JP2010252456A - 充電器故障検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】充電器に対する分解、部品の追加、或いは部分的な改造を加えることなく、充電器の外部から故障を検出し、また充電器が停止した場合、迅速に充電器の故障を検出することができる充電器故障検出装置を提供すること。
【解決手段】
交流電源電流を整流し供給電流として負荷へ供給する充電器と、前記充電器と負荷との接続に対して並列に接続され、前記供給電流の一部によって充電され、あるいは、前記負荷へ放電電流を供給する蓄電池と、前記蓄電池を流れる電流の方向を検出する電流センサと、前記蓄電池を流れる電流の方向が放電方向である場合に、その放電電流に基づいて充電器が故障であるかどうかを演算により判定する計測装置とを含み、前記電流センサは分割可能な構造を有し、前記蓄電池への配線に取り付けられて前記蓄電池を流れる電流の方向を検出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、充電器故障検出装置、特に充電器に対する分解、部品の追加、或いは部分的な改造を加えることなく、充電器の外部から故障を検出することができる充電器故障検出装置に関するものである。

従来、充電器の故障を検出する装置は、充電器が故障した場合に故障状態を外部に通報するようになっている。しかし、故障の発生モードによっては、何の通報もなく故障し、直流電力電源出力を停止することがある。従来から使われている充電器には、故障検出器として直流不足電圧リレー（８０）（この技術分野では「リレーはちまる」と呼称する）がある。しかしこの直流不足電圧リレー（８０）を使って充電器の故障検出を行う場合、充電器で故障が発生してから故障と判断されるまでの時間が２時間以上必要である。また、充電器の直流出力電圧は時には何らかの理由により異常に上昇する場合があり、直流不足電圧リレー（８０）ではこの条件での監視・故障検出はできない。また、充電器出力電圧にノイズなどが重畳した場合には監視が的確に行われない。

従来の充電器故障検出装置としては例えば、特許文献１に記載されたものがある。これは、変電所などにおいて、整流器（充電器も同様である）が故障すると、整流器からの供給電流は通常時より低下する。直流変流器は、整流器から出力される供給電流から、蓄電池から出力される放電電流を減算した差電流を検出しており、整流器からの供給電流は通常時より低下した場合、報知装置は差電流が負の値であることを検知し監視センタへその旨の報知を行う、というものである。

特開２００８−２４５３４２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された充電器故障検出装置、具体的にはＤＣＣＴ、電流リレー、報知装置などのユニットは、構造的にみて、充電器および蓄電池と回路接続されて一体構造を為しており、外部から取り付けた構造、或いは充電器および蓄電池などの設備を設置した後、一定時間経過後に後付けしたものとはなっていない。また、上記特許文献１に記載された充電器故障検出装置では、整流器（充電器）の供給電流と蓄電池の放電電流間の差電流を検出し、整流器からの供給電流の低下を検知して報知装置により報知を行うため、通常の充電器の稼動状態において、何らかの理由により充電器の出力が一時的に低下して蓄電池の放電電流を下回ったときでも、故障通報が行われる。そして、故障に対応するため、回復作業に当たるときには充電器自体は元の通常（或いは、正常）状態に戻っており、無駄所作を行うことがあり得る。

またこの技術分野において、直流電源装置は、充電器と蓄電池とから構成されており、充電器の基本機能を大別すると２つの機能がある。第１の機能は、充電器に接続した直流負荷となる各種装置類への電源供給機能である。第２の機能は、充電器の入力である元電源が停止した場合にバックアップ機能を担う蓄電池への充電である。蓄電池は充電器の出力に組み込まれ、充電器が停止した場合には、元電源電気エネルギーの一時的代替えを行う。充電器本体と蓄電池を改造することなく、外部に付加が可能で、且つ蓄電池の放電現象を監視することによって充電器停止という故障を瞬時に検出できる故障検出装置は存在しない。

また、近年に設置された充電器設備は信頼性を重視した造りとなっているが、中には、充電器設置開始時から時間が経過した充電器（すなわち古いタイプの充電器）が多く存在し、このタイプの充電器は故障発生の可能性を指標とした信頼性バスタブカーブの最終期に近づいている事実があり、故障発生現象を迅速に通報することが必須で切実な状況である。

