(57)【要約】【課題】  共通の電力供給装置から複数の負荷系統に独立の電源配線を用いて電力供給する車両用電源システムにおいて、メンテナンスに優れたヒューズ素子の配置を提供する。【解決手段】  異なる複数の負荷系統へ電力を供給する電力供給装置３０の内部に、半導体ヒューズとして用いられる半導体スイッチ素子１００ａ〜１００ｄが設けられる。半導体スイッチ素子１００ａ〜１００ｄは、対応の異常電流検出回路１０２ａ〜１０２ｄによる異常電流検出に応答して強制的にターンオフされ、自己保持回路１０４ａ〜１０４ｄの作用によってオフ状態が維持されてヒューズ機能を発揮する。半導体スイッチ素子１００ａ〜１００ｄは、電力供給装置３０の外部からの入力端子３６〜３８への操作入力によって、自己保持回路１０４ａ〜１０４ｄのリセットを伴って、初期的なオン状態に復帰することにより、ヒューズ交換と等価の作業が実現される。【選択図】        図２
2005253125.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の負荷系統と、
前記複数の負荷系統へ電力を供給するための電力供給装置と、
前記電力供給装置と前記複数の負荷系統との間をそれぞれ接続するための複数の電力配線とを備え、
前記電力供給装置は、
前記複数の電力配線のそれぞれに対して直列に接続された複数の電力用半導体スイッチ素子と、
前記複数の電力用半導体スイッチ素子にそれぞれ対応して設けられた、複数の異常電流検出部、複数の保持回路、複数の強制遮断回路および複数の強制遮断解除回路を含み、
前記複数の異常電流検出部の各々は、対応の前記電力用半導体スイッチ素子の異常電流を検出し、
前記複数の保持回路の各々は、リセット入力が与えられるまではその保持内容を継続的に保持するとともに、前記リセット入力に応答して前記保持内容を第１の状態に初期化し、かつ、対応する前記異常電流検出部によって前記異常電流が検出されたときにその保持内容を前記第１の状態から第２の状態に遷移させ、
前記複数の強制遮断回路の各々は、対応する前記保持回路が前記第２の状態を保持するときに、対応の前記電力用半導体スイッチ素子を強制的に遮断し、
前記複数の強制遮断解除回路の各々は、前記電力供給装置の外部からの入力に応答して、対応の前記電力用半導体スイッチ素子を導通させるとともに、対応の前記保持回路に対して前記リセット入力を与える、車両用電源システム。
【請求項２】
前記複数の負荷系統のうちの１つは、前記車両の運転者の操作に応答して動作する負荷を含み、
前記負荷に対応する前記外部からの入力は、前記車両の運転者の操作に応答して発生される電気信号である、請求項１に記載の車両用電源システム。
【請求項３】
前記車両の運転者の操作は、イグニッションスイッチのオン操作である、請求項２に記載の車両用電源システム。
【請求項４】
前記車両の運転者の操作は、アクセサリスイッチのオン操作である、請求項２に記載の車両用電源システム。
【請求項５】
前記電力供給装置は、バッテリからの供給電力を源として、前記複数の負荷系統へ電力を発生し、
前記複数の負荷系統のうちの１つは、前記バッテリからの電力供給を常時受けて動作する負荷を含み、
前記負荷に対応する前記外部からの入力は、所定の電気端子を接地させる操作によって与えられる、請求項１に記載の車両用電源システム。
【請求項６】
前記電力供給装置は、バッテリからの供給電力を源として、前記複数の負荷系統へ電力を発生し、
