(57)【要約】【課題】電線を流れる小さな電流の値を高精度に検出することができる電流検出器と、該電流検出器を備える給電制御装置とを提供する。【解決手段】電線１３を流れる電流の値に応じた電流が、電流出力回路３２から抵抗Ｒ１を介して接地電位に流れる。制御部４０及びＡ／Ｄ変換部４７は、抵抗Ｒ１の両端間の両端電圧値を、基準電圧値Ｖｒを所定数で等分した電圧値の中で両端電圧値に１番目又は２番目に近い電圧値に量子化する。切替え部４６は、接続線４９に接続してある端子を第１端子又は第２端子に切替えることによって、基準電圧値Ｖｒを調整する。マイコン２１は、量子化された電圧値に基づいて、電線１３を流れる電流の値を検出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電線を流れる電流の値に応じた電流が流れる電流経路に設けられた抵抗回路の両端間の両端電圧値に基づいて、前記電線を流れる電流の値を検出する電流検出器において、
前記両端電圧値を、基準電圧値を所定数で等分した電圧値の中で該両端電圧値に１番目又は２番目に近い電圧値に量子化する量子化部と、
前記基準電圧値を調整する調整部と
を備え、
前記量子化部が量子化した電圧値に基づいて前記電流の値を検出するように構成してあること
を特徴とする電流検出器。
【請求項２】
前記調整部は前記基準電圧値を、第１電圧値、又は、該第１電圧値よりも高い第２電圧値に調整するように構成してあり、
前記両端電圧値が前記第１電圧値以下の閾値以上であるか否かを判定する電圧判定部を備え、
該電圧判定部によって前記両端電圧値が前記閾値以上であると判定された場合、前記調整部が前記基準電圧値を前記第２電圧値に調整している状態で前記量子化部が量子化した電圧値に基づいて前記電流の値を検出するように構成してあること
を特徴とする請求項１に記載の電流検出器。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の電流検出器と、
前記電線の中途に設けられたスイッチと、
前記電流検出器が検出した電流値に基づいて該スイッチをオン／オフするスイッチ制御部と
を備えることを特徴とする給電制御装置。
【請求項４】
前記電流検出器が検出した電流値に基づいて前記電線の温度を算出する算出部と、
該算出部が算出した温度が所定温度以上であるか否かを判定する温度判定部と
を備え、
前記スイッチ制御部は、該温度判定部によって、前記算出部が算出した温度が所定温度以上であると判定された場合に前記スイッチをオフにするように構成してあること
を特徴とする請求項３に記載の給電制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電線を流れる電流の値を検出する電流検出器と、該電流検出器を備える給電制御装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、車両には、電線の中途にスイッチを設け、該スイッチをオン／オフすることによって電線を介した負荷への給電を制御する給電制御装置（例えば、特許文献１を参照）が搭載されている。
【０００３】
特許文献１に記載の給電制御装置には、電線を流れる電流の値を検出するため、電流経路が設けられている。この電流経路を流れる電流の値は、電線を流れる電流の値に比例し、例えば、この電流値の４０００分の１である。電流経路には抵抗が配置されており、抵抗の両端間のアナログの電圧値はデジタルの電圧値に変換される。
【０００４】
特許文献１に記載の給電制御装置では、変換した電圧値に基づいて、電線を流れる電流の値を検出する。検出された電流値に基づいて電線の温度が算出される。そして、スイッチがオンである状態で算出された温度が所定の温度以上である場合にスイッチをオフにする。これにより、電線を介した負荷への給電が停止して電線の温度が低下するので、電線の発火又は発煙が未然に防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１３０９４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
アナログの電圧値をデジタルの電圧値に変換する場合において、抵抗の両端間の電圧値は量子化される。量子化の構成として、抵抗の両端間の電圧値を、四捨五入又は切り捨て等の処理によって、基準電圧値を所定数で等分した電圧値の中で、抵抗の両端間の電圧値に１番目又は２番目に近い電圧値に量子化する構成が考えられる。
【０００７】
この場合、基準電圧値を超える電圧値を量子化することができない。このため、基準電圧値は、最大の電流が電線を流れた場合に検出される抵抗の両端間の電圧値の最大値よりも高い電圧値に設定される。
【０００８】
しかしながら、抵抗の両端間の電圧検出に関する分解能は、基準電圧値を所定数で除算した値である。電線を介して給電される負荷として、作動が行われた場合に一時的に大きな電流が供給され、その後、小さな電流が供給される負荷がある。このような負荷に接続してある電線を流れる電流の値を検出する場合、基準電圧値として大きな電圧値が用いられるので、量子化によって生じる誤差が大きく、電線を流れる小さな電流を高精度に検出することはできない。
【０００９】
このため、特許文献１に記載の給電制御装置のように、電線を流れる電流の値から電線の温度を算出する場合においては、小さな電流を検出するときに、実際の電流値からの誤差が大きい電流値を検出し、実際の電線の温度からの誤差が大きい電線の温度を算出する虞がある。