充電器が故障した場合の問題は、充電器から直流電源の供給を受けている各種装置類が非常に重要な機器であるため、万が一故障した場合は重大な影響および被害を被ることになる。また、重要な機器類が停止した場合はライフラインである電気の供給が止まる事態を招きかねない虞がある。

充電器の故障について、充電器が停止した場合は、内部に設置してある直流不足電圧リレー（８０）で検出できるものの、検出感度が低いために直ぐには充電器の停止が判明せず約２時間が経過しないと故障検出を行わない。この故障検出を受けてから対策に当たった場合は、蓄電池が放電完了となるまでの約２時間以内で応急修理を完了する必要があるが、現実の対策時間は約４〜５時間程度必要な場合があり、間に合わない場合は直流電源で稼動する各種装置類が停止し、最悪の場合はライフラインである電気の供給が止まる事態を招きかねない。

充電器の別の異常として何らかの理由により出力電圧が上昇し過電圧となる場合がある。この場合は直流不足電圧リレー（８０）では計測原理上検出ができない。監視対象である蓄電池放電電流および充電器出力電圧が外来ノイズ等で脈動したり、充電器自体の劣化現象が進んだ場合に故障発生・復旧を頻繁に繰り返した場合などは故障を確実に検出できないことがある。

既に設置された充電器の内部に改造を加えることにより充電器の故障を確実且つ迅速に検出する方法も考えられるが、これをユーザ側で実施した場合は、充電器製造方法メーカの保証と責任が得られなくなる。また、改造をメーカ側で実施する場合は改造コストが大きくなり経済的に不利になる。

本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、その第１の目的は、充電器に対する分解、部品の追加、或いは部分的な改造を加えることなく、充電器の外部から故障を検出することができる充電器故障検出装置を提供することにある。

本発明の第２の目的は、充電器が停止した場合、迅速に充電器の故障を検出することができる充電器故障検出装置を提供することである。

本発明の第３の目的は、監視対象である蓄電池放電電流および充電器出力電圧が外来ノイズ等で脈動したり、充電器自体の劣化現象が進んだ場合に故障発生・復旧を頻繁に繰り返した場合などは故障を確実に検出することができる充電器故障検出装置を提供することである。

請求項１記載の本発明は、交流電源電流を整流し供給電流として負荷へ供給する充電器と、前記充電器と負荷との接続に対して並列に接続され、前記供給電流の一部によって充電され、あるいは、前記負荷へ放電電流を供給する蓄電池とにおいて、前記蓄電池を流れる電流の方向を検出する電流センサと、前記蓄電池を流れる電流の方向が放電方向である場合に、その放電電流に基づいて充電器が故障であるかどうかを演算により判定する計測装置とを含み、前記電流センサは分割可能な構造を有し、前記蓄電池への配線に取り付けられて前記蓄電池を流れる電流の方向を検出し、また、前記電流センサからの信号は配線により充電器本体の外部に設置された計測装置に伝送されることを特徴とする。

請求項１記載の発明は、電流センサは分割可能な構造を有し、前記蓄電池への配線に取り付けられて前記蓄電池を流れる電流の方向を検出するようになっているため、充電器本体を改造したり、ユニットを付加したりすることなく充電器故障検出装置を構成し充電器に適用でき、これにより古いタイプの充電器でも最新の充電器と同様に故障検出を行うことができるという利点がある。

