(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準電位に接続される車載電源と、負荷とを接続する電線の途中に設けられ、該車載電源及び負荷間の電流が通流する導電部と、該導電部を切断する切断刃と、火薬の爆発力によって、前記導電部が切断される方向へ該切断刃を推進させる駆動部と、該駆動部を駆動させる電流が入出力する２つの端子とを有する火薬式遮断スイッチと、
一端部が前記電線に接続され、他端部が一方の前記端子に接続された導電線と、
アノードが前記基準電位に接続され、カソードが他方の前記端子に接続されたダイオードと、
一端部が前記他方の端子に接続され、他端部が前記基準電位に接続されたスイッチと、
該スイッチを開閉させる制御部と、
前記電線に流れる電流を検出する電流検出部と、
周囲温度を検出する温度検出部と
を備え、
前記制御部は、
前記電流検出部にて検出した電流値及び前記温度検出部にて検出した周囲温度に基づいて、前記電線の温度を算出する温度算出部と、
該温度算出部にて算出された温度及び閾値を比較する比較部と
を備え、
前記温度が前記閾値以上である場合、前記スイッチを閉じるようにしてあり、
更に、
前記電線に電流が流れる時間を計時する計時部と、
前記温度算出部にて算出された温度及び前記計時部が計時した時間に基づいて、前記電線の残存寿命を算出する残存寿命算出部と、
該残存寿命算出部にて算出された残存寿命の長さに応じた情報を通知する残存寿命通知部と
を備える電線保護装置。
【請求項２】
前記スイッチが閉じた場合、前記制御部は、前記温度の算出を停止する
請求項１に記載の電線保護装置。
【請求項３】
前記スイッチが閉じた場合、所定情報を外部へ通知する通知部を備える
請求項１又は請求項２に記載の電線保護装置。
【請求項４】
基準電位に接続される車載電源と、負荷とを接続する電線の途中に設けられ、該車載電源及び負荷間の電流が通流する導電部と、該導電部を切断する切断刃と、火薬の爆発力によって、前記導電部が切断される方向へ該切断刃を推進させる駆動部と、該駆動部を駆動させる電流が入出力する２つの端子とを有する火薬式遮断スイッチと、
一端部が前記電線に接続され、他端部が一方の前記端子に接続された導電線と、
アノードが前記基準電位に接続され、カソードが他方の前記端子に接続されたダイオードと、
一端部が前記他方の端子に接続され、他端部が前記基準電位に接続されたスイッチと、
該スイッチを開閉させる制御部と、
前記電線に流れる電流を検出する電流検出部と、
前記スイッチが閉じた後に前記電流検出部にて検出された電流値が所定電流値未満である場合、第１所定情報を外部へ通知し、前記電流値が前記所定電流値以上である場合、第２所定情報を外部へ通知する通知部と
を備える電線保護装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記負荷から前記車載電源側へ流れる電流を前記電流検出部にて検出した場合、前記スイッチを閉じる
請求項１〜請求項４までのいずれか一つに記載の電線保護装置。
【請求項６】
前記電線に流れる電流値の情報を外部から取得する取得部と
を備え、
前記制御部は、
前記電流検出部にて検出された電流値と、前記取得部にて取得した電流値との差分が所定値以上であるか否かを判定する判定部を備え、
該判定部が前記所定値以上であると判定した場合、前記スイッチを閉じる
請求項１〜請求項４までのいずれか一つに記載の電線保護装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載電源と、負荷とを接続する電線を過電流による損傷から防止する電線保護装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両にはヘッドライト、モータ等の負荷が搭載されており、該負荷は電線を介して車載電源に接続されている。電線は摩耗等の経年劣化により内部の芯線が周囲の導体構造物に接触してショートするおそれがある。一般的にはショートによる電線又は負荷の損傷を防ぐために、電線の適宜箇所に熱ヒューズが介装されている。
【０００３】
