(57)【要約】【課題】１本のワイヤに複数の負荷が接続された場合、各負荷が任意のタイミングで起動したときにワイヤに流れるラッシュ電流を過電流として検出しないようにする。【解決手段】ワイヤハーネス２２にラッシュ電流等の電流が流れたとき、当該電流と過電流しきい値とを比較する過電流検出回路１５１、１５２をスイッチ回路１０に備える。また、各過電流検出回路１５１、１５２においてワイヤハーネス２２に流れる電流が過電流しきい値を超える時間を過電流タイマ１５１ｂ、１５２ｂでそれぞれ計測する。過電流しきい値は過電流検出回路１５１、１５２毎に異なり、当該過電流しきい値に応じて設定された過電流継続時間で計測時間がタイムアップしたときにはワイヤハーネス２２に過電流が流れているとしてスイッチング素子１２をオフする。【選択図】図１
2011109159.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される負荷（２３、２４）が複数個接続される１本のワイヤハーネス（２２）に接続されるスイッチング素子（１２）と、前記スイッチング素子（１２）をオン／オフ制御する制御回路（１７）と、を備え、
前記ワイヤハーネス（２２）に流れる過電流を検出する過電流検出機能を有したスイッチ回路であって、
第１過電流しきい値（ＴＨ１）とこの第１過電流しきい値（ＴＨ１）よりも小さい第２過電流しきい値（ＴＨ２）とが設定されたしきい値回路（１３）と、
前記ワイヤハーネス（２２）に流れる電流と前記第１過電流しきい値（ＴＨ１）とに基づいて、前記ワイヤハーネス（２２）に流れる電流が前記第１過電流しきい値（ＴＨ１）を超える時間を計測し、当該計測した時間が前記第１過電流しきい値（ＴＨ１）に対応する第１過電流継続時間（Ｔ１）に達したときに過電流を示す第１タイムアップ信号を出力する第１過電流検出回路（１５１）と、
前記ワイヤハーネス（２２）に流れる電流と前記第２過電流しきい値（ＴＨ２）とに基づいて、前記ワイヤハーネス（２２）に流れる電流が前記第２過電流しきい値（ＴＨ２）を超える時間を計測し、当該計測した時間が前記第１過電流継続時間（Ｔ１）よりも長い前記第２過電流しきい値（ＴＨ２）に対応する第２過電流継続時間（Ｔ２）に達したときに過電流を示す第２タイムアップ信号を出力する第２過電流検出回路（１５２）と、
前記第１タイムアップ信号および第２タイムアップ信号のうちいずれか一方または両方を入力すると、前記ワイヤハーネス（２２）に過電流が流れているとして前記制御回路（１７）に前記スイッチング素子（１２）をオフさせる過電流判定回路（１６）と、を備えていることを特徴とする過電流検出機能を有したスイッチ回路。
【請求項２】
前記しきい値回路（１３）は直列接続された複数の抵抗（Ｒ１〜Ｒ３）を備え、前記第１過電流しきい値（ＴＨ１）および前記第２過電流しきい値（ＴＨ２）に相当する電圧を前記複数の抵抗（Ｒ１〜Ｒ３）の分圧としてそれぞれ出力し、
前記第１過電流検出回路（１５１）は、
前記第１過電流しきい値（ＴＨ１）と前記ワイヤハーネス（２２）に流れる電流とを比較する第１コンパレータ（１５１ａ）と、
前記第１コンパレータ（１５１ａ）の比較結果が前記ワイヤハーネス（２２）に流れる電流が前記第１過電流しきい値（ＴＨ１）を超える場合の時間を計測し、当該計測時間が第１過電流継続時間（Ｔ１）に達してタイムアップしたときに第１タイムアップ信号を出力する第１過電流タイマ（１５１ｂ）と、を備え、
前記第２過電流検出回路（１５２）は、
前記第２過電流しきい値（ＴＨ２）と前記ワイヤハーネス（２２）に流れる電流とを比較する第２コンパレータ（１５２ａ）と、
前記第２コンパレータ（１５２ａ）の比較結果が前記ワイヤハーネス（２２）に流れる電流が前記第２過電流しきい値（ＴＨ２）を超える場合の時間を計測し、当該計測時間が第２過電流継続時間（Ｔ２）に達してタイムアップしたときに第２タイムアップ信号を出力する第２過電流タイマ（１５２ｂ）と、を備えていることを特徴とする請求項１に記載のスイッチ回路。
【請求項３】
前記第１コンパレータ（１５１ａ）の比較結果が前記ワイヤハーネス（２２）に流れる電流が前記第１過電流しきい値（ＴＨ１）を下回る場合、前記第１過電流タイマ（１５１ｂ）の時間計測をリセットする第１リセット回路（１５１ｃ）と、
前記第２コンパレータ（１５２ａ）の比較結果が前記ワイヤハーネス（２２）に流れる電流が前記第２過電流しきい値（ＴＨ２）を下回る場合、前記第２過電流タイマ（１５２ｂ）の時間計測をリセットする第２リセット回路（１５２ｃ）と、を備えていることを特徴とする請求項２に記載のスイッチ回路。
【請求項４】
車両に搭載される負荷（２３、２４）が複数個接続される１本のワイヤハーネス（２２）に接続されるスイッチング素子（１２）と、前記スイッチング素子（１２）をオン／オフ制御する制御回路（１７）と、を備え、
前記ワイヤハーネス（２２）に流れる過電流を検出する過電流検出機能を有したスイッチ回路であって、
第１過電流しきい値（ＴＨ１）とこの第１過電流しきい値（ＴＨ１）よりも小さい第２過電流しきい値（ＴＨ２）とが設定されたしきい値回路（１３）と、
前記ワイヤハーネス（２２）に流れる電流と前記第１過電流しきい値（ＴＨ１）とに基づいて、前記ワイヤハーネス（２２）に流れる電流が前記第１過電流しきい値（ＴＨ１）を超える比較結果を、前記第１過電流しきい値（ＴＨ１）に対応する第１周期毎に出力する第１過電流検出回路（１５１）と、
前記ワイヤハーネス（２２）に流れる電流と前記第２過電流しきい値（ＴＨ２）とに基づいて、前記ワイヤハーネス（２２）に流れる電流が前記第２過電流しきい値（ＴＨ２）を超える比較結果を、前記第２過電流しきい値（ＴＨ２）に対応すると共に前記第１周期よりも長い第２周期毎にそれぞれ出力する第２過電流検出回路（１５２）と、
前記第１過電流検出回路（１５１）および前記第２過電流検出回路（１５２）それぞれの出力をカウントし、カウントした合計値がカウントアップ値に達すると、前記ワイヤハーネス（２２）に過電流が流れているとして前記制御回路（１７）に前記スイッチング素子（１２）をオフさせるカウンタ（１６、１８）と、を備え、
前記第２過電流検出回路（１５２）は、前記第１過電流検出回路（１５１）から前記ワイヤハーネス（２２）に流れる電流が前記第１過電流しきい値（ＴＨ１）を超える比較結果を出力しているときには、前記ワイヤハーネス（２２）に流れる電流が前記第２過電流しきい値（ＴＨ２）を超える比較結果を出力しないことを特徴とする過電流検出機能を有したスイッチ回路。
【請求項５】
前記しきい値回路（１３）は直列接続された複数の抵抗（Ｒ１〜Ｒ３）を備え、前記第１過電流しきい値（ＴＨ１）に相当する第１過電流しきい値電圧（Ｖｔｈ１）および前記第２過電流しきい値（ＴＨ２）に相当する第２過電流しきい値電圧（Ｖｔｈ２）を前記複数の抵抗（Ｒ１〜Ｒ３）の分圧としてそれぞれ出力し、
前記第１過電流検出回路（１５１）は、
前記第１過電流しきい値（ＴＨ１）と前記ワイヤハーネス（２２）に流れる電流とを比較する第１コンパレータ（１５１ａ）と、
前記第１周期毎にパルスを出力する第１カウント時間変更回路（１５１ｄ）と、
前記第１コンパレータ（１５１ａ）から前記ワイヤハーネス（２２）に流れる電流が前記第１過電流しきい値（ＴＨ１）を超える比較結果を入力し、かつ、前記第１カウント時間変更回路（１５１ｄ）からパルスを入力した場合、前記ワイヤハーネス（２２）に流れる電流が前記第１過電流しきい値（ＴＨ１）を超える比較結果を出力する第１カウンタ時間選択回路（１５１ｅ）と、を備え、
前記第２過電流検出回路（１５２）は、
前記第２過電流しきい値（ＴＨ２）と前記ワイヤハーネス（２２）に流れる電流とを比較する第２コンパレータ（１５２ａ）と、
前記第２周期毎にパルスを出力する第２カウント時間変更回路（１５２ｄ）と、
