JP5825233B2 - Temperature calculation device - Google Patents
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Description
本発明は、電線に流れる電流値に基づいて該電線又は負荷の温度を算出する温度算出装置に関する。 The present invention relates to a temperature calculation device that calculates the temperature of an electric wire or a load based on the value of a current flowing through the electric wire.
車輌にはヘッドライト、モータ等の負荷が搭載されており、該負荷は電線を介して電源に接続されている。電線は摩耗等の経年劣化により内部の芯線が周囲の導体構造物に接触してショートするおそれがある。一般的にはショートによる電線又は負荷の損傷を防ぐために、電線の適宜箇所に熱ヒューズが介装されている。 A load such as a headlight and a motor is mounted on the vehicle, and the load is connected to a power source via an electric wire. There is a possibility that the inner core wire contacts the surrounding conductor structure and short-circuits due to aging deterioration such as wear. Generally, in order to prevent damage to an electric wire or a load due to a short circuit, a thermal fuse is interposed at an appropriate portion of the electric wire.
ところが、熱ヒューズを使用するためには設置スペースを確保する必要があり、部品点数が増加するという問題がある。また、ヘッドランプ等の突入電流が大きな負荷に対する通電を繰り返した場合、熱ヒューズの劣化により溶断時間が短くなる傾向があるため、ある程度電流容量が大きい熱ヒューズを使用する必要があり、これに伴い比較的大きな電流に耐え得る電線を使用しなければならないという問題があった。更に、熱ヒューズが溶断した場合、新しい熱ヒューズに交換する必要があり、メンテナンス作業に手間を要するという問題がある。 However, in order to use a thermal fuse, it is necessary to secure an installation space, and there is a problem that the number of parts increases. In addition, when energizing a load with a large inrush current, such as a headlamp, tends to shorten the fusing time due to deterioration of the thermal fuse, it is necessary to use a thermal fuse with a certain amount of current capacity. There was a problem that an electric wire that could withstand a relatively large current had to be used. Further, when the thermal fuse is blown, it is necessary to replace it with a new thermal fuse, and there is a problem that labor is required for maintenance work.
このような問題を解決する方法として、電線の温度を電流値に基づいて推定し、電線の温度が許容温度に達した場合、リレー等の遮断スイッチを用いて電源から負荷への給電を遮断する保護装置が開示されている(例えば、特許文献1、2)。具体的には、保護装置に設けられたマイコンが所定のサンプリング時間毎に電線の電流値を検出し、検出された電流値、電線の発熱及び放熱の関係式を用いて、サンプリング時間における電線の温度上昇値を算出する。そして、サンプリング時間毎に算出した温度上昇値の積算結果を通電開始時の周囲温度に加算することによって、電線の温度を算出する。また、リレー、仮想ヒューズの温度を推定して、該温度が許容温度に達したか否かを判定し、給電を遮断することも可能である。
As a method for solving such a problem, the temperature of the wire is estimated based on the current value, and when the temperature of the wire reaches the allowable temperature, the power supply from the power source to the load is cut off using a cutoff switch such as a relay. A protection device is disclosed (for example,
しかしながら、従来の保護装置においては、電源電圧の変動、ノイズ等によって、温度算出途中でマイコンがリセットし、再起動すると、負荷への通電開始からリセット発生時までの温度上昇値のデータが失われるため、再起動後の電線の温度を推定できないという問題があった。リレー、仮想ヒューズ等の他の負荷の温度を推定する場合にも同様の問題が発生する。 However, in the conventional protection device, if the microcomputer resets and restarts during temperature calculation due to fluctuations in power supply voltage, noise, etc., the temperature rise value data from the start of energization to the load is lost Therefore, there is a problem that the temperature of the electric wire after restart cannot be estimated. Similar problems occur when estimating the temperature of other loads such as relays and virtual fuses.
図6は、従来の保護装置が有する問題点を示したグラフである。横軸は時間t、縦軸は温度上昇値ΔTwである。マイコンは時間t=0秒から電線の温度算出を開始し、時間t=50秒まで温度上昇値の積算を正常に行っている。しかし、時間t=50秒でマイコンが何らかの原因によりリセットすると、これまで積算していた温度上昇値が失われる。マイコンの再起動後、温度の算出を再開したとしても、過去の温度上昇値が消失しているため、温度上昇値ΔTw=0から温度の算出を開始してしまい、正しい電線の温度を算出できないという不具合が発生する。 FIG. 6 is a graph showing the problems of the conventional protection device. The horizontal axis is time t, and the vertical axis is the temperature rise value ΔTw. The microcomputer starts calculating the temperature of the electric wire from time t = 0 seconds, and normally integrates the temperature rise value until time t = 50 seconds. However, if the microcomputer is reset for some reason at time t = 50 seconds, the temperature rise value accumulated so far is lost. Even if the temperature calculation is restarted after the microcomputer is restarted, the past temperature rise value disappears, so the temperature calculation starts from the temperature rise value ΔTw = 0, and the correct wire temperature cannot be calculated. This problem occurs.
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、電源電圧の変動、ノイズ等によってマイコンがリセットするような不安定な状況下であっても、電線又は負荷の温度を安定的に継続して算出することができる温度算出装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and stably maintains the temperature of an electric wire or a load even in an unstable situation where the microcomputer is reset due to fluctuations in power supply voltage, noise, or the like. An object of the present invention is to provide a temperature calculation device that can calculate the temperature.
