JP6241145B2 - 制御システム - Google Patents

Description

本発明は、バッテリから負荷への給電又は該給電の遮断を指示する給電／遮断指示を出力する指示出力装置と、該指示出力装置が出力した給電／遮断指示に従って負荷への給電、及び、該給電の遮断を行う給電制御装置とを備える制御システムに関する。

現在、バッテリから負荷への給電又は該給電の遮断を指示する給電遮断指示を出力する指示出力装置と、指示出力装置が出力した給電遮断指示に従って負荷への給電及び該給電の遮断を行う給電制御装置とを備える制御システムが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

特許文献１に記載の制御システムでは、給電制御装置はバッテリ及び負荷間を接続する電線の中途に設けられたスイッチをオン／オフにすることによって給電及び遮断を行う。指示出力装置には負荷の作動又は停止を指示する作動／停止指示が外部から入力され、指示出力装置は、入力された作動／停止指示に応じた給電／遮断指示を給電制御装置に出力する。指示出力装置は、更に、バッテリから負荷へ流れる電流の値から電線の温度を算出する。

特許文献１に記載の制御システムでは、指示出力装置は、給電制御装置に給電を指示している状態でバッテリから負荷へ流れる電流の値から算出した電線の温度が所定期間上昇しない場合、バッテリ、スイッチ、給電制御装置及び負荷を備える負荷回路に異常があると判定し、異常の原因は断線（開放）であると特定する。以上のように特許文献１に記載の制御システムでは、指示出力装置は、バッテリから負荷へ流れる電流の値に基づいて、負荷への給電に異常があるか否かを判定し、異常があると判定した場合、異常の原因を特定している。

特開２０１２−１２２８６９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の制御システムでは、詳細な異常の原因、例えば、負荷回路においてスイッチ及び負荷のいずれが開放したかを特定することができない。

また、特許文献１に記載の制御システムでは、バッテリから負荷へ流れる電流の値に基づいて、負荷への給電における異常の原因として、負荷回路の短絡を特定することが可能であると考えられる。しかしながら、この場合においても、詳細な異常の原因、例えば負荷回路においてスイッチ及び負荷のいずれが短絡したかを特定することができない。
このため、特許文献１に記載の制御システムには、負荷への給電に異常があると判定した後に異常箇所を見つけ出す時間が長くなり、修復に手間がかかるという問題がある。

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、負荷への給電に異常があるか否かを適切に判定することができ、詳細な異常の原因を特定することができる制御システムを提供することにある。

本発明に係る制御システムは、バッテリから負荷への給電、又は、該給電の遮断を指示する給電／遮断指示に従って前記給電及び遮断を行う給電制御装置と、該給電制御装置に前記給電／遮断指示を出力する指示出力装置とを備える制御システムにおいて、前記給電制御装置は、前記バッテリから前記負荷へ流れる電流を検出する電流検出手段と、該電流検出手段が検出した電流値が所定値以上である場合に、前記指示出力装置が出力する前記給電／遮断指示に無関係に前記給電を遮断する遮断手段とを有し、前記指示出力装置は、前記負荷に印加されている電圧を検出する電圧検出手段と、前記遮断手段が前記給電を遮断しているか否かを検知する検知手段と、前記給電制御装置へ出力した前記給電／遮断指示が指示する給電又は遮断の別、前記電流検出手段が検出した電流値、前記電圧検出手段が検出した電圧値及び前記検知手段の検知結果に基づいて、前記給電に異常があるか否かを判定する判定手段と、該判定手段が前記給電に異常があると判定した場合、前記給電制御装置へ出力した前記給電／遮断指示が指示する給電又は遮断の別、前記電流検出手段が検出した電流値、前記電圧検出手段が検出した電圧値及び前記検知手段の検知結果に基づいて、前記異常の原因を特定する特定手段とを有することを特徴とする。

本発明にあっては、指示出力装置は、バッテリから負荷への給電、又は、該給電の遮断を指示する給電／遮断指示を給電制御装置に出力し、給電制御装置は、指示出力装置から入力された給電／遮断指示に従って、バッテリから負荷への給電及び該給電の遮断を行う。給電制御装置はバッテリから負荷へ流れる電流を検出し、指示出力装置は負荷に印加されている電圧を検出する。

指示出力装置は、給電制御装置へ出力した給電／遮断指示が指示する給電又は遮断の別、給電制御装置が検出した電流値、及び、負荷に印加されている電圧の値に基づいて、負荷への給電に異常があるか否かを判定する。指示出力装置は、給電に異常があると判定した場合、給電制御装置へ出力した給電／遮断指示が指示する給電又は遮断の別、給電制御装置が検出した電流値、及び、負荷に印加されている電圧の値に基づいて異常の原因を特定する。

従って、バッテリから負荷へ流れる電流の値だけではなく、負荷に印加されている電圧の値を用いて、負荷への給電に異常があるか否かが適切に判定され、その詳細な異常の原因が特定される。

また、給電制御装置は、例えばバッテリから負荷へ過電流が流れることによって、検出した電流値が所定値以上である場合、指示出力装置から入力される給電／遮断指示に無関係に遮断する。指示出力装置は、給電制御装置が給電／遮断指示に無関係に遮断を行っているか否かを検知する。

指示出力装置は、負荷への給電に異常があるか否かを、給電制御装置へ出力した給電／遮断指示が指示する給電又は遮断の別、バッテリから負荷へ流れる電流の値、及び、負荷に印加されている電圧の値に加えて、給電制御装置が給電／遮断指示に無関係に遮断を行っているか否かの検知結果に基づいて判定する。更に、指示出力装置は、異常の原因を、給電制御装置へ出力した給電／遮断指示が指示する給電又は遮断の別、給電制御装置が検出した電流値、及び、負荷に印加されている電圧の値に加えて、給電制御装置が給電／遮断指示に無関係に遮断を行っているか否かの検知結果に基づいて特定する。
このため、より詳細な異常の原因が特定される。