前記電力供給装置は、前記バッテリと近接して配置される、請求項１から５のいずれか１項に記載の車両用電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両用電源システムに関し、より特定的には、異常電流の遮断機能を備えた車両用電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用を始めとする電源システムには、過電流等の異常電流発生時に電流経路を遮断するためのヒューズ素子が一般的に必要とされる。一般的なヒューズ素子は、過電流通過に伴って溶断する導電素子によって構成される。また、一般的なヒューズ素子が溶断し難い断続的な短絡電流を遮断するために、パワーＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）−ＦＥＴ（Field Effect Transistor）をヒューズとして適用する技術が、たとえば特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開平１１−１３６８４６号公報
【特許文献２】特開２００２−２６１５９４号公報
【特許文献３】特開２００２−３８９８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、車両の代表例である自動車においては、電気負荷は動作タイミングの異なる複数の系統に分類される。たとえば、アクセサリスイッチ（いわゆるＡＣＣスイッチ）のオンに応答して動作する負荷群や、エンジン起動スイッチ（いわゆるＩＧＣＤスイッチ）オンに応答して動作する負荷群が存在する。また、バッテリからの供給電圧をそのまま電源電圧として受ける負荷群や、バッテリ電圧を昇圧回路によって昇圧した電源電圧を受ける負荷群等が存在する。
【０００４】
これら複数の負荷系統間では負荷電流が異なってくるため、電源配線を効率的に配置するためには、これらの負荷系統毎に負荷電流定格に合致したハーネス径の配線を用いることが望ましい。
【０００５】
したがって、このような電源システムでは、共通の電力供給装置から複数の電源配線が枝分かれして配置されるので、電力供給装置の内部において各負荷への電力供給経路の根元にヒューズ素子を設けることが必要となる。
【０００６】
特に、バッテリの出力電圧を変換して負荷の電源電圧を生成する電力供給装置については、低電圧配線部分を短くして電力損失を低減するために、バッテリに近接して配置することが好ましい。一般的に、バッテリは、安全性を配慮して人の手に触れにくい場所に格納されるため、これに伴って、電力供給装置もメンテナンスが困難なレイアウト配置となりやすい。このため、ヒューズ素子を電力供給装置内部に設ける場合には、そのメンテナンス性が向上するような設計とするよう考慮する必要がある。
【０００７】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、共通の電力供給装置から複数の負荷系統に独立の電源配線を用いて電力を供給する車両用電源システムにおいて、メンテナンスに優れたヒューズ素子の配置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明による車両用電源システムは、複数の負荷系統と、電力供給装置と、複数の電力配線とを備える。電力供給装置は、複数の負荷系統へ電力を供給するために設けられる。複数の電力配線は、電力供給装置と複数の負荷系統との間をそれぞれ接続する。電力供給装置は、複数の電力配線のそれぞれに対して直列に接続された複数の電力用半導体スイッチ素子と、複数の電力用半導体スイッチ素子にそれぞれ対応して設けられた、複数の異常電流検出部、複数の保持回路、複数の強制遮断回路および複数の強制遮断解除回路を含む。複数の異常電流検出部の各々は、対応の電力用半導体スイッチ素子の異常電流を検出し、複数の保持回路の各々は、リセット入力が与えられるまではその保持内容を継続的に保持するとともに、リセット入力に応答して保持内容を第１の状態に初期化する。複数の強制遮断解除回路の各々は、対応する異常電流検出部によって異常電流が検出されたときにその保持内容を第１の状態から第２の状態に遷移させる。複数の強制遮断回路の各々は、対応する保持回路が第２の状態を保持するときに、対応の電力用半導体スイッチ素子を強制的に遮断し、かつ、電力供給装置の外部からの入力に応答して、対応の電力用半導体スイッチ素子を導通させるとともに、対応の保持回路に対してリセット入力を与える。
