WO2024154286A1

WO2024154286A1 - 車載用遮断電流供給装置

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Publication number: WO2024154286A1
Application number: PCT/JP2023/001470
Authority: WO
Inventors: 清會澤
Original assignee: 株式会社オートネットワーク技術研究所; 住友電装株式会社; 住友電気工業株式会社
Priority date: 2023-01-19
Filing date: 2023-01-19
Publication date: 2024-07-25

Abstract

電圧変換部（１１）は、電源部（２）側から入力された電圧を変換して第１導電路（８１）と第２導電路（８２）との間に出力電圧を印加する。制御部（１８）は、出力電圧が目標電圧となるように電圧変換部（１１）を制御するフィードバック制御を実行する。駆動部（１４）は、遮断条件が成立したときに第１導電路（８１）から供給される電流を電流入力部（７）側に流す。電流制限部（１５）は、電源部（２）側から電圧変換部（１１）側へ流れる電流を制限する。並列スイッチ（１６）は、電流制限部（１５）に対して並列に設けられる。制御部（１８）は、遮断条件が成立していない状態においてフィードバック制御を開始する。遮断条件が成立したときに、並列スイッチ（１６）がオン状態に切り替わり、並列スイッチ（１６）を介して電源部（２）側から電圧変換部（１１）側へ電流が流れる。

Description

車載用遮断電流供給装置

　本開示は、車載用遮断電流供給装置に関する。

　特許文献１には、エアバッグ点火回路が開示されている。このエアバッグ点火回路は、電源とスクイブとの間に接続され点火信号に応答してオンとなるセンスＭＯＳを具備する。センスＭＯＳがオンされると、スクイブに点火電流が流れることにより着火・爆発し、その勢いでエアバッグが開く。

特開２００５－８８７４８号公報

　特許文献１の技術は、パイロヒューズ（ｐｙｒｏｆｕｓｅ（登録商標））などの遮断器を用いて電力路を遮断する構成に応用できる。遮断器が遮断動作を行うためには、遮断器に供給される電流の積分値が一定程度に達することが必要となる。しかし、センスＭＯＳがオン状態に切り替わった直後には、出力電圧が低下するため、遮断器に供給される電流が低下し、遮断器による遮断動作が遅延することが懸念される。

　本開示は、遮断器に遮断動作を迅速に行わせやすい技術を提供することを目的とする。

　本開示の車載用遮断電流供給装置は、
　電源部と、電流入力部に電流が流れることに応じて電力路を遮断する遮断動作を行う遮断器と、を備える車載システムに用いられ、遮断条件が成立したときに前記電源部から供給される電流を前記電流入力部側に流す車載用遮断電流供給装置であって、
　前記電源部側から入力された電圧を変換して第１導電路と第２導電路との間に出力電圧を印加する電圧変換部と、
　前記出力電圧が目標電圧となるように前記電圧変換部を制御するフィードバック制御を実行する制御部と、
　前記遮断条件が成立したときに前記第１導電路から供給される電流を前記電流入力部側に流す駆動部と、
　前記電源部と前記電圧変換部との間に設けられ、前記電源部側から前記電圧変換部側へ流れる電流を制限する電流制限部と、
　前記電流制限部に対して並列に設けられる並列スイッチと、を備え、
　前記制御部は、前記遮断条件が成立していない状態において前記フィードバック制御を開始し、
　前記遮断条件が成立したときに、前記並列スイッチがオン状態に切り替わり、前記並列スイッチを介して前記電源部側から前記電圧変換部側へ電流が流れる。

　本開示に係る技術は、遮断器に遮断動作を迅速に行わせやすい。

図１は、第１実施形態の車載用遮断電流供給装置を含む車載システムを概略的に示す回路図である。

［本開示の実施形態の説明］
　以下では、本開示に係る実施形態が列記されて例示される。

　〔１〕電源部と、電流入力部に電流が流れることに応じて電力路を遮断する遮断動作を行う遮断器と、を備える車載システムに用いられ、遮断条件が成立したときに前記電源部から供給される電流を前記電流入力部側に流す車載用遮断電流供給装置であって、
　前記電源部側から入力された電圧を変換して第１導電路と第２導電路との間に出力電圧を印加する電圧変換部と、
　前記出力電圧が目標電圧となるように前記電圧変換部を制御するフィードバック制御を実行する制御部と、
　前記遮断条件が成立したときに前記第１導電路から供給される電流を前記電流入力部側に流す駆動部と、
　前記電源部と前記電圧変換部との間に設けられ、前記電源部側から前記電圧変換部側へ流れる電流を制限する電流制限部と、
　前記電流制限部に対して並列に設けられる並列スイッチと、を備え、
　前記制御部は、前記遮断条件が成立していない状態において前記フィードバック制御を開始し、
　前記遮断条件が成立したときに、前記並列スイッチがオン状態に切り替わり、前記並列スイッチを介して前記電源部側から前記電圧変換部側へ電流が流れる
　車載用遮断電流供給装置。