請求項２記載の発明は、計測装置は、蓄電池からの放電電流を計測する第１計測回路と、蓄電池出力の過電圧を計測する第２計測回路と、前記第１及び第２計測回路からの信号を演算処理する演算処理ユニットを有し、前記第１計測回路は、放電電流値と所定の設定値とを比較して異常かどうかを判断する電流比較手段と、異常電流値が正常電流値に復帰した場合にこの復帰が瞬時復帰かどうかの判定を行う復帰判定タイマと、異常電流の継続時間を計測して充電器が故障であるかどうかを判定する動作継続タイマとを備え、また、前記第２計測回路は、前記充電器および蓄電池の入出力端子間の電圧が過電圧であるかどうかを計測する電圧計測手段と、過電圧の値が正常電圧値に復帰した場合にこの復帰が瞬時復帰かどうかの判定を行う復帰判定タイマと、過電圧の継続時間を計測する電圧継続タイマとを備え、異常状態が所定時間継続し、且つその継続時間中に生じた瞬時復帰を除外して充電器の故障を判定することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、電流または電圧を計測する計測回路に復帰判定タイマ或いは異常電流（電圧）の継続時間を計測する動作継続タイマとを備え、その時間計測結果に基づいて故障の判定を行うため、異常状態が所定時間継続し、且つその継続時間中に生じた瞬時復帰を無視して充電器の故障を判定することができるという利点がある。

請求項３記載の発明は、前記演算処理ユニットにおいて、前記第１及び第２計測回路からの計測結果をＯＲ処理するから、充電器について電流の異常または電圧の異常が発生したときに充電器の故障を判定することができるという利点がある。

請求項４記載の発明は、電流センサに試験巻線を施し、この試験巻線を充電器または蓄電池端子に接続し、充電器本体から試験巻線に試験電流を印加して電流センサに蓄電池を流れる電流を検出させるようにしたため、実際の充電器の故障検出とは別に充電器故障検出装置自体の試験検査を行うことができるという利点がある。

本発明によれば、充電器本体を改造したり、ユニットを付加したりすることなく充電器故障検出装置を構成し充電器に適用でき、これにより古いタイプの充電器でも最新の充電器と同様に故障検出を行うことができる。

また、本発明によれば、異常状態が所定時間継続し、且つその継続時間中に生じた瞬時復帰を無視して充電器の故障を判定することができる。また、充電器が故障した場合に確実な故障判断が可能になる。充電器の故障判断は第１に蓄電池の放電電流の監視と、第２に充電器出力電圧の監視を行い、蓄電池の放電電流監視結果と電圧監視結果とを論理ＯＲする故障検出にすることで、充電器の監視精度向上を図ることが出来る。また、電流計測精度は１Ａ以下にすることができること、不要動作を防止するため復帰監視タイマと動作計測タイマを組み込んだことに確実な故障検出が可能になる。

また、迅速に故障が判断できるようになったことで、復旧作業が完了するまでの対応時間をより長くとることができるようになり、運用上で最悪の事態を避けることができる。特に、故障検出までに１０秒〜１分程度で判断が可能になる。従来では異常発生から故障判明までに約２時間が必要であったため、緊急対応処置が間に合わない。１分程度で故障結果が得られれば、４時間程度内に処置完了すればよいので最悪の事態は避けられる。

さらに本発明によれば、実際の充電器の故障検出とは別に充電器故障検出装置自体の試験検査を行うことができる。

本発明の一実施の形態として示す充電器等および充電器故障検出装置の接続状態を表す全体構成図である。 本実施の形態に於ける充電、放電現象の計測、試験回路を示すブロック図である。 本実施の形態に於ける検出器本体の機能構成を示すブロック図である。 本実施の形態に於ける検出器本体のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 本実施の形態に於ける故障検出動作の処理手順を説明するフローチャートである。 本実施の形態に於ける故障検出動作の流れとした概要を説明する図である。 本実施の形態に於ける故障検出に当ってのＤＣ電源電圧の監視体系を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態について、図１から図７を用いて説明する。図１は本発明の一実施の形態として示す充電器等および充電器故障検出装置の接続状態を表す全体構成図である。図１において、１は元電源であり、本実施の形態では交流電源が使われる。２は充電器であり、内部にＴＨＹを組み込んでおり元電源１に接続されて充電される。３は蓄電池であり、通常は充電器２からの電力供給により電荷を蓄える一方、充電器２の停止等の異常事態が発生したときは充電器２に代わって電気を放電する。これらの充電器２および蓄電池３が合わさって直流電源装置が構成される。４は負荷であり、充電器２からの電力供給を受ける各種装置類がこれに相当する。５は電流センサであり蓄電池３の配線にアタッチメント状態に取り付けられ、この配線を流れる電流を検出する。電流センサ５は分割可能な構造を有し（すなわち、分割型電流センサ）、前記蓄電池３の配線に機械的に取り付けられて前記蓄電池３を流れる電流の方向を検出する。具体的には、電流センサ５は配線を貫通させる通し孔を有するブロック体から成り、通し孔部分を分割させることにより他の装置の配線に嵌合させ、また上記分割させた部分を合体させることにより配線にホールド結合させることができる。６は電流センサ５と組み合わさって計測装置を構成する故障検出器本体であり、電流センサ５、および充電器２または蓄電池３と負荷４とを接続する出力配線に接続されて電流或いは電圧のデータを取り込む。図１中ａは故障検出器本体６が電流センサ５から電流データを取り込む信号線であり、ｂおよびｃは故障検出器本体６が充電器の出力配線から電流データを取り込む信号線である。蓄電池３は充電器２と負荷４との接続に対して並列に接続される。また故障検出器本体６からは故障検出信号７が出力される。