【００１０】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電線を流れる小さな電流の値を高精度に検出することができる電流検出器と、該電流検出器を備える給電制御装置とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る電流検出器は、電線を流れる電流の値に応じた電流が流れる電流経路に設けられた抵抗回路の両端間の両端電圧値に基づいて、前記電線を流れる電流の値を検出する電流検出器において、前記両端電圧値を、基準電圧値を所定数で等分した電圧値の中で該両端電圧値に１番目又は２番目に近い電圧値に量子化する量子化部と、前記基準電圧値を調整する調整部とを備え、前記量子化部が量子化した電圧値に基づいて前記電流の値を検出するように構成してあることを特徴とする。
【００１２】
本発明にあっては、電流経路に抵抗回路が設けられており、電線を流れる電流の値に応じた電流、例えば、値が電線を流れる電流の値に比例している電流が電流経路を流れる。抵抗回路の両端間の両端電圧値は、四捨五入又は切り捨て等によって、基準電圧値を所定数で等分した電圧値の中で両端電圧値に１番目又は２番目に近い電圧値に量子化される。電線を流れる電流の値は、量子化された電圧値に基づいて検出される。
【００１３】
調整部は基準電圧値を調整することが可能である。また、基準電圧値が低い程、基準電圧値を所定数で等分した電圧値の間隔が小さく、量子化された電圧値は両端電圧値に近い。量子化された電圧値は両端電圧値に近い場合、電線を流れる電流の値の検出精度が高い。従って、調整部が行う基準電圧値の調整によって、電線を流れる小さな電流の値を高精度に検出することが可能である。
【００１４】
本発明に係る電流検出器は、前記調整部は前記基準電圧値を、第１電圧値、又は、該第１電圧値よりも高い第２電圧値に調整するように構成してあり、前記両端電圧値が前記第１電圧値以下の閾値以上であるか否かを判定する電圧判定部を備え、該電圧判定部によって前記両端電圧値が前記閾値以上であると判定された場合、前記調整部が前記基準電圧値を前記第２電圧値に調整している状態で前記量子化部が量子化した電圧値に基づいて前記電流の値を検出するように構成してあることを特徴とする。
【００１５】
本発明にあっては、基準電圧を第１電圧値、又は、第１電圧値よりも高い第２電圧値に調整する。両端電圧値が第１電圧値以下の閾値、例えば第１電圧値に近い値以上であるか否かを判定する。これにより、精度よく両端電圧値を量子化することが可能か否かを判定する。そして、両端電圧値が閾値以上であると判定した場合、基準電圧値が第２電圧値に調整している状態で量子化した電圧値に基づいて、電線を流れる電流の値を検出する。
【００１６】
本発明に係る給電制御装置は、前述した電流検出器と、前記電線の中途に設けられたスイッチと、前記電流検出器が検出した電流値に基づいて該スイッチをオン／オフするスイッチ制御部とを備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明にあっては、電線の中途にスイッチが設けられており、電線を流れる電流の値を電流検出器が検出する。電流検出器が検出した電流値に基づいてスイッチをオン／オフする。例えば、電流検出器が検出した電流値が所定の電流値以上である場合、スイッチをオフにし、電線を過電流が流れることを未然に防止する。
【００１８】
本発明に係る給電制御装置は、前記電流検出器が検出した電流値に基づいて前記電線の温度を算出する算出部と、該算出部が算出した温度が所定温度以上であるか否かを判定する温度判定部とを備え、前記スイッチ制御部は、該温度判定部によって、前記算出部が算出した温度が所定温度以上であると判定された場合に前記スイッチをオフにするように構成してあることを特徴とする。
【００１９】
本発明にあっては、電流検出器が検出した電流値に基づいて電線の温度を算出し、算出した温度が所定温度以上であるか否かを判定する。算出した温度が所定温度以上であると判定した場合、スイッチをオフにし、電線を介した給電を停止する。これにより、電線の温度が低下し、電線の発煙又は発火が未然に防止される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、電線を流れる小さな電流の値を高精度に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施の形態１における電源システムの要部構成を示すブロック図である。
【図２】制御部が実行する動作制御処理の手順を示すフローチャートである。
【図３】制御部が実行する電流検出処理の手順を示すフローチャートである。
【図４】給電制御装置の効果の説明図である。
【図５】実施の形態２における電源システムの要部構成を示すブロック図である。
【図６】制御部が実行する電流検出処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
（実施の形態１）
図１は実施の形態１における電源システム１の要部構成を示すブロック図である。電源システム１は、好適に車両に搭載されており、給電制御装置１０、バッテリ１１、負荷１２及び電線１３を備える。給電制御装置１０は電線１３の中途に設けられている。給電制御装置１０と電線１３の一端とはバッテリ１１の正極に接続されている。電線１３の他端は負荷１２の一端に接続されている。バッテリ１１の負極と、負荷１２の他端とは接地されている。
