特開 2024-135573 劣化判定装置

(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】P2024135573

(43)【公開日】2024-10-04

(54)【発明の名称】劣化判定装置

(51)【国際特許分類】

   H01H 85/30 20060101AFI20240927BHJP

   H02H 7/00 20060101ALI20240927BHJP

   H01H 85/10 20060101ALI20240927BHJP

   G01R 31/00 20060101ALI20240927BHJP

【ＦＩ】

H01H85/30

H02H7/00 B

H01H85/10

G01R31/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023046335

(22)【出願日】2023-03-23

(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】110000497

【氏名又は名称】弁理士法人グランダム特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山脇 淳希

(72)【発明者】

【氏名】下田 洋樹

(72)【発明者】

【氏名】柳田 泰次

(72)【発明者】

【氏名】岡本 昂大

(72)【発明者】

【氏名】橋倉 学

【テーマコード（参考）】

2G036

5G053

5G502

【Ｆターム（参考）】

2G036AA03

2G036AA24

2G036BA12

2G036BA37

2G036BB03

2G036CA10

5G053DA01

5G053EC05

5G502AA01

5G502BB07

(57)【要約】

【課題】ヒューズが劣化状態であるか否かをより適正に判定することができる劣化判定装置を提供する。
【解決手段】劣化判定装置１は、電源部１０と、電源部１０からの電力が供給される電力路１１と、電力路１１に設けられるヒューズＦと、を備える車両用電源システム１００に用いられる。劣化判定装置１は、ヒューズＦの抵抗値Ｒ１を継続的又は断続的に測定し、抵抗値Ｒ１が下降から上昇に転換する転換領域に到達したか否かを判定する転換判定部１５Ａと、転換判定部１５Ａが転換領域に到達したと判定した後の抵抗値Ｒ１に基づいてヒューズＦが劣化状態であるか否かを判定する劣化判定部１５Ｂと、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電源部と、前記電源部からの電力が供給される電力路と、前記電力路に設けられるヒューズと、を備える遮断システムに用いられる劣化判定装置であって、
前記ヒューズの抵抗値を継続的又は断続的に測定し、前記抵抗値が下降から上昇に転換する転換領域に到達したか否かを判定する転換判定部と、
前記転換判定部が前記転換領域に到達したと判定した後の前記抵抗値に基づいて前記ヒューズが劣化状態であるか否かを判定する劣化判定部と、
を備える、劣化判定装置。

【請求項2】

前記劣化判定部は、前記転換判定部が前記転換領域に到達したと判定した後に、前記抵抗値が抵抗閾値を超えたことに基づいて前記ヒューズが前記劣化状態であるか否かを判定する、請求項１に記載の劣化判定装置。

【請求項3】

前記劣化判定部は、前記転換判定部が前記転換領域に到達したと判定した後に、前記抵抗値の変化の度合いに基づいて前記ヒューズが前記劣化状態であるか否かを判定する、請求項１に記載の劣化判定装置。

【請求項4】

前記抵抗閾値は、第１閾値と、前記第１閾値よりも大きい第２閾値と、を含み、
前記劣化状態は、第１劣化状態と、第２劣化状態と、を含み、
前記劣化判定部は、前記転換判定部が前記転換領域に到達したと判定した後の前記抵抗値と前記第１閾値とに基づいて前記ヒューズが前記第１劣化状態であるか否かを判定し、前記転換判定部が前記転換領域に到達したと判定した後の前記抵抗値と前記第２閾値とに基づいて前記ヒューズが前記第２劣化状態であるか否かを判定する、請求項２に記載の劣化判定装置。

【請求項5】

前記ヒューズは、電流が流れることに応じて溶断される複数の溶断部を有し、並列に配置された前記溶断部が全て溶断されたときに前記電力路に流れる電流を遮断した状態となる、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の劣化判定装置。

【請求項6】

複数の前記溶断部は、第１溶断部と、前記第１溶断部よりも溶断しやすい第２溶断部と、を含む、請求項５に記載の劣化判定装置。

【請求項7】

前記ヒューズは、前記電力路を構成する負極側電力線に設けられる、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の劣化判定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、劣化判定装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ヒューズの溶断部における温度を推定して、推定した温度に基づいて溶断部の合金化進行度を換算し、得られた合金化進行度を積算した値と閾値とを比較することによってヒューズの劣化度を診断する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６－１４３５９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、この手法を用いる場合、ヒューズの個体差を考慮する必要がある。具体的には、個体ばらつきによって溶断し易いヒューズについても確実に劣化判定しなければならない。しかし、溶断し易いヒューズを基準にして劣化判定すると、個体ばらつきによって溶断し難いヒューズについては、劣化判定する段階にないにも関わらず、劣化状態であると判定される事態が起こり得る。

【0005】

本開示は上述した事情に基づいてなされたものであり、ヒューズの劣化をより適正に判定することができる劣化判定装置の提供を目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の劣化判定装置は、
電源部と、前記電源部からの電力が供給される電力路と、前記電力路に設けられるヒューズと、を備える遮断システムに用いられる劣化判定装置であって、
前記ヒューズの抵抗値を継続的又は断続的に測定し、前記抵抗値が下降から上昇に転換する転換領域に到達したか否かを判定する転換判定部と、
前記転換判定部が前記転換領域に到達したと判定した後の前記抵抗値に基づいて前記ヒューズが劣化状態であるか否かを判定する劣化判定部と、を備える。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、ヒューズが劣化状態であるか否かをより適正に判定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態１の劣化判定装置を備えた車両用電源システムを例示する回路図である。

