(57)【要約】      （修正有）【課題】負荷駆動回路で発生している不良の原因を適切に把握できる電力供給システムを提供する。【解決手段】電力供給システム１０は、電源６０と、外部負荷７０と、電源から外部負荷への電力供給ラインと、を含む負荷駆動回路に設けられ、電力供給ラインに設けられた半導体スイッチ３０と、半導体スイッチのオンとオフとを切り替える操作スイッチ２０と、半導体スイッチを制御する制御装置４０と、を備える。制御装置は、オフオン動作を実行するオフオン動作実行部４３と、オフオン動作実行部により実行されたオフオン動作の回数に基づいて、負荷駆動回路で不良が発生しているか否かを推定する不良推定部４７と、を含む。不良推定部は、第１のカウンタのカウント値が第１の閾値よりも大きく第２の閾値ＮＣ２以下である場合に、第１の不良であると推定し、第２のカウンタのカウント値が第２の閾値を超えた場合に、第２の不良であると推定する。【選択図】図１
2018148742.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源と、外部負荷と、前記電源から前記外部負荷への電力供給ラインと、を含む負荷駆動回路に設けられた電力供給システムであって、
前記電力供給ラインに設けられた半導体スイッチと、
前記半導体スイッチのオンとオフとを切り替える切替手段と、
前記半導体スイッチを制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記半導体スイッチの状態を検出する状態検出部と、
前記状態検出部の検出結果に基づいて、前記半導体スイッチの異常を判定する異常判定部と、
前記異常判定部により前記半導体スイッチの異常が判定された場合に、前記半導体スイッチをオフし、再度オンするオフオン動作を実行するオフオン動作実行部と、
前記オフオン動作実行部により実行された前記オフオン動作の回数をカウントする第１のカウンタ及び第２のカウンタと、
前記第１のカウンタのカウント値をリセットするカウンタリセット部と、
前記第１のカウンタのカウント値及び前記第２のカウンタのカウント値に基づいて、前記負荷駆動回路で不良が発生しているか否かを推定する不良推定部と、を含み、
前記カウンタリセット部は、前記第１のカウンタのカウント値が第１の閾値を超えた状態で、前記切替手段による前記半導体スイッチのオンからオフへの切り替えが行われたときに前記第１のカウンタのカウント値をリセットし、
前記不良推定部は、
前記第１のカウンタのカウント値が前記第１の閾値よりも大きく第２の閾値以下である場合に、前記負荷駆動回路で発生している不良が第１の不良であると推定し、
前記第２のカウンタのカウント値が前記第２の閾値を超えた場合に、前記負荷駆動回路で発生している不良が第２の不良であると推定し、
前記第２の閾値は、前記第１の閾値よりも大きい電力供給システム。
【請求項２】
請求項１に記載の電力供給システムであって、
前記第１の不良は、前記外部負荷の不良であり、
前記第２の不良は、前記半導体スイッチの不良である電力供給システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電力供給システムであって、
前記制御手段は、前記不良推定部が前記負荷駆動回路で発生している不良を前記第２の不良であると推定した後では、前記切替手段による前記半導体スイッチのオフからオンへの切り替えを禁止する駆動制御部をさらに含む電力供給システム。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載の電力供給システムであって、
前記不良推定部は、前記外部負荷に対する前記電源からの電力の供給が開始される前に、前記第１のカウンタのカウント値が前記第１の閾値よりも大きく前記第２の閾値以下である場合に、前記負荷駆動回路で発生している不良が前記半導体スイッチの不良であると推定す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、電力供給システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車載システムとして、電源及び負荷を接続する電線に介装され、該電線の温度が所定温度以上であるか否かに応じて前記負荷への通電を停止又は実行する半導体スイッチを備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この車載システムでは、半導体スイッチをショート等による過電流を防ぐためのヒューズとして用いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１１３９７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半導体スイッチは、異常を検知して、負荷駆動回路を遮断しても、異常が解消されると通電復帰できるので、繰り返して使用することができる。