制御装置及び故障検知方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023090440

(43)【公開日】2023-06-29

(54)【発明の名称】給電制御装置及び故障検知方法

(51)【国際特許分類】

   H02H 7/00 20060101AFI20230622BHJP

   H03K 17/08 20060101ALI20230622BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20230622BHJP

【ＦＩ】

H02H7/00 B

H03K17/08 C

H02J7/00 302A

H02J7/00 S

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021205402

(22)【出願日】2021-12-17

(71)【出願人】

【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

(71)【出願人】

【識別番号】000183406

【氏名又は名称】住友電装株式会社

(71)【出願人】

【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】榊原 弘紀

(72)【発明者】

【氏名】小田 康太

【テーマコード（参考）】

5G053

5G503

5J055

【Ｆターム（参考）】

5G053AA03

5G053BA04

5G053DA01

5G053DA02

5G053EC03

5G503AA01

5G503AA07

5G503BA01

5G503BB01

5G503CA11

5G503DA07

5G503DA08

5G503EA09

5G503FA14

5G503GA01

5G503GD03

5G503GD04

5G503GD06

5J055AX08

5J055BX16

5J055CX07

5J055DX13

5J055DX22

5J055EY01

5J055EY21

5J055EZ10

5J055FX04

5J055FX06

(57)【要約】

【課題】短絡故障が発生した場合に負荷への給電を停止することができる給電制御装置と、短絡故障が発生した場合に負荷への給電を停止することができる回路の故障を検知する故障検知方法とを提供する。
【解決手段】給電制御装置１０では、負荷１２を介して流れる電流の電流経路において、負荷１２の上流側及び下流側それぞれに上流スイッチ３０及び下流スイッチ２０が配置されている。上流スイッチ３０及び負荷１２間の接続ノードに第１抵抗２３の一端が接続されている。負荷１２及び下流スイッチ２０間の接続ノードに、接続スイッチ４０及び第２抵抗４１を含む直列回路２２の一端が接続されている。直列回路２２の他端に一定の電圧が印加されている。マイコン２６は、２つの接続ノードの電圧値中の１つに基づいて、上流スイッチ３０、下流スイッチ２０又は負荷１２の故障を検知する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

負荷への給電を制御する給電制御装置であって、
前記負荷を介して流れる電流の電流経路にて、前記負荷の上流側に配置される上流スイッチと、
前記電流経路にて、前記負荷の下流側に配置される下流スイッチと、
前記上流スイッチ及び負荷間の接続ノードに一端が接続される第１抵抗と、
直列に接続された第２抵抗及び接続スイッチを含み、前記負荷及び下流スイッチ間の接続ノードに一端が接続される直列回路と、
処理を実行する処理部と
を備え、
前記第１抵抗の他端の電位を基準電位とした一定の電圧が前記直列回路の他端に印加されており、
前記処理部は、
前記上流スイッチ及び負荷間の接続ノードの電圧値、又は、前記負荷及び下流スイッチ間の接続ノードの電圧値を取得し、
取得した電圧値に基づいて、前記上流スイッチ、下流スイッチ又は負荷の故障を検知する
給電制御装置。

【請求項2】

電流は、直流電源の一端から前記電流経路を介して前記直流電源の他端に流れ、
前記処理部は、
前記上流スイッチのオンへの切替えを指示し、
前記下流スイッチのオフへの切替えを指示し、
前記接続スイッチがオフである状態で、前記上流スイッチ及び負荷間の接続ノードの電圧値、又は、前記負荷及び下流スイッチ間の接続ノードの電圧値を取得し、
取得した電圧値が電圧閾値未満である場合、前記上流スイッチの開放故障を検知し、
前記電圧閾値は、０Ｖを超えており、かつ、前記直流電源の両端間の電圧値以下である
請求項１に記載の給電制御装置。

【請求項3】

電流は、直流電源の一端から前記電流経路を介して前記直流電源の他端に流れ、
前記処理部は、
前記上流スイッチ及び下流スイッチのオフへの切替えを指示し、
前記接続スイッチがオフである状態で、前記上流スイッチ及び負荷間の接続ノードの電圧値、又は、前記負荷及び下流スイッチ間の接続ノードの電圧値を取得し、
取得した電圧値が第２の電圧閾値を超えている場合、前記上流スイッチの短絡故障を検知し、
前記第２の電圧閾値は、０Ｖ以上であり、かつ、前記直流電源の両端間の電圧値未満である
請求項１又は請求項２に記載の給電制御装置。

【請求項4】

前記処理部は、
前記上流スイッチのオフへの切替えを指示し、
前記下流スイッチのオンへの切替えを指示し、
前記接続スイッチがオンである状態で、前記上流スイッチ及び負荷間の接続ノードの電圧値、又は、前記負荷及び下流スイッチ間の接続ノードの電圧値を取得し、
取得した電圧値が第３の電圧閾値を超えている場合、前記下流スイッチの開放故障を検知し、
前記第３の電圧閾値は、０Ｖ以上であり、かつ、前記上流スイッチ、下流スイッチ及び接続スイッチがオフ、オフ及びオンである場合に前記処理部が取得する電圧値未満である
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の給電制御装置。

【請求項5】

前記処理部は、
前記上流スイッチ及び下流スイッチのオフへの切替えを指示し、
前記接続スイッチがオンである状態で、前記上流スイッチ及び負荷間の接続ノードの電圧値、又は、前記負荷及び下流スイッチ間の接続ノードの電圧値を取得し、
取得した電圧値が第４の電圧閾値未満である場合、前記下流スイッチの短絡故障を検知し、
前記第４の電圧閾値は、０Ｖを超えており、かつ、前記上流スイッチ、下流スイッチ及び接続スイッチがオフ、オフ及びオンである場合に前記処理部が取得する電圧値以下である
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の給電制御装置。

【請求項6】

前記処理部は、
前記上流スイッチ及び下流スイッチのオフへの切替えを指示し、
前記接続スイッチがオンである状態で、前記負荷及び下流スイッチ間の接続ノードの電圧値を取得し、
取得した電圧値が第５の電圧閾値を超えている場合、前記負荷の開放故障を検知し、
前記第５の電圧閾値は、前記上流スイッチ、下流スイッチ及び接続スイッチがオフ、オフ及びオンである場合に前記処理部が取得する電圧値を超えており、かつ、前記一定の電圧の電圧値未満である
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の給電制御装置。

【請求項7】

電流は、直流電源の一端から前記電流経路を介して前記直流電源の他端に流れ、
前記処理部は、
前記上流スイッチ及び下流スイッチのオンへの切替えを指示し、
前記接続スイッチがオフである状態で、前記上流スイッチ及び負荷間の接続ノードの電圧値を取得し、
取得した電圧値が第６の電圧閾値未満である場合、前記上流スイッチの開放故障を検知し、
前記第６の電圧閾値は、０Ｖを超えており、かつ、前記直流電源の両端間の電圧値以下である
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の給電制御装置。

【請求項8】

電流は、直流電源の一端から前記電流経路を介して前記直流電源の他端に流れ、
前記上流スイッチは半導体スイッチであり、
前記処理部は、
前記上流スイッチ及び下流スイッチのオンへの切替えを指示し、
前記接続スイッチがオフである状態で、前記上流スイッチ及び負荷間の接続ノードの電圧値を取得し、
取得した電圧値が第７の電圧閾値未満である場合、前記上流スイッチの抵抗値に関する故障を検知し、
前記第７の電圧閾値は、前記直流電源の両端間の電圧値以下である
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の給電制御装置。

【請求項9】

電流は、直流電源の一端から前記電流経路を介して前記直流電源の他端に流れ、
前記処理部は、
前記上流スイッチ及び下流スイッチのオンへの切替えを指示し、
前記接続スイッチがオフである状態で、前記負荷及び下流スイッチ間の接続ノードの電圧値を取得し、
取得した電圧値が第８の電圧閾値を超えている場合、前記下流スイッチの開放故障を検知し、
前記第８の電圧閾値は、０Ｖ以上であり、かつ、前記直流電源の両端間の電圧値未満である
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の給電制御装置。

【請求項10】

前記処理部は、
前記上流スイッチ及び下流スイッチのオンへの切替えを指示し、
前記接続スイッチがオフである状態で、前記負荷及び下流スイッチ間の接続ノードの電圧値を取得し、
取得した電圧値が第９の電圧閾値を超えている場合、前記下流スイッチの抵抗値に関する故障を検知し、
前記第９の電圧閾値は、０Ｖ以上である
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の給電制御装置。

【請求項11】

前記処理部は、
前記上流スイッチ及び下流スイッチのオンへの切替えを指示し、
前記上流スイッチを介して流れる電流の電流値を取得し、
取得した電流値が電流閾値未満である場合、前記負荷の開放故障を検知し、
前記電流閾値は、前記上流スイッチ、下流スイッチ及び接続スイッチがオン、オフ及びオフである場合に前記上流スイッチを介して流れる電流の電流値を超えており、
前記電流閾値は、前記負荷が正常である状態で前記上流スイッチ及び下流スイッチがオンである場合に前記上流スイッチを介して流れる電流の電流値以下であり、
前記負荷の抵抗値は前記第１抵抗の抵抗値未満である
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の給電制御装置。

【請求項12】

前記処理部は、
前記上流スイッチ及び下流スイッチのオンへの切替えを指示し、
前記上流スイッチを介して流れる電流の電流値を取得し、
取得した電流値が第２の電流閾値を超えている場合、前記負荷の短絡故障を検知し、
前記第２の電流閾値は、前記負荷が正常である状態で前記上流スイッチ及び下流スイッチがオンである場合に前記上流スイッチを介して流れる電流の電流値である
請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の給電制御装置。

【請求項13】

前記処理部は、前記上流スイッチ及び下流スイッチのオンへの切替えを指示している状態で、前記上流スイッチ、下流スイッチ又は負荷の故障を検知した場合、前記上流スイッチ及び下流スイッチのオフへの切替えを指示する
請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の給電制御装置。

【請求項14】

負荷を介して流れる電流の電流経路にて、前記負荷の上流側に配置される上流スイッチと、前記電流経路にて、前記負荷の下流側に配置される下流スイッチと、前記上流スイッチ及び負荷間の接続ノードに一端が接続される第１抵抗と、直列に接続された第２抵抗及び接続スイッチを含み、前記負荷及び下流スイッチ間の接続ノードに一端が接続される直列回路とを備え、前記第１抵抗の他端の電位を基準電位とした一定の電圧が前記直列回路の他端に印加されている回路の故障を検知する故障検知方法であって、
前記上流スイッチ及び負荷間の接続ノードの電圧値、又は、前記負荷及び下流スイッチ間の接続ノードの電圧値を取得するステップと、
取得した電圧値に基づいて、前記上流スイッチ、下流スイッチ又は負荷の故障を検知するステップと
をコンピュータが実行する故障検知方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は給電制御装置及び故障検知方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、直流電源から負荷への給電を制御する車両用の給電制御装置が開示されている。直流電源から負荷に流れる電流の電流経路にスイッチが配置されている。制御装置は、スイッチのオン又はオフへの切替えを指示することによって、負荷への給電を制御する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－４１５０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の構成では、制御装置がスイッチのオフへの切替えを指示しているにも関わらず、スイッチの両端間の抵抗値が十分に小さい短絡故障が発生した場合、直流電源は負荷に電力を供給し続ける。この場合、直流電源の電力が無駄に消費される可能性がある。