【図2】図２は、ヒューズの構造の一例を示す模式図である。

【図3】図３は、ヒューズの抵抗値の特性の一例を示すグラフである。

【図4】図４は、実施形態１の劣化判定装置における制御部の制御の一例を示すフローチャートである。

【図5】図５は、他の実施形態のヒューズの構造を示し、貫通孔のうちの一部の大きさを小さくした模式図である。

【図6】図６は、他の実施形態のヒューズの構造を示し、第２溶断部の材質を第１溶断部の材質と異ならせた模式図である。

【図7】図７は、他の実施形態のヒューズの構造を示し、電流が流れる方向から第２溶断部を挟んで貫通孔を形成した模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

［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。

【0010】

（１）電源部と、前記電源部からの電力が供給される電力路と、前記電力路に設けられるヒューズと、を備える遮断システムに用いられる劣化判定装置であって、
前記ヒューズの抵抗値を継続的又は断続的に測定し、前記抵抗値が下降から上昇に転換する転換領域に到達したか否かを判定する転換判定部と、
前記転換判定部が前記転換領域に到達したと判定した後の前記抵抗値に基づいて前記ヒューズが劣化状態であるか否かを判定する劣化判定部と、を備える、劣化判定装置。

【0011】

（１）の劣化判定装置は、抵抗値が下降した後、上昇に転換する特性を有するヒューズの劣化を判定する。この劣化判定装置は、このような特性のヒューズの抵抗値が下降から上昇に転換した後にヒューズの劣化状態を判定するので、固体ばらつきに関係なく、抵抗値が下降している間は劣化の判定を行わない期間を設けることができる。これにより、固体ばらつきに左右されず、ヒューズを十分に使用した後に劣化状態であるか否かを適正に判定することができる。

【0012】

（２）前記劣化判定部は、前記転換判定部が前記転換領域に到達したと判定した後に、前記抵抗値が抵抗閾値を超えたことに基づいて前記ヒューズが前記劣化状態であるか否かを判定する、（１）に記載の劣化判定装置。

【0013】

（２）の劣化判定装置は、抵抗値と抵抗閾値とを比較するという簡単な演算でヒューズが劣化状態であるか否かを判定することができる。

【0014】

（３）前記劣化判定部は、前記転換判定部が前記転換領域に到達したと判定した後に、前記抵抗値の変化の度合いに基づいて前記ヒューズが前記劣化状態であるか否かを判定する、（１）に記載の劣化判定装置。

【0015】

（３）の劣化判定装置は、抵抗値の変化の度合いに基づいて劣化状態の判定をするので、抵抗閾値との大きさの比較をするよりも緻密に劣化状態の判定をすることができる。

【0016】

（４）前記閾値は、第１閾値と、前記第１閾値よりも大きい第２閾値と、を含み、
前記劣化状態は、第１劣化状態と、第２劣化状態と、を含み、
前記劣化判定部は、前記転換判定部が前記転換領域に到達したと判定した後の前記抵抗値と前記第１閾値とに基づいて前記ヒューズが前記第１劣化状態であるか否かを判定し、前記転換判定部が前記転換領域に到達したと判定した後の前記抵抗値と前記第２閾値とに基づいて前記ヒューズが前記第２劣化状態であるか否かを判定する、（２）に記載の劣化判定装置。

【0017】

（４）の劣化判定装置は、第１劣化状態、及び第２劣化状態の各状態に対応した制御を別個に行い易い。

【0018】

（５）前記ヒューズは、電流が流れることに応じて溶断される複数の溶断部を有し、並列に配置された前記溶断部が全て溶断されたときに前記電力路に流れる電流を遮断した状態となる、（１）から（３）のいずれかに記載の劣化判定装置。

【0019】

（５）の劣化判定装置は、溶断部を複数有している構成なので、一部の溶断部のみが先に溶断することによってヒューズの抵抗値が上昇することになる。この抵抗値の上昇を検知することによって、電力路に流れる電流を遮断する前にヒューズが劣化状態であると判定できるような構成を構築し易い。

【0020】

（６）複数の前記溶断部は、第１溶断部と、前記第１溶断部よりも溶断しやすい第２溶断部と、を含む、（５）に記載の劣化判定装置。

【0021】

（６）の劣化判定装置は、第２溶断部が第１溶断部よりも溶断しやすいので、第２溶断部が溶断された時点で第１溶断部が溶断しない状態を作り出すことができ、これにともないヒューズの抵抗値が上昇することになる。よって、全ての溶断部が溶断する前に、この抵抗値の上昇を検知することによって、ヒューズが劣化状態であるか否かを判定することができる。

【0022】

（７）前記ヒューズは、前記電力路を構成する負極側電力線に設けられる、（１）から（３）のいずれかに記載の劣化判定装置。

【0023】

（７）の劣化判定装置は、ヒューズが負極側電力線に設けられているので、ヒューズに印加される電圧が所定の変動率で変動したとしても、正極側電力線において電圧が所定の変動率で変動するよりも変動の幅が小さい。このため、負極側電力線に設けられたヒューズにおける抵抗値を演算すると、その変動幅が小さく抑えやすい。