本発明に係る制御システムは、前記指示出力装置は、前記判定手段が前記給電に異常があると判定した場合、前記特定手段が特定した原因を報知する報知手段を更に有することを特徴とする。

本発明にあっては、指示出力装置は、負荷への給電に異常があると判定した場合、特定した原因を報知する。これにより、使用者に負荷への給電に異常があることと、その異常の原因とを認識させることが可能となる。

本発明に係る制御システムは、前記指示出力装置は、前記負荷の作動又は停止を示す作動／停止指示が入力される入力手段と、前記電流検出手段が検出した電流値に基づいて前記給電を遮断すべきか否かを判定する第２の判定手段とを更に有し、前記入力手段に入力された作動／停止指示に応じた前記給電／遮断指示を前記給電制御装置に出力し、前記第２の判定手段が遮断すべきと判定した場合、前記入力手段に入力された作動／停止指示に無関係に、前記給電の遮断を指示する前記給電／遮断指示を前記給電制御装置に出力するように構成してあることを特徴とする。

本発明にあっては、指示出力装置には、負荷の作動又は停止を示す作動／停止指示が入力されており、入力された作動／停止指示に応じた給電／遮断指示を給電制御装置に出力する。また、指示出力装置は、給電制御装置が検出した電流値に基づいて、バッテリから負荷への給電を遮断すべきか否かを判定する。例えば、指示出力装置は、給電制御装置が検出した電流値から、バッテリ及び負荷間を接続している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場合に給電を遮断すべきと判定する。

指示出力装置は、バッテリから負荷への給電を遮断すべきと判定した場合、入力された作動／停止指示に無関係に、給電の遮断を指示する給電／遮断指示を給電制御装置に出力する。これにより、給電制御装置は給電を遮断し、例えば、バッテリ及び負荷間に接続してある電線の発煙が防止される。

本発明によれば、バッテリから負荷へ流れる電流の値だけでなく、負荷に印加された電圧の値を用いて、負荷への給電に異常があるか否かを適切に判定することができ、詳細な異常の原因を特定することができる。

実施の形態１における制御システムの要部構成を示すブロック図である。 制御部が実行する動作の手順を示すフローチャートである。 制御部が実行する動作の手順を示すフローチャートである。 異常判定及び異常原因の特定を説明するための図表である。 実施の形態２における制御システムの要部構成を示すブロック図である。 制御部が実行する動作の手順を示すフローチャートである。 制御部が実行する動作の手順を示すフローチャートである。 異常判定及び異常原因の特定を説明するための図表である。

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における制御システムの要部構成を示すブロック図である。この制御システム１は、好適に車両に搭載され、ＩＰＤ（Intelligent Power Device）２及びマイクロコンピュータ（以下ではマイコンと記載）３を備える。

ＩＰＤ２は、バッテリ１１の正極端子と負荷１２の一端との間に接続されている。ＩＰＤ２は更にマイコン３に接続されている。ＩＰＤ２と負荷１２の一端との接続ノードには、抵抗Ｒ１の一端が接続されており、抵抗Ｒ１の他端は、抵抗Ｒ２，Ｒ３夫々の一端に接続されている。抵抗Ｒ３の他端はマイコン３に接続されている。バッテリ１１の負極端子と、負荷１２及び抵抗Ｒ２夫々の他端とは接地されている。

ＩＰＤ２には、バッテリ１１から負荷１２への給電、又は、該給電の遮断を指示する給電／遮断指示がマイコン３から入力される。ＩＰＤ２は、入力された給電／遮断指示に従って、バッテリ１１から負荷１２への給電と、該給電の遮断とを行う。ＩＰＤ２は給電制御装置として機能する。

マイコン３には、外部から負荷１２の作動又は停止を指示する作動／停止指示が入力される。マイコン３は、外部から入力された作動／停止指示に応じた給電／遮断指示をＩＰＤ２へ出力する。マイコン３は、指示出力装置として機能する。

抵抗Ｒ１，Ｒ２は負荷１２に印加されている負荷電圧を分圧し、抵抗Ｒ１，Ｒ２が分圧した電圧は抵抗Ｒ３を介してマイコン３に入力される。
負荷１２は、車両に搭載されるヘッドライト又はワイパー等の電気機器であり、バッテリ１１から給電された場合に作動し、バッテリ１１からの給電が遮断された場合に停止する。

ＩＰＤ２は、Ｎチャネル型のＦＥＴ（Field Effect Transistor）２０、電流検出部２１及び制御回路２２を有する。ＦＥＴ２０について、ドレインはバッテリ１１の正極端子に接続され、ソースは負荷１２及び抵抗Ｒ１夫々の一端に接続され、ゲートは制御回路２２に接続されている。制御回路２２は、ＦＥＴ２０のゲートの他に、マイコン３及び電流検出部２１に各別に接続されている。電流検出部２１は、制御回路２２の他にマイコン３に接続されている。

ＦＥＴ２０は、スイッチとして機能し、ゲートに一定の電圧以上の電圧が印加された場合、電流がドレインからゲートに流れてオンとなり、ゲートに印加されている電圧が一定の電圧未満である場合、電流がドレインからゲートに流れずにオフとなる。ＦＥＴ２０のゲートには、電圧が制御回路２２によって印加され、制御回路２２は、ＦＥＴ２０のゲートに印加されている電圧を調整することによって、ＦＥＴ２０をオン／オフする。

電流検出部２１は、バッテリ１１の正極端子から負荷１２の一端へ流れる負荷電流を検出し、検出した負荷電流値を示すアナログの電流値データを制御回路２２及びマイコン３夫々へ出力する。電流検出部２１は電流検出手段として機能する。