　上記車載用遮断電流供給装置は、遮断条件が成立する前から制御部によるフィードバック制御を開始し、遮断条件が成立したときに第１導電路から遮断器の電流入力部側に電流を流す。このため、上記車載用遮断電流供給装置は、遮断条件が成立したときに、電圧変換部から供給される電流を即座に遮断器の電流入力部側に流すことができる。
　更に、上記車載用遮断電流供給装置は、電流制限部によって電源部側から電圧変換部側へ流れる電流の制限を可能としつつ、遮断条件が成立したときには、並列スイッチを介して電源部側から電圧変換部側へ電流を流すことができる。このため、上記車載用遮断電流供給装置は、遮断条件が成立したときに、電源部側から電圧変換部に入力される電流が大きくなり、電圧変換部から第１導電路に出力される電流が大きくなる。よって、上記車載用遮断電流供給装置は、遮断条件が成立したときに電圧変換部の出力電圧が低下して電流入力部に流れる電流が低下することを抑えることができる。その結果、遮断器による遮断動作が迅速に行われる。
　また、遮断条件が成立する前から並列スイッチをオン状態にしておくと、駆動部などを構成する素子として耐電流の高い素子を採用する必要が生じるため、コストの上昇が懸念される。これに対し、上記車載用遮断電流供給装置は、遮断条件が成立してから並列スイッチをオン状態に切り替えるため、このようなコスト上昇の問題も生じにくい。

　〔２〕前記遮断条件が成立したときに指示信号を出力する信号発生部を備え、
　前記信号発生部から出力された前記指示信号は、前記駆動部及び前記並列スイッチに与えられ、
　前記駆動部は、前記指示信号が与えられたときに、前記第１導電路から供給される電流を前記電流入力部側に供給し、
　前記並列スイッチは、前記指示信号が与えられたときに、オン状態に切り替わる
　〔１〕に記載の車載用遮断電流供給装置。

　駆動部と並列スイッチが、別々の判定手段によって遮断条件が判定された結果に応じて動作する場合、駆動部が動作しても並列スイッチが動作しないことや、駆動部と並列スイッチの動作タイミングがずれることなどが生じ得る。これに対し、上記車載用遮断電流供給装置は、駆動部と並列スイッチが、いずれも信号発生部からの指示信号を受けて動作する。したがって、上記車載用遮断電流供給装置は、遮断条件の成立に応じて駆動部から電流入力部側に電流を流すときに、より確実に、並列スイッチをオン状態に切り替えて電圧変換部からの出力電流を上昇させることができる。

　〔３〕予め定められた開始条件が成立したときに、前記並列スイッチがオフ状態とされ且つ前記制御部が前記フィードバック制御を実行する第１状態となり、前記第１状態において前記遮断条件が成立したときに、前記並列スイッチがオン状態とされる第２状態となる
　〔１〕又は〔２〕に記載の車載用遮断電流供給装置。

　上記車載用遮断電流供給装置は、第１状態において、電源部側から電圧変換部側へ流れる電流を電流制限部によってより確実に制限することができる。そして、上記車載用遮断電流供給装置は、遮断条件が成立したときに並列スイッチをオン状態に切り替えて電圧変換部からの出力電流を上昇させることができる。

　〔４〕前記制御部は、前記第１状態において前記電流制限部を流れる電流が閾値を超えたときに、前記電圧変換部の前記出力電圧を低下させる電流抑制制御を実行する一方、前記第２状態においては前記電流制限部を流れる電流が前記閾値を超えても前記電流抑制制御を実行しない
　〔３〕に記載の車載用遮断電流供給装置。

　上記車載用遮断電流供給装置は、第１状態において電流制限部を流れる電流が閾値を超えたときには、電圧変換部からの出力電流を抑制することができる。その一方、上記車載用遮断電流供給装置は、第２状態においては電流制限部を流れる電流が閾値を超えても上記電流抑制制御を実行しないため、電圧変換部からの出力電流を上昇させて遮断器による遮断動作を迅速に行わせることができる。

　〔５〕一端が前記第１導電路に電気的に接続され、他端が前記第２導電路に電気的に接続されるコンデンサを備える
　〔１〕から〔４〕のいずれか一つに記載の車載用遮断電流供給装置。

　上記車載用遮断電流供給装置は、遮断条件が成立する前の状態において、電圧変換部からコンデンサに電流を流し、コンデンサを充電させることができる。そして、遮断条件が成立したときにコンデンサからの電流が第１導電路及び駆動部を介して電流入力部側に流れる。つまり、上記車載用遮断電流供給装置は、遮断条件が成立したときにコンデンサからの電流と電圧変換部からの電流とによって迅速に遮断器による遮断動作を行わせることができる。しかも、上記車載用遮断電流供給装置は、遮断条件が成立するときに、電圧変換部からの出力電流が上昇するため、遮断器による遮断動作をより迅速に行わせることができる。