【0024】

［本開示の実施形態の詳細］
本開示の具体例を、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。

【0025】

＜実施形態１＞
〔劣化判定装置の構成〕
図１に示す遮断システムである車両用電源システム１００は、車両に搭載される電源システムであり、電源部１０と、電力路１１と、ヒューズＦと、システムメインリレー３３と、劣化判定装置１と、を有している。劣化判定装置１は、電流検知部３８と、電位検知部３９と、制御部１５と、を有している。車両用電源システム１００は、電源部１０と負荷３５との間において電力が伝送される経路である電力路１１を介して電源部１０から負荷３５に電力を供給し得る構成をなす。

【0026】

電源部１０は、負荷３５に電力を供給し得るバッテリである。電源部１０は、例えば、鉛バッテリや、リチウムイオン電池又はニッケル水素電池等の単電池を複数直列に組み合わせて構成される組電池等が適用される。

【0027】

電力路１１は、正極側電力線１７と、負極側電力線２０と、を備えている。正極側電力線１７は、電源部１０の高電位側端子に電気的に接続されている。正極側電力線１７には、電源部１０の出力電圧が印加される。負極側電力線２０は、電源部１０の低電位側端子に電気的に接続されている。負極側電力線２０は、正極側電力線１７よりも低電位である。電源部１０の低電位側端子は、例えば車両の金属ボディと電気的に接続されており、車両の金属ボディと同電位とされている。電源部１０の出力電圧は、高電位側端子と低電位側端子との電位差に相当する。電力路１１は、電源部１０からの電力を負荷３５に伝送する経路である。

【0028】

ヒューズＦは、負極側電力線２０に設けられている。ヒューズＦは、負極側電力線２０に過剰な電流が流れた場合に負極側電力線２０の通電を遮断する。ヒューズＦには、例えばサーマルヒューズ等が用いられる。ヒューズＦは、図２に示すように、一対の端子５１と、一対の端子５１の各々に繋がるように電気的に接続される本体部５２と、本体部５２を覆う筐体５３と、を備えている。一対の端子５１の各々には、負極側電力線２０が電気的に接続される。本体部５２には、例えば帯状をなした合金が用いられる。

【0029】

本体部５２において、電流が流れる方向Ｄの中央部には、板厚方向に貫通する貫通孔Ｈが複数形成されている。これら貫通孔Ｈは、電流が流れる方向Ｄに交差する方向に並んで形成されている。本体部５２には、複数の貫通孔Ｈと交互に複数の溶断部５４が設けられている。これら溶断部５４は、貫通孔Ｈが形成されることによって電流が流れる方向Ｄに直交する断面積が溶断部５４を除いた位置における断面積よりも小さくされている。これら溶断部５４は、電流が流れる方向Ｄに対して並列に配置されている。ヒューズＦは、互いに並列に配置された溶断部５４が全て溶断され、一対の端子５１同士が電気的に非接続の状態になったときに負極側電力線２０（電力路１１）に流れる電流を遮断した状態となる。

【0030】

複数の溶断部５４は、第１溶断部５５と、第２溶断部５６と、を含んでいる。電流が流れる方向Ｄに直交する方向において、第２溶断部５６の断面積は、第１溶断部５５よりも小さくされている。このため、本体部５２に電流が流れると、第２溶断部５６は、第１溶断部５５よりも早期に溶断しやすい。言い換えると、第２溶断部５６は、第１溶断部５５よりも小さい電流が流れることに応じて溶断されやすい。

【0031】

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。

【0032】

図３に示すように、ヒューズＦに対し、電流を流す通電状態と、電流を流さない非通電状態と、を繰り返すと、その両端子５１間の抵抗値は、徐々に小さくなり、所定の下限抵抗値ＲLに至った後、徐々に大きくなる特性を有している。ヒューズＦは、第２溶断部５６が第１溶断部５５よりも早期に溶断しやすいので、第２溶断部５６が第１溶断部５５よりも先に溶断することによって、両端子５１間の抵抗値は、急峻に大きくなり、所定の大きさの抵抗値ＲPに変化する。その後、第１溶断部５５が全て溶断すると、両端子５１間の通電が遮断され、抵抗値が無限大になる。

【0033】

図１に示すように、正極側電力線１７及び負極側電力線２０には、負荷３５が電気的に接続されている。負荷３５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。実施形態１において負荷３５は、コンデンサ３５Ｃを有するインバータ３５Ａと、モータ３５Ｂと、を含む。コンデンサ３５Ｃは、電源部１０に基づく電圧を平滑化してインバータ３５Ａに供給する。インバータ３５Ａは、電力路１１に電気的に接続される。インバータ３５Ａは、電源部１０から供給される電圧に基づく直流電圧から交流電圧（例えば三相交流）を生成し、モータ３５Ｂに供給する。モータ３５Ｂは、例えば主機系モータである。モータ３５Ｂは、電源部１０から供給される電力に基づいて回転し、車両の車輪に対して回転力を与える。電源部１０の高電位側端子から出力された電流は、正極側電力線１７、負荷３５、負極側電力線２０、電源部１０の低電位側端子の順に流れる。