電流検出部２１は、ＦＥＴ２０のソースから流れ出る電流の値を検出するため、厳密には、バッテリ１１の正極端子から、負荷１２及び抵抗Ｒ１，Ｒ２に流れる電流の合計値を検出する。しかしながら、抵抗Ｒ１，Ｒ２夫々の抵抗値を足した合成抵抗値は負荷１２の両端間の抵抗値よりも十分に大きいため、ＦＥＴ２０のソースから流れ出た電流の大部分は負荷１２へ流れ、抵抗Ｒ１，Ｒ２に流れる電流は略ゼロであって無視できる程度に小さい。

制御回路２２には、マイコン３から給電／遮断指示が入力される。制御回路２２は、入力された給電／遮断指示が給電を指示している場合、ＦＥＴ２０をオンにし、バッテリ１１から負荷１２へ給電する。制御回路２２は、入力された給電／遮断指示が遮断を指示している場合、ＦＥＴ２０をオフにし、バッテリ１１から負荷１２への給電を遮断する。

制御回路２２には電流検出部２１から電流値データが入力される。制御回路２２は、入力された電流値データが示す負荷電流値が所定電流値以上である場合、マイコン３から出力する給電／遮断指示に無関係に、ＦＥＴ２０をオフにしてバッテリ１１から負荷１２への給電を遮断する。制御回路２２は遮断手段として機能する。

制御回路２２は、給電／遮断指示に無関係に、バッテリ１１から負荷１２への給電を遮断した場合、該給電を遮断したことを示す遮断信号をマイコン３へ出力する。制御回路２２は、給電／遮断指示に無関係に、バッテリ１１から負荷１２への給電を遮断した後、所定の条件を満たした場合に遮断を解除し、遮断を解除したことを示す解除信号をマイコン３へ出力する。ここで、所定の条件は、例えば、バッテリ１１及び負荷１２間を接続する電線近傍の温度を検出する図示しない温度センサが設けられている場合、温度センサが検出した温度値が一定の温度値未満であることである。

マイコン３は、入力部３０，３１，３２、Ａ／Ｄ（Analog / Digital）変換部３３，３４、出力部３５、記憶部３６、報知部３７及び制御部３８を有する。入力部３０はＩＰＤ２の電流検出部２１と、Ａ／Ｄ変換部３３とに接続されている。入力部３１は、抵抗Ｒ３の他端と、Ａ／Ｄ変換部３４とに接続されている。入力部３２、Ａ／Ｄ変換部３３，３４、出力部３５、記憶部３６、報知部３７及び制御部３８夫々はバス３９に接続されている。入力部３２及び出力部３５夫々は、バス３９の他に、ＩＰＤ２の制御回路２２に接続されている。

入力部３０には、電流検出部２１からアナログの電流値データが入力される。入力部３０は、入力されたアナログの電流値データをＡ／Ｄ変換部３３へ出力する。
Ａ／Ｄ変換部３３は、入力部３０から入力されたアナログの電流値データをデジタルの電流値データに変換し、変換した電流値データを制御部３８へ出力する。

入力部３１には、抵抗Ｒ１，Ｒ２によって分圧された電圧が抵抗Ｒ３を介して入力される。入力部３１は、抵抗Ｒ１，Ｒ２によって分圧された電圧を検出する。抵抗Ｒ１，Ｒ２によって分圧された電圧を検出することは、負荷１２の両端に印加される負荷電圧を検出することに相当する。

これは、抵抗Ｒ１，Ｒ２夫々の抵抗値をｒ１，ｒ２とした場合、負荷電圧値は、抵抗Ｒ１，Ｒ２が分圧した電圧の値を（ｒ１＋ｒ２）／ｒ２倍することによって取得されるためである。例えば、抵抗値ｒ１，ｒ２夫々が５ｋΩ及び１０ｋΩである場合、入力部３１が検出した電圧値を１．５倍することによって負荷電圧値が算出される。入力部３１は電圧検出手段として機能する。

入力部３１は、検出したアナログの電圧値をＡ／Ｄ変換部３４へ与える。
Ａ／Ｄ変換部３４は、入力部３１によって与えられたアナログの電圧値をデジタルの電圧値に変換し、変換した電圧値を制御部３８に通知する。

入力部３２には、ＩＰＤ２の制御回路２２から遮断信号及び解除信号が入力されると共に、外部から作動／停止指示が入力される。入力部３２は入力手段として機能する。

入力部３２は、制御回路２２から遮断信号が入力された場合、制御回路２２が給電／遮断指示に無関係にバッテリ１１から負荷１２への給電を遮断している旨を制御部３８に通知する。また、入力部３２は、制御回路２２から解除信号が入力された場合、制御回路２２が給電／遮断指示に無関係に行っていた遮断を解除した旨を制御部３８に通知する。

入力部３２は、外部から入力されている作動／停止指示が作動を指示しているか又は停止を指示しているかを制御部３８に通知する。

出力部３５は、制御部３８の指示に従って、給電／遮断指示をＩＰＤ２の制御回路２２へ出力する。
記憶部３６は不揮発性メモリであり、記憶部３６に記憶してある内容ついては制御部３８によって書き込み及び読み出しが行われる。
報知部３７は、制御部３８の指示に従って、報知を行う。報知部３７は、例えば、図示しない表示部にメッセージを表示することによって報知を行う。

制御部３８は、出力部３５に指示して、入力部３２に入力された作動／停止指示に応じた給電／遮断指示をＩＰＤ２の制御回路２２へ出力させる。
また、制御部３８は、Ａ／Ｄ変換部３３が変換した電流値データが示す負荷電流値、即ち、ＩＰＤ２の電流検出部２１が検出した負荷電流値に基づいて、バッテリ１１から負荷１２への給電を遮断すべきか否かを判定する。制御部３８は、判定結果に基づく給電／遮断指示を出力部３５に出力させる。制御部３８は第２の判定手段として機能する。