しかしながら、半導体スイッチには耐久回数が予め定められており、耐久回数を超えるまで半導体スイッチを継続して使用すると、半導体スイッチに不良が生じてしまう場合がある。このため、半導体スイッチが異常を検知して負荷駆動回路で不良を認知したとしても、当該不良の原因を把握することが難しくなるという問題がある。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、負荷駆動回路で発生している不良の原因を適切に把握でき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］本発明に係る電力供給システムは、電源と、外部負荷と、前記電源から前記外部負荷への電力供給ラインと、を含む負荷駆動回路に設けられ、前記電力供給ラインに設けられた半導体スイッチと、前記半導体スイッチのオンとオフとを切り替える切替手段と、前記半導体スイッチを制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記半導体スイッチの状態を検出する状態検出部と、前記状態検出部の検出結果に基づいて、前記半導体スイッチの異常を判定する異常判定部と、前記異常判定部により前記半導体スイッチの異常が判定された場合に、前記半導体スイッチをオフし、再度オンするオフオン動作を実行するオフオン動作実行部と、前記オフオン動作実行部により実行された前記オフオン動作の回数をカウントする第１のカウンタ及び第２のカウンタと、前記第１のカウンタのカウント値をリセットするカウンタリセット部と、前記第１のカウンタのカウント値及び前記第２のカウンタのカウント値に基づいて、前記負荷駆動回路で不良が発生しているか否かを推定する不良推定部と、を含み、前記カウンタリセット部は、前記第１のカウンタのカウント値が第１の閾値を超えた状態で、前記切替手段による前記半導体スイッチのオンからオフへの切り替えが行われたときに前記第１のカウンタのカウント値をリセットし、前記不良推定部は、前記第１のカウンタのカウント値が前記第１の閾値よりも大きく第２の閾値以下である場合に、前記負荷駆動回路で発生している不良が第１の不良であると推定し、前記第２のカウンタのカウント値が前記第２の閾値を超えた場合に、前記負荷駆動回路で発生している不良が第２の不良であると推定し、前記第２の閾値は、前記第１の閾値よりも大きい電力供給システムである。
【０００７】
［２］上記発明において、前記第１の不良は、前記外部負荷の不良であり、前記第２の不良は、前記半導体スイッチの不良であってもよい。
【０００８】
［３］上記発明において、前記制御手段は、前記不良推定部が前記負荷駆動回路で発生している不良を前記第２の不良であると推定した後では、前記切替手段による前記半導体スイッチのオフからオンへの切り替えを禁止する駆動制御部をさらに含んでいてもよい。
【０００９】
［４］上記発明において、前記不良推定部は、前記外部負荷に対する前記電源からの電力の供給が開始される前に、前記第１のカウンタのカウント値が前記第１の閾値よりも大きく前記第２の閾値以下である場合に、前記負荷駆動回路で発生している不良が前記半導体スイッチの不良であると推定してもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、負荷駆動回路で発生している不良の原因を適切に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態に係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、異常判定テーブル（その１）を示す図である。
【図３】図３は、異常判定テーブル（その２）を示す図である。
【図４】図４は、本発明の一実施の形態に係る電力供給システムの制御手順を示すフローチャートである。
【図５】図５は、図４のステップＳＴ２０の詳細なフローである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は本発明の一実施の形態に係る電力供給システムを示すブロック図、図２及び図３は異常判定テーブルを示す図である。なお、図１において、実線は電力線を示し、一点鎖線は信号線を示している。
【００１４】