ところが、ヘッドランプ等の突入電流が大きな負荷に対する通電を繰り返した場合、熱ヒューズの劣化により溶断時間が短くなる傾向があるため、ある程度電流容量が大きい熱ヒューズを使用する必要があり、これに伴い比較的大きな電流に耐え得る電線を使用しなければならないという問題があった。
【０００４】
このような問題を解決する方法として、電線の温度を電流値に基づいて推定し、電線の温度が許容温度に達した場合、リレー等の遮断スイッチを用いて車載電源から負荷への通電経路を遮断する保護装置が開示されている（例えば、特許文献１）。具体的には、保護装置に設けられたマイコンが周期的に電線の電流値を電流計から取得し、取得した電流値、電線の発熱及び放熱の関係式を用いて電線の温度上昇値を算出する。そして、電流値を取得する都度算出した温度上昇値の積算結果を通電開始時の周囲温度に加算することによって、電線の温度を算出する。算出された電線の温度が許容温度に達した場合、遮断スイッチが駆動し、車載電源から負荷への通電経路が遮断される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２３９８３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、車両の保守管理、部品交換が行われた際、誤作業によって負荷に車載電源が逆接続されることがある。負荷に車載電源が逆接続された場合、電線に逆向きの過電流が流れ、該電線が損傷するおそれがあり、該過電流を速やかに遮断することが望まれる。
【０００７】
本願発明の目的は、負荷に車載電源が逆接続された際に通電経路を瞬時に遮断し、電線を保護することができる電線保護装置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電線保護装置は、基準電位に接続される車載電源と、負荷とを接続する電線の途中に設けられ、該車載電源及び負荷間の電流が通流する導電部と、該導電部を切断する切断刃と、火薬の爆発力によって、前記導電部が切断される方向へ該切断刃を推進させる駆動部と、該駆動部を駆動させる電流が入出力する２つの端子とを有する火薬式遮断スイッチと、一端部が前記電線に接続され、他端部が一方の前記端子に接続された導電線と、アノードが前記基準電位に接続され、カソードが他方の前記端子に接続されたダイオードとを備える。
【０００９】
なお、本願は、このような特徴的な処理部を備える電線保護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電線保護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プログラムとして実現したりすることができる。また、電線保護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、電線保護装置を含むその他の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】
【００１０】
上記によれば、負荷に車載電源が逆接続された際に通電経路を瞬時に遮断し、電線を保護することができる電線保護装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る電線保護システムの一構成例を示した回路ブロック図である。
【図２】制御部の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】制御部の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】車載電源の遮断状態を示す回路ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。また、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。
【００１３】