本発明に係る温度算出装置は、負荷へ給電するための電線に流れる電流値を反復的に検出する電流検出部と、該電流検出部にて検出された電流値に基づいて、周囲の温度に対する前記電線、負荷又は該電線に接続される他の負荷の温度上昇値(又は温度)を算出する算出部と、該算出部にて算出された温度上昇値(又は温度)を記憶する第1記憶部とを備え、前記算出部は前記電流検出部が電流値を検出する都度、該第1記憶部が記憶する温度上昇値(又は温度)及び該電流値を用いて、温度上昇値(又は温度)を更新するようにしてある温度算出装置において、算出された温度上昇値(又は温度)を記憶する第2記憶部を備え、前記第1記憶部及び前記算出部は第1車載機器に配され、前記第2記憶部は該第1車載機器に通信線を介して接続された第2車載機器に配され、前記第1記憶部への給電経路と、前記第2記憶部への給電経路とが異なり、前記第1車載機器は、前記算出部によって算出された温度上昇値(又は温度)を前記第2車載機器へ送信する送信部を備え、前記第2車載機器は、前記第1車載機器から送信された温度上昇値(又は温度)を受信する受信部を備え、前記第2記憶部は前記受信部にて受信した温度上昇値(又は温度)を記憶するように構成してあり、前記算出部は、前記第1記憶部によって記憶している温度上昇値(又は温度)が消失した場合、前記第2記憶部が記憶する温度上昇値(又は温度)を読み出して、温度上昇値(又は温度)を算出するように構成してあることを特徴とする。 The temperature calculation device according to the present invention includes a current detection unit that repeatedly detects a current value flowing through an electric wire for supplying power to a load, and an ambient temperature based on the current value detected by the current detection unit. A calculation unit that calculates a temperature increase value (or temperature) of the electric wire, the load, or another load connected to the electric wire, and a first memory that stores the temperature increase value (or temperature) calculated by the calculation unit The calculation unit uses the temperature rise value (or temperature) stored in the first storage unit and the current value each time the current detection unit detects a current value, and uses the temperature rise value (or temperature). ) Is updated, the temperature calculation device includes a second storage unit that stores the calculated temperature rise value (or temperature), and the first storage unit and the calculation unit are arranged in the first in-vehicle device. The second storage unit is connected to the first in-vehicle device via a communication line. The power supply path to the first storage unit is different from the power supply path to the second storage unit, and the first vehicle-mounted device has a temperature rise calculated by the calculation unit. A transmission unit that transmits a value (or temperature) to the second vehicle-mounted device, and the second vehicle-mounted device includes a reception unit that receives a temperature rise value (or temperature) transmitted from the first vehicle-mounted device, The second storage unit is configured to store a temperature increase value (or temperature) received by the reception unit, and the calculation unit stores a temperature increase value (or stored in the first storage unit). When the (temperature) disappears, the temperature increase value (or temperature) stored in the second storage unit is read, and the temperature increase value (or temperature) is calculated.
本発明にあっては、負荷へ給電するための電線に流れる電流値が電流検出部にて反復的に検出される。算出部は、検出された電流値に基づいて、周囲の温度に対する電線又は負荷の温度上昇値を算出し、算出された温度上昇値を第1記憶部に記憶させると共に、第2記憶部にも温度上昇値を記憶させる。算出部は、第1記憶部が記憶している前回の算出結果である温度上昇値を利用して、電線又は負荷の温度上昇値を積算的に演算する。第1記憶部によって記憶している温度上昇値が消失した場合、算出部は、第2記憶部が記憶する温度上昇値を読み出して、温度上昇値を算出する。
従って、第1記憶部が記憶する温度上昇値が失われたとしても、算出部は第2記憶部が記憶する温度上昇値を利用して、電線又は負荷の温度算出を継続することが可能である。
また、温度上昇値に代えて、前記電線又は負荷の温度を算出し、算出した温度を第1及び第2記憶部に記憶させるように構成しても良い。つまり、算出部は、検出された電流値に基づいて、電線又は負荷の温度上昇値を算出し、算出された温度を第1記憶部に記憶させると共に、第2記憶部にも温度を記憶させる。算出部は、第1記憶部が記憶している前回の算出結果である温度を利用して、電線又は負荷の温度上昇値を積算的に演算する。第1記憶部によって記憶している温度が消失した場合、算出部は、第2記憶部が記憶する温度を読み出して、温度を算出する。
In the present invention, the current value flowing through the electric wire for supplying power to the load is repeatedly detected by the current detection unit. The calculation unit calculates a temperature rise value of the electric wire or the load with respect to the ambient temperature based on the detected current value, and stores the calculated temperature rise value in the first storage unit and also in the second storage unit. The temperature rise value is memorized. A calculation part calculates the temperature rise value of an electric wire or a load integratedly using the temperature rise value which is the last calculation result memorize | stored in the 1st memory | storage part. When the temperature increase value stored in the first storage unit disappears, the calculation unit reads the temperature increase value stored in the second storage unit and calculates the temperature increase value.
Therefore, even if the temperature increase value stored in the first storage unit is lost, the calculation unit can continue to calculate the temperature of the electric wire or the load using the temperature increase value stored in the second storage unit. is there.
Further, the temperature of the electric wire or the load may be calculated instead of the temperature increase value, and the calculated temperature may be stored in the first and second storage units. That is, the calculation unit calculates the temperature rise value of the electric wire or the load based on the detected current value, and stores the calculated temperature in the first storage unit and also stores the temperature in the second storage unit. . A calculation part calculates the temperature rise value of an electric wire or a load integratedly using the temperature which is the last calculation result memorize | stored in the 1st memory | storage part. When the temperature stored in the first storage unit disappears, the calculation unit reads the temperature stored in the second storage unit and calculates the temperature.
本発明にあっては、第1記憶部への給電経路と、第2記憶部への給電経路とが異なるため、第1記憶部へ供給される電圧が低下し、第1記憶部が記憶する温度上昇値又は温度が失われた場合であっても、第2記憶部へ供給される電圧が安定していれば、第2記憶部は温度上昇値又は温度を保持することが可能であり、電線又は負荷の温度算出を継続することが可能である。 In the present invention, since the power supply path to the first storage unit and the power supply path to the second storage unit are different, the voltage supplied to the first storage unit decreases, and the first storage unit stores the voltage. Even if the temperature rise value or temperature is lost, if the voltage supplied to the second storage unit is stable, the second storage unit can hold the temperature rise value or temperature, It is possible to continue calculating the temperature of the electric wire or load.