【0034】

システムメインリレー３３は、電源部１０と負荷３５との間の正極側電力線１７、及び負極側電力線２０に介在して設けられている。システムメインリレー３３は、第１開閉器３３Ａ、第２開閉器３３Ｂ、及び並列開閉経路３３Ｃを有している。第１開閉器３３Ａ、及び第２開閉器３３Ｂは、例えば、接触した状態と、離間した状態と、に物理的に切り替わる接点を内部に有する機械式のリレースイッチである。並列開閉経路３３Ｃは、抵抗器３３Ｄと、抵抗器３３Ｄに対して直列に接続されたリレーである第３開閉器３３Ｅと、を有している。第３開閉器３３Ｅは、第１開閉器３３Ａ、及び第２開閉器３３Ｂと同様の構成を有する機械式のリレースイッチである。第３開閉器３３Ｅは、所謂、プリチャージリレーである。

【0035】

第１開閉器３３Ａは、ヒューズＦを挟み、電源部１０と反対側の負極側電力線２０に設けられている。第２開閉器３３Ｂは、正極側電力線１７に設けられている。並列開閉経路３３Ｃの抵抗器３３Ｄ及び第３開閉器３３Ｅは、第１開閉器３３Ａに対して並列になるように負極側電力線２０に電気的に接続されている。第１開閉器３３Ａ、第２開閉器３３Ｂ、及び第３開閉器３３Ｅは、所定の制御装置Ｃ（以下、単に制御装置Ｃともいう）によってオン状態と、オフ状態とに切り替わるように制御される。第１開閉器３３Ａ、第２開閉器３３Ｂ、及び第３開閉器３３Ｅは、オン状態と、オフ状態とに切り替わることによって、電力路１１を導通状態と遮断状態とに切り替える。

【0036】

電流検知部３８は、ヒューズＦよりも電源部１０側の負極側電力線２０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、負極側電力線２０を流れる電流を示す値（具体的には、負極側電力線２０を流れる電流の値に応じたアナログ電圧）を電流値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１１を流れる電流の電流状態を電流値Ａとして検知する。

【0037】

電位検知部３９は、例えば、電位検知回路として構成されている。電位検知部３９は、ヒューズＦにおける一端側の端子ある電源部１０側の端子の第１電圧、及び他端側の端子である負荷３５側の端子の第２電位の各々を検知し、これら第１電位及び第２電位同士の電位差Ｖ１を出力し得る構成をなす。言い換えると、電位検知部３９は、ヒューズＦの電源部１０側及び負荷３５側の両端子間（ヒューズＦに電力が供給される側及び電力が出力される側の両側の端子）における電位差Ｖ１として検知する。

【0038】

第１電位と第２電位との電位差Ｖ１は、アナログ回路（例えば差動増幅回路）で演算した値であってもよいし、第１電位と第２電位とをそれぞれＡＤ変換した後にデジタル回路で演算した値であってもよい。

【0039】

制御部１５は、例えば、マイクロコンピュータとして構成されており、ＣＰＵや、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び不揮発性メモリ等によって構成される記憶部１５Ｄを具備している。制御部１５は、転換判定部１５Ａ、劣化判定部１５Ｂ、及び通知機能部１５Ｃを備えている。

【0040】

転換判定部１５Ａは、電流検知部３８、電位検知部３９の各々から電流値Ａ、及び電位差Ｖ１が入力される構成とされている。転換判定部１５Ａは、これら値（電流値Ａ、電位差Ｖ１）に基づいてヒューズＦの抵抗値Ｒ１を継続的又は断続的に測定する。例えば、ヒューズＦの抵抗値Ｒ１は、電位差Ｖ１を電流値Ａで除して求める。転換判定部１５Ａは、測定した抵抗値Ｒ１が、図３に示す特性に沿って徐々に下降し、下限抵抗値ＲLに至ったときに、上昇に転換する転換領域に到達したと判定する機能を有している。下限抵抗値ＲLは、例えば、予め記憶部１５Ｄに記憶されている。実際に測定した抵抗値Ｒ１は、下降して下限抵抗値ＲLに至ったあと、下限抵抗値ＲLよりもさらに下降した状態が続く期間を経て、その後、上昇に転換し、下限抵抗値ＲLよりも大きくなることも考えられる。つまり、転換領域とは、抵抗値Ｒ１が下降から上昇に転換する時点を含む領域である。

【0041】

劣化判定部１５Ｂは、劣化判定処理を実行し得る構成とされている。劣化判定処理は、転換判定部１５Ａにおいて転換領域に到達したと判定した後の抵抗値Ｒ１と、制御部１５の記憶部１５Ｄに記憶された抵抗閾値Ｔh11と、を比較して、ヒューズＦが劣化状態であるか否かを判定する処理である。

