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公開番号2024114075
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-23
出願番号2023019469
出願日2023-02-10
発明の名称スイッチ遮断装置、及びプログラム
出願人株式会社デンソー
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H02J 1/00 20060101AFI20240816BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】電気経路における過電流異常の発生時において適切にスイッチ遮断を行わせる。
【解決手段】スイッチ遮断装置80は、電気経路50を介して接続される第1電源11及び第2電源12と、電気経路50に設けられた第1～第7スイッチ61～67と、を備える電源システムに適用される。スイッチ遮断装置80は、電気経路50において隣り合う2つのスイッチである一対のスイッチに各々流れる通電電流を取得し、その通電電流に基づいて、一対のスイッチの中間点へ流れる電流の合計である合計電流を算出する算出部と、合計電流が閾値電流を超えた場合に、一対のスイッチを遮断する遮断部と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電気経路（５０）を介して接続される第１電源（１１）及び第２電源（１２）と、
前記電気経路に設けられ、かつ互いに直列接続された複数のスイッチ（６１～６７）と、を備える電源システムに適用され、
前記電気経路において隣り合う２つの前記スイッチである一対のスイッチに各々流れる通電電流を取得し、その通電電流に基づいて、前記一対のスイッチの中間点へ流れる電流の合計である合計電流を算出する算出部と、
前記合計電流が閾値電流を超えた場合に、前記一対のスイッチを遮断する遮断部と、を備える、スイッチ遮断装置（７０，８０）。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
前記電気経路において、複数の電気負荷（３１～３４，４１，４２）が接続され、かつ前記各電気負荷のうち互いに異なる電気負荷の接続点の両側に前記一対のスイッチの一方のスイッチ及び他方のスイッチがそれぞれ設けられている電源システムに適用され、
前記一対のスイッチは、その間に接続されている前記電気負荷ごとに複数の組み合わせで定められており、
前記算出部は、前記一対のスイッチの組み合わせごとに、当該一対のスイッチの中間点へ流れる前記合計電流を算出し、
前記遮断部は、前記一対のスイッチの組み合わせごとに、前記合計電流が前記閾値電流を超えた場合に前記一対のスイッチを遮断する、請求項１に記載のスイッチ遮断装置。
【請求項３】
前記閾値電流は、前記一対のスイッチの間に接続された前記電気負荷を駆動させる場合の上限電流よりも大きい電流値である、請求項２に記載のスイッチ遮断装置。
【請求項４】
前記複数の電気負荷は、第１冗長負荷（４１）と第２冗長負荷（４２）とを含み、それら各冗長負荷は、両方の冗長負荷及び一方の冗長負荷のいずれにおいても特定機能の実現が可能となっており、
前記遮断部は、前記電気経路において前記第１冗長負荷が接続された第１接続点と前記第２冗長負荷が接続された第２接続点とのうち前記第１接続点のみを挟む位置の２つの前記スイッチを前記一対のスイッチとするとともに、前記第２接続点のみを挟む位置の２つの前記スイッチを前記一対のスイッチとし、それら一対のスイッチの組み合わせごとに、前記合計電流が前記閾値電流を超えた場合に前記一対のスイッチを遮断する、請求項２に記載のスイッチ遮断装置。
【請求項５】
前記複数の電気負荷は、前記電気経路における複数の前記接続点に接続された第１電気負荷と第２電気負荷とを含み、
前記複数のスイッチのうち、前記第１電気負荷及び前記第２電気負荷の各接続点の間に設けられたスイッチが負荷間スイッチであり、
前記遮断部は、第１遮断部（８１）であり、
前記電気経路の電圧を経路電圧として取得し、その経路電圧が閾値電圧を下回った場合に、前記負荷間スイッチを遮断し、前記電気経路を前記第１電源側と前記第２電源側とに分断させる第２遮断部（９１）を備える、請求項２に記載のスイッチ遮断装置。
【請求項６】
前記複数の電気負荷は、第１冗長負荷（４１）と第２冗長負荷（４２）とを含み、それら各冗長負荷は、両方の冗長負荷及び一方の冗長負荷のいずれにおいても特定機能の実現が可能となっており、
前記電気経路において前記第１冗長負荷及び前記第２冗長負荷の間となる位置に前記負荷間スイッチが設けられている、請求項５に記載のスイッチ遮断装置。
【請求項７】
前記第２遮断部により前記負荷間スイッチが遮断され、かつ前記第１遮断部により前記一対のスイッチが遮断された場合において、前記複数のスイッチのうち、前記第２遮断部により遮断対象となり、かつ前記第１遮断部により遮断対象となっていないスイッチについて、導通状態に復帰させる復帰操作部を備える、請求項５に記載のスイッチ遮断装置。
【請求項８】
前記電気経路は、互いに並列となる複数の並列経路（５１，５２）を含み、
前記算出部は、前記各並列経路において、隣り合う２つの前記スイッチを一対のスイッチとして前記合計電流を算出し、
前記遮断部は、前記合計電流が閾値電流を超えた場合に、前記一対のスイッチを遮断する、請求項１～７のいずれか１項に記載のスイッチ遮断装置。
【請求項９】
電気経路（５０）を介して接続される第１電源（１１）及び第２電源（１２）と、
前記電気経路に設けられ、かつ互いに直列接続された複数のスイッチ（６１～６７）と、を備える電源システムに適用され、コンピュータ（７０）により実行可能なプログラムであって、