図２は本実施の形態に於ける充電、放電現象の計測回路、および電流センサー５に一部改変を施して試験回路を構成した例を示すブロック図である。この図において、電流センサ５には巻線８が施されている。この巻線８は電流センサ５の通し孔と外周面とを巡らせてリード線を多重に巻回させてなるものであり、計測装置、とりわけ故障検出器本体６が正常に機能するかどうか試験するために使われる。また、図２から明らかなように、故障検出器本体６には電流センサ５の出力であるアナログ信号からなる電流検出信号をフィルタ処理（濾波処理）するアナログフィルタ９とＡ／Ｄ変換器９からの信号に基づいて故障検出を行う故障検出回路１０とが組み込まれている。

図３は故障検出器本体６の構成をより詳細に示す機能ブロック図である。この故障検出器本体６は電流センサ出力１２をフィルタ処理する上述したアナログフィルタ９と、故障検出回路１０としての演算ＣＰＵを備えている。演算ＣＰＵは、アナログフィルタ９でフィルタ処理された電流センサ出力（アナログ）をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１３と、Ａ／Ｄ変換器１３からの信号をフィルタ処理するデジタルフィルタ１４と、整定値判断部１５と、過電圧の値が正常電圧値に復帰した場合にこの復帰が瞬時復帰かどうかの判定を行う復帰監視タイマ１６と、過電圧の継続時間を計測する動作継続タイマ１７とを備え、これらの処理動作を経て故障検出出力を送出する。整定値判断部１５には整定値を設定し保持する整定値設定・保持部１８と各種データを表示する数値表示器１９とが接続され、整定値設定・保持部１８からは所定の整定値が整定値判断部１５に送られ、その整定値に応じた結果データが数値表示器１９に表示されるようになっている。また、演算ＣＰＵには常時監視部２１が備えられており、更に常時監視部２１を監視するＷＤＴ２０が備えられている。また、演算ＣＰＵの外の故障検出器６内部には、故障検出器６内部の各機能部が正常かどうか試験するための試験電流スイッチ２２と、Ａ／Ｄ変換器１３へ変換データを送る絶縁ＡＭＰ２３と、演算ＣＰＵの各回路へ電源を供給するＤＣ／ＤＣ電源２４とが備えられている。ＤＣ／ＤＣ電源２４はＷＤＴ２０へも電源を供給する。整定値設定・保持部１８には整定値供給操作を行うための整定値操作部２５が接続されており、また、試験電流スイッチ２２には点検操作を行うための点検操作部２６が接続されている。これらの整定値操作部２５および点検操作部２６はそれぞれの操作指令を入力するためのもので、キーボードや液晶タッチパネル、或いはマウスなど、各種入力手段が用いられる。