本発明にあっては、第1記憶部及び算出部は第1車載機器に配され、第2記憶部は第2車載機器に配されている。第1車載機器側の算出部で算出された温度上昇値又は温度は第1車載機器から第2車載機器へ送信され、第2車載機器側の第2記憶部に温度上昇値又は温度が保持される。このため、第1車載機器へ供給される電圧が低下し、第1記憶部が記憶する温度上昇値又は温度が失われた場合であっても、第2車載機器へ供給される電圧が安定していれば、第2記憶部は温度上昇値又は温度を保持することが可能であり、電線又は負荷の温度算出を継続することが可能である。 In the present invention, the first storage unit and the calculation unit are arranged in the first in-vehicle device, and the second storage unit is arranged in the second in-vehicle device. The temperature increase value or temperature calculated by the calculation unit on the first in-vehicle device side is transmitted from the first in-vehicle device to the second in-vehicle device, and the temperature increase value or temperature is held in the second storage unit on the second in-vehicle device side. The For this reason, even if the voltage supplied to the first in-vehicle device decreases and the temperature increase value or temperature stored in the first storage unit is lost, the voltage supplied to the second in-vehicle device is stabilized. If so, the second storage unit can hold the temperature rise value or temperature, and can continue to calculate the temperature of the electric wire or load.
本発明に係る温度算出装置は、前記算出部によって温度上昇値(又は温度)が算出された時点を特定する時計部を備え、前記第2記憶部は、前記算出部にて算出された温度上昇値(又は温度)及び前記時計部にて特定された時点を記憶するように構成してあり、前記算出部は、前記第2記憶部が記憶している時点と、前記時計部が計時している時点との差が所定時間以上であるか否かを判定する判定部を備え、前記第1記憶部によって記憶している温度上昇値(又は温度)が消失し、かつ時間差が所定時間未満であると判定した場合、前記第2記憶部が記憶する温度上昇値(又は温度)を読み出して、温度上昇値(又は温度)を算出するように構成してあることを特徴とする。 The temperature calculation device according to the present invention includes a clock unit that identifies a time point when the temperature increase value (or temperature) is calculated by the calculation unit, and the second storage unit calculates the temperature increase calculated by the calculation unit. The calculation unit is configured to store a value (or temperature) and a time point specified by the timepiece unit, and the calculation unit is configured to store the time point stored in the second storage unit and the timepiece unit. A determination unit that determines whether or not the difference from the point in time is equal to or greater than a predetermined time , the temperature increase value (or temperature) stored in the first storage unit disappears, and the time difference is less than the predetermined time When it is determined that there is a temperature rise value (or temperature) stored in the second storage unit, the temperature rise value (or temperature) is read out, and the temperature rise value (or temperature) is calculated.
本発明にあっては、第2記憶部は温度上昇値又は温度と共に、該温度上昇値又は温度を算出した時点を記憶する。算出部は第2記憶部が記憶する温度上昇値又は温度を利用して温度算出を行う際、該温度上昇値又は温度が算出された時点と、現時点との差が所定時間未満であるか否かを判定する。つまり、第2記憶部が記憶する温度上昇値又は温度が、第1記憶部から消失した温度上昇値若しくは温度又はこれらに代えることができる値であるか否かを判定する。前記差が所定時間未満であると判定された場合、算出部は、第2記憶部が記憶する温度上昇値又は温度を用いて電線又は負荷の温度を算出する。
従って、より誤り無く正確な電線又は負荷の温度を算出することが可能になる。
In this invention, a 2nd memory | storage part memorize | stores the time point which calculated this temperature rise value or temperature with the temperature rise value or temperature. When the calculation unit calculates the temperature using the temperature increase value or temperature stored in the second storage unit, whether or not the difference between the time when the temperature increase value or temperature is calculated and the current time is less than a predetermined time Determine whether. That is, it is determined whether or not the temperature increase value or temperature stored in the second storage unit is the temperature increase value or temperature that has disappeared from the first storage unit, or a value that can be substituted for them. When it is determined that the difference is less than the predetermined time, the calculation unit calculates the temperature of the electric wire or the load using the temperature increase value or the temperature stored in the second storage unit.
Therefore, it becomes possible to calculate the temperature of the electric wire or the load more accurately without any error.
本発明に係る温度算出装置は、前記第2記憶部は、反復的に算出された複数の各温度上昇値(又は温度)を記憶するように構成してあることを特徴とする。 The temperature calculation device according to the present invention is characterized in that the second storage unit is configured to store a plurality of temperature increase values (or temperatures) repeatedly calculated.
本発明にあっては、第2記憶部は反復的に算出された複数の各温度上昇値又は温度を記憶するため、より正確な電線又は負荷の温度算出が可能になる。例えば、各温度上昇値又は温度を用いて、第1記憶部及び算出部の動作が停止していた間の温度上昇値又は温度を補完演算することが可能である。 In the present invention, the second storage unit stores a plurality of temperature rise values or temperatures that are repeatedly calculated, so that the temperature of the electric wire or load can be calculated more accurately. For example, the temperature increase value or temperature while the operations of the first storage unit and the calculation unit are stopped can be complementarily calculated using each temperature increase value or temperature.
本発明に係る温度算出装置は、周囲の温度を検出する温度検出部を備え、前記算出部は、前記電線、負荷又は該電線に接続される他の負荷の温度上昇値を算出し、算出された温度上昇値及び前記温度検出部にて検出された温度に基づいて、前記電線又は負荷の温度を算出するようにしてあり、更に、前記算出部にて算出され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、該温度判定部が所定温度以上であると判定した場合、前記電線から前記負荷への通電を遮断する遮断スイッチとを備えることを特徴とする。 The temperature calculation device according to the present invention includes a temperature detection unit that detects an ambient temperature, and the calculation unit calculates and calculates a temperature rise value of the electric wire, the load, or another load connected to the electric wire. The temperature of the electric wire or the load is calculated based on the detected temperature rise value and the temperature detected by the temperature detection unit, and the temperature calculated by the calculation unit is equal to or higher than a predetermined temperature. A temperature determination unit for determining whether or not the temperature determination unit determines whether the temperature is equal to or higher than a predetermined temperature, and a cut-off switch that cuts off the power supply from the electric wire to the load.
本発明にあっては、電線又は負荷の温度が所定温度以上である場合、電線から負荷への給電が遮断される。 In this invention, when the temperature of an electric wire or load is more than predetermined temperature, the electric power feeding from an electric wire to a load is interrupted | blocked.