前記第２コンパレータ（１５２ａ）から前記ワイヤハーネス（２２）に流れる電流が前記第２過電流しきい値（ＴＨ２）を超える比較結果を入力し、かつ、前記第２カウント時間変更回路（１５２ｄ）からパルスを入力した場合、前記ワイヤハーネス（２２）に流れる電流が前記第２過電流しきい値（ＴＨ２）を超える比較結果を出力する第２カウンタ時間選択回路（１５２ｅ）と、を備えており、
前記第２カウンタ時間選択回路（１５２ｅ）は、前記第１コンパレータ（１５１ａ）の比較結果を入力すると共に、前記第１コンパレータ（１５１ａ）から前記ワイヤハーネス（２２）に流れる電流が前記第１過電流しきい値（ＴＨ１）を超える比較結果を入力しているときには、前記ワイヤハーネス（２２）に流れる電流が前記第２過電流しきい値（ＴＨ２）を超える比較結果を出力しないことを特徴とする請求項４に記載のスイッチ回路。
【請求項６】
前記ワイヤハーネス（２２）に流れる電流が前記第１過電流しきい値（ＴＨ１）および前記第２過電流しきい値（ＴＨ２）を超えていない場合、前記カウンタ（１６、１８）がカウントした値をリセットするカウンタリセット条件判定回路（１９）を備えていることを特徴とする請求項４または５に記載のスイッチ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過電流検出機能を有したスイッチ回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、過電流検出機能を備えた装置が、例えば特許文献１、２で提案されている。これらの特許文献１、２では、負荷が起動したことによるラッシュ電流発生時に、例えば負荷を起動させるための駆動信号をトリガとして過電流検出しきい値をラッシュ電流よりも大きい値に切り替える。これにより、負荷の起動時に発生するラッシュ電流を過電流として検出しないようにする構成が提案されている。そして、負荷の起動後は時間の経過と共に過電流検出しきい値をラッシュ電流よりも小さい値に変更することにより、負荷の作動中における過電流検出を行う構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３６２５１６５号公報
【特許文献２】特許第３６５６４１２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、１本のワイヤに複数の負荷が接続され、各負荷に電源を供給するスイッチ回路において過電流を検出しようとする場合、各負荷がどのタイミングで起動するかは不明である。このため、複数の負荷のうちのいずれかの負荷が任意のタイミングでそれぞれ起動したことにより、各起動タイミングでワイヤにラッシュ電流が流れることになる。したがって、このラッシュ電流が過電流検出しきい値を超えると、当該ラッシュ電流が過電流として検出されてしまう可能性がある。
【０００５】
本発明は上記点に鑑み、１本のワイヤに複数の負荷が接続された場合、各負荷が任意のタイミングで起動したときにワイヤに流れるラッシュ電流を過電流として検出しないようにすることができる過電流検出機能を有したスイッチ回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、第１過電流しきい値（ＴＨ１）とこの第１過電流しきい値（ＴＨ１）よりも小さい第２過電流しきい値（ＴＨ２）とが設定されたしきい値回路（１３）と、ワイヤハーネス（２２）に流れる電流と第１過電流しきい値（ＴＨ１）とに基づいて、ワイヤハーネス（２２）に流れる電流が第１過電流しきい値（ＴＨ１）を超える時間を計測し、当該計測した時間が第１過電流しきい値（ＴＨ１）に対応する第１過電流継続時間（Ｔ１）に達したときに過電流を示す第１タイムアップ信号を出力する第１過電流検出回路（１５１）と、ワイヤハーネス（２２）に流れる電流と第２過電流しきい値（ＴＨ２）とに基づいて、ワイヤハーネス（２２）に流れる電流が第２過電流しきい値（ＴＨ２）を超える時間を計測し、当該計測した時間が第１過電流継続時間（Ｔ１）よりも長い第２過電流しきい値（ＴＨ２）に対応する第２過電流継続時間（Ｔ２）に達したときに過電流を示す第２タイムアップ信号を出力する第２過電流検出回路（１５２）と、を備えている。
【０００７】
また、第１タイムアップ信号および第２タイムアップ信号のうちいずれか一方または両方を入力すると、ワイヤハーネス（２２）に過電流が流れているとして制御回路（１７）にスイッチング素子（１２）をオフさせる過電流判定回路（１６）と、を備えていることを特徴とする。
【０００８】
これによると、負荷（２３、２４）の起動時に流れるラッシュ電流は負荷（２３、２４）の起動後に瞬時に流れる大きな電流であるため、ラッシュ電流が比較的小さい第２過電流しきい値（ＴＨ２）を超える時間は比較的長い第２過電流継続時間（Ｔ２）よりも短くなり、ラッシュ電流が比較的大きい第１過電流しきい値（ＴＨ１）を超える時間は比較的短い第１過電流継続時間（Ｔ１）よりも短くなる。このため、ワイヤハーネス（２２）に流れる電流が第２過電流しきい値（ＴＨ２）を超える時間が第２過電流継続時間（Ｔ２）に達する場合や電流が第１過電流しきい値（ＴＨ１）を超える時間が第１過電流継続時間（Ｔ１）に達する場合は、ワイヤハーネス（２２）に過電流が流れていると判定することができる。したがって、複数の負荷（２３、２４）がそれぞれ任意のタイミングで起動してワイヤハーネス（２２）にラッシュ電流が流れたとしても、当該ラッシュ電流を過電流として検出しないようにすることができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明のように、しきい値回路（１３）は直列接続された複数の抵抗（Ｒ１〜Ｒ３）を備え、第１過電流しきい値（ＴＨ１）および第２過電流しきい値（ＴＨ２）に相当する第１過電流しきい値電圧（Ｖｔｈ１）と第２過電流しきい値電圧（Ｖｔｈ２）を複数の抵抗（Ｒ１〜Ｒ３）の分圧としてそれぞれ出力することができる。
【００１０】
また、第１過電流検出回路（１５１）は、第１過電流しきい値（ＴＨ１）とワイヤハーネス（２２）に流れる電流とを比較する第１コンパレータ（１５１ａ）と、第１コンパレータ（１５１ａ）の比較結果がワイヤハーネス（２２）に流れる電流が第１過電流しきい値（ＴＨ１）を超える場合の時間を計測し、当該計測時間が第１過電流継続時間（Ｔ１）に達してタイムアップしたときに第１タイムアップ信号を出力する第１過電流タイマ（１５１ｂ）と、を備えたものとして構成することができる。
【００１１】
さらに、第２過電流検出回路（１５２）は、第２過電流しきい値（ＴＨ２）とワイヤハーネス（２２）に流れる電流とを比較する第２コンパレータ（１５２ａ）と、第２コンパレータ（１５２ａ）の比較結果がワイヤハーネス（２２）に流れる電流が第２過電流しきい値（ＴＨ２）を超える場合の時間を計測し、当該計測時間が第２過電流継続時間（Ｔ２）に達してタイムアップしたときに第２タイムアップ信号を出力する第２過電流タイマ（１５２ｂ）と、を備えたものとして構成することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、第１コンパレータ（１５１ａ）の比較結果がワイヤハーネス（２２）に流れる電流が第１過電流しきい値（ＴＨ１）を下回る場合、第１過電流タイマ（１５１ｂ）の時間計測をリセットする第１リセット回路（１５１ｃ）と、第２コンパレータ（１５２ａ）の比較結果がワイヤハーネス（２２）に流れる電流が第２過電流しきい値（ＴＨ２）を下回る場合、第２過電流タイマ（１５２ｂ）の時間計測をリセットする第２リセット回路（１５２ｃ）と、を備えていることを特徴とする。
【００１３】
