CN103487711A - 作业车辆及其漏电探测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能用简单的电路构成来高精度地判定漏电的作业车辆及其漏电探测方法。所述作业车辆具有：漏电探测部（5），进行电容器（2）的漏电探测；电路切换开关，将电容器（2）从负载电路（1）上切断并且将漏电探测部（5）连接到电容器（2）上，此外，将漏电探测部（5）从电容器（2）上切断并且将电容器（2）连接到负载电路（1）上；以及微控器（6），在检测到电容器（2）变成满充电、且检测到负载电路（1）的电流为零时，使电路切换开关（SW）工作，将电容器（2）从负载电路（1）上切断，并且将漏电探测部（5）连接到电容器（2）上，在由漏电探测部（5）进行了电容器（2）的漏电探测后，使电路切换开关工作，将漏电探测部（5）从电容器（2）上切断，并且将电容器（2）连接到负载电路（1）上。

Description

作业车辆及其漏电探测方法

技术领域

本发明涉及具有由蓄积于蓄电装置内的电力所驱动的负载电路的作业车辆及其漏电探测方法。 

背景技术

以往，在蓄电池叉式起重车、混合挖土机、电动高空作业车、混合起重机及铁道车辆等各种作业车辆中，广泛使用采用了蓄电装置的电动系统。例如，在专利文献1中所述的混合车中，包括由引擎驱动的发电机、蓄积发电机的输出的蓄电装置、以及由靠蓄积于蓄电装置内的电力所驱动的电动机构成的电动驱动装置，由电动驱动装置使鼓轮旋转。 

可是，在该种作业车辆中，与通常的汽油机所装载的铅电池相比，蓄电装置的电压高。因此，在装载了高电压的蓄电装置的作业车辆中，装载有自动探测漏电的漏电探测装置。例如，在专利文献2中，公开了包括设置于行驶用电池的端子与电气车辆的车体之间的漏电探测用电阻、监视该漏电探测用电阻的端子电压的装置、比较该端子电压值是否在规定值以上的装置、以及当端子电阻的值在规定值以上时通知维修指示的装置的电气车辆的漏电探测装置。 

现有技术文献 

专利文献 

专利文献1：日本特开2003-226192号公报 

专利文献2：日本实开平6-2901号公报 

然而，在由蓄积于蓄电装置内的电力使电动系统工作的作业车辆的情况下，蓄电装置的电压随着电动系统的驱动所造成的放电量和发电机所造成的对蓄电装置的充电量而变化。因此，仅靠简单地监视电压的变化，难以进行漏电探测，用于漏电探测的电路变得复杂化。 

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种能用简单的电路构成来高精度地判定漏电的作业车辆及其漏电探测方法。 

本发明的作业车辆是具有由电力驱动的负载电路、蓄积供给负载电路的电力的蓄电装置、以及对蓄电装置充电的充电电路的作业车辆，所述作业车辆具有：漏电探测部，进行蓄电装置的漏电探测；电路切换开关，将蓄电装置从负载电路上切断，并且将漏电探测部连接到蓄电装置上，此外，将漏电探测部从蓄电装置上切断，并且将蓄电装置连接到负载电路上；以及控制部，在检测到蓄电装置变成满充电、且检测到负载电路的电流为零时，使电路切换开关工作，将蓄电装置从负载电路上切断，并且将漏电探测部连接到蓄电装置上，在由漏电探测部进行了蓄电装置的漏电探测后，使电路切换开关工作，将漏电探测部从蓄电装置上切断，并且将蓄电装置连接到负载电路上。 

本发明的作业车辆的漏电探测方法是具有由电力驱动的负载电路、蓄积供给负载电路的电力的蓄电装置、以及对蓄电装置充电的充电电路的作业车辆的漏电探测方法，其特征在于，包含：在检测到蓄电装置变成满充电、且检测到负载电路的电流为零时，将蓄电装置从负载电路上切断，进行蓄电装置的漏电探测；以及在进行了蓄电装置的漏电探测后，将蓄电装置再连接到负载电路上。 