この図１に示す電力供給システム１０は、例えば、車輌に搭載される電力供給システムであり、操作スイッチ２０からの駆動要求信号に基づいて、電力供給ラインを介して外部負荷７０に電源６０からの電力を供給する負荷駆動回路に設けられるものである。この電力供給システム１０は、図１に示すように、電力供給ラインに設けられた半導体スイッチ３０と、操作者の操作により半導体スイッチ３０のオンとオフとを切り替える操作スイッチ２０と、半導体スイッチ３０を制御する制御装置４０と、車輌ネットワークを介して操作装置８０と通信する通信装置５０と、を備えている。なお、電源６０は直流電源であり、例えば、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である。また、外部負荷７０は、車輌に搭載されるランプやモータ等である。
【００１５】
半導体スイッチ３０は、電源６０と外部負荷７０との間に電気的に接続されている。図中上側の半導体スイッチ３０の２次側には、２つの外部負荷７０が並列に接続されており、図中下側の半導体スイッチ３０の２次側には、１つの外部負荷７０が接続されている。なお、外部負荷７０の数や配置は、特に限定されない。
【００１６】
この半導体スイッチ３０は、スイッチング素子３１を含んでいる。スイッチング素子３１は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、又はＳｉＣ（シリコンカーバイド）パワーデバイス等の電圧制御型のトランジスタである。
【００１７】
なお、このような半導体スイッチ３０に代えて、半導体スイッチング素子を含み、当該半導体スイッチング素子の制御回路、加熱保護回路、及び／又は電流検出回路等を含むＩＰＤ（Intelligent Power Device）等のＩＣパッケージを用いてもよい。
【００１８】
制御装置４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器よび入出力インタフェース等を含んで構成されるマイクロコンピュータから構成されている。外部負荷７０の数や種類に応じて、複数の制御装置４０を配してもよい。この制御装置４０は、操作スイッチ２０からの駆動要求信号や、後述するオフオン動作実行部４３及び不良推定部４７からの制御信号に応じて、半導体スイッチ３０を制御している。
【００１９】
この制御装置４０は、図１に示すように、状態検出部４１と、異常判定部４２と、オフオン動作実行部４３と、第１のカウンタ４４と、第２のカウンタ４５と、カウンタリセット部４６と、不良推定部４７と、駆動制御部４８と、を含んでいる。
【００２０】
状態検出部４１は、半導体スイッチ３０の状態を検出する機能を有する。半導体スイッチ３０の状態は、半導体スイッチ３０を流れる電流値、半導体スイッチ３０の温度等の少なくとも一つのパラメータに基づいて得ることができる。この状態検出部４１は、検出結果（本実施形態では、検出電流Ｉ及び／又は検出温度Ｔ）を異常判定部４２に出力している。
【００２１】
異常判定部４２は、状態検出部４１の検出結果に基づいて、半導体スイッチ３０が異常であるか否かを判定している。例えば、異常判定部４２は、図２及び図３に示すような異常判定テーブルと状態検出部４１の検出結果とから、半導体スイッチ３０が異常であるか否かを判定している。異常判定テーブルは、例えば、メモリ（不図示）等に予め記憶されている。この異常判定部４２は、半導体スイッチ３０が異常であると判定した場合に、判定結果をオフオン動作実行部４３に出力している。なお、異常判定テーブルの半導体スイッチ３０の閾値電流ＩＣとは、例えば、オンしている半導体スイッチ３０を流れる電流値として正常な範囲の上限値である。また、半導体スイッチ３０の下限温度ＴＣ１とは、例えば、オンしている半導体スイッチ３０の温度の正常な範囲の下限値あり、上限温度ＴＣ２とは、例えば、オンしている半導体スイッチ３０の温度の正常な範囲の上限値である。
【００２２】
オフオン動作実行部４３は、異常判定部４２により半導体スイッチ３０の異常が判定された場合に、半導体スイッチ３０のオフオン動作を実行する。オフオン動作とは、オンされている半導体スイッチ３０をオフし、再度オンすることを言う。半導体スイッチ３０のオフオン動作を実行することで、半導体スイッチ３０で発生していた異常を一時的に解消することができる。例えば、半導体スイッチ３０を一時的にオフとすることで、半導体スイッチ３０で発生していた過電流を一時的に収束させることができる。また、半導体スイッチ３０を一時的にオフとすることで、半導体スイッチ３０で発生していた過昇温を一時的に収束させることができる。本実施形態では、オフオン動作実行部４３は、半導体スイッチ３０のオフオン動作の実行信号を駆動制御部４８に出力している。また、オフオン動作実行部４３は、半導体スイッチ３０のオフオン動作の実行信号を第１のカウンタ４４及び第２のカウンタ４５に出力している。
【００２３】
