(57)【要約】【課題】過電流保護装置において、温度によって過電流保護素子の許容電流値が変化しても適切な過電流保護を行うことができる技術を提供する。【解決手段】過電流保護装置は、許容電流値を超える電流が流れると回路を遮断する複数の過電流保護素子が並列接続された過電流保護素子群と、過電流保護素子の周囲温度を測定するセンサと、並列接続された過電流保護素子と接続され、電源供給元からの電力を供給する過電流保護素子を選択的に切り替えるスイッチング素子と、センサが測定する周囲温度を監視するとともに、スイッチング素子を制御することによって、給電状態にある過電流保護素子の数量である給電数量を周囲温度に応じて変更する制御装置と、を備える。【選択図】図１
2019103210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源供給元と電源供給先とを接続する過電流保護装置であって、
許容電流値を超える電流が流れると回路を遮断する複数の過電流保護素子が並列接続された過電流保護素子群と、
前記過電流保護素子の周囲温度を測定するセンサと、
並列接続された前記過電流保護素子と接続され、前記電源供給元からの電力を供給する前記過電流保護素子を選択的に切り替えるスイッチング素子と、
前記センサが測定する前記周囲温度を監視するとともに、前記スイッチング素子を制御することによって、給電状態にある前記過電流保護素子の数量である給電数量を前記周囲温度に応じて変更する制御装置と、を備える、
過電流保護装置。
【請求項２】
前記過電流保護素子は、前記周囲温度に応じて前記許容電流値を変化させ、
前記制御装置は、前記周囲温度に応じて前記給電数量を変更することによって、前記給電状態にある前記過電流保護素子の前記許容電流値の総和を、所定の上限電流値以下とする、
請求項１に記載の過電流保護装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記周囲温度についての所定の温度範囲における上限温度及び下限温度において、前記給電状態にある前記過電流保護素子の前記許容電流値の総和が略等しくなるように、前記給電数量を変更する、
請求項１又は２に記載の過電流保護装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過電流保護装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、過電流による製品への不具合に備え、回路上に所定の電流が流れると回路を遮断する過電流保護素子を配置することで、過電流を抑制する製品設計が行われている。この場合、所定値（許容電流値）以上の電流が流れると回路を遮断し、電流が流れなくなれば給電状態に復帰する自己復帰型の過電流保護素子が広く用いられている。このような自己復帰型の過電流保護素子としては、例えば、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）サーミスタがある。なお、ＰＴＣサーミスタは、温度によって許容電流値が変化し、高温となるほど許容電流値が小さくなる性質を有する。例えば、特許文献１では、このように許容電流値が変化するＰＴＣサーミスタを複数使用して温度制御を行う装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１４２６３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述したように、ＰＴＣサーミスタに例示される自己復帰型の過電流保護素子は、高温となるほど許容電流値が小さくなるという性質を有している。そのため、仕様温度の範囲が広い製品にこれらの過電流保護素子を使用する場合は、高温時において十分な電流を回路に流せるように、過電流保護素子を並列接続している。しかしながら、低温時においては、許容電流値が大きくなることから、回路を遮断すべき電流値において回路が遮断されない虞があった。その結果、過電流に対して、十分な製品保護ができないという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、過電流保護装置において、温度によって過電流保護素子の許容電流値が変化しても適切な過電流保護を行うことができる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は、以下の手段を採用した。即ち、本発明は、