（１）本発明の一態様に係る電線保護装置は、基準電位に接続される車載電源と、負荷とを接続する電線の途中に設けられ、該車載電源及び負荷間の電流が通流する導電部と、該導電部を切断する切断刃と、火薬の爆発力によって、前記導電部が切断される方向へ該切断刃を推進させる駆動部と、該駆動部を駆動させる電流が入出力する２つの端子とを有する火薬式遮断スイッチと、一端部が前記電線に接続され、他端部が一方の前記端子に接続された導電線と、アノードが前記基準電位に接続され、カソードが他方の前記端子に接続されたダイオードとを備える。
【００１４】
本願にあっては、負荷に車載電源が逆接続され、電線及び負荷に基準電位より低い電位が印加された場合、電線に逆方向の過電流が流れるおそれがある。電線に基準電位より低い電位が印加されると、ダイオードを介して火薬式遮断スイッチの駆動部に電流が流れ、火薬式遮断スイッチが起動する。駆動部が駆動すると、切断刃によって導電部が切断され、車載電源及び負荷間の通電経路が遮断される。
本態様の電線保護装置は、負荷に車載電源が逆接続された場合、直ちに電流が駆動部に流れる回路構成である。また、火薬式遮断スイッチは、駆動部に電流が流れると火薬の爆発力によって、導電部を瞬時に切断する構成である。従って、負荷に車載電源が逆接続された際、車載電源から負荷への通電経路を瞬時に遮断することができ、電線を過電流による損傷から防止することができる。
【００１５】
（２）一端部が前記他方の端子に接続され、他端部が前記基準電位に接続されたスイッチと、該スイッチを開閉させる制御部とを備える構成が好ましい。
【００１６】
本願にあっては、制御部の制御に従ってスイッチが閉じた場合、スイッチを介して駆動部に電流が流れ、火薬式遮断スイッチが起動する。駆動部が駆動すると、切断刃によって導電部が切断され、車載電源及び負荷間の通電経路が遮断される。従って、制御部の能動的な制御によって、通電経路を遮断することができ、電線を過電流による損傷から防止することができる。
【００１７】
（３）前記電線に流れる電流を検出する電流検出部を備え、前記制御部は、前記負荷から前記車載電源側へ流れる電流を前記電流検出部にて検出した場合、前記スイッチを閉じる構成が好ましい。
【００１８】
本願にあっては、負荷に車載電源が逆接続され、負荷から車載電源側へ電流が流れた場合、制御部はスイッチを閉じ、車載電源及び負荷間の通電経路を遮断する。負荷に車載電源が逆接続された場合、ダイオードを介して駆動部に流れる電流、又はスイッチを介して駆動部に流れる電流のいずれかによって火薬式遮断スイッチが起動し、車載電源及び負荷間の通電経路が遮断される。
従って、例えば制御部又はダイオードのいずれかに異常があっても、負荷に車載電源が逆接続された際、車載電源から負荷への通電経路を遮断することができ、電線を過電流による損傷から防止することができる。
【００１９】
（４）前記電線に流れる電流を検出する電流検出部と、前記電線に流れる電流値の情報を外部から取得する取得部とを備え、前記制御部は、前記電流検出部にて検出された電流値と、前記取得部にて取得した電流値との差分が所定値以上であるか否かを判定する判定部を備え、該判定部が前記所定値以上であると判定した場合、前記スイッチを閉じる構成が好ましい。
【００２０】
本願にあっては、電流検出部にて検出された電流値と、外部から取得した電線の電流値とが乖離している場合、制御部はスイッチを閉じ、車載電源及び負荷間の通電経路を遮断する。電線を流れる電流値の情報に異常がある場合、電線に過電流が流れている可能性があるため、通電経路を遮断し、電線を予防的に保護することができる。
【００２１】
（５）前記電線に流れる電流を検出する電流検出部と、周囲温度を検出する温度検出部とを備え、前記制御部は、前記電流検出部にて検出した電流値及び前記温度検出部にて検出した周囲温度に基づいて、前記電線の温度を算出する温度算出部と、該温度算出部にて算出された温度及び閾値を比較する比較部とを備え、前記温度が前記閾値以上である場合、前記スイッチを閉じる構成が好ましい。
【００２２】
本願にあっては、制御部は、電流検出部にて検出された電流値と、温度検出部にて検出された周囲温度とに基づいて、電線の温度を算出し、算出された温度が閾値以上である場合、スイッチを閉じ、車載電源及び負荷間の通電経路を遮断する。電線が閾値以上の高温になるような電流が流れ、電線が損傷することを防止することができる。