【０００９】
好ましくは、複数の負荷系統のうちの１つは、車両の運転者の操作に応答して動作する負荷を含み、負荷に対応する外部からの入力は、車両の運転者の操作に応答して発生される電気信号である。
【００１０】
さらに好ましくは、車両の運転者の操作は、イグニッションスイッチのオン操作である。
【００１１】
また、さらに好ましくは、車両の運転者の操作は、アクセサリスイッチのオン操作である。
【００１２】
また好ましくは、電力供給装置は、バッテリからの供給電力を源として、複数の負荷系統へ電力を発生し、複数の負荷系統のうちの１つは、バッテリからの電力供給を常時受けて動作する負荷を含み、負荷に対応する外部からの入力は、所定の電気端子を接地させる操作によって与えられる。
【００１３】
あるいは好ましくは、電力供給装置は、バッテリからの供給電力を源として、複数の負荷系統へ電力を発生し、電力供給装置は、バッテリと近接して配置される。
【発明の効果】
【００１４】
この発明による車両用電源システムでは、複数の負荷系統ごとに別々に電力配線を設けた構成として、各電力配線を負荷電流に応じたハーネス径として効率的に配置するとともに、これら複数の負荷系統に共通の電力変換装置の内部に設けられた半導体スイッチ素子を、当該電力変換装置外部からの入力によって遮断状態から導通状態に復帰可能なヒューズ素子として用いることができる。
【００１５】
したがって、部品交換が不要なヒューズ素子を実現することができ、メンテナンス性に優れた構成とすることができる。特に、メンテナンス作業性の悪い環境に電力供給装置が配置された場合にも、サービス性を低下させることがない。
【００１６】
また、運転者の操作に応答して動作する負荷群に対応する半導体スイッチ素子を、当該操作に応答して発生される電気信号に応答して初期的な導通状態に復帰させる構成とすることにより、当該負荷群の動作開始時において確実に初期的な負荷電流経路を形成することができる。特に、自動車で一般的に用いられるイグニッションスイッチ信号（いわゆるＩＧＣＴ信号）やアクセサリスイッチ信号（いわゆるＡＣＣ信号）を用いて、上記の構成を実現することが可能である。
【００１７】
さらに、バッテリから常時電流供給を受けて動作する負荷群に対応する半導体スイッチ素子を、所定の電気端子を接地させる操作によって初期的な導通状態に復帰させる構成とすることにより、部品交換を伴うことなく簡便な操作でヒューズ素子交換と等価な作業を行なうことができるので、メンテナンス性を高めることができる。
【００１８】
特に、感電の恐れが小さいように人の手の触れにくい部分に格納されるバッテリに近接させて電力供給装置を配置することにより、低電圧配線部分を短くして電力損失の低減を図ることが可能であるが、このような場合に、部品交換が不要なヒューズ素子を実現して、メンテナンス性を高めることの利点が大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下において、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下における同一または相当部分には同一符号を付しその説明は原則的には繰返さないものとする。
【００２０】
図１は、この発明の実施の形態に従う車両用電源システム１０の全体構成を示す概略ブロック図である。なお以下の説明で明らかになるように、車両用電源システム１０は代表的には自動車への搭載を前提とした車両用電源システムである。