更に、制御部３８は、出力部３５からＩＰＤ２の制御回路２２へ出力した給電／遮断指示が指示する給電又は遮断の別、Ａ／Ｄ変換部３３が変換した電流値データが示す負荷電流値、Ａ／Ｄ変換部３４が変換した電圧値、並びに、入力部３２に入力される遮断信号及び解除信号に基づいて、バッテリ１１から負荷１２への給電に異常があるか否かを判定する。制御部３８は、異常があると判定した場合、異常の原因を特定し、特定した原因を報知部３７に報知させる。

以下に制御部３８の詳細な動作を説明する。図２及び図３は制御部３８が実行する動作の手順を示すフローチャートである。まず、制御部３８は、外部から入力部３２に入力された作動／停止指示が作動を指示しているか否かを判定する（ステップＳ１）。制御部３８は、作動を指示していると判定した場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、出力部３５に指示して、給電を指示する給電／遮断指示をＩＰＤ２の制御回路２２に出力させる（ステップＳ２）。これにより、制御回路２２は、ＦＥＴ２０をオンにし、バッテリ１１から負荷１２への給電を行う。

次に、制御部３８は、制御回路２２から入力部３２に入力される遮断信号及び解除信号に基づいてＩＰＤ２の動作状態を検知する（ステップＳ３）。ここで、ＩＰＤ２の動作状態は、出力部３５が出力した給電／遮断指示に無関係に、ＩＰＤ２の制御回路２２がバッテリ１１から負荷１２への給電を遮断しているか否かであり、制御部３８は検知手段としても機能する。

制御部３８は、入力部３２に遮断信号が入力された場合、出力部３５が出力した給電／遮断指示に無関係にＩＰＤ２の制御回路２２がバッテリ１１から負荷１２への給電を遮断していると検知する。更に、制御部３８は、入力部３２に解除信号が入力された場合、ＩＰＤ２の制御回路２２が、給電／遮断指示に無関係に行っている遮断を解除し、出力部３５が出力した給電／遮断指示に従って、バッテリ１１から負荷１２への給電と該給電の遮断とを行っていると検知する。

次に、制御部３８は、ステップＳ３で検知した検知結果、即ち、ＩＰＤ２の制御回路２２が給電／遮断指示に無関係に遮断を行っているか否かを記憶部３６に記憶する（ステップＳ４）。

ここで、記憶部３６は現状の制御状態として４つの項目を記憶している。
１つ目の項目は、出力部３５に給電／遮断指示を出力させて制御部３８がＩＰＤ２の制御回路２２に指示している指示内容、具体的には、給電及び遮断のいずれを指示しているかである。

２つ目の項目は、前述したＩＰＤ２の動作状態である。
３つ目の項目は、ＩＰＤ２の電流検出部２１が検出した負荷電流値、具体的には、電流検出部２１が検出した負荷電流値が閾値Ｉｔｈ以上であるか否かである。
４つ目の項目は、負荷１２の両端に印加されている負荷電圧値、具体的には、負荷電圧値が閾値Ｖｔｈ以上であるか否かである。

閾値Ｉｔｈは、制御回路２２がＦＥＴ２０をオンにして給電が正常に行われた場合に流れる負荷電流の値よりも低く、制御回路２２がＦＥＴ２０をオフにして給電が正常に遮断された場合に流れる負荷電流の値よりも高い電流値である。同様に、閾値Ｖｔｈは制御回路２２がＦＥＴ２０をオンにして給電が正常に行われた場合における負荷電圧値よりも低く、制御回路２２がＦＥＴ２０をオフにして給電が正常に遮断された場合における負荷電圧値よりも高い値である。

ステップＳ４では、制御部３８は、現状の制御状態として記憶部３６に記憶してあるＩＰＤ２の動作状態をステップＳ３で検知した検知結果に書換えることによって、検知結果を記憶する。

制御部３８は、作動／停止指示が作動を指示していない、即ち、停止を指示していると判定した場合（Ｓ１：ＮＯ）、出力部３５に指示して、遮断を指示する給電／遮断指示をＩＰＤ２の制御回路２２に出力させる（ステップＳ５）。これにより、制御回路２２は、ＦＥＴ２０をオフにし、バッテリ１１から負荷１２への給電を遮断する。

制御部３８は、ステップＳ４又はＳ５を実行した後、出力部３５に給電／遮断指示を出力させることによって、制御部３８がＩＰＤ２の制御回路２２に指示している指示内容を記憶する（ステップＳ６）。具体的には、制御部３８は、ステップＳ２を実行した場合には、記憶部３６に現状の制御状態として記憶している指示内容を給電に書換え、ステップＳ５を実行した場合には、記憶部３６に現状の制御状態として記憶している指示内容を遮断に書換える。

制御部３８は、ステップＳ６を実行した後、Ａ／Ｄ変換部３３が変換した電流値データが示す負荷電流値、即ち、ＩＰＤ２の電流検出部２１が検出した負荷電流値をＡ／Ｄ変換部３３から取得し（ステップＳ７）、取得した負荷電流値を現状の制御状態として記憶部３６に記憶する（ステップＳ８）。具体的には、制御部３８は、記憶部３６に、ステップＳ７で取得した負荷電流値が閾値Ｉｔｈ以上であるか否かを記憶する。制御部３８は、負荷電流値が閾値Ｉｔｈ以上である場合、負荷電流値がハイレベルの電流値である旨を記憶し、負荷電流値が閾値Ｉｔｈ未満である場合、負荷電流値がローレベルの電流値である旨を記憶する。

次に、制御部３８は、ステップＳ７で取得した負荷電流値に基づいてバッテリ１１から負荷１２への給電を遮断すべきか否かを判定する（ステップＳ９）。ステップＳ９では、制御部３８は、例えば、電流検出部２１が検出した負荷電流値からバッテリ１１の正極端子及び負荷１２の一端を接続する電線の温度を算出している場合、算出した電線の温度が一定の温度以上であるか否かによってバッテリ１１から負荷１２への給電を遮断すべきか否かを判定する。

この場合においては、制御部３８は、算出した電線の温度が一定の温度以上であるとき、電線が発煙する虞があるとして給電を遮断すべきと判定し、算出した電線の温度が一定の温度未満であるとき、電線が発煙する虞はないとして給電を遮断すべきではないと判定する。