　〔６〕前記電流制限部は抵抗部である
　〔１〕から〔５〕のいずれか一つに記載の車載用遮断電流供給装置。

　上記車載用遮断電流供給装置は、電流制限部を抵抗部によって構成することができる。

　〔７〕前記並列スイッチがオン状態のときに、前記電流制限部の一端が他端に前記並列スイッチを介して短絡する
　〔１〕から〔６〕のいずれか一つに記載の車載用遮断電流供給装置。

　上記車載用遮断電流供給装置は、遮断条件が成立したときに、並列スイッチがオン状態に切り替わり、電流制限部の一端が他端に短絡する。このため、上記車載用遮断電流供給装置は、遮断条件が成立したときに、電源部から電圧変換部に供給される電流を急上昇させることができ、その結果、遮断器に供給される電流を急上昇させることができる。

［本開示の実施形態の詳細］
　＜第１実施形態＞
　１．車載システム１の概要
　図１には、第１実施形態の車載用遮断電流供給装置１０を備えた車載システム１が示される。以下の説明では、車載用遮断電流供給装置１０は、遮断電流供給装置１０とも称される。車載システム１は、車両に搭載されるシステムであり、様々な負荷に電力を供給し得るシステムである。車載システム１が搭載される車両は、例えば、電気自動車、ブラグインハイブリッド車、ハイブリッド車、エンジン車等の車両であり、その他の種類の車両であってもよい。

　車載システム１は、電源部２と、遮断器３と、遮断電流供給装置１０と、を備える。

　電源部２は、例えばバッテリによって構成される。バッテリは、鉛蓄電池やリチウムイオン電池などの二次電池によって構成されてもよく、その他の種類の蓄電池によって構成されてもよい。バッテリの高電位側の端子は、第４導電路８４に電気的に接続される。バッテリの低電位側の端子は、第５導電路８５に電気的に接続される。バッテリは、満充電時に所定の直流電圧を第４導電路８４と第５導電路８５との間に印加する。

　遮断器３は、電流入力部７に電流が流れることに応じて電力路９を遮断する遮断動作を行う。電力路９は、電力が伝送される導電路である。電力路９の用途は限定されないが、例えば、車載用の負荷に対して電力を供給する導電路として構成することができる。電力路９は、遮断器３の一方側に接続される第１電力路９Ａと、遮断器３の他方側に接続される第２電力路９Ｂとを有する。第１電力路９Ａと第２電力路９Ｂは、遮断器３が導通状態であるときに互いに短絡し、遮断器３が遮断状態であるときに互いに絶縁される。図１では、第１電力路９Ａ及び第２電力路９Ｂにおける遮断器３とは反対側の接続先が省略されている。電力路９は、例えば、第３導電路８３と第４導電路８４との間に印加される電圧よりも高い電圧が印加される導電路である。

　遮断器３は、火工遮断器として構成される。火工遮断器としては、公知のパイロヒューズなどの火薬式ヒューズを好適に用いることができる。遮断器３は、電流入力部７と導体部８Ａ，８Ｂ，８Ｃと、点火器３Ａと、変位部（図示省略）を有する。電流入力部７は、第１端子部７Ａと第２端子部７Ｂとを有する。電流入力部７は、後述の駆動部１４が許容状態であるときに第１端子部７Ａから第２端子部７Ｂに向かう電流が流れる。電流入力部７は、電力路９とは絶縁されている。導体部８Ａは、第１電力路９Ａに接続されるとともに第１電力路９Ａに短絡する端子である。導体部８Ｂは、第２電力路９Ｂに接続されるとともに第２電力路９Ｂに短絡する端子である。導体部８Ｃは、導体部８Ａと導体部８Ｂとの間を短絡する導体である。

　点火器３Ａは、第１端子部７Ａから第２端子部７Ｂに向かって電流が流れた場合に小規模の爆発を生じさせ、この爆発によって変位部を移動させるように機能する部分である。より具体的には、点火器３Ａは、点火器３Ａに供給される電流（つまり、電流入力部７に供給される電流）の積分値が一定程度に達すると小規模の爆発を生じさせ、この爆発によって変位部を移動させるように機能する。変位部は、点火器３Ａにおいて爆発が生じる前（導体部８Ａ，８Ｂ，８Ｃが互いに短絡している状態のとき）は所定位置で保持され、点火器３Ａで爆発が生じた場合にはこの爆発によって導体部８Ｃ側に変位し、導体部８Ｃを切断させて遮断するように機能する。

　このように、遮断器３は、電流入力部７に電流が流れることに応じて電力路９を遮断する遮断動作を行う。より具体的には、遮断器３は、電流入力部７に供給される電流の積分値が一定程度に達したときに電力路９を遮断する遮断動作を行う。

　２．遮断電流供給装置１０の構成
　遮断電流供給装置１０は、車載システム１に用いられ、遮断条件が成立したときに電源部２から供給される電流を電流入力部７側に流す装置である。遮断条件は、例えば、電力路９を流れる電流の値が閾値電流を超えたことであってもよいし、電力路９の電圧が閾値電圧以下となったことであってもよいし、その他の条件であってもよい。

