(57)【要約】      （修正有）【課題】低コストでありつつ、誤遮断を防止し、回路を保護することができる電源分配ボックスを提供する。【解決手段】直流電源３と、負荷５との間に配置される電源分配ボックス１であって、直流電源３の正極側に配置された第１の半導体リレー１１と、直流電源３の負極側に配置された第２の半導体リレー１２と、第１の半導体リレー１１及び第２の半導体リレー１２のそれぞれの両端電圧を検出する電圧検出回路１５と、電圧検出回路１５の検出結果に基づいて、第１の半導体リレー１１及び第２の半導体リレー１２のそれぞれの駆動を制御する制御回路１７と、を備える。制御回路１７は、第１の半導体リレー１１の両端電圧である正極側電圧及び第２の半導体リレー１２の両端電圧である負極側電圧の電圧変動に継続的な異常要因が含まれる場合、第１の半導体リレー１１及び第２の半導体リレー１２のそれぞれを遮断する。【選択図】図１
2017118724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源と、負荷との間に配置される電源分配ボックスであって、
前記直流電源の正極側に配置された第１の半導体リレーと、
前記直流電源の負極側に配置された第２の半導体リレーと、
前記第１の半導体リレー及び前記第２の半導体リレーのそれぞれの両端電圧を検出する電圧検出回路と、
前記電圧検出回路の検出結果に基づいて、前記第１の半導体リレー及び前記第２の半導体リレーのそれぞれの駆動を制御する制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、
前記第１の半導体リレーの両端電圧である正極側電圧及び前記第２の半導体リレーの両端電圧である負極側電圧の電圧変動に継続的な異常要因が含まれる場合、前記第１の半導体リレー及び前記第２の半導体リレーのそれぞれを遮断する
ことを特徴とする電源分配ボックス。
【請求項２】
前記制御回路は、
前記継続的な異常要因として、
前記正極側電圧及び前記負極側電圧が異常判定閾値を超える状態が、一定期間継続した場合、前記第１の半導体リレー及び前記第２の半導体リレーを遮断する
ことを特徴とする請求項１に記載の電源分配ボックス。
【請求項３】
前記制御回路は、
前記継続的な異常要因として、
前記正極側電圧と、前記負極側電圧との差が、短絡判定閾値を超える場合、前記第１の半導体リレー及び前記第２の半導体リレーを遮断する
ことを特徴とする請求項２に記載の電源分配ボックス。
【請求項４】
直流電源と、負荷との間に配置される電源分配ボックスであって、
前記直流電源の正極側に配置された第１の半導体リレーと、
前記直流電源の負極側に配置された第２の半導体リレーと、
前記第１の半導体リレー及び前記第２の半導体リレーのそれぞれの駆動を制御する制御回路と、
を備え、
前記第１の半導体リレーは、
当該第１の半導体リレーを流れる電流を検出する第１の電流センサーを含み、
前記第２の半導体リレーは、
当該第２の半導体リレーを流れる電流を検出する第２の電流センサーを含み、
前記制御回路は、
前記第１の電流センサーの検出結果及び前記第２の電流センサーの検出結果の電流変動に継続的な異常要因が含まれる場合、前記第１の半導体リレー及び前記第２の半導体リレーのそれぞれを遮断する
ことを特徴とする電源分配ボックス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源分配ボックスに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車又はハイブリッドカー等の車両には、電源分配ボックスが搭載されている。電源分配ボックスは、近年、高出力化され、電子化されており、従来のメカリレーからパワー半導体、すなわち、半導体リレーが使用されつつある。
【０００３】
一般的には、電源分配ボックスに含まれる高電圧回路に過電流が発生する場合、電流センサー等のような電流検出手段により高電圧回路の異常が検出され、各種リレー等の遮断手段により高電圧回路を他の周辺回路から遮断し、過大電流に対する保護を行っている。各種リレーのうち、半導体リレーは、メカリレーに比べ、高速な遮断ができるため、有力な遮断デバイスとして使用されている。
【０００４】