【００２３】
（６）前記スイッチが閉じた場合、前記制御部は、前記温度の算出を停止する構成が好ましい。
【００２４】
本願にあっては、制御部は、スイッチを閉じて通電経路を遮断した場合、電線の温度を算出する処理を停止する。通電経路が遮断された場合、電線の温度を算出する必要は無く、無駄な処理負荷を削減することができる。
【００２５】
（７）前記電線に電流が流れる時間を計時する計時部と、前記温度算出部にて算出された温度及び前記計時部が計時した時間に基づいて、前記電線の残存寿命を算出する残存寿命算出部と、該残存寿命算出部にて算出された残存寿命の長さに応じた情報を通知する残存寿命通知部とを備える構成が好ましい。
【００２６】
本願にあっては、残存寿命算出部は、電線の温度及び通電時間に基づいて、電線の残存寿命を算出する。残存寿命通知部は、算出して得た残存寿命の長さに応じた情報を通知する。
【００２７】
（８）前記スイッチが閉じた場合、所定情報を外部へ通知する通知部を備える構成が好ましい。
【００２８】
本願にあっては、スイッチが閉じた場合、通知部は所定情報を通知する。例えば、通知部は、電線の保護が完了した旨を通知する。
【００２９】
（９）前記スイッチが閉じた後に前記電流検出部にて検出された電流値が所定電流値未満である場合、第１所定情報を外部へ通知し、前記電流値が前記所定電流値以上である場合、第２所定情報を外部へ通知する通知部を備える構成が好ましい。
【００３０】
本願にあっては、スイッチが閉じた後、電線に電流が流れていない場合、又は電線に所定電流値未満の電流が流れている場合、通知部は第１所定情報を通知する。例えば、通知部は、電線の保護が完了した旨を通知する。
スイッチが閉じた後、電線に所定電流値以上の電流が流れた場合、通知部は第２所定情報を通知する。例えば、通知部は、何らかの異常により電線の保護が完了していない旨を通知する。
【００３１】
［本発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係る電線保護システムの具体例を、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。
【００３２】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
図１は、本発明の実施形態に係る電線保護システムの一構成例を示した回路ブロック図である。本実施の形態に係る電線保護システムは、基準電位に接続された車載電源２及び負荷３と、車載電源２及び負荷３を接続する電線１０を過電流から保護する電線保護装置１と、該電線保護装置１の外部へ配されており、電線１０に流れる電流を検出する外部電流検出部４とを備える。
【００３３】
車載電源２は、例えばリチウムイオン電池であり、負荷３に電力を供給する。なお、リチウムイオン電池は一例であり、ニッケル水素電池、コンデンサ、鉛蓄電池、その他のキャパシタを車載電源２として構成しても良い。
【００３４】
負荷３は、例えばヘッドライト、ワイパー等である。負荷３の正極端子は電線１０を介して車載電源２の正極に接続され、負荷３の負極端子は基準電位に接続されている。負荷３への給電は図示しない給電スイッチの開閉によって制御されている。
【００３５】
電線保護装置１は、電線１０の途中に設けられており、負荷３に車載電源２が逆接続された際に、車載電源２及び負荷３間の通電経路を遮断し、該電線１０を過電流から保護するための火薬式遮断スイッチ１１を備える。火薬式遮断スイッチ１１は、電線１０の途中に設けられ、車載電源２及び負荷３間の電流が通流する線状の導電部１１ａを備える。導電部１１ａの一端部は、車載電源２側の電線１０を構成している第１電線１０ａに接続されている。導電部１１ａの他端部は、負荷３側の電線１０を構成する第２電線１０ｂに接続されている。
