(57)【要約】【課題】アーク放電によって生じる内部端子及び外部端子の焼損を防止することができる給電制御装置、給電制御方法及びコンピュータプログラムを提供する。【解決手段】スイッチ２１はＮチャネル型のＦＥＴである。給電制御装置１０内では、スイッチ２１のドレインに内部端子２０ｂが接続されている。内部端子２０ｂは外部端子１０ｂに着脱可能に接続される。制御部３６によって、外部端子１０ｂ及び内部端子２０ｂ間の端子間電圧値が閾値以上であると判定された場合、駆動回路２２はスイッチ２１をオフに切替える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチと、
該スイッチの一端に接続され、外部端子に着脱可能に接続される内部端子と、
前記内部端子及び外部端子間の端子間電圧値が閾値以上であるか否かを判定する判定部と、
該判定部によって、前記端子間電圧値が前記閾値以上であると判定した場合に前記スイッチをオフに切替える切替え部と
を備える給電制御装置。
【請求項２】
前記スイッチを介して流れる電流の電流値を検出する電流検出部と、
固定電位を基準とした前記内部端子の電圧値を検出する電圧検出部と、
前記電流検出部が検出した電流値、及び、前記電圧検出部が検出した電圧値に基づいて前記端子間電圧値を算出する電圧算出部と
を備え、
前記判定部は、該電圧算出部が算出した前記端子間電圧値が前記閾値以上であるか否かを判定する
請求項１に記載の給電制御装置。
【請求項３】
前記電流検出部及び電圧検出部は検出を繰り返し行い、
前記電圧算出部は、前記電流検出部及び電圧検出部が先行して検出した先行電流値及び先行電圧値と、前記電流検出部及び電圧検出部が今回検出した電流値及び電圧値とに基づいて前記端子間電圧値を算出する
請求項２に記載の給電制御装置。
【請求項４】
前記電圧算出部は前記端子間電圧値を繰り返し算出し、
前記電圧算出部は、前記電流検出部及び電圧検出部が先行して検出した先行電流値及び先行電圧値と、前記電流検出部及び電圧検出部が今回検出した電流値及び電圧値と、先行して算出した先行端子間電圧値とに基づいて前記端子間電圧値を算出する
請求項３に記載の給電制御装置。
【請求項５】
自装置内の温度を検出する温度検出部と、
該温度検出部が検出した温度に基づいて前記閾値を算出する閾値算出部と
を備え、
前記判定部は、前記端子間電圧値が、該閾値算出部が算出した前記閾値以上であるか否かを判定する
請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の給電制御装置。
【請求項６】
スイッチの一端に接続された内部端子と、該内部端子に着脱可能に接続される外部端子との間の端子間電圧値が閾値以上であるか否かを判定するステップと、
前記端子間電圧値が前記閾値以上であると判定した場合に前記スイッチをオフに切替えるステップと
を含む給電制御方法。
【請求項７】
コンピュータに、
スイッチの一端に接続された内部端子と、該内部端子に着脱可能に接続される外部端子との間の端子間電圧値が閾値以上であるか否かを判定するステップと、
前記端子間電圧値が前記閾値以上であると判定した場合に前記スイッチのオフへの切替えを指示するステップと
を実行させるためのコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給電制御装置、給電制御方法及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、車両には、バッテリから電流が供給されるヒータ又はワイパー等の電気機器（負荷）が搭載されている。バッテリから負荷への給電は給電制御装置によって制御されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の給電制御装置は、バッテリから負荷への給電経路に設けられたスイッチを有する。このスイッチをオン又はオフに切替えることによって、バッテリから負荷への給電が制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１４３９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されているような従来の給電制御装置は、通常、スイッチの一端に接続されている内部端子を有し、この内部端子は、負荷の一端に接続されている外部端子と着脱可能に接続される。内部端子が外部端子に接続されている状態でスイッチがオンに切替わった場合、バッテリから負荷に電力が供給される。
【０００６】
バッテリから負荷に電力が供給されている間に内部端子及び外部端子の接続が外れた場合、内部端子及び外部端子間の端子間電圧値が上昇する。そして、端子間電圧値が高く、かつ、内部端子及び外部端子間の距離が短い場合、アーク放電が発生する虞がある。アーク放電が長期間発生し続けた場合、内部端子及び外部端子が焼損する。
【０００７】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、アーク放電によって生じる内部端子及び外部端子の焼損を防止することができる給電制御装置、給電制御方法及びコンピュータプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係る給電制御装置は、スイッチと、該スイッチの一端に接続され、外部端子に着脱可能に接続される内部端子と、前記内部端子及び外部端子間の端子間電圧値が閾値以上であるか否かを判定する判定部と、該判定部によって、前記端子間電圧値が前記閾値以上であると判定した場合に前記スイッチをオフに切替える切替え部とを備える。