【００２３】
バッテリ１１は電線１３を介して負荷１２に給電する。負荷１２はヘッドライト又はワイパーモータ等の電気機器である。負荷１２は、バッテリ１１によって給電された場合に作動し、バッテリ１１からの給電が停止した場合に動作を停止する。
【００２４】
給電制御装置１０には、負荷１２の作動を指示する作動信号、及び、負荷１２の動作の停止を指示する停止信号のいずれか一方が入力される。給電制御装置１０は、作動信号が入力されている場合、バッテリ１１に負荷１２への給電を行わせ、負荷１２を作動させる。また、給電制御装置１０は、停止信号が入力されている場合、バッテリ１１から負荷１２への給電を停止し、負荷１２の動作を停止させる。
【００２５】
また、給電制御装置１０は電線１３の電線温度を算出する。給電制御装置１０は、算出した電線温度が温度閾値以上である場合、作動信号及び停止信号のいずれが入力されているかに無関係に、バッテリ１１から負荷１２への給電を停止し、電線１３の発煙又は発火を未然に防止する。
更に、給電制御装置１０は、所定電流値以上の電流が電線１３を流れた場合においても、作動信号及び停止信号のいずれが入力されているかに無関係に、バッテリ１１から負荷１２への給電を停止し、電線１３を過電流が流れることを未然に防止する。
【００２６】
給電制御装置１０は、ＩＰＤ（Intelligent Power Device）２０、マイクロコンピュータ（以下ではマイコンと記載する）２１、温度検出部２２、レギュレータ２３及び抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を有する。マイコン２１は第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２を有する。
【００２７】
ＩＰＤ２０は、電線１３の中途に設けられると共に抵抗Ｒ１の一端に接続されている。抵抗Ｒ１の他端は接地されている。ＩＰＤ２０と、ＩＰＤ２０及び抵抗Ｒ１間の接続ノードと、温度検出部２２とは、マイコン２１に各別に接続されている。レギュレータ２３の一端はバッテリ１１の正極に接続されており、レギュレータ２３の他端は、抵抗Ｒ２の一端とマイコン２１の第２端子Ｔ２とに接続されている。抵抗Ｒ２の他端は、抵抗Ｒ３の一端とマイコン２１の第１端子Ｔ１とに接続されている。抵抗Ｒ３の他端は接地されている。
【００２８】
ＩＰＤ２０は、Ｎチャネル型のＦＥＴ（Field Effect Transistor）３０、制御回路３１及び電流出力回路３２を有する。ＦＥＴ３０は電線１３の中途に設けられており、ＦＥＴ３０のドレインは電線１３を介してバッテリ１１の正極に接続され、ＦＥＴ３０のソースは電線１３を介して負荷１２の一端に接続されている。ＦＥＴ３０のゲートは制御回路３１に接続されている。制御回路３１は、更に、マイコン２１及び電流出力回路３２に各別に接続されている。電流出力回路３２は、更に、抵抗Ｒ１の一端に接続されている。電流出力回路３２及び抵抗Ｒ１間の接続ノードはマイコン２１に接続されている。
【００２９】
ＦＥＴ３０はスイッチとして機能する。ＦＥＴ３０のゲートに印加されている電圧が一定電圧以上である場合、ＦＥＴ３０のドレイン及びソース間に電流が流れることが可能であり、ＦＥＴ３０はオンである。ＦＥＴ３０のゲートに印加されている電圧が一定電圧未満である場合、ＦＥＴ３０のドレイン及びソース間に電流が流れず、ＦＥＴ３０はオフである。ＦＥＴ３０のゲートには制御回路３１によって電圧が印加される。制御回路３１は、ＦＥＴ３０のゲートに印加している電圧を調整することによってＦＥＴ３０をオン／オフする。
【００３０】
制御回路３１には、バッテリ１１から負荷１２への給電を指示する給電指示と、バッテリ１１から負荷１２への給電の遮断を指示する遮断指示とがマイコン２１から入力される。制御回路３１は、給電指示が入力された場合、ＦＥＴ３０をオンにする。これにより、バッテリ１１は負荷１２に給電し、負荷１２は作動する。制御回路３１は、遮断指示が入力された場合、ＦＥＴ３０をオフにする。これにより、バッテリ１１から負荷１２への給電が遮断され、負荷１２は動作を停止する。
【００３１】
電流出力回路３２は電流を抵抗Ｒ１に向けて出力する。電線１３を流れる電流の値を、電流出力回路３２が出力する電流の値で除算することによって算出される比率Ｋは一定であり、１以上である。例えば、電流出力回路３２は、値が電線１３を流れる電流の値の４０００分の１である電流を出力する。電流出力回路３２は抵抗Ｒ１を介して接地電位に流れる。
【００３２】
電流出力回路３２から抵抗Ｒ１を介して接地電位に流れる電流の経路は、特許請求の範囲における電流経路に該当する。前述したように、この電流経路には、抵抗Ｒ１が設けられており、電線１３を流れる電流の値に応じた電流が流れる。抵抗Ｒ１は抵抗回路として機能する。
【００３３】
制御回路３１は、電流出力回路３２が抵抗Ｒ１に向けて出力した電流の値が所定電流値以上である場合、即ち、許容範囲を超える電流が電線１３を流れている場合、マイコン２１から給電指示及び遮断指示のいずれが入力されているかに無関係にＦＥＴ３０をオフにする。これにより、電線１３を過電流が流れることを未然に防止する。
【００３４】
マイコン２１には、接地電位を基準とした抵抗Ｒ１の一端における電圧、即ち、抵抗Ｒ１の両端間の電圧が入力される。抵抗Ｒ１の両端間の電圧の値である両端電圧値は、抵抗Ｒ１の抵抗値が一定であるため、電流出力回路３２が出力した電流の値に比例する。両端電圧値を抵抗Ｒ１の抵抗値で除算した値と前述した比率Ｋとの積によって、電線１３を流れる電流の値が算出される。