これにより、ワイヤハーネス（２２）に異常な電流が流れ終わる度に、各過電流タイマ（１５１ｃ、１５２ｃ）をリセットすることができ、任意のタイミングで異常な電流が流れる度に各過電流しきい値（ＴＨ１、ＴＨ２）を超える時間を新たに計測することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明では、第１過電流しきい値（ＴＨ１）とこの第１過電流しきい値（ＴＨ１）よりも小さい第２過電流しきい値（ＴＨ２）とが設定されたしきい値回路（１３）と、ワイヤハーネス（２２）に流れる電流と第１過電流しきい値（ＴＨ１）とに基づいて、ワイヤハーネス（２２）に流れる電流が第１過電流しきい値（ＴＨ１）を超える比較結果を、第１過電流しきい値（ＴＨ１）に対応する第１周期毎に出力する第１過電流検出回路（１５１）と、ワイヤハーネス（２２）に流れる電流と第２過電流しきい値（ＴＨ２）とに基づいて、ワイヤハーネス（２２）に流れる電流が第２過電流しきい値（ＴＨ２）を超える比較結果を、第２過電流しきい値（ＴＨ２）に対応すると共に第１周期よりも長い第２周期毎にそれぞれ出力する第２過電流検出回路（１５２）と、第１過電流検出回路（１５１）および第２過電流検出回路（１５２）それぞれの出力をカウントし、カウントした合計値がカウントアップ値に達すると、ワイヤハーネス（２２）に過電流が流れているとして制御回路（１７）にスイッチング素子（１２）をオフさせるカウンタ（１６、１８）と、を備えている。
【００１５】
そして、第２過電流検出回路（１５２）は、第１過電流検出回路（１５１）からワイヤハーネス（２２）に流れる電流が第１過電流しきい値（ＴＨ１）を超える比較結果を出力しているときには、ワイヤハーネス（２２）に流れる電流が第２過電流しきい値（ＴＨ２）を超える比較結果を出力しないことを特徴とする。
【００１６】
これによると、ワイヤハーネス（２２）に流れる電流が各過電流しきい値（ＴＨ１、ＴＨ２）を超えている間の時間を各過電流検出回路（１５１、１５２）の出力のカウント値としてカウントしているので、カウント値が異常な電流を示すカウントアップ値に到達しなければ、負荷（２３、２４）に電源供給を開始したことにより瞬間的に流れるラッシュ電流を異常な電流として検出しないようにすることができる。したがって、任意のタイミングでワイヤハーネス（２２）にラッシュ電流が流れたとしても、当該ラッシュ電流を過電流として検出しないようにすることができる。
【００１７】
また、各過電流検出回路（１５１〜１５ｎ）に対して過電流タイマを設ける必要がないので、スイッチ回路の回路規模を小さくすることもできる。
【００１８】
そして、請求項５に記載の発明のように、しきい値回路（１３）は直列接続された複数の抵抗（Ｒ１〜Ｒ３）を備え、第１過電流しきい値（ＴＨ１）に相当する第１過電流しきい値電圧（Ｖｔｈ１）および第２過電流しきい値（ＴＨ２）に相当する第２過電流しきい値電圧（Ｖｔｈ２）を複数の抵抗（Ｒ１〜Ｒ３）の分圧としてそれぞれ出力することができる。
【００１９】
また、第１過電流検出回路（１５１）は、第１過電流しきい値（ＴＨ１）とワイヤハーネス（２２）に流れる電流とを比較する第１コンパレータ（１５１ａ）と、第１周期毎にパルスを出力する第１カウント時間変更回路（１５１ｄ）と、第１コンパレータ（１５１ａ）からワイヤハーネス（２２）に流れる電流が第１過電流しきい値（ＴＨ１）を超える比較結果を入力し、かつ、第１カウント時間変更回路（１５１ｄ）からパルスを入力した場合、ワイヤハーネス（２２）に流れる電流が第１過電流しきい値（ＴＨ１）を超える比較結果を出力する第１カウンタ時間選択回路（１５１ｅ）と、を備えた構成とすることができる。
【００２０】
さらに、第２過電流検出回路（１５２）は、第２過電流しきい値（ＴＨ２）とワイヤハーネス（２２）に流れる電流とを比較する第２コンパレータ（１５２ａ）と、第２周期毎にパルスを出力する第２カウント時間変更回路（１５２ｄ）と、第２コンパレータ（１５２ａ）からワイヤハーネス（２２）に流れる電流が第２過電流しきい値（ＴＨ２）を超える比較結果を入力し、かつ、第２カウント時間変更回路（１５２ｄ）からパルスを入力した場合、ワイヤハーネス（２２）に流れる電流が第２過電流しきい値（ＴＨ２）を超える比較結果を出力する第２カウンタ時間選択回路（１５２ｅ）と、を備え、第２カウンタ時間選択回路（１５２ｅ）は、第１コンパレータ（１５１ａ）の比較結果を入力すると共に、第１コンパレータ（１５１ａ）からワイヤハーネス（２２）に流れる電流が第１過電流しきい値（ＴＨ１）を超える比較結果を入力しているときには、ワイヤハーネス（２２）に流れる電流が第２過電流しきい値（ＴＨ２）を超える比較結果を出力しない構成とすることができる。
【００２１】
これにより、各過電流しきい値（ＴＨ１、ＴＨ２）のうち小さい過電流しきい値を超える電流が流れているときには、当該小さい過電流しきい値に対応した第２周期で第２過電流検出回路（１５２）の出力をカウントさせることができる。また、各過電流しきい値（ＴＨ１、ＴＨ２）のうち大きな過電流しきい値を超える電流が流れているときには、当該大きな過電流しきい値に対応した第１周期で第１過電流検出回路（１５１）の出力をカウントさせることができる。
【００２２】
請求項６に記載の発明では、ワイヤハーネス（２２）に流れる電流が第１過電流しきい値（ＴＨ１）および第２過電流しきい値（ＴＨ２）を超えていない場合、カウンタ（１６、１８）がカウントした値をリセットするカウンタリセット条件判定回路（１９）を備えていることを特徴とする。
【００２３】
これにより、ワイヤハーネス（２２）に異常な電流が流れ終わる度に、カウンタ（１６、１８）のカウント値をリセットすることができ、任意のタイミングで異常な電流が流れる度に新たにカウント値をカウントすることができる。
【００２４】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態に係るスイッチ回路を含んだ電源供給システムの全体図である。
【図２】スイッチ回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図３】スイッチ回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】スイッチ回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態に係るスイッチ回路を含んだ電源供給システムの全体図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係るスイッチ回路を含んだ電源供給システムの全体図である。
【図７】第３実施形態において、スイッチ回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００２７】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。本実施形態で示される過電流検出機能を備えたスイッチ回路は、例えば車両に搭載されるものであり、１本のワイヤハーネスに接続された複数の負荷に電源をそれぞれ供給する電源供給装置としての役割を果たすものである。また、スイッチ回路はワイヤハーネスに流れる過電流を検出する機能を備えている。
【００２８】
図１は、本実施形態に係るスイッチ回路を含んだ電源供給システムの全体図である。この図に示されるように、スイッチ回路１０は、バッテリ端子１０ａ、入力端子１０ｂ、グランド端子１０ｃ、および電源供給端子１０ｄを備えている。
【００２９】
バッテリ端子１０ａはバッテリ２０に接続され、バッテリ２０からスイッチ回路１０にバッテリ電源が供給される。入力端子１０ｂはスイッチ回路１０を動作させるための電源スイッチ２１に接続されている。グランド端子１０ｃは例えば車両のボディにグランド接続されている。また、電源供給端子１０ｄは、車両に搭載された１本のワイヤハーネス２２に接続されており、バッテリ端子１０ａに印加されたバッテリ電圧を当該ワイヤハーネス２２に印加する。
【００３０】
