(57)【要約】【課題】複数種のワイヤーハーネスを準備することなく、電源に接続する電子機器等の数や種類の変更に対応することが可能な電力分配装置を提供する。【解決手段】電源１の電力を複数の負荷２１〜２３に分配する電力分配装置５０は、電源１と接続可能な半導体スイッチ２ａと、一端が半導体スイッチ２ａに接続されたワイヤーハーネス３と、ワイヤーハーネス３の他端に接続されているとともに、複数の負荷２１、２２、２３それぞれと接続可能な複数の半導体スイッチ１１ａ、１２ａ、１３ａと、ワイヤーハーネス３の他端と接続されており、所定の第１の抵抗値を有する抵抗１５と、半導体スイッチ２ａと複数の半導体スイッチ１１ａ、１２ａ、１３ａのオン及びオフを制御する制御装置４０と、ワイヤーハーネス３に流れる電流を検出する電流センサ２ｃと、ワイヤーハーネスの両端の電圧を検出する、電圧センサ２ｄ及び電圧センサ１４ｄと、を備える。【選択図】図１
2020182278.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源の電力を複数の負荷に分配する電力分配装置であって、
前記電源と電気的に接続可能な第１の半導体スイッチと、
一端が前記第１の半導体スイッチに接続された第１のワイヤーハーネスと、
前記第１のワイヤーハーネスの他端に接続されているとともに、前記複数の負荷それぞれと電気的に接続可能な複数の第２の半導体スイッチと、
前記第１のワイヤーハーネスの他端に接続されており、所定の第１の抵抗値を有する第１の電源と、
前記第１の半導体スイッチのオン及びオフと、前記複数の第２の半導体スイッチのオン及びオフを制御する制御装置と、
前記第１のワイヤーハーネスに流れる電流を検出する第１の電流センサと、
前記第１のワイヤーハーネスの高電位側の電圧を検出する第１の電圧センサと、を備える電力分配装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電力分配装置であって、
前記電力分配装置は、前記第１のワイヤーハーネスの他端と前記第１の電源の間に介在する第１のスイッチを備え、
前記制御装置は、前記第１の半導体スイッチ及び前記第１のスイッチをオンさせて、前記第１の電流センサの検出結果と前記第１の電圧センサの検出結果に基づいて、前記第１のワイヤーハーネスの抵抗値を算出する電力分配装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電力分配装置であって、
前記制御装置は、前記第１のワイヤーハーネスの抵抗値に基づいて、前記第１の半導体スイッチ及び前記複数の第２の半導体スイッチの少なくとも一方を制御する電力分配装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の電力分配装置であって、
前記電力分配装置は、一端が前記第２の半導体スイッチに接続された第２のワイヤーハーネスと、
前記第２のワイヤーハーネスの他端に接続されているとともに、前記負荷と接続可能な第３の半導体スイッチと、
前記第２のワイヤーハーネスの他端に接続されており、所定の第２の抵抗値を有する第２の電源と、
前記第２のワイヤーハーネスに流れる電流を検出する第２の電流センサと、
第２のワイヤーハーネスの高電位側の電圧を検出する第２の電圧センサと、を備え、
前記制御装置は、前記第３の半導体スイッチのオン及びオフを制御する電力分配装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電力分配装置であって、
前記電力分配装置は、前記第２のワイヤーハーネスの他端と前記第２の電源の間に介在する第２のスイッチを備え、
前記制御装置は、前記第１の半導体スイッチ、前記第２の半導体スイッチ、及び前記第２のスイッチをオンさせて、前記第２の電流センサの検出結果及び前記第２の電圧センサの検出結果に基づいて、前記第２のワイヤーハーネスの抵抗値を算出する電力分配装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電力分配装置であって、
前記制御装置は、前記第２のワイヤーハーネスの抵抗値に基づいて、前記第２の半導体スイッチ及び前記第３の半導体スイッチの少なくとも一方を制御する電力分配装置。
【請求項７】
電源と、複数の負荷と、請求項１〜３の何れか一項に記載の電力分配装置と、を備え、
前記電源は、前記第１の半導体スイッチと電気的に接続されており、
前記複数の負荷は、前記複数の第２の半導体スイッチとそれぞれ電気的に接続されている電力供給システム。
【請求項８】
電源と、複数の負荷と、請求項４〜６の何れか一項に記載の電力分配装置と、を備え、
前記電源は、前記第１の半導体スイッチと電気的に接続されており、
前記複数の負荷は、前記複数の第３の半導体スイッチとそれぞれ電気的に接続されている電力供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力分配装置及び電力供給システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載された電子機器を制御する複数の制御手段と、複数の制御手段に電源を分配する電源ボックスとの間を接続するワイヤーハーネスを組み込んだ電子制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このワイヤーハーネスと電源ボックスとを接続するためのコネクタには、許容電流を超える過電流がワイヤーハーネスに流れると遮断する安全器が内蔵されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−７２４８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術では、電源ボックスに接続する電子機器又はモジュールをオプションとして追加する場合、電子機器等の追加により電源線に流れる電流が増加するため、当初のワイヤーハーネスでは許容電流を超える見込みがあれば、許容電流の大きい電源線を有するワイヤーハーネスに交換する必要がある。このため、複数種のワイヤーハーネスを準備する必要があり、当初のワイヤーハーネスだけでは、電源ボックスに接続する電子機器又はモジュールの数や種類の変更に対応できない、という問題がある。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、複数種のワイヤーハーネスを準備することなく、電源に接続する電子機器等の数や種類の変更に対応することが可能な電力分配装置、及びこの電力分配装置を備える電力供給システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
［１］本発明に係る電力分配装置は、電源の電力を複数の負荷に分配する電力分配装置であって、前記電源と電気的に接続可能な第１の半導体スイッチと、一端が前記第１の半導体スイッチに接続された第１のワイヤーハーネスと、前記第１のワイヤーハーネスの他端に接続されているとともに、前記複数の負荷それぞれと電気的に接続可能な複数の第２の半導体スイッチと、前記第１のワイヤーハーネスの他端に接続されており、所定の第１の抵抗値を有する第１の電源と、前記第１の半導体スイッチのオン及びオフと、前記複数の第２の半導体スイッチのオン及びオフを制御する制御装置と、前記第１のワイヤーハーネスに流れる電流を検出する第１の電流センサと、前記第１のワイヤーハーネスの高電位側の電圧を検出する第１の電圧センサと、を備える電力分配装置である。
【０００７】
［２］上記発明において、前記電力分配装置は、前記第１のワイヤーハーネスの他端と前記第１の電源の間に介在する第１のスイッチを備え、前記制御装置は、前記第１の半導体スイッチ及び前記第１のスイッチをオンさせて、前記第１の電流センサの検出結果と前記第１の電圧センサの検出結果に基づいて、前記第１のワイヤーハーネスの抵抗値を算出してもよい。
【０００８】
［３］上記発明において、前記制御装置は、前記第１のワイヤーハーネスの抵抗値に基づいて、前記第１の半導体スイッチ及び前記複数の第２の半導体スイッチの少なくとも一方を制御してもよい。
【０００９】
［４］上記発明において、前記電力分配装置は、一端が前記第２の半導体スイッチに接続された第２のワイヤーハーネスと、前記第２のワイヤーハーネスの他端に接続されているとともに、前記負荷と接続可能な第３の半導体スイッチと、前記第２のワイヤーハーネスの他端に接続されており、所定の第２の抵抗値を有する第２の電源と、前記第２のワイヤーハーネスに流れる電流を検出する第２の電流センサと、第２のワイヤーハーネスの高電位側の電圧を検出する第２の電圧センサと、を備え、前記制御装置は、前記第３の半導体スイッチのオン及びオフを制御してもよい。
【００１０】
［５］上記発明において、前記電力分配装置は、前記第２のワイヤーハーネスの他端と前記第２の電源の間に介在する第２のスイッチを備え、前記制御装置は、前記第１の半導体スイッチ、前記第２の半導体スイッチ、及び前記第２のスイッチをオンさせて、前記第２の電流センサの検出結果及び前記第２の電圧センサの検出結果に基づいて、前記第２のワイヤーハーネスの抵抗値を算出してもよい。
【００１１】
［６］上記発明において、前記制御装置は、前記第２のワイヤーハーネスの抵抗値に基づいて、前記第２の半導体スイッチ及び前記第３の半導体スイッチの少なくとも一方を制御してもよい。
【００１２】