【0005】

本開示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、短絡故障が発生した場合に負荷への給電を停止することができる給電制御装置と、短絡故障が発生した場合に負荷への給電を停止することができる回路の故障を検知する故障検知方法とを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様に係る給電制御装置は、負荷への給電を制御する給電制御装置であって、前記負荷を介して流れる電流の電流経路にて、前記負荷の上流側に配置される上流スイッチと、前記電流経路にて、前記負荷の下流側に配置される下流スイッチと、前記上流スイッチ及び負荷間の接続ノードに一端が接続される第１抵抗と、直列に接続された第２抵抗及び接続スイッチを含み、前記負荷及び下流スイッチ間の接続ノードに一端が接続される直列回路と、処理を実行する処理部とを備え、前記第１抵抗の他端の電位を基準電位とした一定の電圧が前記直列回路の他端に印加されており、前記処理部は、前記上流スイッチ及び負荷間の接続ノードの電圧値、又は、前記負荷及び下流スイッチ間の接続ノードの電圧値を取得し、取得した電圧値に基づいて、前記上流スイッチ、下流スイッチ又は負荷の故障を検知する。

【0007】

本開示の一態様に係る故障検知方法は、負荷を介して流れる電流の電流経路にて、前記負荷の上流側に配置される上流スイッチと、前記電流経路にて、前記負荷の下流側に配置される下流スイッチと、前記上流スイッチ及び負荷間の接続ノードに一端が接続される第１抵抗と、直列に接続された第２抵抗及び接続スイッチを含み、前記負荷及び下流スイッチ間の接続ノードに一端が接続される直列回路とを備え、前記第１抵抗の他端の電位を基準電位とした一定の電圧が前記直列回路の他端に印加されている回路の故障を検知する故障検知方法であって、前記上流スイッチ及び負荷間の接続ノードの電圧値、又は、前記負荷及び下流スイッチ間の接続ノードの電圧値を取得するステップと、取得した電圧値に基づいて、前記上流スイッチ、下流スイッチ又は負荷の故障を検知するステップとをコンピュータが実行する。

【0008】

なお、本開示を、このような特徴的な処理部を備える給電制御装置として実現することができるだけでなく、かかる特徴的な処理をステップとする故障検知方法として実現したり、かかるステップをコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムとして実現したりすることができる。また、本開示を、給電制御装置の一部又は全部を実現する半導体集積回路として実現したり、給電制御装置を含む電源システムとして実現したりすることができる。

【発明の効果】

【0009】

上記の態様に係る給電制御装置によれば、短絡故障が発生した場合に負荷への給電を停止することができる。
上記の態様に係る故障検知方法によれば、短絡故障が発生した場合に負荷への給電を停止することができる回路の故障を検知する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態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】マイコンの要部構成を示すブロック図である。

【図3】複数の閾値の説明図である。

【図4】負荷が動作を停止している場合の故障診断を説明するための図表である。

【図5】負荷が作動している場合の故障診断を説明するための図表である。

【図6】給電制御処理の手順を示すフローチャートである。

【図7】実施形態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。

【発明を実施するための形態】

【0011】

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列挙して説明する。以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。

【0012】

（１）本開示の一態様に係る給電制御装置は、負荷への給電を制御する給電制御装置であって、前記負荷を介して流れる電流の電流経路にて、前記負荷の上流側に配置される上流スイッチと、前記電流経路にて、前記負荷の下流側に配置される下流スイッチと、前記上流スイッチ及び負荷間の接続ノードに一端が接続される第１抵抗と、直列に接続された第２抵抗及び接続スイッチを含み、前記負荷及び下流スイッチ間の接続ノードに一端が接続される直列回路と、処理を実行する処理部とを備え、前記第１抵抗の他端の電位を基準電位とした一定の電圧が前記直列回路の他端に印加されており、前記処理部は、前記上流スイッチ及び負荷間の接続ノードの電圧値、又は、前記負荷及び下流スイッチ間の接続ノードの電圧値を取得し、取得した電圧値に基づいて、前記上流スイッチ、下流スイッチ又は負荷の故障を検知する。

【0013】

上記の一態様にあっては、スイッチの短絡故障は、スイッチのオフへの切替えを指示しているにも関わらず、スイッチの両端間の抵抗値が十分に小さい現象である。上流スイッチの短絡故障が発生した場合、下流スイッチをオフに切替えることによって、負荷への給電を停止することができる。処理部は、上流スイッチ及び負荷間の接続ノードの電圧値、又は、負荷及び下流スイッチ間の接続ノードの電圧値に基づいて、上流スイッチ、下流スイッチ又は負荷の故障を検知する。

【0014】

（２）本開示の一態様に係る給電制御装置では、電流は、直流電源の一端から前記電流経路を介して前記直流電源の他端に流れ、前記処理部は、前記上流スイッチのオンへの切替えを指示し、前記下流スイッチのオフへの切替えを指示し、前記接続スイッチがオフである状態で、前記上流スイッチ及び負荷間の接続ノードの電圧値、又は、前記負荷及び下流スイッチ間の接続ノードの電圧値を取得し、取得した電圧値が電圧閾値未満である場合、前記上流スイッチの開放故障を検知し、前記電圧閾値は、０Ｖを超えており、かつ、前記直流電源の両端間の電圧値以下である。

【0015】

上記の一態様にあっては、上流スイッチ、下流スイッチ及び接続スイッチそれぞれがオン、オフ及びオフである場合、処理部が取得する電圧値は、直流電源の両端間の電圧値であり、電圧閾値以上である。スイッチの開放故障は、スイッチのオンへの切替えを指示しているにも関わらず、スイッチの両端間の抵抗値が十分に高い現象である。上流スイッチのオンへの切替えと、下流スイッチのオフへの切替えとを指示している場合において、上流スイッチの開放故障が発生しているとき、接続スイッチがオフである状態で処理部が取得する電圧値は、０Ｖであり、電圧閾値未満である。

【0016】

（３）本開示の一態様に係る給電制御装置では、電流は、直流電源の一端から前記電流経路を介して前記直流電源の他端に流れ、前記処理部は、前記上流スイッチ及び下流スイッチのオフへの切替えを指示し、前記接続スイッチがオフである状態で、前記上流スイッチ及び負荷間の接続ノードの電圧値、又は、前記負荷及び下流スイッチ間の接続ノードの電圧値を取得し、取得した電圧値が第２の電圧閾値を超えている場合、前記上流スイッチの短絡故障を検知し、前記第２の電圧閾値は、０Ｖ以上であり、かつ、前記直流電源の両端間の電圧値未満である。

【0017】

上記の一態様にあっては、上流スイッチ、下流スイッチ及び接続スイッチの全てがオフである場合、処理部が取得する電圧値は、０Ｖであり、第２の電圧閾値以下である。上流スイッチ及び下流スイッチのオフへの切替えを指示している場合において、上流スイッチの短絡故障が発生しているとき、処理部が取得する電圧値は、直流電源の両端間の電圧値であり、第２の電圧閾値を超えている。

【0018】

（４）本開示の一態様に係る給電制御装置では、前記処理部は、前記上流スイッチのオフへの切替えを指示し、前記下流スイッチのオンへの切替えを指示し、前記接続スイッチがオンである状態で、前記上流スイッチ及び負荷間の接続ノードの電圧値、又は、前記負荷及び下流スイッチ間の接続ノードの電圧値を取得し、取得した電圧値が第３の電圧閾値を超えている場合、前記下流スイッチの開放故障を検知し、前記第３の電圧閾値は、０Ｖ以上であり、かつ、前記上流スイッチ、下流スイッチ及び接続スイッチがオフ、オフ及びオンである場合に前記処理部が取得する電圧値未満である。

【0019】

上記の一態様にあっては、上流スイッチ、下流スイッチ及び接続スイッチそれぞれがオフ、オン及びオンである場合、処理部が取得する電圧値は、０Ｖであり、第３の電圧閾値以下である。上流スイッチ、下流スイッチ及び接続スイッチがオフ、オフ及びオンである場合、第１抵抗、第２抵抗及び負荷は一定の電圧を分圧する。上流スイッチ、下流スイッチ及び接続スイッチがオフ、オフ及びオンである場合に処理部が取得する電圧値を分圧電圧値と記載する。上流スイッチのオフへの切替えと、下流スイッチのオンへの切替えとを指示している場合において、下流スイッチの開放故障が発生しているとき、接続スイッチがオンである状態で処理部が取得する電圧値は、分圧電圧値であり、第３の電圧閾値を超えている。

【0020】

（５）本開示の一態様に係る給電制御装置では、前記処理部は、前記上流スイッチ及び下流スイッチのオフへの切替えを指示し、前記接続スイッチがオンである状態で、前記上流スイッチ及び負荷間の接続ノードの電圧値、又は、前記負荷及び下流スイッチ間の接続ノードの電圧値を取得し、取得した電圧値が第４の電圧閾値未満である場合、前記下流スイッチの短絡故障を検知し、前記第４の電圧閾値は、０Ｖを超えており、かつ、前記上流スイッチ、下流スイッチ及び接続スイッチがオフ、オフ及びオンである場合に前記処理部が取得する電圧値以下である。

【0021】

上記の一態様にあっては、上流スイッチ、下流スイッチ及び接続スイッチそれぞれがオフ、オフ及びオンである場合、処理部が取得する電圧値は、分圧電圧値であり、第４の電圧閾値以上である。上流スイッチ及び下流スイッチのオフへの切替えを指示している場合において、下流スイッチの短絡故障が発生しているとき、接続スイッチがオンである状態で処理部が取得する電圧値は、０Ｖであり、第４の電圧閾値未満である。

【0022】

（６）本開示の一態様に係る給電制御装置では、前記処理部は、前記上流スイッチ及び下流スイッチのオフへの切替えを指示し、前記接続スイッチがオンである状態で、前記負荷及び下流スイッチ間の接続ノードの電圧値を取得し、取得した電圧値が第５の電圧閾値を超えている場合、前記負荷の開放故障を検知し、前記第５の電圧閾値は、前記上流スイッチ、下流スイッチ及び接続スイッチがオフ、オフ及びオンである場合に前記処理部が取得する電圧値を超えており、かつ、前記一定の電圧の電圧値未満である。

【0023】

上記の一態様にあっては、上流スイッチ、下流スイッチ及び接続スイッチそれぞれがオフ、オフ及びオンである場合、負荷が正常であるとき、処理部が取得する電圧値は、分圧電圧値であり、第５の電圧閾値以下である。負荷の開放故障は、負荷の両端間の抵抗値が極端に大きい現象である。上流スイッチ、下流スイッチ及び接続スイッチそれぞれがオフ、オフ及びオンである場合において、負荷の開放故障が発生しているとき、処理部が取得する電圧値は、一定の電圧の電圧値であり、第５の電圧閾値を超えている。

【0024】

（７）本開示の一態様に係る給電制御装置では、電流は、直流電源の一端から前記電流経路を介して前記直流電源の他端に流れ、前記処理部は、前記上流スイッチ及び下流スイッチのオンへの切替えを指示し、前記接続スイッチがオフである状態で、前記上流スイッチ及び負荷間の接続ノードの電圧値を取得し、取得した電圧値が第６の電圧閾値未満である場合、前記上流スイッチの開放故障を検知し、前記第６の電圧閾値は、０Ｖを超えており、かつ、前記直流電源の両端間の電圧値以下である。