【0042】

例えば、劣化判定部１５Ｂは、抵抗値Ｒ１が下降から上昇へ転換したと判定した後の抵抗値Ｒ１が抵抗閾値Ｔh11を超えたと判定すると、劣化信号Ｓdを出力し得る構成とされている。抵抗閾値Ｔh11の大きさは、例えば、第２溶断部５６が溶断した際の両端子５１間の抵抗値ＲPよりも僅かに小さい値が好ましい（図３参照）。劣化信号Ｓdは、ヒューズＦが劣化状態である場合に出力される。制御部１５は、抵抗値Ｒ１が抵抗閾値Ｔh11を超えたときに、ヒューズＦが劣化状態であると判定する。これにより、劣化判定装置１は、ヒューズＦが完全に溶断して、両端子５１間の通電が遮断される前にヒューズＦが劣化状態であると判定することができる。劣化判定部１５Ｂは、劣化判定処理において、抵抗値Ｒ１の大きさが抵抗閾値Ｔh11以下と判定すると、劣化信号Ｓdを出力しない。この場合、制御部１５は、ヒューズＦが劣化状態でないと判定する。こうして、制御部１５は、ヒューズＦが劣化状態であるか否かを判定する。

【0043】

通知機能部１５Ｃは、例えば、通信装置によって構成され、劣化判定部１５Ｂから劣化信号Ｓdが入力されることに基づいて、ＢＭＳ（バッテリ管理システム）等の図示しない外部機器への情報送信によって報知を行う異常対応処理を行う構成とされている。つまり、制御部１５は、抵抗値Ｒ１が抵抗閾値Ｔh11を超え、ヒューズＦが劣化状態であると判定したときに、異常対応処理を行う。

【0044】

〔制御部における制御について〕
次に、制御部１５によって実行される制御の一例について、図４等を参照しつつ説明する。例えば、車両用電源システム１００が搭載された車両において、始動スイッチがオフの場合には、システムメインリレー３３の第１開閉器３３Ａ、第２開閉器３３Ｂ、及び並列開閉経路３３Ｃの第３開閉器３３Ｅは、オフ状態が維持される。このとき、電力路１１は、電源部１０から負荷３５への電力の供給を遮断する遮断状態である。

【0045】

この状態から、先ず、ステップＳ１を実行し、始動スイッチをオフからオンに切り替える。次に、ステップＳ２に移行すると、制御装置Ｃからオン信号Ｓon（図１参照）が出力され、第１開閉器３３Ａ、第２開閉器３３Ｂ、及び第３開閉器３３Ｅがオン信号Ｓonに基づいてオフ状態からオン状態に切り替わる切替制御が実行される。具体的には、切替制御では、第１開閉器３３Ａをオフ状態にしつつ第２開閉器３３Ｂ及び第３開閉器３３Ｅをオン状態にして電力路１１を通電開始させた後、第２開閉器３３Ｂ及び第３開閉器３３Ｅをオン状態で維持しつつ第１開閉器３３Ａをオン状態に切り替える制御である。つまり、第１開閉器３３Ａは、第２開閉器３３Ｂよりも後にオフ状態からオン状態に切り替わる。

【0046】

なお、第２開閉器３３Ｂ及び第３開閉器３３Ｅがオン状態にされたところで、電力路１１は、通電開始する。抵抗器３３Ｄが第３開閉器３３Ｅに直列に接続されているので、電力路１１には、電流が徐々に大きくなるように緩やかに流れ始める。

【0047】

さらに、第１開閉器３３Ａがオン状態にされると、電力路１１は、電源部１０から負荷３５への電力の供給を許容する導通状態になる。第１開閉器３３Ａがオン状態に切り替わると、直ちに第１開閉器３３Ａに突入電流が流れる。このとき、電力路１１において流れる電流値Ａが急激に上昇する電流上昇が生じる。こうして、切替制御が実行されることにより電力路１１の通電開始又は電流上昇が生じる。突入電流は、第１開閉器３３Ａがオン状態に切り替わった後、所定の短時間流れ続け、所定の短時間が経過後、第１開閉器３３Ａに流れる電流は、突入電流の大きさよりも小さい所定の範囲に留まるように落ち着く。こうして、第１開閉器３３Ａがオン状態になり、且つ電力路１１に電流が流れる。

【0048】

ステップＳ３に移行する。制御部１５は、タイマ機能を具備しており、電流値Ａが０から所定の大きさに変化したときから所定の短時間の計測を開始する。所定の短時間は、第１開閉器３３Ａに流れる電流が突入電流の大きさよりも小さい所定の範囲に落ち着く時間である。

【0049】

ステップＳ４に移行すると、制御部１５は、電力路１１における電流値Ａが０から所定の大きさに変化したときから所定の短時間経過したか否かを判定する。ステップＳ４では、所定の短時間が経過することを待つことによって、第１開閉器３３Ａに流れる電流が突入電流の大きさよりも小さい所定の範囲に落ち着くことを待つための処理である。例えば、制御部１５は、ステップＳ４において、電力路１１における電流値Ａが０から所定の大きさに変化したときから所定の短時間経過していないと判定する（ステップＳ４におけるＮｏ）と、ステップＳ３に再び移行する。ステップＳ３に再び移行すると、制御部１５が具備するタイマのカウントを進め、その後、ステップＳ４の処理を再び繰り返す。