［７］本発明に係る電力供給システムは、電源と、複数の負荷と、上記の電力分配装置と、を備え、前記電源は、前記第１の半導体スイッチと電気的に接続されており、前記複数の負荷は、前記複数の第２の半導体スイッチとそれぞれ電気的に接続されている電力供給システム。
【００１３】
［８］本発明に係る電力供給システムは、電源と、複数の負荷と、上記の電力分配装置と、を備え、前記電源は、前記第１の半導体スイッチと電気的に接続されており、前記複数の負荷は、前記複数の第３の半導体スイッチとそれぞれ電気的に接続されている電力供給システム。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ワイヤーハーネスの抵抗値に応じた適切な電流をワイヤーハーネスに流すことができるため、複数種のワイヤーハーネスを用意することなく、電源に接続する電子機器等の数や種類の変更に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態における電力分配装置を備える電力供給システムを示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明の第２実施形態における電力分配装置を備える電力供給システムを示すブロック図である。
【図３】図３は、本発明の第３実施形態における電力分配装置を備える電力供給システムを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
本実施形態における電力供給システム１００は、バッテリなどの電源から出力される電力を、複数の負荷に供給するシステムである。電力供給システム１００は、例えば電気自動車等の車両に搭載されており、車両に設けられたバッテリの電力を、パワーウィンド、電動チルトテレスコピックステアリング、パワーシート、電動サンシェード、ランプ、ナビゲーションシステム、又は、エアーコンデョナ等の負荷に供給する。この電力供給システム１００は、図１に示すように、電源１、負荷２１〜２３、上位コントローラ３０、及び電力分配装置５０を備えている。
【００１８】
電源１は、例えば、車両に搭載される直流電源である。このような電源１としては、鉛電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の２次電池（バッテリ）や、電気二重層キャパシタ等を用いることができる。
【００１９】
電源１は、電力分配装置５０を介して負荷２１〜２３に対して電力を供給している。負荷２１〜２３の具体例としては、上述したパワーウィンド、電動チルトテレスコピックステアリング、パワーシート、電動サンシェード等が挙げられる。負荷２１〜２３には、車載に搭載されたその他の電装部品を含めてもよい。負荷２１〜２３は、電力分配装置５０が備える分配装置１０と接続している。具体的には、負荷２１の一端は分配装置１０に設けられた半導体デバイス１１と接続し、負荷２２の一端は分配装置１０に設けられた半導体デバイス１２と接続し、負荷２３の一端は分配装置１０に設けられた半導体デバイス１３と接続している。また、負荷２１〜２３の他端は、グランドと接続している。なお、図１では、負荷２１〜２３の他端をグランドと接続しているが、これに限定されない。
【００２０】
電力分配装置５０は、電源１と負荷２１〜２３の間に設けられ、電源１の電力を負荷２１〜２３に分配するための装置である。電力分配装置５０は、半導体デバイス２、ワイヤーハーネス３、分配装置１０、及び制御装置４０を備えている。
【００２１】
半導体デバイス２は、電源１と分配装置１０の間に設けられ、メインヒューズとして機能する。半導体デバイス２としては、例えば、後述する半導体スイッチ２ａ、還流ダイオード２ｂ、電流センサ２ｃ、電圧センサ２ｄ、及びマルチプレクサ（Multiplexer：ＭＵＸ）２ｅを含むＩＰＤ（Intelligent Power Device）等のＩＣが挙げられる。また、このＩＰＤ等のＩＣは、図１に示す回路の他にも、温度検出回路、半導体スイッチの異常を診断する自己診断機能を備えた制御回路（いずれも付図示）を有している。この制御回路は、電流センサ２ｃ、電圧センサ２ｄ、又は温度検出回路の検出結果から、半導体スイッチの異常を検出すると、自己診断機能により半導体スイッチをオフする。これにより、ＩＰＤ等のＩＣは、過電流、過電圧、又は温度異常から保護される。
【００２２】
また、半導体デバイス２は、一般的に、半導体デバイス２そのものだけで電源１及び分配装置１０と接続されることは少なく、所定のランドパターン及び所定の配線パターンが施された基板に、他のデバイス又は部品等と一緒に実装されている。図１では、コネクタ３ａは、半導体デバイス２が実装された基板に設けられたコネクタを示しており、基板上でランドパターン及び配線パターンを介して、半導体デバイス２の出力端子と接続している。半導体デバイス２が搭載される装置として、例えば、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）等が挙げられる。
【００２３】
半導体デバイス２は、半導体スイッチ２ａと当該半導体スイッチ２ａと並列に接続された還流ダイオード２ｂを含んでいる。還流ダイオード２ｂは、電流が負荷２１〜２３から電源１の方向に流れるのを防止するために設けられている。具体的に、還流ダイオード２ｂのカソード電極は、電力線４を介して電源１の正極と接続し、還流ダイオード２ｂのカソード電極は、電流センサ２ｃを介してコネクタ３ａと接続している。
【００２４】
半導体スイッチ２ａとしては、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）やＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等の電圧制御型の半導体素子を用いることができる。本実施形態では、ｎチャネルのＭＯＳＦＥＴを用いているが、ｐチャネルのＭＯＳＦＥＴでもよい。
【００２５】
半導体スイッチ２ａは、ドレイン電極と、ソース電極と、ゲート電極と、を有している。半導体スイッチ２ａのドレイン電極は、電力線４を介して、電源１の正極と接続し、半導体スイッチ２ａのソース電極は、電流センサ２ｃを介して、コネクタ３ａと接続している。また、半導体スイッチ２ａのゲート電極は、配線６を介して、制御装置４０の駆動部４３と接続している。配線６は、後述する配線７ａ〜７ｄと独立した配線である。半導体スイッチ２ａのゲート電極は、駆動部４３から出力される駆動信号により制御される。
【００２６】
半導体スイッチ２ａは、制御部４４から駆動部４３を介してゲート電極に出力される駆動信号によりオン又はオフに切替えられる。半導体スイッチ２ａは、駆動信号の電圧がゲート電極−ソース電極間の閾値電圧（Ｖｇｓ）よりも高い場合に、ドレイン電極とソース電極の間が電気的に導通し、オン状態となる。反対に、半導体スイッチ２ａは、駆動信号の電圧がゲート電極−ソース電極間の閾値電圧よりも低い場合に、ドレイン電極とソース電極の間が電気的に遮断し、オフ状態となる。なお、この閾値電圧は、半導体スイッチ２ａの製造プロセスや材料に応じて異なる電圧だが、特に限定されるものではない。
【００２７】
半導体スイッチ２ａのオン状態では、ドレイン電極とソース電極の間は導通しているため、電源１とコネクタ３ａは、電力線４、半導体スイッチ２ａ、及び電流センサ２ｃを介して、電気的に接続された状態になる。そのため、電源１からの電流は、電力線４、半導体スイッチ２ａ、電流センサ２ｃ、コネクタ３ａ、及びワイヤーハーネス３を介して、分配装置１０に向かって流れる。
【００２８】
反対に、半導体スイッチ２ａのオフ状態では、ドレイン電極とソース電極の間は遮断しているため、電源１とコネクタ３ａは、電気的に遮断された状態になる。そのため、半導体スイッチ２ａのオフ状態では、電源１から分配装置１０の方向に電流が流れない。つまり、何らかの原因で過電流が電源１から半導体デバイス２に流れ込んだとしても、半導体スイッチ２ａをオフすることで、過電流が分配装置１０に流れ込むことを防ぐことができる。上述したように、分配装置１０には、負荷２１〜２３が接続されているため、半導体スイッチ２ａをオフにすることは、電源１からの電流を負荷２１〜２３へ流れるのを防ぐことと等しい。そのため、半導体デバイス２は、電源１からの電流に応じて電源１と分配装置１０の間を遮断することで、メインヒューズとして機能する。
【００２９】
電流センサ２ｃは、半導体スイッチ２ａのソース電極とコネクタ３ａの間に直列挿入されており、電源１から分配装置１０の方向に流れる電流を検出する。電流センサ２ｃは、検出結果をマルチプレクサ２ｅに出力する。電圧センサ２ｄは、半導体スイッチ２ａのドレイン電極の電圧を検出する。電圧センサ２ｄは、検出結果をマルチプレクサ２ｅに出力する。
【００３０】
マルチプレクサ２ｅは、２入力１出力のマルチプレクサである。マルチプレクサ２ｅの一方の入力端子は、電流センサ２ｃと接続し、他方の入力端子は電圧センサ２ｄと接続している。マルチプレクサ２ｅの出力端子は、制御装置４０が備える制御部４４と接続している。また、マルチプレクサ２ｅは、図１に示す以外の端子としてセレクト端子を有している。このセレクト端子は、制御装置４０の制御部４４と接続しており、セレクト端子には、制御装置４０から選択信号が入力される。マルチプレクサ２ｅは、制御装置４０からの選択信号に応じて、電流センサ２ｃの検出結果又は電圧センサ２ｄの検出結果のうちいずれかを出力するかを切り替える。
【００３１】
なお、半導体デバイス２は、マルチプレクサ２ｅを備えることに限定されず、例えば、半導体デバイス２として、マルチプレクサ２ｅを設けずに、電流センサ２ｃの検出結果と電圧センサ２ｄの検出結果が独立して出力されるタイプのものでもよい。以降の説明においては、半導体デバイス２はオン状態とし、電源１の電力が分配装置１０に対して供給されているものとする。