【０００９】
本発明の一態様に係る給電制御方法は、スイッチの一端に接続された内部端子と、該内部端子に着脱可能に接続される外部端子と間の端子間電圧値が閾値以上であるか否かを判定するステップと、前記端子間電圧値が前記閾値以上であると判定した場合に前記スイッチをオフに切替えるステップとを含む。
【００１０】
本発明の一態様に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、スイッチの一端に接続された内部端子と、該内部端子に着脱可能に接続される外部端子との間の端子間電圧値が閾値以上であるか否かを判定するステップと、前記端子間電圧値が前記閾値以上であると判定した場合に前記スイッチのオフへの切替えを指示するステップとを実行させる。
【００１１】
なお、本発明を、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給電制御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、本発明を、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給電制御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】
【００１２】
上記の態様によれば、アーク放電によって生じる内部端子及び外部端子の焼損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【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】負荷側焼損防止処理の手順を示すフローチャートである。
【図３】負荷側焼損防止処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明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。
【００１５】
（１）本発明の一態様に係る給電制御装置は、スイッチと、該スイッチの一端に接続され、外部端子に着脱可能に接続される内部端子と、前記内部端子及び外部端子間の端子間電圧値が閾値以上であるか否かを判定する判定部と、該判定部によって、前記端子間電圧値が前記閾値以上であると判定した場合に前記スイッチをオフに切替える切替え部とを備える。
【００１６】
（２）本発明の一態様に係る給電制御装置は、前記スイッチを介して流れる電流の電流値を検出する電流検出部と、固定電位を基準とした前記内部端子の電圧値を検出する電圧検出部と、前記電流検出部が検出した電流値、及び、前記電圧検出部が検出した電圧値に基づいて前記端子間電圧値を算出する電圧算出部とを備え、前記判定部は、該電圧算出部が算出した前記端子間電圧値が前記閾値以上であるか否かを判定する。
【００１７】
（３）本発明の一態様に係る給電制御装置では、前記電流検出部及び電圧検出部は検出を繰り返し行い、前記電圧算出部は、前記電流検出部及び電圧検出部が先行して検出した先行電流値及び先行電圧値と、前記電流検出部及び電圧検出部が今回検出した電流値及び電圧値とに基づいて前記端子間電圧値を算出する。
【００１８】
（４）本発明の一態様に係る給電制御装置では、前記電圧算出部は前記端子間電圧値を繰り返し算出し、前記電圧算出部は、前記電流検出部及び電圧検出部が先行して検出した先行電流値及び先行電圧値と、前記電流検出部及び電圧検出部が今回検出した電流値及び電圧値と、先行して算出した先行端子間電圧値とに基づいて前記端子間電圧値を算出する。
【００１９】
（５）本発明の一態様に係る給電制御装置は、自装置内の温度を検出する温度検出部と、該温度検出部が検出した温度に基づいて前記閾値を算出する閾値算出部とを備え、前記判定部は、前記端子間電圧値が、該閾値算出部が算出した前記閾値以上であるか否かを判定する。
【００２０】
（６）本発明の一態様に係る給電制御方法は、スイッチの一端に接続された内部端子と、該内部端子に着脱可能に接続される外部端子との間の端子間電圧値が閾値以上であるか否かを判定するステップと、前記端子間電圧値が前記閾値以上であると判定した場合に前記スイッチをオフに切替えるステップとを含む。
【００２１】
（７）本発明の一態様に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、スイッチの一端に接続された内部端子と、該内部端子に着脱可能に接続される外部端子との間の端子間電圧値が閾値以上であるか否かを判定するステップと、前記端子間電圧値が前記閾値以上であると判定した場合に前記スイッチのオフへの切替えを指示するステップとを実行させる。
【００２２】
上記の一態様に係る給電制御装置、給電制御方法及びコンピュータプログラムにあっては、内部端子及び外部端子間の端子間電圧値が閾値以上であると判定した場合、内部端子及び外部端子間でアーク放電が発生している可能性があるとして、スイッチをオフに切替え、スイッチ及び内部端子を介した給電を停止する。これにより、アーク放電が長期間発生し続けることはないので、アーク放電によって生じる内部端子及び外部端子の焼損が防止される。
【００２３】