ワイヤハーネス２２にはスイッチＳＷ１、ＳＷ２を介して複数個の負荷２３、２４が接続されている。すなわち、スイッチＳＷ１と負荷２３とが直列接続され、スイッチＳＷ１がワイヤハーネス２２に接続されている。同様に、スイッチＳＷ２と負荷２４とが直列接続され、スイッチＳＷ２がワイヤハーネス２２に接続されている。これにより、各スイッチＳＷ１、ＳＷ２がオンすることで各負荷２３、２４にバッテリ電圧が印加されるようになっている。なお、負荷２３、２４として、例えば車両に搭載されたＬＥＤやランプ等が採用される。
【００３１】
スイッチ回路１０は、シャント抵抗１１、スイッチング素子１２、しきい値回路１３、クロック１４、第１過電流検出回路１５１、第２過電流検出回路１５２、過電流判定回路１６、および制御回路１７を備えている。
【００３２】
シャント抵抗１１は、バッテリ端子１０ａに接続された電流検出用の抵抗である。
【００３３】
スイッチング素子１２は、シャント抵抗１１と電源供給端子１０ｄとの間に接続されたスイッチとして機能する半導体素子である。スイッチング素子１２としては、パワーＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ、バイポーラトランジスタ等が採用される。また、スイッチング素子１２は電磁リレーでも良い。本実施形態では、スイッチング素子１２として、ｐチャネル型のＭＯＳＦＥＴが採用される。これによると、スイッチング素子１２のソースがシャント抵抗１１に接続され、ドレインが電源供給端子１０ｄに接続されている。また、スイッチング素子１２のゲートは制御回路１７に接続されている。
【００３４】
しきい値回路１３は、バッテリ端子１０ａの電圧を分圧することにより、複数の過電流しきい値を生成する回路である。「過電流しきい値」とは、ワイヤハーネス２２（つまりシャント抵抗１１）に流れる過電流を検出するためのしきい値である。このしきい値回路１３は、直列接続された複数の抵抗Ｒ１〜Ｒ３を備えている。
【００３５】
各抵抗Ｒ１〜Ｒ３のうちの抵抗Ｒ１はグランド端子１０ｃに接続され、抵抗Ｒ３はバッテリ端子１０ａに接続されている。これにより、各抵抗Ｒ１〜Ｒ３によってバッテリ端子１０ａのバッテリ電圧が分圧され、この分圧が過電流しきい値ＴＨ１、ＴＨ２に対応した過電流しきい値電圧として出力される。具体的に、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との接続点の電圧（Ｖｔｈ１）が第１過電流しきい値ＴＨ１に相当し、第２抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３との接続点の電圧（Ｖｔｈ２）が第１過電流しきい値ＴＨ１よりも小さい第２過電流しきい値ＴＨ２に相当する。
【００３６】
クロック１４は、クロック信号を生成するように構成された回路部である。クロック１４で生成されたクロック信号は第１過電流検出回路１５１および第２過電流検出回路１５２にそれぞれ出力される。
【００３７】
第１過電流検出回路１５１は、ワイヤハーネス２２に流れる電流と第１過電流しきい値ＴＨ１とを比較することによりワイヤハーネス２２に流れる過電流を検出するように構成された回路である。このような第１過電流検出回路１５１は、第１コンパレータ１５１ａと、第１過電流タイマ１５１ｂと、第１リセット回路１５１ｃと、を備えている。
【００３８】
第１コンパレータ１５１ａは、ワイヤハーネス２２に流れる電流と第１過電流しきい値ＴＨ１とを比較するものである。実際には、ワイヤハーネス２２に流れる電流は、シャント抵抗１１とスイッチング素子１２との接続点の電圧に置き換えられて第１過電流しきい値ＴＨ１と比較される。
【００３９】
したがって、第１コンパレータ１５１ａは、非反転入力端子にシャント抵抗１１とスイッチング素子１２との接続点の電圧を入力すると共に、反転入力端子にしきい値回路１３から第１過電流しきい値ＴＨ１に対応した第１過電流しきい値電圧Ｖｔｈ１を入力して両者を比較する。すなわち、第１コンパレータ１５１ａは第１過電流しきい値ＴＨ１とワイヤハーネス２２に流れる電流とを比較している。
【００４０】
そして、ワイヤハーネス２２に流れる電流が大きくなると、シャント抵抗１１とスイッチング素子１２との接続点の電圧が下がるため、当該接続点の電圧が第１過電流しきい値電圧Ｖｔｈ１を下回る。つまり、ワイヤハーネス２２に流れる電流が第１過電流しきい値ＴＨ１を超える。これにより、第１コンパレータ１５１ａはハイレベルの信号を出力する。
【００４１】
第１過電流タイマ１５１ｂは、ワイヤハーネス２２に流れる電流が第１過電流しきい値ＴＨ１を超える時間を計測するタイマである。すなわち、第１過電流タイマ１５１ｂは、第１コンパレータ１５１ａからハイレベルの信号を入力している間の時間をクロック１４から入力したクロック信号に基づいて計測する。そして、第１過電流タイマ１５１ｂは、当該計測時間が第１過電流しきい値ＴＨ１に対応する第１過電流継続時間に達してタイムアップしたときに第１タイムアップ信号を出力する。この第１タイムアップ信号はワイヤハーネス２２に過電流が流れていることを示すハイレベルの信号である。
【００４２】
第１リセット回路１５１ｃは、第１過電流タイマ１５１ｂの計測時間をリセットする回路である。この第１リセット回路１５１ｃはＮＯＴ回路として構成され、第１コンパレータ１５１ａの出力を反転して第１過電流タイマ１５１ｂに入力する。したがって、ワイヤハーネス２２に印加される電圧が第１過電流しきい値ＴＨ１を下回ることで第１コンパレータ１５１ａからローレベルの信号が出力されると、第１リセット回路１５１ｃは第１過電流タイマ１５１ｂにハイレベルの信号を出力して第１過電流タイマ１５１ｂの計測時間をリセットする。これにより、ワイヤハーネス２２に第１過電流しきい値ＴＨ１を超える電流が流れても、その電流が流れ終わる度に第１過電流タイマ１５１ｂの計測時間をリセットすることが可能となる。
【００４３】
第２過電流検出回路１５２は、ワイヤハーネス２２に流れる電流と第２過電流しきい値ＴＨ２とを比較することによりワイヤハーネス２２に流れる過電流を検出するように構成された回路である。この第２過電流検出回路１５２は、ワイヤハーネス２２に流れる電流を比較する対象が第２過電流しきい値ＴＨ２になっただけであり、構成は第１過電流検出回路１５１と同様である。
【００４４】
すなわち、第２過電流検出回路１５２は、第２コンパレータ１５２ａと、第２過電流タイマ１５２ｂと、第２リセット回路１５２ｃと、を備えて構成されている。
【００４５】
第２コンパレータ１５２ａは、ワイヤハーネス２２に流れる電流と第２過電流しきい値ＴＨ２とを比較するものである。すなわち、第２コンパレータ１５２ａは、非反転入力端子にワイヤハーネス２２に印加される電圧を入力すると共に、反転入力端子にしきい値回路１３から第２過電流しきい値ＴＨ２を入力して両者を比較してその比較結果を出力する。
【００４６】
第２過電流タイマ１５２ｂは、ワイヤハーネス２２に流れる電流が第２過電流しきい値ＴＨ２を超える時間を計測するタイマである。すなわち、第２過電流タイマ１５２ｂは、第２コンパレータ１５２ａからハイレベルの信号を入力する時間をクロック１４から入力したクロック信号に基づいて計測する。そして、第２過電流タイマ１５２ｂは当該計測時間が第１過電流継続時間よりも長い第２過電流しきい値ＴＨ２に対応する第２過電流継続時間に達してタイムアップしたときに過電流を示す第２タイムアップ信号を出力する。この第２タイムアップ信号はワイヤハーネス２２に過電流が流れていることを示すハイレベルの信号である。なお、以下では、第１過電流継続時間をＴ１とし、第２過電流継続時間をＴ２とする。
【００４７】
ここで、第２過電流継続時間Ｔ２を第１過電流継続時間Ｔ１よりも長く設定しているのは、負荷２３、２４の起動時にワイヤハーネス２２に流れるラッシュ電流が瞬時に流れる電流だからである。すなわち、ラッシュ電流の電流波形は凸状であり、当該電流波形において大きい電流値については当該電流波形の幅が狭くなる。つまり、当該大きい電流値についてラッシュ電流が継続して流れる時間は短い。一方、当該電流波形において小さい電流値については当該電流波形の幅が広くなる。つまり、当該小さい電流値についてラッシュ電流が継続して流れる時間は長くなる。このため、第１過電流しきい値ＴＨ１よりも小さい第２過電流しきい値ＴＨ２に対応した第２過電流継続時間Ｔ２を第１過電流継続時間Ｔ１よりも長くしている。これにより、ラッシュ電流を過電流として検出しないようにする。