【００２１】
図１を参照して、この発明による車両用電源システム１０は、複数の負荷系統２０ａ〜２０ｄに対して電力を供給する。車両用電源システム１０は、電力供給装置３０と、負荷系統２０ａ〜２０ｄにそれぞれ対応して設けられる電力配線３５ａ〜３０ｄとを備える。  
【００２２】
電力供給装置３０は、バッテリ５０からバッテリ電圧ＶＢを受ける入力端子３２と、入力端子３６〜３８と、昇圧回路４０と、出力端子４５ａ〜４５ｄとを含む。昇圧回路４０は、入力端子３２に入力されたバッテリ電圧ＶＢを昇圧して昇圧電圧ＶＣを生成する。出力端子４５ａからは、バッテリ電圧ＶＢが出力される。一方、出力端子４５ｂ〜４５ｄからは、昇圧回路について昇圧された昇圧電圧ＶＣが出力される。
【００２３】
電源配線３５ａ〜３５ｄは、電力供給装置３０の出力端子４５ａ〜４５ｄと負荷系統２０ａ〜２０ｄとの間をそれぞれ接続する。入力端子３６〜３８は、電圧信号等の電気的入力が可能な端子である。入力端子３６には、後ほど詳細に説明する強制遮断状態の解除操作信号が入力され、入力端子３７には、運転者のスイッチ操作に応答して、アクセサリ起動スイッチ信号、いわゆるＡＣＣ信号が入力される。同様に、入力端子３８には、運転者のスイッチ操作に応答して、点火スイッチ信号、いわゆるＩＧＣＴ信号が入力される。
【００２４】
ＡＣＣ信号およびＩＧＣＴ信号は、運転者のスイッチ操作に応答して、図示しない信号発生回路によって生成される。
【００２５】
負荷系統２０ａは、バッテリ電圧ＶＢを常時供給される電気負荷群で構成され、負荷系統２０ｂは、昇圧電圧ＶＣを常時供給される電気負荷群で構成される。一方、負荷系統２０ｃは、ＩＧＣＴ信号に応答して動作する電気負荷群で構成され、負荷系統２０ｄはＡＣＣ信号に応答して動作する電気負荷群で構成される。
【００２６】
図２は、図１に示した電力供給装置３０の構成を詳細に説明する図である。
【００２７】
図２を参照して、電力供給装置３０は、入力端子３２，３６〜３８、昇圧回路４０および出力端子４５ａ〜４５ｄに加えて、制御回路６０，６２，６４と、ダイオード９０,９１と、電力用半導体スイッチ素子９５と、負荷系統２０ａ〜２０ｄのそれぞれに対応して設けられる電力用半導体スイッチ素子１００ａ〜１００ｄと、強制遮断解除回路１１０とを含む。この実施の形態では、電力用半導体スイッチ素子１００ａ〜１００ｄは、ｐ型ＭＯＳ−ＦＥＴで構成される。なお、以下においては、各電力用半導体スイッチ素子を単に「半導体スイッチ素子」とも称する。
【００２８】
半導体スイッチ素子１００ａに対応して、異常電流検出回路１０２ａ、自己保持回路１０４ａおよび強制遮断回路１０６ａが設けられ、そのゲートに対してゲート抵抗１０８ａが接続されている。同様に、半導体スイッチ素子１００ｂに対応して、異常電流検出回路１０２ｂ、自己保持回路１０４ｂおよび強制遮断回路１０６ｂが設けられ、そのゲートに対してゲート抵抗１０８ｂが接続されている。
【００２９】
また、半導体スイッチ素子１００ｃに対しては、異常電流検出回路１０２ｃ、自己保持回路１０４ｃおよび強制遮断回路１０６ｃが設けられ、そのゲートに対してゲート抵抗１０８ｃが接続されている。さらに、半導体スイッチ素子１００ｄに対応して、異常電流検出回路１０２ｄ、自己保持回路１０４ｄおよび強制遮断回路１０６ｄが設けられ、そのゲートに対してゲート抵抗１０８ｄが接続されている。
【００３０】
ダイオード９０は、入力端子３２と負荷系統２０ａ（＋Ｂ系）に対応する電源ライン８０ａとの間に設けられ、入力端子３２から電力ライン８０ａへ向かう方向を順方向として接続される。電力ライン８０ａは、半導体スイッチ素子１００ａを介して、出力端子４５ａと電気的に接続される。