第１のカウンタ４４及び第２のカウンタ４５は、オフオン動作実行部４３からオフオン動作の実行信号を受け取り、半導体スイッチ３０のオフオン動作が実行された回数をカウントしている。この第１のカウンタ４４及び第２のカウンタ４５は、例えば、メモリ（不図示）に記憶されているカウント値Ｎ１，Ｎ２をそれぞれの初期値に設定し、オフオン動作実行部４３により半導体スイッチ３０のオフオン動作が実行される度に、それぞれのカウント値Ｎ１，Ｎ２を１インクリメントしている。
【００２４】
カウンタリセット部４６は、第１のカウンタ４４のカウント値Ｎ１が第１の閾値ＮＣ１を超えた状態で、操作スイッチ２０による半導体スイッチ３０のオンからオフへの切り替え（以下、半導体スイッチ３０のターンオフとも言う。）が行われたときに第１のカウンタ４４のカウント値Ｎ１をリセットする。具体的には、カウンタリセット部４６は、メモリに記憶された第１のカウンタ４４のカウント値Ｎ１を「０」に設定する。第１の閾値ＮＣ１については、後に説明する。
【００２５】
不良推定部４７は、第１のカウンタ４４のカウント値Ｎ１及び第２のカウンタ４５のカウント値Ｎ２に基づいて、負荷駆動回路に不良が発生しているか否かを推定している。具体的には、不良推定部４７は、第１のカウンタ４４のカウント値Ｎ１と第１の閾値ＮＣ１及び第２の閾値ＮＣ２とを比較し、第１のカウンタ４４のカウント値Ｎ１が第１の閾値ＮＣ１より大きく第２の閾値ＮＣ２以下である場合には、負荷駆動回路に発生している不良を外部負荷７０の不良（第１の不良）であると推定する。一方、第１のカウンタ４４のカウント値Ｎ１が第１の閾値ＮＣ１以下の場合には、車輌ノイズや突入電流等の一時的なショートといった軽微な異常が生じていると判断できるので、負荷駆動回路に不良は発生していないと推定する。
【００２６】
また、不良推定部４７は、第２のカウンタ４５のカウント値Ｎ２と第２の閾値ＮＣ２とを比較し、第２のカウンタ４５のカウント値Ｎ２が第２の閾値ＮＣ２を超えている場合には、負荷駆動回路に発生している不良が半導体スイッチ３０の不良（半導体スイッチ３０の寿命による不良、第２の不良）であると推定する。
【００２７】
本実施形態では、第１の閾値ＮＣ１は、外部負荷７０の不良を推定するための閾値であって、予め設定された値である。また、第２の閾値ＮＣ２は、半導体スイッチ３０の不良（特に、半導体スイッチ３０の寿命による不良）を推定するための閾値であって、予め設定された値である。例えば、第２の閾値ＮＣ２は、半導体スイッチ３０のオフオン動作の耐久回数である。このような第２の閾値ＮＣ２は、第１の閾値ＮＣ１よりも大きい値に設定されている。
【００２８】
また、不良推定部４７は、外部負荷７０に対する電源６０からの電力の供給が開始される前に、第１のカウンタ４４のカウント値Ｎ１が第１の閾値ＮＣ１よりも大きく第２の閾値ＮＣ２以下である場合には、負荷駆動回路に発生している不良を半導体スイッチ３０の不良（半導体スイッチ３０の寿命による不良以外の不良）であると推定する。不良推定部４７は、推定結果を駆動制御部４８に出力している。また、不良推定部４７は、推定結果を通信装置５０に出力している。
【００２９】
駆動制御部４８は、操作スイッチ２０からの駆動要求信号が入力されると、半導体スイッチ３０のゲート電極に駆動信号を出力する。これにより、半導体スイッチ３０のオフからオンへの切り替え（以下、半導体スイッチ３０のターンオンとも言う。）が行われる。また、駆動制御部４８は、操作スイッチ２０からの停止要求信号が入力されると、半導体スイッチ３０のゲート電極に対する駆動信号を停止する。これにより、半導体スイッチ３０のオンからオフへの切り替えが行われる。また、駆動制御部４８は、オフオン動作実行部４３からのオフオン動作の実行信号が入力されると、半導体スイッチ３０のゲート電極に対して駆動信号の停止及び出力を行う。また、駆動制御部４８は、不良推定部４７が負荷駆動回路に不良（本実施形態では、第１の不良及び第２の不良のいずれか一方）が生じていることを推定した場合には、半導体スイッチ３０のゲート電極に対して駆動信号を停止する（すなわち、駆動制御部４８は、半導体スイッチ３０を自動停止させる。）。
【００３０】
また、駆動制御部４８は、不良推定部４７が負荷駆動回路の不良が半導体スイッチ３０の不良（半導体スイッチ３０の寿命による不良）であると推定した後では、操作スイッチ２０による半導体スイッチ３０のオフからオンへの切り替えを禁止している。本実施形態では、駆動制御部４８は、後述する操作装置８０の操作部８２から半導体スイッチ３０の不良が解消されたことの指令（例えば、半導体スイッチ３０の交換作業が完了したことの指令）が通知されるまで、操作スイッチ２０による半導体スイッチ３０のオフからオンへの切り替えを禁止する。
【００３１】