【００４８】
また、第２リセット回路１５２ｃは、第２コンパレータ１５２ａからローレベルの信号が出力されると第２過電流タイマ１５２ｂの計測時間をリセットする回路である。この第２リセット回路１５２ｃは第１リセット回路１５１ｃと同様にＮＯＴ回路として構成される。
【００４９】
過電流判定回路１６は、ワイヤハーネス２２に過電流が流れている場合、制御回路１７にスイッチング素子１２をオフさせる回路である。この過電流判定回路１６は、ＯＲ回路として構成され、第１タイムアップ信号および第２タイムアップ信号のうちいずれか一方または両方を入力すると、ハイレベルの信号を出力する。
【００５０】
制御回路１７は、スイッチング素子１２をオン／オフ制御することにより、ワイヤハーネス２２にバッテリ電圧を印加するように構成された回路である。この制御回路１７は、電源スイッチ２１がオンされるとバッテリ電源に基づいて動作し、スイッチング素子１２をオンすることによって各負荷２３、２４にバッテリ電源を供給する。すなわち、制御回路１７は、スイッチング素子１２のゲート電圧を制御していると言える。
【００５１】
また、制御回路１７は、過電流判定回路１６からハイレベルの信号を入力すると、スイッチング素子１２をオフする。これにより、ワイヤハーネス２２に流れる過電流を遮断する。以上が、本実施形態に係るスイッチ回路１０および電源供給システムの全体構成である。
【００５２】
次に、上記のスイッチ回路１０の作動について、図２〜図４を参照して説明する。これら図２〜図４は、各負荷２３、２４を任意のタイミングでそれぞれオンしたときのタイミングチャートである。各タイミングチャートの横軸は時間を示し、縦軸はワイヤハーネス２２に流れる電流の電流値を示している。
【００５３】
まず、図２に示される場合について説明する。図２に示されるように、スイッチＳＷ１がオンされると、これに伴ってワイヤハーネス２２にラッシュ電流が流れる。このラッシュ電流は第２過電流しきい値ＴＨ２を超えるため、第２過電流検出回路１５２の第２過電流タイマ１５２ｂでワイヤハーネス２２に流れるラッシュ電流が第２過電流しきい値ＴＨ２を超える継続時間ｃ１が計測される。この継続時間ｃ１は第２過電流継続時間Ｔ２よりも短いため、第２過電流タイマ１５２ｂから第２タイムアップ信号は出力されない。
【００５４】
また、スイッチＳＷ１がオンされたことによって発生したラッシュ電流は第１過電流しきい値ＴＨ１を超えないため、第１過電流検出回路１５１の第１過電流タイマ１５１ｂで時間計測が行われることはなく、第１タイムアップ信号も出力されない。
【００５５】
したがって、過電流判定回路１６にはハイレベルの第１タイムアップ信号および第２タイムアップ信号は入力されないので、過電流判定回路１６はワイヤハーネス２２に過電流は流れていないと判定する。つまり、過電流判定回路１６はローレベルの信号を制御回路１７に出力する。
【００５６】
この後、任意のタイミングでスイッチＳＷ２がオンされると、ワイヤハーネス２２に再びラッシュ電流が流れる。このラッシュ電流は上記と同様に第２過電流しきい値ＴＨ２を超え、第１過電流しきい値ＴＨ１を超えない電流である。したがって、ラッシュ電流が第２過電流しきい値ＴＨ２を超える継続時間ｃ２が計測される。この継続時間ｃ２は第２過電流継続時間Ｔ２よりも短いため、第２過電流タイマ１５２ｂから第２タイムアップ信号は出力されない。もちろん、第１過電流タイマ１５１ｂから第１タイムアップ信号は出力されない。したがって、過電流判定回路１６はワイヤハーネス２２に過電流は流れていないと判定する。
【００５７】
上記のように、各スイッチＳＷ１、ＳＷ２がオンされた後、ワイヤハーネス２２に第１過電流しきい値ＴＨ１を超える電流が流れる。これにより、この電流が第２過電流しきい値ＴＨ２を超える継続時間ｃ３が第２過電流タイマ１５２ｂで計測されると共に、この電流が第１過電流しきい値ＴＨ１を超える継続時間ｂ１が第１過電流タイマ１５１ｂで計測される。
【００５８】
そして、継続時間ｃ３は第２過電流継続時間Ｔ２よりも短いため、第２過電流タイマ１５２ｂから第２タイムアップ信号は出力されないが、継続時間ｂ１は第１過電流継続時間Ｔ１に達してタイムアップしたため、第１過電流タイマ１５１ｂは第１タイムアップ信号を出力する。
【００５９】
これにより、過電流判定回路１６は第１タイムアップ信号が入力されたため、ワイヤハーネス２２に過電流が流れていると判定し、ハイレベルの信号を制御回路１７に出力する。制御回路１７は過電流判定回路１６からハイレベルの信号を入力したことにより、スイッチング素子１２をオフし、ワイヤハーネス２２に流れる過電流を遮断する。
【００６０】
次に、図３に示される場合について説明する。図３に示されるように、スイッチＳＷ１がオンされると、第２過電流しきい値ＴＨ２を超え、第１過電流しきい値ＴＨ１を超えないラッシュ電流がワイヤハーネス２２に流れる。この場合、第２過電流タイマ１５２ｂでラッシュ電流が第２過電流しきい値ＴＨ２を超える継続時間ｃ４が計測される。この継続時間ｃ４は第２過電流継続時間Ｔ２よりも短いため、上記と同様に、過電流判定回路１６にてワイヤハーネス２２に過電流は流れていないと判定される。
【００６１】
この後、任意のタイミングでスイッチＳＷ２がオンされると、ワイヤハーネス２２に第１過電流しきい値ＴＨ１を超えるラッシュ電流が流れる。この場合、第２過電流タイマ１５２ｂでラッシュ電流が第２過電流しきい値ＴＨ２を超える継続時間ｃ５が計測されると共に、第１過電流タイマ１５１ｂでラッシュ電流が第１過電流しきい値ＴＨ１を超える継続時間ｂ２が計測される。
【００６２】
継続時間ｃ５は第２過電流継続時間Ｔ２よりも短いため、第２過電流タイマ１５２ｂから第２タイムアップ信号は出力されない。また、継続時間ｂ２は第１過電流継続時間Ｔ１よりも短いため、第１過電流タイマ１５１ｂから第１タイムアップ信号は出力されない。したがって、過電流判定回路１６ではワイヤハーネス２２に過電流は流れていないと判定される。
【００６３】
各スイッチＳＷ１、ＳＷ２がオンされた後、ワイヤハーネス２２に第２過電流しきい値ＴＨ２を超えるが、第１過電流しきい値ＴＨ１を超えない電流が流れる。これにより、この電流が第２過電流しきい値ＴＨ２を超える継続時間ｃ６が第２過電流タイマ１５２ｂで計測されると共に、第１過電流タイマ１５１ｂでは計測は行われない。
【００６４】
そして、継続時間ｃ６は第２過電流継続時間Ｔ２に達してタイムアップしたため、第２過電流タイマ１５２ｂは第２タイムアップ信号を出力する。これにより、過電流判定回路１６には第２タイムアップ信号が入力されたため、ワイヤハーネス２２に過電流が流れていると判定し、制御回路１７にスイッチング素子１２をオフさせる。こうして、ワイヤハーネス２２に流れる過電流が遮断される。
【００６５】
続いて、図４に示される場合について説明する。図４に示されるように、スイッチＳＷ１がオンされると、第２過電流しきい値ＴＨ２を超え、第１過電流しきい値ＴＨ１を超えないラッシュ電流がワイヤハーネス２２に流れる。この場合、上記と同様に、第２過電流タイマ１５２ｂでラッシュ電流が第２過電流しきい値ＴＨ２を超える継続時間ｃ７が計測される。この継続時間ｃ７は第２過電流継続時間Ｔ２よりも短いため、上記と同様に、過電流判定回路１６にてワイヤハーネス２２に過電流は流れていないと判定される。
【００６６】