この故障検出器本体６は大別して２つの計測回路を有している。１つ目は蓄電池３からの放電電流を計測する第１計測回路であり、２つ目は充電器２及び／又は蓄電池３出力の過電圧を計測する第２計測回路である。第１計測回路は、蓄電池３の放電電流値を取り込み、この放電電流値と所定の設定値とを比較して異常かどうかを判断する電流計測手段としての整定値判断部１５と、異常電流値が正常電流値に復帰した場合にこの復帰が瞬時復帰かどうかの判定を行う復帰監視タイマ１６と、異常電流の継続時間を計測して充電器が故障であるかどうかを判定する動作継続タイマ１７とを備えている。また、第２計測回路は、前記充電器２および蓄電池３の入出力端子間の電圧を取り込み、この電圧が過電圧であるかどうかを計測する電圧計測手段としての整定値判断部１５と、過電圧の値が正常電圧値に復帰した場合にこの復帰が瞬時復帰かどうかの判定を行う復帰判定タイマ１６と、過電圧の継続時間を計測する電圧継続タイマ１７とを備えている。
図４は、上述した故障検出器本体６のハードウェア構成を示すブロック図である。この故障検出器本体６にはハードウェアユニットとして、演算ＣＰＵを構成する演算部、各種メモリとしてのＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭなどを有しており、また、電源部には電源スイッチ、ヒューズ、ノイズフィルタが組み込まれている。さらに、出力部３１には接点出力回路３２が組み込まれている。

以上の構成を有する充電器故障検出装置の動作について以下説明する。
（１）蓄電池放電電流計測による故障検出
この検出動作では、蓄電池３の充電および放電電気量の大きさと極性を計測し監視する。計測装置の電流センサ５が蓄電池３に流れ込む電流、或いは流れ出る電流を計測する。電流センサ５は、蓄電池３の電流値と、電流の方向が放電方向（図２中の矢印Ａ）であるか充電方向（図２中の矢印Ｂ）であるかを監視する。充電器２が停止となる故障を検出する条件として、蓄電池３の電流が放電方向であること、放電電流の大きさが設定値を超えていること、および放電を開始した時点から設定した継続時間を越える条件を組み合わせ、故障として判断を行う。その故障検出シーケンスを図５、図６に示す。図５は本実施の形態に於ける故障検出動作の処理手順を説明するフローチャートである。図６は上記故障検出動作の概要を説明する図である。図５のフローチャートに示されているように、監視動作は上記第１計測回路および第２計測回路のそれぞれにおいて並行処理的に或いは時間的に相前後して実行される。まず第１計測回路による監視動作について説明する。この監視動作が開始されると、演算ステップＳＴ１において演算ＣＰＵにおいて電流センサ５からの検出結果により電流が検出設定値（図２参照）を超過しているかどうかの検出が行われ、超過していない間は充電器２は正常運転の範囲にあるとして、この検出動作が繰り返される。このときの蓄電池３における電流の流れは基本的には図２中の矢印Ｂの方向であり、仮に矢印Ａの方向に流れていてもその電流値は検出設定値以下である。

次に、この検出動作において電流が超過していると判定された場合は（充電器２は異常運転）、蓄電池３における電流の流れは図２中の矢印Ａの方向でありその電流値は検出設定値より大きいと判断される。この異常検出が行われると、ステップＳＴ２において演算ＣＰＵの復帰監視タイマ１６が作動し、ステップＳＴ３において動作継続タイマ１７が作動する。これら２つのタイマ１６，１７は、ほぼ同時に作動開始する。復帰監視タイマ１６では、異常状態において瞬時復帰（瞬間的なノイズとして現れる）が起こるかどうかが計測される。瞬時復帰とは、一旦放電電流が異常と判断された後、放電電流が瞬間的に正常な状態に戻ることをいい、時間−電流値グラフ上では瞬間的なノイズとして現れる（図２の点線グラフ参照）。この復帰監視タイマ１６の動作においては、上記瞬時復帰は無視され動作継続タイマ１７の計時動作が継続される。動作継続タイマ１７では監視時間が設定され、その時間異常状態が継続するかどうかがチェックされ、異常状態の継続時間（Ｔ）が監視次官の設定値に達したら第１計測回路において最終的に異常検出として出力する。この実施の形態において監視時間の設定は１秒〜６０秒の範囲で行われるが、他の設定値であってもよい。