また、給電経路に流れる電流を検出する電流センサーの検出結果と、給電経路から電流が供給される負荷の消費電力等のような動作状態とに基づいて、給電経路に異常が発生しているか否かを判定し、負荷に流れる電流を遮断するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２５５４３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の技術は、負荷毎に動作状態を確認するための回路が必要となる。よって、全体として回路構成が複雑で高価になる。また、給電経路に異常が発生していると判定したとしても、一時的なものであるか否かが判定されないため、誤遮断される恐れがある。
【０００７】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、低コストでありつつ、誤遮断を防止し、回路を保護することができる電源分配ボックスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る電源分配ボックスは、直流電源と、負荷との間に配置される電源分配ボックスであって、前記直流電源の正極側に配置された第１の半導体リレーと、前記直流電源の負極側に配置された第２の半導体リレーと、前記第１の半導体リレー及び前記第２の半導体リレーのそれぞれの両端電圧を検出する電圧検出回路と、前記電圧検出回路の検出結果に基づいて、前記第１の半導体リレー及び前記第２の半導体リレーのそれぞれの駆動を制御する制御回路と、を備え、前記制御回路は、前記第１の半導体リレーの両端電圧である正極側電圧及び前記第２の半導体リレーの両端電圧である負極側電圧の電圧変動に継続的な異常要因が含まれる場合、前記第１の半導体リレー及び前記第２の半導体リレーのそれぞれを遮断することを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る電源分配ボックスによれば、低コストでありつつ、誤遮断を防止し、回路を保護することができる。
【００１０】
また、本発明に係る電源分配ボックスにおいて、前記制御回路は、前記継続的な異常要因として、前記正極側電圧及び前記負極側電圧が異常判定閾値を超える状態が、一定期間継続した場合、前記第１の半導体リレー及び前記第２の半導体リレーを遮断することが好ましい。
【００１１】
この電源分配ボックスによれば、誤遮断を防止しつつ、負荷の動作異常により過電流が発生しているか否かを判定することができる。
【００１２】
また、本発明に係る電源分配ボックスにおいて、前記制御回路は、前記継続的な異常要因として、前記正極側電圧と、前記負極側電圧との差が、短絡判定閾値を超える場合、前記第１の半導体リレー及び前記第２の半導体リレーを遮断することが好ましい。
【００１３】
この電源分配ボックスによれば、回路網が短絡状態により過大電流が流れているかを判定することができ、回路網に過大電流が流れている場合には第１の半導体リレー及び第２の半導体リレーを即時遮断することができる。
【００１４】
また、本発明に係る電源分配ボックスにおいて、直流電源と、負荷との間に配置される電源分配ボックスであって、前記直流電源の正極側に配置された第１の半導体リレーと、前記直流電源の負極側に配置された第２の半導体リレーと、前記第１の半導体リレー及び前記第２の半導体リレーのそれぞれの駆動を制御する制御回路と、を備え、前記第１の半導体リレーは、当該第１の半導体リレーを流れる電流を検出する第１の電流センサーを含み、前記第２の半導体リレーは、当該第２の半導体リレーを流れる電流を検出する第２の電流センサーを含み、前記制御回路は、前記第１の電流センサーの検出結果及び前記第２の電流センサーの検出結果の電流変動に継続的な異常要因が含まれる場合、前記第１の半導体リレー及び前記第２の半導体リレーのそれぞれを遮断することが好ましい。
【００１５】
この電源分配ボックスによれば、低コスト化及び小型化を実現させつつ、誤遮断を防止し、回路を保護することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、正極側電圧及び負極側電圧の電圧変動に継続的な異常要因が含まれる場合、第１の半導体リレー及び第２の半導体リレーを遮断することにより、簡易な回路構成を用いて異常要因を判定することができるため、低コストでありつつ、誤遮断を防止し、回路を保護することができる電源分配ボックスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態１に係る電源分配ボックス１の構成例を示す図である。