また、スイッチＳＷ１がオンされた後、任意のタイミングでスイッチＳＷ２がオンされると、ワイヤハーネス２２に第１過電流しきい値ＴＨ１を超えるラッシュ電流が流れる。この場合、上記と同様に、第２過電流タイマ１５２ｂでラッシュ電流が第２過電流しきい値ＴＨ２を超える継続時間ｃ８が計測されると共に、第１過電流タイマ１５１ｂでラッシュ電流が第１過電流しきい値ＴＨ１を超える継続時間ｂ３が計測される。
【００６７】
継続時間ｃ８は第２過電流継続時間Ｔ２よりも短く、継続時間ｂ３は第１過電流継続時間Ｔ１よりも短いため、第２過電流タイマ１５２ｂから第２タイムアップ信号は出力されず、第１過電流タイマ１５１ｂから第１タイムアップ信号は出力されない。したがって、過電流判定回路１６ではワイヤハーネス２２に過電流は流れていないと判定される。
【００６８】
この後、図４に示されるように、ワイヤハーネス２２に第２過電流しきい値ＴＨ２を一定時間超えた後に第１過電流しきい値ＴＨ１を超える電流が流れる。この場合、第２過電流タイマ１５２ｂでこの電流が第２過電流しきい値ＴＨ２を超える継続時間ｃ９が計測されると共に、第１過電流タイマ１５１ｂでこの電流が第１過電流しきい値ＴＨ１を超える継続時間ｂ４が計測される。
【００６９】
継続時間ｂ４は第１過電流継続時間Ｔ１よりも短いため、第１過電流タイマ１５１ｂから第１タイムアップ信号は出力されない。しかし、継続時間ｃ９は第２過電流継続時間Ｔ２に達してタイムアップしたため、第２過電流タイマ１５２ｂは第２タイムアップ信号を出力する。したがって、過電流判定回路１６ではワイヤハーネス２２に過電流が流れていると判定され、制御回路１７によりスイッチング素子１２がオフされる。こうして、ワイヤハーネス２２に流れる過電流が遮断される。
【００７０】
以上説明したように、本実施形態では、ワイヤハーネス２２にラッシュ電流等の電流が流れたとき、各過電流しきい値ＴＨ１、ＴＨ２を超える時間をそれぞれ計測して各過電流しきい値ＴＨ１、ＴＨ２に応じて設定された各過電流継続時間Ｔ１、Ｔ２でタイムアップしたときにはワイヤハーネス２２に過電流が流れているとしてスイッチング素子１２をオフすることが特徴となっている。これにより、各負荷２３、２４がそれぞれ任意のタイミングで起動してワイヤハーネス２２にラッシュ電流が流れたとしても、当該ラッシュ電流を過電流として検出しないようにすることができる。
【００７１】
（第２実施形態）
本実施形態では、主に第１実施形態と異なる部分について説明する。上記第１実施形態では、ワイヤハーネス２２に流れる電流と２つの過電流しきい値とをそれぞれ比較していたが、本実施形態では複数の過電流しきい値を設定し、各過電流しきい値とワイヤハーネス２２に流れる電流とを比較する構成としたことが特徴となっている。
【００７２】
図５は、本実施形態に係るスイッチ回路１０を含んだ電源供給システムの全体図である。なお、スイッチ回路１０に備えられたシャント抵抗１１、スイッチング素子１２、クロック１４、過電流判定回路１６、および制御回路１７は上記第１実施形態で示されたものと同じである。
【００７３】
図５に示されるように、しきい値回路１３は、複数の抵抗Ｒ１〜Ｒｎ＋１を備え、各抵抗の接続点の過電流しきい値電圧（Ｖｔｈ１〜Ｖｔｈｎ）が過電流しきい値にそれぞれ設定されている。したがって、第１過電流しきい値ＴＨ１から第ｎ過電流しきい値ＴＨｎまでの各過電流しきい値ＴＨ１〜ＴＨｎが順に値が小さくなるように設定されている。
【００７４】
また、スイッチ回路１０は、第１〜第ｎ過電流検出回路１５１〜１５ｎを備えている。各過電流検出回路１５１〜１５ｎは、しきい値回路１３の各過電流しきい値ＴＨ１〜ＴＨｎにそれぞれ対応して設けられている。そして、各過電流検出回路１５１〜１５ｎの構成については、上記第１実施形態で示された構成と同じである。すなわち、各過電流検出回路１５１〜１５ｎの各過電流タイマ１５１ｂ〜１５ｎｂには、各過電流しきい値が順に値が小さくなることに伴って時間が長くなる第１〜第ｎ過電流継続時間Ｔ１〜Ｔｎがそれぞれ設定されている。
【００７５】
さらに、過電流判定回路１６には、各過電流検出回路１５１〜１５ｎから第１〜第ｎタイムアップ信号のうちのいずれかが入力されるようになっている。このため、過電流判定回路１６は、第１〜第ｎタイムアップ信号のうちの少なくとも１つの信号を入力すると、ワイヤハーネス２２に過電流が流れているとして、制御回路１７にスイッチング素子１２をオフさせる。
【００７６】
以上のように、複数の過電流しきい値を設定することにより、過電流検出の精度を向上させることができる。すなわち、ワイヤハーネス２２に流れる電流が、ラッシュ電流であるのかまたは過電流であるのかを精度良く検出することができる。
【００７７】
（第３実施形態）
本実施形態では、主に第１、第２実施形態と異なる部分について説明する。上記第２実施形態では、過電流検出精度を向上させるべく、過電流検出回路１５１〜１５ｎを複数設けていた。この場合、ｎ個のコンパレータや過電流タイマが必要になるため、スイッチ回路１０の回路規模が大きくなってしまう。
【００７８】
そこで、本実施形態では、当該スイッチ回路１０に過電流検出回路を複数設けたとしても回路規模が大きくならない構成としたことが特徴となっている。
【００７９】
図６は、本実施形態に係るスイッチ回路１０を含んだ電源供給システムの全体図である。なお、スイッチ回路１０に備えられたしきい値回路１３の構成は第２実施形態で示されたものと同じである。すなわち、しきい値回路１３は直列接続された複数の抵抗Ｒ１〜Ｒｎ＋１の分圧により、第１過電流しきい値ＴＨ１から第ｎ過電流しきい値ＴＨｎまでの各過電流しきい値が順に値が小さくなるように第１過電流しきい値電圧Ｖｔｈ１から第ｎ過電流しきい値電圧Ｖｔｈｎの電圧が設定されている。また、スイッチ回路１０に備えられたシャント抵抗１１、スイッチング素子１２、クロック１４、および制御回路１７は第１実施形態で示されたものと同じである。
【００８０】
図６に示されるように、スイッチ回路１０は、複数の過電流検出回路１５１〜１５ｎ、過電流判定回路１６、カウンタ１８、およびカウンタリセット条件判定回路１９を備えている。
【００８１】
本実施形態に係る過電流検出回路１５１〜１５ｎは各過電流しきい値ＴＨ１〜ＴＨｎ毎に設けられると共に、各過電流しきい値ＴＨ１〜ＴＨｎに対応して値が順に大きくなる周期がそれぞれ設定されている。そして、ワイヤハーネス２２に流れる電流と対応する過電流しきい値ＴＨ１〜ＴＨｎとに基づいて、ワイヤハーネス２２に流れる電流が当該過電流しきい値ＴＨ１〜ＴＨｎを超える比較結果を当該過電流しきい値ＴＨ１〜ＴＨｎに対応する周期毎にそれぞれ出力するようになっている。
【００８２】
このような過電流検出回路１５１〜１５ｎは、コンパレータ１５１ａ〜１５ｎａと、カウント時間変更回路１５１ｄ〜１５ｎｄと、カウンタ時間選択回路１５１ｅ〜１５ｎｅと、を備えている。
【００８３】
各コンパレータ１５１ａ〜１５ｎａは、第２実施形態と同様に、過電流検出回路１５１〜１５ｎにそれぞれ対応した過電流しきい値ＴＨ１〜ＴＨｎとワイヤハーネス２２に流れる電流とを比較するものである。
【００８４】
カウント時間変更回路１５１ｄ〜１５ｎｄは、過電流検出回路１５１〜１５ｎに対応した周期毎にパルスを出力する回路である。ここで、「パルス」とはハイレベルの信号である。具体的に、カウント時間変更回路１５１ｄ〜１５ｎｄは、クロック１４から入力したクロック信号を用いて過電流検出回路１５１〜１５ｎに対応した第１〜第ｎ周期のパルスを生成する。したがって、カウント時間変更回路１５１ｄ〜１５ｎｄは、クロック信号を分周する分周回路であると言える。
【００８５】
カウンタ時間選択回路１５１ｅ〜１５ｎｅは、カウント時間変更回路１５１ｄ〜１５ｎｄの出力に基づいてコンパレータ１５１ａ〜１５ｎａの出力を過電流検出回路１５１〜１５ｎから出力する回路である。具体的には、カウンタ時間選択回路１５１ｅ〜１５ｎｅは、コンパレータ１５１ａ〜１５ｎａからワイヤハーネス２２に流れる電流が過電流しきい値ＴＨ１〜ＴＨｎを超える比較結果を入力し、かつ、カウント時間変更回路１５１ｄ〜１５ｎｄからパルスを入力した場合、ワイヤハーネス２２に流れる電流が過電流しきい値ＴＨ１〜ＴＨｎを超える比較結果を出力する。