按照这些发明，在检测到蓄电装置变成满充电、且检测到负载电路的电流为零时，蓄电装置从负载电路上切断，进行蓄电装置的漏电探测，在进行了蓄电装置的漏电探测后，将蓄电装置再连接到负载电路上。这样，在这些发明中，由于在蓄电装置从负载电路上切断的状态下进行漏电探测，故能进行高精度的判定。 

优选本发明的作业车辆每当控制部检测出该作业车辆的引擎键接通信号时，就使电路切换开关工作，由漏电探测部进行蓄电装置的漏电探测。由此，对于作业车辆的1次引擎启动，即进行1次漏电探测。 

另外，优选漏电探测部根据切换了1次蓄电电路与该作业车辆的底盘之间的电阻值时的蓄电装置的电压变化来进行漏电探测。由此，在蓄电电路与作业车辆的底盘之间发生了漏电的情况下，由于在蓄电装置与作业车辆的底盘间之间的电阻值切换前后蓄电装置的电压变化变小，所以能容易地进行漏电探测。 

发明的效果 

（1）在检测到蓄电装置变成满充电、且检测到负载电路的电流为零时，蓄电装置从负载电路上切断，进行蓄电装置的漏电探测，在进行了蓄电装置的漏电探测后，将蓄电装置再连接到负载电路上，通过如此构成，由于电压随充放电量而变化，所以能用简单的电路构成来高精度地判定在充放电中无法进行准确的电压测定的蓄电装置的漏电。 

（2）每当检测出该作业车辆的引擎键接通信号时即进行蓄电装置的漏电探测，通过如此构成，对于作业车辆的1次引擎启动，即进行1次漏电探测，以充分的频度探测蓄电装置的漏电。 

（3）根据切换了1次蓄电电路与该作业车辆的底盘之间的电阻值时的蓄电装置的电压变化来进行漏电探测，通过如此构成，在蓄电电路与作业车辆的底盘间之间发生了漏电的情况下，由于在蓄电装置与作业车辆的底盘间之间的电阻值切换前后蓄电装置的电压变化变小，所以能容易地进行漏电探测。 

附图说明

图1是示出本发明的实施方式中作为作业车辆的垃圾车的电气电路的一部分的概略构成图。 

图2是图1的控制部的主处理的工作流程图。 

图3是图2的漏电探测处理的工作流程图。 

具体实施方式

图1是示出本发明的实施方式中作为作业车辆的垃圾车的电气电路的一部分的概略构成图。在图1中，本发明的实施方式中作为作业车辆的垃圾车包括：由电力驱动的负载电路1；作为蓄积供给负载电路1的电力的蓄电装置的电容器2；对电容器2进行充电的充电电路3；以及探测电容器2的漏电的漏电探测电路4。 

再有，本实施方式的垃圾车其细节虽未图示，但与通常的垃圾车同样地，包括设置于驾驶室后方的垃圾收容箱；以及设置于垃圾收容箱后部的垃圾投入箱。在垃圾投入箱内，装载有作为作业装置的垃圾装载装置，该垃圾装载装置由将投入到该垃圾投入箱内的垃圾装载到垃圾收容箱内的垃圾塞入板、旋转板及排出板等构成。垃圾装载装置由油压缸和油压电动 机驱动，油压缸以油压泵所产生的压力油驱动。 

负载电路1例如是驱动该油压泵的电动机。电动机采用永久磁铁同步电动机。该永久磁铁同步电动机具有如下特征：采用矢量控制驱动，与现有的感应电动机相比，由于尺寸及重量均减少，效率极高，故可高效地使用电容器2内所蓄积的电能。 

电容器2是电双层电容器（所谓condenser），不像蓄电池那样使用化学反应，只是利用蓄积电荷的物理现象。电双层电容器的特征在于，寿命非常长，另外，由于能用大电流进行充电，所以充电时间非常短，较为廉价。本实施方式的电容器2由多个单元构成，配置在设置于驾驶室与垃圾收容箱之间的机器收纳箱内和底盘的侧方（未图示。），被电串联连接。由此，总计有数百V的电压输出成为可能。 