本発明に係る温度算出装置は、前記第2記憶部は不揮発性メモリであることを特徴とする。 The temperature calculation apparatus according to the present invention is characterized in that the second storage unit is a nonvolatile memory.
本発明にあっては、第2記憶部は不揮発性メモリであるため、温度上昇値又は温度をより確実に保持することが可能である。また、第1及び第2記憶部を同一給電経路、又は同一車載機器に配することが可能である。 In the present invention, since the second storage unit is a non-volatile memory, it is possible to hold the temperature rise value or temperature more reliably. Moreover, it is possible to arrange | position a 1st and 2nd memory | storage part to the same electric power feeding path or the same vehicle equipment.
本発明によれば、電源電圧の変動、ノイズ等によってマイコンがリセットするような不安定な状況下であっても、電線又は該電線に接続される負荷の温度を安定的に継続して算出することができる。 According to the present invention, the temperature of the electric wire or the load connected to the electric wire is stably calculated even under an unstable situation where the microcomputer is reset due to fluctuations in power supply voltage, noise, etc. be able to.
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。
図1は、本実施の形態に係る保護システムの一構成例を示したブロック図である。本実施の形態に係る保護システムは、車輌5に搭載された保護装置1、ボディECU2、電源3及び負荷51を備える。負荷51は、例えばヘッドライト、ワイパー等である。負荷51の正極端子は電線6を介して電源3の正極に接続され、負荷51の負極端子は接地されている。電線6の適宜箇所には給電スイッチ7が設けられており、給電スイッチ7の開閉はボディECU2によって制御され、負荷51への給電が制御される。また、電線6の適宜箇所には、過電流等による発熱から電線6及び負荷51を保護する保護装置1が設けられている。保護装置1及びボディECU2は車載LAN等の通信線4によって接続され、負荷51の保護に必要な情報を送受信するように構成されている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a protection system according to the present embodiment. The protection system according to the present embodiment includes a
図2は、保護装置1及びボディECU2の一構成例を示したブロック図である。保護装置1はマイコン11を備える。マイコン11は、該マイコン11の各構成部の動作を制御する制御部11a、例えば一又は複数のCPU(Central Processing Unit)、マルチコアCPU等を備える。制御部11aには、バスを介して、ROM11b、第1記憶部11c、時計部11d、CAN(Controller Area Network)通信I/F11e及びI/F部11fが接続されている。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the
ROM11bは、EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM)等の不揮発性メモリであり、本実施の形態に係る温度算出処理及び給電遮断処理を行うためのコンピュータプログラムを記憶している。
The
第1記憶部11cは、DRAM(Dynamic RAM)、SRAM(Static RAM)等のメモリであり、制御部11aの演算処理を実行する際にROM11bから読み出されたコンピュータプログラム、また制御部11aの演算処理によって生ずる各種データを一時記憶する。
The
時計部11dは現在の時点、例えば時刻を計時し、制御部11aの要求に従って、計時結果を制御部11aに与える。
The
CAN通信I/F11eは、車輌5に搭載されたボディECU2と、通信線4を介して接続されており、CANプロトコルに従ってボディECU2とデータの送受信を行う。CAN通信I/F11eは、制御部11aから与えられたデータを送信し、ボディECU2から受信したデータを制御部11aへ与える。これにより保護装置1は、ボディECU2へ制御命令などを送信して該ボディECU2へ所定の動作を要求することができ、ボディECU2からの情報をCAN通信I/F11eによって取得することができる。
The CAN communication I /
I/F部11fには温度検出部12及びIPD(Intelligent Power Device)13が接続されている。温度検出部12は、例えばサーミスタを備え、気温によって変化するサーミスタの電気抵抗を検出することによって、保護装置1の周囲の温度を検出する。
IPD13は電源3と、負荷51との間に介装されたリレー(遮断スイッチ)13bを備える。リレー13bは例えば、IGBT、パワーMOSFET等で構成される半導体リレー、機械式リレーであり、リレー13bの一端はスイッチ7を介して電源3の正極に接続され、他端は負荷51に接続されている。リレー13bは、I/F部11fを介して制御部11aから与えられる制御信号に従って開閉する。また、IPD13は電線6を流れる電流値を検出する電流検出部13aを備える。
電流検出部13aは、例えばホール素子センサである。ホール素子センサは、電線6を流れる電流によって発生した磁界をホール素子で検出し、磁界によってホール素子に生じたホール電圧を増幅し、電流値として出力する。また、直列抵抗方式の電流検出部13aを用いても良い。直列抵抗方式の電流検出部13aは、電線6に直列接続された抵抗器における降下電圧から電流値を検出するものである。
A
The
The