制御部３８は、給電を遮断すべきであると判定した場合（Ｓ９：ＹＥＳ）、出力部３５に指示して、入力部３２に入力された作動／停止指示に無関係に、バッテリ１１から負荷１２への給電の遮断を指示する給電／遮断指示をＩＰＤ２の制御回路２２へ出力させる（ステップＳ１０）。これにより、制御回路２２はＦＥＴ２０をオフにすることによってバッテリ１１から負荷１２への給電を遮断し、例えば、バッテリ１１及び負荷１２間に接続してある電線の発煙を防止することができる。

制御部３８は、ステップＳ１０を実行した後、処理を終了する。制御部３８は、ステップＳ１０を実行して終了した場合、例えば、電流検出部２１が検出した負荷電流値から算出したバッテリ１１及び負荷１２間の電線の温度と電線の周囲温度との差が所定温度未満である場合にステップＳ１を再び実行する。

制御部３８は、給電を遮断すべきではないと判定した場合（Ｓ９：ＮＯ）、Ａ／Ｄ変換部３４が変換した電圧値を（ｒ１＋ｒ２）／ｒ２倍することによって負荷電圧値を取得し（ステップＳ１１）、取得した負荷電圧値を現状の制御状態として記憶部３６に記憶する（ステップＳ１２）。具体的には、制御部３８は、記憶部３６に、ステップＳ１１で取得した負荷電圧値が閾値Ｖｔｈ以上であるか否かを記憶する。制御部３８は、負荷電圧値が閾値Ｖｔｈ以上である場合、負荷電圧値がハイレベルの電圧値である旨を記憶し、負荷電圧値が閾値Ｖｔｈ未満である場合、負荷電圧値がローレベルの電圧値である旨を記憶する。

次に、制御部３８は、ステップＳ４，Ｓ６，Ｓ８，Ｓ１２で記憶した現状の制御状態に基づいて、バッテリ１１から負荷１２への給電に異常があるか否かを判定する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３で行う異常判定については後述する。

制御部３８は、給電に異常がないと判定した場合（Ｓ１３：ＮＯ）、処理をステップＳ１に戻し、入力部３２に入力されている作動／停止指示に応じて、バッテリ１１から負荷１２への給電及び該給電の遮断を行う。

制御部３８は、給電に異常があると判定した場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、記憶部３６に記憶してある現状の制御状態から異常原因を特定する（ステップＳ１４）。異常原因の特定についても、異常判定と同様に後述する。
次に、制御部３８は、報知部３７に指示して、ステップＳ１４で特定した異常原因を報知させる（ステップＳ１５）。

このように、制御部３８がバッテリ１１から負荷１２への給電に異常があると判定した場合、報知部３７は、制御部３８がステップＳ１４で特定した異常原因を報知する。これにより、使用者にバッテリ１１から負荷１２への給電に異常があることと、その異常の原因とを認識させることができる。報知部３７は報知手段として機能する。

制御部３８は、ステップＳ１５を実行した後、ステップＳ１４で特定した異常原因が電流検出に関する故障であるか否かを判定する（ステップＳ１６）。電流検出に関する故障は、電流検出部２１の誤検出、又は、Ａ／Ｄ変換部３３の誤変換等である。

制御部３８は、電流検出に関する故障ではないと判定した場合（Ｓ１６：ＮＯ）、処理をステップＳ１に戻す。制御部３８は、電流検出に関する故障であると判定した場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）、出力部３５に指示して、入力部３２に入力されている作動／停止指示に無関係に、遮断を指示する給電／遮断指示を出力させる（ステップＳ１７）。制御部３８は、ステップＳ１７を実行した後、処理を終了する。

次に、ステップＳ１３，Ｓ１４で制御部３８が実行する異常判定及び異常原因を説明する。図４は、異常判定及び異常原因の特定を説明するための図表である。図４には、制御システム１がとりうる各制御状態について、負荷１２への給電が異常であるか又は正常であるかと、異常原因とが示されている。制御状態は、前述したように、制御部３８がＩＰＤ２の制御回路２２に指示した指示内容、ＩＰＤ２の動作状態、負荷電流値及び負荷電圧値で表される。図４では、負荷電流値について、ハイレベルの電流値をＨで示し、ローレベルの電流値をＬで示している。図４では、負荷電圧値についても、ハイレベルの電圧値をＨで示し、ローレベルの電圧値をＬで示している。

前述したように、閾値Ｉｔｈは、制御回路２２によって給電が正常に行われた場合に流れる負荷電流の値よりも低く、制御回路２２によって給電が正常に遮断された場合に流れる負荷電流の値よりも高い電流値である。同様に、閾値Ｖｔｈは、制御回路２２によって給電が正常に行われた場合における負荷電圧値よりも低く、制御回路２２によって給電が正常に遮断された場合における負荷電圧値よりも高い値である。

制御部３８は、制御回路２２に遮断を指示しているにも関わらず、負荷電流値がハイレベルの電流値であり、かつ、負荷電圧値がハイレベルの電圧値である場合、負荷１２への給電は異常であると判定し、異常原因はＦＥＴ２０の短絡であると特定する。ＦＥＴ２０の短絡は、ゲートに印加されている電圧に無関係にＦＥＴ２０が常時オン状態となっていることを意味する。

制御部３８は、制御回路２２に遮断を指示している場合において、負荷電圧値は正常にローレベルの電圧値となっているが、負荷電流値がハイレベルの電流値であるとき、負荷１２への給電は異常であると判定し、異常原因は、電流検出に関する故障であると特定する。具体的には、電流検出部２１及びＡ／Ｄ変換部３３の少なくとも一方の動作に不具合があると特定される。