上記の一態様に係る給電制御装置にあっては、スイッチを介して流れる電流の電流値と、固定電位、例えば、接地電位を基準とした内部端子の電圧値とに基づいて、内部端子及び外部端子間の端子間電圧値を算出する。このため、装置外にある外部端子の電圧値を検出することなく、端子間電圧値を算出することが可能である。
【００２４】
上記の一態様に係る給電制御装置にあっては、電流値及び電圧値を繰り返し検出する。内部端子及び外部端子間の端子間電圧値の算出は、先行して検出した先行電流値及び先行電圧値と、今回検出した電流値及び電圧値とに基づく。このため、正確な端子間電圧値が算出される。
【００２５】
上記の一態様に係る給電制御装置にあっては、先行して検出した先行電流値及び先行電圧値、並びに、今回検出した電流値及び電圧値だけではなく、先行して算出した先行端子間電圧値にも基づいて、より正確な端子間電圧値を算出する。
【００２６】
上記の一態様に係る給電制御装置にあっては、自装置内の温度、例えば、内部端子周辺の温度を検出する。検出した温度に基づいて閾値を算出する。このため、スイッチをオフに切替えるタイミングが適切である。
【００２７】
［本発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係る給電制御装置の具体例を、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。
【００２８】
（実施形態１）
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、車両に好適に搭載され、給電制御装置１０、外部端子１０ａ，１０ｂ、バッテリ１１及び負荷１２を備える。バッテリ１１の正極は、外部端子１０ａに接続され、バッテリ１１の負極は接地されている。負荷１２の一端は、外部端子１０ｂに接続され、負荷１２の他端は接地されている。外部端子１０ａ，１０ｂは、給電制御装置１０に着脱可能に接続される。
【００２９】
外部端子１０ａ，１０ｂが給電制御装置１０に接続されている場合において、バッテリ１１は、給電制御装置１０を介して負荷１２に電力を供給する。負荷１２は、車両に搭載されている電気機器である。バッテリ１１から負荷１２に給電されている場合、負荷１２は作動する。バッテリ１１から負荷１２への給電が停止している場合、負荷１２は動作を停止する。
【００３０】
給電制御装置１０は、バッテリ１１から負荷１２への給電を制御する。給電制御装置１０には、負荷１２の駆動を指示する駆動信号と、負荷１２の動作の停止を指示する停止信号とが入力される。給電制御装置１０は、駆動信号が入力された場合、バッテリ１１の正極と、負荷１２の一端とを電気的に接続する。これにより、バッテリ１１が負荷１２に電力を供給し、負荷１２は作動する。給電制御装置１０は、停止信号が入力された場合、バッテリ１１の正極と、負荷１２の一端との接続を遮断し、バッテリ１１から負荷１２への給電を停止する。これにより、負荷１２は動作を停止する。
【００３１】
更に、給電制御装置１０は、自装置と外部端子１０ａとの間でアーク放電が発生している可能性がある場合、又は、自装置と外部端子１０ｂとの間でアーク放電が発生している可能性がある場合、バッテリ１１から負荷１２への給電を停止する。アーク放電が発生している場合において、バッテリ１１から負荷１２への給電が停止したとき、アーク放電は停止する。
【００３２】
給電制御装置１０は、内部端子２０ａ，２０ｂ、スイッチ２１、駆動回路２２、電圧検出部２３、電流センサ２４、温度検出部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。スイッチ２１はＮチャネル型のＦＥＴ(Field Effect Transistor)である。給電制御装置１０内では、内部端子２０ａは外部端子１０ａに着脱可能に接続され、内部端子２０ｂは外部端子１０ｂに着脱可能に接続される。
【００３３】
内部端子２０ａは、スイッチ２１のドレインに接続され、スイッチ２１のソースは内部端子２０ｂに接続されている。スイッチ２１のゲートは駆動回路２２に接続されている。内部端子２０ｂには、更に、電圧検出部２３が接続されている。電流センサ２４は、スイッチ２１のソースと、内部端子２０ｂとを接続する導線を囲繞している。駆動回路２２、電圧検出部２３、電流センサ２４及び温度検出部２５はマイコン２６に各別に接続されている。マイコン２６には、駆動信号及び停止信号が入力される。
【００３４】
スイッチ２１において、ソースの電位を基準としたゲートの電圧値が一定電圧値以上である場合、ドレイン及びソース間を電流が流れることが可能性である。このとき、スイッチ２１はオンである。内部端子２０ａ，２０ｂ夫々が外部端子１０ａ，１０ｂに接続されている場合において、スイッチ２１がオンであるとき、スイッチ２１は、バッテリ１１の正極と負荷１２の一端とを電気的に接続している。
【００３５】
スイッチ２１において、ソースの電位を基準としたゲートの電圧値が一定電圧値未満である場合、ドレイン及びソース間を電流が流れることはない。このとき、スイッチ２１はオフである。内部端子２０ａ，２０ｂ夫々が外部端子１０ａ，１０ｂに接続されている場合において、スイッチ２１がオフであるとき、スイッチ２１は、バッテリ１１の正極と負荷１２の一端との接続を遮断している。
【００３６】
マイコン２６は、駆動回路２２に、ハイレベル電圧又はローレベル電圧を出力している。マイコン２６から駆動回路２２に出力されている電圧がローレベル電圧からハイレベル電圧に切替わった場合、駆動回路２２は、接地電位を基準としたゲートの電圧値を上昇させる。駆動回路２２が接地電位を基準としたゲートの電圧値を上昇させた場合、スイッチ２１において、ソースの電位を基準としたゲートの電圧値が上昇し、スイッチ２１がオフからオンに切替わる。