【0025】

上記の一態様にあっては、上流スイッチ、下流スイッチ及び接続スイッチそれぞれがオン、オン及びオフである場合、処理部が取得する電圧値は、直流電源の両端間の電圧値であり、第６の電圧閾値以上である。上流スイッチ及び下流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、上流スイッチの開放故障が発生しているとき、接続スイッチがオフである状態で処理部が取得する電圧値は、０Ｖであり、第６の電圧閾値未満である。

【0026】

（８）本開示の一態様に係る給電制御装置では、電流は、直流電源の一端から前記電流経路を介して前記直流電源の他端に流れ、前記上流スイッチは半導体スイッチであり、前記処理部は、前記上流スイッチ及び下流スイッチのオンへの切替えを指示し、前記接続スイッチがオフである状態で、前記上流スイッチ及び負荷間の接続ノードの電圧値を取得し、取得した電圧値が第７の電圧閾値未満である場合、前記上流スイッチの抵抗値に関する故障を検知し、前記第７の電圧閾値は、前記直流電源の両端間の電圧値以下である。

【0027】

上記の一態様にあっては、スイッチの抵抗値に関する故障は、スイッチの抵抗値が中途半端な値である現象であり、ハーフオン故障と呼ばれる。上流スイッチ、下流スイッチ及び接続スイッチそれぞれがオン、オン及びオフである場合、処理部が取得する電圧値は、直流電源の両端間の電圧値であり、第７の電圧閾値以上である。上流スイッチ及び下流スイッチのオンへの切替えが指示されている場合において、上流スイッチのハーフオン故障が発生しているとき、接続スイッチがオフである状態で処理部が取得する電圧値は、直流電源の両端間の電圧値よりも若干低い。第７の電圧閾値を、直流電源の両端間の電圧値よりも若干低い電圧値を超えており、かつ、直流電源の両端間の電圧値以下である値に設定することによって、上流スイッチのハーフオン故障を検知することができる。

【0028】

（９）本開示の一態様に係る給電制御装置では、電流は、直流電源の一端から前記電流経路を介して前記直流電源の他端に流れ、前記処理部は、前記上流スイッチ及び下流スイッチのオンへの切替えを指示し、前記接続スイッチがオフである状態で、前記負荷及び下流スイッチ間の接続ノードの電圧値を取得し、取得した電圧値が第８の電圧閾値を超えている場合、前記下流スイッチの開放故障を検知し、前記第８の電圧閾値は、０Ｖ以上であり、かつ、前記直流電源の両端間の電圧値未満である。

【0029】

上記の一態様にあっては、上流スイッチ、下流スイッチ及び接続スイッチそれぞれがオン、オン及びオフである場合、処理部が取得する電圧値は、０Ｖであり、第８の電圧閾値以下である。上流スイッチ及び下流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、下流スイッチの開放故障が発生しているとき、接続スイッチがオフである状態で処理部が取得する電圧値は、直流電源の両端間の電圧値であり、第８の電圧閾値を超えている。

【0030】

（１０）本開示の一態様に係る給電制御装置では、前記処理部は、前記上流スイッチ及び下流スイッチのオンへの切替えを指示し、前記接続スイッチがオフである状態で、前記負荷及び下流スイッチ間の接続ノードの電圧値を取得し、取得した電圧値が第９の電圧閾値を超えている場合、前記下流スイッチの抵抗値に関する故障を検知し、前記第９の電圧閾値は、０Ｖ以上である。

【0031】

上記の一態様にあっては、上流スイッチ、下流スイッチ及び接続スイッチそれぞれがオン、オン及びオフである場合、処理部が取得する電圧値は、０Ｖであり、第９の電圧閾値以下である。上流スイッチ及び下流スイッチのオンへの切替えが指示されている場合において、下流スイッチのハーフオン故障が発生しているとき、接続スイッチがオフである状態で処理部が取得する電圧値は、０Ｖよりも若干高い。第９の電圧閾値を、０Ｖ以上であり、かつ、０Ｖよりも若干高い電圧値未満である値に設定することによって、下流スイッチのハーフオン故障を検知することができる。

【0032】

（１１）本開示の一態様に係る給電制御装置では、前記処理部は、前記上流スイッチ及び下流スイッチのオンへの切替えを指示し、前記上流スイッチを介して流れる電流の電流値を取得し、取得した電流値が電流閾値未満である場合、前記負荷の開放故障を検知し、前記電流閾値は、前記上流スイッチ、下流スイッチ及び接続スイッチがオン、オフ及びオフである場合に前記上流スイッチを介して流れる電流の電流値を超えており、前記電流閾値は、前記負荷が正常である状態で前記上流スイッチ及び下流スイッチがオンである場合に前記上流スイッチを介して流れる電流の電流値以下であり、前記負荷の抵抗値は前記第１抵抗の抵抗値未満である。

【0033】

上記の一態様にあっては、負荷が正常である状態で、上流スイッチ及び下流スイッチがオンである場合に上流スイッチを介して流れる電流の電流値を通常電流値と記載する。上流スイッチ、下流スイッチ及び接続スイッチがオン、オフ及びオフである場合に上流スイッチを介して流れる電流の電流値を抵抗電流値と記載する。抵抗電流値は、上流スイッチ及び第１抵抗の順に流れる電流の電流値である。また、負荷の抵抗値は第１抵抗の抵抗値未満である。従って、通常電流値は抵抗電流値を超えている。

【0034】

負荷が正常である状態で、上流スイッチ及び下流スイッチがオンであるときに処理部が取得する電流値は、通常電流値であり、電流閾値以上である。上流スイッチ及び下流スイッチがオンである場合において、負荷の開放故障が発生しているとき、処理部が取得する電流値は、抵抗電流値であり、電流閾値未満である。

【0035】

（１２）本開示の一態様に係る給電制御装置では、前記処理部は、前記上流スイッチ及び下流スイッチのオンへの切替えを指示し、前記上流スイッチを介して流れる電流の電流値を取得し、取得した電流値が第２の電流閾値を超えている場合、前記負荷の短絡故障を検知し、前記第２の電流閾値は、前記負荷が正常である状態で前記上流スイッチ及び下流スイッチがオンである場合に前記上流スイッチを介して流れる電流の電流値である。

【0036】

上記の一態様にあっては、負荷の短絡故障は、負荷の両端間の抵抗値が極端に小さい現象である。負荷が正常である状態で、上流スイッチ及び下流スイッチがオンである場合、処理部が取得する電流値は、第２の電流閾値以下である。上流スイッチ及び下流スイッチがオンである場合において、負荷の短絡故障が発生しているとき、処理部が取得する電流値は、第２の電流閾値を超える。

【0037】

（１３）本開示の一態様に係る給電制御装置では、前記処理部は、前記上流スイッチ及び下流スイッチのオンへの切替えを指示している状態で、前記上流スイッチ、下流スイッチ又は負荷の故障を検知した場合、前記上流スイッチ及び下流スイッチのオフへの切替えを指示する。

【0038】

上記の一態様にあっては、処理部は、上流スイッチ、下流スイッチ又は負荷の故障を検知した場合、上流スイッチ及び下流スイッチのオフへの切替えを指示する。これにより、負荷を介した電流の通流を停止することができる。

【0039】

（１４）本開示の一態様に係る故障検知方法は、負荷を介して流れる電流の電流経路にて、前記負荷の上流側に配置される上流スイッチと、前記電流経路にて、前記負荷の下流側に配置される下流スイッチと、前記上流スイッチ及び負荷間の接続ノードに一端が接続される第１抵抗と、直列に接続された第２抵抗及び接続スイッチを含み、前記負荷及び下流スイッチ間の接続ノードに一端が接続される直列回路とを備え、前記第１抵抗の他端の電位を基準電位とした一定の電圧が前記直列回路の他端に印加されている回路の故障を検知する故障検知方法であって、前記上流スイッチ及び負荷間の接続ノードの電圧値、又は、前記負荷及び下流スイッチ間の接続ノードの電圧値を取得するステップと、取得した電圧値に基づいて、前記上流スイッチ、下流スイッチ又は負荷の故障を検知するステップとをコンピュータが実行する。

【0040】

上記の一態様にあっては、上流スイッチにおいて短絡故障が発生した場合、下流スイッチをオフに切替えることによって、負荷への給電を停止することができる。コンピュータは、負荷及び下流スイッチ間の接続ノードの電圧値、又は、上流スイッチ及び負荷間の接続ノードの電圧値に基づいて、上流スイッチ、下流スイッチ又は負荷の故障を検知する。

【0041】

［本開示の実施形態の詳細］
本開示の実施形態に係る電源システムの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、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および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【0042】

（実施形態１）
＜電源システム１の構成＞
図１は、実施形態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Ｃに搭載されている。電源システム１は、給電制御装置１０、直流電源１１及び負荷１２を備える。給電制御装置１０は、下流スイッチ２０及び上流スイッチ３０を有する。上流スイッチ３０及び下流スイッチ２０それぞれは、半導体スイッチであり、具体的には、Ｎチャネル型のＦＥＴ(Field Effect Transistor)である。直流電源１１は、例えばバッテリである。負荷１２は、電気機器であり、負荷抵抗１２ａを有する。

【0043】

直流電源１１の負極は接地されている。接地は、例えば、車両Ｃのボディへの接続によって実現される。直流電源１１の正極は、上流スイッチ３０のドレインに接続されている。上流スイッチ３０のソースは、負荷１２の負荷抵抗１２ａの一端に接続されている。負荷抵抗１２ａの他端は、下流スイッチ２０のドレインに接続されている。下流スイッチ２０のソースは接地されている。

【0044】

上流スイッチ３０及び下流スイッチ２０それぞれについて、状態がオンである場合、ドレイン及びソース間の抵抗値は十分に小さい。このため、ドレイン及びソースを介して電流が流れることが可能である。上流スイッチ３０及び下流スイッチ２０それぞれについて、状態がオフである場合、ドレイン及びソース間の抵抗値は十分に大きい。このため、ドレイン及びソースを介して電流が流れることはない。

【0045】

給電制御装置１０は、上流スイッチ３０及び下流スイッチ２０をオフからオンに切替える。上流スイッチ３０及び下流スイッチ２０がオンである場合、直流電源１１の正極から、電流は、矢印で示すように、上流スイッチ３０、負荷抵抗１２ａ、下流スイッチ２０及び直流電源１１の負極の順に流れる。従って、負荷１２の負荷抵抗１２ａを介して流れる電流の電流経路Ｅにおいて、負荷抵抗１２ａの上流側に上流スイッチ３０が配置されている。電流経路Ｅにおいて、負荷抵抗１２ａの下流側に下流スイッチ２０が配置されている。電流は、直流電源１１の正極から電流経路Ｅを介して直流電源１１の負極に流れる。

【0046】

負荷抵抗１２ａを介して電流が流れた場合、負荷１２に電力が供給される。負荷１２に供給される電力が所定電力以上である場合、負荷１２は作動する。負荷１２に供給される電力が所定電力未満である場合、負荷１２は動作を停止している。給電制御装置１０が上流スイッチ３０及び下流スイッチ２０をオフからオンに切替えた場合、直流電源１１は、負荷１２に、所定電力以上の電力を供給する。結果、負荷１２は作動する。