　遮断電流供給装置１０は、電圧変換部１１と、コンデンサ１２と、信号発生部１３と、駆動部１４と、電流制限部１５と、並列スイッチ１６と、電圧検出回路１７Ａ、１７Ｂ，１７Ｃと、制御部１８と、を備える。

　電圧変換部１１は、電源部２と駆動部１４との間に設けられる。電圧変換部１１は、電源部２側から入力された電圧を変換して第１導電路８１と第２導電路８２との間に出力電圧を印加する変換動作を行う。電源部２側から入力された電圧は、第３導電路８３に印加された電圧のことである。電圧変換部１１は、電源部２側から入力された電圧を昇圧又は降圧して第１導電路８１と第２導電路８２との間に出力電圧を印加する。電圧変換部１１は、電源部２からの電流を第１導電路８１に流す。電圧変換部１１は、ＤＣＤＣコンバータである。ＤＣＤＣコンバータは、非絶縁型であってもよいし、絶縁型であってもよい。

　電圧変換部１１は、図１に示す例では、電源部２側から入力された電圧を昇圧して第１導電路８１と第２導電路８２との間に出力電圧を印加する昇圧動作を行う昇圧回路である。より具体的には、電圧変換部１１は、非絶縁型の昇圧コンバータである。電圧変換部１１は、インダクタ１１Ａと、スイッチング素子１１Ｂと、を有する。スイッチング素子１１Ｂは、本実施形態では、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ　Ｅｆｆｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）によって構成される。なお、スイッチング素子１１Ｂは、ＦＥＴ以外の半導体スイッチによって構成されてもよい。スイッチング素子１１Ｂは、入力部（具体的には、ゲート）に所定のデューティの制御信号が与えられることに応じてオンオフ動作する。インダクタ１１Ａの一端は、第３導電路８３に電気的に接続される。インダクタ１１Ａの他端は、第１導電路８１と、スイッチング素子１１Ｂの一端（具体的には、ドレイン）と、に電気的に接続される。スイッチング素子１１Ｂの他端（具体的には、ソース）は、第２導電路８２及び第５導電路８５に電気的に接続される。電圧変換部１１は、スイッチング素子１１Ｂに与えられる制御信号のデューティが大きいほど出力電圧が大きくなる。デューティは、周期に対するオン時間の割合のことである。制御信号は、例えばＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ　Ｗｉｄｔｈ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号である。

　コンデンサ１２は、電圧変換部１１と駆動部１４との間に設けられる。コンデンサ１２の一端は、第１導電路８１に電気的に接続される。コンデンサ１２の他端は、第２導電路８２に電気的に接続される。コンデンサ１２は、電圧変換部１１が変換動作を行ったときに電圧変換部１１から第１導電路８１を介して供給される電流によって充電される。

　信号発生部１３は、遮断条件が成立したときに指示信号を出力する。信号発生部１３は、遮断条件が成立したか否かを判定し、遮断条件が成立したと判定した場合に指示信号を出力する。信号発生部１３は、例えば電力路９を流れる電流の値が閾値電流を超えたときに遮断条件が成立したと判定してもよいし、電力路９の電圧が閾値電圧以下となったときに遮断条件が成立したと判定してもよい。指示信号は、駆動スイッチ１４Ａ，１４Ｂ及び並列スイッチ１６をオン状態に切り替えるオン信号である。オン信号は、例えばハイレベル信号である。指示信号は、駆動部１４及び並列スイッチ１６に与えられる。

　信号発生部１３は、遮断条件が成立したときに共通線１３Ａに指示信号を印加する。指示信号は、共通線１３Ａから分岐した第１分岐線１３Ｂ，１３Ｃを介して駆動部１４に与えられる。指示信号は、共通線１３Ａから分岐した第２分岐線１３Ｄを介して並列スイッチ１６に与えられる。

　なお、信号発生部１３は、遮断条件が成立していない状態では、待機信号を出力する。待機信号は、駆動スイッチ１４Ａ，１４Ｂ及び並列スイッチ１６をオフ状態に維持するオフ信号である。オフ信号は、例えばローレベル信号である。待機信号は、駆動部１４及び並列スイッチ１６に与えられる。

　駆動部１４は、電源部２と遮断器３の電流入力部７との間に設けられる。駆動部１４は、第１導電路８１と遮断器３の電流入力部７との間に設けられる。駆動部１４は、遮断条件が成立したときに第１導電路８１から供給される電流を電流入力部７側に流す。駆動部１４は、指示信号が与えられたときに第１導電路８１から供給される電流を電流入力部７側に流す。駆動部１４は、第１導電路８１側から電流入力部７側への電流の流れを許容する許容状態と、第１導電路８１側から電流入力部７側への電流の流れを遮断する遮断状態と、に切り替わる。駆動部１４は、遮断条件が成立する前の状態では遮断状態であり、遮断条件が成立したときに許容状態に切り替わる。駆動部１４は、指示信号が与えられたときに許容状態に切り替わる。駆動部１４は、許容状態に切り替わることで、第１導電路８１から供給される電流を電流入力部７側に流す。