【００８６】
このようなカウンタ時間選択回路１５１ｅ〜１５ｎｅは、例えばＡＮＤ回路により構成される。例えば、最も値が大きい第１過電流しきい値ＴＨ１に対応した第１カウンタ時間選択回路１５１ｅは、１つのＡＮＤ回路１５１ｆを備えて構成されている。
【００８７】
これによると、ＡＮＤ回路１５１ｆは、第１コンパレータ１５１ａからハイレベルの信号を入力し、かつ、第１カウント時間変更回路１５１ｄからパルスを入力した場合、ハイレベルの信号を出力する。
【００８８】
一方、第２過電流しきい値ＴＨ２に対応した第２カウンタ時間選択回路１５２ｅは、２つのＡＮＤ回路１５２ｆ、１５２ｇを備えて構成されている。このうちのＡＮＤ回路１５２ｆは、第１コンパレータ１５１ａの出力を反転した信号と第２コンパレータ１５２ａの出力信号とをそれぞれ入力する。したがって、ＡＮＤ回路１５２ｆは、第１コンパレータ１５１ａの出力がローレベルの信号であり、かつ、第２コンパレータ１５２ａの出力がハイレベルの信号の場合、ハイレベルの信号を出力する。また、ＡＮＤ回路１５２ｇは、ＡＮＤ回路１５２ｆからハイレベルの信号を入力し、かつ、第２カウント時間変更回路１５２ｄからパルスを入力した場合、ハイレベルの信号を出力する。
【００８９】
以上によると、第２カウンタ時間選択回路１５２ｅは、第１過電流検出回路１５１からハイレベルの信号が出力されない場合に自己の比較結果、つまりワイヤハーネス２２に流れる電流が第２過電流しきい値ＴＨ２を超えるという比較結果を出力できる。
【００９０】
また、第３過電流しきい値ＴＨ３に対応した第３カウンタ時間選択回路１５３ｅは、２つのＡＮＤ回路１５３ｆ、１５３ｇを備えて構成されている。ＡＮＤ回路１５３ｆは、第１コンパレータ１５１ａおよび第２コンパレータ１５２ａの出力をそれぞれ反転した信号と第３コンパレータ１５３ａの出力信号とをそれぞれ入力する。したがって、ＡＮＤ回路１５３ｆは、第１コンパレータ１５１ａおよび第２コンパレータ１５２ａの出力がローレベルの信号であり、かつ、第３コンパレータ１５３ａの出力がハイレベルの信号の場合、ハイレベルの信号を出力する。また、ＡＮＤ回路１５３ｇは、ＡＮＤ回路１５３ｆからハイレベルの信号を入力し、かつ、第３カウント時間変更回路１５３ｄからパルスを入力した場合、ハイレベルの信号を出力する。
【００９１】
このような構成がＡＮＤ回路１５ｎｆおよびＡＮＤ回路１５ｎｇを備えた第ｎカウンタ時間選択回路１５ｎｅまで設けられている。以上によると、各過電流しきい値ＴＨ１〜ＴＨｎのうちの１つの過電流しきい値に対応した過電流検出回路は、当該１つの過電流しきい値よりも大きい過電流しきい値に対応した過電流検出回路がワイヤハーネス２２に流れる電流が当該大きい過電流しきい値を超えないという比較結果を出力しているときにのみ、ワイヤハーネス２２に流れる電流が１つの過電流しきい値を超える比較結果を当該過電流検出回路に対応した周期毎に出力していると言える。
【００９２】
これを、２つの過電流しきい値について言い換えると、２つの過電流しきい値のうちの小さい過電流しきい値を超える電流がワイヤハーネス２２に流れているときには、当該小さい過電流しきい値に対応した長い周期で当該小さい過電流しきい値に対応した過電流検出回路から当該比較結果を出力する。一方、２つの過電流しきい値のうちの大きな過電流しきい値を超える電流が流れているときには、当該大きな過電流しきい値に対応した短い周期で当該大きな過電流しきい値に対応した過電流検出回路からワイヤハーネス２２に流れる電流が大きな過電流しきい値を超えるという比較結果を出力し、小さい過電流しきい値に対応した過電流検出回路からはワイヤハーネス２２に流れる電流が小さい過電流しきい値を超えるという比較結果を出力しない。
【００９３】
過電流判定回路１６は、各過電流検出回路１５１〜１５ｎからハイレベルの信号を入力した場合、ハイレベルの信号をカウンタ１８に出力する。各過電流検出回路１５１〜１５ｎからハイレベルの信号が入力されたと言うことは、ワイヤハーネス２２に通常とは異なる電流が流れているからである。
【００９４】
カウンタ１８は、過電流判定回路１６から入力されるハイレベルの信号の数をカウントし、カウントした合計値がカウントアップ値に達すると、ワイヤハーネス２２に過電流が流れているとして制御回路１７にスイッチング素子１２をオフさせる回路である。
【００９５】
カウンタリセット条件判定回路１９は、予め決められた条件に従ってカウンタ１８のカウント値をリセットする回路である。「予め決められた条件」とは、各コンパレータ１５１ａ〜１５ｎａすべてからワイヤハーネス２２に流れる電流が過電流しきい値ＴＨ１〜ＴＨｎを超えていないという比較結果を入力した場合である。すなわち、各コンパレータ１５１ａ〜１５ｎａからハイレベルの信号が出力されなくなったということであり、各コンパレータ１５１ａ〜１５ｎａの出力がすべてローレベルの信号となれば、ワイヤハーネス２２に異常な電流が流れていないもしくは流れ終わったということである。この条件を満たす場合、過電流検出は行わないので、カウンタリセット条件判定回路１９はカウンタ１８がカウントしたカウンタ値をリセットする。以上が、本実施形態に係るスイッチ回路１０の構成である。
【００９６】
次に、本実施形態に係るスイッチ回路１０の作動について、図７に示されるタイミングチャートを参照して説明する。なお、以下では、スイッチ回路１０に第１〜第３過電流検出回路１５１〜１５３が備えられた場合の動作について説明する。
【００９７】
スイッチＳＷ１がオンされると、これに伴ってワイヤハーネス２２にラッシュ電流が流れる。このラッシュ電流は、時点Ｕ１で第３過電流しきい値ＴＨ３を超える。これにより、図７に示されるように、第３コンパレータ１５３ａがハイレベルの信号を出力する。また、ラッシュ電流は第２過電流しきい値ＴＨ２および第１過電流しきい値ＴＨ１を超えていないので、第２コンパレータ１５２ａおよび第１コンパレータ１５１ａはローレベルの信号を出力する。
【００９８】
これにより、第３過電流検出回路１５３の第３カウンタ時間選択回路１５３ｅは、第３カウント時間変更回路１５３ｄから出力されるパルスに従って第３周期でハイレベルの信号を出力する。そして、過電流判定回路１６は第３過電流検出回路１５３から第３周期でハイレベルの信号を入力したことにより、カウンタ１８にハイレベルの信号を第３周期で出力する。したがって、カウンタ１８は過電流判定回路１６から第３周期で入力されるハイレベルの信号の数をカウントしていく。
【００９９】
なお、第１コンパレータ１５１ａからカウンタリセット条件判定回路１９にハイレベルの信号が入力されているので、カウンタ１８のカウント値がリセットされることはない。
【０１００】
次に、ラッシュ電流が時点Ｕ２で第２過電流しきい値ＴＨ２を超えると、図７に示されるように、第２コンパレータ１５２ａがハイレベルの信号を出力する。この場合、第３コンパレータ１５３ａもハイレベルの信号を出力しているが、第２コンパレータ１５２ａがハイレベルの信号を出力したことにより、第３カウンタ時間選択回路１５３ｅのＡＮＤ回路１５３ｆからハイレベルの信号が出力されなくなるので、第２カウンタ時間選択回路１５２ｅのみが第２周期でハイレベルの信号を出力する。これにより、カウンタ１８は過電流判定回路１６を介して入力される第２周期のハイレベルの信号を、先にカウントしたカウント値に加算していく。
【０１０１】
この後、時点Ｕ３でラッシュ電流が第２過電流しきい値ＴＨ２を下回ると、スイッチ回路１０は時点Ｕ１と時点Ｕ２との間の動作と同じ動作を行う。すなわち、カウンタ１８は過電流判定回路１６から第３周期で入力されるハイレベルの信号を、先にカウントしたカウント値に加算していく。
【０１０２】