【0047】

上流スイッチ３０及び下流スイッチ２０の少なくとも一方がオフである場合、直流電源１１は負荷１２に電力を供給することはない。従って、上流スイッチ３０及び下流スイッチ２０の少なくとも一方がオフである場合、負荷１２に供給される電力は所定電力未満であり、負荷１２は動作を停止している。

【0048】

給電制御装置１０は、上流スイッチ３０及び下流スイッチ２０をオンからオフに切替える。これにより、負荷１２は動作を停止する。
以上のように、給電制御装置１０は、上流スイッチ３０及び下流スイッチ２０をオン又はオフに切替えることによって、直流電源１１から負荷１２への給電を制御する。

【0049】

＜給電制御装置１０の構成＞
給電制御装置１０は、下流スイッチ２０に加えて、ＩＰＤ２１、直列回路２２、第１抵抗２３、上流抵抗２４、下流抵抗２５及びマイクロコンピュータ（以下、マイコンという）２６を有する。ＩＰＤはIntelligent Power Deviceの略語である。上流スイッチ３０は、ＩＰＤ２１に含まれている。ＩＰＤ２１は、上流スイッチ３０に加えて、駆動回路３１、電流検出回路３２及び温度検出回路３３を有する。直列回路２２は、接続スイッチ４０及び第２抵抗４１を有する。

【0050】

直列回路２２では、接続スイッチ４０は第２抵抗４１に直列に接続されている。従って、接続スイッチ４０の一端は、第２抵抗４１の一端に接続されている。直列回路２２の一端は、負荷抵抗１２ａ及び下流スイッチ２０間の接続ノードに接続されている。直列回路２２の他端には、接地電位を基準電位とした一定電圧が印加されている。以下では、一定電圧の電圧値を一定電圧値と記載する。図１では一定電圧値はＶｃによって表されている。一定電圧は、例えば、レギュレータが直流電源１１の両端間の電圧を降圧することによって生成される。一定電圧値Ｖｃは、直流電源１１の両端間の電圧値よりも低い。

【0051】

図１の例では、接続スイッチ４０の他端に一定電圧が印加されている。第２抵抗４１の他端は、負荷抵抗１２ａ及び下流スイッチ２０間の接続ノードに接続されている。しかしながら、第２抵抗４１の他端に一定電圧が印加されてもよい。この場合、接続スイッチ４０の他端は、負荷抵抗１２ａ及び下流スイッチ２０間の接続ノードに接続される。

【0052】

ＩＰＤ２１では、上流スイッチ３０のゲートは駆動回路３１に接続されている。駆動回路３１は、更に、マイコン２６に接続されている。上流スイッチ３０のドレインは、直流電源１１の正極に加えて、電流検出回路３２に接続されている。電流検出回路３２は接地されている。電流検出回路３２は、更に、マイコン２６と駆動回路３１とに接続されている。駆動回路３１は、更に、温度検出回路３３に接続されている。

【0053】

ＩＰＤ２１の上流スイッチ３０と、負荷１２の負荷抵抗１２ａとの間の接続ノードに、第１抵抗２３の一端と、上流抵抗２４の一端とが接続されている。第１抵抗２３の他端は接地されている。上流抵抗２４の他端はマイコン２６に接続されている。負荷抵抗１２ａ及び下流スイッチ２０間の接続ノードは、直列回路２２に加えて、下流抵抗２５の一端に接続されている。下流抵抗２５の他端はマイコン２６に接続されている。

【0054】

上流スイッチ３０及び下流スイッチ２０それぞれについて、ソースの電位を基準電位としたゲートの電圧値が一定電圧値以上である場合、状態はオンである。上流スイッチ３０及び下流スイッチ２０それぞれについて、ソースの電位を基準電位としたゲートの電圧値が一定電圧値未満である場合、状態はオフである。

【0055】

マイコン２６は、ハイレベル電圧又はローレベル電圧を駆動回路３１に出力している。マイコン２６が、駆動回路３１に出力している電圧を、ローレベル電圧からハイレベル電圧に切替えた場合、駆動回路３１は、上流スイッチ３０において、接地電位を基準電位としたゲートの電圧を上昇させる。これにより、上流スイッチ３０において、ソースの電位を基準電位としたゲートの電圧値が一定電圧値以上の電圧値に上昇し、上流スイッチ３０はオフからオンに切替わる。

【0056】

マイコン２６が、駆動回路３１に出力している電圧を、ハイレベル電圧からローレベル電圧に切替えた場合、駆動回路３１は、上流スイッチ３０において、接地電位を基準電位としたゲートの電圧を低下させる。これにより、上流スイッチ３０において、ソースの電位を基準電位としたゲートの電圧値が一定電圧値未満の電圧値に低下し、上流スイッチ３０はオンからオフに切替わる。
以上のように、駆動回路３１は、マイコン２６から入力される電圧に応じて上流スイッチ３０をオン又はオフに切替える。

【0057】

マイコン２６は、下流スイッチ２０のゲートにもローレベル電圧又はハイレベル電圧を出力している。下流スイッチ２０のソースの電位は接地電位である。マイコン２６が下流スイッチ２０のゲートにローレベル電圧を出力している場合、下流スイッチ２０において、接地電位を基準電位としたゲートの電圧値は一定電圧値未満であり、下流スイッチ２０はオフである。

【0058】

マイコン２６が下流スイッチ２０に出力している電圧をローレベル電圧からハイレベル電圧に切替えた場合、下流スイッチ２０において、接地電位を基準電位としたゲートの電圧値は一定電圧値以上の電圧値に上昇し、下流スイッチ２０はオフからオンに切替わる。マイコン２６が下流スイッチ２０に出力している電圧をハイレベル電圧からローレベル電圧に切替えた場合、下流スイッチ２０において、接地電位を基準電位としたゲートの電圧値は一定電圧値未満の電圧値に低下し、下流スイッチ２０はオンからオフに切替わる。

【0059】

以上のように、マイコン２６は、下流スイッチ２０のゲートに出力している電圧をローレベル電圧又はハイレベル電圧に切替えることによって、下流スイッチ２０をオン又はオフに切替える。マイコン２６は、駆動回路３１及び下流スイッチ２０のゲートそれぞれに出力している電圧をローレベル電圧又はハイレベル電圧に切替えることによって、上流スイッチ３０の状態を制御する。

【0060】

マイコン２６は、上流スイッチ３０及び下流スイッチ２０をオフからオンに切替える。上流スイッチ３０及び下流スイッチ２０がオンである場合、前述したように、直流電源１１の正極から、電流は、上流スイッチ３０、負荷抵抗１２ａ、下流スイッチ２０及び直流電源１１の負極の順に流れる。上流スイッチ３０がオンである場合、直流電源１１の正極から、電流は、上流スイッチ３０、第１抵抗２３及び直流電源１１の負極の順に流れる。

【0061】

第１抵抗２３の抵抗値は、負荷１２の負荷抵抗１２ａの抵抗値よりも十分に大きい。このため、上流スイッチ３０及び下流スイッチ２０がオンである場合、上流スイッチ３０を通過した殆どの電流は負荷抵抗１２ａを介して流れる。

【0062】

電流検出回路３２は、上流スイッチ３０を介して流れる電流の電流値を検出する。以下では、電流検出回路３２が検出した電流値を検出電流値と記載する。電流検出回路３２は、検出電流値を示すアナログの電流情報をマイコン２６及び駆動回路３１に出力する。

【0063】

温度検出回路３３は、上流スイッチ３０の温度を検出する。以下では、温度検出回路３３が検出した温度を検出温度と記載する。温度検出回路３３は、検出温度を示す温度情報を駆動回路３１に出力する。

【0064】

駆動回路３１は、検出電流値が一定の基準電流値未満であり、かつ、検出温度が一定の基準温度未満である場合、前述したように、マイコン２６から入力される電圧に応じて上流スイッチ３０をオン又はオフに切替える。駆動回路３１は、検出電流値が基準電流値以上の電流値に上昇した場合、マイコン２６から入力される電圧に無関係に、上流スイッチ３０をオンからオフに強制的に切替える。駆動回路３１は、検出温度が基準温度以上の温度に上昇した場合、マイコン２６から入力される電圧に無関係に、上流スイッチ３０をオンからオフに強制的に切替える。所定の条件が満たされた場合、駆動回路３１は、上流スイッチ３０の強制的なオフを解除する。

【0065】

マイコン２６は、直列回路２２の接続スイッチ４０をオン又はオフに切替える。接続スイッチ４０がオンである場合、接続スイッチ４０の両端間の抵抗値は十分に小さい。このため、接続スイッチ４０を介して電流が流れることが可能である。接続スイッチ４０がオフである場合、接続スイッチ４０の両端間の抵抗値は十分に大きい。このため、接続スイッチ４０を介して電流が流れることはない。

【0066】

以下では、上流スイッチ３０及び負荷抵抗１２ａ間の接続ノードの電圧値を第１電圧値と記載する。負荷抵抗１２ａ及び下流スイッチ２０間の接続ノードの電圧値を第２電圧値と記載する。第１電圧値及び第２電圧値の基準電位は接地電位である。アナログの第１電圧値は、上流抵抗２４を介してマイコン２６に入力される。アナログの第２電圧値は、下流抵抗２５を介してマイコン２６に入力される。マイコン２６は、第１電圧値、第２電圧値又は検出電流値に基づいて、上流スイッチ３０、下流スイッチ２０及び負荷１２の故障を検知する。

【0067】

図２はマイコン２６の要部構成を示すブロック図である。マイコン２６は、第１出力部５０、第２出力部５１、３つのＡ／Ｄ変換部５２，５３，５４、切替え部５５、記憶部５６及び制御部５７を有する。これらは、内部バス５８に接続されている。第１出力部５０は、更に、駆動回路３１に接続されている。第２出力部５１は、更に、下流スイッチ２０のゲートに接続されている。Ａ／Ｄ変換部５２，５３，５４それぞれは、更に、電流検出回路３２、上流抵抗２４の他端、及び、下流抵抗２５の他端に接続されている。

【0068】

第１出力部５０は、駆動回路３１にハイレベル電圧又はローレベル電圧を出力する。マイコン２６が駆動回路３１に出力する電圧は、第１出力部５０が駆動回路３１に出力する電圧である。制御部５７は、上流スイッチ３０のオンへの切替えを第１出力部５０に指示する。これにより、第１出力部５０は、駆動回路３１に出力している電圧をローレベル電圧からハイレベル電圧に切替える。結果、駆動回路３１は上流スイッチ３０をオフからオンに切替える。

【0069】

制御部５７は、上流スイッチ３０をオフへの切替えを、第１出力部５０に指示する。これにより、第１出力部５０は、駆動回路３１に出力している電圧をハイレベル電圧からローレベル電圧に切替える。結果、駆動回路３１は上流スイッチ３０をオンからオフに切替える。

【0070】

第２出力部５１は、下流スイッチ２０のゲートにハイレベル電圧又はローレベル電圧を出力する。マイコン２６が下流スイッチ２０のゲートに出力する電圧は、第１出力部５０が下流スイッチ２０のゲートに出力する電圧である。制御部５７は、下流スイッチ２０のオンへの切替えを第２出力部５１に指示する。これにより、第２出力部５１は、下流スイッチ２０のゲートに出力している電圧をローレベル電圧からハイレベル電圧に切替える。結果、下流スイッチ２０はオフからオンに切替わる。