　駆動部１４は、駆動スイッチ１４Ａ，１４Ｂを有する。駆動スイッチ１４Ａ，１４Ｂは、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ　Ｅｆｆｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などの半導体スイッチによって構成されてもよいし、接点を有する機械式のスイッチによって構成されてもよい。駆動スイッチ１４Ａは、第１導電路８１と第１端子部７Ａとの間に設けられる。駆動スイッチ１４Ａの一端は、第１導電路８１に電気的に接続される。駆動スイッチ１４Ａの他端は、第１端子部７Ａに電気的に接続される。駆動スイッチ１４Ｂは、第２導電路８２と第２端子部７Ｂとの間に設けられる。駆動スイッチ１４Ｂの一端は、第２導電路８２に電気的に接続される。駆動スイッチ１４Ｂの他端は、第２端子部７Ｂに電気的に接続される。駆動スイッチ１４Ａ，１４Ｂは、指示信号が与えられることによってオン状態に切り替わる。駆動スイッチ１４Ａがオン状態のときに第１導電路８１が第１端子部７Ａに電気的に接続される。駆動スイッチ１４Ｂがオン状態のときに第２導電路８２が第２端子部７Ｂに電気的に接続される。駆動部１４は、駆動スイッチ１４Ａ，１４Ｂに指示信号が与えられたときに第１導電路８１から供給される電流を電流入力部７側に流す。なお、駆動部１４は、駆動スイッチ１４Ａ，１４Ｂがオフ状態のときに遮断状態となり、駆動スイッチ１４Ａ，１４Ｂがオン状態のときに許容状態となる。

　電流制限部１５は、電源部２と電圧変換部１１との間に設けられ、電源部２側から電圧変換部１１側へ流れる電流を制限する。電流制限部１５は、例えば、電圧変換部１１の動作開始時に駆動部１４側（例えばコンデンサ１２）に過電流が流れ込むことを抑制することができる。電流制限部１５は、本実施形態では抵抗部であり、抵抗器によって構成される。電流制限部１５の一端は、電源部２側の第４導電路８４に電気的に接続される。電流制限部１５の他端は、第３導電路８３に電気的に接続される。電源部２からの電流は、第４導電路８４、電流制限部１５、第３導電路８３を介して電圧変換部１１に供給される。

　並列スイッチ１６は、電流制限部１５に対して並列に設けられる。並列スイッチ１６の一端は、第４導電路８４に電気的に接続される。並列スイッチ１６の一端は、電源部２の高電位側の端子と、電流制限部１５の一端とに電気的に接続される。並列スイッチ１６の一端は、電流制限部１５の一端に短絡する。並列スイッチ１６の他端は、第３導電路８３に電気的に接続される。並列スイッチ１６の他端は、電流制限部１５の他端とインダクタ１１Ａの一端とに電気的に接続される。並列スイッチ１６の他端は、電流制限部１５の他端に短絡する。並列スイッチ１６は、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ　Ｅｆｆｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などの半導体スイッチによって構成されてもよいし、接点を有する機械式のスイッチによって構成されてもよい。並列スイッチ１６は、遮断条件が成立したときに、指示信号が与えられてオン状態に切り替わる。並列スイッチ１６がオン状態のときに、並列スイッチ１６を介して電源部２側から電圧変換部１１側に電流が流れる。並列スイッチ１６がオン状態のときは、電流制限部１５の一端が他端に並列スイッチ１６を介して短絡する。

　電圧検出回路１７Ａは、電圧変換部１１の出力電圧を検出する回路である。電圧検出回路１７Ａは、電圧変換部１１の出力電圧を特定可能な信号を制御部１８に出力する。電圧検出回路１７Ｂ，１７Ｃは、電流制限部１５の両端の電圧を検出する回路である。電圧検出回路１７Ｂ，１７Ｃは、電流制限部１５の両端の電圧を特定可能な信号を制御部１８に出力する。

　制御部１８は、電圧変換部１１（より具体的には、スイッチング素子１１Ｂ）に制御信号（例えば、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ　Ｗｉｄｔｈ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号）を与えることで、電圧変換部１１（より具体的には、スイッチング素子１１Ｂ）を制御する。制御部１８は、出力電圧が目標電圧となるように電圧変換部１１を制御するフィードバック制御を実行する。制御部１８は、例えば上記フィードバック制御を実行する汎用ロジックＩＣであってもよいし、マイクロコンピュータを主体とした制御回路によって構成されてもよい。

　制御部１８は、遮断条件が成立していない状態において上記フィードバック制御を開始する。遮断条件が成立していない状態とは、遮断条件が成立する前の状態のことである。制御部１８は、開始条件が成立したときにフィードバック制御を開始する。開始条件は、例えば、車両の始動条件が成立したことであってもよいし、別の条件であってもよい。制御部１８は、始動スイッチがオン状態に切り替わったときに車両の始動条件が成立したと判定してもよい。始動スイッチは、例えばイグニッションスイッチ、パワースイッチなどである。制御部１８は、例えば、開始条件が成立したときに、外部のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）からの指示を受けて、上記フィードバック制御を開始する。