電源供給元と電源供給先とを接続する過電流保護装置であって、
許容電流値を超える電流が流れると回路を遮断する複数の過電流保護素子が並列接続された過電流保護素子群と、
前記過電流保護素子の周囲温度を測定するセンサと、
並列接続された前記過電流保護素子と接続され、前記電源供給元からの電力を供給する前記過電流保護素子を選択的に切り替えるスイッチング素子と、
前記センサが測定する前記周囲温度を監視するとともに、前記スイッチング素子を制御することによって、給電状態にある前記過電流保護素子の数量である給電数量を前記周囲温度に応じて変更する制御装置と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、過電流保護装置において、温度によって過電流保護素子の許容電流値が変化しても、並列接続された過電流保護素子の給電数量を周囲温度に応じて変更するこ
とで、適切な過電流保護を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態に係る過電流保護装置を備えた車載装置を示す図である。
【図２】図２は、実施形態に係るマイコンの機能ブロックを示す図である。
【図３】図３は、実施形態に係るマイコンのハードウェア構成を示す図である。
【図４】図４は、実施例に係るポリスイッチの特性値を示す図である。
【図５】図５は、実施例に係る周囲温度とポリスイッチの給電数量の条件を示す図である。
【図６】図６は、図５に示す各条件における許容電流値及び合計許容電流値を示す図である。
【図７】図７は、変形例に係る過電流保護装置を備えた車載装置を示す図である。
【図８】図８は、変形例に係るポリスイッチの特性値を示す図である。
【図９】図９は、変形例に係る周囲温度とポリスイッチの給電数量の条件を示す図である。
【図１０】図１０は、図９に示す各条件における許容電流値及び合計許容電流値を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して説明する。但し、以下で説明する実施形態は本発明を実施するための例示であり、特に限定的な記載がない限りは、発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１０】
［全体構成］
図１は、本実施形態に係る過電流保護装置１００を備えた車載装置を示す図である。図１に示すように、車載装置は、電力の供給元である電源供給元３００と、電力の供給先である電源供給先４００と、電源供給元３００を制御する電源制御装置２００と、電源供給元３００と電源供給先４００とを接続する過電流保護装置１００（以下、保護装置１００）と、を備える。
【００１１】
車載装置は、例えば、カーナビゲーションシステムやドライブレコーダといった車両に使用される装置である。電源供給先４００は、電源供給元３００から供給される電力によって所定の機能を発揮する。ここで、電源供給先４００には、電源供給先４００が正常に動作するために電源供給先４００に流してもよい最大の電流値（以下、限界電流値Ｌ）が予め設定されている。限界電流値Ｌは、例えば、限界電流値Ｌを超える電流が流れると電源供給先４００に不具合が発生する虞がある電流値である。限界電流値Ｌは、例えば、電源供給先４００の定格電流としてもよい。限界電流値Ｌは、本発明における「所定の上限電流値」の一例である。なお、以下の説明において、「過電流」とは、限界電流値Ｌを超える電流を指す。
【００１２】
［装置構成］