【００３１】
ダイオード９１は、入力端子３２と負荷系統２０ｂ（昇圧系）に対応する電源ライン８０ｂとの間に設けられ、入力端子３２から電力ライン８０ｂへ向かう方向を順方向として接続される。電力ライン８０ｂは、半導体スイッチ素子１００ｂを介して、出力端子４５ｂと電気的に接続される。
【００３２】
昇圧回路４０は、制御回路６０からの動作指示に応答して動作し、動作時には入力端子３２に入力されたバッテリ電圧ＶＢを昇圧して、自身の出力ノードへ昇圧電圧ＶＣを出力する。
【００３３】
半導体スイッチ素子９５は、昇圧回路４０の出力ノードと電力ライン８０ｂとの間に電気的に接続され、制御回路６０からの指示に応答してオン・オフする。制御回路６０は、昇圧回路４０および半導体スイッチ素子９５の動作を制御する。
【００３４】
制御回路６０によって半導体スイッチ素子９５をオンすることにより、電源ライン８０ｂに昇圧電圧ＶＣを供給できる。一方、半導体スイッチ素子９５をオフした場合には、電源ライン８０ｂにはバッテリ電圧ＶＢが供給される。すなわち、負荷系統２０ｂへの供給電圧は、半導体スイッチ素子９５のオン・オフによって、バッテリ電圧ＶＢおよび昇圧電圧ＶＣの間で切換えることができる。
【００３５】
負荷系統２０ｃ（ＩＧＣＴ系）に対応する電力ライン８０ｃは、昇圧回路４０の出力ノードと接続され、さらに半導体スイッチ素子１００ｃを介して出力端子４５ｃと接続される。同様に、負荷系統２０ｄ（ＡＣＣ系）に対応する電力ライン８０ｄは、昇圧回路４０の出力ノードと接続され、かつ半導体スイッチ素子１００ｄを介して出力端子４５ｄと接続される。出力端子４５ａ〜４５ｄは、図１に示した電力配線３５ａ〜３５ｄと接続される。したがって、半導体スイッチ素子１００ａ〜１００ｄは、電力供給装置３０の内部において、電力配線３５ａ〜３５ｄに対して直列に接続されている。
【００３６】
半導体スイッチ素子１００ａ〜１００ｄは、この発明の車両用電源システムにおいて、半導体ヒューズとして動作する。なお、半導体スイッチ素子１００ａ〜１００ｄの各々の動作は同様であるので、以下では半導体スイッチ素子１００ａの動作について代表的に説明する。
【００３７】
なお、半導体スイッチ素子１００ａならびに補助回路群である異常電流検出回路１０２ａ、自己保持回路１０４ａ、強制遮断回路１０６ａおよびゲート抵抗１０８ａが同一パッケージ内に一体的に格納されたスイッチ素子モジュール１５０ａを半導体ヒューズとして用いてもよい。同様に、負荷系統２０ｂ〜２０ｄに対応する半導体ヒューズとしても、半導体スイッチ素子と補助回路群（異常電流検出回路、自己保持回路および強制遮断回路）とを同一パッケージ内に一体的に格納したスイッチ素子モジュール１５０ｂ〜１５０ｄを用いることができる。
【００３８】
半導体スイッチ素子１００ａに対応して設けられる異常電流検出回路１０２ａは、公知の手法であるチャネル温度上昇検出によって、異常電流を検出する。なお、異常電流検出回路１０２ａのタイプは特に限定されるものではなく、たとえばホール素子やシャント抵抗による測定電流に基づいて異常電流を検出する構成としてもよい。
【００３９】
自己保持回路１０４ａは、自己の保持内容を保持するように動作する。自己保持回路１０４ａの保持内容は、たとえば、論理ローレベルおよび論理ハイレベルのいずれかに設定される１ビット信号である。
【００４０】
自己保持回路１０４ａの保持内容は、初期的には論理ローレベルに設定され、異常電流検出回路１０２ａにおいて半導体スイッチ素子１００ａの異常電流が検出された場合には、当該異常電流検出をトリガとしてローレベルからハイレベルへ遷移する。さらに、一旦遷移した保持内容は、自己保持回路１０４ａの保持内容を初期状態へリセットするためのリセット入力が与えられるまではハイレベルに保持される。