　制御部１８は、電圧検出回路１７Ａから出力される信号に基づいて、電圧変換部１１の出力電圧を特定する。制御部１８は、上記フィードバック制御において、特定した出力電圧に基づいて出力電圧が目標電圧となるように電圧変換部１１を制御する。制御部１８は、例えば電圧検出回路１７Ａの信号から特定される出力電圧と目標電圧との偏差に基づいてデューティを決定し、決定したデューティを設定する。制御部１８は、上記フィードバック制御において、電圧検出回路１７Ａの信号から特定される出力電圧が目標電圧に対して小さいほど大きいデューティを設定する。制御部１８は、設定したデューティの制御信号をスイッチング素子１１Ｂに与える。

　遮断電流供給装置１０は、上記開始条件が成立したときに、並列スイッチ１６がオフ状態とされ且つ制御部１８がフィードバック制御を実行する第１状態となる。遮断電流供給装置１０は、第１状態において遮断条件が成立したときに並列スイッチ１６がオン状態とされる第２状態となる。制御部１８は、開始条件が成立したときに遮断電流供給装置１０が第１状態になったと判断する。制御部１８は、第１状態において遮断条件が成立したときに遮断電流供給装置１０が第２状態になったと判断する。制御部１８は、遮断条件が成立したか否かの判定を自身で行ってもよいし、信号発生部１３から出力される信号に基づいて行ってもよい。

　制御部１８は、電圧検出回路１７Ｂ，１７Ｃから出力される信号に基づいて、電流制限部１５を流れる電流の値を特定する。制御部１８は、第１状態において電流制限部１５を流れる電流が閾値を超えたときに、電圧変換部１１の出力電圧を低下させる電流抑制制御を実行する一方、第２状態においては電流制限部１５を流れる電流が閾値を超えても電流抑制制御を実行しない。

　３．遮断電流供給装置１０の動作例
　制御部１８は、上記開始条件が成立したときに、上記フィードバック制御を開始する。これにより、電圧変換部１１が、上記変換動作を開始する。電圧変換部１１が変換動作を行っているときに、電源部２からの電流が第１導電路８１及びコンデンサ１２に供給され、コンデンサ１２が充電される。電圧変換部１１の出力電圧は、目標電圧に近づくように上昇する。そして、電圧変換部１１の出力電圧は、目標電圧に近づくと、目標電圧付近で維持される。駆動スイッチ１４Ａの一端には、電圧変換部１１の出力電圧に応じた電圧が印加される。コンデンサ１２が満充電となり、電圧変換部１１の出力電圧が目標電圧に近づいた状態が、遮断条件の成立を待つ待機状態となる。この間、制御部１８は、フィードバック制御を継続する。また、開始条件が成立してから遮断条件が成立するまで並列スイッチ１６はオフ状態で維持される。つまり、遮断電流供給装置１０は、開始条件が成立したときに第１状態となる。

　制御部１８は、第１状態において、電流制限部１５を流れる電流を監視し、閾値を超えたか否かの判定を繰り返す。制御部１８は、電流制限部１５を流れる電流が閾値を超えたと判定したとき、電圧変換部１１の出力電圧を低下させる電流抑制制御を実行する。例えば、制御部１８は、電流抑制制御において、目標電圧を低下させることで電圧変換部１１の出力電圧を低下させる。別の例として、制御部１８は、電流抑制制御において、電圧変換部１１から出力させる制御信号のデューティを低下させる。

　第１状態において遮断条件が成立すると、上述したように、遮断電流供給装置１０が第２状態となる。信号発生部１３は遮断条件が成立したと判定すると、指示信号を出力する。駆動部１４は、指示信号が与えられたときに許容状態に切り替わり、第１導電路８１から供給される電流を電流入力部７側に流す。これにより、電圧変換部１１からの電流及びコンデンサ１２からの電流が電流入力部７側に流れる。更に、並列スイッチ１６は、指示信号が与えられたときに、オン状態に切り替わる。また、第２状態では、電流抑制制御が実行されない。よって、上述したように、電圧変換部１１への入力電流が上昇し、電圧変換部１１からの出力電流が上昇し、遮断器３に供給される電流が上昇する。

　電流入力部７に供給された電流は、点火器３Ａに流れる。遮断器３は、点火器３Ａに流れる電流の積分値が一定程度に達すると、上述した遮断動作を行う。

　４．効果の例
　車載用遮断電流供給装置１０は、遮断条件が成立する前から制御部１８によるフィードバック制御を開始し、遮断条件が成立したときに第１導電路８１から遮断器３の電流入力部７側に電流を流す。このため、車載用遮断電流供給装置１０は、遮断条件が成立したときに、電圧変換部１１から供給される電流を即座に遮断器３の電流入力部７側に流すことができる。