図１に示すように、保護装置１００は、並列接続された複数のポリスイッチ（ポリスイッチ：タイコ・エレクトロニクス・コーポレイションの登録商標）２と、複数のポリスイッチ２のそれぞれを電力が供給される状態（給電状態）と電力が供給されない状態（非給電状態）とで切り替えるスイッチング素子としての複数のトランジスタ４と、ポリスイッチ２の周囲温度を測定するサーミスタ３と、サーミスタ３が測定したポリスイッチ２の周囲温度に応じてトランジスタ４を制御するマイコン１と、を備える。本実施形態に係る保護装置１００は、ポリスイッチ２の周囲温度に応じて給電状態にあるポリスイッチ２の数量（以下、給電数量Ｎ）を変更することによって、ポリスイッチ２の周囲温度Ｔによらずに電源供給先４００に一定の電流値以上の電流が流れることを許容しつつも、電源供給先
４００に流れる電流の電流値が限界電流値Ｌを超えることを抑制する。以下、保護装置１００における各構成について詳しく説明する。
【００１３】
ポリスイッチは、過電流保護素子（部品）の一種である。一般に、ポリスイッチは、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）サーミスタとも呼ばれ、正の温度係数を有する。具体的には、ポリスイッチは、電流が流れることによって素子温度が上昇し、素子温度が所定の温度（以下、許容温度）よりも上昇すると、急激に抵抗値を増大（トリップとも呼ぶ）させる性質を有する。ポリスイッチの抵抗変化は可逆的であり、ポリスイッチの素子温度が許容温度以下まで下がると、抵抗値は元の値に戻る。この許容温度は、ポリスイッチの材料や製法により異なるので、目的の許容温度となるように、材料及び製法が設定されている。上述した性質により、ポリスイッチの温度が許容温度を超えると、回路が遮断される。そのため、ある回路に流す電流を制限したい場合には、当該回路における限界電流値Ｌの電流を流した場合に素子温度が許容温度を超えるポリスイッチを選定する必要がある。そして、電流が流れることによって熱せられた素子の温度が許容温度を超えると、回路が遮断される。これにより、当該回路へ過電流が流れることを防止できるが、素子温度は、ポリスイッチに流れる電流の値だけでなく、ポリスイッチの周囲の温度（周囲温度）にも影響を受けるため、周囲温度によってポリスイッチに流せる電流の最大値が異なってしまう。例えば、ポリスイッチの周囲温度が高温であるほど、即ち、周囲温度が許容温度に近い値であるほど、電流を流したときにポリスイッチの素子温度が許容温度を超えるための電流値は小さくなる。この、ある周囲温度において、素子温度が許容温度を超えるための電流の値を、許容電流値Ｘと称する。許容電流値Ｘは、即ち、ある周囲温度においてポリスイッチに流せる電流の最大値である。ポリスイッチは、周囲温度に応じて許容電流値Ｘを変化させ、周囲温度に応じた許容電流値Ｘを超える電流が自身に流れると、回路を遮断することができる。換言すると、ポリスイッチは、周囲温度に応じた許容電流値Ｘを超える電流が自身に流れることによって、非通電状態となり、電流を流さなくなる。以上のように、許容電流値Ｘは、ポリスイッチ２の周囲温度に応じて変化する値であり、周囲温度が高温となるほど小さな値となり、低温となるほど大きな値となる。なお、本明細書における「遮断」とは、完全に電流が流れなくなった状態に限定されず、素子を流れる電流の値が許容電流値Ｘに対して十分に小さくなった状態も含むものとする。
【００１４】
また、上述したように、ポリスイッチの抵抗変化は可逆的であるため、電流値が許容電流値Ｘ以下となることによって、ポリスイッチの素子温度が許容温度以下まで下がり、抵抗値が元の値に戻る。これにより、ポリスイッチは、許容電流値Ｘを超える電流が流れると回路を遮断し、電流が流れなくなれば通電状態に復帰する自己復帰型の過電流保護素子として使用することができる。そのため、ポリスイッチには、ヒューズのように交換する必要がない利点がある。以下、ポリスイッチ２の周囲温度をＴ［℃］で表し、許容電流値をＸ［Ａ］で表す。
【００１５】