ボディECU2は、ボディ系の車載機器を制御する制御装置であり、車輌5に搭載されたヘッドライト、ターンハザード、ワイパー、ドアロック機構等の車載機器を制御する。即ち、ボディECU2は、ユーザの操作を受け付けて、ヘッドライト及びターンハザードの点灯及び消灯、ワイパーのオンオフ又は間欠動作等を制御し、更にドアロック機構の施錠/解錠を制御するものである。具体的にはボディECU2は、ボディECU2の各構成部の動作を制御する制御部21を備える。制御部21は、例えば一又は複数のCPU、マルチコアCPU等であり、制御部21には、バスを介して、ROM22、第2記憶部23、CAN(Controller Area Network)通信I/F24、時計部25及びI/F部26が接続されている。
The
ROM22は、EEPROM等の不揮発性メモリであり、本実施の形態に係る温度算出処理に必要な情報の保持及び提供を行うためのコンピュータプログラムを記憶している。
The
第2記憶部23は、DRAM、SRAM等のメモリであり、保護装置1のマイコン11のリセット時に備えて、保護装置1で算出されたデータを記憶する。また、制御部21の演算処理を実行する際にROM22から読み出されたコンピュータプログラム、また制御部21の演算処理によって生ずる各種データを一時記憶する。
The
CAN通信I/F24は、車輌5に搭載された保護装置1、その他の図示しない各種ECUと、通信線4を介して接続されており、CANプロトコルに従ってデータの送受信を行う。CAN通信I/F24は、制御部21から与えられたデータを送信し、他のECUから受信したデータを制御部21へ与える。これによりボディECU2は、各種ECUに接続された車載機器から得られる情報をCAN通信I/F24によって取得することができると共に、他のECUに接続された車載機器への動作命令などを送信して該車載機器の動作を制御することができる。
The CAN communication I /
I/F部26には給電スイッチ7が接続されており、制御部21はI/F部26を介して開閉信号を給電スイッチ7に与えることによって、負荷51への給電を制御する。例えば、ユーザによってヘッドライトのオン操作がされた場合、制御部21はI/F部26を介して閉信号を給電スイッチ7に与え、ヘッドライトである負荷51への給電を行う。ユーザによってヘッドライトのオフ操作がされた場合、制御部21はI/F部26を介して開信号を給電スイッチ7に与え、ヘッドライトである負荷51への給電の遮断を行う。
The power supply switch 7 is connected to the I /
図3は、電線6の温度算出及び負荷51の保護に係る制御部11a,21の処理手順を示したフローチャートである。起動したマイコン11の制御部11aは、電線6の温度を算出するための前処理を実行する(ステップS11)。前処理は、電線6の温度算出途中にマイコン11がリセットされた際に必要になる処理である。前処理の詳細は後述する。
FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure of the
マイコン11の制御部11aは、時計部11dを用いて、電線6の温度を算出すべき所定のサンプリングタイミングにあるか否かを判定する(ステップS12)。制御部11aは、例えば、所定時間毎に電線6の温度算出処理を実行するように構成されており、所定時間が経過する都度、電線6の温度を算出すべき所定のサンプリングタイミングであると判定する。所定時間は例えば1秒である。
The
電線6の温度を算出すべきサンプリングタイミングで無いと判定した場合(ステップS12:NO)、制御部11aは、再度ステップS12の処理を実行し、所定のサンプリングタイミングになるまで待機する。電線6の温度を算出すべき所定のサンプリングタイミングであると判定した場合(ステップS12:YES)、制御部11aは、電流検出部13aにて電流値を検出する(ステップS13)。具体的には、IPD13から電流値を取得する。
If it is determined that it is not the sampling timing at which the temperature of the electric wire 6 is to be calculated (step S12: NO), the
次いで、制御部11aは、ステップS13で検出した電流値、及び第1記憶部11cが記憶する温度上昇値等に基づいて、電線6の温度上昇値を算出する(ステップS14)。例えば、電線6の温度上昇値は、例えば、下記式(1)〜(4)を用いて算出される。
Next, the
ΔTw(n)=Qw(n)/Cwth…(1)
Q(w)=Qw(n−1)+(Pwin−Pwout)×Δt…(2)
Pwin=rw×I(n)2 …(3)
Pwout=Qw(n−1)/(Cwth×Rwth)…(4)
但し、
ΔTw:温度上昇値
Qw(n):n回目サンプリング時の電線6の熱量
(周囲温度にある電線6の熱量を0とする)
Δt:サンプリング時間
Cwth:電線6の熱容量[J/℃]
rw:電線6の電気抵抗
I:電線6を流れる電流
Rwth:電線6の熱抵抗[℃/W]
ΔTw (n) = Qw (n) / Cwth (1)
Q (w) = Qw (n−1) + (Pwin−Pwout) × Δt (2)
Pwin = rw × I (n) 2 (3)
Pwout = Qw (n−1) / (Cwth × Rwth) (4)
However,
ΔTw: Temperature rise value Qw (n): Heat amount of the wire 6 at the n-th sampling (the heat amount of the wire 6 at the ambient temperature is set to 0)
Δt: Sampling time Cwth: Heat capacity of electric wire 6 [J / ° C.]
rw: electric resistance of the electric wire I: current flowing through the electric wire 6 Rwth: thermal resistance of the electric wire 6 [° C./W]
なお、一つ前のサンプリングタイミングにおける熱量Qw(n−1)は、該サンプリングタイミングにおける温度上昇値ΔTw(n−1)を用いて、下記式(5)で表される。
Qw(n−1)=ΔTw(n−1)×Cwth…(5)
The amount of heat Qw (n−1) at the previous sampling timing is expressed by the following equation (5) using the temperature increase value ΔTw (n−1) at the sampling timing.
Qw (n−1) = ΔTw (n−1) × Cwth (5)
また、初回のサンプリングタイミングにおいては、一つ前のサンプリングタイミングにおける熱量Qw(0)は0である。 At the first sampling timing, the heat quantity Qw (0) at the previous sampling timing is zero.