また、火薬式遮断スイッチ１１は、導電部１１ａを切断する切断刃１１ｃを有するピストン部１１ｂと、火薬の爆発力によって、導電部１１ａが切断される方向へ該切断刃１１ｃを推進させる駆動部１１ｄと、該駆動部１１ｄを駆動させる電流が入出力する第１端子１１ｅ及び第２端子１１ｆとを有する。ピストン部１１ｂは柱状部の一端部に、切断刃１１ｃを有している。ピストン部１１ｂは、切断刃１１ｃを導電部１１ａから離隔させた離隔部位から、切断刃１１ｃによって導電部１１ａが切断される切断位置まで推進移動が可能に支持されている。駆動部１１ｄは、ピストンを構成する前記柱状部の他端部に配された火薬と、通電によって該火薬を起爆させるための起爆装置とを有する。起爆装置には、第１端子１１ｅ及び第２端子１１ｆが接続されている。第１端子１１ｅには導電線１１ｇの一端部が接続され、該導電線１１ｇの他端部は第１電線１０ａに接続されている。なお、導電線１１ｇの他端は第２電線１０ａに接続しても良い。第２端子１１ｆには導電線１１ｈの一端部が接続され、該導電線１１ｈの他端部は、アノードが基準電位に接続されたダイオード１２のカソードに接続されている。
【００３６】
このように構成された電線保護装置１によれば、電線１０に電源が逆接続された場合、つまり、基準電位より低い電圧が電線１０に印加された場合、ダイオード１２を介して電流が駆動部１１ｄに流れ、火薬式遮断スイッチ１１が起動し、瞬時に導電部１１ａが切断される（図４参照）。車載電源２及び負荷３間の通電経路を遮断することにより、電線１０を不測の過電流による損傷から保護することができる。
【００３７】
また、電線保護装置１は、他の手法で火薬式遮断スイッチ１１を駆動し、車載電源２及び負荷３間の通電経路を遮断するための制御部１３を備える。制御部１３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力インタフェース等を有するマイクロコンピュータである。制御部１３の入出力インタフェースには、電流検出部１４、スイッチ１５、温度検出部１６、記憶部１７、計時部１８及び通知部１９が接続されている。また、制御部１３には図示しない信号線を介して外部電流検出部４が接続されている。
【００３８】
電流検出部１４は、例えば、車載電源２及び負荷３間を流れる電流を検出するためのシャント抵抗１４ａと、該シャント抵抗１４ａの両端電圧を比較し、電線１０を流れる電流に応じた信号を制御部１３へ出力する比較回路１４ｂとを備える。制御部１３は、電流検出部１４から出力された信号をＡＤ変換することによって、電線１０に流れる電流値を示すデジタルデータを取得する。
【００３９】
スイッチ１５は、例えばＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチである。スイッチ１５の一端部は、火薬式遮断スイッチ１１の第２端子１１ｆに接続され、スイッチ１５の他端部は基準電位に接続されている。またスイッチ１５の開閉を制御するための制御端子は制御部１３の入出力インタフェースに接続されており、制御部１３から出力される信号に応じてスイッチ１５が開閉する。なお、スイッチ１５がＮチャンネル型のＭＯＳＦＥＴである場合、ドレインが第２端子１１ｆに接続され、ソースが基準電位に接続され、ゲートが制御部１３のインタフェースに接続される。
【００４０】
温度検出部１６は、例えばサーミスタを備え、周囲温度によって変化するサーミスタの電気抵抗値に応じた電圧を検出することによって、電線保護装置１の周囲温度を検出する。制御部１３は、温度検出部１６から出力された信号をＡＤ変換することによって、周囲温度の値を示すデジタルデータを取得する。
【００４１】
記憶部１７は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリであり、電線１０の温度と、該温度で単位時間通電したときの電線１０の寿命の短縮時間との関係を記憶している。また、記憶部１７は、後述するように、電線１０の残存寿命の初期値と、制御部１３によって算出された電線１０の残存寿命とを記憶する。
【００４２】
計時部１８は、電流検出部１４から電線１０の電流値を取得するタイミングを計時しており、該タイミングを通知する信号を制御部１３に与える。制御部１３は、例えば、５ｍ秒又は１０ｍ秒等の所定時間毎に電線１０の温度算出処理、電線１０の残存寿命の算出処理等を実行するように構成されており、計時部１８は、所定時間が経過する都度、前記信号を制御部１３に与える。