図１に示すように、保護装置１００には、３個のポリスイッチ２が並列接続されたポリスイッチ群を介して電源供給元３００と電源供給先４００とが直列に接続されている。ポリスイッチ群を構成する３個のポリスイッチ２は全て同一の温度特性及び電気特性を有しており、同一の周囲温度Ｔにおける許容電流値Ｘは全て等しいものとする。また、保護装置１００には、後述するマイコン１によって個別にＯＮ／ＯＦＦ制御される２個のトランジスタ４が設けられている。トランジスタ４は、ポリスイッチ２ごとに設けられており、対応するポリスイッチ２を給電状態と非給電状態とで切り替えることができる。即ち、本実施形態に係る保護装置１００は、トランジスタ４を個別にＯＮ／ＯＦＦ制御することによって、複数のポリスイッチ２の何れを給電状態とするかを選択可能である。より具体的には、保護装置１００は、トランジスタ４によってポリスイッチ群に含まれる３個のポリスイッチ２のうち、２個のポリスイッチ２を給電状態と非給電状態とで切り替え可能となっている。これにより、保護装置１００は、ポリスイッチ群において給電状態となるポリ
スイッチ２の数量（以下、給電数量）を１〜３に変更可能となっている。トランジスタ４は、本発明における「スイッチング素子」の一例である。以下、給電数量をＮ［個］で表す。
【００１６】
サーミスタ３は、ポリスイッチ２の周囲温度Ｔを測定する。サーミスタ３としては、ＮＴＣ（Negative Temperature Coefficient）サーミスタや、ＰＴＣサーミスタ等、種々のサーミスタを用いることができる。サーミスタ３は、本発明における「温度センサ」の一例である。なお、本発明の温度センサは所謂サーミスタ３に限定されず、熱電対等の異なる温度測定手段を用いてもよい。
【００１７】
マイコン１は、サーミスタ３から取得したポリスイッチ２の周囲温度Ｔに応じてトランジスタ４を制御する。図２は、マイコン１の機能ブロック図である。図２に示すように、マイコン１は、サーミスタ３が測定したポリスイッチ２の周囲温度Ｔを監視（モニタリング）する温度監視部１１と、ポリスイッチ２の周囲温度Ｔに基づいてトランジスタ４のＯＮ／ＯＦＦ制御を実行するスイッチ制御部１２と、を有する。マイコン１は、本発明における「制御装置」の一例である。
【００１８】
図３は、マイコン１のハードウェア構成を示す図である。図３に示すように、マイコン１は、接続バスによって相互に接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）１０、メ
モリ２０、入出力ＩＦ３０を有する。ＣＰＵ１０は、マイコン１全体の制御を行う中央処理演算装置である。ＣＰＵ１０はプロセッサとも呼ばれる。ただし、ＣＰＵ１０は、単一のプロセッサでなくマルチプロセッサ構成であってもよい。マイコン１は、ＣＰＵ１０がプログラムを実行することにより、図２に示す温度監視部１１やスイッチ制御部１２の各処理部として機能する。但し、上記各処理部の少なくとも一部がデジタル回路であってもよい。また、上記各処理部の少なくとも一部にアナログ回路を含む構成としてもよい。メモリ２０は、メインメモリとして機能するほか、ＣＰＵ１０がプログラムやデータをキャッシュしたり作業領域を展開したりする記憶媒体としても機能する。入出力ＩＦ３０は、マイコン１に接続されるサーミスタ３やトランジスタ４との間でデータの入出力を行うインターフェースである。
【００１９】
上記の構成によって本実施形態に係る保護装置１００が実現される。ここで、ある周囲温度Ｔにおいて保護装置１００が電源供給先４００に流すことができる電流の最大値は、給電状態にあるポリスイッチ２の許容電流値Ｘの総和（以下、合計許容電流値Ｙ）となる。電源供給元３００から流れる電流が合計許容電流値Ｙを超えると、保護装置１００が回路を遮断し、電源供給先４００に電流が流れなくなる。また、保護装置１００におけるポリスイッチ２の周囲温度Ｔの範囲は、車載装置の仕様に基づいて想定することできる。例えば、周囲温度Ｔの範囲は、車載装置が実際に使用される温度の範囲に基づいて想定することができる。以下、想定される周囲温度Ｔの所定の範囲（以下、想定温度範囲）の下限を下限温度、上限を上限温度とする。ポリスイッチ２の許容電流値Ｘは周囲温度Ｔの上昇に伴って減少するため、上限温度における許容電流値Ｘは下限温度における許容電流値Ｘよりも小さい値となる。本実施形態に係る保護装置１００は、想定温度範囲内において一定値以上の電流を電源供給先４００に供給するとともに、合計許容電流値Ｙが限界電流値Ｌよりも小さくなるように、周囲温度Ｔに応じてポリスイッチ２の給電数量Ｎを変更する。以下、実施例を具体例として、本実施形態に係る保護装置１００の動作について説明する。
【００２０】
［実施例］