【００３２】
ワイヤーハーネス３は、半導体デバイス２と分配装置１０の間を接続しており、電源１の電力を分配装置１０へ供給するための電力供給ラインとして機能する。ワイヤーハーネス３の一端は、半導体デバイス２と電気的に接続しているコネクタ３ａと接続し、ワイヤーハーネス３の他端は、分配装置１０が備えるコネクタ３ｂと接続している。ワイヤーハーネス３は、材料、長さ、断面積（線径）に応じた所定の抵抗値を有している。
【００３３】
ワイヤーハーネス３には、電線の規格上流すことのできる最大電流として、許容電流が規定されている。例えば、図１に示すように、電源１と分配装置１０の間を接続する電源供給ラインとしてワイヤーハーネス３を用いる場合、許容電流が分配装置１０に接続された負荷２１〜２３の消費電流の合計を超えないように、ワイヤーハーネス３を選定する。
【００３４】
ここで、ワイヤーハーネス３に流れる電流と負荷２１〜２３の関係を考えると、ワイヤーハーネス３に流れる電流は負荷２１〜２３の数や種類に応じて変化する。例えば、当初分配装置１０に接続していない負荷が何らかの事情により変更、追加され、電源１の電力をこの負荷に対して供給しなければならない場合、ワイヤーハーネス３に流れる電流は追加した負荷により増加する。そのため、追加する負荷の数が多い場合や追加する負荷の消費電力が大きい場合には、ワイヤーハーネス３に流れる電流が許容電流を超えることも想定される。このような場合には、当初用意したワイヤーハーネス３に代えて、例えば、電力線の線径を太くしたワイヤーハーネスのような仕様が異なるワイヤーハーネス３に交換する必要があり、追加する負荷の数や種類に応じて複数種のワイヤーハーネス３を用意しなければならない。
【００３５】
本実施形態の電力分配装置５０では、制御装置４０が負荷２１〜２３に対して電力を供給する前に予めワイヤーハーネス３の抵抗値を算出することで、分配装置１０に接続する負荷の数や種類が変更された場合であっても、ワイヤーハーネス３を交換することなく適切に各負荷に対して電源１の電力を供給する。制御装置４０が実行する具体的な動作については、後述する。
【００３６】
分配装置１０は、図１に示すように、半導体デバイス１１〜１４を備えている。分配装置１０には、電源１の電力が電力線４、半導体デバイス２、及びワイヤーハーネス３を介して供給される。図１の例では、分配装置１０には、コネクタ３ｂが設けられており、コネクタ３ｂはワイヤーハーネス３と接続している。分配装置１０としては、例えば、複数の半導体デバイス１１〜１４を基板に搭載したＥＣＵ等が挙げられる。
【００３７】
図１の例では、コネクタ３ｂは電力線５と接続しており、電力線５は分配装置１０の中で電力線５ａ〜５ｄの４本に分岐している。電力線５ａは半導体デバイス１１と接続され、電力線５ｂは半導体デバイス１２と接続され、電力線５ｃは半導体デバイス１３と接続されている。また、電力線５ｄは半導体デバイス１４と接続されている。これにより、電源１と半導体デバイス１１〜１４は、電力線４、半導体デバイス２、ワイヤーハーネス３、及び電力線５を介して電気的に接続され、電源１の電力は、半導体デバイス１１〜１４それぞれに分配される。
【００３８】
分配装置１０は、半導体デバイス１１〜１３の動作に応じて、電源１の電力を負荷２１〜２３へ供給又は遮断する。半導体デバイス１１〜１３としては、後述する半導体スイッチ１１ａ、１２ａ、１３ａ、還流ダイオード１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、電流センサ１１ｃ、１２ｃ、１３ｃ、電圧センサ１１ｄ、１２ｄ、１３ｄ、及びマルチプレクサ１１ｅ、１２ｅ、１３ｅを含むＩＰＤ等のＩＣが挙げられる。このＩＰＤ等のＩＣは、温度検出回路、制御回路（いずれも付図示）を有しており、制御回路の自己診断機能により、過電流、過電圧、又は温度異常から保護される。なお、半導体デバイス１１〜１３の例として、半導体デバイス２と同様に、ＩＰＤ等のＩＣを挙げたが、半導体デバイス２で用いるＩＰＤ等のＩＣと異なる仕様のものでもよい。例えば、半導体デバイス２は、電源１の電力に応じて決定されたＩＰＤ等のＩＣが用いられるのに対して、半導体デバイス１１〜１３は、負荷２１〜２３の消費電力等に応じて決定されたＩＰＤ等のＩＣが用いられる。
【００３９】
半導体デバイス１１は、半導体スイッチ１１ａと当該半導体スイッチ１１ａと並列に接続された還流ダイオード１１ｂを含んでいる。同様に、半導体デバイス１２は、半導体スイッチ１２ａと当該半導体スイッチ１２ａと並列に接続された還流ダイオード１２ｂを含み、半導体デバイス１３は、半導体スイッチ１３ａと当該半導体スイッチ１３ａと並列に接続された還流ダイオード１３ｂを含んでいる。還流ダイオード１１ｂ、１２ｂ、１３ｂは、電流が負荷２１、２２、又は２３から電源１の方向に流れるのを防止するために設けられている。具体的に、還流ダイオード１１ｂのカソード電極は、電力線５ａによりワイヤーハーネス３の他端と接続し、還流ダイオード１１ｂのアノード電極は、電流センサ１１ｃを介して負荷２１と接続している。同様に、還流ダイオード１２ｂのカソード電極は、電力線５ｂによりワイヤーハーネス３の他端と接続し、還流ダイオード１２ｂのアノード電極は、電流センサ１２ｃを介して負荷２２と接続している。また、還流ダイオード１３ｂのカソード電極は、電力線５ｃによりワイヤーハーネス３の他端と接続し、還流ダイオード１３ｂのアノード電極は、電流センサ１３ｃを介して負荷２３と接続している。
【００４０】
半導体スイッチ１１ａ、１２ａ、１３ａとしては、例えば、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ等の電圧制御型の半導体素子を用いることができる。本実施形態では、ｎチャネルのＭＯＳＦＥＴを用いているが、ｐチャネルのＭＯＳＦＥＴでもよい。
【００４１】
半導体スイッチ１１ａ、１２ａ、１３ａは、ドレイン電極と、ソース電極と、ゲート電極と、を有している。半導体スイッチ１１ａのドレイン電極、半導体スイッチ１２ａのドレイン電極、及び半導体スイッチ１３ａのドレイン電極は、それぞれ電力線５ａ、５ｂ、５ｃを介して、ワイヤーハーネス３の他端と接続している。半導体スイッチ１１ａのソース電極は電流センサ１１ｃを介して負荷２１と接続し、半導体スイッチ１２ａのソース電極は電流センサ１２ｃを介して負荷２２と接続し、半導体スイッチ１３ａのソース電極は電流センサ１３ｃを介して負荷２３と接続している。また、半導体スイッチ１１ａのゲート電極、半導体スイッチ１２ａのゲート電極、及び半導体スイッチ１３ａのゲート電極は、それぞれ配線７ａ、７ｂ、７ｃを介して、制御装置４０の駆動部４３と接続している。配線７ａ〜７ｃはそれぞれ独立した配線である。半導体スイッチ１１ａ、１２ａ、１３ａのゲート電極は、駆動部４３から出力される駆動信号により、それぞれ独立に制御される。
【００４２】
半導体スイッチ１１ａ、１２ａ、１３ａは、制御部４４からゲート電極に出力される駆動信号によりオン又はオフに切替えられる。半導体スイッチ１１ａの動作を例に挙げて説明する。
【００４３】
半導体スイッチ１１ａは、駆動信号の電圧がゲート電極−ソース電極間の閾値電圧（Ｖｇｓ）よりも高い場合に、ドレイン電極とソース電極の間が電気的に導通し、オン状態となる。反対に、半導体スイッチ１１ａは、駆動信号の電圧がゲート電極−ソース電極間の閾値電圧よりも低い場合に、ドレイン電極とソース電極の間が電気的に遮断し、オフ状態となる。なお、この閾値電圧は、半導体スイッチ１１ａの製造プロセスや材料に応じて異なる電圧だが、特に限定されるものではない。
【００４４】
半導体スイッチ１１ａのオン状態では、ドレイン電極とソース電極の間は導通しているため、電源１と負荷２１は、電力線４、半導体デバイス２、ワイヤーハーネス３、半導体スイッチ１１ａ、及び電流センサ１１ｃを介して電気的に接続された状態になる。そのため、半導体スイッチ１１ａのオン状態では、電源１から負荷２１の方向に電流が流れ、電源１の電力は負荷２１に供給される。
【００４５】
反対に、半導体スイッチ１１ａのオフ状態では、ドレイン電極とソース電極の間は遮断しているため、電源１と負荷２１は、電気的に遮断された状態になる。そのため、半導体スイッチ１１ａのオフ状態では、電源１から負荷２１の方向に電流が流れず、電源１の電力は負荷２１へ供給されない。つまり、半導体スイッチ１１ａのオン及びオフを制御することで、電源１の電力を負荷２１へ供給又は遮断することができる。
【００４６】
また、図１に示すように、半導体デバイス１１は負荷２１に対応し、半導体デバイス１２は負荷２２に対応し、半導体デバイス１３は負荷２３に対応している。半導体スイッチ１２ａ、１３ａについても、半導体スイッチ１１ａと同様の動作をするため、半導体スイッチ１２ａのオン及びオフを制御することで、電源１の電力を負荷２２へ供給又は遮断することができる。また、半導体スイッチ１３ａのオン及びオフを制御することで、電源１の電力を負荷２３へ供給又は遮断することができる。つまり、各負荷に対応している半導体デバイスの制御をすることで、具体的には、半導体スイッチのオン及びオフを制御することで、電源１の電力を各負荷へ供給又は遮断をすることができる。
【００４７】