通信装置５０は、制御装置４０から送られる負荷駆動回路の情報や、不良推定部４７からの推定結果を受信し、操作装置８０に送信している。また、通信装置５０は、操作装置８０からの操作信号を受信し、制御装置４０に送信している。通信装置５０と操作装置８０との通信プロトコルは、特に限定されないが、不意な改ざんを防止するため、これらの通信には暗号化通信を用いることが好ましい。
【００３２】
操作装置８０は、通信装置５０と通信する通信部８１と、操作者が操作を行うための操作部８２とを含んでいる。操作部８２は、例えば、表示パネル及びタッチパネルを含むタッチパネルディスプレイ（不図示）を有しており、表示パネルに表示される画像情報によって、各種情報を操作者に提供する。また、操作部８２は、タッチパネルを介して操作者の指示を受け取り、その指示内容を表示パネルに表示したり、その指示内容に応じた制御信号を通信部８１及び通信装置５０を介して制御装置４０に出力している。
【００３３】
次に、図４及び図５を用いて、本実施形態の電力供給システム１０の制御手順を説明する。以下の処理は、電力供給システム１０の制御装置４０内にインストールされた当該電力供給システム１０の制御プログラムによって実行される。図４は本発明の一実施の形態に係る電力供給システムの制御手順を示すフローチャート、図５は図４のステップＳＴ２０の詳細なフローである。
【００３４】
この図４に示す制御ルーチンは、外部負荷７０に対して電源６０の電力が供給されていない状態で実行される。まず、ステップＳＴ１０にて、操作者により操作スイッチ２０がオンされる。これにより、操作スイッチ２０から駆動制御部４８に駆動要求信号が出力され、駆動制御部４８から半導体スイッチ３０に対して駆動信号が出力され、ステップＳＴ２０にて半導体スイッチ３０のオフからオンへの切り替えが行われる。
【００３５】
次に、ステップＳＴ３０にて、半導体スイッチ３０が異常であるか否かを判定する。具体的には、状態検出部４１により取得された半導体スイッチ３０の状態が異常判定部４２に出力され、異常判定部４２は、得られた検出結果に基づいて、半導体スイッチ３０が異常であるか否かを判定する。異常判定部４２が半導体スイッチ３０を異常でないと判定した場合、ステップＳＴ４０に進み、外部負荷７０がオンする。一方、異常判定部４２が半導体スイッチ３０を異常であると判定した場合、ステップＳＴ１７０に進む。
【００３６】
外部負荷７０がオンすると、ステップＳＴ５０にて、半導体スイッチ３０が異常であるか否かを判定する。具体的には、状態検出部４１により取得された半導体スイッチ３０の状態が異常判定部４２に出力され、異常判定部４２は、得られた検出結果に基づいて、半導体スイッチ３０が異常であるか否かを判定する。異常判定部４２が半導体スイッチ３０を異常でないと判定した場合、ステップＳＴ１６０にて操作スイッチ２０がオフされるまで、ステップＳＴ５０を繰り返し、ステップＳＴ１６０にて、操作者により操作スイッチ２０がオフされた後に、電力供給システム１０の制御を終了する。一方、異常判定部４２が半導体スイッチ３０を異常であると判定した場合、ステップＳＴ６０に進む。
【００３７】
次に、ステップＳＴ６０にて、オフオン動作実行部４３が半導体スイッチ３０のオフオン動作を実行する。半導体スイッチ３０が一時的にオフとなることで、半導体スイッチ３０の異常が一時的に解消される。
【００３８】
次に、ステップＳＴ７０にて、第１のカウンタ４４のカウント値Ｎ１及び第２のカウンタ４５のカウント値Ｎ２をそれぞれ１インクリメントする。
【００３９】
次に、ステップＳＴ８０にて、不良推定部４７は、カウント値Ｎ１及びカウント値Ｎ２に基づいて、負荷駆動回路で不良が発生しているか否かを推定する。具体的には、不良推定部４７は、第１のカウンタ４４のカウント値Ｎ１と第１の閾値ＮＣ１及び第２の閾値ＮＣ２とを比較すると共に、第２のカウンタ４４のカウント値Ｎ２と第２の閾値ＮＣ２とを比較する。第１のカウンタ４４のカウント値Ｎ１が第１の閾値ＮＣ１よりも大きく第２の閾値ＮＣ２以下であるか、第２のカウンタ４５のカウント値Ｎ２が第２の閾値ＮＣ２を超えている場合には、不良推定部４７は、負荷駆動回路で不良が発生していると推定して、ステップＳＴ９０に進む。一方、第１のカウンタ４４のカウント値Ｎ１が第１の閾値ＮＣ１以下であり、且つ、第２のカウンタ４５のカウント値Ｎ２が第２の閾値ＮＣ２以下である場合には、不良推定部４７は、負荷駆動回路で不良は発生していないと推定して、ステップＳＴ５０に戻る。
【００４０】
ステップＳＴ９０では、ステップＳＴ８０において負荷駆動回路で不良が発生していることが推定されたため、半導体スイッチ３０を自動停止する。これにより、外部負荷７０に対する電源６０の電力の供給が停止する。
【００４１】