実施例では、下限温度を−２５℃、上限温度を６５℃とする。即ち、実施例における周囲温度Ｔの想定温度範囲は−２５≦Ｔ≦６５である。また、実施例における限界電流値Ｌは、Ｌ＝３．０である。即ち、実施例では、電源供給先４００に３．０Ａを超える電流が
流れると過電流となる。なお、本発明における想定温度範囲及び限界電流値Ｌは、これらに限定されない。
【００２１】
図４は、実施例１に係るポリスイッチ２の特性値を示す図である。図４に示すように、実施例に係るポリスイッチ２は、Ｔ＝−２５でＸ＝３．００、Ｔ＝２５でＸ＝１．５０、Ｔ＝６５でＸ＝１．００となる。即ち、ポリスイッチ２は、−２５℃のときにおいては３．００Ａを超える電流が流れると回路を遮断し、２５℃のときにおいては１．５０Ａを超える電流が流れると回路を遮断し、６５℃のときにおいては１．００Ａを超える電流が流れると回路を遮断する。
【００２２】
図５は、実施例における周囲温度Ｔとポリスイッチ２の給電数量Ｎとの条件を示す図である。また、図６は、図５に示す各条件における許容電流値Ｘ及び合計許容電流値Ｙを示す図である。保護装置１００は、図５に示す条件に従ってポリスイッチ２の給電数量Ｎを変更する。図５に示すように、実施例においては、ポリスイッチ２の周囲温度Ｔについて、−２５≦Ｔ＜２５、２５≦Ｔ＜６５、６５≦Ｔの３つに区分し、区分ごとに給電数量Ｎを変更している。具体的には、条件１においては−２５≦Ｔ＜２５のときに給電数量Ｎ＝１、条件２においては２５≦Ｔ＜６５のときに給電数量Ｎ＝２、条件３においては６５℃≦Ｔのときに給電数量Ｎ＝３となるように、ポリスイッチ２の給電数量Ｎを変更させる。ポリスイッチ２の給電数量Ｎの変更は、監視部がサーミスタ３から取得した温度を監視し、スイッチ制御部１２が周囲温度Ｔに応じてトランジスタ４ごとにＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことによって実行される。以下、条件ごとに保護装置１００の働きについて説明する。
【００２３】
［条件１：−２５≦Ｔ＜２５，Ｎ＝１］
条件１においては、Ｎ＝１であることから、Ｙ＝Ｘとなる。また、−２５≦Ｔ＜２５であるから、各ポリスイッチ２の許容電流値ＸはＴ＝−２５のとき以下となり、且つ、Ｔ＝２５のときよりも大きくなる。即ち、図６に示すように１．５０＜Ｘ≦３．００となる。その結果、図６に示すように１．５０＜Ｙ（＝Ｘ）≦３．００となり、−２５≦Ｔ＜２５のときにおいて、過電流が抑制されている。なお、この条件下では、Ｔ＝−２５のときにＹ＝３．００となって合計許容電流値Ｙが最大となり、限界電流値Ｌと略等しくなる。
【００２４】
［条件２：２５≦Ｔ＜６５，Ｎ＝２］
条件２においては、Ｎ＝２であることから、Ｙ＝２Ｘとなる。また、２５≦Ｔ＜６５であるから、各ポリスイッチ２の許容電流値ＸがＴ＝２５のとき以下となり、且つ、Ｔ＝６５のときよりも大きくなる。即ち、図６に示すように、１．００＜Ｘ≦１．５０となる。その結果、２．００＜Ｙ（＝２Ｘ）≦３．００となり、２５≦Ｔ＜６５のときにおいて、過電流が抑制されている。２５≦Ｔ＜６５においては、周囲温度Ｔ＝２５のときにＹ＝３．００となって合計許容電流値Ｙが最大となり、限界電流値Ｌと略等しくなる。
【００２５】
［条件３：６５≦Ｔ，Ｎ＝３］
条件３においては、Ｎ＝３であることから、Ｙ＝３Ｘとなる。また、６５≦Ｔであるから、各ポリスイッチ２の許容電流値Ｘは、Ｔ＝６５のとき以下となる。即ち、図６に示すようにＸ≦１．００となる。その結果、図６に示すように、Ｙ（＝３Ｘ）≦３．００となり、６５≦Ｔのときにおいて、過電流が抑制されている。６５≦Ｔにおいては、Ｔ＝６５のときにＹ＝３．００となって合計許容電流値Ｙが限界電流値Ｌと略等しくなる。
【００２６】
以上のように、本実施形態に係る保護装置１００は、ポリスイッチ２の周囲温度Ｔについての所定の温度範囲である想定温度範囲において、電源供給先４００に流すことができる電流の最大値である合計許容電流値Ｙを、電源供給先４００に流してもよい電流の最大値である限界電流値Ｌ以下となるように、ポリスイッチ２の給電数量Ｎを変更している。これにより、限界電流値Ｌを超える電流が保護装置１００を流れると、ポリスイッチ２に