【００３５】
温度検出部２２は、例えばサーミスタを有し、電線１３の周囲温度を検出する。温度検出部２２は、検出した周囲温度を示す温度情報をマイコン２１に出力する。
【００３６】
レギュレータ２３は、バッテリ１１の出力電圧を一定の電圧に変圧し、変圧した電圧を、抵抗Ｒ２の一端と、マイコン２１の第２端子Ｔ２とに出力する。抵抗Ｒ２，Ｒ３は、レギュレータ２３によって出力された電圧を分圧し、分圧した電圧を第１端子Ｔ１に出力する。
以下では、抵抗Ｒ２，Ｒ３によって分圧された電圧を第１電圧と記載し、レギュレータ２３が変圧した電圧を第２電圧と記載する。
【００３７】
マイコン２１は、第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２に加えて、制御部４０、入力部４１，４２，４３、出力部４４、記憶部４５、切替え部４６及びＡ／Ｄ変換部４７を有する。制御部４０、入力部４１，４２、出力部４４、記憶部４５、切替え部４６及びＡ／Ｄ変換部４７夫々はバス４８に接続されている。入力部４２は更に温度検出部２２に接続され、Ａ／Ｄ変換部４７は更に入力部４３に接続されている。入力部４３は更にＩＰＤ２０の電流出力回路３２及び抵抗Ｒ１間の接続ノードに接続され、出力部４４は更にＩＰＤ２０の制御回路３１に接続されている。切替え部４６は、Ａ／Ｄ変換部４７に接続線４９によって接続されている。切替え部４６は、更に、第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２に各別に接続されている。
【００３８】
入力部４１には作動信号及び停止信号のいずれかが入力される。入力部４１に作動信号が入力されている場合、負荷１２の作動が指示されている旨を制御部４０に通知する。入力部４１に停止信号が入力されている場合、負荷１２の動作の停止が指示されている旨を制御部４０に通知する。
入力部４２には温度検出部２２から温度情報が入力される。入力部４２に入力された温度情報は、制御部４０によって入力部４２から取得される。
【００３９】
入力部４３には、抵抗Ｒ１の両端間の電圧が入力される。入力部４３は、入力された両端電圧の値をＡ／Ｄ変換部４７に出力する。両端電圧値はアナログ値である。
【００４０】
Ａ／Ｄ変換部４７には、切替え部４６から基準電圧が印加されている。Ａ／Ｄ変換部４７は、両端電圧値を、ゼロから所定数Ｎｃ（Ｎｃ＞０）までの整数値の中で、入力部４３から入力された両端電圧値を基準電圧の値Ｖｒで除算した値と所定数Ｎｃとの積によって算出された値に、１番目又は２番目に近い整数値に変換する。Ａ／Ｄ変換部４７が変換した整数値は、制御部４０によって、Ａ／Ｄ変換部４７から読み込まれる。所定数Ｎｃは自然数である。
【００４１】
Ａ／Ｄ変換部４７は、両端電圧値を１０ビットのデジタル値に変換する場合、所定数Ｎｃは例えば１０２３である。この値は、各ビット値が１である１０ビットの値を１０進数で表した値である。所定数Ｎｃが１０２３である場合において、基準電圧値Ｖｒが５ボルトであって両端電圧値が３ボルトであるとき、両端電圧値を基準電圧値Ｖｒで除算した値と所定数Ｎｃとの積によって算出される値は、６１３．８である。Ａ／Ｄ変換部４７は、四捨五入又は切り捨て等の処理によって、両端電圧値を６１４又は６１３に変換する。６１４は６１３．８に１番目に近い整数値であり、６１３は６１３．８に２番目に近い整数値である。
【００４２】
Ａ／Ｄ変換部４７は、入力部４３から入力された両端電圧値が基準電圧Ｖｒ以上である場合、両端電圧値を所定数Ｎｃ以上の整数値に変換する。
【００４３】
切替え部４６は、制御部４０の指示に従って、接続線４９に接続している端子を第１端子Ｔ１又は第２端子Ｔ２に切替える。切替え部４６が接続線４９に接続している端子を第１端子Ｔ１に切替えた場合、第１電圧がＡ／Ｄ変換部４７に印加され、基準電圧値Ｖｒは第１電圧値Ｖ１となる。切替え部４６が接続線４９に接続している端子を第２端子Ｔ２に切替えた場合、第２電圧がＡ／Ｄ変換部４７に印加され、基準電圧値Ｖｒは第２電圧値Ｖ２となる。
【００４４】
このように、切替え部４６は、接続線４９に接続している端子を切替えることによって、基準電圧値Ｖｒを第１電圧値Ｖ１又は第２電圧値Ｖ２に調整する。切替え部４６は調整部として機能する。
第１電圧は抵抗Ｒ２，Ｒ３が第２電圧を分圧することによって生成されるので、第２電圧値Ｖ２は第１電圧値Ｖ１よりも高い。
【００４５】
以下では、基準電圧値Ｖｒが第１電圧値Ｖ１である場合にＡ／Ｄ変換部４７が変換した整数値を第１整数値と記載し、基準電圧値Ｖｒが第２電圧値Ｖ２である場合にＡ／Ｄ変換部４７が変換した整数値を第２整数値と記載する。
【００４６】
出力部４４は、制御部４０の指示に従って、給電指示又は遮断指示をＩＰＤ２０の制御回路３１に出力する。
【００４７】
制御部４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を有し、図示しないＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶してある制御プログラムを実行することによって種々の処理を実行する。具体的に、制御部４０は、負荷１２の動作を制御する動作制御処理を周期的に実行する。
【００４８】
記憶部４５は、不揮発性メモリであり、制御部４０が動作制御処理を実行するために必要なデータ及び演算式等を記憶している。記憶部４５に記憶してある内容の読み出し及び書き込みは、制御部４０によって行われる。