前記電気経路において隣り合う２つの前記スイッチである一対のスイッチに各々流れる通電電流を取得し、その通電電流に基づいて、前記一対のスイッチの中間点へ流れる電流の合計である合計電流を算出する算出ステップと、
前記合計電流が閾値電流を超えた場合に、前記一対のスイッチを遮断する遮断ステップと、を含むプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源システムのスイッチ遮断装置、及びプログラムに関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、複数の電源を備え、これら複数の電源から電気負荷に対して各々電力供給を可能とする電源システムが知られている。例えば、特許文献１には、電源システムに適用されるスイッチ遮断装置として、電源の出力電流が過度に大きくなる異常が発生したか否かを判定し、その判定結果に基づいてスイッチを遮断するものが記載されている。具体的には、スイッチ遮断装置は、スイッチに流れる通電電流を取得し、取得した通電電流が閾値電流を超えた場合に、異常が発生していると判定する。そして、閾値電流を超える通電電流が流れるスイッチを遮断することにより、電源システムに過電流が流れることを抑制する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－６２７２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電源システムの電気経路において、第１電源及び第２電源の間で地絡が生じたり、電気負荷の暴走に起因する過電流異常が生じたりすると、電気経路において通電電流が増加する。この場合、既存の技術では、一方の電源から流れる電流の大きさに基づいてスイッチ遮断を行うものとなっており、その信頼性が低いことが懸念される。例えば、電源システムの電気経路において地絡が生じた場合、その地絡に伴い一方の電源からの供給電流が増加するものの、電流増加の程度が小さいと、地絡異常に応じた適切なスイッチ遮断が行えないことが懸念される。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電気経路における過電流異常の発生時において適切にスイッチ遮断を行わせることができるスイッチ遮断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、
電気経路を介して接続される第１電源及び第２電源と、
前記電気経路に設けられ、かつ互いに直列接続された複数のスイッチと、を備える電源システムに適用され、
前記電気経路において隣り合う２つの前記スイッチである一対のスイッチに各々流れる通電電流を取得し、その通電電流に基づいて、前記一対のスイッチの中間点へ流れる電流の合計である合計電流を算出する算出部と、
前記合計電流が閾値電流を超えた場合に、前記一対のスイッチを遮断する遮断部と、を備える。
【０００７】
上記構成の電源システムでは、複数のスイッチが、第１電源と第２電源との間の電気経路に設けられ、かつ互いに直列接続されている。この電源システムでは、例えば第１電源及び第２電源の間で地絡等に起因する過電流異常が生じた場合において、各スイッチのうちいずれか１つに流れる通電電流だけでは、地絡等による電流の増加を正しく把握できず、過電流異常に応じた適切なスイッチ遮断が実施できないことが懸念される。
【０００８】
そこで、本発明によれば、電気経路において隣り合う２つのスイッチである一対のスイッチに各々流れる通電電流が取得され、その通電電流に基づいて、一対のスイッチの中間点へ流れる電流の合計である合計電流が算出される。そして、合計電流が閾値電流を超えた場合に、一対のスイッチが遮断される。この場合、一対のスイッチの間で地絡等による過電流異常が生じると、一対のスイッチを介して両方の電源から中間点に流れる電流がそれぞれ増大する。つまり、合計電流には、中間点の両側となるスイッチのうち第１電源側のスイッチを介して第１電源から中間点へ流れる電流の変化と、中間点の両側となるスイッチのうち第２電源源側のスイッチを介して第２電源から中間点へ流れる電流の変化とが反映されることになる。そのため、合計電流によれば、異常発生時に増加する電流を正しく把握することができる。その結果、異常判定の信頼性を向上し、電気経路における過電流異常の発生時において適切にスイッチ遮断を行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
第１実施形態に係る車載電源システムの全体構成図。
既存技術の問題点を説明するための図。
既存技術の問題点を説明するための図。
スイッチ遮断装置の構成図。
遮断回路の構成を示す図。
スイッチの電流検出機能を示す図。
遮断回路により実行されるスイッチ遮断の順序を示すフローチャート。
第２実施形態に係る車載電源システムの全体構成図。
遮断回路及び経路分断回路により実行されるスイッチ遮断の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜第１実施形態＞
以下、本発明に係るスイッチ遮断装置を具体化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態において、スイッチ遮断装置は車載の電源システムに適用される。電源システムは、モータを走行動力源とする電動車両に搭載されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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