【図２】実施形態１に係る電源分配ボックス１の回路網が正常の場合の正極側電圧Ｖｐ及び負極側電圧Ｖｍの波形の一例を示す図である。
【図３】実施形態１に係る電源分配ボックス１に接続されている負荷５の動作に異常が生じた場合の正極側電圧Ｖｐ及び負極側電圧Ｖｍの波形の一例を示す図である。
【図４】実施形態１に係る電源分配ボックス１の回路網に短絡が発生した場合の正極側電圧Ｖｐ及び負極側電圧Ｖｍの波形の一例を示す図である。
【図５】実施形態１に係る電源分配ボックス１の動作例を説明するフローチャートである。
【図６】実施形態２に係る電源分配ボックス２の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
実施形態１．
図１は、実施形態１に係る電源分配ボックス１の構成例を示す図である。図１に示すように、電源分配ボックス１は、直流電源３と、負荷５との間に配置され、直流電源３と、負荷５との間の電気的接続と電気的遮断とを行うものである。
【００１９】
直流電源３は、高電圧の電源であり、例えば、複数のセルが接続された組電池からなり、車両に搭載される。なお、直流電源３は、一次電池又は二次電池のような安定した直流電圧を供給するものであればよい。
【００２０】
負荷５は、直流電源３から供給された電力により駆動するものであり、例えば、インバータからなる。よって、負荷５は、電源分配ボックス１を介して直流電源３が供給される場合に駆動し、電源分配ボックス１を介して直流電源３が供給されない場合に駆動を停止する。なお、負荷５は、インバータ構成として、例えば、６つのスイッチング素子からなる三相ブリッジインバータから構成される。
【００２１】
次に、電源分配ボックス１について具体的に説明する。電源分配ボックス１は、第１の半導体リレー１１、第２の半導体リレー１２、電圧検出回路１５、及び制御回路１７を備える。電源分配ボックス１は、端子３１〜３４を備え、端子３１，３３を介して直流電源３と接続され、端子３２，３４を介して負荷５と接続される。
【００２２】
第１の半導体リレー１１は、直流電源３の正極側に配置され、直流電源３と、負荷５との間を接続する電流経路の電気的な通電及び遮断の何れかを行う。第１の半導体リレー１１は、双方向で通電と遮断との何れかが実現可能なものが望ましく、例えば、ＭＯＳＦＥＴから構成される。
【００２３】
第２の半導体リレー１２は、直流電源３の負極側に配置され、直流電源３と、負荷５との間を接続する電流経路の電気的な通電及び遮断の何れかを行う。第２の半導体リレー１２は、双方向で通電と遮断との何れかが実現可能なものが望ましく、例えば、ＭＯＳＦＥＴから構成される。
【００２４】
電圧検出回路１５は、第１の半導体リレー１１及び第２の半導体リレー１２のそれぞれの両端電圧を検出する。電圧検出回路１５は、第１の半導体リレー１１の両端電圧として正極側電圧Ｖｐを検出し、検出結果を電圧値信号に変換したものを制御回路１７に送信する。電圧検出回路１５は、第２の半導体リレー１２の両端電圧として負極側電圧Ｖｍを検出し、検出結果を電圧値信号に変換したものを制御回路１７に送信する。
【００２５】
制御回路１７は、例えば、マイコンを主体に構成されるものであり、電圧検出回路１５の検出結果に基づいて、第１の半導体リレー１１及び第２の半導体リレー１２のそれぞれの駆動を制御する。
【００２６】
制御回路１７は、第１の半導体リレー１１のオン抵抗Ｒｏｎ＿１と、第１の半導体リレー１１の両端電圧である正極側電圧Ｖｐとの相関関係が次式（１）のように表されるため、正極側の電流経路を流れる負荷電流ＩＬを推定することができる。
【００２７】
【数１】
2017118724.tif 000003
【００２８】
制御回路１７は、第２の半導体リレー１２のオン抵抗Ｒｏｎ＿２と、第２の半導体リレー１２の両端電圧である負極側電圧Ｖｍとの相関関係が次式（２）のように表されるため、負極側の電流経路を流れる帰還電流ＩＲを推定することができる。
【００２９】
【数２】
2017118724.tif 000004
【００３０】
制御回路１７は、第１の半導体リレー１１のオン状態又はオフ状態、第２の半導体リレー１２のオン状態又はオフ状態、並びに電圧検出回路１５の電圧値情報が含まれる電圧値信号に基づいて、直流電源３と、負荷５との間を接続する電流経路を通電させるか否かを判定する。つまり、制御回路１７は、直流電源３と負荷５との間の通電及び遮断を行わせる制御信号を、第１の半導体リレー１１及び第２の半導体リレー１２に送信する。