そして、時点Ｕ４でラッシュ電流が第３過電流しきい値ＴＨ３を下回る。この時点Ｕ４におけるカウント値はカウントアップ値に到達していないので、制御回路１７によりスイッチング素子１２がオフされることはない。また、第１〜第３コンパレータ１５１ａ〜１５３ａのすべてのコンパレータからローレベルの信号が出力されるので、カウンタリセット条件判定回路１９によりカウンタ１８のカウント値がリセットされる。
【０１０３】
続いて、任意のタイミングでスイッチＳＷ２がオンされると、時点Ｖ１でラッシュ電流が第３過電流しきい値ＴＨ３を超える。また、時点Ｖ１後の時点Ｖ２でラッシュ電流が第２過電流しきい値ＴＨ２を超える。これにより、時点Ｖ１と時点Ｖ２との間は上記の時点Ｕ１と時点Ｕ２との間と同じ動作によりカウンタ１８がカウントを行う。また、時点Ｖ２と時点Ｖ３との間は上記の時点Ｕ２と時点Ｕ３との間と同じ動作によりカウンタ１８がカウント値を加算していく。
【０１０４】
この後、時点Ｖ３でラッシュ電流が第１過電流しきい値ＴＨ１を超えると、図７に示されるように、第１コンパレータ１５１ａがハイレベルの信号を出力する。この場合、第３コンパレータ１５３ａおよび第２コンパレータ１５２ａもハイレベルの信号を出力しているが、第１コンパレータ１５１ａがハイレベルの信号を出力したことにより、第３カウンタ時間選択回路１５３ｅのＡＮＤ回路１５３ｆおよび第２カウンタ時間選択回路１５２ｅのＡＮＤ回路１５２ｆからそれぞれハイレベルの信号が出力されなくなる。このため、第１カウンタ時間選択回路１５１ｅのみが第１周期でハイレベルの信号を出力する。これにより、カウンタ１８は過電流判定回路１６を介して入力される第１周期のハイレベルの信号を、先にカウントしたカウント値に加算していく。
【０１０５】
ここで、第１周期は第３周期よりも短い周期であるので、異常な電流が第１過電流しきい値ＴＨ１を超える時間が長くなるほど、カウンタ１８におけるカウント値の上昇割合は高くなる。すなわち、第３周期におけるカウント値の傾きが最も小さく、第１周期におけるカウント値の傾きが最も大きくなる。しかしながら、ラッシュ電流が第１過電流しきい値ＴＨ１を超えている時間は短いため、カウンタ１８におけるカウント値の傾きが大きくても、カウントされるカウント値の合計値が急激に増加することはない。
【０１０６】
ラッシュ電流が最大値に達すると、ラッシュ電流は急激に減少していく。まず、時点Ｖ４でラッシュ電流が第１過電流しきい値ＴＨ１を下回る。これにより、ラッシュ電流が第２過電流しきい値ＴＨ２を超えた状態となるので、上記の時点Ｖ２と時点Ｖ３との間と同じ動作が行われ、カウンタ１８のカウント値が加算されていく。さらに、時点Ｖ５でラッシュ電流が第２過電流しきい値ＴＨ２を下回ると、ラッシュ電流が第３過電流しきい値ＴＨ３を超えた状態となるので、上記の時点Ｖ１と時点Ｖ２との間と同じ動作が行われ、カウンタ１８でカウント値がさらに加算されていく。
【０１０７】
そして、時点Ｖ６でラッシュ電流が第３過電流しきい値ＴＨ３を下回ると、第３過電流検出回路１５３からハイレベルの信号は出力されなくなるので、カウンタ１８におけるカウント加算は終了する。このカウント値はカウントアップ値に到達していないので、制御回路１７によりスイッチング素子１２がオフされることはない。また、カウンタリセット条件判定回路１９によりカウンタ１８のカウント値がリセットされる。
【０１０８】
上記のように、スイッチＳＷ１、ＳＷ２がオンされた後、図７に示されるように、任意のタイミングでワイヤハーネス２２に異常な電流が流れ始める。そして、時点Ｗ１で異常な電流が第３過電流しきい値ＴＨ３を超えると、第３コンパレータ１５３ａからハイレベルの信号が出力される。これにより、カウンタ１８は第３周期で過電流判定回路１６から入力されるハイレベルの信号をカウントしていく。
【０１０９】
異常な電流は、時点Ｗ１後に一定になり、再び大きくなる。すなわち、時点Ｗ２で異常な電流が第２過電流しきい値ＴＨ２を超える。これにより、図７に示されるように、第２コンパレータ１５２ａはハイレベルの信号を出力するので、カウンタ１８は第２周期で過電流判定回路１６から入力されるハイレベルの信号をカウント値に加算していく。
【０１１０】
そして、時点Ｗ３で異常な電流が第１過電流しきい値ＴＨ１を超える。これにより、図７に示されるように、第１コンパレータ１５１ａはハイレベルの信号を出力するので、カウンタ１８は第１周期で過電流判定回路１６から入力されるハイレベルの信号をカウント値に加算していく。
【０１１１】
上述のように、第１周期におけるカウント値の傾きは最も大きいため、異常な電流が時点Ｗ３を超えた状態を維持することで、カウンタ１８のカウント値が急激に増加し、カウントアップ値に到達する。これにより、カウンタ１８は制御回路１７にスイッチング素子１２をオフさせる。この結果、時点Ｗ４でワイヤハーネス２２の電流が遮断される。
【０１１２】
また、ワイヤハーネス２２に電流が流れなくなったことにより、第１〜第３コンパレータ１５１ａ〜１５３ａは、すべてローレベルの信号を出力する。このため、カウンタリセット条件判定回路１９はハイレベルの信号を出力し、カウンタ１８のカウント値が０にリセットされる。このようにして、任意のタイミングでワイヤハーネス２２に流れる異常な電流が遮断される。
【０１１３】
以上説明したように、各過電流検出回路１５１〜１５ｎの出力をカウントするカウンタ１８を設けることにより、各過電流検出回路１５１〜１５ｎにタイマを設ける必要がなくなる。このため、図５に示されるスイッチ回路１０に対して回路規模を小さくすることができる。
【０１１４】
なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、カウンタ１８と過電流判定回路１６とにより構成される特許請求の範囲の「カウンタ」に対応する。
【０１１５】
（他の実施形態）
上記各実施形態では、ワイヤハーネス２２に２つの負荷２３、２４が接続された場合について説明したが、３つ以上の負荷がワイヤハーネス２２に接続されている場合についても上記のスイッチ回路１０を適用することができる。
【０１１６】
また、第３実施形態では、各過電流検出回路１５１〜１５ｎに各カウント時間変更回路１５１ｄ〜１５ｎｄをそれぞれ設けていた。しかしながら、各カウント時間変更回路１５１ｄ〜１５ｎｄを前段のカウント時間変更回路の出力を分周する回路とすれば、各過電流検出回路１５１〜１５ｎに同じ構成の各カウント時間変更回路１５１ｄ〜１５ｎｄを設ける必要がなくなるので、回路規模をさらに小さくすることができる。
【０１１７】
さらに、第３実施形態では、ｎ個の過電流検出回路１５１〜１５ｎが備えられた構成について説明したが、もちろん、少なくとも２個の過電流検出回路が備えられた構成を採用しても良い。
【符号の説明】
【０１１８】
１０        スイッチ回路
１１        電流検出用シャント抵抗
１２        スイッチング素子
１３        しきい値回路
１５１      第１過電流検出回路
１５１ａ     第１コンパレータ
１５１ｂ     第１過電流タイマ
１５１ｃ     第１リセット回路
１５２      第２過電流検出回路
１５２ａ     第２コンパレータ
１５２ｂ     第２過電流タイマ
１５２ｃ     第２リセット回路
１６        過電流判定回路
１７        制御回路
２２        ワイヤハーネス
２３、２４  負荷
【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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【図６】
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【図７】
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