次いで、制御部11aは時計部11dから時点情報を取得し(ステップS15)、ステップS14で算出した温度上昇値、及びステップS15で取得した時点情報をCAN通信I/F11eにてボディECU2へ送信する(ステップS16)。時点情報は、例えば現時点の時刻を示す情報である。
なお、温度上昇値を算出した時点を示す時点情報を保護装置1側で用意し、ボディECU2へ送信する例を説明したが、ボディECU2側で温度上昇値を取得した時点を示す時点情報を時計部25から取得するように構成しても良い。
Next, the
Although the example in which the time point information indicating the time point at which the temperature rise value is calculated is prepared on the
ボディECU2の制御部21は、保護装置1から送信された温度上昇値及び時点情報をCAN通信I/F24にて受信し(ステップS23)、受信した温度上昇値及び時点情報を第2記憶部23に記憶させる(ステップS24)。
なお、保護装置1及びボディECU2間で送受信し、第2記憶部23に記憶させる温度上昇値は、必ずしも、温度上昇の値そのものである必要は無く、温度上昇値と等価の情報であれば足りる。例えば、熱量Qw(n)を第2記憶部23に記憶させるように構成しても良い。
The
Note that the temperature increase value transmitted and received between the
一方、ステップS16の処理を終えた保護装置1の制御部11aは、ステップS14で算出した温度上昇値、周囲温度等に基づいて電線6の温度を算出する(ステップS17)。電線6の温度は、例えば下記式(6)を用いて算出される。周囲温度は、温度検出部12によって検出される温度である。
T=Ta+ΔTw…(6)
但し、
Ta:周囲温度
On the other hand, control
T = Ta + ΔTw (6)
However,
Ta: Ambient temperature
そして、制御部11aはリレー13bが遮断状態にあるか否かを判定する(ステップS18)。制御部11aがリレー13bの開閉制御を行っているため、リレー13bの状態は制御部11aによって把握されている。遮断状態に無いと判定した場合(ステップS18:NO)、制御部11aは算出した電線6の温度が所定温度以上であるか否かを判定する(ステップS19)。電線6の温度が所定温度以上であると判定した場合(ステップS19:YES)、制御部11aはリレー13bを開状態にすることで、電線6を通じた負荷51への給電を遮断し(ステップS20)、処理をステップS12へ戻す。電線6の温度が所定温度未満であると判定した場合(ステップS19:NO)、制御部11aは処理をステップS12へ戻す。
And the
ステップS18で遮断状態にあると判定した場合(ステップS18:YES)、制御部11aは、復帰可能であるか否かを判定する(ステップS21)。例えば、制御部11aは、リレー13bが遮断状態になってから一定の時間が経過したか否かを判定することにより、復帰可能であるか否かを判定する。また、電線6の温度が前記所定温度よりも更に低い第2の所定温度未満になったか否かを判定することにより、復帰可能であるか否かを判定する。復帰可能であると判定した場合(ステップS21:YES)、制御部11aはリレー13bを閉状態にすることで、電線6を通じた負荷51への給電を再開させ(ステップS22)、処理をステップS12へ戻す。復帰不可能であると判定した場合(ステップS21:NO)、制御部11aは、リレー13bを開状態にしたまま処理をステップS12へ戻す。
When it determines with it being in the interruption | blocking state by step S18 (step S18: YES), the
図4は、前処理に係る制御部11aの処理手順を示したフローチャートである。前処理は、マイコン11が起動した際に実行される処理である。前処理のサブルーチンが呼び出された場合、制御部11aは、ボディECU2の第2記憶部23に記憶されている温度上昇値を要求する要求命令をCAN通信I/F11eにてボディECU2へ送信する(ステップS31)。
FIG. 4 is a flowchart illustrating a processing procedure of the
ボディECU2の制御部21は、温度上昇値の要求命令をCAN通信I/F24にて受信した場合、第2記憶部23が記憶している温度上昇値及び時点情報を読み出し(ステップS32)、読み出した温度上昇値及び時点情報をCAN通信I/F24にて保護装置1へ送信する(ステップS33)。
When the
保護装置1の制御部11aは、ボディECU2から送信された温度上昇値及び時点情報をCAN通信I/F24にて受信する(ステップS34)。そして、制御部21は、時計部11dから現在の時点情報を取得し(ステップS35)、ステップS34で受信した時点情報と、ステップS35で取得した時点情報とを比較することによって、第2記憶部23が記憶している温度上昇値を算出してから所定時間が経過したか否かを判定する(ステップS36)。所定時間が経過していないと判定した場合(ステップS36:NO)、制御部11aは、ステップS34で受信した温度上昇値を第1記憶部11cに記憶させ(ステップS37)、前処理を終える。所定時間が経過したと判定した場合(ステップS36:YES)、制御部11aは、温度上昇値0℃を第1記憶部11cに記憶させ(ステップS38)、前処理を終える。
The
図5は、算出される温度上昇値と、時間との関係を示したグラフである。横軸は時間t、縦軸は温度上昇値ΔTwである。実線で描かれた曲線は電線6の真の温度を示したグラフである。点線で描かれたグラフは電線6の温度の推定値、つまり、本実施の形態で算出された電線6の温度を示している。棒グラフは各サンプリング期間において電線6に蓄えられた熱量(Pwin−Pwout)×Δtを示している。 FIG. 5 is a graph showing the relationship between the calculated temperature rise value and time. The horizontal axis is time t, and the vertical axis is the temperature rise value ΔTw. A curve drawn with a solid line is a graph showing the true temperature of the electric wire 6. The graph drawn with a dotted line shows the estimated value of the temperature of the electric wire 6, that is, the temperature of the electric wire 6 calculated in the present embodiment. The bar graph indicates the amount of heat (Pwin−Pwout) × Δt stored in the electric wire 6 in each sampling period.
時間t=0秒から電線6の温度算出が開始され、時間t=50秒まで正常に電線6の温度算出が行われている。しかし、何らかの原因により時間t=50秒でマイコン11がリセットされ、第1記憶部11cが一時記憶していた温度上昇値が消失している。この場合、制御部11aは、ボディECU2側で保持されているマイコン11リセット前の温度上昇値を要求し、ボディECU2から送信された温度上昇値を第1記憶部11cに記憶させ、電線6の温度算出を再開する。つまり、第1記憶部11cが一時記憶している温度上昇値のデータをマイコン11リセット前の状態に戻して、電線6の温度算出処理を再開することができる。
制御部11a及び第1記憶部11cは保護装置1に配され、第2記憶部23はボディECU2に配されているおり、給電経路も異なるため、第1記憶部11cへ供給される電圧が低下し、第1記憶部11cが一時記憶する温度上昇値が失われた場合であっても、第2記憶部23へ供給される電圧が安定していれば、第2記憶部23は温度上昇値を保持することができる。
このように本実施の形態に係る保護装置1によれば、電源電圧の変動、ノイズ等によってマイコン11がリセットするような不安定な状況下であっても、電線6の温度を安定的に継続して算出することができる。
Calculation of the temperature of the electric wire 6 is started from time t = 0 seconds, and the temperature calculation of the electric wire 6 is normally performed until time t = 50 seconds. However, the
Since the
As described above, according to the
また、マイコン11リセット時に制御部11aが温度上昇値を要求した場合、ボディECU2は温度上昇値と共に、該温度上昇値が算出された時点を示した時点情報を保護装置1へ送信する。制御部11aは、ボディECU2から送信された時点情報が示す時点と、現時点との差が所定時間未満であるか否かを判定し、所定未満である場合、ボディECU2側で記憶していた温度上昇値を用いて電線6の温度算出を再開する。
通常、マイコン11がリセットした場合であっても直ちに再起動し、電線6の温度算出が再開されるため、ボディECU2側に記憶させておいた温度上昇値を用いて電線6の温度算出を開始して問題は無い。しかし、車輌5が完全に停止する等して、マイコン11がリセットされてから長時間が経過した後に再起動することがある。この場合、ボディECU2に記憶させておいた温度上昇値は、現時点の電線6の温度上昇値とかけ離れた値になっている可能性が高いため、該温度上昇値を用いると電線6の温度を誤って算出してしまう。そこで、本実施の形態では、温度上昇値が算出された時点と、現時点との差が所定時間未満である場合、電線6が周囲温度まで低下しているものとして一から電線6の温度算出を再開する。
このように本実施の形態に係る保護装置1によれば、電線6の温度を誤って算出することを防ぐことができる。