充电电路3其细节虽未图示，但包括利用作为车辆行驶驱动源的车辆行驶引擎来发电的发电机和AVR（自动电压控制装置）。发电机有别于车辆通常装载的小型发电装置（发电机）而另行设置，在车辆行驶引擎的驱动中由其风扇传送带（未图示。）始终被驱动。再有，也可以是发电机仅在必要时驱动。AVR将发电机的交流电力变换成直流，并且与车辆行驶引擎的转数变化无关地使发电机的输出电压调整至恒定目标值。也就是说，利用AVR的电压上限控制功能，不将超过规定电压的电压供给电容器2。 

漏电探测电路4具有：由电阻R1～R4、Rp及继电器Ry等构成并进行电容器2的漏电探测的漏电探测部5；电路切换开关SW；检测从电容器2流到负载电路1的电流的电流传感器I；以及作为控制部的微型控制器（以下，称为“微控器”。）6。漏电探测部5作为模拟输入1被输入到微控器6，电流传感器I作为模拟输入2被输入到微控器6。另外，作业车辆的引擎键接通信号作为数字输入1被输入到微控器6。另外，微控器6基于来自这些模拟输入1、2和数字输入1的输入，作为数字输出1输出电路切换开关SW的控制信号，作为数字输出2输出继电器Ry的控制信号。 

电路切换开关SW被设置于负载电路1、电容器2、漏电探测部5、微控器6的模拟输入1之间。若电路切换开关SW被切换至触点a，则电容器2的正极和负极与负载电路1连接，并且电容器2的正极和负极与微控器6的模拟输入1连接。另一方面，若电路切换开关SW被切换至触点b，则负载电路1的正极和负极被从电容器2上切断，并且电容器2的正极和 负极与漏电探测部5连接，漏电探测部5与微控器6的模拟输入1连接。 

电容器2从作业车辆的底盘上电气浮置，与底盘连结的电阻部分为漏电电阻Rop、Ron。电容器2的电压用电阻R1、R2、R3分压，电阻R2两端的电压进而用电阻R4与微控器6的模拟输入1的输入电阻Rin分压，被输入到模拟输入1。电阻R2的单侧与底盘连接。若继电器Ry导通，则电阻Rp被连接在电容器2的正极与底盘之间。 

在此处，将继电器Ry断开时的模拟输入1的输入电压定为V1，将继电器Ry导通时的输入电压定为V2。若使继电器Ry导通，则由于电阻Rp与电阻R1、R2并联，故V1>V2。此时，V1-V2=V3。当电容器2的正极漏电时，由于处于漏电电阻Rop始终与电容器2的正极连结的状态，故断开了继电器Ry时的输入电压V1、V2的变化变小，V3变小。也就是说，通过测定V3，可测定漏电电阻Rop。电容器2的负极漏电时也同样地，通过测定V3，可测定漏电电阻Ron。 

接着，参照图2和图3说明微控器6的工作。图2是图1的微控器6的主处理的工作流程图，图3是图2的漏电探测处理的流程图。 

如图2所示，微控器6首先由数字输出1控制开关SW，切换至触点a侧，将电容器2从漏电探测部5上切断，并且将电容器2与负载电路1连接（步骤S101）。其次，微控器6当通过将引擎键接通信号输入到数字输入1而检测出引擎的启动后（步骤S102），由模拟输入1检测出电容器2为满充电（步骤S103），且由模拟输入2检测出负载电路1的电流为零时（步骤S104），由数字输出1控制开关SW，切换至触点b侧，将电容器2从负载电路1上切断，并且将漏电探测部5与电容器2连接（步骤S105），启动漏电探测处理（步骤S106）。 

若启动漏电探测处理，则如图3所示，微控器6首先使继电器Ry断开（步骤S110），测定模拟输入1的输入电压V1（步骤S111）。其次，微控器6使继电器Ry导通（步骤S112），测定模拟输入1的输入电压V2（步骤S113）。再次，微控器6使继电器Ry断开（步骤S114），V1/V2若为判定基准值以下，则判定为漏电状态（步骤S115），启动漏电时处理（步骤S116）。另一方面，若为基准值以上，作为正常情况，返回到主处理，等待漏电探测处理启动（步骤S117）。 