【００４１】
強制遮断回路１０６ａは、自己保持回路１０４ａの保持内容がハイレベルであるときには半導体スイッチ素子１００ａを強制的にターンオフするための電気的入力をそのゲートへ出力する。一方、自己保持回路１０４ａの保持状態がローレベルのときには、強制遮断回路１０６ａは上記のような電気的出力を出力せず、半導体スイッチ素子１００ａはオン状態に保持される。
【００４２】
このようにして、初期的にオン状態である半導体スイッチ素子１００ａは、異常電流検出回路１０２ａによって異常電流が検出されるまではオン状態を保持する。さらに、異常電流検出時には、強制遮断回路１０６ａによって強制的にターンオフされ、自己保持回路１０４ａの保持機能によって以降その強制オフ状態が保持される。
【００４３】
半導体スイッチ素子１００ｂ〜１００ｄの各々も同様に、初期的にはターンオン状態とされ、かつ、対応の異常電流検出回路１０２ｂ〜１０２ｄによって異常電流が検出されるまではオン状態を保持し、異常電流検出後には強制的にターンオフされて、以降そのターンオフ状態が保持される。
【００４４】
次に、一旦強制的にターンオフされた各半導体スイッチ素子に対する強制オフ状態の解除機構について説明する。まず、電力が常時供給される負荷系統２０ａ，２０ｂに対応する強制遮断解除回路１１０の構成および動作について説明する。
【００４５】
強制遮断解除回路１１０は、ｐｎｐトランジスタ１１２と、抵抗素子１１４〜１１７とを有する。ｐｎｐトランジスタ１１２のエミッタは、昇圧回路４０の出力ノードと接続される。ｐｎｐトランジスタ１１２のコレクタは、ゲート抵抗１０８ａ，１０８ｂを介して、半導体スイッチ素子１００ａ，１００ｂの各ゲートと接続され、かつ、抵抗素子１１４を介して接地される。
【００４６】
抵抗素子１１５は、昇圧回路４０の出力ノードとｐｎｐトランジスタ１１２のベース間に接続されて、バイアス抵抗として機能する。抵抗素子１１６および１１７は、ｐｎｐトランジスタのゲートと入力端子３６との間に直列に接続される。
【００４７】
入力端子３６は、通常時にはキャップ等を設けることにより電気的にフローティング状態とされる。このとき、ｐｎｐトランジスタ１１２はオフ状態とされ、異常電流検出回路１０２ａ，自己保持回路１０４ａおよび強制遮断回路１０６ａには、接地電圧が与えられた状態となる。同様に、異常電流検出回路１０２ｂ，自己保持回路１０４ｂおよび強制遮断回路１０６ｂにも、接地電圧が与えられる。
【００４８】
一方、入力端子３６がボディとの接触動作等によって接地されると、ｐｎｐトランジスタ１１２がターンオンする。このときには、異常電流検出回路１０２ａ，１０２ｂおよび強制遮断回路１０６ａ，１０６ｂには、接地電圧ではなく昇圧電圧ＶＣに応じた高電圧が与えられる。当該高電圧は、異常電流検出回路１０２ａ，１０２ｂ、自己保持回路１０４ａ，１０４ｂおよび強制遮断回路１０６ａ，１０６ｂに対して、リセット入力となる。
【００４９】
このリセット入力に応答して、自己保持回路１０４ａ，１０４ｂの保持内容は、ローレベルに初期化される。その後、入力端子３６を再び電気的にフローティング状態とすることにより、ｐｎｐトランジスタ１１２は、再びターンオフされて、異常電流検出回路１０２ａ，１０２ｂ、自己保持回路１０４ａ，１０４ｂおよび強制遮断回路１０６ａ，１０６ｂの補助回路群へのリセット入力は解除される。さらに、半導体スイッチ素子１００ａのゲート電圧も接地電圧へ復帰する。これにより、以降では、半導体スイッチ素子１００ａ，１００ｂは初期的なターンオン状態に復帰し、かつ、リセットされた自己保持回路１０４ａ，１０４ｂによってターンオン状態が維持される。
【００５０】