When the
Normally, even if the
Thus, according to
なお、温度上昇値を算出する時間間隔と、算出した温度上昇値を送信するタイミングとが同じ例を説明したが、各時間間隔は同じである必要は無い。例えば、温度上昇値の算出は0.1秒間隔で行い、算出した温度上昇値の送信は1秒間隔で行うように構成しても良い。
また、本実施の形態では第2記憶部23をボディECU2に設ける例を説明したが、他の車載機器に第2記憶部23を備えても良い。また、保護装置1に第2記憶部23を設けても良い。この場合、第2記憶部23を不揮発性メモリで構成すると良い。第2記憶部23を不揮発性メモリで構成した場合、保護装置1への電源電圧が不安定になっても第2記憶部23は温度上昇値を保持することができるため、電源3が安定化してマイコン11が再起動した場合、第2記憶部23が記憶する温度上昇値を用いて電線6の温度算出を再開することができる。
Although the example in which the time interval for calculating the temperature rise value is the same as the timing for transmitting the calculated temperature rise value has been described, the time intervals need not be the same. For example, the temperature increase value may be calculated at intervals of 0.1 second, and the calculated temperature increase value may be transmitted at intervals of 1 second.
Moreover, although the example which provides the 2nd memory |
また、本実施の形態では、ステップS24で第2記憶部23は最新の温度上昇値及び時点情報を記憶する例を説明したが、サンプリングタイミング毎の温度上昇値及び時点情報を記憶し、ステップS33で各サンプリングタイミングにおける温度上昇値及び時点情報を保護装置1へ送信するように構成しても良い。制御部11aは、各サンプリングタイミングの温度上昇値を用いることにより、マイコン11の再起動後の温度算出をより正確に行うことができる。
例えば、マイコン11リセット直前の複数の温度上昇値及び時点情報を用いることによって、温度上昇速度を算出することができる。温度上昇速度は、(ΔTw(n)−ΔTw(n−1))/Δtによって算出することができる。そして、最後に第2記憶部23が記憶した温度上昇値ΔTw(n)に、マイコン停止時間×温度上昇速度を加算することにより、マイコン11停止時間における温度上昇分を考慮した温度算出開始時点の温度上昇値を推定できる。該温度上昇値を用いて電線6の温度算出を再開した場合、より正確に電線6の温度を算出することが可能である。
In the present embodiment, the example in which the
For example, the temperature increase rate can be calculated by using a plurality of temperature increase values and time point information immediately before the
更に、本実施の形態では電線6の温度を算出し、該温度に基づいてリレー13bを開閉させる構成を説明したが、リレー13bの開閉基準として、電線6に接続された他の素子、例えば、負荷51自身、リレー13bの温度を算出し、該温度に基づいてリレー13bを開閉させるように構成しても良い。負荷51及びリレー13bの温度算出方法も、電線6と同様であり、抵抗値、熱抵抗、熱容量を変更して上記(1)〜(4)にて負荷51及びリレー13bの温度を算出することができる。また、リレー13bの開閉基準として、仮想的に想定される熱ヒューズの温度を算出し、仮想的な熱ヒューズが溶断する温度に達した場合、リレー13bを開状態とするように構成しても良い。
Further, in the present embodiment, the temperature of the electric wire 6 is calculated, and the configuration for opening and closing the
更にまた、本実施の形態では、温度上昇値ΔTwを第1記憶部11c及び第2記憶部23に記憶させる例を説明したが、温度上昇値ΔTwに代えて、電線6の温度T=Ta+ΔTwを記憶させるように構成しても良い。
具体的には、図3のステップS16で温度上昇値及び時点情報を送信するのでは無く、ステップS17の処理を終えた後、制御部11aは、ステップS17で算出した温度、及びステップS15で取得した時点情報をCAN通信I/F11eにてボディECU2へ送信するように構成する。ボディECU2の制御部21は、保護装置1から送信された温度及び時点情報をCAN通信I/F24にて受信し、受信した温度及び時点情報を第2記憶部23に記憶させる。
図4に示す前処理においては、保護装置1の制御部11aは、ボディECU2の第2記憶部23に記憶されている温度を要求し、ボディECU2の制御部21は、温度の要求命令を受信した場合、第2記憶部23が記憶している温度及び時点情報を読み出し、読み出した温度及び時点情報を保護装置1へ送信する。保護装置1の制御部11aは、ボディECU2から送信された温度及び時点情報を受信する。また、制御部11aは、受信した時点情報と、現在の時点情報とを比較することによって、第2記憶部23が記憶している温度を算出してから所定時間が経過したか否かを判定する。所定時間が経過していないと判定した場合、制御部11aは、受信した温度及び上記式(6)に基づいて温度上昇値を算出し、算出された温度上昇値ΔTwを第1記憶部11cに記憶させ、前処理を終える。所定時間が経過したと判定した場合、制御部11aは、温度上昇値0℃を第1記憶部11cに記憶させ、前処理を終える。
Furthermore, in the present embodiment, the example in which the temperature increase value ΔTw is stored in the
Specifically, instead of transmitting the temperature rise value and the time point information in step S16 of FIG. 3, after finishing the process of step S17, the
In the preprocessing shown in FIG. 4, the
また、今回開示された実施の形態はすべ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、上記した意味ではなく、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すべての変更が含まれることが意図される。 In addition, it should be considered that the embodiment disclosed this time is illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the meanings described above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 保護装置(第1車載機器)
2 ボディECU(第1車載機器)
3 電源
4 通信線
5 車輌
6 電線
7 スイッチ
11 マイコン
11a 制御部(算出部、判定部、温度判定部)
11b ROM
11c 第1記憶部
11d 時計部
11e CAN通信I/F(送信部)
11f I/F部
12 温度検出部
13 IPD
13a 電流検出部
13b リレー
21 制御部
22 ROM
23 第2記憶部
24 CAN通信I/F(受信部)
25 時計部
26 I/F部
51 負荷
1 Protection device (first in-vehicle device)
2 Body ECU (first in-vehicle device)
3
11b ROM
11c 1st memory |
11f I /
13a
23
25 Clock part 26 I /
Claims (5)
算出された温度上昇値(又は温度)を記憶する第2記憶部を備え、
前記第1記憶部及び前記算出部は第1車載機器に配され、前記第2記憶部は該第1車載機器に通信線を介して接続された第2車載機器に配され、前記第1記憶部への給電経路と、前記第2記憶部への給電経路とが異なり、
前記第1車載機器は、
前記算出部によって算出された温度上昇値(又は温度)を前記第2車載機器へ送信する送信部を備え、
前記第2車載機器は、
前記第1車載機器から送信された温度上昇値(又は温度)を受信する受信部を備え、
前記第2記憶部は前記受信部にて受信した温度上昇値(又は温度)を記憶するように構成してあり、
前記算出部は、
前記第1記憶部によって記憶している温度上昇値(又は温度)が消失した場合、前記第2記憶部が記憶する温度上昇値(又は温度)を読み出して、温度上昇値(又は温度)を算出するように構成してある