【００３１】
次に、制御回路１７の制御例について具体的に説明する。制御回路１７は、第１の半導体リレー１１の両端電圧である正極側電圧Ｖｐ及び第２の半導体リレー１２の両端電圧である負極側電圧Ｖｍの電圧変動に継続的な異常要因が含まれる場合、第１の半導体リレー１１及び第２の半導体リレー１２のそれぞれを遮断する。
【００３２】
図２は、実施形態１に係る電源分配ボックス１の回路網が正常の場合の正極側電圧Ｖｐ及び負極側電圧Ｖｍの波形の一例を示す図である。図２に示すように、電源分配ボックス１を構成する回路が正常時、負荷電流ＩＬが規定の範囲で流れる。
【００３３】
よって、電圧検出回路１５で検出される正極側電圧Ｖｐ及び負極側電圧Ｖｍのそれぞれは、異常判定閾値以下で推移する。また、正極側の電流経路を流れる負荷電流ＩＬと、負極側の電流経路を流れる帰還電流ＩＲとは等しい値の電流となる。したがって、正極側電圧Ｖｐの波形と、負極側電圧Ｖｍの波形とは、同等の波形となる。
【００３４】
図３は、実施形態１に係る電源分配ボックス１に接続されている負荷５の動作に異常が生じた場合の正極側電圧Ｖｐ及び負極側電圧Ｖｍの波形の一例を示す図である。図３に示すように、負荷５の動作異常による過電流が発生した場合、正極側で検出される正極側電圧Ｖｐ及び負極側で検出される負極側電圧Ｖｍは両方とも、異常判定閾値を超える。
【００３５】
正極側電圧Ｖｐ及び負極側電圧Ｖｍが異常判定閾値を超える状態が、ｔｄｅｌａｙで特定される一定期間継続した場合、制御回路１７は、負荷５の動作異常と判定し、第１の半導体リレー１１及び第２の半導体リレー１２を遮断する。
【００３６】
一方、一時的な突入電流又はノイズ等の場合、ｔｄｅｌａｙで特定される一定期間の間に、正極側電圧Ｖｐ及び負極側電圧Ｖｍが異常判定閾値以下の正常範囲に戻る。
【００３７】
よって、正極側電圧Ｖｐ及び負極側電圧Ｖｍが異常判定閾値を超える状態が、一定期間継続するか否かを判定することにより、誤遮断を防止することができる。
【００３８】
なお、第１の半導体リレー１１及び第２の半導体リレー１２の定格電流に迫る電流値、すなわち、異常判定閾値よりも大きい値の電流が流れる場合、第１の半導体リレー１１及び第２の半導体リレー１２を即時遮断させる。
【００３９】
図４は、実施形態１に係る電源分配ボックス１の回路網に短絡が発生した場合の正極側電圧Ｖｐ及び負極側電圧Ｖｍの波形の一例を示す図である。電源分配ボックス１と、負荷５との間の電線が車両ボディ等に接触するなどして過電流が流れる場合、正極側の電流経路を流れる電流と、負極側の電流経路を流れる電流とには、差が発生する。
【００４０】
具体的には、図４に示すように、正極側電圧Ｖｐと、負極側電圧Ｖｍとの差が、短絡判定閾値を超える場合、制御回路１７は、電源分配ボックス１の周辺回路が短絡状態にあると判定し、第１の半導体リレー１１及び第２の半導体リレー１２を即時遮断させる。
【００４１】
このように、制御回路１７は、正極側電圧Ｖｐと、負極側電圧Ｖｍとに基づいて、負荷５の動作異常による過電流であるか、電源分配ボックス１の周辺回路の短絡状態による過大電流であるかを判定することができる。
【００４２】
図５は、実施形態１に係る電源分配ボックス１の動作例を説明するフローチャートである。
【００４３】
（ステップＳ１）
制御回路１７は、正極側電圧Ｖｐと、負極側電圧Ｖｍとの差が、短絡判定閾値を超える場合（ステップＳ１；ＹＥＳ）、ステップＳ１３に移行する。一方、正極側電圧Ｖｐと、負極側電圧Ｖｍとの差が、短絡判定閾値を超えない場合（ステップＳ１；ＮＯ）、ステップＳ１２に移行する。
【００４４】
（ステップＳ２）
制御回路１７は、正極側電圧Ｖｐ及び負極側電圧Ｖｍが異常判定閾値を超える状態が一定期間継続したか否かを判定する。正極側電圧Ｖｐ及び負極側電圧Ｖｍが異常判定閾値を超える状態が一定期間継続した場合（ステップＳ２；ＹＥＳ）、ステップＳ１３に移行する。一方、正極側電圧Ｖｐ及び負極側電圧Ｖｍが異常判定閾値を超える状態が一定期間継続しなかった場合（ステップＳ２；ＮＯ）、ステップＳ１１に戻る。
【００４５】
（ステップＳ３）
制御回路１７は、第１の半導体リレー１１及び第２の半導体リレー１２を遮断し、処理は終了する。
【００４６】