【0071】

制御部５７は、下流スイッチ２０をオフへの切替えを、第２出力部５１に指示する。これにより、第２出力部５１は、下流スイッチ２０のゲートに出力している電圧をハイレベル電圧からローレベル電圧に切替える。結果、下流スイッチ２０はオンからオフに切替わる。

【0072】

電流検出回路３２は、検出電流値を示すアナログの電流情報をＡ／Ｄ変換部５２に出力する。Ａ／Ｄ変換部５２は、アナログの電流情報をデジタルの電流情報に変換する。制御部５７は、Ａ／Ｄ変換部５２が変換したデジタルの電流情報を取得する。アナログの第１電圧値は、上流抵抗２４を介してＡ／Ｄ変換部５３に入力される。Ａ／Ｄ変換部５３は、アナログの第１電圧値をデジタルの第１電圧値に変換する。制御部５７は、Ａ／Ｄ変換部５３が変換したデジタルの第１電圧値を取得する。

【0073】

アナログの第２電圧値は、下流抵抗２５を介してＡ／Ｄ変換部５４に入力される。Ａ／Ｄ変換部５４は、アナログの第２電圧値をデジタルの第２電圧値に変換する。制御部５７は、Ａ／Ｄ変換部５４が変換したデジタルの第２電圧値を取得する。切替え部５５は、制御部５７の指示に従って接続スイッチ４０をオン又はオフに切替える。

【0074】

記憶部５６は、例えば不揮発性メモリである。記憶部５６には、コンピュータプログラムＰが記憶されている。制御部５７は、処理を実行する処理素子、例えばＣＰＵ(Central Processing Unit)を有する。制御部５７は処理部として機能する。制御部５７の処理素子は、コンピュータプログラムＰを実行することによって、直流電源１１から負荷１２への給電を制御する給電制御処理を実行する。

【0075】

なお、コンピュータプログラムＰは、コンピュータプログラムＰを読み取り可能に記憶した非一時的な記憶媒体Ａを用いて、マイコン２６に提供されてもよい。記憶媒体Ａは、例えば可搬型メモリである。可搬型メモリの例として、ＣＤ－ＲＯＭ、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、ＳＤカード、マイクロＳＤカード又はコンパクトフラッシュ（登録商標）等が挙げられる。記憶媒体Ａが可搬型メモリである場合、制御部５７の処理素子は、図示しない読取装置を用いて記憶媒体ＡからコンピュータプログラムＰを読み取ってもよい。読み取ったコンピュータプログラムＰは記憶部５６に書き込まれる。更に、コンピュータプログラムＰは、マイコン２６の図示しない通信部が外部装置と通信することによって、マイコン２６に提供されてもよい。この場合、制御部５７の処理素子は、通信部を通じてコンピュータプログラムＰを取得する。取得したコンピュータプログラムＰは記憶部５６に書き込まれる。

【0076】

制御部５７が有する処理素子の数は、１に限定されず、２以上であってもよい。制御部５７が複数の処理素子を有する場合、複数の処理素子は、給電制御制御処理を協同して実行してもよい。

【0077】

給電制御処理において、制御部５７は、予め設定されている複数の閾値を用いて上流スイッチ３０、下流スイッチ２０及び負荷１２の故障を診断する。

【0078】

＜複数の閾値の説明＞
図３は複数の閾値の説明図である。電圧値に関して、高電圧閾値Ｖｈ、中電圧閾値Ｖｍ及び低電圧閾値Ｖｗが予め設定されている。図３において、Ｖｂは、直流電源１１の両端間の電圧値を示す。以下では、直流電源１１の両端間の電圧値を電源電圧値と記載する。

【0079】

上流スイッチ３０及び下流スイッチ２０それぞれの故障の１つとして、ハーフオン故障がある。上流スイッチ３０及び下流スイッチ２０それぞれにおいてハーフオン故障が発生した場合、ドレイン及びソース間の抵抗値は、ゲートの電圧値に無関係に中途半端な値に維持される。中途半端な値は、十分に大きい値ではなく、十分に小さい値でもない。上流スイッチ３０及び下流スイッチ２０それぞれハーフオン故障は、上流スイッチ３０及び下流スイッチ２０の抵抗に関する故障である。

【0080】

前述したように、第１抵抗２３の抵抗値は、負荷抵抗１２ａの抵抗値よりも十分に大きい。このため、下流スイッチ２０がオンである場合において、上流スイッチ３０のハーフオン故障が発生したとき、第１電圧値は、上流スイッチ３０及び負荷抵抗１２ａが直流電源１１の両端間の電圧を分圧することによって得られる電圧の電圧値と実質的に一致する。下流スイッチ２０がオンである状態で、上流スイッチ３０のハーフオン故障が発生した場合の第１電圧値を第１故障電圧値と記載する。Ｖｆ１は第１故障電圧値である。第１故障電圧値Ｖｆ１は電源電圧値Ｖｂ未満である。

【0081】

前述したように、Ｖｃは一定電圧値である。一定電圧値Ｖｃは、直列回路２２に印加されている一定電圧の電圧値である。電源電圧値Ｖｂは、例えば１２Ｖである。一定電圧値は３．３Ｖ又は５Ｖ等である。一定電圧値Ｖｃは第１故障電圧値Ｖｆ１未満である。

【0082】

上流スイッチ３０、下流スイッチ２０及び接続スイッチ４０がオフ、オフ及びオンである場合、第２抵抗４１及び負荷抵抗１２ａを含む第２抵抗回路と第１抵抗２３とは一定電圧を分圧する。第２抵抗回路及び第１抵抗２３が一定電圧を分圧することによって得られる電圧の電圧値を第１分圧電圧値と記載する。Ｖｄ１は第１分圧電圧値である。第１分圧電圧値Ｖｄ１は、上流スイッチ３０、下流スイッチ２０及び接続スイッチ４０がオフ、オフ及びオンである場合の第１電圧値である。

【0083】

上流スイッチ３０、下流スイッチ２０及び接続スイッチ４０がオフ、オフ及びオンである場合、第２抵抗４１と、負荷抵抗１２ａ及び第１抵抗２３を含む第１抵抗回路とは一定電圧を分圧する。第２抵抗４１及び第１抵抗回路が一定電圧を分圧することによって得られる電圧の電圧値を第２分圧電圧値と記載する。Ｖｄ２は第２分圧電圧値である。第２分圧電圧値Ｖｄ２は、上流スイッチ３０、下流スイッチ２０及び接続スイッチ４０がオフ、オフ及びオンである場合の第２電圧値である。第２分圧電圧値Ｖｄ２は、一定電圧値Ｖｃ未満である。第１分圧電圧値Ｖｄ１は、第２分圧電圧値Ｖｄ２未満である。

【0084】

第１抵抗２３及び第２抵抗４１それぞれの抵抗値は、負荷抵抗１２ａの抵抗値よりも十分に大きい。このため、第１分圧電圧値Ｖｄ１及び第２分圧電圧値Ｖｄ２それぞれは、第２抵抗４１及び第１抵抗２３が一定電圧を分圧することによって得られる電圧の電圧値と実質的に一致する。

【0085】

前述したように、第１抵抗２３の抵抗値は、負荷抵抗１２ａの抵抗値よりも十分に大きい。このため、上流スイッチ３０がオンである場合において、下流スイッチ２０のハーフオン故障が発生したとき、第２電圧値は、上流スイッチ３０及び負荷抵抗１２ａが直流電源１１の両端間の電圧を分圧することによって得られる電圧の電圧値に実質的に一致する。下流スイッチ２０がオンである状態で、上流スイッチ３０のハーフオン故障が発生した場合の第２電圧値を第２故障電圧値と記載する。Ｖｆ２は第２故障電圧値である。第２故障電圧値Ｖｆ２は、第１分圧電圧値Ｖｄ１未満であり、かつ、０Ｖを超えている。

【0086】

高電圧閾値Ｖｈは、第１故障電圧値Ｖｆ１を超えており、かつ、電源電圧値Ｖｂ未満である電圧値である。中電圧閾値Ｖｍは、第２分圧電圧値Ｖｄ２を超えており、かつ、一定電圧値Ｖｃ未満である電圧値である。低電圧閾値Ｖｗは、０Ｖを超えており、かつ、第２故障電圧値Ｖｆ２未満である電圧値である。

【0087】

電流値に関して、上側電流閾値Ｉｈ及び下側電流閾値Ｉｗが予め設定されている。負荷１２が正常である状態で上流スイッチ３０及び下流スイッチ２０がオンである場合に上流スイッチ３０を介して流れる電流の電流値を通常電流値と記載する。図３のＩｎは通常電流値である。負荷１２が正常である状態で上流スイッチ３０、下流スイッチ２０及び接続スイッチ４０それぞれがオン、オフ及びオフである場合に上流スイッチ３０を介して流れる電流の電流値を抵抗電流値と記載する。図３のＩｒは抵抗電流値である。

【0088】

抵抗電流値Ｉｒは、直流電源１１の正極から、上流スイッチ３０、第１抵抗２３及び直流電源１１の負極の順に流れる電流の電流値である。前述したように、負荷抵抗１２ａの抵抗値は、第１抵抗２３の抵抗値未満である。このため、抵抗電流値Ｉｒは通常電流値Ｉｎ未満である。上側電流閾値Ｉｈは通常電流値Ｉｎである。下側電流閾値Ｉｗは、抵抗電流値Ｉｒを超えており、かつ、通常電流値Ｉｎ以下である。

【0089】

＜負荷１２が動作を停止している場合の故障診断＞
図４は、負荷１２が動作を停止している場合の故障診断を説明するための図表である。図４では、上流スイッチ３０の指示、下流スイッチ２０の指示、接続スイッチ４０の状態、故障条件及び検知内容が示されている。上流スイッチ３０の指示は、マイコン２６の制御部５７が第１出力部５０に与える指示である。下流スイッチ２０の指示は、制御部５７が第２出力部５１に与える指示である。オン指示は、オンへの切替えの指示である。オフ指示は、オフへの切替えの指示である。故障条件は、故障が発生している場合に満たされる条件である。検知内容は、制御部５７が検知した故障を示す。

【0090】

Ｖ１及びＶ２それぞれは、第１電圧値及び第２電圧値である。前述したように、第１電圧値Ｖ１は、上流スイッチ３０及び負荷抵抗１２ａ間の接続ノードの電圧値である。第２電圧値Ｖ２は、負荷抵抗１２ａ及び下流スイッチ２０間の接続ノードの電圧値である。

【0091】

制御部５７は、上流スイッチ３０及び下流スイッチ２０中の少なくとも一方のオフを指示している場合において故障診断を行う。このため、負荷抵抗１２ａに所定電力以上の電力が供給されず、負荷１２は動作を停止している。

【0092】

制御部５７は、上流スイッチ３０のオンへの切替えを指示し、下流スイッチ２０のオフへの切替えを指示し、接続スイッチ４０がオフである状態でＡ／Ｄ変換部５３から第１電圧値Ｖ１を取得する。制御部５７は、取得した第１電圧値Ｖ１に基づいて、上流スイッチ３０の開放故障を検知する。スイッチの開放故障は、スイッチのオンへの切替えが指示されているにも関わらず、スイッチの両端間の抵抗値が十分に大きい現象である。