接地電位は、固定された電位である固定電位の１つである。
【００３７】
マイコン２６から駆動回路２２に出力されている電圧がローレベル電圧からハイレベル電圧に切替わった場合、駆動回路２２は、接地電位を基準としたゲートの電圧値を低下させる。駆動回路２２が接地電位を基準としたゲートの電圧値を低下させた場合、スイッチ２１において、ソースの電位を基準としたゲートの電圧値が低下し、スイッチ２１がオンからオフに切替わる。
【００３８】
以上のように、給電制御装置１０の駆動回路２２は、接地電位を基準としたゲートの電圧値を調整することによってスイッチ２１をオン又はオフに切替える。駆動回路２２がスイッチ２１をオン又はオフに切替えることによって、内部端子２０ａ，２０ｂ及びスイッチ２１を介したバッテリ１１から負荷１２への給電が制御される。
【００３９】
電圧検出部２３は、接地電位を基準とした内部端子２０ｂの電圧値を繰り返し検出し、検出した検出電圧値Ｖｄを示す電圧情報をマイコン２６に出力する。
電流センサ２４は、スイッチ２１のドレイン及びソースを介して流れる電流の電流値を繰り返し検出し、検出した検出電流値Ｉｄを示す電流情報をマイコン２６に出力する。電流センサ２４は電流検出部として機能する。
温度検出部２５は、給電制御装置１０内の環境温度Ｔｃ、具体的には、内部端子２０ｂ周辺の温度を繰り返し検出し、検出した環境温度Ｔｃを示す温度情報をマイコン２６に出力する。
【００４０】
マイコン２６は、マイコン２６に入力された信号、電圧情報、電流情報及び温度情報に基づいて、駆動回路２２に出力している電圧をハイレベル電圧又はローレベル電圧に切替える。
【００４１】
マイコン２６は、入力部３０，３１，３２，３３、出力部３４、記憶部３５及び制御部３６を有する。これらは、バス３７に各別に接続されている。入力部３１は、更に、電圧検出部２３に接続されている。入力部３２は、更に、電流センサ２４に接続されている。入力部３３は温度検出部２５に接続されている。出力部３４は、更に、駆動回路２２に接続されている。
【００４２】
入力部３０には、駆動信号及び停止信号が入力される。入力部３０は、駆動信号又は停止信号が入力された場合、入力された信号を制御部３６に通知する。
電圧検出部２３から入力部３１に電圧情報が入力される。制御部３６は、入力部３１から電圧情報を取得する。制御部３６が取得した電圧情報が示す検出電圧値Ｖｄは、電圧情報の取得時点において電圧検出部２３が検出した検出電圧値Ｖｄと略一致する。
【００４３】
電流センサ２４から入力部３２に電流情報が入力される。制御部３６は、入力部３２から電流情報を取得する。制御部３６が取得した電流情報が示す検出電流値Ｉｄは、電流情報の取得時点において電流センサ２４が検出した検出電流値Ｉｄと略一致する。
温度検出部２５から入力部３３に温度情報が入力される。制御部３６は、入力部３３から温度情報を取得する。制御部３６が取得した温度情報が示す環境温度Ｔｃは、温度情報の取得時点において温度検出部２５が検出した環境温度Ｔｃと略一致する。
【００４４】
出力部３４はハイレベル電圧又はローレベル電圧を駆動回路２２に出力している。前述したように、駆動回路２２は、出力部３４が出力している電圧がローレベル電圧からハイレベル電圧に切替わった場合にスイッチ２１をオフからオンに切替え、出力部３４が出力している電圧がハイレベル電圧からローレベル電圧に切替わった場合にスイッチ２１をオンからオフに切替える。
【００４５】
制御部３６は、スイッチ２１のオン又はオフを出力部３４に指示する。制御部３６がスイッチ２１のオンを出力部３４に指示した場合、出力部３４は、駆動回路２２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。制御部３６がスイッチ２１のオフを出力部３４に指示した場合、出力部３４は、駆動回路２２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。
【００４６】
記憶部３５は、例えば、不揮発性メモリである。記憶部３５には、コンピュータプログラムＰ１が記憶されている。制御部３６は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)を有する。制御部３６のＣＰＵは、コンピュータプログラムＰ１を実行することによって、給電制御処理、バッテリ側焼損防止処理及び負荷側焼損防止処理を実行する。コンピュータプログラムＰ１は、制御部３６のＣＰＵに、給電制御処理、バッテリ側焼損防止処理及び負荷側焼損防止処理を実行させるためのコンピュータプログラムである。
【００４７】
給電制御処理は、バッテリ１１から負荷１２への給電を制御する処理である。バッテリ側焼損防止処理は、アーク放電によって、外部端子１０ａ及び内部端子２０ａが焼損されることを防止する処理である。負荷側焼損防止処理は、アーク放電によって、外部端子１０ｂ及び内部端子２０ｂが焼損されることを防止する処理である。
【００４８】