すなわち、電力が常時供給される負荷系統２０ａ，２０ｂに対応する半導体スイッチ素子１００ａ，１００ｂは、異常電流発生時には電流経路を遮断するようにオフ状態を維持してヒューズ機能を発揮する。さらに、電力供給装置３０の外部からの入力端子３６のアース操作によって、半導体スイッチ素子１００ａ，１００ｂをターンオン状態に復帰させて、溶断したヒューズ素子の交換と等価の動作を実現することができる。
【００５１】
なお、入力端子３６は、たとえば電力供給装置３０からアース用部位の近傍まで引出し線を設けておき、かつ絶縁性のキャップを設けておき、遮断解除操作時のみ当該キャップを取り去ることでアース可能な構成とすることができる。
【００５２】
一方、ＩＧＣＴ信号およびＡＣＣ信号にそれぞれ同期動作する負荷系統２０ｃおよび２０ｄに対応する強制遮断状態の解除は以下のようにして行なわれる。
【００５３】
制御回路６２は、入力端子３７へのＩＧＣＴ信号の入力に応答して、ｐｎｐトランジスタ１１２のオン時に生成されるリセット入力（高電圧）と同様の制御信号ＳＲｃを発生する。制御回路６２からの制御信号ＳＲｃは、異常電流検出回路１０２ｃ、自己保持回路１０４ｃおよび強制遮断回路１０６ｃへリセット入力として与えられる。
【００５４】
同様に、制御回路６４は、入力端子３８へのＡＣＣ信号の入力に応答して、制御信号ＳＲｃと同様の制御信号ＳＲｄを発生する。制御回路６４からの制御信号ＳＲｄは、異常電流検出回路１０２ｄ、自己保持回路１０４ｄおよび強制遮断回路１０６ｄへリセット入力として与えられる。
【００５５】
したがって、ＩＧＣＴ信号に応答した制御回路６２からの制御信号ＳＲｃによって、半導体スイッチ素子１００ｃがオン状態に復帰し、以降はリセットされた自己保持回路１０４ｃによってターンオン状態が維持される。同様に、ＡＣＣ信号に応答した制御回路６４からの制御信号ＳＲｄによって、半導体スイッチ素子１００ｄがンオン状態に復帰し、以降はリセットされた自己保持回路１０４ｄによってターンオン状態が維持される。
【００５６】
すなわち、制御回路６２および６４は、ＩＧＣＴ系の負荷系統２０ｃおよびＡＣＣ系の負荷系統２０ｄにそれぞれ対応する「強制遮断解除回路」を構成する。
【００５７】
このように、ＩＧＣＴ信号およびＡＣＣ信号にそれぞれ同期動作する負荷系統２０ｃおよび２０ｄに対応する半導体スイッチ素子１００ｃ，１００ｄは、異常電流発生時に電流経路を遮断するようにオフ状態を維持してヒューズ機能を発揮する。さらに、電力供給装置３０の外部から入力端子３６，３７への電気信号（ＩＧＣＴ信号，ＡＣＣ信号）の入力によって、半導体スイッチ素子１００ｃ，１００ｄをターンオン状態に復帰させて、溶断したヒューズ素子の交換と等価な動作を実現することができる。
【００５８】
これにより、ＩＧＣＴ信号およびＡＣＣ信号にそれぞれ同期動作する負荷系統２０ｃおよび２０ｄの動作開始時に、対応の半導体スイッチ素子１００ｃ，１００ｄをオン状態に復帰させて、初期的な負荷電流経路を確実に形成することができる。
【００５９】
以上説明したように、この発明による電源システムでは、常時電源供給が必要な負荷系統や、ＡＣＣ信号やＩＧＣＴ信号に同期して動作する負荷系統ごとに別々に電力配線を設けた構成において、電力変換装置内に設けた半導体スイッチ素子を当該電力変換装置外部からの入力によって遮断状態から導通状態に復帰可能なヒューズ素子として用いることができる。
【００６０】
この結果、部品交換が不要なヒューズ素子を実現することができ、メンテナンス性に優れた構成とすることができる。特に、メンテナンス作業性の悪い環境に電力供給装置が配置された場合にも、サービス性を低下させることがない。
【００６１】
図３は、この発明による車両用電源システムの自動車への搭載例を説明するブロック図である。
【００６２】