【００４９】
図２は制御部４０が実行する動作制御処理の手順を示すフローチャートである。制御部４０は、Ａ／Ｄ変換部４７が変換した第１整数値又は第２整数値に基づいて、電線１３を流れる電流の値を検出する電流検出処理を実行する（ステップＳ１）。
【００５０】
次に、制御部４０は、電線１３の周囲温度及び電線温度の温度差を算出する（ステップＳ２）。ステップＳ２においては、制御部４０は、ステップＳ１の電流検出処理で検出した電流値と、前回の動作制御処理で算出した温度差とに基づいて、現在の温度差を算出する。ここで、値がステップＳ１の電流検出処理で検出した電流値である電流が、電線１３を動作制御処理の１周期間流れた場合における発熱量と、該１周期間の電線１３の放熱量とを考慮した演算式が用いられる。演算式は記憶部４５に予め記憶されている。
【００５１】
制御部４０は、ステップＳ２を実行した後、入力部４２から、温度検出部２２が検出した電線１３の周囲温度を示す温度情報を取得する（ステップＳ３）。温度検出部２２は、周囲温度を動作制御処理の周期以下の間隔で検出している。
【００５２】
次に、制御部４０は、ステップＳ３で取得した温度情報が示す周囲温度にステップＳ２で算出した温度差を加算することによって電線１３の電線温度を算出し（ステップＳ４）、算出した電線温度が所定の温度閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ５）。温度閾値は記憶部４５に予め記憶されている。制御部４０は算出部及び温度判定部として機能する。
【００５３】
制御部４０は、電線温度が所定の温度閾値以上であると判定した場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、入力部４１に入力されている信号の内容に無関係に、出力部４４に遮断指示をＩＰＤ２０の制御回路３１へ出力させる（ステップＳ６）。これにより、制御回路３１はＦＥＴ３０をオフにする。ＦＥＴ３０のオフにより、バッテリ１１から負荷１２への給電を停止し、電線１３の電線温度が低下し、電線１３の発煙又は発火が未然に防止される。制御回路３１はスイッチ制御部として機能する。
【００５４】
制御部４０は、ステップＳ６を実行した後、処理を終了する。この後、制御部４０は、特定の条件が成立するまで、動作制御処理を再開しない。特定の条件は、例えば、一旦、入力部４１に停止信号が入力された後、入力部４１に作動信号が再び入力されることである。
【００５５】
制御部４０は、電線温度が温度閾値未満であると判定した場合（Ｓ５：ＮＯ）、入力部４１に作動信号が入力されているか否かを判定する（ステップＳ７）。制御部４０は、入力部４１に作動信号が入力されていると判定した場合（Ｓ７：ＹＥＳ）、出力部４４に給電指示をＩＰＤ２０の制御回路３１へ出力させる（ステップＳ８）。これにより、制御回路３１はＦＥＴ３０をオンにする。ＦＥＴ３０のオンにより、バッテリ１１は負荷１２に給電し、負荷１２は作動する。
【００５６】
制御部４０は、入力部４１に作動信号が入力されていない、即ち、入力部４１に停止信号が入力されていると判定した場合（Ｓ７：ＮＯ）、出力部４４に遮断指示を制御回路３１へ出力させる（ステップＳ９）。これにより、制御回路３１はＦＥＴ３０をオフにする。ＦＥＴ３０のオフにより、バッテリ１１から負荷１２への給電は停止し、負荷１２は動作を停止する。
制御部４０は、ステップＳ８又はＳ９を実行した後、動作制御処理を終了する。その後、制御部４０は再び動作制御処理を実行する。
【００５７】
図３は制御部４０が実行する電流検出処理の手順を示すフローチャートである。電流検出処理では、制御部４０は、まず、切替え部４６に指示して、接続線４９に接続している端子を第１端子に切替えさせる（ステップＳ２１）。これにより、基準電圧値Ｖｒは第１電圧値Ｖ１となり、Ａ／Ｄ変換部４７は入力部４３から入力された両端電圧値を第１整数値に変換する。
その後、制御部４０はＡ／Ｄ変換部４７が変換した第１整数値をＡ／Ｄ変換部４７から読み込む（ステップＳ２２）。
【００５８】
次に、制御部４０は、切替え部４６に指示して、接続線４９に接続している端子を第２端子に切替えさせる（ステップＳ２３）。これにより、基準電圧Ｖｒは第２電圧値Ｖ２となり、Ａ／Ｄ変換部４７は入力部４３から入力された両端電圧値を第２整数値に変換する。
その後、制御部４０は、Ａ／Ｄ変換部４７が変換した第２整数値をＡ／Ｄ変換部４７から読み込む（ステップＳ２４）。
【００５９】
次に、制御部４０は、ステップＳ２２で読み込んだ第１整数値が基準値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２５）。基準値は所定数Ｎｃ以下である。基準値は、所定数Ｎｃであるか、又は、所定数Ｎｃに近いことが望ましい。所定数Ｎｃが１０２３である場合、基準値は例えば１０００である。
【００６０】
第１整数値は、前述したようにゼロ以上所定数Ｎｃ以下の整数であり、第１整数値が所定数Ｎｃであることは抵抗Ｒ１の両端電圧値が第１電圧値Ｖ１であることに相当する。また、第１整数値が大きい程、両端電圧値は高く、第１整数値が小さい程、両端電圧値は低い。従って、第１整数値を基準値と比較する場合において、所定数Ｎｃ以下である基準値は、第１電圧値Ｖ１以下である電圧閾値に対応する。また、基準値が所定数Ｎｃであることは、電圧閾値が第１電圧値Ｖ１であることに対応し、基準値が所定数Ｎｃに近いことは、電圧閾値が第１電圧値Ｖ１に近いことに対応する。