なお、コンピュータプログラムＰ１は、コンピュータが読み取り可能に、記憶媒体Ａ１に記憶されていてもよい。この場合、図示しない読み出し装置によって記憶媒体Ａ１から読み出されたコンピュータプログラムＰ１が記憶部３５に記憶される。記憶媒体Ａ１は、光ディスク、フレキシブルディスク、磁気ディスク、磁気光ディスク又は半導体メモリ等である。光ディスクは、ＣＤ（Compact Disc）−ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）−ＲＯＭ、又は、ＢＤ（Blu-ray(登録商標) Disc）等である。磁気ディスクは、例えばハードディスクである。また、図示しない通信網に接続されている図示しない外部装置からコンピュータプログラムＰ１をダウンロードし、ダウンロードしたコンピュータプログラムＰ１を記憶部３５に記憶してもよい。
【００４９】
制御部３６は給電制御処理を周期的に実行する。給電制御処理では、制御部３６は、入力部３０に駆動信号が入力されたか否かを判定する。制御部３６は、入力部３０に駆動信号が入力されたと判定した場合、出力部３４にスイッチ２１のオンを指示する。これにより、出力部３４は、駆動回路２２に出力している電圧をハイレベル電圧に切替え、駆動回路２２はスイッチ２１をオンに切替える。結果、バッテリ１１は負荷１２に電力を供給し、負荷１２は作動する。制御部３６は、出力部３４にスイッチ２１のオンを指示した後、給電制御処理を終了する。
【００５０】
制御部３６は、入力部３０に駆動信号が入力されていないと判定した場合、入力部３０に停止信号が入力されたか否かを判定する。制御部３６は、入力部３０に停止信号が入力されたと判定した場合、出力部３４にスイッチ２１のオフを指示する。これにより、出力部３４は、駆動回路２２に出力している電圧をローレベル電圧に切替え、駆動回路２２はスイッチ２１をオフに切替える。結果、バッテリ１１から負荷１２への給電が停止し、負荷１２は動作を停止する。制御部３６は、出力部３４にスイッチ２１のオフを指示した後、給電制御処理を終了する。
制御部３６は、入力部３０に停止信号が入力されていないと判定した場合、給電制御処理を終了する。
【００５１】
制御部３６はバッテリ側焼損防止処理を周期的に実行する。まず、制御部３６は、スイッチ２１がオンであるか否かを判定する。制御部３６は、スイッチ２１がオンであると判定した場合、入力部３１から電圧情報を取得し、取得した電圧情報が示す検出電圧値Ｖｄが基準電圧値未満であるか否かを判定する。基準電圧値は、一定値であり、予め設定されている。
【００５２】
スイッチ２１がオンである場合において、外部端子１０ａ及び内部端子２０ａが正常に接続されているとき、電圧検出部２３が検出する検出電圧値Ｖｄは、バッテリ１１の出力電圧値に略一致し、基準電圧値以上である。同様の場合において、外部端子１０ａ及び内部端子２０ａの接続が外れてアーク放電が発生したとき、外部端子１０ａ及び内部端子２０ａ間で大きな電圧降下が生じる。このとき、電圧検出部２３が検出する検出電圧値Ｖｄは基準電圧値未満である。
【００５３】
制御部３６は、取得した電圧情報が示す検出電圧値Ｖｄが基準電圧値未満であると判定した場合、外部端子１０ａ及び内部端子２０ａ間でアーク放電が発生している可能性があるとして、出力部３４にスイッチ２１のオフを指示する。これにより、出力部３４は、駆動回路２２に出力している電圧をローレベル電圧に切替え、駆動回路２２はスイッチ２１をオフに切替えるので、バッテリ１１から負荷１２への給電が停止する。外部端子１０ａ及び内部端子２０ａ間でアーク放電が発生している場合において、バッテリ１１から負荷１２への給電が停止したとき、アーク放電は停止する。
以上のことから、外部端子１０ａ及び内部端子２０ａ間でアーク放電が長期間発生し続けることはないので、外部端子１０ａ及び内部端子２０ａがアーク放電によって焼損することが防止される。
【００５４】
制御部３６は、出力部３４にスイッチ２１のオフを指示した後、バッテリ側焼損防止処理を終了する。その後、制御部３６は、給電制御処理、バッテリ側焼損防止処理及び負荷側焼損防止処理を実行せず、駆動回路２２はスイッチ２１のオフを維持する。
【００５５】
制御部３６は、スイッチ２１がオフであると判定した場合、又は、入力部３１から取得した電圧情報が示す検出電圧値Ｖｄが基準電圧値以上であると判定した場合、バッテリ側焼損防止処理を終了する。その後、次の周期が到来した場合、制御部３６は再びバッテリ側焼損防止処理を実行する。
【００５６】
図２及び図３は負荷側焼損防止処理の手順を示すフローチャートである。制御部３６は負荷側焼損防止処理を周期的に実行する。記憶部３５には、フラグの値が記憶されている。フラグの値は、制御部３６によって、ゼロ又は１に変更される。また、記憶部３５には、第１電圧値Ｖｓ１、第１電流値Ｉｓ１、第１対象値Ｖｔ１、第２電圧値Ｖｓ２、第２電流値Ｉｓ２及び第２対象値Ｖｔ２が記憶されている。これらの値は、制御部３６によって変更される。
【００５７】
負荷側焼損防止処理では、まず、制御部３６は、スイッチ２１がオンであるか否かを判定する（ステップＳ１）。制御部３６は、スイッチ２１がオンではない、即ち、スイッチ２１がオフであると判定した場合（Ｓ１：ＮＯ）、フラグの値をゼロに変更し（ステップＳ２）、負荷側焼損防止処理を終了する。
【００５８】
なお、ステップＳ２を実行する時点において、フラグの値がゼロであった場合、制御部３６は、ステップＳ２を実行することなく、負荷側焼損防止処理を終了する。
制御部３６は、スイッチ２１がオンではないと判定して負荷側焼損防止処理を終了した場合においては、次の周期が到来したとき、負荷側焼損防止処理を再び実行する。
【００５９】