図３を参照して、この発明による車両用電源システムを搭載した自動車２００は、バッテリ５０と、動力出力装置２３０と、ディファレンシャルギア２４０と、前輪２５０Ｌ，２５０Ｒと、後輪２６０Ｌ，２６０Ｒと、フロントシート２７０Ｌ，２７０Ｒと、リアシート２８０と、ダッシュボード２９０と、キースイッチ２９５とを備える。
【００６３】
バッテリ５０は、たとえばエンジンルーム内に、漏電等を防ぐため防水カバー等を施して、感電の恐れが小さい人の手の触れにくい部分に格納されている。電力供給装置３０は、バッテリ５０からの供給電力を源として自動車２００内の複数の負荷系統への供給電力を生成する。電力供給装置３０からは、図２に示した複数の電源配線３５ａ〜３５ｄによって、自動車２００内の各種電気負荷へ電力が供給される。好ましくは、電力供給装置３０は、低電圧配線部分を短くして電力損失を低減するために、バッテリ５０と近接して配置される。
【００６４】
この発明による車両用電源システムでは、電力供給装置３０がバッテリ５０に近接してメンテナンス性に劣る部位に配置された場合でも、運転者によるキースイッチ２９５の操作に伴って生成されるＡＣＣ信号およびＩＧＣＴ信号に同期して、ヒューズ素子として用いられる半導体スイッチ素子（図２の１００ｃ，１００ｄ）を遮断状態から導通状態に復帰させることができる。
【００６５】
また、電力供給装置３０の入力端子３６は、リード線２９７等で引出し、かつ入力端子３６の導体部分には絶縁カバー２９８を設けられる。これにより、半導体スイッチ素子１００ａ，１００ｂの遮断時には、絶縁カバー２９８を外して入力端子３６をボディ等との接触によりアースする簡便な動作によって、ヒューズ素子として用いられる半導体スイッチ素子（図２の１００ｃ，１００ｄ）を遮断状態から導通状態に復帰させることができる。
【００６６】
このように、メンテナンス性に劣る部位に配置された電力供給装置３０の内部に備えられた半導体ヒューズ素子に対して、キースイッチ２９５の操作やボディ近傍まで引き出された入力端子３６の操作によって、溶断ヒューズ素子の交換作業と等価の動作を行なえるので、メンテナンス性を向上させることができる。
【００６７】
今回開示された実施の形態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。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】この発明の実施の形態に従う車両用電源システムの全体構成を示す概略ブロック図である。
【図２】図１に示した電力供給装置の構成を詳細に説明する図である。
【図３】この発明の車両用電源システムの自動車への搭載例を説明するブロック図である。
【符号の説明】
【００６９】
１０  車両用電源システム、２０ａ〜２０ｄ  負荷系統、３０  電力供給装置、３２  入力端子（バッテリ電圧）、３５ａ〜３５ｄ  電力配線、３６〜３８  入力端子、４０  昇圧回路、４５ａ〜４５ｄ  出力端子（電力供給装置）、５０  バッテリ、６０，６２，６４  制御回路、８０ａ〜８０ｄ  電力ライン（電力供給装置内部）、９０  ダイオード、１００ａ〜１００ｄ  電力用半導体スイッチ素子（半導体ヒューズ）、１０２ａ〜１０２ｄ  異常電流検出回路、１０４ａ〜１０４ｄ  自己保持回路、１０６ａ〜１０６ｄ  強制遮断回路、１０８ａ〜１０８ｄ  ゲート抵抗、１１０  強制遮断解除回路、１５０ａ〜１０５ｄ  スイッチ素子モジュール、２００  自動車、２９５  キースイッチ、２９７  リード線、２９８  絶縁カバー、ＶＢ  バッテリ電圧、ＶＣ  昇圧電圧。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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