【0093】

上流スイッチ３０、下流スイッチ２０及び接続スイッチ４０それぞれがオン、オフ及びオフである場合、直流電源１１の正極から上流スイッチ３０及び第１抵抗２３の順に流れる。負荷抵抗１２ａを介して電流が流れることはない。従って、上流スイッチ３０、下流スイッチ２０及び接続スイッチ４０それぞれがオン、オフ及びオフである場合、第１電圧値Ｖ１及び第２電圧値Ｖ２は、電源電圧値Ｖｂであり、低電圧閾値Ｖｗ以上である。上流スイッチ３０の開放故障が発生している場合、第１抵抗２３を介して電流は流れず、負荷抵抗１２ａを介して電流は流れない。このため、第１電圧値Ｖ１及び第２電圧値Ｖ２は、０Ｖであり、低電圧閾値Ｖｗ未満である。

【0094】

結果、制御部５７は、Ａ／Ｄ変換部５３から取得した第１電圧値Ｖ１が低電圧閾値Ｖｗ未満である場合に上流スイッチ３０の開放故障を検知する。なお、制御部５７は、Ａ／Ｄ変換部５４から取得した第２電圧値Ｖ２が低電圧閾値Ｖｗ未満である場合に上流スイッチ３０の開放故障を検知してもよい。この場合、制御部５７は、上流スイッチ３０のオンへの切替えを指示し、下流スイッチ２０のオフへの切替えを指示し、接続スイッチ４０がオフである状態でＡ／Ｄ変換部５４から第２電圧値Ｖ２を取得する。上流スイッチ３０の開放故障を検知するための電圧閾値は、０Ｖを超えており、かつ、電源電圧値Ｖｂ以下であれば問題はない。

【0095】

制御部５７は、上流スイッチ３０及び下流スイッチ２０のオフへの切替えを指示し、接続スイッチ４０がオフである状態でＡ／Ｄ変換部５３から第１電圧値Ｖ１を取得する。制御部５７は、取得した第１電圧値Ｖ１に基づいて、上流スイッチ３０の短絡故障を検知する。スイッチの短絡故障は、スイッチのオフへの切替えが指示されているにも関わらず、スイッチの両端間の抵抗値が十分に小さい現象である。

【0096】

上流スイッチ３０、下流スイッチ２０及び接続スイッチ４０の全てがオフである場合、第１抵抗２３を介して電流が流れず、負荷抵抗１２ａを介して電流が流れない。従って、上流スイッチ３０、下流スイッチ２０及び接続スイッチ４０の全てがオフである場合、第１電圧値Ｖ１及び第２電圧値Ｖ２は０Ｖであり、低電圧閾値Ｖｗ以下である。上流スイッチ３０の短絡故障が発生している場合、直流電源１１の正極から、電流は、上流スイッチ３０及び第１抵抗２３の順に流れ、負荷抵抗１２ａを介して電流は流れない。このため、第１電圧値Ｖ１及び第２電圧値Ｖ２は、電源電圧値Ｖｂであり、低電圧閾値Ｖｗを超えている。

【0097】

結果、制御部５７は、Ａ／Ｄ変換部５３から取得した第１電圧値Ｖ１が低電圧閾値Ｖｗを超えている場合に上流スイッチ３０の短絡故障を検知する。なお、制御部５７は、Ａ／Ｄ変換部５４から取得した第２電圧値Ｖ２が低電圧閾値Ｖｗを超えている場合に上流スイッチ３０の短絡故障を検知してもよい。この場合、制御部５７は、上流スイッチ３０及び下流スイッチ２０のオフへの切替えを指示し、接続スイッチ４０がオフである状態でＡ／Ｄ変換部５４から第２電圧値Ｖ２を取得する。上流スイッチ３０の短絡故障を検知するための第２の電圧閾値は、０Ｖ以上であり、かつ、電源電圧値Ｖｂ未満であれば問題はない。

【0098】

制御部５７は、上流スイッチ３０のオフへの切替えを指示し、下流スイッチ２０のオンへの切替えを指示し、接続スイッチ４０がオンである状態でＡ／Ｄ変換部５４から第２電圧値Ｖ２を取得する。制御部５７は、取得した第２電圧値Ｖ２に基づいて、下流スイッチ２０の開放故障を検知する。

【0099】

上流スイッチ３０、下流スイッチ２０及び接続スイッチ４０それぞれがオフ、オン及びオンである場合、電流は、接続スイッチ４０、第２抵抗４１及び下流スイッチ２０の順に流れ、第１抵抗２３を介して電流は流れない。従って、上流スイッチ３０、下流スイッチ２０及び接続スイッチ４０それぞれがオフ、オン及びオンである場合、第１電圧値Ｖ１及び第２電圧値Ｖ２は、０Ｖであり、低電圧閾値Ｖｗ以下である。

【0100】

下流スイッチ２０の開放故障が発生している場合、電流は、第２抵抗４１、負荷抵抗１２ａ及び第１抵抗２３の順に流れる。第２抵抗回路及び第１抵抗２３は一定電圧を分圧する。第２抵抗４１及び第１抵抗回路は一定電圧を分圧する。このため、第１電圧値Ｖ１及び第２電圧値Ｖ２それぞれは、第１分圧電圧値Ｖｄ１及び第２分圧電圧値Ｖｄ２である。従って、第１電圧値Ｖ１及び第２電圧値Ｖ２は低電圧閾値Ｖｗを超えている。

【0101】

結果、制御部５７は、Ａ／Ｄ変換部５４から取得した第２電圧値Ｖ２が低電圧閾値Ｖｗを超えている場合に下流スイッチ２０の開放故障を検知する。なお、制御部５７は、Ａ／Ｄ変換部５３から取得した第１電圧値Ｖ１が低電圧閾値Ｖｗを超えている場合に下流スイッチ２０の開放故障を検知してもよい。この場合、制御部５７は、上流スイッチ３０のオフへの切替えを指示し、下流スイッチ２０のオンへの切替えを指示し、接続スイッチ４０がオンである状態でＡ／Ｄ変換部５３から第１電圧値Ｖ１を取得する。第１電圧値Ｖ１に関して、下流スイッチ２０の開放故障を検知するための第３の電圧閾値は、０Ｖ以上であり、かつ、第１分圧電圧値Ｖｄ１未満であれば問題はない。第２電圧値Ｖ２に関して、下流スイッチ２０の開放故障を検知するための第３の電圧閾値は、０Ｖ以上であり、かつ、第２分圧電圧値Ｖｄ２未満であれば問題はない。

【0102】

前述したように、第１分圧電圧値Ｖｄ１は、上流スイッチ３０、下流スイッチ２０及び接続スイッチ４０それぞれがオフ、オフ及びオンである場合に制御部５７がＡ／Ｄ変換部５３から取得する第１電圧値Ｖ１である。第２分圧電圧値Ｖｄ２は、上流スイッチ３０、下流スイッチ２０及び接続スイッチ４０それぞれがオフ、オフ及びオンである場合に制御部５７がＡ／Ｄ変換部５４から取得する第２電圧値Ｖ２である。

【0103】

電流が、第２抵抗４１、負荷抵抗１２ａ及び第１抵抗２３の順に流れた場合、負荷１２に電力が供給される。しかしながら、一定電圧値Ｖｃは小さいため、負荷１２に供給される電力は所定電力未満である。従って、電流が第２抵抗４１、負荷抵抗１２ａ及び第１抵抗２３の順に流れた場合、負荷１２が作動することはない。

【0104】

制御部５７は、上流スイッチ３０及び下流スイッチ２０のオフへの切替えを指示し、接続スイッチ４０がオンである状態でＡ／Ｄ変換部５４から第２電圧値Ｖ２を取得する。制御部５７は、取得した第２電圧値Ｖ２に基づいて、下流スイッチ２０の短絡故障を検知する。

【0105】

前述したように、上流スイッチ３０、下流スイッチ２０及び接続スイッチ４０それぞれがオフ、オフ及びオンである場合、第１電圧値Ｖ１及び第２電圧値Ｖ２それぞれは、第１分圧電圧値Ｖｄ１及び第２分圧電圧値Ｖｄ２である。従って、上流スイッチ３０、下流スイッチ２０及び接続スイッチ４０それぞれがオフ、オフ及びオンである場合、第１電圧値Ｖ１及び第２電圧値Ｖ２は、低電圧閾値Ｖｗ以上である。下流スイッチ２０の短絡故障が発生している場合、電流は、接続スイッチ４０、第２抵抗４１及び下流スイッチ２０の順に流れ、負荷抵抗１２ａを介して電流が流れない。このため、第１電圧値Ｖ１及び第２電圧値Ｖ２はゼロＶであり、低電圧閾値Ｖｗ未満である。

【0106】

結果、制御部５７は、Ａ／Ｄ変換部５４から取得した第２電圧値Ｖ２が低電圧閾値Ｖｗ未満である場合に下流スイッチ２０の短絡故障を検知する。なお、制御部５７は、Ａ／Ｄ変換部５３から取得した第１電圧値Ｖ１が低電圧閾値Ｖｗ未満である場合に下流スイッチ２０の短絡故障を検知してもよい。この場合、制御部５７は、上流スイッチ３０及び下流スイッチ２０のオフへの切替えを指示し、接続スイッチ４０がオンである状態でＡ／Ｄ変換部５３から第１電圧値Ｖ１を取得する。第１電圧値Ｖ１に関して、下流スイッチ２０の短絡故障を検知するための第４の電圧閾値は、０Ｖを超えており、かつ、第１分圧電圧値Ｖｄ１以下であれば問題はない。第２電圧値Ｖ２に関して、下流スイッチ２０の短絡故障を検知するための第４の電圧閾値は、０Ｖを超えており、かつ、第２分圧電圧値Ｖｄ２以下であれば問題はない。

【0107】

制御部５７は、上流スイッチ３０及び下流スイッチ２０のオフへの切替えを指示し、接続スイッチ４０がオンである状態で、Ａ／Ｄ変換部５４から第２電圧値Ｖ２を取得する。制御部５７は、取得した第２電圧値Ｖ２に基づいて負荷１２の開放故障を検知する。負荷１２の開放故障は、負荷１２の両端間の抵抗値、即ち、負荷抵抗１２ａの両端間の抵抗値が極端に大きい現象である。

【0108】

前述したように、上流スイッチ３０、下流スイッチ２０及び接続スイッチ４０それぞれがオフ、オフ及びオンである場合において、負荷１２が正常であるとき、第２電圧値Ｖ２は、第２分圧電圧値Ｖｄ２であり、中電圧閾値Ｖｍ以下である。負荷１２の開放故障が発生している場合、接続スイッチ４０がオンである状態で第２抵抗４１を介して電流は流れない。このため、第２電圧値Ｖ２は、一定電圧値Ｖｃであり、中電圧閾値Ｖｍを超えている。

【0109】

結果、制御部５７は、Ａ／Ｄ変換部５４から取得した第２電圧値Ｖ２が中電圧閾値Ｖｍを超えている場合に負荷１２の開放故障を検知する。なお、負荷１２の開放故障を検知するための第５の電圧閾値は、第２分圧電圧値Ｖｄ２を超えており、かつ、一定電圧値Ｖｃ未満であれば問題はない。