制御部３６は、スイッチ２１がオンであると判定した場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、フラグの値がゼロであるか否かを判定する（ステップＳ３）。制御部３６は、フラグの値がゼロであると判定した場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、フラグの値を１に変更し（ステップＳ４）、入力部３１から電圧情報を取得する（ステップＳ５）。次に、制御部３６は、第１電圧値Ｖｓ１を、ステップＳ５で取得した電圧情報が示す検出電圧値Ｖｄに変更する（ステップＳ６）。
【００６０】
制御部３６は、ステップＳ６を実行した後、入力部３２から電流情報を取得する（ステップＳ７）。次に、制御部３６は、第１電流値Ｉｓ１を、ステップＳ７で取得した電流情報が示す検出電流値Ｉｄに変更する（ステップＳ８）。制御部３６は、ステップＳ８を実行した後、第１対象値Ｖｔ１をゼロＶに変更し（ステップＳ９）、負荷側焼損防止処理を終了する。
【００６１】
その後、次の周期が到来した場合、制御部３６は負荷側焼損防止処理を再び実行する。スイッチ２１がオンに維持されている状態で負荷側焼損防止処理が再び実行された場合、フラグの値が１であるため、ステップＳ４〜Ｓ９とは異なる処理が実行される。
以上のように、スイッチ２１がオンに切替わってから最初に実行される負荷側焼損防止処理では、フラグの値がゼロであるので、ステップＳ４〜Ｓ９が実行され、第１電圧値Ｖｓ１、第１電流値Ｉｓ１及び第１対象値Ｖｔ１が変更される。フラグの値が１であることは、実行中の負荷側焼損防止処理が、スイッチ２１がオンに切替わってから２回目以降に実行される負荷側焼損防止処理であることを意味する。
【００６２】
制御部３６は、フラグの値がゼロではない、即ち、フラグの値が１であると判定した場合（Ｓ３：ＮＯ）、入力部３１から電圧情報を取得する（ステップＳ１０）。次に、制御部３６は、第２電圧値Ｖｓ２を、ステップＳ１０で取得した電圧情報が示す検出電圧値Ｖｄに変更し（ステップＳ１１）、入力部３２から電流情報を取得する（ステップＳ１２）。次に、制御部３６は、第２電流値Ｉｓ２を、ステップＳ１２で取得した電流情報が示す検出電流値Ｉｄに変更する（ステップＳ１３）。
【００６３】
次に、制御部３６は、記憶部３５に記憶されている第１電流値Ｉｓ１、第１電圧値Ｖｓ１、第２電流値Ｉｓ２、第２電圧値Ｖｓ２及び第１対象値Ｖｔ１を下記の［１］式に代入することによって、外部端子１０ｂ及び内部端子２０ｂ間の端子間電圧値Ｖａを算出する（ステップＳ１４）。
Ｖａ＝Ｖｓ２−（Ｖｓ１・Ｉｓ２／Ｉｓ１）
＋（Ｖｔ１・Ｉｓ２／Ｉｓ１）・・・［１］
［１］式の導出の説明については後述する。「・」は積を表す。制御部３６は電圧算出部として機能する。
【００６４】
次に、制御部３６は、第２対象値Ｖｔ２を、ステップＳ１４で算出した端子間電圧値Ｖａに変更する（ステップＳ１５）。次に、制御部３６は、入力部３３から温度情報を取得し（ステップＳ１６）、取得した温度情報が示す環境温度Ｔｃを下記の［２］式に代入することによって閾値Ｖｔｈを算出する（ステップＳ１７）。制御部３６は閾値算出部としても機能する。
Ｖｔｈ＝√｛４・Ｌ・（（Ｔｍ2 ）−（Ｔｃ2 ））｝・・・［２］
【００６５】
ここで、Ｔｍは、外部端子１０ｂ及び内部端子２０ｂの接触点沸騰温度であり、外部端子１０ｂ及び内部端子２０ｂを構成する材料によって決まる値である。従って、接触点沸騰温度Ｔｍは一定である。外部端子１０ｂ及び内部端子２０ｂ夫々は銀、銅、タングステン又は炭素等の材料によって構成される。接触点沸騰温度Ｔｍは、外部端子１０ｂ及び内部端子２０ｂの接触面において沸騰が生じる温度である。閾値Ｖｔｈはアーク放電が発生する電圧値である。
【００６６】
Ｌは、ローレンツ定数であり、一定値である。従って、閾値Ｖｔｈは環境温度Ｔｃによって変動する。（２）式に示すように、環境温度Ｔｃが高い程、閾値Ｖｔｈは低く、環境温度Ｔｃが低い程、閾値Ｖｔｈは高い。［２］式はHolmの理論に基づいて導出される。
【００６７】
次に、制御部３６は、記憶部３５に記憶されている第２対象値Ｖｔ２が、ステップＳ１７で算出された閾値Ｖｔｈ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１８）。制御部３６は判定部としても機能する。
制御部３６は、第２対象値Ｖｔ２が閾値Ｖｔｈ未満であると判定した場合（Ｓ１８：ＮＯ）、第１電圧値Ｖｓ１を、記憶部３５に記憶されている第２電圧値Ｖｓ２と同じ値に変更し（ステップＳ１９）、第１電流値Ｉｓ１を、記憶部３５に記憶されている第２電流値Ｉｓ２と同じ値に変更する（ステップＳ２０）。次に、制御部３６は、第１対象値Ｖｔ１を第２対象値Ｖｔ２と同じ値に変更し（ステップＳ２１）、負荷側焼損防止処理を終了する。その後、次の周期が到来した場合、制御部３６は、負荷側焼損防止処理を再び実行する。
【００６８】
スイッチ２１がオンに維持されている状態で負荷側焼損防止処理が再び実行された場合、再び実行された負荷側焼損防止処理のステップＳ１４では、制御部３６は、前回の負荷側焼損防止処理のステップＳ１９〜Ｓ２１で変更された第１電圧値Ｖｓ１、第１電流値Ｉｓ１及び第１対象値Ｖｔ１に基づいて、端子間電圧値Ｖａを算出する。
【００６９】