【0050】

そして、ステップＳ４において、電力路１１が電流値Ａが０から所定の大きさに変化したときから所定の短時間経過したと制御部１５が判定する（ステップＳ４におけるＹｅｓ）と、ステップＳ５に移行する。ステップＳ５に移行すると、制御部１５は、転換判定部１５Ａにおいて、電流検知部３８、及び電位検知部３９の各々から入力された電流値Ａ、及び電位差Ｖ１に基づいて抵抗値Ｒ１を演算する。転換判定部１５Ａにおいて、抵抗値Ｒ１を演算して求めることは、抵抗値Ｒ１を測定することと同じ意味である。そして、ステップＳ６に移行する。

【0051】

ステップＳ６に移行すると、制御部１５は、下降フラグが１か否かを判定する。例えば、下降フラグは、制御部１５のＲＡＭの一部として構成されている。下降フラグには、予め０が設定されている。抵抗値Ｒ１が下限抵抗値ＲL（図３参照）よりも小さくなったときに、制御部１５は、下降フラグに１を設定し得る構成とされている。つまり、下降フラグは、抵抗値Ｒ１が下降を続け、下限抵抗値ＲL以上の大きさである間は、０に設定された状態が維持され、抵抗値Ｒ１が下限抵抗値ＲLよりも小さくなった以降は、１に設定された状態が維持される構成である。下降フラグに０が設定されている間は、転換領域に到達していない。下降フラグに１が設定されたときは、転換領域に到達したときに対応する。

【0052】

ステップＳ６において、下降フラグが１でない（すなわち、０であり、ステップＳ６におけるＮｏ）と判定するとステップＳ７に移行する。ステップＳ７に移行すると、制御部１５は、抵抗値Ｒ１が下限抵抗値ＲLを下回ったか否かを判定する。ステップＳ７において、抵抗値Ｒ１が下限抵抗値ＲLを下回った（ステップＳ７におけるＹｅｓ）と判定すると、ステップＳ８に移行して、制御部１５は下降フラグに１を設定する。ここで、制御部１５は、転換領域に到達したと判定する。ステップＳ７において、抵抗値Ｒ１が下限抵抗値ＲLを下回っていない（ステップＳ７におけるＮｏ）と制御部１５が判定すると、図４に示す処理を終了する。

【0053】

ステップＳ６において、下降フラグが１である、すなわち、転換領域に到達している（ステップＳ６におけるＹｅｓ）と判定すると、ステップＳ９に移行する。つまり、下降フラグが１に設定された以降（すなわち、抵抗値Ｒ１が下限抵抗値ＲLよりも小さくなり転換領域に到達した以降）は、抵抗値Ｒ１と下限抵抗値ＲLとの大きさの比較を行わない。

【0054】

ステップＳ９に移行すると、制御部１５は、劣化判定部１５Ｂにおいて、抵抗値Ｒ１と抵抗閾値Ｔh11とを比較する劣化判定処理を実行する。制御部１５は、制御装置Ｃによる切替制御が実行された場合の抵抗値Ｒ１と抵抗閾値Ｔh11とを比較する劣化判定処理を実行する。例えば、劣化判定処理では、抵抗値Ｒ１の大きさが抵抗閾値Ｔh11以上である（ステップＳ９におけるＹｅｓ）と判定すると、ステップＳ１０に移行して、劣化判定部１５Ｂから劣化信号Ｓdを出力する。

【0055】

これに対して、劣化判定処理において、抵抗値Ｒ１の大きさが抵抗閾値Ｔh11よりも小さい（ステップＳ９におけるＮｏ）と判定すると、劣化信号Ｓdを出力せずに図４に示す処理を終了する。こうして、制御部１５は、転換領域に到達した後、抵抗値Ｒ１と抵抗閾値Ｔh11とを比較して、抵抗値Ｒ１が抵抗閾値Ｔh11を超えたことに基づいてヒューズＦが劣化状態であるか否かを判定する。

【0056】

次に、劣化信号Ｓdが通知機能部１５Ｃに入力されると、通知機能部１５Ｃは、外部機器（図示せず）へ情報送信を行う。つまり、制御部１５の通知機能部１５Ｃは、抵抗値Ｒ１が抵抗閾値Ｔh11を超えたときに劣化状態であることを外部に通知する異常対応処理を行う。こうして、図４に示す処理が終了する。

【0057】

次に、本構成の効果を例示する。

【0058】

劣化判定装置１は、電源部１０と、電源部１０からの電力が供給される電力路１１と、電力路１１に設けられるヒューズＦと、を備える車両用電源システム１００に用いられる。劣化判定装置１は、ヒューズＦの抵抗値Ｒ１を継続的又は断続的に測定し、抵抗値Ｒ１が下降から上昇に転換する転換領域に到達したか否かを判定する転換判定部１５Ａと、転換判定部１５Ａが転換領域に到達したと判定した後の抵抗値Ｒ１に基づいてヒューズＦが劣化状態であるか否かを判定する劣化判定部１５Ｂと、を備える。劣化判定装置１は、抵抗値Ｒ１が下降した後、上昇に転換する特性を有するヒューズＦの劣化を判定する。この劣化判定装置１は、このような特性のヒューズＦの抵抗値Ｒ１が下降から上昇に転換した後にヒューズＦの劣化状態を判定するので、固体ばらつきに関係なく、抵抗値Ｒ１が下降している間は劣化の判定を行わない期間を設けることができる。これにより、固体ばらつきに左右されず、ヒューズＦを十分に使用した後に劣化状態であるか否かを適正に判定することができる。