以上の説明から、電源分配ボックス１は、電圧検出回路１５により、第１の半導体リレー１１の両端電圧である正極側電圧Ｖｐと、第２の半導体リレー１２の両端電圧である負極側電圧Ｖｍとが検出される。よって、正極側電圧Ｖｐ及び負極側電圧Ｖｍは、簡易な回路構成で検出される。
【００４７】
電源分配ボックス１は、電圧検出回路１５により検出された正極側電圧Ｖｐ及び負極側電圧Ｖｍの電圧変動に継続的な異常要因が含まれる場合、第１の半導体リレー１１及び第２の半導体リレー１２のそれぞれを遮断する。よって、電源分配ボックス１は、正極側電圧Ｖｐ及び負極側電圧Ｖｍの電圧変動に継続的な異常要因があるか否かを判定している。
【００４８】
換言すれば、電源分配ボックス１は、正極側電圧Ｖｐ及び負極側電圧Ｖｍの電圧変動に継続的な異常要因が含まれる場合、第１の半導体リレー１１及び第２の半導体リレー１２を遮断することにより、簡易な回路構成を用いて異常要因を判定することができるため、低コストでありつつ、誤遮断を防止し、回路を保護することができる。
【００４９】
また、一時的な突入電流又はノイズ等により正極側電圧Ｖｐ及び負極側電圧Ｖｍが異常判定閾値を超えた場合、正極側電圧Ｖｐ及び負極側電圧Ｖｍは、一定期間が経過すれば、異常判定閾値以下となる。
【００５０】
また、負荷５の動作異常により過電流が発生する場合、正極側電圧Ｖｐ及び負極側電圧Ｖｍは、一定期間が経過しても、異常判定閾値を超えた状態が継続する。
【００５１】
そこで、電源分配ボックス１は、正極側電圧Ｖｐ及び負極側電圧Ｖｍが異常判定閾値を超える状態が一定期間継続した場合、第１の半導体リレー１１及び第２の半導体リレー１２を遮断する。
【００５２】
よって、電源分配ボックス１は、正極側電圧Ｖｐ及び負極側電圧Ｖｍが異常判定閾値を超えた状態が一定期間継続するか否かを判定しているため、正極側電圧Ｖｐ及び負極側電圧Ｖｍが異常判定閾値を超える状態が一時的な要因によるものであるか否かを判定することができる。
【００５３】
また、電源分配ボックス１は、正極側電圧Ｖｐ及び負極側電圧Ｖｍが異常判定閾値を超えた状態が一定期間継続するか否かを判定しているため、負荷５の動作異常により過電流が発生しているか否かを判定することができる。したがって、電源分配ボックス１は、誤遮断を防止しつつ、負荷５の動作異常により過電流が発生しているか否かを判定することができる。
【００５４】
また、電源分配ボックス１と、負荷５との間を接続する電線が車両ボディ等に接触等することにより過電流が流れる場合、正極側を流れる電流値と、負極側を流れる電流値とには差が発生する。
【００５５】
そこで、電源分配ボックス１は、正極側電圧Ｖｐと、負極側電圧Ｖｍとの差が、短絡判定閾値を超える場合、第１の半導体リレー１１及び第２の半導体リレー１２を遮断する。これにより、電源分配ボックス１は、回路網が短絡状態により過大電流が流れているか否かを判定することができる。
【００５６】
また、電源分配ボックス１は、回路網が短絡状態により過大電流が流れている場合、第１の半導体リレー１１及び第２の半導体リレー１２を即時遮断することができる。したがって、電源分配ボックス１は、回路網が短絡状態により過大電流が流れているかを判定することができ、回路網に過大電流が流れている場合には第１の半導体リレー１１及び第２の半導体リレー１２を即時遮断することができる。
【００５７】
以上、本実施形態に係る電源分配ボックス１は、直流電源３と、負荷５との間に配置される電源分配ボックス１であって、直流電源３の正極側に配置された第１の半導体リレー１１と、直流電源３の負極側に配置された第２の半導体リレー１２と、第１の半導体リレー１１及び第２の半導体リレー１２のそれぞれの両端電圧を検出する電圧検出回路１５と、電圧検出回路１５の検出結果に基づいて、第１の半導体リレー１１及び第２の半導体リレー１２のそれぞれの駆動を制御する制御回路１７と、を備え、制御回路１７は、第１の半導体リレー１１の両端電圧である正極側電圧Ｖｐ及び第２の半導体リレー１２の両端電圧である負極側電圧Ｖｍの電圧変動に継続的な異常要因が含まれる場合、第１の半導体リレー１１及び第２の半導体リレー１２のそれぞれを遮断するものである。
【００５８】
このような構成により、電源分配ボックス１は、低コストでありつつ、誤遮断を防止し、回路を保護することができる。
【００５９】
また、本実施形態に係る電源分配ボックス１において、制御回路１７は、継続的な異常要因として、正極側電圧Ｖｐ及び負極側電圧Ｖｍが異常判定閾値を超える状態が、一定期間継続した場合、第１の半導体リレー１１及び第２の半導体リレー１２を遮断するものである。