制御部３６は、第２対象値Ｖｔ２が閾値Ｖｔｈ以上であると判定した場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）、出力部３４に、スイッチ２１のオフを指示する（ステップＳ２２）。これにより、出力部３４は、駆動回路２２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、駆動回路２２はスイッチ２１をオンからオフに切替える。これにより、バッテリ１１から負荷１２への給電が停止する。前述したように、外部端子１０ｂ及び内部端子２０ｂ間でアーク放電が発生している場合において、バッテリ１１から負荷１２への給電が停止した場合、アーク放電も停止する。駆動回路２２は切替え部として機能する。
【００７０】
制御部３６は、ステップＳ２２を実行した後、負荷側焼損防止処理を終了する。その後、制御部３６は、給電制御処理、バッテリ側焼損防止処理及び負荷側焼損防止処理を実行せず、駆動回路２２はスイッチ２１のオフを維持する。
【００７１】
前述したように、スイッチ２１がオンである場合、負荷側焼損防止処理には、電圧情報及び電流情報を取得する処理が必ず含まれる。また、前述したように、負荷側焼損防止処理は繰り返し実行される。電圧検出部２３は、電圧情報が取得されるタイミングで、電圧値を繰り返し検出し、電流センサ２４は、電流情報が取得されるタイミングで、電流値を繰り返し検出する。
【００７２】
また、スイッチ２１がオフからオンに切替わってから、２回目以降の負荷側焼損防止処理では、スイッチ２１がオフに切替わらない限り、ステップＳ１４が繰り返し実行され、制御部３６は、端子間電圧値Ｖａを繰り返し算出する。
【００７３】
次に、［１］式の導出について説明する。スイッチ２１がオンである状態で負荷側焼損防止処理が繰り返し実行されていると仮定する。この場合、第１電圧値Ｖｓ１及び第１電流値Ｉｓ１夫々は、前回の負荷側焼損防止処理で検出された検出電圧値Ｖｄ及び検出電流値Ｉｄである。また、第２電圧値Ｖｓ２及び第２電流値Ｉｓ２夫々は、今回の負荷側焼損防止処理で検出された検出電圧値Ｖｄ及び検出電流値Ｉｄである。
【００７４】
端子間電圧値Ｖａは、今回の負荷側焼損防止処理が実行された時点における端子電圧値である。前回の負荷側焼損防止処理が実行された時点における端子電圧値は、前回の負荷側焼損防止処理で算出された端子間電圧値、即ち、第１対象値Ｖｔ１である。
【００７５】
前回の負荷側焼損防止処理が実行された時点における負荷１２の両端間の電圧値は、第１電圧値Ｖｓ１から、端子間電圧値である第１対象値Ｖｔ１を減算することによって算出され、（Ｖｓ１−Ｖｔ１）によって表される。オームの法則により、前回の負荷側焼損防止処理が実行された時点における負荷１２の抵抗値ｒ１は、下記の［３］式で表される。
ｒ１＝（Ｖｓ１−Ｖｔ１）／Ｉｓ１・・・［３］
【００７６】
今回の負荷側焼損防止処理が実行された時点における負荷１２の両端間の電圧値は、第２電圧値Ｖｓ２から端子間電圧値Ｖａを減算することによって算出され、（Ｖｓ２−Ｖａ）によって表される。オームの法則により、今回の負荷側焼損防止処理が実行された時点における負荷１２の抵抗値ｒ２は、下記の［４］式で表される。
ｒ２＝（Ｖｓ２−Ｖａ）／Ｉｓ２・・・［４］
【００７７】
負荷側焼損防止処理は短い間隔で繰り返し実行される。このため、抵抗値ｒ１は抵抗値ｒ２と一致すると見なすことができる。抵抗値ｒ１が抵抗値ｒ２と一致するとみなした場合、［３］式及び［４］式から下記の［５］式が導出される。
（Ｖｓ２−Ｖａ）／Ｉｓ２＝（Ｖｓ１−Ｖｔ１）／Ｉｓ１・・・［５］
［５］式を端子間電圧値Ｖａについて展開することによって［１］式が導出される。
【００７８】
スイッチ２１がオフからオンに切替わってから最初に実行された負荷側焼損防止処理では、第１電圧値Ｖｓ１、第１電流値Ｉｓ１及び第１対象値Ｖｔ１が不適当であるため、端子間電圧値Ｖａを算出することができない。このため、最初に実行された負荷側焼損防止処理では、第１電圧値Ｖｓ１及び第１電流値Ｉｓ１を適切な値に変更し、外部端子１０ｂ及び内部端子２０ｂ間の端子間電圧値ＶａはゼロＶであると見なし、第１対象値Ｖｔ１をゼロＶに変更する。
【００７９】
以上のように構成された給電制御装置１０では、外部端子１０ｂ及び内部端子２０ｂ間の端子間電圧値Ｖａが閾値Ｖｔｈ以上であると制御部３６によって判定された場合、外部端子１０ｂ及び内部端子２０ｂ間でアーク放電が発生している可能性があるとして、駆動回路２２はスイッチ２１をオフに切替える。これにより、内部端子２０ａ，２０ｂ及びスイッチ２１を介した給電が停止する。結果、アーク放電が長期間発生し続けることはないので、アーク放電によって生じる外部端子１０ｂ及び内部端子２０ｂの焼損が防止される。
【００８０】
また、制御部３６は、電圧検出部２３が検出した検出電圧値Ｖｄ及び電流センサ２４が検出した検出電流値Ｉｄに基づいて端子間電圧値Ｖａを算出する。このため、給電制御装置１０の外側にある外部端子１０ｂの電圧値を検出することなく、端子間電圧値Ｖａを算出することができる。従って、外部端子１０ｂ及び負荷１２として用いられる外部端子及び負荷が変更された場合であっても、この外部端子を給電制御装置１０の内部端子２０ｂに接続するだけでよい。
【００８１】
更に、制御部３６は、先行して検出した先行電流値及び先行電圧値である第１電圧値Ｖｓ１及び第１電流値Ｉｓ１と、今回検出した電流値及び電圧値である第２電圧値Ｖｓ２及び第２電流値Ｉｓ２とに基づいて、端子間電圧値Ｖａを算出する。このため、正確な端子間電圧値Ｖａが算出される。
【００８２】