電流センサ１１ｃは、半導体スイッチ１１ａのソース電極と負荷２１の間に直列挿入されており、電源１から負荷２１の方向に流れる電流を検出する。電流センサ１１ｃは、検出結果をマルチプレクサ１１ｅに出力する。電圧センサ１１ｄは、半導体スイッチ１１ａのドレイン電極の電圧を検出する。電圧センサ１１ｄは、検出結果をマルチプレクサ１１ｅに出力する。
【００４８】
電流センサ１２ｃは、半導体スイッチ１２ａのソース電極と負荷２２の間に直列挿入されており、電源１から負荷２２の方向に流れる電流を検出する。電流センサ１２ｃは、検出結果をマルチプレクサ１２ｅに出力する。電圧センサ１２ｄは、半導体スイッチ１２ａのドレイン電極の電圧を検出する。電圧センサ１２ｄは、検出結果をマルチプレクサ１２ｅに出力する。
【００４９】
電流センサ１３ｃは、半導体スイッチ１３ａのソース電極と負荷２３の間に直列挿入されており、電源１から負荷２３の方向に流れる電流を検出する。電流センサ１３ｃは、検出結果をマルチプレクサ１３ｅに出力する。電圧センサ１３ｄは、半導体スイッチ１３ａのドレイン電極の電圧を検出する。電圧センサ１３ｄは、検出結果をマルチプレクサ１３ｅに出力する。
【００５０】
マルチプレクサ１１ｅ、１２ｅ、１３ｅは、マルチプレクサ２ｅと同様に、２入力１出力のマルチプレクサである。マルチプレクサ１１ｅの一方の入力端子は、電流センサ１１ｃと接続し、他方の入力端子は電圧センサ１１ｄと接続している。マルチプレクサ１１ｅの出力端子は、制御装置４０が備える制御部４４と接続している。また、マルチプレクサ１１ｅは、図１に示す以外の端子としてセレクト端子を有している。このセレクト端子は、制御装置４０の制御部４４と接続しており、セレクト端子には、制御装置４０から選択信号が入力される。マルチプレクサ１１ｅは、制御装置４０からの選択信号に応じて、電流センサ１１ｃの検出結果又は電圧センサ１１ｄの検出結果のうちいずれかを出力するかを切り替える。
【００５１】
また、マルチプレクサ１２ｅ、１３ｅの入力端子について、マルチプレクサ１１ｅと同様に、一方の入力端子には電流センサ１２ｃ、１３ｃが接続され、他方の入力端子には電圧センサ１２ｄ、１３ｄが接続されている。また、マルチプレクサ１２ｅの出力端子及びマルチプレクサ１３ｅの出力端子は、それぞれ制御装置４０の制御部４４と接続している。マルチプレクサ１２ｅ及びマルチプレクサ１３ｅは、マルチプレクサ１１ｅと同様に、それぞれセレクト端子を有しており、各セレクト端子は制御装置４０の制御部４４と接続しており、各セレクト端子には、制御装置４０から選択信号が入力される。マルチプレクサ１２ｅは、制御装置４０からの選択信号に応じて、電流センサ１２ｃの検出結果又は電圧センサ１２ｄの検出結果のうちいずれかを出力するかを切り替える。マルチプレクサ１３ｅは、制御装置４０からの選択信号に応じて、電流センサ１３ｃの検出結果又は電圧センサ１３ｄの検出結果のうちいずれかを出力するかを切り替える。なお、半導体デバイス１１〜１３は、半導体デバイス２と同様に、マルチプレクサ１１ｅ、１２ｅ、１３ｅを備えるタイプに限られない。
【００５２】
図１では、マルチプレクサ１１ｅ、１２ｅ、１３ｅと制御装置４０が接続している配線は、それぞれ独立している。そのため、制御装置４０は、半導体デバイス１１〜１３の状態をそれぞれ独立したものとして検出する。
【００５３】
なお、図１では、３つの負荷２１〜２３に対応するように、分配装置１０は３つの半導体デバイス１１〜１３を設ける構成を例示したが、これに限定されるものではない。分配装置１０は、負荷の数に対応した数の半導体デバイスを設けることができる。例えば、ｎ個の負荷に対して電源１の電力を供給する場合には、分配装置１０は、ｎ個の半導体デバイスを設ける。ｎは１以上の自然数である。このとき、電力線５は分配装置１０の中でｎ本に分岐され、ｎ本の電力線はｎ個の半導体デバイスと接続する。これにより、ｎ個の負荷と電源１との間の電気的な導通及び遮断を、それぞれ独立して切り替えることができる。
【００５４】
また、本実施形態の分配装置１０は、図１に示すように、ワイヤーハーネス３の他端と接続している半導体デバイス１４と、一端が半導体デバイス１４と接続し、他端がグランドと接続している抵抗１５を備えている。半導体デバイス１４としては、半導体デバイス１１〜１３と同様に、半導体スイッチ１４ａ、還流ダイオード１４ｂ、電流センサ１４ｃ、電圧センサ１４ｄ、及びマルチプレクサ１４ｅを含むＩＰＤ等のＩＣが挙げられる。
【００５５】
半導体デバイス１４は、半導体スイッチ１４ａと当該半導体スイッチ１４ａと並列に接続された還流ダイオード１４ｂを含んでいる。還流ダイオード１４ｂは、電流が抵抗１５から電源１の方向に流れるのを防止するために設けられている。具体的に、還流ダイオード１４ｂのカソード電極は、電力線５ｄによりワイヤーハーネス３の他端と接続し、還流ダイオード１４ｂのアノード電極は、電流センサ１４ｃを介して抵抗１５と接続している。
【００５６】
半導体スイッチ１４ａとしては、例えば、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ等の電圧制御型の半導体素子を用いることができる。本実施形態では、ｎチャネルのＭＯＳＦＥＴを用いているが、ｐチャネルのＭＯＳＦＥＴでもよい。
【００５７】
半導体スイッチ１４ａは、ドレイン電極と、ソース電極と、ゲート電極と、を有している。半導体スイッチ１４ａのドレイン電極は、電力線５ｄを介して、ワイヤーハーネス３の他端と接続している。半導体スイッチ１４ａのソース電極は電流センサ１４ｃを介して抵抗１５と接続している。また、半導体スイッチ１４ａのゲート電極は、配線７ｄを介して、制御装置４０の駆動部４３と接続している。なお、配線７ｄは、配線７ａ〜７ｃと独立した配線である。半導体スイッチ１１ａ〜１４ａのゲート電極は、駆動部４３から出力される駆動信号により、それぞれ独立に制御される。
【００５８】
半導体スイッチ１４ａの動作については、上述した半導体スイッチ１１ａの説明を援用する。すなわち、半導体スイッチ２ａのオン状態において、半導体スイッチ１４ａがオンすると、電源１と抵抗１５は、電力線４、半導体デバイス２、ワイヤーハーネス３、半導体スイッチ１４ａ、及び電流センサ１４ｃを介して電気的に接続された状態となる。半導体スイッチ１４ａのオン状態では、電源１から抵抗１５と接続するグランドの方向に電流が流れるため、抵抗１５の両端子には抵抗値に応じた電位差が発生する。また、この場合、半導体スイッチ１１ａ〜１３ａがオフ状態であれば、電源１から電力分配装置５０に向かって流れる電流経路は、上述した抵抗１５を介してグランドへ向かう経路のみとなる。つまり、半導体スイッチ２ａのオン状態において、半導体スイッチ１４ａのみがオンすると、電力供給システム１００は、抵抗１５と接続するグランドに対して電源１から所定の定電流を流し続ける状態となる。
【００５９】
反対に、半導体スイッチ１４ａのオフ状態では、ドレイン電極とソース電極の間は遮断しているため、半導体スイッチ２ａのオン状態において、半導体スイッチ１４ａがオフすると、電源１と抵抗１５は、電気的に遮断された状態になる。そのため、半導体スイッチ１４ａのオフ状態では、電源１から抵抗１５の方向に電流が流れず、電源１の電力は抵抗１５へ供給されない。つまり、半導体スイッチ１４ａのオン及びオフを制御することで、電源１の電流を抵抗１５へ供給又は遮断することができる。
【００６０】
抵抗１５は、所定の抵抗値を有しており、抵抗１５としては、例えば、セメント抵抗が挙げられる。なお、抵抗１５の抵抗値は、特に限定されるものではなく、例えば、電源１の電圧が１２［Ｖ］の場合、ワイヤーハーネス３に１Ａ流れるようにするために、１２［Ω］の抵抗値を有する抵抗１５が用いられる。また、抵抗値は固定された値ではなく可変であってもよい。例えば、抵抗１５としては、可変抵抗器を用いてもよい。
【００６１】
上位コントローラ３０は、車両に設けられた各種装置の情報を管理するコントローラである。本実施形態の上位コントローラ３０は、電源１の電力を負荷２１〜２３に対してどのように分配させるかを管理する。上位コントローラ３０は、半導体スイッチ１１ａ、１２ａ、１３ａのオン及びオフの指示として指示信号を制御装置４０の受信部４１に出力する。この指示信号には、半導体スイッチ１１ａ、１２ａ、１３ａのオン及びオフのタイミングに関する情報が含まれている。上位コントローラ３０は、例えば、運転者が全ての電装部品を操作可能な状態、いわゆる、イグニッションオン状態になると、制御装置４０に指示信号を出力する。
【００６２】
制御装置４０は、上位コントローラ３０からの指示信号に基づいて、半導体スイッチ２ａ、１１ａ〜１４ａのオン及びオフを制御する制御装置である。例えば、制御装置４０には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含んで構成されるマイクロコンピュータが挙げられる。
【００６３】
制御装置４０は、図１に示すように、受信部４１、記憶部４２、駆動部４３、及び制御部４４を有している。受信部４１は、上位コントローラ３０と通信可能な装置である。上位コントローラ３０との通信手段は特に限定されない。受信部４１は、上位コントローラ３０から、半導体スイッチ２ａ、１１ａ〜１４ａのオン及びオフの指示信号を受け、受信した指示信号を制御部４４へ出力する。
【００６４】
記憶部４２は、ＲＯＭ、ＲＡＭ等のような情報を記憶する記憶媒体で構成されている。記憶部４２は、制御部４４が実行する、半導体スイッチ２ａ、１１ａ〜１４ａのオン及びオフを制御するプログラムを記憶している。
【００６５】