【００６１】
以上のことから、第１整数値が基準値以上であるか否かを判定することは、抵抗Ｒ１の両端電圧値が、第１電圧値Ｖ１以下である電圧閾値以上であるか否かを判定することに相当する。制御部４０は電圧判定部としても機能する。
【００６２】
第１整数値が基準値以上であることは、両端電圧値が電圧閾値以上であることに対応し、基準電圧値Ｖｒが第１電圧値Ｖ１である状態で両端電圧値を検出することが難しいことを意味する。このとき、当然のことながら、電線１３を流れる電流の値を検出することも難しい。一方、第１整数値が基準値未満であることは、両端電圧値が電圧閾未満であることに対応し、基準電圧値Ｖｒが第２電圧値Ｖ２である状態で両端電圧値を確実に検出することが可能であることを意味する。このとき、電線１３を流れる電流の値を確実に検出することが可能である。
【００６３】
制御部４０は、第１整数値が基準値未満であると判定した場合、即ち、両端電圧値が第１電圧値Ｖ１未満であることが確実であると判定した場合（Ｓ２５：ＮＯ）、ステップＳ２２で読み込んだ第１整数値に基づいて、両端電圧値に対応する電圧値を算出する（ステップＳ２６）。具体的には、制御部４０は、ステップＳ２２で読み込んだ第１整数値を所定数Ｎｃで除算した値と第１電圧値Ｖ１との積によって、両端電圧値に対応する電圧値を算出する。
【００６４】
制御部４０は、第１整数値が基準値以上であると判定した場合、即ち、両端電圧値が第１電圧値Ｖ１以上である虞があると判定した場合（Ｓ２５：ＹＥＳ）、ステップＳ２４で読み込んだ第２整数値に基づいて、両端電圧値に対応する電圧値を算出する（ステップＳ２７）。具体的には、制御部４０は、ステップＳ２４で読み込んだ第２整数値を所定数Ｎｃで除算した値と第２電圧値Ｖ２との積によって、両端電圧値に対応する電圧値を算出する。
【００６５】
前述したように、Ａ／Ｄ変換部４７は、両端電圧値を、ゼロから所定数Ｎｃまでの整数値の中で、両端電圧値を基準電圧値Ｖｒで除算した値と所定数Ｎｃとの積によって算出された値に１番目又は２番目に近い整数値に変換する。そして、以上のように、ステップＳ２６及びＳ２７夫々では、Ａ／Ｄ変換部４７が変換した整数値を所定数Ｎｃで除算した値と、基準電圧値Ｖｒとの積によって電圧値を算出している。従って、ステップＳ２６及びＳ２７夫々で算出される電圧値は、基準電圧値Ｖｒを所定数Ｎｃで等分した（Ｎｃ＋１）個の電圧値の中で、両端電圧値に１番目又は２番目に近い電圧値である。
【００６６】
このように、制御部４０及びＡ／Ｄ変換部４７は、抵抗Ｒ１の両端間の両端電圧値を、基準電圧値Ｖｒを所定数Ｎｃで等分した（Ｎｃ＋１）個の電圧値の中で、両端電圧値に１番目又は２番目に近い電圧値に量子化する。制御部４０及びＡ／Ｄ変換部４７は量子化部として機能する。ステップＳ２６及びＳ２７で算出された電圧値は、制御部４０及びＡ／Ｄ変換部４７が量子化した電圧値である。
【００６７】
（Ｎｃ＋１）個の電圧値の間隔は、基準電圧値Ｖｒを所定数Ｎｃで除算した値である。（Ｎｃ＋１）個の電圧値の間隔は基準電圧値Ｖｒが低い程小さい。更に、（Ｎｃ＋１）個の電圧値の間隔が小さい場合、両端電圧値は、制御部４０及びＡ／Ｄ変換部４７によって両端電圧値に近い電圧値に量子化される。従って、ステップＳ２６で算出される電圧値は、ステップＳ２７で算出される電圧値よりも両端電圧値に近い。
【００６８】
制御部４０は、ステップＳ２６又はＳ２７を実行した後、電線１３を流れる電流の値に対応する電流値を算出する（ステップＳ２８）。具体的には、制御部４０は、ステップＳ２６又はＳ２７で算出した電圧値を抵抗Ｒ１の抵抗値で除算した値と、前述した比率Ｋとの積によって電流値を算出する。
【００６９】
ステップＳ２８において、制御部４０は、ステップＳ２６で算出された電圧値を用いた場合、該電圧値は両端電圧値に近いため、電線１３を流れる電流の値に近い電流値を算出する。
制御部４０は、ステップＳ２８を実行した後、処理を動作制御処理に戻す。
【００７０】
制御部４０が電流検出処理を実行することによって、マイコン２１は、制御部４０及びＡ／Ｄ変換部４７が量子化した電圧値に基づいて、電線１３を流れる電流の値を検出する。ステップＳ２８で算出した電流値が電流検出処理で検出された電流値として、動作制御処理において用いられる。マイコン２１は電流検出器として機能する。
【００７１】
以上のように構成されたマイコン２１は、制御部４０によって第１整数値が基準値以上であると判定された場合、切替え部４６が基準電圧値Ｖｒを第１電圧値Ｖ１に調整している状態で、制御部４０及びＡ／Ｄ変換部４７が量子化した電圧値に基づいて、電線１３を流れる電流の値を検出する。また、マイコン２１は、制御部４０によって第１整数値が基準値以上であると判定された場合、切替え部４６が基準電圧値Ｖｒを第２電圧値Ｖ２に調整している状態で、制御部４０及びＡ／Ｄ変換部４７が量子化した電圧値に基づいて、電線１３を流れる電流の値を検出する。
【００７２】
図４は給電制御装置１０の効果の説明図である。図４には、電線１３を流れる電流の値の推移の一例が示されている。図４に示されている第１電流値Ｉ１、第２電流値Ｉ２及び電流閾値Ｉｔｈ夫々は、第１電圧値Ｖ１、第２電圧値Ｖ２及び前述した電圧閾値を、抵抗Ｒ１の抵抗値で除算した値と比率Ｋとの積によって算出される電流値である。
【００７３】