【００６０】
このような構成により、電源分配ボックス１は、誤遮断を防止しつつ、負荷５の動作異常により過電流が発生しているか否かを判定することができる。
【００６１】
また、本実施形態に係る電源分配ボックス１において、制御回路１７は、継続的な異常要因として、正極側電圧Ｖｐと、負極側電圧Ｖｍとの差が、短絡判定閾値を超える場合、第１の半導体リレー１１及び第２の半導体リレー１２を遮断するものである。
【００６２】
このような構成により、電源分配ボックス１は、回路網が短絡状態により過大電流が流れているかを判定することができ、回路網に過大電流が流れている場合には第１の半導体リレー１１及び第２の半導体リレー１２を即時遮断することができる。
【００６３】
実施形態２．
実施形態２は、直流電源３及び負荷５が実施形態１と同様であり、電源分配ボックス２の回路構成の一部が実施形態１の電源分配ボックス１の回路構成の一部と異なる。よって、本実施形態においては、実施形態１と同様の機能及び構成についての説明は省略し、実施形態１と異なる部分の電源分配ボックス２の回路構成について具体的に説明する。
【００６４】
図６は、実施形態２に係る電源分配ボックス２の構成例を示す図である。図６に示すように、第１の半導体リレー１１１は、第１の電流センサー２１を備える。なお、第１の半導体リレー１１１は、第１の電流センサー２１を備える以外は、第１の半導体リレー１１と同様の機能及び構成であるため、その説明については省略する。
【００６５】
第１の電流センサー２１は、第１の半導体リレー１１１を流れる電流を検出する。具体的には、第１の電流センサー２１は、正極側電流Ｉｐとして、第１の半導体リレー１１１のドレイン−ソース間に流れるドレイン−ソース間電流Ｉｄｓ＿１を電流値信号に変換したものを制御回路１１７に送信する。
【００６６】
また、図６に示すように、第２の半導体リレー１１２は、第２の電流センサー２２を備える。なお、第２の半導体リレー１１２は、第２の電流センサー２２を備える以外は、第２の半導体リレー１２と同様の機能及び構成であるため、その説明については省略する。
【００６７】
第２の電流センサー２２は、第２の半導体リレー１１２を流れる電流を検出する。具体的には、第２の電流センサー２２は、負極側電流Ｉｍとして、第２の半導体リレー１１２のドレイン−ソース間に流れるドレイン−ソース間電流Ｉｄｓ＿２を電流値信号に変換したものを制御回路１１７に送信する。
【００６８】
つまり、第１の電流センサー２１のセンサ端子から正極側電流Ｉｐの電流値信号が出力され、第２の電流センサー２２のセンサ端子から負極側電流Ｉｍの電流値信号が出力される。よって、第１の半導体リレー１１１及び第２の半導体リレー１１２を用いることにより、実施形態１で説明した電圧検出回路１５を省略することができる。したがって、電源分配ボックス２の回路を構成する部品点数の削減と、電源分配ボックス２の回路の小型化とが可能となる。
【００６９】
制御回路１１７は、第１の電流センサー２１の検出結果及び第２の電流センサー２２の検出結果の電流変動に継続的な異常要因が含まれる場合、第１の半導体リレー１１１及び第２の半導体リレー１１２のそれぞれを遮断する。例えば、電源分配ボックス２を構成する回路が正常時、負荷電流ＩＬが規定の範囲で流れる。
【００７０】
よって、第１の電流センサー２１で検出される正極側電流Ｉｐと、第２の電流センサー２２で検出される負極側電流Ｉｍとのそれぞれは、電流の異常判定閾値以下で推移する。この場合、正極側の電流経路を流れる負荷電流ＩＬと、負極側の電流経路を流れる帰還電流ＩＲとは等しい値の電流となる。したがって、正極側電流Ｉｐの波形と、負極側電流Ｉｍの波形とは、同等の波形となる。
【００７１】
また、例えば、電源分配ボックス２に接続されている負荷５の動作に異常が生じ、負荷５の動作異常による過電流が発生した場合、正極側で検出される正極側電流Ｉｐ及び負極側で検出される負極側電流Ｉｍは両方とも、電流の異常判定閾値を超える。
【００７２】
正極側電流Ｉｐ及び負極側電流Ｉｍが電流の異常判定閾値を超える状態が、ｔｄｅｌａｙで特定される一定期間継続した場合、制御回路１１７は、負荷５の動作異常と判定し、第１の半導体リレー１１１及び第２の半導体リレー１１２を遮断する。
【００７３】