次に、ステップＳＴ１００にて、不良推定部４７は、第１のカウンタ４４のカウント値Ｎ１と第１の閾値ＮＣ１及び第２の閾値ＮＣ２とを比較する。第１のカウンタ４４のカウント値Ｎ１が第１の閾値ＮＣ１よりも大きく第２の閾値ＮＣ２以下の場合、半導体スイッチ３０のオフオン動作の実行回数が半導体スイッチ３０の耐久回数に達していない（Ｎ２＜ＮＣ２）にもかかわらず、負荷駆動回路で不良が発生していると判断できる。このため、ステップＳＴ１１０にて、不良推定部４７は、負荷駆動回路で発生している不良が外部負荷７０の不良であると推定する。そして、不良推定部４７からの推定結果を、通信装置５０及び通信部８１を介して操作部８２に出力する。操作部８２では、タッチパネルディスプレイに不良推定部４７からの推定結果が表示され、外部負荷７０の不良が報知される。これにより、操作者に対して、外部負荷７０の不良を解消するよう促すことができる。
【００４２】
そして、ステップＳＴ１２０にて、操作者により操作スイッチ２０がオフされたら、ステップＳＴ１３０にて、第１のカウンタ４４のカウント値Ｎ１をリセットして、電力供給システム１０の制御を終了する。
【００４３】
一方、第１のカウンタ４４のカウント値Ｎ１が第１の閾値ＮＣ１以下の場合、負荷駆動回路の不良は、半導体スイッチ３０のオフオン動作の実行回数が半導体スイッチ３０の耐久回数を超えた（Ｎ２＞ＮＣ２）ことで発生していると判断できる。このため、ステップＳＴ１４０にて、不良推定部４７は、負荷駆動回路で発生している不良が半導体スイッチ３０の不良（半導体スイッチ３０の寿命による不良）であると推定する。そして、不良推定部４７からの推定結果を、通信装置５０及び通信部８１を介して操作部８２に出力する。操作部８２では、タッチパネルディスプレイに不良推定部４７からの推定結果が表示され、半導体スイッチ３０の不良が報知される。これにより、操作者に対して、半導体スイッチ３０の不良を解消するように促すことができる。
【００４４】
そして、ステップＳＴ１５０にて、操作者により操作スイッチ２０がオフされたら、電力供給システム１０の制御を終了する。
【００４５】
次に、ステップＳＴ３０にて、半導体スイッチ３０が異常であると判定された場合について説明する。ステップＳＴ３０にて、半導体スイッチ３０が異常であると判定されると、ステップＳＴ１７０にて、オフオン動作実行部４３が半導体スイッチ３０のオフオン動作を実行して、半導体スイッチ３０の異常を一時的に解消する。
【００４６】
次に、ステップＳＴ１８０にて、第１のカウンタ４４のカウント値Ｎ１及び第２のカウンタ４５のカウント値Ｎ２をそれぞれ１インクリメントする。
【００４７】
次に、ステップＳＴ１９０にて、不良推定部４７は、カウント値Ｎ１及びカウント値Ｎ２に基づいて、負荷駆動回路で不良が発生しているか否かを推定する。具体的には、不良推定部４７は、第１のカウンタ４４のカウント値Ｎ１と第１の閾値ＮＣ１及び第２の閾値ＮＣ２とを比較すると共に、第２のカウンタ４４のカウント値Ｎ２と第２の閾値ＮＣ２とを比較する。第１のカウンタ４４のカウント値Ｎ１が第１の閾値ＮＣ１よりも大きく第２の閾値ＮＣ２以下であるか、第２のカウンタ４５のカウント値Ｎ２が第２の閾値ＮＣ２を超えている場合には、不良推定部４７は、負荷駆動回路で不良が発生していると推定して、ステップＳＴ２００に進む。一方、第１のカウンタ４４のカウント値Ｎ１が第１の閾値ＮＣ１以下であり、且つ、第２のカウンタ４５のカウント値Ｎ２が第２の閾値ＮＣ２以下である場合には、不良推定部４７は、負荷駆動回路で不良は発生していないと推定して、ステップＳＴ３０に戻る。
【００４８】
ステップＳＴ２００では、ステップＳＴ１９０において負荷駆動回路で不良が発生していることが推定されたため、半導体スイッチ３０を自動停止する。
【００４９】
次に、ステップＳＴ２１０にて、不良推定部４７は、第１のカウンタ４４のカウント値Ｎ１と第１の閾値ＮＣ１及び第２の閾値ＮＣ２とを比較する。第１のカウンタ４４のカウント値Ｎ１が第１の閾値ＮＣ１よりも大きく第２の閾値ＮＣ２以下の場合、半導体スイッチ３０のオフオン動作の実行回数が半導体スイッチ３０の耐久回数に達していない（Ｎ２＜ＮＣ２）にもかかわらず、負荷駆動回路で不良が発生していると判断できる。また、外部負荷がオンしていないにもかかわらず、負荷駆動回路で不良が発生していると判断できる。このため、ステップＳＴ２２０にて、不良推定部４７は、負荷駆動回路で発生している不良が半導体スイッチ３０の不良（半導体スイッチ３０の寿命による不良以外の不良）であると推定する。そして、不良推定部４７からの推定結果を、通信装置５０及び通信部８１を介して操作部８２に出力する。操作部８２では、タッチパネルディスプレイに不良推定部４７からの推定結果が表示され、半導体スイッチ３０の不良が報知される。これにより、操作者に対して、半導体スイッチ３０の不良を解消するよう促すことができる。
【００５０】
