JP2010172191A - 負荷回路の保護装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】負荷4に流れる電流が上昇しているときには、電線7或いは接触導体の熱特性(熱抵抗、熱容量)に基づいて電線7の上昇温度を算出し、更に、負荷4に流れる電流がゼロ、或いは減少しているときには、電線7の熱特性に基づいて電線7の下降温度を算出する。そして、求められた上昇温度、下降温度をトータル的に加算することにより、現在の電線7の温度を推定し、この推定温度が所定の許容温度を超えたときに、負荷回路を遮断する。従って、電線7の温度上昇に基づいた、高精度な回路の保護が可能となる。
【選択図】 図1
Description
T2 : 周囲温度[℃]
i : 電流[A]
r : 導体の抵抗[Ω]
R : 導体の熱抵抗[℃/W]
C : 導体の熱容量[J/℃]或いは[W・sec/℃]
t : 経過時間[sec]
(1)式において、周囲温度T2は、電子スイッチ3がオンとされたときの電線7の温度であり、初期状態では固定値として例えば、通常の環境下では25℃、エンジンルーム等の高温環境下では85℃等に設定される。電流iは電流計5により測定される値である。抵抗rは定数である。熱抵抗Rは、電線7を含む導体の熱の伝わり易さを示す値であり、電線7の材質、太さ、形状等に基づく固有の値を含む導体の値である。熱容量Cは、電線7を含む導体の温度を1℃高めるのに必要な熱量であり、電線の材質、太さ、形状等に基づく固有の値を含む導体の値である。
T2 : 周囲温度[℃]
r : 導体の抵抗[Ω]
R : 導体の熱抵抗[℃/W]
C : 導体の熱容量[J/℃]或いは[W・sec/℃]
t : 経過時間[sec]
(2)式において、周囲温度T2は、電流計5で電流が検出されないとき或いは検出される電流値が下降したときの、電線7の温度である。また、「i」は、電流計5で電流が検出されないとき或いは検出される電流値が下降したときの、電線7の温度(上記した(1)式で求められる温度T1)にて発熱が飽和する電流[A]であり、電線7の温度が飽和状態である場合には、電流計5で電流が検出されないとき或いは検出される電流値が下降する直前の電流[A]となる。詳細については後述する。従って、電流iと時間tが決定されると、(2)式を用いることにより、電線7の現在の温度T1を求めることができる。
接触導体と電線7が離間し、電流値が負荷の通常動作電流に復帰した直前の電流iと、上昇温度Q(i)との関係を示すアーク対応マップ(図6参照)を予め記憶しておき、接触導体と電線7とが離間し、電流値が負荷の通常動作電流に復帰したときには、この復帰する直前の電流iに基づき、アーク対応マップを参照して上昇温度Q(i)を求め、次の(3)式を用いて、電線7の温度T1を求める。
ここで、周囲温度T2は、接触導体と電線7が離間し、電流値が負荷の通常動作電流に復帰したときの電線7の温度である。
ここで、負荷回路1にレアショートが発生し、負荷4に流れる電流iが増大した場合には、電線7の温度が上昇し、現在の電線7の推定温度Tnowが許容温度Tthを上回るので、ステップS8でNOとなり、ステップS9にてスイッチ制御部66が電子スイッチ3をオフとして回路を遮断し、負荷回路1を発熱から保護する。
2 バッテリ
3 電子スイッチ
4 負荷
5 電流計(電流検出手段)
6 制御回路
7 電線
10 負荷回路の保護装置
61 上昇温度算出部(上昇温度算出手段)
62 下降温度算出部(下降温度算出手段)
63 アーク上昇温度算出部
64 推定温度算出部(推定温度算出手段)
64a メモリ
65 温度判定部(温度判定手段)
66 スイッチ制御部(遮断制御手段)
Claims (4)
- 電源、スイッチ及び負荷を備えた負荷回路の、前記負荷に流れる電流を検出し、検出した電流値により前記負荷回路を遮断する負荷回路の保護装置において、
前記負荷に流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段で電流が検出されているとき、検出された電流値と、前記負荷と電源とを結ぶ導体の熱特性とに基づいて、前記導体の上昇温度を算出する上昇温度算出手段と、
前記電流検出手段で電流が検出されていないとき、或いは検出した電流が下降したときに、前記導体の熱特性に基づいて、前記導体の下降温度を算出する下降温度算出手段と、
前記上昇温度算出手段、及び前記下降温度算出手段により算出される上昇温度及び下降温度を積算して、前記導体の推定温度を求める推定温度算出手段と、
前記推定温度算出手段により算出される前記導体の温度が所定の閾値温度を超えたか否かを判定する温度判定手段と、
前記温度判定手段により、前記導体の温度が所定の閾値温度を超えたと判定された際に、前記負荷回路を遮断する遮断制御手段と、
を備えたことを特徴とする負荷回路の保護装置。 - 前記熱特性は、熱の伝わり易さを示す熱抵抗R、及び単位温度上昇させるために必要な熱容量Cであることを特徴とする請求項1に記載の負荷回路の保護装置。
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