制御部３８は、制御回路２２に遮断を指示している場合において、負荷電流値は正常にローレベルの電流値になっているが、負荷電圧値がハイレベルの電圧値となっているとき、負荷１２への給電は異常であると判定し、異常原因は負荷１２の短絡であると特定する。ここで特定した負荷１２の短絡は、負荷１２の一端がバッテリ１１の正極端子に直接に接続したために生じる短絡である。

制御部３８は、制御回路２２に遮断を指示している場合に、負荷電流値がローレベルの電流値であり、かつ、負荷電圧値がローレベルの電圧値であるとき、負荷１２への給電は正常であると判定する。
制御部３８が制御回路２２に遮断を指示している場合、ＩＰＤ２の制御回路２２が入力部３２に入力している作動／停止指示に無関係に遮断しているか否かは異常判定と異常原因の特定とに影響しない。

制御部３８は、制御回路２２に給電を指示している状態でＩＰＤ２が作動／停止指示に無関係に遮断しているにも関わらず、負荷電流値がハイレベルの電流値であり、かつ、負荷電圧値がハイレベルの電圧値である場合、負荷１２への給電に異常があると判定し、異常原因は、ＦＥＴ２０の短絡、又は、通信異常であると特定する。通信異常は、ＩＰＤ２の制御回路２２からマイコン３の入力部３２への通信が正常に行われておらず、制御回路２２から遮断信号及び解除信号が入力部３２へ正常に出力されていないことを意味する。

制御部３８は、制御回路２２に給電を指示している状態でＩＰＤ２が作動／停止指示に無関係に遮断していない場合において、負荷電流値がハイレベルの電流値であり、かつ、負荷電圧値がハイレベルの電圧値であるとき、負荷１２への給電は正常であると判定する。

制御部３８は、制御回路２２に給電を指示している状態でＩＰＤ２が作動／停止指示に無関係に遮断している場合において、負荷電圧値は正常にローレベルの電圧値となっているが、負荷電流値がハイレベルの電流値であるとき、負荷１２への給電に異常があると判定し、異常原因は、電流検出に関する故障であると特定する。

制御部３８は、制御回路２２に給電を指示している状態でＩＰＤ２が作動／停止指示に無関係に遮断していない場合において、負荷電流値は正常にハイレベルの電流値となっているが、負荷電圧値がローレベルの電圧値であるとき、負荷１２への給電に異常があると判定し、異常原因は、負荷１２の短絡であると特定する。ここで特定した負荷１２の短絡は、負荷１２におけるバッテリ１１側の一端が接地されたこと意味する。

制御部３８は、制御回路２２に給電を指示している状態でＩＰＤ２が作動／停止指示に無関係に遮断している場合において、負荷電流値は正常にローレベルの電流値となっているが、負荷電圧値がハイレベルの電圧値であるとき、負荷１２への給電に異常があると判定し、異常原因は、負荷１２の短絡であると特定する。ここで特定した負荷１２の短絡は、負荷１２の一端がバッテリ１１の正極端子に直接に接続したために生じる短絡である。

制御部３８は、制御回路２２に給電を指示している状態でＩＰＤ２が作動／停止指示に無関係に遮断していない場合において、負荷電圧値は正常にハイレベルの電圧値となっているが、負荷電流値がローレベルの電流値であるとき、負荷１２への給電に異常があると判定し、異常原因は、負荷１２の開放、又は、電流検出に関する故障であると特定する。

制御部３８は、制御回路２２に給電を指示している状態でＩＰＤ２が作動／停止指示に無関係に遮断している場合において、負荷電流値がローレベルの電流値であり、かつ、負荷電圧値がローレベルの電圧値であるとき、負荷１２への給電は正常であると判定する。

制御部３８は、制御回路２２に給電を指示している状態でＩＰＤ２が作動／停止指示に無関係に遮断していないにも関わらず、負荷電流値がローレベルの電流値であり、かつ、負荷電圧値がローレベルの電圧値であるとき、負荷１２への給電に異常があると判定し、異常原因はＦＥＴ２０の開放であると特定する。ＦＥＴ２０の開放は、ゲートに印加されている電圧に無関係にＦＥＴ２０が常時オフ状態となっていることを意味する。

記憶部３６には、図４に示すような、制御状態及び給電の異常判定の関係と、制御状態及び異常原因の関係とが予め記憶されている。制御部３８は、記憶部３６に記憶してある現状の制御状態を、記憶部３６に予め記憶されている前述の関係に当て嵌めることによって、給電が異常であるか否かの判定と、異常原因の特定とを行う。

以上のように、制御部３８は、ＩＰＤ２の制御回路２２へ出力した給電／遮断指示が指示する給電又は遮断の別、電流検出部２１が検出した電流値、抵抗Ｒ１，Ｒ２によって分圧された電圧値、及び、ＩＰＤ２の動作状態の検知結果に基づいて、給電に異常があるか否かを判定する。更に、制御部３８は、給電に異常があると判定した場合、制御回路２２へ出力した給電／遮断指示が指示する給電又は遮断の別、電流検出部２１が検出した電流値、抵抗Ｒ１，Ｒ２によって分圧された電圧値、及び、ＩＰＤ２の動作状態の検知結果に基づいて、異常原因を特定する。

これにより、制御部３８は、バッテリ１１から負荷１２への給電に異常があるか否かを適切に判定することができ、詳細な異常原因を特定することができる。このため、使用者は、給電に異常があった場合、容易に異常箇所を見つけることができるため、短時間で修復を行うことができる。制御部３８は判定手段及び特定手段としても機能する。

また、制御部３８は、異常原因として、電流検出に関する故障を特定した場合、出力部３５に指示して、遮断を指示する給電／遮断指示を制御回路２２に出力し、制御回路２２はバッテリ１１から負荷１２への給電を遮断するので、電流検出に関する故障による制御回路２２の誤遮断が防止される。