一方、一時的な突入電流又はノイズ等の場合、ｔｄｅｌａｙで特定される一定期間の間に、正極側電流Ｉｐ及び負極側電流Ｉｍが電流の異常判定閾値以下の正常範囲に戻る。
【００７４】
よって、正極側電流Ｉｐ及び負極側電流Ｉｍが電流の異常判定閾値を超える状態が、一定期間継続するか否かを判定することにより、誤遮断を防止することができる。
【００７５】
なお、第１の半導体リレー１１１及び第２の半導体リレー１１２の定格電流に迫る電流値、すなわち、電流の異常判定閾値よりも大きい値の電流が流れる場合、第１の半導体リレー１１１及び第２の半導体リレー１１２を即時遮断させる。
【００７６】
また、電源分配ボックス２の回路網に短絡が発生し、電源分配ボックス２と、負荷５との間の電線が車両ボディ等に接触するなどして過電流が流れる場合、正極側の電流経路を流れる正極側電流Ｉｐと、負極側の電流経路を流れる負極側電流Ｉｍとには、差が発生する。具体的には、正極側電流Ｉｐと、負極側電流Ｉｍとの差が、電流の短絡判定閾値を超える場合、制御回路１７は、電源分配ボックス２の周辺回路が短絡状態にあると判定し、第１の半導体リレー１１１及び第２の半導体リレー１１２を即時遮断させる。
【００７７】
このように、制御回路１１７は、正極側電流Ｉｐと、負極側電流Ｉｍとに基づいて、負荷５の動作異常による過電流であるか、電源分配ボックス２の周辺回路の短絡状態による過大電流であるかを判定することができる。
【００７８】
以上の説明から、電源分配ボックス２は、第１の半導体リレー１１１に含まれる第１の電流センサー２１により正極側電流Ｉｐが検出され、第２の半導体リレー１１２に含まれる第２の電流センサー２２により負極側電流Ｉｍが検出される。よって、正極側電流Ｉｐの検出回路は、第１の半導体リレー１１１に含まれ、負極側電流Ｉｍの検出回路は、第２の半導体リレー１１２に含まれるため、回路全体の部品点数を削減することができると共に、回路全体の回路面積を削減することができる。
【００７９】
電源分配ボックス２は、正極側電流Ｉｐ及び負極側電流Ｉｍの電流変動に継続的な異常要因が含まれる場合、第１の半導体リレー１１１及び第２の半導体リレー１１２のそれぞれを遮断する。よって、電源分配ボックス２は、正極側電流Ｉｐ及び負極側電流Ｉｍの電流変動に継続的な異常要因があるか否かを判定している。
【００８０】
換言すれば、電源分配ボックス２は、正極側電流Ｉｐ及び負極側電流Ｉｍの電流変動に継続的な異常要因が含まれる場合、第１の半導体リレー１１１及び第２の半導体リレー１１２を遮断することにより、回路の部品点数及び回路面積を削減させると共に、異常要因を判定することができるため、低コスト化及び小型化を実現させつつ、誤遮断を防止し、回路を保護することができる。
【００８１】
また、一時的な突入電流又はノイズ等により正極側電流Ｉｐ及び負極側電流Ｉｍが電流の異常判定閾値を超えた場合、正極側電流Ｉｐ及び負極側電流Ｉｍは、一定期間が経過すれば、電流の異常判定閾値以下となる。
【００８２】
また、負荷５の動作異常により過電流が発生する場合、正極側電流Ｉｐ及び負極側電流Ｉｍは、一定期間が経過しても、電流の異常判定閾値を超えた状態が継続する。
【００８３】
そこで、電源分配ボックス２は、正極側電流Ｉｐ及び負極側電流Ｉｍが電流の異常判定閾値を超える状態が一定期間継続した場合、第１の半導体リレー１１１及び第２の半導体リレー１１２を遮断する。
【００８４】
よって、電源分配ボックス２は、正極側電流Ｉｐ及び負極側電流Ｉｍが電流の異常判定閾値を超えた状態が一定期間継続するか否かを判定しているため、正極側電流Ｉｐ及び負極側電流Ｉｍが電流の異常判定閾値を超える状態が一時的な要因によるものであるか否かを判定することができる。
【００８５】
また、電源分配ボックス２は、正極側電流Ｉｐ及び負極側電流Ｉｍが電流の異常判定閾値を超えた状態が一定期間継続するか否かを判定しているため、負荷５の動作異常により過電流が発生しているか否かを判定することができる。
【００８６】
したがって、電源分配ボックス２は、電流を検出する構成であっても、誤遮断を防止しつつ、負荷５の動作異常により過電流が発生しているか否かを判定することができる。
【００８７】
また、電源分配ボックス２と、負荷５との間を接続する電線が車両ボディ等に接触等することにより過電流が流れる場合、正極側を流れる電流値と、負極側を流れる電流値とには差が発生する。
【００８８】