　更に、車載用遮断電流供給装置１０は、電流制限部１５によって電源部２側から電圧変換部１１側へ流れる電流の制限を可能としつつ、遮断条件が成立したときには、並列スイッチ１６を介して電源部２側から電圧変換部１１側へ電流を流すことができる。このため、車載用遮断電流供給装置１０は、遮断条件が成立したときに、電源部２側から電圧変換部１１に入力される電流が大きくなり、電圧変換部１１から第１導電路８１に出力される電流が大きくなる。よって、車載用遮断電流供給装置１０は、遮断条件が成立したときに電圧変換部１１の出力電圧が低下して電流入力部７に流れる電流が低下することを抑えることができる。その結果、遮断器３による遮断動作が迅速に行われる。

　また、遮断条件が成立する前から並列スイッチ１６をオン状態にしておくと、駆動部１４などを構成する素子として耐電流の高い素子を採用する必要が生じるため、コストの上昇が懸念される。これに対し、車載用遮断電流供給装置１０は、遮断条件が成立してから並列スイッチ１６をオン状態に切り替えるため、このようなコスト上昇の問題も生じにくい。

　駆動部１４と並列スイッチ１６が、別々の判定手段によって遮断条件が判定された結果に応じて動作する場合、駆動部１４が動作しても並列スイッチ１６が動作しないことや、駆動部１４と並列スイッチ１６の動作タイミングがずれることなどが生じ得る。これに対し、車載用遮断電流供給装置１０は、駆動部１４と並列スイッチ１６が、いずれも信号発生部１３からの指示信号を受けて動作する。したがって、車載用遮断電流供給装置１０は、遮断条件の成立に応じて駆動部１４から電流入力部７側に電流を流すときに、より確実に、並列スイッチ１６をオン状態に切り替えて電圧変換部１１からの出力電流を上昇させることができる。

　車載用遮断電流供給装置１０は、第１状態において、電源部２側から電圧変換部１１側へ流れる電流を電流制限部１５によってより確実に制限することができる。そして、車載用遮断電流供給装置１０は、遮断条件が成立したときに並列スイッチ１６をオン状態に切り替えて電圧変換部１１からの出力電流を上昇させることができる。

　車載用遮断電流供給装置１０は、第１状態において電流制限部１５を流れる電流が閾値を超えたときには、電圧変換部１１からの出力電流を抑制することができる。その一方、車載用遮断電流供給装置１０は、第２状態においては電流制限部１５を流れる電流が閾値を超えても電流抑制制御を実行しないため、電圧変換部１１からの出力電流を上昇させて遮断器３による遮断動作を迅速に行わせることができる。

　車載用遮断電流供給装置１０は、遮断条件が成立する前の状態において、電圧変換部１１からコンデンサ１２に電流を流し、コンデンサ１２を充電させることができる。そして、遮断条件が成立したときにコンデンサ１２からの電流が第１導電路８１及び駆動部１４を介して電流入力部７側に流れる。つまり、車載用遮断電流供給装置１０は、遮断条件が成立したときにコンデンサ１２からの電流と電圧変換部１１からの電流とによって迅速に遮断器３による遮断動作を行わせることができる。しかも、車載用遮断電流供給装置１０は、遮断条件が成立するときに、電圧変換部１１からの出力電流が上昇するため、遮断器３による遮断動作をより迅速に行わせることができる。

　車載用遮断電流供給装置１０は、電流制限部１５を抵抗部によって構成することができる。

　車載用遮断電流供給装置１０は、遮断条件が成立したときに、並列スイッチ１６がオン状態に切り替わり、電流制限部１５の一端が他端に短絡する。このため、車載用遮断電流供給装置１０は、遮断条件が成立したときに、電源部２から電圧変換部１１に供給される電流を急上昇させることができ、その結果、遮断器３に供給される電流を急上昇させることができる。

　なお、車載用遮断電流供給装置１０は、コンデンサ１２からの電流のみで遮断器３が遮断動作を行うことが可能な構成であってもよい。この構成によれば、電圧変換部１１からの電流が加わることで、より迅速に遮断器３に遮断動作を行わせることができる。また、この構成によれば、コンデンサ１２の劣化等による供給電流の低下にも対応しやすい。

　また、車載用遮断電流供給装置１０は、電圧変換部１１からの電流のみで遮断器３が遮断動作を行うことが可能な構成であってもよい。この構成によれば、コンデンサ１２からの電流が加わることで、より迅速に遮断器３に遮断動作を行わせることができる。

　また、車載用遮断電流供給装置１０は、コンデンサ１２及び電圧変換部１１のいずれか一方からの電流のみでは遮断器３が遮断動作を行わず、コンデンサ１２及び電圧変換部１１の両方からの電流で遮断器３が遮断動作を行うことが可能な構成であってもよい。この構成によれば、コンデンサ１２からの電流のみで遮断器３が遮断動作を行うことが可能な構成と比較して、コンデンサ１２の容量を小さくしやすい。

　＜他の実施形態＞
　本開示は、上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述又は後述の実施形態の特徴は、矛盾しない範囲であらゆる組み合わせが可能である。また、上述又は後述の実施形態のいずれの特徴も、必須のものとして明示されていなければ省略することもできる。更に、上述した実施形態は、次のように変更されてもよい。