【0059】

劣化判定部１５Ｂは、転換判定部１５Ａが転換領域に到達したと判定した後に、抵抗値Ｒ１が抵抗閾値Ｔh11を超えたことに基づいてヒューズＦが劣化状態であるか否かを判定する。この構成によれば、抵抗値Ｒ１と抵抗閾値Ｔh11とを比較するという簡単な演算でヒューズＦが劣化状態であるか否かを判定することができる。

【0060】

ヒューズＦは、電流が流れることに応じて溶断される複数の溶断部５４を有し、並列に配置された溶断部５４が全て溶断されたときに電力路１１に流れる電流を遮断した状態となる。この構成によれば、溶断部５４を複数有している構成なので、一部の溶断部５４のみが先に溶断することによってヒューズＦの抵抗値Ｒ１が上昇することになる。この抵抗値Ｒ１の上昇を検知することによって、電力路１１に流れる電流を遮断する前にヒューズＦが劣化状態であると判定できるような構成を構築し易い。

【0061】

複数の溶断部５４は、第１溶断部５５と、第１溶断部５５よりも溶断しやすい第２溶断部５６と、を含む。この構成によれば、第２溶断部５６が第１溶断部５５よりも溶断しやすいので、第２溶断部５６が溶断された時点で第１溶断部５５が溶断しない状態を作り出すことができ、これにともないヒューズＦの抵抗値Ｒ１が上昇することになる。よって、全ての溶断部５４が溶断する前に、この抵抗値Ｒ１の上昇を検知することによって、ヒューズＦが劣化状態であるか否かを判定することができる。

【0062】

ヒューズＦは、電力路１１を構成する負極側電力線２０に設けられる。この構成によれば、ヒューズＦが負極側電力線２０に設けられているので、ヒューズＦに印加される電圧が所定の変動率で変動したとしても、正極側電力線１７において電圧が所定の変動率で変動するよりも変動の幅が小さい。このため、負極側電力線２０に設けられたヒューズＦにおける抵抗値Ｒ１は、その変動幅を小さく抑えやすい。

【0063】

［本開示の他の実施形態］
今回開示された実施の形態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るべきである。

【0064】

図５に示すように、複数の貫通孔Ｈのうちの一部を小さく形成し、この貫通孔Ｈを挟む２つの溶断部１５４を第２溶断部１５６としてもよい。この場合、第２溶断部１５６は、互いの間の距離が近くなり自身から生じた熱が逃げにくくなるため、第１溶断部１５５よりも溶断しやすくなる。

【0065】

図６に示すように、複数の溶断部２５４のうちの一部の材質を他の溶断部２５４と異ならせて第２溶断部２５６としてもよい。この場合、第２溶断部２５６に用いる材質を発熱し易いものにすることによって、第１溶断部２５５よりも溶断し易くすることができる。

【0066】

図７に示すように、複数の溶断部３５４のうちの一部を電流が流れる方向Ｄから挟むように貫通孔Ｈ２を形成してもよい。この場合、貫通孔Ｈ２によって挟まれた溶断部３５４において生じた熱は、逃げにくくなるため、他の溶断部３５４よりも溶断し易くなる。つまり、貫通孔Ｈ２によって挟まれた溶断部３５４は、第２溶断部３５６であり、他の溶断部３５４は、第１溶断部３５５である。

【0067】

実施形態１とは異なり、劣化判定部は、転換判定部が転換領域に到達したと判定した後に、抵抗値の変化の度合い（傾き）に基づいてヒューズが劣化状態であるか否かを判定する構成としてもよい。例えば、以下の式１によって、単位時間当たりのヒューズの抵抗値の変化量Ｋiを求める。Ｋi＝｜Ｒ１１－Ｒ１２｜…（式１）ここで、Ｒ１１は、今回測定した抵抗値であり、Ｒ１２は、前回測定した抵抗値である。抵抗値Ｒ１２は、例えば制御部のＲＡＭに記憶され得る構成である。変化量Ｋiは、抵抗値Ｒ１１と抵抗値Ｒ１２の差分である。例えば、制御部は、変化量Ｋiと傾き閾値とを比較する構成とされ、変化量Ｋiが傾き閾値以下である場合、抵抗値の変化の度合いが小さいと判定し、変化量Ｋiが傾き閾値よりも大きい場合、抵抗値の変化の度合いが大きいと判定する。例えば、傾き閾値は、図３に示すように、第２溶断部が溶断する前後における抵抗値の変化の度合いＴ１よりも大きく、第２溶断部が溶断しているときの抵抗値の変化の度合いＴ２よりも小さく設定する。このように設定された、傾き閾値を用い、抵抗値の変化の度合いがＴ１からＴ２に変化したことを検知することによって、ヒューズが劣化状態であると判定する。この構成によれば、抵抗値の変化の度合いＴ１，Ｔ２に基づいてヒューズが劣化状態であるか否かを判定するので、抵抗値と抵抗閾値との大きさの比較をするよりも緻密に劣化状態であるか否かの判定をすることができる。