在正常处理后，返回到图2，微控器6由数字输出1控制开关SW，切换至触点a侧，将电容器2从漏电探测部5上切断，并且将电容器2与 负载电路1再连接（步骤S107），等待下一次的引擎启动（步骤S102）。也就是说，微控器6对于1次引擎启动，即进行1次漏电探测。 

如上所述，在本实施方式的垃圾车中，在检测到电容器2变成满充电、且检测到负载电路1的电流为零时，将电容器2从负载电路1上切断，进行电容器2的漏电探测，在进行了电容器2的漏电探测后，将电容器2再连接到负载电路1上。因此，由于电压随充放电量而变化，故能用简单的电路构成来高精度地判定在充放电中无法进行准确的电压测定的电容器2的漏电。 

另外，在本实施方式的垃圾车中，由于每当检测出作业车辆的引擎键接通信号时就进行电容器2的漏电探测，故对于作业车辆的1次引擎启动，即进行1次漏电探测，以充分的频度探测电容器2的漏电。 

另外，在本实施方式的垃圾车中，由于根据因继电器Ry的通断而切换了1次电容器2与作业车辆的底盘之间的电阻值时的电容器2的电压变化来进行漏电探测，故在电容器2与作业车辆的底盘间之间发生了漏电的情况下，由于在电容器2与作业车辆的底盘间之间的电阻值切换前后电容器2的电压变化变小，所以能容易地进行漏电探测。 

产业上的可利用性 

本发明作为具有由蓄积于蓄电装置内的电力所驱动的负载电路的作业车辆及其漏电探测方法是很有用的。 

附图标记说明 

1    负载电路 

2    电容器 

3    充电电路 

4    漏电探测电路 

5    漏电探测部 

6    微型控制器（微控器）。 

Claims (6)

1.一种作业车辆，其具有由电力驱动的负载电路、蓄积供给上述负载电路的电力的蓄电装置、以及对上述蓄电装置充电的充电电路，所述作业车辆具有：

漏电探测部，进行上述蓄电装置的漏电探测；

电路切换开关，将上述蓄电装置从上述负载电路上切断，并且将上述漏电探测部连接到上述蓄电装置上，此外，将上述漏电探测部从上述蓄电装置上切断，并且将上述蓄电装置连接到上述负载电路上；以及

控制部，在检测到上述蓄电装置变成满充电、且检测到上述负载电路的电流为零时，使上述电路切换开关工作，将上述蓄电装置从上述负载电路上切断，并且将上述漏电探测部连接到上述蓄电装置上，在由上述漏电探测部进行了上述蓄电装置的漏电探测后，使上述电路切换开关工作，将上述漏电探测部从上述蓄电装置上切断，并且将上述蓄电装置连接到上述负载电路上。

2.如权利要求1所述的作业车辆，其中，

每当上述控制部检测出该作业车辆的引擎键接通信号时，就使上述电路切换开关工作，由上述漏电探测部进行上述蓄电装置的漏电探测。

3.如权利要求1或2所述的作业车辆，其中，

上述漏电探测部根据切换了1次上述蓄电电路与该作业车辆的底盘之间的电阻值时的上述蓄电装置的电压变化来进行漏电探测。

4.一种作业车辆的漏电探测方法，所述作业车辆具有由电力驱动的负载电路、蓄积供给上述负载电路的电力的蓄电装置、以及对上述蓄电装置充电的充电电路，所述作业车辆的漏电探测方法包含：

在检测到上述蓄电装置变成满充电、且检测到上述负载电路的电流为零时，将上述蓄电装置从上述负载电路上切断，进行上述蓄电装置的漏电探测；以及

在进行了上述蓄电装置的漏电探测后，将上述蓄电装置连接到上述负载电路上。

5.如权利要求4所述的作业车辆的漏电探测方法，其特征在于，

每当检测出该作业车辆的引擎键接通信号时就进行上述蓄电装置的漏电探测。

6.如权利要求4或5所述的作业车辆的漏电探测方法，其特征在于，

根据切换了1次上述蓄电电路与该车辆的底盘之间的电阻值时的上述蓄电装置的电压变化来进行上述蓄电装置的漏电探测。

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