【００４３】
通知部１９は、例えば、スピーカ、表示部、警告灯等である。制御部１３は、通電経路の遮断によって電線１０の保護が完了したことを示す信号、何らかの異常により電源の保護が完了していないことを示す信号、電線１０の残存寿命が残り少ないことを示す信号等を通知部１９へ出力することによって、各種情報を音、光等によって出力させる。
なお、通知部１９は、外部ＥＣＵに接続された車内ＬＡＮ通信機であっても良い。通知部１９は、制御部１３の制御に従って、電線１０の保護が完了した旨、何らかの異常により電源の保護が完了していない旨、電線１０の残存寿命が残り少ない旨等を示す情報を該外部ＥＣＵへ送信する。外部ＥＣＵは、スピーカ、表示部、警告灯等の動作を制御する制御装置であり、通知部１９から送信された情報を受信し、受信した情報の内容に従って、該情報を音、光等によって出力させる。
【００４４】
次に、制御部１３の制御による通電経路の遮断処理を説明する。
図２及び図３は、制御部１３の処理手順を示すフローチャート、図４は、車載電源２の遮断状態を示す回路ブロック図である。制御部１３は、電流値を取得するタイミングを通知する信号が計時部１８から制御部１３に入力した場合、電流検出部１４から電流値Ｉ（ｎ）を取得する（ステップＳ１１）。具体的には、電流検出部１４から制御部１３に入力している電流値はアナログの信号であり、制御部１３は、アナログの信号をＡＤ変換することによって、電流値を取得する。ｎは電流値を取得するタイミングを示しており、電流値を取得する毎に１ずつ増加するものとする。例えば、Ｉ（１）は１回目に取得した電流値、Ｉ（２）は２回目に取得した電流値を示している。
【００４５】
次いで、制御部１３は、取得した電流値Ｉ（ｎ）に基づいて、逆電流が発生しているか否かを判定する（ステップＳ１２）。逆電流は、負荷３から車載電源２へ流れる方向の電流を言う。逆電流の発生の有無は電流値Ｉ（ｎ）の正負から判定することができる。逆電流が発生していないと判定した場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、制御部１３は、外部電流検出部４から電流値を取得し（ステップＳ１３）、ステップＳ１１で取得した電流値と、ステップＳ１３で取得した電流値とが乖離しているか否かを判定する（ステップＳ１４）。例えば、各電流値の差分が所定電流値以上である場合、制御部１３は電流値が乖離していると判定する。電流値が乖離していないと判定した場合（ステップＳ１４：ＮＯ）、制御部１３は、温度検出部１６から周囲温度を取得する（ステップＳ１５）。そして、制御部１３は、ステップＳ１１で取得した電流値Ｉ（ｎ）等を用いて電線１０の温度上昇値を算出し（ステップＳ１６）、算出した温度上昇値を記憶し（ステップＳ１７）、電線１０の温度を算出する（ステップＳ１８）。
【００４６】
具体的には、制御部１３は、温度検出部１６にて検出される周囲温度を基準にして、電線１０の温度上昇値を算出する。電線１０に電流が流れていない場合、電線１０の温度は周囲温度に等しいが、通電によって電線１０が発熱すると、電線１０の温度は周囲温度に比べて、温度上昇値分だけ高くなる。電流値Ｉ（ｎ）を取得したタイミングにおける電線１０の温度上昇値は例えば、下記式（１）で表される。
ΔＴｗ（ｎ）＝ΔＴｗ（ｎ−１）×ｅｘｐ（−Δｔ／τｗ）＋Ｒｔｈｗ×Ｒｗ
×Ｉ（ｎ−１）2 ×｛１−ｅｘｐ（−Δｔ／τｗ）｝…（１）
但し、
ΔＴｗ（ｎ）：第ｎ回目の電流値取得タイミングにおける、周囲温度に対する電線１０の温度上昇値
τｗ：電線１０の発熱及び放熱の時定数
Δｔ：電流値取得周期
Ｒｗ：電線１０の電気抵抗値
Ｒｔｈｗ：電線１０の熱抵抗値
【００４７】
上記式（１）の第１項は、これまでに電線１０に蓄積された熱の放熱による温度変化を表しており、第２項は電線１０の発熱による温度変化を示している。上記式（１）は、下記式（２）に変形することができる。
ΔＴｗ（ｎ）＝（Ｒｔｈｗ×Ｒｗ×Ｉ（ｎ−１）2 −ΔＴｗ（ｎ−１））
×｛１−ｅｘｐ（−Δｔ／τｗ）｝＋ΔＴｗ（ｎ−１）
＝（Ａ×Ｉ（ｎ−１）2−ΔＴｗ（ｎ−１））×Ｂ＋ΔＴｗ（ｎ−１）…（２）