おいて回路が遮断され、電源供給先４００への電力供給が遮断される。その結果、電源供給先４００を過電流から適切に保護することができる。
【００２７】
ここで、比較例１として、給電数量Ｎ＝１で固定の場合を考える。比較例１では、常に給電数量Ｎ＝１であるから、常にＹ＝Ｘとなる。また、−２５≦Ｔ≦６５の想定温度範囲においては１．００≦Ｘ≦３．００であるから、１．００≦Ｙ（＝Ｘ）≦３．００となる。
【００２８】
比較例１では、Ｔ＝−２５のときにおいて、Ｙ＝３．００となり合計許容電流値Ｙが限界電流値Ｌと略等しくなっており、限界電流値Ｌまで電流を流すことが許容されている。しかしながら、Ｔが６５℃まで上昇すると、温度上昇に伴う許容電流値Ｘの減少により、Ｙ（＝Ｘ）＝１．００となる。即ち、Ｔ＝６５のときの合計許容電流値ＹはＴ＝−２５のときの１／３となり、合計許容電流値Ｙが大きく低下する。その結果、Ｔ＝６５のときにおいて、必要分の電流を電源供給先４００に流せなくなる虞がある。
【００２９】
次に、比較例２として、給電数量Ｎ＝３で固定の場合を考える。比較例２では、常に給電数量Ｎ＝３であるから、常にＹ＝３Ｘとなる。また、−２５≦Ｔ≦６５の想定温度範囲においては１．００≦Ｘ≦３．００であるから、３．００≦Ｙ（＝３Ｘ）≦９．００となる。
【００３０】
比較例２では、Ｔ＝６５のときには、Ｙ＝３．００となり合計許容電流値Ｙが限界電流値Ｌと略等しくなっており、限界電流値Ｌまで電流を流すことが許容されつつも、過電流が抑制されている。しかしながら、Ｔが−２５℃まで低下すると、温度低下に伴う許容電流値Ｘの増加により、Ｙ（＝３Ｘ）＝９．００となる。即ち、Ｔ＝−２５のときの合計許容電流値ＹはＴ＝６５のときの３倍となり、合計許容電流値Ｙが大きく増加する。その結果、Ｔ＝−２５のときにおいては、Ｙ＞Lとなり、電源供給先４００に過電流が流れる虞
がある。
【００３１】
これらに対して本実施形態の実施例に係る保護装置１００は、上述したように、並列接続された複数のポリスイッチ２の給電数量Ｎをポリスイッチ２の周囲温度Ｔに応じて変更している。保護装置１００は、比較例１とは異なり、上限温度における給電数量Ｎを下限温度における給電数量Ｎよりも増やしている。そのため、上限温度のときにおいて下限温度のときよりも合計許容電流値Ｙが大きく低下することを抑制することができる。更に、保護装置１００は、比較例２とは異なり、想定温度範囲において合計許容電流値Ｙを限界電流値Ｌ以下となるように、ポリスイッチ２の周囲温度Ｔに応じてポリスイッチ２の給電数量Ｎを変更している。その結果、想定温度範囲において、電源供給先４００に過電流が流れることを抑制することができる。
【００３２】
以上のように、本実施形態に係る保護装置１００は、許容電流値Ｘを超える電流が流れると回路を遮断する複数の並列接続されたポリスイッチ２と、ポリスイッチ２の周囲温度を測定するサーミスタ３と、ポリスイッチ２と接続されて電源供給元３００からの電力を供給するポリスイッチ２を選択的に切り替えるトランジスタ４と、サーミスタ３が測定するポリスイッチ２の周囲温度Ｔを監視するとともに、トランジスタ４を制御することによって、給電数量Ｎを周囲温度Ｔに応じて変更する制御装置と、を備える。このような保護装置１００によれば、周囲温度Ｔによってポリスイッチ２の許容電流値Ｘが変化した場合でも、並列接続されたポリスイッチ２の給電数量Ｎを周囲温度Ｔに応じて変更することで、適切な過電流保護を行うことができる。
【００３３】
より具体的には、保護装置１００は、周囲温度Ｔに応じて給電数量Ｎを変更することによって、給電状態にあるポリスイッチ２の許容電流値Ｘの総和である合計許容電流値Ｙを
、電源供給先４００に流してもよい電流の上限値である限界電流値Ｌ以下としている。これにより、適切な過電流保護を行うことができる。
【００３４】
更に、保護装置１００は、車載装置の使用温度から想定されたポリスイッチ２の周囲温度Ｔについての想定温度範囲における下限温度と上限温度において、合計許容電流値Ｙが限界電流値Ｌと略等しくなるように、給電数量Ｎを変更している。即ち、想定温度範囲の上限温度と下限温度において、合計許容電流値Ｙが略等しくなっている。これにより、車載装置の使用温度の上限温度と下限温度において、遮断される電流の値を略等しくすることができる。その結果、確実に過電流を抑制することができる。