　上記第１実施形態では、電流制限部１５に対して並列スイッチ１６のみが並列に設けられる構成であった。しかし、並列スイッチ１６がオン状態のときに、並列スイッチ１６を介して電源部２側から電圧変換部１１側に電流が流れる構成であれば、並列スイッチ１６に別の素子を接続した構成体を電流制限部１５に対して並列に設ける構成であってもよい。別の素子は、例えば抵抗部や、ダイオードなどである。

　上記第１実施形態では、駆動部１４と並列スイッチ１６が、同一の判定手段（信号発生部１３）によって遮断条件が判定された結果に応じて動作する構成であったが、別々の判定手段によって遮断条件が判定された結果に応じて動作する構成であってもよい。

　上記第１実施形態において、コンデンサを設けなくてもよい。

　遮断条件が成立したか否かの判定は、車載用遮断電流供給装置１０の内部で行われてもよいし、車載用遮断電流供給装置１０の外部で行われてもよい。遮断条件が成立したか否かの判定が車載用遮断電流供給装置１０の外部で行われる場合には、車載用遮断電流供給装置１０は、遮断条件が成立したと判定されたときに外部から信号が入力されることで、遮断条件の成立に伴う動作を行うことができる。

　今回開示された実施の形態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、今回開示された実施の形態に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、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…車載システム
２…電源部
３…遮断器
３Ａ…点火器
７…電流入力部
７Ａ…第１端子部
７Ｂ…第２端子部
８Ａ…導体部
８Ｂ…導体部
８Ｃ…導体部
９…電力路
９Ａ…第１電力路
９Ｂ…第２電力路
１０…車載用遮断電流供給装置
１１…電圧変換部
１１Ａ…インダクタ
１１Ｂ…スイッチング素子
１２…コンデンサ
１３…信号発生部
１３Ａ…共通線
１３Ｂ…第１分岐線
１３Ｃ…第１分岐線
１３Ｄ…第２分岐線
１４…駆動部
１４Ａ…駆動スイッチ
１４Ｂ…駆動スイッチ
１５…電流制限部
１６…並列スイッチ
１７Ａ…電圧検出回路
１７Ｂ…電圧検出回路
１７Ｃ…電圧検出回路
１８…制御部
８１…第１導電路
８２…第２導電路
８３…第３導電路
８４…第４導電路
８５…第５導電路

Claims

　電源部と、電流入力部に電流が流れることに応じて電力路を遮断する遮断動作を行う遮断器と、を備える車載システムに用いられ、遮断条件が成立したときに前記電源部から供給される電流を前記電流入力部側に流す車載用遮断電流供給装置であって、
　前記電源部側から入力された電圧を変換して第１導電路と第２導電路との間に出力電圧を印加する電圧変換部と、
　前記出力電圧が目標電圧となるように前記電圧変換部を制御するフィードバック制御を実行する制御部と、
　前記遮断条件が成立したときに前記第１導電路から供給される電流を前記電流入力部側に流す駆動部と、
　前記電源部と前記電圧変換部との間に設けられ、前記電源部側から前記電圧変換部側へ流れる電流を制限する電流制限部と、
　前記電流制限部に対して並列に設けられる並列スイッチと、を備え、
　前記制御部は、前記遮断条件が成立していない状態において前記フィードバック制御を開始し、
　前記遮断条件が成立したときに、前記並列スイッチがオン状態に切り替わり、前記並列スイッチを介して前記電源部側から前記電圧変換部側へ電流が流れる
　車載用遮断電流供給装置。
　前記遮断条件が成立したときに指示信号を出力する信号発生部を備え、
　前記信号発生部から出力された前記指示信号は、前記駆動部及び前記並列スイッチに与えられ、
　前記駆動部は、前記指示信号が与えられたときに、前記第１導電路から供給される電流を前記電流入力部側に供給し、
　前記並列スイッチは、前記指示信号が与えられたときに、オン状態に切り替わる
　請求項１に記載の車載用遮断電流供給装置。
　予め定められた開始条件が成立したときに、前記並列スイッチがオフ状態とされ且つ前記制御部が前記フィードバック制御を実行する第１状態となり、前記第１状態において前記遮断条件が成立したときに、前記並列スイッチがオン状態とされる第２状態となる
　請求項１又は請求項２に記載の車載用遮断電流供給装置。
　前記制御部は、前記第１状態において前記電流制限部を流れる電流が閾値を超えたときに、前記電圧変換部の前記出力電圧を低下させる電流抑制制御を実行する一方、前記第２状態においては前記電流制限部を流れる電流が前記閾値を超えても前記電流抑制制御を実行しない
　請求項３に記載の車載用遮断電流供給装置。
　一端が前記第１導電路に電気的に接続され、他端が前記第２導電路に電気的に接続されるコンデンサを備える
　請求項１又は請求項２に記載の車載用遮断電流供給装置。
　前記電流制限部は抵抗部である
　請求項１又は請求項２に記載の車載用遮断電流供給装置。
　前記並列スイッチがオン状態のときに、前記電流制限部の両端が前記並列スイッチを介して短絡する
　請求項１又は請求項２に記載の車載用遮断電流供給装置。