但し、
Ａ：定数＝Ｒｔｈｗ×Ｒｗ
Ｂ：定数＝１−ｅｘｐ（−Δｔ／τｗ）
【００４８】
マイコン１１は、前記定数Ａ，ＢをＲＯＭ１１ｂに記憶しており、制御部１３は、電流値Ｉ（ｎ−１）及び温度上昇値ΔＴｗ（ｎ−１）に基づいて、今回の電流値取得タイミングにおける温度上昇値ΔＴｗ（ｎ）を算出する。そして、制御部１３は、算出した温度上昇値ΔＴｗ（ｎ）を周囲温度に加算することによって、電線１０の温度Ｔ（ｎ）を算出する。電線１０の温度は下記式（３）で表される。周囲温度は、温度検出部１６によって検出される温度である。
【００４９】
Ｔ（ｎ）＝Ｔａ＋ΔＴｗ（ｎ）…（３）
但し、
Ｔａ：周囲温度
【００５０】
ステップＳ１８の処理を終えた制御部１３は、ステップＳ１８で算出した電線１０の温度が所定温度以上であるか否かを判定する（ステップＳ１９）。電線１０の温度が所定温度未満であると判定した場合（ステップＳ１９：ＮＯ）、制御部１３は、ステップＳ１１で検出した電流値に基づいて、電線１０の残存寿命を推定し（ステップＳ２０）、推定して得た残存寿命を記憶する（ステップＳ２１）。具体的には、制御部１３は、ステップＳ１８にて算出した電線１０の温度に対応する寿命の短縮時間と、通電時間とを乗算することによって、今回の電流値取得タイミングにおける電線１０の寿命の短縮時間を算出する。
なお、電流値の取得ないし残存寿命の算出周期がΔｔである場合、Δｔを通電時間とすれば良い。そして、制御部１３は、前回の処理で算出及び記憶した残存寿命から前記短縮時間を減算することによって、残存寿命を算出する。
電線１０の残存寿命は例えば下記式（４）で表される。
Ｌ（ｎ）＝Ｌ（ｎ−１）−α（Ｔ（ｎ−１））×ΔＴ…（４）
但し、
Ｌ（ｎ）：第ｎ回目の電流値取得タイミングにおける、電線１０の残存寿命
α：電線１０の温度によって定まる定数
【００５１】
次いで、制御部１３は、ステップＳ２０で算出した残存寿命が所定の閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ２２）。残存寿命が閾値以上であると判定した場合（ステップＳ２２：ＮＯ）、制御部１３は処理をステップＳ１１へ戻す。残存寿命が閾値未満であると判定した場合（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、制御部１３は、残存寿命が残り少ないことを通知部１９にて外部へ通知し（ステップＳ２３）、処理をステップＳ１１へ戻す。
【００５２】
ステップＳ１９において、電線１０の温度が所定温度以上であると判定した場合（ステップＳ１９：ＹＥＳ）、ステップＳ１２で逆電流が発生していると判定した場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、又はステップＳ１４で電流値が乖離していると判定した場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、制御部１３は、遮断信号をスイッチ１５へ出力する（ステップＳ２４）。図４に示すように、遮断信号の出力によってスイッチ１５は閉じ、該スイッチ１５を介して電流が駆動部１１ｄに流れ、火薬式遮断スイッチ１１が起動し、瞬時に導電部１１ａが切断される。車載電源２及び負荷３間の通電経路を遮断することにより、電線１０を過電流による損傷から保護することができる。図４は、負荷３に車載電源２が逆接続された状態を示している。
【００５３】
次いで、制御部１３は、再度、電流検出部１４から電流値を取得し（ステップＳ２５）、取得した電流値に基づいて、電線１０が通電しているか否かを判定する（ステップＳ２６）。通電していないと判定した場合（ステップＳ２６：ＮＯ）、制御部１３は、車載電源２及び負荷３間の通電経路の遮断により、電線１０の保護が完了した旨を通知部１９にて外部へ通知し（ステップＳ２７）、処理を終える。
【００５４】
通電していると判定した場合（ステップＳ２６：ＹＥＳ）、制御部１３は、何らかの異常により、電線１０の保護が完了していない旨を通知部１９にて外部へ通知し（ステップＳ２８）、処理を終える。
【００５５】