（実施の形態２）
図５は、実施の形態２における制御システム４の要部構成を示すブロック図である。この制御システム４については、実施の形態１における制御システム１と比較して、ＩＰＤ２の制御回路２２が、マイコン３の出力部から出力する給電／遮断指示に無関係に、バッテリ１１から負荷１２への給電を遮断しない点が異なる。このため、制御部３８は、給電の異常判定と異常原因の特定とに、制御回路２２が給電／遮断指示に無関係に遮断しているか否かの検知結果を用いることはない。

以下では、実施の形態２における制御システム４について、実施の形態１における制御システム１と異なる点を説明する。実施の形態１と共通する実施の形態２の構成には同様の符号を付してその詳細な説明を省略する。

実施の形態２における制御システム４は、実施の形態１における制御システム１と同様の構成部を備え、これらの構成部は、ＩＰＤ２の制御回路２２とマイコン３の入力部３２とが接続されていない点以外について、制御システム１の構成部と同様に接続されている。
実施の形態２におけるＩＰＤ２及びマイコン３夫々は、実施の形態１と同様に、給電制御装置及び指示出力装置として機能する。

ＩＰＤ２の電流検出部２１は、実施の形態１と同様に、バッテリ１１から負荷１２へ流れる負荷電流を検出し、検出した負荷電流値を示すアナログの電流値データをマイコン３の入力部３０へ出力する。電流検出部２１は、実施の形態２においても電流検出手段として機能する。

ＩＰＤ２の制御回路２２は、マイコン３の出力部３５から入力された給電／遮断指示が給電を指示している場合、ＦＥＴ２０をオンにして負荷１２を給電する。制御回路２２は、出力部３５から入力された給電／遮断指示が遮断を指示している場合、ＦＥＴ２０をオフにして負荷１２への給電を遮断する。
ただし、制御回路２２は、実施の形態１のように、電流検出部２１が検出した負荷電流値に基づいて、給電／遮断指示に無関係にバッテリ１１から負荷１２への給電を遮断することはなく、遮断信号及び解除信号をマイコン３の入力部３２に出力することもない。

入力部３２には作動／停止指示が外部から入力され、入力部３２は、入力された作動／停止指示が作動を指示しているか又は停止を指示しているかを制御部３８に通知する。入力部３２は実施の形態２においても入力手段として機能する。

実施の形態２における制御部３８については、実施の形態１における制御部３８と比較して、異常判定と、異常原因の特定とを、出力部３５からＩＰＤ２の制御回路２２へ出力した給電／遮断指示が指示する給電又は遮断の別、Ａ／Ｄ変換部３３が変換した電流値データが示す負荷電流値、及び、Ａ／Ｄ変換部３４が変換した電圧値に基づいて行う点が異なる。

また、制御部３８は、実施の形態１と同様に、電流検出部２１が検出した負荷電流値に基づいて、バッテリ１１から負荷１２への給電を遮断すべきか否かを判定する。そして、制御部３８は、給電を遮断すべきと判定した場合、出力部３５に指示して、入力部３２に入力されている作動／停止指示に無関係に遮断を指示する給電／遮断指示を制御回路２２へ出力される。これにより、制御回路２２はＦＥＴ２０をオフにすることによってバッテリから負荷の給電を遮断し、例えば、バッテリ１１及び負荷１２間に接続してある電線の発煙を防止することができる。
制御部３８は、実施の形態２においても、第２の判定手段として機能する。

記憶部３６には、現状の制御状態として、実施の形態１の説明で述べた４つの項目中、ＩＰＤ２の動作状態を除く他の３つの項目を記憶している。

実施の形態２における入力部３０，３１、Ａ／Ｄ変換部３３，３４、出力部３５及び報知部３７夫々は、実施の形態１と同様に動作する。このため、実施の形態２においても、入力部３１は電圧検出手段として機能し、報知部３７は報知手段として機能する。このため、使用者にバッテリ１１から負荷１２への給電に異常があることと、その異常の原因とを認識させることができる。

図６及び図７は、制御部３８が実行する動作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３８が実行するステップＳ２１，Ｓ２２、ステップＳ２３からＳ３０、ステップＳ３３からＳ３５夫々は、実施の形態１における制御部３８が実行するステップＳ１，Ｓ２、ステップＳ５からＳ１２、ステップＳ１５からＳ１７と同様である。このため、ステップＳ２１からＳ３０、及び、ステップＳ３３からＳ３５の詳細な説明については省略する。ただし、制御部３８はステップＳ２２又はＳ２３を実行した後、ステップＳ２４を実行する。

実施の形態２における制御部３８は、ステップＳ３０を実行した後、ステップＳ２４，Ｓ２６，Ｓ３０で記憶した現状の制御状態に基づいて、バッテリ１１から負荷１２への給電に異常があるか否かを判定する（ステップＳ３１）。ステップＳ３１で行う異常判定については後述する。

制御部３８は、給電に異常がないと判定した場合（Ｓ３１：ＮＯ）、処理をステップＳ２１に戻し、入力部３２に入力されている作動／停止指示に応じて、バッテリ１１から負荷１２への給電及び該給電の遮断を行う。制御部３８は、給電に異常があると判定した場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）、記憶部３６に記憶してある現状の制御状態から異常原因を特定する（ステップＳ３２）。異常原因の特定についても、異常判定と同様に後述する。制御部３８は、ステップＳ３２を実行した後、ステップＳ３３を実行する。

ステップＳ３１，Ｓ３２で制御部３８が実行する異常判定及び異常原因を説明する。図８は、異常判定及び異常原因の特定を説明するための図表である。図８には、制御システム４がとりうる各制御状態について、負荷１２への給電が異常であるか又は正常であるかと、異常原因とが示されている。制御状態は、制御部３８がＩＰＤ２の制御回路２２に指示した指示内容、負荷電流値及び負荷電圧値で表される。図８では、図４と同様に、負荷電流値について、ハイレベルの電流値をＨで示し、ローレベルの電流値をＬで示している。図８では、負荷電圧値についても、ハイレベルの電圧値をＨで示し、ローレベルの電圧値をＬで示している。