そこで、電源分配ボックス２は、正極側電流Ｉｐと、負極側電流Ｉｍとの差が、電流の短絡判定閾値を超える場合、第１の半導体リレー１１１及び第２の半導体リレー１１２を遮断する。これにより、電源分配ボックス２は、電流を検出する構成であっても、回路網が短絡状態により過大電流が流れているか否かを判定することができる。
【００８９】
また、電源分配ボックス２は、電流を検出する構成であっても、回路網が短絡状態により過大電流が流れている場合、第１の半導体リレー１１１及び第２の半導体リレー１１２を即時遮断することができる。
【００９０】
したがって、電源分配ボックス２は、電流を検出する構成であっても、回路網が短絡状態により過大電流が流れているかを判定することができ、回路網に過大電流が流れている場合には第１の半導体リレー１１１及び第２の半導体リレー１１２を即時遮断することができる。
【００９１】
以上、本実施形態に係る電源分配ボックス２は、直流電源３と、負荷５との間に配置される電源分配ボックス２であって、直流電源３の正極側に配置された第１の半導体リレー１１１と、直流電源３の負極側に配置された第２の半導体リレー１１２と、第１の半導体リレー１１１及び第２の半導体リレー１１２のそれぞれの駆動を制御する制御回路１１７と、を備え、第１の半導体リレー１１１は、第１の半導体リレー１１１を流れる電流を検出する第１の電流センサー２１を含み、第２の半導体リレー１１２は、第２の半導体リレー１１２を流れる電流を検出する第２の電流センサー２２を含み、制御回路１１７は、第１の電流センサー２１の検出結果及び第２の電流センサー２２の検出結果の電流変動に継続的な異常要因が含まれる場合、第１の半導体リレー１１１及び第２の半導体リレー１１２のそれぞれを遮断するものである。
【００９２】
このような構成により、電源分配ボックス２は、低コスト化及び小型化を実現させつつ、誤遮断を防止し、回路を保護することができる。
【００９３】
また、本実施形態に係る電源分配ボックス２において、制御回路１１７は、継続的な異常要因として、正極側電流Ｉｐ及び負極側電流Ｉｍが電流の異常判定閾値を超える状態が、一定期間継続した場合、第１の半導体リレー１１１及び第２の半導体リレー１１２を遮断するものである。
【００９４】
このような構成により、電源分配ボックス２は、誤遮断を防止しつつ、負荷５の動作異常により過電流が発生しているか否かを判定することができる。
【００９５】
また、本実施形態に係る電源分配ボックス２において、制御回路１１７は、継続的な異常要因として、正極側電流Ｉｐと、負極側電流Ｉｍとの差が、電流の短絡判定閾値を超える場合、第１の半導体リレー１１１及び第２の半導体リレー１１２を遮断するものである。
【００９６】
このような構成により、電源分配ボックス２は、回路網が短絡状態により過大電流が流れているかを判定することができ、回路網に過大電流が流れている場合には第１の半導体リレー１１及び第２の半導体リレー１２を即時遮断することができる。
【００９７】
以上、実施形態１，２に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態１，２に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。
【００９８】
例えば、実施形態１，２において負荷５は、６つのスイッチング素子からなる三相ブリッジインバータである一例について説明したが、これに限らず、モーターから構成されるものであってもよい。
【００９９】
また、実施形態１，２において第１の半導体リレー１１及び第２の半導体リレー１２は、ＭＯＳＦＥＴから構成される一例について説明したが、これに限らず、ＩＧＢＴ等のように電流経路の電気的な通電及び遮断の何れかを実現する回路構成であればよい。
【符号の説明】
【０１００】
１、２          ：電源分配ボックス
３              ：直流電源
５              ：負荷
１１、１１１    ：第１の半導体リレー
１２、１１２    ：第２の半導体リレー
１５            ：電圧検出回路
１７、１１７    ：制御回路
２１            ：第１の電流センサー
２２            ：第２の電流センサー
３１、３２、３３、３４  ：端子
【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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