また、記憶部４２には、半導体スイッチ２ａに対してＰＷＭ制御を実行した際に、半導体スイッチ２ａに流れる電流を示すマップが記憶されている。例えば、半導体スイッチ２ａがオンに固定された状態で半導体スイッチ２ａに流れる電流を１００％と規定したマップであって、半導体スイッチ２ａのゲート電極に入力される、パルス状の駆動信号のデューティ比と、半導体スイッチ２ａに流れる電流の割合との関係を示すマップが挙げられる。このマップは、予め半導体スイッチ２ａをＰＷＭ制御させて実験的に求められたマップである。
【００６６】
駆動部４３には、制御部４４から半導体スイッチ２ａ、１１ａ〜１４ａをオン及びオフする制御信号が入力される。駆動部４３は、これらの制御信号の電圧を、半導体スイッチ２ａ、１１ａ〜１４ａの動作電圧までレベルシフトさせて、半導体デバイス２、１１〜１４へ出力する駆動回路である。なお、本実施形態では、制御装置４０に駆動部４３を設けているが、半導体スイッチの動作電圧の範囲と制御部４４が出力する制御信号の電圧範囲が同じ範囲であれば、駆動部４３を設ける必要はない。また、駆動部４３を設ける位置は特に限定されず、駆動部４３を分配装置１０の中に設けてもよい。
【００６７】
制御部４４は、記憶部４２に記憶されたプログラムを実行することで、制御装置４０の機能を実現させる動作回路としてのＣＰＵで構成される。なお、動作回路として、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等を用いてもよい。
【００６８】
制御部４４には、受信部４１を介して上位コントローラ３０から指示信号が入力される。制御部４４は、この指示信号に応じて、半導体スイッチ２ａ、１１ａ〜１４ａをオン及びオフさせる制御信号をそれぞれ生成し、生成した複数の制御信号を駆動部４３に出力する。
【００６９】
また、制御部４４には、半導体デバイス２、１１〜１４から、各デバイスで検出された電圧値又は電流値が入力される。制御部４４は、半導体デバイス２が備えるマルチプレクサ２ｅに対して選択信号を出力することで、半導体デバイス２から入力される信号を、電流センサ２ｃの検出結果又は電圧センサ２ｄの検出結果に切替えることができる。同様に、制御部４４は、半導体デバイス１１が備えるマルチプレクサ１１ｅに対して選択信号を出力することで、半導体デバイス１１から入力される信号を、電流センサ１１ｃの検出結果又は電圧センサ１１ｄの検出結果に切替えることができる。制御部４４は、半導体デバイス１２、１３、１４に対しても、半導体デバイス１１と同様の制御をすることができる。
【００７０】
次に、制御部４４が実現する機能について説明する。制御部４４は、ワイヤーハーネス３の抵抗値を算出する抵抗値算出機能と、上位コントローラ３０の指示信号に基づいて、半導体デバイス１１〜１３を制御する半導体デバイス制御機能と、算出した抵抗値に応じてワイヤーハーネス３に流れる電流を制限する電流制限機能と、を有する。
【００７１】
まず、抵抗値算出機能について説明する。制御部４４は、後述する半導体デバイス制御機能により、負荷２１〜２３に対して電源１の電力を供給する前に、ワイヤーハーネス３の抵抗値を算出する。本実施形態の制御部４４は、ワイヤーハーネス３に所定の定電流を流した状態にし、この所定の定電流とワイヤーハーネス３の両端に発生する電位差から、ワイヤーハーネス３の抵抗値を算出する。ワイヤーハーネス３の抵抗値を算出する具体的な方法について説明する。
【００７２】
まず、制御部４４は、電源１の電力を負荷２１〜２３に対して供給する前に、半導体スイッチ２ａ、１４ａをオン、半導体スイッチ１１ａ〜１３ａをオフさせる。半導体スイッチ２ａ、１４ａがオン状態となると、電源１と抵抗１５の間が導通し、ワイヤーハーネス３には、電源１から抵抗１５と接続するグランドの方向に向かって、所定の定電流が流れる。また、ワイヤーハーネス３は、上述した通り、所定の抵抗値を有しているため、ワイヤーハーネス３に所定の定電流が流れると、ワイヤーハーネス３の両端（コネクタ３ａとコネクタ３ｂ）には、この所定の定電流によって、電位差が発生する。なお、ワイヤーハーネス３に流れる電流は、抵抗１５の抵抗値に応じて変動する。
【００７３】
次に、制御部４４は、半導体デバイス２、１４が備える各センサから検出結果を取得する。本実施形態では、制御部４４は、半導体デバイス２から電流及び電圧の検出結果を取得し、半導体デバイス１４から電圧の検出結果を取得する。例えば、制御部４４は、半導体デバイス２のマルチプレクサ２ｅを制御して、電流センサ２ｃの検出結果（半導体スイッチ２ａのソース電極−ドレイン電極の間に流れる電流）を取得する。また、制御部４４は、半導体デバイス２のマルチプレクサ２ｅを制御して、電圧センサ２ｄの検出結果（半導体スイッチ２ａのドレイン電極の電圧）を取得するとともに、半導体デバイス１４のマルチプレクサ１４ｅを制御して、電圧センサ１４ｄの検出結果（半導体スイッチ１４ａのドレイン電極の電圧）を取得する。
【００７４】
本実施形態では、制御部４４は、メインヒューズとして機能する半導体デバイス２の電流センサ２ｃの検出結果を、ワイヤーハーネス３に流れる電流と略同一の電流とする。また、制御部４４は、半導体デバイス２の電圧センサ２ｄの検出結果を、ワイヤーハーネス３の両端の電圧のうち高電位側の電圧と略同一の電圧とする。さらには、制御部４４は、半導体デバイス１４の電圧センサ１４ｄの検出結果を、ワイヤーハーネス３の両端の電圧のうち低電位側の電圧と略同一の電圧とする。
【００７５】
そして、制御部４４は、取得した電流値及び電圧値を用いて、オームの法則により、ワイヤーハーネス３の抵抗値を算出する。具体的には、制御部４４は、半導体スイッチ２ａのドレイン電極の電圧値と半導体スイッチ１４ａのドレイン電極の電圧値との差分を、半導体スイッチ２ａのソース電極−ドレイン電極の間に流れる電流値で除算することで、ワイヤーハーネス３の抵抗値を算出する。なお、制御部４４は、半導体スイッチ２ａのオン抵抗、コネクタ３ａとワイヤーハーネス３の一端との接触抵抗、コネクタ３ｂとワイヤーハーネス３の他端との接触抵抗、電力線５の配線抵抗を考慮して、算出した抵抗値を補正してもよい。また、制御部４４は、上述した接触抵抗等だけでなく、電流センサ及び電圧センサの測定誤差も考慮して補正してもよい。
【００７６】
次に、半導体デバイス制御機能について説明する。制御部４４は、上位コントローラ３０の指示信号に基づいて、半導体デバイス１１〜１３を制御する。例えば、上位コントローラ３０は、電力供給システム１００の電源投入シーケンスに従って、負荷２１〜２３に電源１の電力を供給する指示信号を制御装置４０に出力する。制御部４４は、上位コントローラ３０からの指示信号が受信部３１を介して入力されると、指示信号に応じて半導体スイッチ２ａ、１１ａ〜１３ａをオン又はオフさせて、電源１からの電力を負荷２１〜２３へ供給又は遮断する。これにより、負荷２１〜２３は、上位コントローラ３０の指示信号に従って駆動することができる。
【００７７】
なお、半導体スイッチ１４ａの制御について、本実施形態では、制御部４４は、抵抗値算出機能により半導体スイッチ１４ａをオンさせ、半導体デバイス制御機能により半導体スイッチ１４ａをオフさせる。つまり、電源１の電力が負荷２１〜２３へ供給されている状態では、半導体スイッチ１４ａはオフ状態で固定され、反対に、電源１の電力が負荷２１〜２３へ遮断されている状態では、半導体スイッチ１４ａはオン状態で固定される。
【００７８】
次に、電流制限機能について説明する。制御部４４は、抵抗値算出機能により算出した抵抗値に基づいて、半導体デバイス２を制御して、ワイヤーハーネス３に流れる電流を制限する。電流を制限するか否かの判定方法と、電流制限の方法について説明する。まず、制御部４４は、抵抗値算出機能により算出した抵抗値から、ワイヤーハーネス３の許容電流値を算出する。例えば、ワイヤーハーネス３について抵抗値と許容電流値との関係を示すマップを予め記憶部４２に記憶させておいてもよく、制御部４４は、記憶部４２に記憶されたマップを参照することで、ワイヤーハーネス３の抵抗値に対応するワイヤーハーネス３の許容電流値を算出する。
【００７９】
次に、制御部４４は、半導体デバイス制御機能により、電源１の電力が負荷２１〜２３へ供給されると、ワイヤーハーネス３に流れる電流値と実質的に等価である、半導体デバイス２の電流センサ２ｃの検出結果を継続的に取得する。制御部４４は、取得した電流値と、算出したワイヤーハーネス３の許容電流値を比較し、取得した電流値が算出した許容電流値よりも大きい場合には、ワイヤーハーネス３に流れる電流を制限する必要があると判定する。反対に、制御部４４は、取得した電流値が算出した許容電流値以下の場合には、ワイヤーハーネス３に流れる電流を制限する必要がないと判定する。
【００８０】
そして、本実施形態では、制御部４４は、ワイヤーハーネス３に流れる電流について電流制限が必要と判定すると、すなわち、取得した電流値が算出した許容電流値よりも大きい場合に、半導体スイッチ２ａに対してＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御を実行する。制御部４４は、記憶部４２に記憶された、デューティ比と電流との関係を示すマップを参照することで、ワイヤーハーネス３に流れている電流を許容電流以下に制限できるデューティ比を算出する。そして、制御部４４は、算出したデューティ比に従ったパルス状の駆動信号を生成して、半導体スイッチ２ａにパルス状の駆動信号を出力する。制御部４４によりＰＷＭ制御が実行されると、半導体スイッチ２ａはスイッチング動作を行う。これにより、電源１と分配装置１０の間の接続が断続的になり、ワイヤーハーネス３に流れる電流を減少させることができる。
【００８１】