そして、ステップＳＴ２３０にて、操作者により操作スイッチ２０がオフされたら、ステップＳＴ２４０にて、第１のカウンタ４４のカウント値Ｎ１をリセットして、電力供給システム１０の制御を終了する。
【００５１】
一方、第１のカウンタ４４のカウント値Ｎ１が第１の閾値ＮＣ１以下の場合、負荷駆動回路に不良は、半導体スイッチ３０のオフオン動作の実行回数が半導体スイッチ３０の耐久回数を超えた（Ｎ２＞ＮＣ２）ことで発生していると判断できる。このため、ステップＳＴ２５０にて、不良推定部４７は、負荷駆動回路で発生している不良が半導体スイッチ３０の不良（半導体スイッチ３０の寿命による不良）であると推定する。そして、不良推定部４７からの推定結果を、通信装置５０及び通信部８１を介して操作部８２に出力する。操作部８２では、タッチパネルディスプレイに不良推定部４７からの推定結果が表示され、半導体スイッチ３０の不良が報知される。これにより、操作者に対して、半導体スイッチ３０の不良を解消するように促すことができる。
【００５２】
そして、ステップＳＴ２６０にて、操作者により操作スイッチ２０がオフされたら、電力供給システム１０の制御を終了する。
【００５３】
次に、ステップＳＴ１０にて、操作スイッチ２０をオンした際の制御ルーチンについて、図５を参照しながら詳細に説明する。操作者により操作スイッチ２０がオンされたら、ステップＳＴ１１にて、駆動制御部４８は、前回の半導体スイッチ３０のオンからオフへの切り替えが自動停止によるものであるか否かを判定する。前回の半導体スイッチ３０のオンからオフへの切り替えが自動停止によるものでない場合には、ステップＳＴ２０に進み、半導体スイッチ３０をオフからオンへと切り替える。
【００５４】
前回の半導体スイッチ３０のオンからオフへの切り替えが自動停止によるものである場合には、ステップＳＴ１２にて、不良推定部４７は、第１のカウンタ４４のカウント値Ｎ１と第１の閾値ＮＣ１及び第２の閾値ＮＣ２とを比較する。第１のカウンタ４４のカウント値Ｎ１が第１の閾値ＮＣ１よりも大きく第２の閾値ＮＣ２以下の場合、前回の半導体スイッチ３０の自動停止は、半導体スイッチ３０の寿命による不良以外の不良により行われたものと判断できる。この場合、ステップＳＴ１３にて、所定の解除操作が行われた後、ステップＳＴ２０にて、半導体スイッチ３０をオフからオンへと切り替える。
【００５５】
一方、第１のカウンタ４４のカウント値Ｎ１が第１の閾値ＮＣ１以下の場合、前回の半導体スイッチ３０の自動停止は、半導体スイッチ３０の寿命による不良により行われたものと判断できる。この場合、駆動制御部４８は、操作スイッチ２０による半導体スイッチ３０のオフからオンへの切り替えを禁止する。そして、不良推定部４７からの推定結果をタッチパネルディスプレイに表示して、操作者に対して、半導体スイッチ３０の不良を解消するように促す。
【００５６】
本実施形態の電力供給システム１０は、以下の効果を奏する。
【００５７】
従来の負荷駆動回路では、機械式のヒューズを用いることが一般的であった。この機械式ヒューズは、過電流等の異常が生じると溶断して、負荷駆動回路を安全に遮断するものであるが、溶断の都度ヒューズを交換する必要がある等、手間のかかるものであった。このため、近年では、機械式ヒューズに代わり、半導体スイッチをヒューズとして用いる、いわゆるｅヒューズを用いることに関心が集まっている。この半導体スイッチは、異常を検知して負荷駆動回路を遮断しても、異常が解消したら通電復帰して繰り返し使用することができるため、機械式ヒューズのように負荷駆動回路を遮断する都度ヒューズの交換作業を行う必要がない。しかしながら、この半導体スイッチには繰り返し使用できる耐久回数が定まっており、耐久回数を超えて継続して使用すると、半導体スイッチが故障するなどして、電力供給システムの安全を維持できない。また、半導体スイッチが異常を検知して負荷駆動回路の不良を認知しても、その不良の原因が負荷駆動回路のうち半導体スイッチに起因するのか、その他の構成（例えば、外部負荷の絶縁不良等）に起因するのか把握することが難しいという問題があった。
【００５８】
これに対し、本実施形態では、不良推定部４７により、カウンタリセット部４６により適宜リセットされる第１のカウンタ４４のカウント値Ｎ１と、第２のカウンタ４５のカウント値Ｎ２に基づいて、負荷駆動回路で不良が発生しているか否かを推定している。具体的には、第１のカウンタ４４のカウント値Ｎ１が第１の閾値ＮＣ１よりも大きく第２の閾値ＮＣ２以下である場合に、負荷駆動回路で発生している不良が外部負荷７０の不良であると推定し、第２のカウンタ４５のカウント値Ｎ２が第２の閾値ＮＣ２を超えた場合に、負荷駆動回路で発生している不良が半導体スイッチ３０の寿命による不良であると推定する。このように、負荷駆動回路の不良の原因となり易い半導体スイッチ３０と外部負荷７０とを、別々のカウンタを用いて監視していることで、負荷駆動回路に不良が生じたとしても、その原因を適切に把握することができる。