このように構成された電線保護装置１によれば、負荷３に車載電源２が逆接続された際に通電経路を瞬時に遮断し、該電線１０を保護することができる。具体的には、本実施形態の電線保護装置１は、負荷３に車載電源２が逆接続された場合、制御部１３による制御が無くても、直ちに電流が駆動部１１ｄに流れる回路構成である。また、火薬式遮断スイッチ１１は、駆動部１１ｄに電流が流れると火薬の爆発力によって、導電部１１ａを瞬時に切断する構成である。従って、負荷３に車載電源２が逆接続された際、車載電源２から負荷３への通電経路を瞬時に遮断することができ、電源逆接続時における異常な過電流から電線１０を保護することができる。
【００５６】
また、電線保護装置１は、スイッチ１５及び制御部１３を備えているため、制御部１３による能動的な制御によって火薬式遮断スイッチ１１を起動させ、車載電源２及び負荷３間の通電経路を遮断することもできる。
【００５７】
具体的には、制御部１３は、負荷３から車載電源２へ電流が流れたことを検知した場合、スイッチ１５を閉じ、車載電源２及び負荷３間の通電経路を遮断することができる。従って、電線保護装置１は、負荷３に車載電源２が逆接続された場合、ダイオード１２を介して駆動部１１ｄに流れる電流、又はスイッチ１５を介して駆動部１１ｄに流れる電流のいずれかによって火薬式遮断スイッチ１１を起動し、車載電源２及び負荷３間の通電経路を遮断することができる。
従って、ダイオード１２又は制御部１３のいずれかに異常があっても、車載電源２及び負荷３間の通電経路を遮断し、電線１０を保護することができる。
【００５８】
また、制御部１３は、電流検出部１４にて検出された電流値と、外部電流検出部４から取得した電流値とが乖離している場合、スイッチ１５を閉じ、車載電源２及び負荷３間の通電経路を遮断することができる。各電流値が乖離している場合、電流値自体が異常であり、電流値が正常範囲でも過電流が発生している可能性がある。このため、電線保護装置１は、各電流値が乖離している場合、通電経路を遮断することによって、電線１０を予防的に保護することができる。
【００５９】
更に、制御部１３は、電線１０を流れる電流値と、検出された周囲温度とに基づいて、電線１０の温度を算出し、算出された温度が閾値以上である場合、スイッチ１５を閉じ、車載電源２及び負荷３間の通電経路を遮断する。従って、電線保護装置１は、電線１０が閾値以上の高温になるような電流が流れ、電線１０が損傷することを防止することができる。
【００６０】
更にまた、通電経路が遮断した場合、制御部１３は、電線１０の温度を算出する処理を停止し、無駄な処理負荷３を削減することができる。
【００６１】
更にまた、電線保護装置１は、電線１０の残存寿命を算出し、算出して得た残存寿命の長さに応じた情報を通知することができる。
【００６２】
更にまた、電線保護装置１は、スイッチ１５が閉じた場合、電線１０の保護が完了した旨を通知することができる。
【００６３】
具体的には、電線保護装置１は、スイッチ１５が閉じ、電線１０に電流が流れていないことを確認した上で、電線１０の保護が完了した旨を外部へ通知することができる。
スイッチ１５を閉じたにも拘わらず、電線１０に電流が流れている場合、電線保護装置１は、何らかの異常により、電線１０の保護が完了していない旨を外部へ通知することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１  電線保護装置
２  車載電源
３  負荷
４  外部電流検出部
１０  電線
１０ａ  第１電線
１０ｂ  第２電線
１１  火薬式遮断スイッチ
１１ａ  導電部
１１ｂ  ピストン部
１１ｃ  切断刃
１１ｄ  駆動部
１１ｅ  第１端子
１１ｆ  第２端子
１２  ダイオード
１３  制御部
１４  電流検出部
１４ａ  シャント抵抗
１４ｂ  比較回路
１５  スイッチ
１６  温度検出部
１７  記憶部
１８  計時部
１９  通知部
【図１】
0006394535.tif 000002
【図２】
0006394535.tif 000003
【図３】
0006394535.tif 000004
【図４】
0006394535.tif 000005