電線１３を流れる電流の値が電流閾値Ｉｔｈ未満である場合、即ち、両端電圧値が電圧閾値未満である場合、基準電圧値Ｖｒが第１電圧値Ｖ１に調整されている状態でＡ／Ｄ変換部４７が変換した第１整数値を用いて、電線１３を流れる電流の値が算出される。このため、電線１３を流れる電流の値が電流閾値Ｉｔｈ未満の小さな電流値である場合、電線１３を流れる電流の値を高精度に検出することができる。
【００７４】
電線１３を流れる電流の値が電流閾値Ｉｔｈ以上である場合、即ち、両端電圧値が電圧閾値以上である場合、基準電圧値Ｖｒが第２電圧値Ｖ２に調整されている状態でＡ／Ｄ変換部４７が変換した第２整数値を用いて、電線１３を流れる電流の値が算出される。このため、電線１３を流れる電流の値が電流閾値Ｉｔｈ以上であっても、第２整数値を用いて、電線１３を流れる電流の値を検出することができる。従って、電線１３を流れる電流の値が大きく変動する場合であっても、基準電圧値Ｖｒの調整によって、電線１３を流れる電流の値を検出することができる。
【００７５】
（実施の形態２）
実施の形態１においては、接続線４９に接続している端子を第１端子Ｔ１又は第２端子Ｔ２に切り替えることによって、基準電圧値Ｖｒを調整している。しかしながら、基準電圧値Ｖｒを調整する構成は、２つの端子を用いた構成に限定されない。基準電圧値Ｖｒを調整する構成を、１つの端子を用いて実現することができる。
【００７６】
以下では、実施の形態２について実施の形態１と異なる点を説明する。後述する構成を除く他の構成については実施の形態１と同様であるため、同様の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００７７】
図５は実施の形態２における電源システム５の要部構成を示すブロック図である。電源システム５も、実施の形態１における電源システム１と同様に、好適に車両に搭載されており、バッテリ１１、負荷１２、電線１３及び給電制御装置５０を備える。これらは、実施の形態１と同様に接続され、実施の形態１と同様に作用する。ここで、給電制御装置５０は実施の形態１における給電制御装置１０に対応する。
【００７８】
給電制御装置５０は、実施の形態１における給電制御装置１０と同様に、ＩＰＤ２０、温度検出部２２、レギュレータ２３及び抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を有する。給電制御装置５０は、マイコン２１の代わりにマイコン６０を有し、更に、スイッチ６１を有する。
【００７９】
マイコン６０は、実施の形態１におけるマイコン２１と同様に、制御部４０、入力部４１，４２，４３、出力部４４、記憶部４５及びＡ／Ｄ変換部４７を有する。マイコン６０は、切替え部４６の代わりに切替え部７０を有し、第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２の代わりに接続端子Ｔ３を有する。
【００８０】
ＩＰＤ２０は実施の形態１と同様に、ＦＥＴ３０、制御回路３１及び電流出力回路３２を有する。温度検出部２２、ＦＥＴ３０、制御回路３１、電流出力回路３２、制御部４０、入力部４１，４２，４３、出力部４４、記憶部４５、Ａ／Ｄ変換部４７及び抵抗Ｒ１は実施の形態１と同様に接続されている。
【００８１】
レギュレータ２３の一端は、実施の形態１と同様にバッテリ１１の正極に接続されており、レギュレータ２３の他端は抵抗Ｒ２及びスイッチ６１夫々の一端に接続されている。抵抗Ｒ２及びスイッチ６１夫々の他端は、抵抗Ｒ３の一端と、マイコン６０の接続端子Ｔ３とに接続されている。抵抗Ｒ３の他端は接地されている。
【００８２】
マイコン６０内において、接続端子Ｔ３はＡ／Ｄ変換部４７に接続されている。また、切替え部７０は、制御部４０、入力部４１，４２、出力部４４、記憶部４５及びＡ／Ｄ変換部４７と同様にバス４８に接続されている。
【００８３】
Ａ／Ｄ変換部４７には、接続端子Ｔ３から基準電圧が印加される。Ａ／Ｄ変換部４７は、基準電圧の値Ｖｒを用いて、実施の形態１と同様に、両端電圧値を整数値に変換する。
【００８４】
切替え部７０は、制御部４０の指示に従って、スイッチ６１をオン又はオフに切替える。
切替え部７０がスイッチ６１をオフに切替えた場合、抵抗Ｒ２，Ｒ３は、レギュレータ２３が変圧した電圧を分圧する。抵抗Ｒ２，Ｒ３が分圧した電圧、即ち、第１電圧は、基準電圧として、接続端子Ｔ３を介してＡ／Ｄ変換部４７に印加される。このとき、基準電圧値Ｖｒは第１電圧値Ｖ１であり、Ａ／Ｄ変換部４７は抵抗Ｒ１の両端電圧値を第１整数値に変換する。
【００８５】
切替え部７０がスイッチ６１をオンに切替えた場合、レギュレータ２３が変圧した電圧、即ち、第２電圧が、基準電圧として、接続端子Ｔ３を介してＡ／Ｄ変換部４７に印加される。このとき、基準電圧値Ｖｒは第２電圧値Ｖ２であり、Ａ／Ｄ変換部４７は抵抗Ｒ１の両端電圧値を第２整数値に変換する。
【００８６】
以上のように、切替え部７０は、スイッチ６１をオン又はオフに切替えることによって、基準電圧値Ｖｒを第１電圧値Ｖ１又は第２電圧値Ｖ２に調整する。切替え部７０は、実施の形態１における切替え部４６と同様に調整部として機能する。
【００８７】
実施の形態２における制御部４０が実行する動作制御処理において、電流検出処理の一部を除く他の処理は実施の形態１と同様である。
【００８８】
図６は実施の形態２における制御部４０が実行する電流検出処理の手順を示すフローチャートである。実施の形態２における制御部４０が実行する電流検出処理のステップＳ３２，Ｓ３４〜Ｓ３８は、実施の形態１における制御部４０が実行する電流検出処理のステップＳ２２，Ｓ２４〜Ｓ２８と同様であるので、その詳細な説明を省略する。