【0110】

＜負荷１２が作動している場合の故障診断＞
図５は、負荷１２が作動している場合の故障診断を説明するための図表である。図５では、図４と同様に、上流スイッチ３０の指示、下流スイッチ２０の指示、接続スイッチ４０の状態、故障条件及び検知内容が示されている。Ｉｄは検出電流値である。前述したように、検出電流値は、上流スイッチ３０を介して流れる電流の電流値である。

【0111】

制御部５７は、上流スイッチ３０及び下流スイッチ２０のオンへの切替えを指示し、接続スイッチ４０がオフである状態でＡ／Ｄ変換部５３から第１電圧値Ｖ１を取得する。制御部５７は、取得した第１電圧値Ｖ１に基づいて上流スイッチ３０の開放故障を検知する。

【0112】

前述したように、上流スイッチ３０、下流スイッチ２０及び接続スイッチ４０それぞれが、オン、オン及びオフである場合、直流電源１１の正極から、電流は、上流スイッチ３０、負荷抵抗１２ａ、下流スイッチ２０及び直流電源１１の負極の順に流れる。このとき、直流電源１１は所定電力以上の電力を負荷抵抗１２ａに供給するので、負荷１２は作動している。前述したように、上流スイッチ３０がオンである場合、直流電源１１の正極から、電流は、上流スイッチ３０、第１抵抗２３及び直流電源１１の負極に流れる。

【0113】

上流スイッチ３０、下流スイッチ２０及び接続スイッチ４０それぞれが、オン、オン及びオフである場合、第１電圧値Ｖ１は、電源電圧値Ｖｂであり、低電圧閾値Ｖｗ以上である。上流スイッチ３０の開放故障が発生している場合、第１抵抗２３を介して電流は流れない。このため、第１電圧値Ｖ１は、ゼロＶであり、低電圧閾値Ｖｗ未満である。結果、制御部５７は、Ａ／Ｄ変換部５３から取得した第１電圧値Ｖ１が低電圧閾値Ｖｗ未満である場合に上流スイッチ３０の開放故障を検知する。なお、上流スイッチ３０の開放故障を検知するための第６の電圧閾値は、０Ｖを超えており、かつ、電源電圧値Ｖｂ以下であれば問題はない。

【0114】

制御部５７は、上流スイッチ３０及び下流スイッチ２０のオンへの切替えを指示し、接続スイッチ４０がオフである状態でＡ／Ｄ変換部５３から第１電圧値Ｖ１を取得する。制御部５７は、取得した第１電圧値Ｖ１に基づいて上流スイッチ３０のハーフオン故障を検知する。

【0115】

上流スイッチ３０、下流スイッチ２０及び接続スイッチ４０それぞれが、オン、オン及びオフである場合、第１電圧値Ｖ１は、電源電圧値Ｖｂであり、高電圧閾値Ｖｈ以上である。上流スイッチ３０のハーフオン故障が発生している場合、第１電圧値Ｖ１は、第１故障電圧値Ｖｆ１であり、高電圧閾値Ｖｈ未満である。結果、制御部５７は、Ａ／Ｄ変換部５３から取得した第１電圧値Ｖ１が高電圧閾値Ｖｈ未満である場合に上流スイッチ３０のハーフオン故障を検知する。なお、上流スイッチ３０のハーフオン故障を検知するための第７の電圧閾値は、第１故障電圧値Ｖｆ１を超えており、かつ、電源電圧値Ｖｂ以下であれば問題はない。

【0116】

下流スイッチ２０がオンである状態で上流スイッチ３０のハーフオン故障が発生した場合、単位時間当たりに上流スイッチ３０が発する熱の熱量は急速に上昇する。これにより、上流スイッチ３０の温度が基準温度以上の温度に上昇し、駆動回路３１は、マイコン２６の第１出力部５０から入力されている電圧に無関係に、上流スイッチ３０を強制的にオフに切替える。上流スイッチ３０のハーフオン故障は、駆動回路３１又は制御部５７によって検知される。

【0117】

制御部５７は、上流スイッチ３０及び下流スイッチ２０のオンへの切替えを指示し、接続スイッチ４０がオフである状態でＡ／Ｄ変換部５４から第２電圧値Ｖ２を取得する。制御部５７は、取得した第２電圧値Ｖ２に基づいて下流スイッチ２０の開放故障を検知する。

【0118】

上流スイッチ３０、下流スイッチ２０及び接続スイッチ４０それぞれが、オン、オン及びオフである場合、第２電圧値Ｖ２は、０Ｖであり、高電圧閾値Ｖｈ以下である。下流スイッチ２０の開放故障が発生している場合、負荷抵抗１２ａを介して電流は流れない。このため、第１電圧値Ｖ１は、電源電圧値Ｖｂであり、高電圧閾値Ｖｈを超えている。結果、制御部５７は、Ａ／Ｄ変換部５４から取得した第２電圧値Ｖ２が高電圧閾値Ｖｈを超えている場合に下流スイッチ２０の開放故障を検知する。なお、下流スイッチ２０の開放故障を検知するための第８の電圧閾値は、０Ｖ以上であり、かつ、電源電圧値Ｖｂ未満であれば問題はない。

【0119】

制御部５７は、上流スイッチ３０及び下流スイッチ２０のオンへの切替えを指示し、接続スイッチ４０がオフである状態でＡ／Ｄ変換部５４から第２電圧値Ｖ２を取得する。制御部５７は、取得した第２電圧値Ｖ２に基づいて下流スイッチ２０のハーフオン故障を検知する。

【0120】

上流スイッチ３０、下流スイッチ２０及び接続スイッチ４０それぞれが、オン、オン及びオフである場合、第２電圧値Ｖ２は、０Ｖであり、低電圧閾値Ｖｗ以下である。下流スイッチ２０のハーフオン故障が発生している場合、第２電圧値Ｖ２は、第２故障電圧値Ｖｆ２であり、低電圧閾値Ｖｗを超えており、かつ、高電圧閾値Ｖｈ未満である。結果、制御部５７は、第２電圧値Ｖ２が、低電圧閾値Ｖｗを超えており、かつ、高電圧閾値Ｖｈ未満である場合、下流スイッチ２０のハーフオン故障を検知する。

【0121】

なお、下流スイッチ２０のハーフオン故障を検知するための下側の電圧閾値は、０Ｖ以上であり、かつ、第２故障電圧値Ｖｆ２未満であれば問題はない。下側の電圧閾値は第９の電圧閾値に相当する。下流スイッチ２０のハーフオン故障を検知するための上側の電圧閾値は、第１故障電圧値Ｖｆ１以上であり、かつ、電源電圧値Ｖｂ未満であれば問題はない。

【0122】

制御部５７は、上流スイッチ３０及び下流スイッチ２０のオンへの切替えを指示し、接続スイッチ４０がオフである状態でＡ／Ｄ変換部５２から電流情報を取得する。前述したように、電流情報は、検出電流値Ｉｄ、即ち、上流スイッチ３０を介して流れる電流の電流値を示す。電流情報の取得は、検出電流値Ｉｄの取得に相当する。制御部５７は、取得した電流情報が示す検出電流値Ｉｄに基づいて負荷１２の開放故障を検知する。

【0123】

負荷１２が正常である状態で、上流スイッチ３０、下流スイッチ２０及び接続スイッチ４０それぞれが、オン、オン及びオフである場合、検出電流値Ｉｄは、通常電流値Ｉｎであり、下側電流閾値Ｉｗ以上である。負荷１２の開放故障が発生している場合、検出電流値Ｉｄは、抵抗電流値Ｉｒであり、下側電流閾値Ｉｗ未満である。従って、制御部５７は、Ａ／Ｄ変換部５２から取得した電流情報が示す検出電流値Ｉｄが下側電流閾値Ｉｗ未満である場合、負荷１２の開放故障を検知する。

【0124】

制御部５７は、上流スイッチ３０及び下流スイッチ２０のオンへの切替えを指示し、接続スイッチ４０がオフである状態でＡ／Ｄ変換部５２から電流情報を取得する。制御部５７は、取得した電流情報が示す検出電流値Ｉｄに基づいて負荷１２の短絡故障を検知する。負荷１２の短絡故障は、負荷１２の両端間の抵抗値、即ち、負荷抵抗１２ａの両端間の抵抗値が極端に小さい現象である。

【0125】

負荷１２が正常である状態で、上流スイッチ３０、下流スイッチ２０及び接続スイッチ４０それぞれが、オン、オン及びオフである場合、検出電流値Ｉｄは、通常電流値Ｉｎであり、上側電流閾値Ｉｈ以下である。負荷１２の短絡故障が発生している場合、検出電流値Ｉｄは、上側電流閾値Ｉｈ（通常電流値Ｉｎ）を超える。従って、制御部５７は、Ａ／Ｄ変換部５２から取得した電流情報が示す検出電流値Ｉｄが上側電流閾値Ｉｈを超えている場合、負荷１２の短絡故障を検知する。上側電流閾値Ｉｈは第２の電流閾値である。

【0126】

上流スイッチ３０及び下流スイッチ２０がオンである状態で負荷１２の短絡故障が発生した場合、検出電流値Ｉｄは基準電流値以上の電流に情報し、駆動回路３１は、マイコン２６の第１出力部５０から入力されている電圧に無関係に、上流スイッチ３０を強制的にオフに切替える。負荷１２の短絡故障は、駆動回路３１又は制御部５７によって検知される。

【0127】

＜給電制御処理＞
図６は、給電制御処理の手順を示すフローチャートである。以下では、負荷１２が動作を停止している場合の故障診断を停止中の故障診断と記載する。負荷１２が作動している場合の故障診断を作動中の故障診断と記載する。マイコン２６の制御部５７は、上流スイッチ３０、下流スイッチ２０及び接続スイッチ４０のオフへの切替えが指示されている状態で給電制御処理を実行する。

【0128】

給電制御処理では、制御部５７は、負荷１２を作動させるか否かを判定する（ステップＳ１）。制御部５７は、負荷１２を作動させないと判定した場合（Ｓ１：ＮＯ）、ステップＳ１を再び実行する。制御部５７は、負荷１２を作動させるタイミングが到来するまで待機する。制御部５７は、負荷１２を作動させると判定した場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、図４の内容に従って、停止中の故障診断を実行する（ステップＳ２）。

【0129】

制御部５７は、接続スイッチ４０のオンへの切替えを切替え部５５に指示することによって接続スイッチ４０のオンを実現する。制御部５７は、接続スイッチ４０のオフへの切替えを切替え部５５に指示することによって接続スイッチ４０のオフを実現する。制御部５７は、停止中の故障診断を行うことによって、上流スイッチ３０の開放故障、上流スイッチ３０の短絡故障、下流スイッチ２０の開放故障、下流スイッチ２０の短絡故障、又は、負荷１２の開放故障が発生しているか否かを判定する。制御部５７は、上流スイッチ３０、下流スイッチ２０及び接続スイッチ４０のオフへの切替えが指示されている状態で停止中の故障診断を終了する。

【0130】

制御部５７は、ステップＳ２を実行した後、停止中の故障診断で故障を検知したか否かを判定する（ステップＳ３）。制御部５７は、停止中の故障診断で故障を検知していないと判定した場合（Ｓ３：ＮＯ）、第１出力部５０及び第２出力部５１それぞれに、上流スイッチ３０及び下流スイッチ２０のオンへの切替えを指示する（ステップＳ４）。負荷１２が正常である状態で上流スイッチ３０及び下流スイッチ２０がオンに切替わった場合、直流電源１１は、所定電力以上の電力を負荷抵抗１２ａに供給する。これにより、負荷１２は作動する。