このように、本実施形態では、電力分配装置５０は、メインヒューズとして機能し、電源１と接続可能な半導体デバイス２と、一端が半導体デバイス２と接続されたワイヤーハーネス３と、ワイヤーハーネス３の他端に接続されているとともに、負荷２１〜２３と接続可能な半導体デバイス１１〜１３と、ワイヤーハーネス３の他端に接続されている半導体デバイス１４と、この半導体デバイス１４とグランドの間を接続する抵抗１５と、を備えている。また、電力分配装置５０は、半導体デバイス２の半導体スイッチ２ａのオン及びオフと、半導体デバイス１１〜１３の半導体スイッチ１１ａ〜１３ａのオン及びオフを制御する制御装置４０と、ワイヤーハーネス３に流れる電流を検出する電流センサ２ｃと、ワイヤーハーネス３の両端の電圧を検出する電圧センサ２ｄ及び電圧センサ１４ｄと、を備えている。これにより、半導体デバイス２の半導体スイッチ２ａ、及び半導体デバイス１４の半導体スイッチ１４ａをオンさせて、ワイヤーハーネス３に定電流を流すことができる。この状態において、制御装置４０は、各半導体デバイスの検出結果から、ワイヤーハーネス３の抵抗値を算出して、抵抗値からワイヤーハーネス３の許容電流値を算出することができる。そして、制御装置４０は、ワイヤーハーネス３の許容電流を超えないように、ワイヤーハーネス３に流れる電流を制限することができる。例えば、当初予定されていなかった負荷を新たに追加する場合や、消費電力が大きい負荷に置き換える場合等、ワイヤーハーネス３に流れる電流が増加するような状況においても、ワイヤーハーネス３にかかる負荷を軽減しつつ適切に各負荷へ電力を供給することができる。
【００８２】
また、本実施形態では、分配装置１０は、ワイヤーハーネス３の他端と抵抗１５の間に介在し、スイッチとして機能する半導体デバイス１４を備えている。制御装置４０は、半導体スイッチ２ａ、１４ａをオンさせて、抵抗１５の抵抗値の応じた定電流をワイヤーハーネス３に流し、電流センサ２ｃの検出結果、電圧センサ２ｄの検出結果、及び電圧センサ１４ｄの検出結果に基づいて、ワイヤーハーネス３の抵抗値を算出する。そして、制御装置４０は、ワイヤーハーネス３の抵抗値に応じた許容電流値を算出し、許容電流値と電流センサ２ｃの検出結果を比較することを継続的に実施することで、ワイヤーハーネス３に過電流が流れることを予め防ぐことができる。
【００８３】
さらに、本実施形態では、制御装置４０は、ワイヤーハーネス３の抵抗値に対応する許容電流値と電流センサ２ｃの検出結果を比較し、電流センサ２ｃの電流値が許容電流値よりも大きい場合に、半導体スイッチ２ａに対してＰＷＭ制御を実行する。これにより、電源１と分配装置１０の間の接続が断続的になり、ワイヤーハーネス３に流れる電流を減少させることができる。その結果、例えば、負荷の数が増えたため、ワイヤーハーネス３に許容電流を超える電流が流れる見込みがある場合でも、ワイヤーハーネス３を交換することなく、各負荷に適切に電力を供給することができる。
【００８４】
本実施形態における「電源１」は本発明における「電源」の一例に相当し、本実施形態における「負荷２１、２２、２３」は本発明における「複数の負荷」の一例に相当する。本実施形態における「半導体スイッチ２ａ」は本発明における「第１の半導体スイッチ」の一例に相当し、本実施形態における「ワイヤーハーネス３」は本発明における「第１のワイヤーハーネス」の一例に相当する。本実施形態における「半導体スイッチ１１ａ、１２ａ、１３ａ」は本発明における「複数の第２の半導体スイッチ」の一例に相当し、本実施形態における「半導体デバイス１４と抵抗１５」は本発明における「第１の電源」の一例に相当し、本実施形態における「制御装置４０」は本発明における「制御装置」の一例に相当する。本実施形態における「電流センサ２ｃ」は本発明における「第１の電流センサ」の一例に相当し、本実施形態における「電圧センサ２ｄ」は本発明における「第１の電圧センサ」の一例に相当する。本実施形態における「電力分配装置５０」は本発明における「電力分配装置」の一例に相当し、本実施形態における「半導体スイッチ１４ａ」は本発明における「第１のスイッチ」の一例に相当する。
【００８５】
次に、上述した実施形態と異なる電力分配装置１５０を備える電力供給システム２００の一例について、図２を参照しながら説明する。図２は、本発明の第２実施形態に係る電力分配装置１５０を備える電力供給システム２００を示す概要図である。なお、上述の実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略して、上述の実施形態においてした説明を援用する。
【００８６】
本実施形態では、上述の実施形態と比べて、メインヒューズとして機能する半導体デバイス２の代わりに、ＦＥＴ６１、電流センサ６２、電圧センサ６３の３つの部品で構成する点で異なる。ＦＥＴ６１は、半導体スイッチ６１ａと還流ダイオード６１ｂを備えており、それぞれは半導体デバイス２が備える半導体スイッチ２ａ及び還流ダイオード２ｂに対応する。電流センサ６２は、半導体デバイス２が備える電流センサ２ｃに対応し、電圧センサ６３は、半導体デバイス２が備える電圧センサ２ｄに対応する。ＦＥＴ６１としては、例えば、ディスクリート半導体製品が挙げられる。
【００８７】
電流センサ６２は、制御装置４０の制御部４４と接続しており、検出結果を制御部４４に出力する。電圧センサ６３は、制御装置４０の制御部４４と接続しており、検出結果を制御部４４に出力する。
【００８８】
また、本実施形態では、上述の実施形態と比べて、分配装置１０が備える半導体デバイス１１〜１４が以下の点で異なる。上述の実施形態の半導体デバイス１１に対応する構成を一例に挙げて説明するが、上述した実施形態の半導体デバイス１２、１３、１４についても同様とする。
【００８９】
本実施形態では、上述の実施形態と比べて、半導体デバイス１１の代わりに、ＦＥＴ７１、電流センサ８１、電圧センサ９１の３つの部品で構成する点で異なる。ＦＥＴ７１は、半導体スイッチ７１ａと還流ダイオード７１ｂを備えており、それぞれは半導体デバイス１１が備える半導体スイッチ１１ａ及び還流ダイオード１１ｂに対応する。電流センサ８１は、半導体デバイス１１が備える電流センサ１１ｃに対応し、電圧センサ９１は、半導体デバイス１１が備える電圧センサ１１ｄに対応する。
【００９０】
電流センサ８１は、制御装置４０の制御部４４と接続しており、検出結果を制御部４４に出力する。電圧センサ９１は、制御装置４０の制御部４４と接続しており、検出結果を制御部４４に出力する。
【００９１】
なお、本実施形態の半導体スイッチと、上述の実施形態の半導体スイッチは同様の機能を有し、本実施形態の電流センサ及び電圧センサは、上述の実施形態の電圧センサ及び電流センサと同様の機能を有している。
【００９２】
制御装置４０の制御部４４は、抵抗値算出機能により、半導体スイッチ６１ａ及び半導体スイッチ７４ａのオン及びオフを制御し、ワイヤーハーネス３の抵抗値を算出する。本実施形態では、上述した実施形態と比べて、制御部４４の制御対象が半導体デバイス２の半導体スイッチ２ａから半導体スイッチ６１ａへ、また、半導体デバイス１４の半導体スイッチ１４ａから半導体スイッチ７４ａに代わった点以外は同じ構成のため、ワイヤーハーネス３の抵抗値を算出する方法についての説明は、上述の実施形態での説明を援用する。なお、本実施形態では、制御部４４は、電流センサ６２の検出結果、電圧センサ６３の検出結果、及び電圧センサ９４の検出結果から、ワイヤーハーネス３の抵抗値を算出する。
【００９３】
また、制御装置４０の制御部４４は、半導体デバイス制御機能により、半導体スイッチ６１ａ、７１ａ〜７３ａのオン及びオフを制御する。本実施形態では、上述した実施形態と比べて、制御部４４の制御対象が半導体デバイス１１〜１３の半導体スイッチ１１ａ〜１３ａから半導体スイッチ７１ａ〜７３ａに代わった点以外は同じ構成のため、半導体スイッチ７１ａ〜７３ａの制御についての説明は、上述の実施形態での説明を援用する。
【００９４】
さらに、制御装置４０の制御部４４は、電流制限機能により、ワイヤーハーネス３の抵抗値から許容電流値を算出する。そして、制御部４４は、電流センサ６２から取得した電流値が算出した許容電流値よりも大きい場合には、記憶部４２に記憶されたデューティ比と電流との関係を示すマップに基づいて、半導体スイッチ６１ａに対してＰＷＭ制御を実行する。
【００９５】
このように、本実施形態の電力分配装置１５０は、半導体デバイスの代わりに、ＦＥＴ、電流センサ、電圧センサの３つの部品で構成して、上述した電力分配装置５０と同様に、ワイヤーハーネス３の抵抗値に応じてメインヒューズとして機能する半導体スイッチ６１ａを制御する。一般的には、半導体デバイスは、自己診断機能等の機能を有する制御装置を備えているため、ＦＥＴ、電流センサ、電圧センサ等のディスクリート部品よりも高価である。これに対して、本実施形態では、図２に示すような構成にすることで、費用を抑えつつ、ワイヤーハーネス３の抵抗値に応じて適切に負荷へ電力を供給する電力分配装置を提供することができる。
【００９６】
本実施形態における「半導体スイッチ６１ａ」は本発明における「第１の半導体スイッチ」の一例に相当し、「半導体スイッチ７１ａ、７２ａ、７３ａ」は本発明における「複数の第２の半導体スイッチ」の一例に相当する。本実施形態における「半導体スイッチ７４ａと抵抗１５」は本発明における「第１の電源」の一例に相当する。本実施形態における「電流センサ６２」は本発明における「第１の電流センサ」の一例に相当し、本実施形態における「電圧センサ６３」は本発明における「第１の電圧センサ」の一例に相当する。本実施形態における「電力分配装置１５０」は本発明における「電力分配装置」の一例に相当し、本実施形態における「半導体スイッチ７４ａ」は本発明における「第１のスイッチ」の一例に相当する。