【００８９】
電流検出処理では、制御部４０は、まず、切替え部７０に指示して、スイッチ６１をオフに切替えさせる（ステップＳ３１）。これにより、基準電圧値Ｖｒは第１電圧値Ｖ１となり、Ａ／Ｄ変換部４７は入力部４３から入力された両端電圧値を第１整数値に変換する。その後、制御部４０はステップＳ３２を実行する。
【００９０】
制御部４０は、ステップＳ３２を実行した後、切替え部７０に指示して、スイッチ６１をオンに切替えさせる（ステップＳ３３）。これにより、基準電圧値Ｖｒは第２電圧値Ｖ２となり、Ａ／Ｄ変換部４７は、入力部４３から入力された両端電圧値を第２整数値に変換する。その後、制御部４０はステップＳ３４を実行する。
マイコン６０は実施の形態１におけるマイコン２１と同様に電流検出器として機能する。
【００９１】
実施の形態２は、実施の形態１と比較して、基準電圧値Ｖｒを調整する構成のみが異なり、実施の形態２における他の構成は実施の形態１と同様である。従って、実施の形態２における給電制御装置５０及びマイコン６０夫々は、実施の形態１における給電制御装置１０及びマイコン２１が奏する効果を同様に奏する。
【００９２】
なお、実施の形態１，２において、制御部４０は、電線１３の電線温度を算出しなくてもよい。例えば、ＩＰＤ２０の制御回路３１が電流出力回路３２によって出力された電流の値に基づいてＦＥＴ３０をオン／オフにするように構成されていない場合、制御部４０は、電流検出処理によって検出した電流値に基づいて出力部４４に給電指示又は停止指示を出力させてもよい。
【００９３】
この場合、制御部４０は、電流検出処理によって検出した電流値が所定電流値以上であるとき、入力部４１に入力されている信号の内容に無関係に、出力部４４に停止指示をＩＰＤ２０の制御回路３１に出力させる。これにより、制御回路３１はＦＥＴ３０をオフにし、電線１３を過電流が流れることを未然に防止する。
【００９４】
また、ＦＥＴ３０は、スイッチとして機能すればよいため、Ｎチャネル型のＦＥＴに限定されず、Ｐチャネル型のＦＥＴであってもよい。更に、ＦＥＴ３０の代わりに、例えばバイポーラトランジスタを用いてもよい。
【００９５】
電流検出器としてのマイコン２１又は６０の機能が適用される装置は、電線１３を介した給電を制御する給電制御装置に限定されず、例えば、電線を流れる電流の値を監視する装置であってもよい。この場合であっても、変動が大きい電流の値を検出することができ、電線を流れる小さな電流の値を高精度に検出することができる。
【００９６】
また、電流検出処理において、制御部４０が基準電圧値Ｖｒを第２電圧値Ｖ２に調整して、Ａ／Ｄ変換部４７から第２整数値を読み込むタイミングは、第１整数値が基準電圧値Ｖｒ以上であると判定した後であってもよい。
【００９７】
また、制御部４０は、第１整数値又は第２整数値から両端電圧値に対応する電圧値を算出しなくてもよい。例えば、基準電圧値Ｖｒが第１電圧値Ｖ１である場合、及び、基準電圧値Ｖｒが第２電圧値Ｖ２である場合夫々について、ゼロから所定数Ｎｃまでの各整数値に対応付けて電圧値を記憶部４５に記憶しておいてもよい。この場合、制御部４０は、第１整数値又は第２整数値から電圧値を算出する代わりに、第１整数値又は第２整数値に対応する電圧値を記憶部４５から読み出す。
【００９８】
切替え部４６，７０によって調整される基準電圧値Ｖｒは２種類に限定されず、３種類以上であってもよい。例えば、実施の形態１においては、マイコン２１は、互いに異なる電圧が印加される３個以上の端子を有し、切替え部４６は、接続線４９に接続している端子を、３個以上の端子のいずれかに切替えることによって基準電圧値Ｖｒを調整してもよい。
【００９９】
更に、例えば、実施の形態２において、抵抗Ｒ２及びスイッチ６１のように接続された３個以上の並列回路を、レギュレータ２３及び抵抗Ｒ３間に直列に接続する。そして、切替え部７０は３個以上の並列回路夫々のスイッチを各別にオン／オフすることによって、抵抗Ｒ３の一端から接続端子Ｔ３に出力される基準電圧の値Ｖｒを調整してもよい。
また、抵抗Ｒ１の代わりに、複数の抵抗を含み、直列接続及び並列接続の少なくとも一方が行われている回路を用いてもよい。
【０１００】
開示された実施の形態１，２は、全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。本発明の範囲は上述の説明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及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１０１】
１０，５０  給電制御装置
１３  電線
２１  マイコン（電流検出器）
３０  ＦＥＴ（スイッチ）
３１  制御回路（スイッチ制御部）
４０  制御部（量子化部の一部、電圧判定部、算出部、温度判定部）
４６，７０  切替え部（調整部）
４７  Ａ／Ｄ変換部（量子化部の他部）
Ｎｃ  所定数
Ｒ１  抵抗（抵抗回路）
Ｖ１  第１電圧値
Ｖ２  第２電圧値
Ｖｒ  基準電圧値
【図１】
2016125868.tif 000003
【図２】
2016125868.tif 000004
【図３】
2016125868.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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