【００３５】
特に、保護装置１００は、３個のポリスイッチ２が並列接続されており、温度の変化に伴って、給電数量Ｎを１ずつ段階的に変化させている。その結果、合計許容電流値Ｙを段階的に変更させることができる。なお、並列接続されるポリスイッチ２の数量は３個に限定されず、２個以上あればよい。但し、後述する変形例のように、３個以上のポリスイッチ２を並列接続し、ポリスイッチ２の周囲温度Ｔに応じて給電数量Ｎを段階的に変更することによって、合計許容電流値Ｙをより精度良く制御することができる。
【００３６】
更に、本発明に係る保護装置１００は、電源供給元３００が暴走した際に回路を遮断するフェールセーフとしての機能も有する。通常、電源供給元３００は、電源制御装置２００の命令に応じて電源供給先４００へ電力を供給する。そして、電源供給先４００が正常動作によって停止すると、電源供給先４００から電源制御装置２００に停止信号が出力される。停止信号を受けた電源制御装置２００は、電源供給元３００に停止コマンドを出力する。停止コマンドを受けた電源供給元３００は、電源制御装置２００に応答信号を出力するとともに電力の供給を停止する。しかしながら、例えば、電源供給元３００に不具合が生じることによって、電源供給先４００が停止しているのにも関わらずに、電源供給元３００が停止コマンドに応答せずに電源供給先４００に電力を供給し続ける場合がある。このような場合に回路を遮断しないと、電源供給先４００の故障の原因となる虞がある。本実施形態に係る保護装置１００は、このような電源供給元３００が暴走した場合に回路を遮断する機能を有する。
【００３７】
電源制御装置２００は、電源供給元３００が停止コマンドに応答しない場合、電源供給元３００が暴走していると判断し、マイコン１に回路遮断コマンドを出力する。また、電源制御装置２００は、電源供給元３００から流れる電流を監視しており、回路遮断コマンドとともに電源供給元３００から流れる電流の値をマイコン１に出力する。マイコン１は、電源制御装置２００から出力された回路遮断命令と、電源供給元３００から流れる電流の値と、サーミスタ３から取得したポリスイッチ２の周囲温度Ｔに基づいて、合計許容電流値Ｙが電源供給元３００から流れる電流の値以下となるように、給電数量Ｎを制御する。例えば、ポリスイッチ２の周囲温度Ｔ＝６５のときに、電源供給元３００が暴走することによって、電源供給先４００が停止しているのにも関わらず電源供給元３００から３．０Ａの電流が流れている場合について考える。上述したように、ポリスイッチ２の周囲温度Ｔ＝６５のときには、給電数量Ｎ＝３、許容電流値Ｘ＝１．００であり、合計許容電流値Ｙ＝３．００となる。このとき、電源供給元３００が暴走して、電源制御装置２００から回路遮断コマンドがマイコン１に出力されると、マイコン１は、給電数量ＮをＮ＝３からＮ＝１に減らす。これにより、合計許容電流値Ｙ＝１．００となり電源供給元３００から流れる電流の値である３．０Ａよりも小さくなるため、回路が遮断される。これにより、電源供給先４００への電力供給が停止する。その結果、電源供給元３００の暴走による電源供給先４００の故障を抑制することができる。なお、以上説明した電源制御装置２００とマイコン１は、同一のハードウェアによって構成されていてもよい。
【００３８】
［変形例］
図７は、変形例に係る保護装置１００Ａを示す図である。図７に示すように、保護装置１００Ａは、ポリスイッチ群において並列接続されているポリスイッチ２の数量が６個である点で、実施例に係る保護装置１００と相違している。以下、変形例に係る保護装置１００Ａについて、保護装置１００との相違点を中心に説明する。
【００３９】
変形例における周囲温度Ｔの想定温度範囲は、実施例と同様に、−２５≦Ｔ≦６５である。即ち、下限温度が−２５℃、上限温度が６５℃である。また、変形例における限界電流値Ｌも、実施例と同様に３．０Ａとする。図８は、変形例に係るポリスイッチ２の特性値を示す図である。図８に示すように、変形例に係るポリスイッチ２の許容電流値Ｘは、周囲温度Ｔが−２５℃のときにＸ＝３．００、−１０℃のときにＸ＝１．５０、５℃のときにＸ＝１．００、２５℃のときＸ＝０．７５、４５℃のときにＸ＝０．６０、６５℃のときにＸ＝０．５０となる。