【００９７】
次に、上述した実施形態と異なる電力分配装置２５０を備える電力供給システム３００の一例について、図３を参照しながら説明する。図３は、本発明の第３実施形態に係る電力分配装置２５０を備える電力供給システム３００を示す概要図である。なお、上述の第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略して、上述の実施形態においてした説明を援用する。
【００９８】
本実施形態では、上述の第１実施形態と比べて、半導体デバイス１１と負荷２１の間に、ワイヤーハーネス１０３及びモジュール１２０が設けられている点で異なる。また、本実施形態では、制御装置４０の制御部４４は、抵抗値算出機能により、ワイヤーハーネス１０３の抵抗値を算出し、電流制限機能により、ワイヤーハーネス１０３に過電流が流れる場合には、ワイヤーハーネス１３０に流れる電流を制限する。また、図３には図示されていないが、本実施形態では、半導体デバイス１２と負荷２２の接続及び半導体デバイス１３と負荷２３の接続に、それぞれワイヤーハーネス及びモジュールが用いられており、負荷２２、２３と分配装置１０との間の構成は、負荷２１と分配装置１０との間の構成と同様とする。以降では、負荷２１と分配装置１０との間の構成を例に挙げて説明する。
【００９９】
ワイヤーハーネス１０３は、半導体デバイス１１とモジュール１２０が備える半導体デバイス１１１の間を接続しており、電源１の電力を負荷２１へ供給するための電力供給ラインとして機能する。ワイヤーハーネス１０３の一端は、半導体デバイス１１１と電気的に接続しているコネクタ１０３ａと接続し、ワイヤーハーネス１０３の他端は、モジュール１２０が備えるコネクタ１０３ｂと接続している。ワイヤーハーネス１０３は、ワイヤーハーネス３と同様に、材料等に応じた所定の抵抗値を有している。
【０１００】
モジュール１２０は、ワイヤーハーネス１０３と負荷２１の間に設けられている。モジュール１２０は、分配装置１０のうち、半導体デバイス１１〜１３のいずれか一つと、半導体デバイス１４及び抵抗１５の組み合わせと同じ組み合わせで構成されている。すなわち、ワイヤーハーネス１０３の他端は、半導体デバイス１１１を介して負荷２１と接続しているとともに、半導体デバイス１１４及び抵抗１１５を介してグランドと接続している。抵抗１１５は、所定の抵抗値を有している。抵抗１１５は、抵抗１５と同じ抵抗値を有する抵抗であってもよいし、負荷２１に供給する電流に応じて定められた抵抗値を有する抵抗でもよい。半導体デバイス１１１、１１４それぞれが備える半導体スイッチ、還流ダイオード、電流センサ、電圧センサ、及びマルチプレクサは、半導体デバイス１１〜１４が備えているものと同様とする。なお、図３に図示していないが、半導体スイッチ１１１ａのゲート電極及び半導体スイッチ１１４ａのゲート電極はそれぞれ制御装置４０の制御部４４と接続しており、制御部４４は、２つの半導体スイッチを独立して制御することができる。また、図３に図示していないが、マルチプレクサ１１１ｅ及びマルチプレクサ１１４ｅもそれぞれ制御部４４と接続しており、制御部４４は、２つの半導体デバイスから、それぞれの検出結果を取得することができる。
【０１０１】
本実施形態の制御装置４０では、制御部４４は、抵抗値算出機能により、ワイヤーハーネス１０３の抵抗値を算出する。算出方法は、ワイヤーハーネス３の抵抗値の算出方法と同様である。すなわち、制御部４４は、まず、ワイヤーハーネス１０３に抵抗１１５の抵抗値に基づいた所定の定電流を流すために、半導体スイッチ２ａ、１１ａ、１１４ａをオンさせて、電源１と抵抗１１５の間を導通させる。この際に、制御部４４は、その他の半導体スイッチを全てオフにさせる。そして、制御部４４は、半導体デバイス１１から電流センサ１１ｃの検出結果及び電圧センサ１１ｄの検出結果を取得するとともに、半導体デバイス１１４から電圧センサ１１４ｄの検出結果を取得する。制御部４４は、電圧センサ１１ｄの検出結果と電圧センサ１１４ｄの検出結果の差分を、電流センサ１１ｃの検出結果で除算することで、ワイヤーハーネス１０３の抵抗値を算出する。
【０１０２】
また、制御装置４０の制御部４４は、半導体デバイス制御機能により、各負荷への電力供給が開始されると、電流制限機能により、算出したワイヤーハーネス１０３の抵抗値に対応する許容電流値を算出し、電流センサ１１ｃの検出結果とワイヤーハーネス１０３の許容電流値を継続的に比較する。そして、制御部４４は、ワイヤーハーネス１０３に流れる電流が許容電流を超える場合、半導体スイッチ１１ａ又は半導体スイッチ１１１ａに対してＰＷＭ制御を実行する。これにより、ワイヤーハーネス１０３に過電流が流れる前に予めワイヤーハーネス１０３に流れる電流を制限することができる。
【０１０３】
このように、本実施形態の電力分配装置２５０は、一端が半導体デバイス１１に接続されたワイヤーハーネス１０３と、ワイヤーハーネス１０３の他端に接続されているとともに、負荷２１と接続可能な半導体デバイス１１１と、ワイヤーハーネス１０３の他端に接続されている半導体デバイス１１４と、この半導体デバイス１１４とグランドの間を接続する抵抗１１５とを備えている。また、電力分配装置２５０は、ワイヤーハーネス１０３に流れる電流を検出する電流センサ１１ｃと、ワイヤーハーネス１０３の両端の電圧を検出する電圧センサ１１ｄ及び電圧センサ１１４ｄと、を備えている。本実施形態の制御装置４０は、半導体スイッチ１１１ａ、１１４ａを制御する。これにより、半導体デバイス２の半導体スイッチ２ａ、半導体デバイス１１の半導体スイッチ１１ａ、及び半導体デバイス１１４の半導体スイッチ１１４ａをオンさせて、ワイヤーハーネス１０３に定電流を流すことができる。この状態において、制御装置４０は、各半導体デバイスの検出結果から、ワイヤーハーネス１０３の抵抗値を算出して、抵抗値からワイヤーハーネス１０３の許容電流値を算出することができる。そして、制御装置４０は、ワイヤーハーネス１０３の許容電流を超えないように、ワイヤーハーネス３に流れる電流を制限することができる。例えば、負荷２１と同じ電源系統に新たな負荷を追加する場合や、負荷２１を消費電力が大きい負荷に置き換える場合など、ワイヤーハーネス１０３に流れる電流が増加するような状況においても、ワイヤーハーネス１０３にかかる負荷を軽減しつつ適切に各負荷へ電力を供給することができる。
【０１０４】
また、本実施形態では、モジュール１２０は、ワイヤーハーネス１０３の他端と抵抗１１５の間に介在し、スイッチとして機能する半導体デバイス１１４を備えている。そして、制御装置４０は、半導体スイッチ２ａ、１１ａ、１１４ａをオンさせて、抵抗１１５の抵抗値の応じた定電流をワイヤーハーネス１０３に流し、電流センサ１１ｃの検出結果、電圧センサ１１ｄの検出結果、及び電圧センサ１１４ｄの検出結果に基づいて、ワイヤーハーネス１０３の抵抗値を算出する。そして、制御装置４０は、ワイヤーハーネス１０３の抵抗値に応じた許容電流値を算出し、許容電流値と電流センサ１１ｃの検出結果を比較することを継続的に実施することで、ワイヤーハーネス１０３に過電流が流れることを予め防ぐことができる。
【０１０５】
さらに、本実施形態では、制御装置４０は、ワイヤーハーネス１０３の抵抗値に対応する許容電流値と電流センサ１１ｃの検出結果を比較し、ワイヤーハーネス１０３に流れる電流が許容電流を超える場合に、半導体スイッチ１１ａ又は半導体スイッチ１１１ａに対してＰＷＭ制御を実行する。これにより、電源１と負荷２１の間の接続が断続的になり、ワイヤーハーネス１０３に流れる電流を減少させることができる。その結果、例えば、負荷の数が増えたため、ワイヤーハーネス１０３に許容電流を超える電流が流れる見込みがある場合でも、ワイヤーハーネス３を交換することなく、各負荷に適切に電力を供給することができる。
【０１０６】
本実施形態における「ワイヤーハーネス１０３」は本発明における「第２のワイヤーハーネス」の一例に相当する。本実施形態における「半導体スイッチ１１４ａ」は本発明における「第３の半導体スイッチ」の一例に相当し、本実施形態における「半導体デバイス１１４と抵抗１１５」は本発明における「第２の電源」の一例に相当する。本実施形態における「電流センサ１１ｃ」は本発明における「第２の電流センサ」の一例に相当し、本実施形態における「電圧センサ１１ｄ」は本発明における「第２の電圧センサ」の一例に相当する。本実施形態における「電力分配装置２５０」は本発明における「電力分配装置」の一例に相当し、本実施形態における「半導体スイッチ１１４ａ」は本発明における「第２のスイッチ」の一例に相当する。
【０１０７】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【０１０８】
例えば、上述の実施形態では、ワイヤーハーネス３、１０３に流れる電流を制限する方法として、制御装置４０が、電力制限機能により、ワイヤーハーネス３又はワイヤーハーネス１０３の高電位側に設けられた、半導体スイッチ２ａ又は半導体スイッチ１１ａに対してＰＷＭ制御を実行する方法について説明したが、ワイヤーハーネス３、１０３に流れる電流を制限する方法はこれに限られない。以降では、ワイヤーハーネス３を例に挙げて図１を参照しながら説明するが、ワイヤーハーネス１０３においても同様の方法や構成を適用できるものとする。
【０１０９】