【0131】

制御部５７は、ステップＳ４を実行した後、図５の内容に従って、作動中の故障診断を実行する（ステップＳ５）。制御部５７は、作動中の故障診断を行うことによって、上流スイッチ３０の開放故障、上流スイッチ３０のハーフオン故障、下流スイッチ２０の開放故障、下流スイッチ２０のハーフオン故障、負荷１２の開放故障、又は、負荷１２の短絡故障が発生しているか否かを判定する。制御部５７は、上流スイッチ３０及び下流スイッチ２０のオンへの切替えが指示され、かつ、接続スイッチ４０のオフへの切替えが指示されている状態で動作中の故障診断を終了する。

【0132】

制御部５７は、ステップＳ５を実行した後、作動中の故障診断で故障を検知したか否かを判定する（ステップＳ６）。制御部５７は、作動中の故障診断で故障を検知していないと判定した場合（Ｓ６：ＮＯ）、負荷１２の動作を停止させるか否かを判定する（ステップＳ７）。制御部５７は、負荷１２の動作を停止させないと判定した場合（Ｓ７：ＮＯ）、ステップＳ５を再び実行する。制御部５７は、故障を検知するか、又は、負荷１２の動作を停止させるタイミングが到来するまで待機する。

【0133】

制御部５７は、作動中の故障診断で故障を検知したと判定した場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、又は、負荷１２の動作を停止させると判定した場合（Ｓ７：ＹＥＳ）、第１出力部５０及び第２出力部５１それぞれに、上流スイッチ３０及び下流スイッチ２０のオフへの切替えを指示する（ステップＳ８）。上流スイッチ３０及び下流スイッチ２０がオフに切替わった場合、直流電源１１から負荷抵抗１２ａへの給電が停止し、負荷１２は動作を停止する。

【0134】

制御部５７は、停止中の故障診断で故障を検知したと判定した場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、又は、ステップＳ８を実行した後、給電制御処理を終了する。給電制御処理を終了した場合において、故障が検知されていないとき、制御部５７は、再び給電制御処理を実行する。なお、制御部５７は、ステップＳ８を実行した後、停止中の故障診断を再び実行してもよい。この場合、制御部５７は、停止中の故障診断を実行した後、給電制御処理を終了する。

【0135】

以上のように、給電制御処理では、作動中の故障診断で故障が検知された場合、制御部５７は、上流スイッチ３０及び下流スイッチ２０のオフへの切替えを指示する。従って、上流スイッチ３０の短絡故障が発生した場合、下流スイッチ２０がオフに切替わり、負荷１２への給電が停止する。また、制御部５７は、第１電圧値Ｖ１又は第２電圧値Ｖ２に基づいて、上流スイッチ３０、下流スイッチ２０及び負荷１２の故障を検知する。

【0136】

（実施形態２）
実施形態１において、駆動回路３１が上流スイッチ３０のハーフオン故障及び負荷１２の短絡故障を検知する。しかしながら、駆動回路３１は故障を検知する機能を有していなくてもよい。
以下では、実施形態２について、実施形態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、実施形態１と共通している。このため、実施形態１と共通する構成部には実施形態１と同一の参照符号を付し、その構成部の説明を省略する。

【0137】

＜給電制御装置１０の構成＞
図７は、実施形態２における給電制御装置１０の要部構成を示すブロック図である。実施形態２における給電制御装置１０は、下流スイッチ２０、直列回路２２、第１抵抗２３、上流抵抗２４、下流抵抗２５、上流スイッチ３０、駆動回路３１及び電流検出回路３２を有する。給電制御装置１０は、更に、シャント抵抗３４を有する。給電制御装置１０は、ＩＰＤ２１を有していない。

【0138】

負荷抵抗１２ａ、下流スイッチ２０、直列回路２２、下流抵抗２５及び駆動回路３１の接続は実施形態１と同様である。実施形態１と同様に、直列回路２２には、一定電圧が印加されている。上流スイッチ３０のドレイン及びゲートの接続は実施形態１と同様である。

【0139】

上流スイッチ３０のソースはシャント抵抗３４の一端に接続されている。シャント抵抗３４の他端は、負荷抵抗１２ａの一端に接続されている。シャント抵抗３４及び負荷抵抗１２ａ間の接続ノードに、第１抵抗２３及び上流抵抗２４の一端が接続されている。シャント抵抗３４及び負荷抵抗１２ａ間の接続ノードは、上流スイッチ３０及び負荷抵抗１２ａ間の接続ノードである。第１抵抗２３の一端は接地されている。上流抵抗２４の他端はマイコン２６のＡ／Ｄ変換部５３に接続されている。シャント抵抗３４の一端及び他端は、電流検出回路３２に各別に接続されている。電流検出回路３２は、更に、マイコン２６のＡ／Ｄ変換部５２に接続されている。

【0140】

上流スイッチ３０及び下流スイッチ２０がオンである場合、電流は、実施形態１と同様に、直流電源１１の正極から電流経路Ｅを介して直流電源１１の負極に流れる。電流経路Ｅでは、電流は、矢印で示すように、上流スイッチ３０、シャント抵抗３４、負荷抵抗１２ａ、下流スイッチ２０及び直流電源１１の負極の順に流れる。上流スイッチ３０がオンである場合、直流電源１１の正極から、電流は、上流スイッチ３０、シャント抵抗３４及び負荷抵抗１２ａの順に流れる。

【0141】

上流スイッチ３０から出力された全ての電流は、シャント抵抗３４に入力される。従って、シャント抵抗３４を介して流れる電流の電流値は、上流スイッチ３０を介して流れる電流の電流値と一致する。シャント抵抗３４の抵抗値は一定値である。このため、シャント抵抗３４の両端間の電圧値は、上流スイッチ３０を介して流れる電流の電流値に比例する。電流検出回路３２は、シャント抵抗３４の両端間の電圧値を検出することによって、上流スイッチ３０を介して流れる電流の電流値を検出する。電流検出回路３２は、シャント抵抗３４の両端間の電圧値を、アナログの電流情報としてマイコン２６のＡ／Ｄ変換部５２に出力する。

【0142】

シャント抵抗３４の両端間の電圧値をシャント抵抗３４の抵抗値で除算することによって、シャント抵抗３４を介して流れる電流の電流値が算出される。このため、電流情報は、電流検出回路３２が検出した検出電流値Ｉｄを示す。実施形態１と同様に、Ａ／Ｄ変換部５２は、アナログの電流情報をデジタルの電流情報に変換する。マイコン２６の制御部５７は、Ａ／Ｄ変換部５２が変換したデジタルの電流情報を取得する。実施形態２における駆動回路３１は、検出電流値Ｉｄ、又は、上流スイッチ３０の温度に応じて、上流スイッチ３０をオフに切替えることはない。

【0143】

＜第１故障電圧値Ｖｆ１及び第２故障電圧値Ｖｆ２＞
実施形態１の説明で述べたように、第１故障電圧値Ｖｆ１は、上流スイッチ３０のハーフオン故障が発生している場合において、下流スイッチ２０がオンであるときの第１電圧値Ｖ１である。第１抵抗２３の抵抗値は、負荷抵抗１２ａの抵抗値よりも十分に大きいので、第１故障電圧値Ｖｆ１は、上流スイッチ３０及びシャント抵抗３４を含む回路と、負荷抵抗１２ａとが電源電圧値Ｖｂを分圧することによって得られる電圧の電圧値に実質的に一致する。

【0144】

実施形態１の説明で述べたように、第２故障電圧値Ｖｆ２は、下流スイッチ２０のハーフオン故障が発生している場合において、上流スイッチ３０がオンであるときの第２電圧値Ｖ２である。第１抵抗２３の抵抗値は、負荷抵抗１２ａの抵抗値よりも十分に大きいので、第２故障電圧値Ｖｆ２は、シャント抵抗３４及び負荷抵抗１２ａを含む回路と、下流スイッチ２０とが電源電圧値Ｖｂを分圧することによって得られる電圧の電圧値に実質的に一致する。

【0145】

＜故障診断＞
実施形態１では、上流スイッチ３０がオンであるか、又は、上流スイッチ３０の短絡故障が発生している場合、第１電圧値Ｖ１は電源電圧値Ｖｂである。実施形態２では、上流スイッチ３０がオンであるか、又は、上流スイッチ３０の短絡故障が発生している場合において、下流スイッチ２０がオフであるか、又は、下流スイッチ２０の開放故障が発生しているとき、第１電圧値Ｖ１は、シャント抵抗３４及び第１抵抗２３が電源電圧値Ｖｂを分圧することによって得られる電圧の電圧値である。第１抵抗２３はシャント抵抗３４よりも十分に大きいので、この電圧値は電源電圧値Ｖｂに実質的に一致する。

【0146】

前述したように、第１抵抗２３の抵抗値は、負荷抵抗１２ａの抵抗値よりも十分に大きい。従って、上流スイッチ３０がオンであるか、又は、上流スイッチ３０の短絡故障が発生している場合において、下流スイッチ２０がオンであるか、又は、下流スイッチ２０の短絡故障が発生しているとき、第１電圧値Ｖ１は、シャント抵抗３４及び負荷抵抗１２ａが分圧することによって得られる電圧の電圧値である。負荷抵抗１２ａの抵抗値はシャント抵抗３４の抵抗値よりも十分に大きいので、この電圧値は電源電圧値Ｖｂに実質的に一致する。

【0147】

＜効果＞
実施形態２における給電制御装置１０は、実施形態１における給電制御装置１０が奏する効果の中で、駆動回路３１が故障を検知することによって得られる効果を除く他の効果を同様の効果を奏する。

【0148】

＜変形例＞
実施形態１，２において、上流スイッチ３０及び下流スイッチ２０それぞれは、半導体スイッチであれば、問題はない。このため、上流スイッチ３０及び下流スイッチ２０それぞれは、Ｎチャネル型のＦＥＴに限定されず、Ｐチャネル型のＦＥＴ又はバイポーラトランジスタ等であってもよい。

【0149】

実施の形態１，２で記載されている技術的特徴（構成要件）はお互いに組み合わせ可能であり、組み合わせすることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
開示された実施形態１，２はすべ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、上述した意味ではなく、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すべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0150】

１ 電源システム
１０ 給電制御装置
１１ 直流電源
１２ 負荷
１２ａ 負荷抵抗
２０ 下流スイッチ
２１ ＩＰＤ
２２ 直列回路
２３ 第１抵抗
２４ 上流抵抗
２５ 下流抵抗
２６ マイコン
３０ 上流スイッチ
３１ 駆動回路
３２ 電流検出回路
３３ 温度検出回路
３４ シャント抵抗
４０ 接続スイッチ
４１ 第２抵抗
５０ 第１出力部
５１ 第２出力部
５２，５３，５４ Ａ／Ｄ変換部
５５ 切替え部
５６ 記憶部
５７ 制御部（処理部）
５８ 内部バス
Ａ 記憶媒体
Ｃ 車両
Ｅ 電流経路
Ｐ コンピュータプログラム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】