【００５９】
また、本実施形態では、不良推定部４７が負荷駆動回路で発生している不良を半導体スイッチ３０の寿命による不良であると推定した後では、操作者による操作スイッチ２０による半導体スイッチ３０のオフからオンへの切り替えを禁止している。これにより、重度の不良である半導体スイッチ３０の寿命による不良が生じた場合には、半導体スイッチ３０のターンオン操作を禁止して、操作者に半導体スイッチ３０を交換させて不良を解消するように促すことができる。一方で、本実施形態では、外部負荷７０の不良が生じた場合には、操作者による操作スイッチ２０による半導体スイッチ３２０のオフからオンへの切り替えを許容している。このように、外部負荷７０の不良といった軽度の不良の場合には、操作者の都合に応じて適宜不良の解消を図る機会を与えている。
【００６０】
また、本実施形態では、外部負荷７０に対する電源からの電力の供給が開始される前に、第１のカウンタのカウント値Ｎ１が第１の閾値ＮＣ１よりも大きく第２の閾値ＮＣ２以下である場合には、不良推定部４７が負荷駆動回路で発生している不良が半導体スイッチ３０の不良（半導体スイッチ３０の寿命による不良以外の不良）であると推定している。これにより、半導体スイッチ３０の寿命による不良以外の不良を早期に発見することができる。
【００６１】
本実施形態における「電力供給システム１０」が本発明における「電力供給システム」の一例に相当し、本実施形態における「半導体スイッチ３０」が本発明における「半導体スイッチ」の一例に相当し、本実施形態における「操作スイッチ２０」が本発明における「切替手段」の一例に相当し、本実施形態における「制御装置４０」が本発明における「制御手段」の一例に相当し、本実施形態における「状態検出部４１」が本発明における「状態検出部」の一例に相当し、本実施形態における「異常判定部４２」が本発明における「異常判定部」の一例に相当し、本実施形態における「オフオン動作実行部４３」が本発明における「オフオン動作実行部」の一例に相当し、本実施形態における「第１のカウンタ４４」が本発明における「第１のカウンタ」の一例に相当し、本実施形態における「第２のカウンタ４５」が本発明における「第２のカウンタ」の一例に相当し、本実施形態における「カウンタリセット部４６」が本発明における「カウンタリセット部」の一例に相当し、本実施形態における「不良推定部４７」が本発明における「不良推定部」の一例に相当し、本実施形態における「駆動制御部４８」が本発明における「駆動制御部」の一例に相当する。
【００６２】
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。
【００６３】
例えば、上述の実施形態では、半導体スイッチ３０の状態を、半導体スイッチ３０を流れる電流値、半導体スイッチ３０の温度等の少なくとも一つのパラメータに基づいて得ていたが、特にこれに限定されず、例えば、電力供給ラインの状態に基づいて半導体スイッチの状態を得てもよい。この電力供給ラインの状態とは、例えば、電力供給ラインのうち半導体スイッチ３０の２次側の電圧値に基づいて得ることができる。
【００６４】
また、例えば、制御装置４０は、不良推定部４７が負荷駆動回路で発生している不良が第１の不良であると推定した回数をカウントする第３のカウンタをさらに含んでいてもよい。この場合、例えば、第３のカウンタのカウント値と第３の閾値とを比較して、第３のカウンタのカウント値が第３の閾値を超えた場合には、操作者による操作スイッチ２０による半導体スイッチ３０のオフからオンへの切り替えを禁止してもよい。このように、第３のカウンタを設けることで、たとえ軽度の不良であっても複数回に亘り連続して発生している場合には、操作者に対して不良の解消を促すことで、電力供給システム１０の安全を維持することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１０…電力供給システム
２０…操作スイッチ
３０…半導体スイッチ
３１…スイッチング素子
４０…制御装置
４１…状態検出部
４２…異常判定部
４３…オフオン動作実行部
４４…第１のカウンタ
４５…第２のカウンタ
４６…カウンタリセット部
４７…不良推定部
４８…駆動制御部
５０…通信装置
６０…電源
７０…外部負荷
８０…操作装置
８１…通信部
８２…操作部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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