制御装置４０は、電流センサ２ｃの検出結果よりワイヤーハーネス３の許容電流を超える電流を検出すると、負荷２１、２２、２３と接続する半導体スイッチ１１ａ、１２ａ、１３ａに対してＰＷＭ制御を実行してもよい。この場合、記憶部４２には、図１に示す負荷２１〜２３の優先順位に対応したデューティ比が予め記憶されており、制御装置４０は、記憶部４２から各負荷に対応するデューティ比を取得する。そして、制御装置４０は、各負荷に対応するデューティ比に従ったパルス状の駆動信号を生成して、各負荷に対応する半導体スイッチそれぞれにパルス状の駆動信号を出力する。制御装置４０によりＰＷＭ制御が実行されると、図１に示す半導体スイッチ１１ａ〜１３ａは、スイッチング動作を行う。これにより、電源１と各負荷の間の接続が断続的になるため、各負荷へ流れる電流は減少することとなり、ワイヤーハーネス３に流れる電流も減少する。
【０１１０】
また、ワイヤーハーネス３の高電位側に設けられた半導体スイッチ（半導体スイッチ２ａ）、及びワイヤーハーネス３の低電位側に設けられた半導体スイッチ（半導体スイッチ１１ａ〜１３ａ）のいずれか一方を対象にしてＰＷＭ制御を実行することに限られず、制御装置４０は、必要に応じて、ワイヤーハーネス３の高電位側に設けられた半導体スイッチ及びワイヤーハーネス３の低電位側に設けられた半導体スイッチを対象にしてＰＷＭ制御を実行してもよい。
【０１１１】
また、ワイヤーハーネス３に流れる電流を制限する方法は、ＰＷＭ制御により各負荷２１〜２３への電力を減少させる方法に限られない。制御装置４０は、電源１から負荷２１〜２３へ電力を供給する優先順位に基づいて、負荷２１〜２３のうちいずれかの負荷又は複数の負荷への電力供給を遮断することで、ワイヤーハーネス３の電流制限を行なってもよい。例えば、記憶部４２に予め負荷２１〜２３に対する電力供給の序列を示す優先順位（負荷の優先順位）を記憶させる。制御装置４０は、ワイヤーハーネス３の電流制限が必要と判定した場合、記憶部４２に記憶された負荷の優先順位を参照し、優先順位の低い負荷への電力供給を遮断するため、該当する負荷に対応した半導体スイッチをオフさせる。例えば、新たな負荷を電力分配装置に追加する場合、追加された負荷により一部の負荷への電力供給が不要となれば、一部の負荷に対しては上記の方法により電力供給を遮断させることができる。これにより、遮断された一部の負荷以外の負荷へ供給する電力を維持しながら、ワイヤーハーネス３に流れる電流を制限することができる。
【０１１２】
また、その他の方法として、上位コントローラ３０がワイヤーハーネス３の電流制限を行なってもよい。この場合、制御装置４０は、ワイヤーハーネス３に過電流が流れたことを検出するために、ワイヤーハーネス３の抵抗値に応じた電流閾値であって、許容電流を超えない電流閾値を設定する。電流閾値は、ワイヤーハーネス３を構成する電線の線径、電線の材質、電力供給システム１００が搭載される環境の周囲温度に応じて実験的に求められた値である。例えば、制御装置４０は、ワイヤーハーネス３に流れる電流が電流閾値を超える場合には、上位コントローラ３０に対して過電流を検出した旨を通知する。そして、過電流を検出した上位コントローラ３０は、所定の電流制限シーケンス又はユーザからの入力信号に応じて、制御装置４０を介して、半導体スイッチ１１ａ〜１３ａのオン及びオフ、又は、メインヒューズとして機能する半導体スイッチ２ａを制御する。これにより、制御装置４０は、電流制限機能により、過電流を検出するだけでよく、制御装置４０を簡易な構成にすることができる。
【０１１３】
また、上述の第１実施形態では、電源の構成として、ワイヤーハーネス３の他端とグランドを、抵抗１５を介して接続する構成について説明したが、電源は抵抗とグランドを接続する構成に限られない。例えば、電流が流れる経路に予め定められた所定の抵抗値を有するオペアンプを使用した電源回路であってもよい。同様に、上述の第３実施形態において、電源の構成は、ワイヤーハーネス１０３の他端とグランドを、抵抗１１５を介して接続する構成に限られず、所定の抵抗値を有するオペアンプを使用した電源回路であってもよい。
【０１１４】
また、上述の実施形態では、ワイヤーハーネス３の電流制限をする時に、ワイヤーハーネス３に流れる電流を検出する方法として、ワイヤーハーネス３の高電位側に設けられた、半導体デバイス２の電流センサ２ｃ（図１参照）の検出結果、又は電流センサ６２（図２参照）の検出結果を取得する構成について説明したが、ワイヤーハーネス３に流れる電流を検出する方法はこれに限られない。
【０１１５】
図１を用いて説明すると、例えば、制御装置４０は、半導体スイッチ１１ａ〜１３ａをオンさせた状態において、ワイヤーハーネス３の低電位側に設けられた半導体デバイス１１の電流センサ１１ｃ、半導体デバイス１２の電流センサ１２ｃ、半導体デバイス１３の電流センサ１３ｃのそれぞれから検出結果を取得する。そして、制御装置４０は、取得した各電流センサの検出結果の総和を、ワイヤーハーネス３に流れる電流とする。これにより、ワイヤーハーネス３の高電位側には、電流センサを設ける必要がなくなり、電力分配装置５０、１５０の軽量化、小型化を図ることができる。また、半導体デバイスの代わりに、ＦＥＴ、電圧センサの構成で代用することができるため、費用を抑えることができる。
【０１１６】
また、上述の実施形態では、ワイヤーハーネス３の抵抗値を算出する時に、ワイヤーハーネス３に流れる電流を検出する方法として、ワイヤーハーネス３の高電位側に設けられた、半導体デバイス２の電流センサ２ｃ（図１参照）の検出結果、又は電流センサ６２（図２参照）の検出結果を取得する構成について説明したが、ワイヤーハーネス３に流れる電流を検出する方法はこれに限られない。図１の例では、制御装置４０は、抵抗１５の高電位側に設けられた（ワイヤーハーネス３の低電位側に設けられた）、半導体デバイス１４の電流センサ１４ｃの検出結果を、ワイヤーハーネス３に流れる電流と略同一の電流としてもよい。ワイヤーハーネス１０３の抵抗値を算出する時に、ワイヤーハーネス１０３に流れる電流を検出する方法も、上記のワイヤーハーネス３と同様であり、図３の例では、電流センサ１１４ｃの検出結果を、ワイヤーハーネス１０３に流れる電流と略同一の電流としてもよい。
【０１１７】
また、上述の実施形態では、ワイヤーハーネス３の抵抗値を算出する時に、ワイヤーハーネス３の両端の電圧のうち低電位側の電圧を検出する方法として、特定の半導体デバイスの電圧センサの検出結果（例えば、図１に示す半導体デバイス１４の電圧センサ１４ｄの検出結果）、又は特定の電圧センサの検出結果（例えば、図２に示す電圧センサ９４の検出結果）を取得する構成について説明したが、ワイヤーハーネス３の両端のうち低電位側の電圧を検出する方法はこれに限られない。
【０１１８】
図１を用いて説明すると、例えば、制御装置４０は、半導体デバイス１１の電圧センサ１１ｄ、半導体デバイス１２の電圧センサ１２ｄの検出結果、又は半導体デバイス１３の電圧センサ１３ｄの検出結果を取得してもよい。また、制御装置４０は、半導体デバイス１１の電圧センサ１１ｄ、半導体デバイス１２の電圧センサ１２ｄ、半導体デバイス１３の電圧センサ１３ｄ、半導体デバイス１４の電圧センサ１４ｄのそれぞれから検出結果を取得し、各電圧センサの検出結果の平均値を、ワイヤーハーネス３の両端の電圧のうち低電位側の電圧と略同一の電圧としてもよい。
【０１１９】
また、上述の実施形態では、ワイヤーハーネス３の抵抗値を算出する時に、ワイヤーハーネス３と抵抗１５の間に設けられた電圧センサ１４ｄの検出結果を、ワイヤーハーネス３の両端の電圧のうち低電位側の電圧とする構成について説明したが、ワイヤーハーネス３の低電位側には、電圧センサを設けることに限られない。制御装置４０は、ワイヤーハーネス３の低電位側の電圧を算出してもよい。例えば、図１の例では、半導体スイッチ２ａ、１４ａのオン状態では、電源１からグランドの方向に向かって、抵抗１５の抵抗値に応じた所定の定電流が流れる。そのため、例えば、記憶部４２に予め抵抗１５の抵抗値を記憶させておけば、制御装置４０は、抵抗１５の抵抗値を取得でき、所定の定電流と抵抗１５の抵抗値から、抵抗１５の高電位側の電圧を算出することができる。そして、制御装置４０は、算出した抵抗１５の高電位側の電圧をワイヤーハーネス３の低電位側の電圧とすることで、ワイヤーハーネス３の低電位側の電圧を取得することができる。これにより、電圧センサを設ける必要がなく、電力供給システムの軽量化、小型化を図ることができる。
【符号の説明】
【０１２０】
１…電源
２…半導体デバイス
２ａ…半導体スイッチ
２ｂ…還流ダイオード
２ｃ…電流センサ
２ｄ…電圧センサ
３…ワイヤーハーネス
４…電力線
５…電力線
６…配線
７…配線
１０…分配装置
１１…半導体デバイス
１１ａ…半導体スイッチ
１１ｂ…還流ダイオード
１１ｃ…電流センサ
１１ｄ…電圧センサ
１２…半導体デバイス
１２ａ…半導体スイッチ
１２ｂ…還流ダイオード
１２ｃ…電流センサ
１２ｄ…電圧センサ
１３…半導体デバイス
１３ａ…半導体スイッチ
１３ｂ…還流ダイオード
１３ｃ…電流センサ
１３ｄ…電圧センサ
１４…半導体デバイス
１４ａ…半導体スイッチ
１４ｂ…還流ダイオード
１４ｃ…電流センサ
１４ｄ…電圧センサ
１５…抵抗
２１…負荷
２２…負荷
２３…負荷
３０…上位コントローラ
４０…制御装置
４１…受信部
４２…記憶部
４３…駆動部
４４…制御部
【図１】
2020182278.tif 000003
【図２】
2020182278.tif 000004
【図３】
2020182278.tif 000005