実施の形態２においては、ＩＰＤ２の制御回路２２がマイコン３の出力部３５から入力された給電／遮断指示に無関係にバッテリ１１から負荷１２への給電を遮断することはない。このため、図８に示す制御状態、異常判定及び異常原因の関係は、図４に示す制御状態、異常判定及び異常原因の関係において、ＩＰＤ２の動作状態が遮断を示す場合における制御状態、異常判定及び異常原因の欄を削除した関係である。

実施の形態２においても、記憶部３６には、図８に示すような、制御状態及び給電の異常判定の関係と、制御状態及び異常原因の関係とが予め記憶されている。制御部３８は、記憶部３６に記憶してある現状の制御状態を、記憶部３６に予め記憶してある前述の関係に当て嵌めることによって、給電が異常であるか否かの判定と、異常原因の特定とを行う。

以上のように、制御部３８は、ＩＰＤ２の制御回路２２へ出力した給電／遮断指示が指示する給電又は遮断の別、電流検出部２１が検出した電流値、及び、抵抗Ｒ１，Ｒ２によって分圧された電圧値に基づいて、給電に異常があるか否かを判定する。更に、制御部３８は、給電に異常があると判定した場合、制御回路２２へ出力した給電／遮断指示が指示する給電又は遮断の別、電流検出部２１が検出した電流値、及び、抵抗Ｒ１，Ｒ２によって分圧された電圧値に基づいて、異常原因を特定する。

これにより、制御部３８は、バッテリ１１から負荷１２への給電に異常があるか否かを適切に判定することができ、詳細な異常原因を特定することができる。このため、使用者は、給電に異常があった場合、容易に異常箇所を見つけることができるため、短時間で修復を行うことができる。制御部３８は、実施の形態２においても、判定手段及び特定手段として機能する。

また、制御部３８は、実施の形態１と同様に、異常原因として、電流検出に関する故障を特定した場合、出力部３５に指示して、遮断を指示する給電／遮断指示を制御回路２２に出力するので、電流検出に関する故障による制御回路２２の誤遮断が防止される。

なお、実施の形態１，２において、制御部３８は、電流検出部２１が検出した負荷電流値に基づいて、バッテリ１１から負荷１２への給電を遮断すべきか否かを判定しなくてもよい。
この場合、実施の形態１における制御部３８は、ステップＳ８を実行した後、ステップＳ１１を実行し、実施の形態２における制御部３８は、ステップＳ２６を実行した後、ステップＳ２９を実行する。実施の形態１，２夫々における制御部３８は、入力部３２に入力されている作動／停止指示に無関係に、出力部３５に指示して、遮断を指示する給電／遮断指示をＩＰＤ２の制御回路２２へ出力することはない。

このように構成された制御システム１，４夫々においても、制御部３８は、バッテリ１１から負荷１２への給電に異常があるか否かを適切に判定することができ、詳細な異常原因を特定することができる。更に、報知部３７の作用により、使用者にバッテリ１１から負荷１２への給電に異常があることと、その異常の原因とを認識させることができる。

また、実施の形態１，２において、ＦＥＴ２０はスイッチとして機能すればよいため、ＦＥＴ２０の代わりに、Ｐチャネル型のＦＥＴ又はバイポーラトランジスタ等のスイッチを用いてもよい。

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。

１，４ 制御システム
１１ バッテリ
１２ 負荷
２ ＩＰＤ（給電制御装置）
２１ 電流検出部（電流検出手段）
２２ 制御回路（遮断手段）
３ マイコン（指示出力装置）
３１ 入力部（電圧検出手段）
３２ 入力部（入力手段）
３７ 報知部（報知手段）
３８ 制御部（判定手段、第２の判定手段、特定手段、検知手段）

Claims (3)

1. バッテリから負荷への給電、又は、該給電の遮断を指示する給電／遮断指示に従って前記給電及び遮断を行う給電制御装置と、該給電制御装置に前記給電／遮断指示を出力する指示出力装置とを備える制御システムにおいて、
   前記給電制御装置は、
   前記バッテリから前記負荷へ流れる電流を検出する電流検出手段と、
   該電流検出手段が検出した電流値が所定値以上である場合に、前記指示出力装置が出力する前記給電／遮断指示に無関係に前記給電を遮断する遮断手段と
   を有し、
   前記指示出力装置は、
   前記負荷に印加されている電圧を検出する電圧検出手段と、
   前記遮断手段が前記給電を遮断しているか否かを検知する検知手段と、
   前記給電制御装置へ出力した前記給電／遮断指示が指示する給電又は遮断の別、前記電流検出手段が検出した電流値、前記電圧検出手段が検出した電圧値及び前記検知手段の検知結果に基づいて、前記給電に異常があるか否かを判定する判定手段と、
   該判定手段が前記給電に異常があると判定した場合、前記給電制御装置へ出力した前記給電／遮断指示が指示する給電又は遮断の別、前記電流検出手段が検出した電流値、前記電圧検出手段が検出した電圧値及び前記検知手段の検知結果に基づいて、前記異常の原因を特定する特定手段と
   を有することを特徴とする制御システム。
2. 前記指示出力装置は、
   前記判定手段が前記給電に異常があると判定した場合、前記特定手段が特定した原因を報知する報知手段
   を更に有することを特徴とする請求項１に記載の制御システム。
3. 前記指示出力装置は、
   前記負荷の作動又は停止を示す作動／停止指示が入力される入力手段と、
   前記電流検出手段が検出した電流値に基づいて前記給電を遮断すべきか否かを判定する第２の判定手段と
   を更に有し、
   前記入力手段に入力された作動／停止指示に応じた前記給電／遮断指示を前記給電制御装置に出力し、前記第２の判定手段が遮断すべきと判定した場合、前記入力手段に入力された作動／停止指示に無関係に、前記給電の遮断を指示する前記給電／遮断指示を前記給電制御装置に出力するように構成してあること
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の制御システム。

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