また、制御部３６は、第１電圧値Ｖｓ１、第１電流値Ｉｓ１、第２電圧値Ｖｓ２及び第２電流値Ｉｓ２だけではなく、前回の負荷側焼損防止処理で算出した端子間電圧値である第１対象値Ｖｔ１に基づいて、端子間電圧値Ｖａを算出する。このため、より正確な端子間電圧値Ｖａが算出される。
【００８３】
更に、制御部３６は、温度検出部２５が検出した環境温度Ｔｃに基づいて適切な閾値Ｖｔｈを算出する。このため、今回の負荷側焼損防止処理で算出した端子間電圧値である第２対象値Ｖｔ２が閾値Ｖｔｈ以上となるタイミング、即ち、駆動回路２２がスイッチ２１をオフに切替えるタイミングが適切である。
【００８４】
（実施形態２）
実施形態１において、制御部３６が端子間電圧値Ｖａを算出するために用いる式は［１］式に限定されない。
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てその説明を省略する。
【００８５】
実施形態１において、内部端子２０ｂに外部端子１０ｂが装着された段階では、外部端子１０ｂ及び内部端子２０ｂ間の端子間電圧値ＶａはゼロＶであると仮定している。そして、外部端子１０ｂ及び内部端子２０ｂ間でアーク放電が発生していない限り、外部端子１０ｂ及び内部端子２０ｂ間の端子間電圧値Ｖａは略ゼロＶである。その後、端子間電圧値Ｖａが閾値Ｖｔｈ以上となった場合、駆動回路２２はスイッチ２１をオフに維持する。スイッチ２１がオフに維持された後、制御部３６は負荷側焼損防止処理を実行することはない。
このため、第１対象値Ｖｔ１をゼロＶに近似してもよい。
【００８６】
この場合、制御部３６は、負荷側焼損防止処理において、ステップＳ９，Ｓ２１を実行することはない。具体的には、制御部３６は、ステップＳ８を実行した後、ステップＳ９を実行することなく、負荷側焼損防止処理を終了する。また、制御部３６は、ステップＳ２０を実行した後、ステップＳ２１を実行することなく、負荷側焼損防止処理を終了する。また、記憶部３５に第１対象値Ｖｔ１が記憶されている必要はない。
【００８７】
更に、制御部３６は、負荷側焼損防止処理のステップＳ１４では、記憶部３５に記憶されている第１電流値Ｉｓ１、第１電圧値Ｖｓ１、第２電流値Ｉｓ２及び第２電圧値Ｖｓ２を下記の［６］式に代入することによって、外部端子１０ｂ及び内部端子２０ｂ間の端子間電圧値Ｖａを算出する。
Ｖａ＝Ｖｓ２−（Ｖｓ１・Ｉｓ２／Ｉｓ１）・・・［６］
【００８８】
この場合、端子間電圧値Ｖａは、前回の負荷側焼損防止処理で算出した端子間電圧値によって変動せず、第１電流値Ｉｓ１、第１電圧値Ｖｓ１、第２電流値Ｉｓ２及び第２電圧値Ｖｓ２に基づく。
【００８９】
実施形態２における給電制御装置１０では、負荷側焼損防止処理を実行するための制御部３６の負荷が小さい。
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、第１電流値Ｉｓ１、第１電圧値Ｖｓ１、第２電流値Ｉｓ２及び第２電圧値Ｖｓ２だけはなく、第１対象値Ｖｔ１に基づいて端子間電圧値Ｖａを算出することによって得られる効果を除く他の効果を同様に奏する。
【００９０】
なお、実施形態１，２において、スイッチ２１は、Ｎチャネル型のＦＥＴに限定されず、Ｐチャネル型のＦＥＴ、バイポーラトランジスタ、又はリレー接点等であってもよい。
また、閾値Ｖｔｈは予め設定された一定値であってもよい。例えば、給電制御装置１０内の環境温度Ｔｃが略一定であると想定される場合には、閾値Ｖｔｈは、この環境温度Ｔｃを√｛４・Ｌ・（（Ｔｍ2 ）−（Ｔｃ2 ））｝に代入することによって算出される値に固定されてもよい。また、環境温度Ｔｃが変動する場合においても、例えば、閾値Ｖｔｈを√｛４・Ｌ・（（Ｔｍ2 ）−（Ｔｃ2 ））｝の下限値以下である値に固定してもよい。
【００９１】
更に、第１電流値Ｖｓ１は、前回の負荷側焼損防止処理で電圧検出部２３が検出した検出電流値Ｖｄに限定されず、先行して検出された検出電圧値Ｖｄであればよい。同様に、第１電流値Ｉｓ１は、前回の負荷側焼損防止処理で電流センサ２４が検出した検出電流値Ｉｄに限定されず、先行して検出された検出電流値Ｉｄであればよい。また、第２対象値Ｖｔ１も、前回の負荷側焼損防止処理で算出した端子間電圧値Ｖａに限定されず、先行して算出された端子間電圧値Ｖａであればよい。
【００９２】
更に、電流センサ２４は、電流検出部として機能すればよい。このため、電流センサ２４の構成は、導線を囲繞する構成に限定されず、例えば、スイッチ２１及び内部端子２０ｂに直列に接続される抵抗の両端間の電圧値を検出する構成であってもよい。オームの法則により、抵抗の両端間の電圧値は、スイッチ２１とこの抵抗とを介して流れる電流の電流値に比例する。
【００９３】
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】
【００９４】
１  電源システム
１０  給電制御装置
１０ａ，１０ｂ  外部端子
１１  バッテリ
１２  負荷
２０ａ，２０ｂ  内部端子
２１  スイッチ
２２  駆動回路（切替え部）
２３  電圧検出部
２４  電流センサ（電流検出部）
２５  温度検出部
２６  マイコン
３０，３１，３２，３３  入力部
３４  出力部
３５  記憶部
３６  制御部（判定部、電圧算出部、閾値算出部）
３７  バス
Ａ１  記憶媒体
Ｐ１  コンピュータプログラム
【図１】
2018157621.tif 000003
【図２】
2018157621.tif 000004
【図３】
2018157621.tif 000005