ことを特徴とする温度算出装置。 A current detection unit that repeatedly detects the current value flowing through the electric wire for supplying power to the load, and the electric wire, the load, or the electric wire connected to the ambient temperature based on the current value detected by the current detection unit A calculation unit that calculates a temperature increase value (or temperature) of another load to be calculated, and a first storage unit that stores the temperature increase value (or temperature) calculated by the calculation unit, Each time the current detection unit detects a current value, the temperature increase value (or temperature) stored in the first storage unit and the current value are used to update the temperature increase value (or temperature). In the calculation device,
A second storage unit for storing the calculated temperature rise value (or temperature);
The first storage unit and the calculation unit are arranged in a first in-vehicle device, and the second storage unit is arranged in a second in-vehicle device connected to the first in-vehicle device via a communication line, and the first memory The power supply path to the unit and the power supply path to the second storage unit are different,
The first in-vehicle device is
A transmission unit that transmits the temperature increase value (or temperature) calculated by the calculation unit to the second in-vehicle device;
The second in-vehicle device is
A receiver for receiving a temperature rise value (or temperature) transmitted from the first in-vehicle device;
The second storage unit is configured to store a temperature rise value (or temperature) received by the receiving unit,
The calculation unit includes:
When the temperature increase value (or temperature) stored in the first storage unit disappears, the temperature increase value (or temperature) stored in the second storage unit is read and the temperature increase value (or temperature) is calculated. It is comprised so that. The temperature calculation apparatus characterized by the above-mentioned.
前記第2記憶部は、
前記算出部にて算出された温度上昇値(又は温度)及び前記時計部にて特定された時点を記憶するように構成してあり、
前記算出部は、
前記第2記憶部が記憶している時点と、前記時計部が計時している時点との差が所定時間以上であるか否かを判定する判定部を備え、
前記第1記憶部によって記憶している温度上昇値(又は温度)が消失し、かつ時間差が所定時間未満であると判定した場合、前記第2記憶部が記憶する温度上昇値(又は温度)を読み出して、温度上昇値(又は温度)を算出するように構成してある
ことを特徴とする請求項1に記載の温度算出装置。 A clock unit that identifies a point in time when the temperature rise value (or temperature) is calculated by the calculation unit;
The second storage unit
The temperature rise value (or temperature) calculated by the calculation unit and the time point specified by the clock unit are configured to be stored,
The calculation unit includes:
A determination unit that determines whether or not a difference between a time point stored in the second storage unit and a time point measured by the clock unit is equal to or greater than a predetermined time;
When it is determined that the temperature increase value (or temperature) stored in the first storage unit has disappeared and the time difference is less than a predetermined time, the temperature increase value (or temperature) stored in the second storage unit is stored. The temperature calculation device according to claim 1, wherein the temperature calculation device is configured to read out and calculate a temperature rise value (or temperature).
反復的に算出された複数の各温度上昇値(又は温度)を記憶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に記載の温度算出装置。 The second storage unit
The temperature calculation device according to claim 1 or 2, wherein a plurality of temperature increase values (or temperatures) calculated repeatedly are stored.
前記算出部は、
前記電線、負荷又は該電線に接続される他の負荷の温度上昇値を算出し、算出された温度上昇値及び前記温度検出部にて検出された温度に基づいて、前記電線又は負荷の温度を算出するようにしてあり、
更に、
前記算出部にて算出され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、
該温度判定部が所定温度以上であると判定した場合、前記電線から前記負荷への通電を遮断する遮断スイッチと
を備える請求項1乃至請求項3のいずれか一つに記載の温度算出装置。 It has a temperature detector that detects the ambient temperature,
The calculation unit includes:
Calculate the temperature rise value of the electric wire, load or other load connected to the electric wire, and calculate the temperature of the electric wire or load based on the calculated temperature rise value and the temperature detected by the temperature detection unit. It is supposed to calculate,
Furthermore,
A temperature determination unit for determining whether the temperature calculated by the calculation unit is equal to or higher than a predetermined temperature;
The temperature calculation device according to any one of claims 1 to 3 , further comprising: a cut-off switch that cuts off power supply from the electric wire to the load when the temperature determination unit determines that the temperature is equal to or higher than a predetermined temperature.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一つに記載の温度算出装置。 The temperature calculation device according to any one of claims 1 to 4 , wherein the second storage unit is a non-volatile memory.
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