【００４０】
図９は、変形例における周囲温度Ｔとポリスイッチ２の給電数量Ｎの条件を示す図である。また、図１０は、図９に示す各条件における許容電流値Ｘ及び合計許容電流値Ｙを示す図である。保護装置１００は、図９に示す条件に従ってポリスイッチ２の給電数量Ｎを変更させる。図９に示すように、変形例においては、ポリスイッチ２の周囲温度Ｔについて−２５≦Ｔ＜−１０、１０≦Ｔ＜５、５≦Ｔ＜２５、２５≦Ｔ＜４５、４５≦Ｔ＜６５、６５≦Ｔの６つに区分し、区分ごとに給電数量Ｎを変更している。具体的には、条件１においては−２５≦Ｔ＜−１０のときに給電数量Ｎ＝１、条件２においては−１０≦Ｔ＜５のときに給電数量Ｎ＝２、条件３においては５≦Ｔ＜２５のときに給電数量Ｎ＝３、条件４においては２５≦Ｔ＜４５のときに給電数量Ｎ＝４、条件５においては４５≦Ｔ＜６５のときに給電数量Ｎ＝５、条件６においては６５≦Ｔのときに給電数量Ｎ＝６となるように、ポリスイッチ２の給電数量Ｎを変更する。以下、各条件における合計許容電流値Ｙを説明する。
【００４１】
図９に示すように、条件１においては、給電数量Ｎ＝１であることから、Ｙ＝Ｘとなる。図１０に示すように、−２５≦Ｔ＜−１０においては、１．５０＜Ｘ≦３．００となるから、条件１においては１．５０＜Ｙ（＝Ｘ）≦３．００となる。また、条件２においては、給電数量Ｎ＝２であることから、Ｙ＝２Ｘとなる。−１０≦Ｔ＜−５においては、１．００＜Ｘ≦１．５０となるから、条件２においては２．００＜Ｙ（＝２Ｘ）≦３．００となる。条件３においては、給電数量Ｎ＝３であることから、Ｙ＝３Ｘとなる。５≦Ｔ＜２５においては、０．７５＜Ｘ≦１．００となるから、条件３においては２．２５＜Ｙ（＝３Ｘ）≦３．００となる。条件４においては、給電数量Ｎ＝４であることから、Ｙ＝４Ｘとなる。２５≦Ｔ＜４５においては、０．６０＜Ｘ≦０．７５となるから、条件４においては２．４０＜Ｙ（＝４Ｘ）≦３．００となる。条件５においては、給電数量Ｎ＝５であることから、Ｙ＝５Ｘとなる。４５≦Ｔ＜６５においては、０．５０＜Ｘ≦０．６０となるから、図１０に示すように、条件５においては２．５０＜Ｙ（＝５Ｘ）≦３．００となる。条件６においては、給電数量Ｎ＝６であることから、Ｙ＝６Ｘとなる。６５≦Ｔにおいては、Ｘ≦０．５０となるから、図１０に示すように、条件６においてはＹ（＝６Ｘ）≦３．００となる。
【００４２】
以上のように、変形例に係る保護装置１００Ａは、実施例に係る保護装置１００よりも並列接続されるポリスイッチ２の数量を多くすることによって、ポリスイッチ２の周囲温度Ｔをより細かく区分し、区分ごとに給電数量Ｎを段階的に変更している。これにより、実施例に係る保護装置１００と比較して、合計許容電流値Ｙを精度良く制御することができる。
【００４３】
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態は、矛盾のない限り組み合わせることができる。また、ポ
リスイッチ２の数量及びポリスイッチ２の特性値は、上記に限定されない。また、本発明に係る保護装置１００は、ポリスイッチ２に代えて、電解コンデンサやタンタルコンデンサといったコンデンサや、スイッチ、コイルを過電流保護素子として使用してもよい。本発明に係る過電流保護装置は、許容電流値を超える電流が流れると抵抗値を増大させることにより回路を遮断するとともに、温度によって許容電流値を変化させる特性を有する回路素子に対して特に有効である。
【符号の説明】
【００４４】
１００・・・過電流保護装置
２００・・・電源制御装置
３００・・・電源供給元
４００・・・電源供給先
１・・・マイコン（制御装置）
２・・・ポリスイッチ（過電流保護素子）
３・・・サーミスタ（温度センサ）
４・・・トランジスタ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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