【0068】

実施形態１とは異なり、抵抗閾値は、第１閾値と、第１閾値よりも大きい第２閾値と、を含んだ構成としてもよい。例えば、図３に示すように、第１閾値として抵抗閾値Ｔh11を用い、第２閾値として第２溶断部が溶断した際のヒューズの両端子間の抵抗値ＲPを用いることが考えられる。そして、劣化判定部は、転換判定部が転換領域に到達したと判定した後の抵抗値と抵抗閾値Ｔh11（第１閾値）とに基づいてヒューズが第１劣化状態であるか否かを判定する。さらに、第１劣化状態であると判定した後、転換判定部が転換領域に到達したと判定した後の抵抗値と第２溶断部が溶断した際のヒューズの両端子間の抵抗値ＲP（第２閾値）とに基づいてヒューズが第２劣化状態であるか否かを判定する。第１劣化状態及び第２劣化状態は、劣化状態に含まれる。この構成によれば、第１劣化状態でダッシュボード上のランプを点灯させ、第２劣化状態でこのランプを点滅させる等、各状態に対応した制御を別個に行いやすい。

【0069】

実施形態１とは異なり、抵抗値の変化の度合い（傾き）に基づいて抵抗値が下降から上昇に転換したか否かを判定する構成としてもよい。例えば、以下の式２によって、単位時間当たりのヒューズの抵抗値の変化量Ｔiを求める。Ｔi＝Ｒ１１－Ｒ１２…（式２）ここで、Ｒ１１は、今回測定した抵抗値であり、Ｒ１２は、前回測定した抵抗値である。抵抗値Ｒ１２は、例えば制御部のＲＡＭに記憶され得る構成である。変化量Ｔiは、抵抗値Ｒ１１と抵抗値Ｒ１２の差分である。例えば、制御部は、変化量Ｔiの正負を判定する構成とされ、変化量Ｔiが負（０未満）の場合、抵抗値が下降していると判定し、変化量Ｔiが正（０よりも大きい）の場合、抵抗値が上昇していると判定する。従って、制御部は、変化量Ｔiが負から正に転換したことを検知することによって、抵抗値が下降から上昇に転換したと判定し得る。なお、制御部において抵抗値が下降から上昇に転換したと判定する際、変化量Ｔiが複数回連続して正であることを条件としてもよく、１回正になったことを条件としてもよい。

【0070】

実施形態１とは異なり、電位検知部を接続する位置は、第１開閉器の両側の端子と同電位とみなせる場所であればよい。

【0071】

実施形態１とは異なり、通知機能部は、ランプや表示装置などの表示部として構成され、表示によって報知を行う構成であってもよい。通知機能部は、スピーカなどの音声装置によって構成され、音声によって報知を行う構成であってもよい。

【0072】

実施形態１とは異なり、転換判定部、劣化判定部、及び通知機能部を、それぞれ個別の情報処理装置（個別のマイクロコンピュータ等）として構成してもよい。

【0073】

実施形態１とは異なり、制御部と、制御装置と、を１つのマイクロコンピュータとして構成してもよい。

【0074】

実施形態１とは異なり、電流値及び電圧値に対応した抵抗値が定められるテーブルデータを予め記憶部に記憶しておき、テーブルデータから電流値及び電圧値に対応した抵抗値を採用する構成でもよい。

【0075】

劣化状態は、電位差そのものであってもよいし、抵抗値であってもよいし、電位差又は抵抗値を変数として演算することで求められる値であってもよい。

【0076】

下限抵抗値は、予め定められた値であってもよいし、初期に測定したヒューズの抵抗値から設定した値であってもよい。

【0077】

実施形態１とは異なり、第１溶断部と第２溶断部を並列に配置した溶断部に対して、さらに直列に溶断部を設けた構成としてもよい。この場合、いずれにしても、互いに並列に配置された溶断部が全て溶断したときに電力路に流れる電流を遮断した状態とすることができる。

【符号の説明】

【0078】

１…劣化判定装置
１０…電源部
１１…電力路
１５…制御部
１５Ａ…転換判定部
１５Ｂ…劣化判定部
１５Ｃ…通知機能部
１５Ｄ…記憶部
１７…正極側電力線
２０…負極側電力線
３３…システムメインリレー
３３Ａ…第１開閉器
３３Ｂ…第２開閉器
３３Ｃ…並列開閉経路
３３Ｄ…抵抗器
３３Ｅ…第３開閉器
３５…負荷
３５Ａ…インバータ
３５Ｂ…モータ
３５Ｃ…コンデンサ
３８…電流検知部
３９…電位検知部
５１…端子
５２…本体部
５３…筐体
５４，１５４，２５４，３５４…溶断部
５５，１５５，２５５，３５５…第１溶断部
５６，１５６，２５６，３５６…第２溶断部
１００…車両用電源システム（遮断システム）
Ａ…電流値
Ｃ…制御装置
Ｄ…電流が流れる方向
Ｆ…ヒューズ
Ｈ，Ｈ２…貫通孔
Ｋi，Ｔi…変化量
Ｒ１…抵抗値
Ｒ１１…今回測定した抵抗値
Ｒ１２…前回測定した抵抗値
ＲL…下限抵抗値
ＲP…抵抗値
Ｓd…劣化信号
Ｓon…オン信号
Ｔ１，Ｔ２…抵抗値の変化の度合い（傾き）
Ｔh11…抵抗閾値
Ｖ１ …電位差

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】