次に第２計測回路による監視動作について説明する。この監視動作が開始されると、演算ステップＳＴ４において演算ＣＰＵにおいて電圧計測処理が行われ充電器２の出力電圧が検出設定値を超過しているかどうか（すなわち、超過電圧かどうか）の検出が行われ、超過していない間は充電器２は正常運転の範囲にあるとして、この検出動作が繰り返される。次に、この検出動作において出力電圧が超過していると判定された場合は（充電器２は出力電圧が高すぎる方向へ異常運転）、ステップＳＴ５において演算ＣＰＵの復帰監視タイマ１６が作動し、ステップＳＴ６において動作継続タイマ１７が作動する。これら２つのタイマ１６，１７は、ほぼ同時に作動開始する。復帰監視タイマ１６では、異常状態において瞬時復帰が起こるかどうかが計測される。瞬時復帰とは、一旦出力電圧が異常と判断された後、出力電圧が瞬間的に正常な状態に戻ることをいい、時間−電圧値グラフ上では瞬間的なノイズとして現れる（図２の点線グラフと同様）。この復帰監視タイマ１６の動作においては、上記瞬時復帰は無視され動作継続タイマ１７の計時動作が継続される。動作継続タイマ１７では監視時間が設定され、その時間異常状態が継続するかどうかがチェックされ、異常状態の継続時間（Ｔ）が監視時間の設定値に達したら第２計測回路において最終的に異常検出として出力する。この実施の形態において監視時間の設定は１秒〜６０秒の範囲で行われるが、他の設定値であってもよい。なお、第２計測回路における計測動作の説明においても、先の第１計測回路の動作説明に用いられた図２のグラフは同様に参照可能であり、同図中の電流を「電圧」に置き換え、同図中のグラフの縦軸を「電圧値」に置き換えれば同様に理解される。

以上のようにして第１計測回路および第２計測回路から異常検出出力がされると、演算ＣＰＵは、ステップＳＴ７において第１及び第２計測回路からの計測結果をＯＲ処理し、充電器について電流の異常または電圧の異常が発生したときに充電器の故障を判定し故障検出出力をする（ステップＳＴ８）。

なお、電流センサ５の出力による検出に際して、故障検出を行う電流設定は、充電器２に接続した負荷４の容量に整合した放電電流値とする。また、継続時間（Ｔ）は、充電器２が健全状態で供給対象装置の直流負荷が変動した場合に生じる蓄電池３からの短時間放電継続時間を上回る値とする。蓄電池３からの放電電流が設定値を超え、且つその放電継続時間が時間（Ｔ）以上継続した場合は、充電器２が停止となる故障と判断し警報を出力する。同様に、充電器２の特性等に整合した直流過電圧値を検出値として設定する。充電器２の出力が直流電圧設定値を超え、且つその放電継続時間が時間（Ｔ）以上継続した場合は、充電器２の直流出力が過電圧となる故障と判断し警報を出力する。充電器２の故障判断は、蓄電池３の放電電流による故障検出と、充電器出力電圧による故障検出を行うことは本発明の１つの特徴である。設定値と比較して判断を行う放電電流・電圧入力値はＡ／Ｄ変換を行いデジタル値で演算比較を行う構成とすることから、高精度計測が可能でさらに経年変化が少ないという特徴がある。

また復帰監視タイマ１６による瞬時ノイズの誤判断防止について、放電電流が何らかの理由により、例えば瞬間的なノイズ等の影響で一時的に検出設定値より低下した場合に、検出現象を解除してしまうことの不都合を回避する必要がある。そのために、復帰監視タイマ１６および動作継続体目１７を組み合わせ、検出条件解除を阻止する回路構成を備え、検出目的にかなった検出動作が得られることが本発明の１つの特徴である。同様に充電器２の電圧が何らかの理由により、例えば瞬間的なノイズ等の影響で一時的に検出設定値より低下した場合（または過電圧になった場合）に、検出現象を解除してしまうことの不都合を回避する必要がある。そのために、復帰監視タイマ１６および動作継続体目１７を組み合わせ、検出条件解除を阻止する回路構成を備え、検出目的にかなった検出動作が得られることが本発明の１つの特徴である。なお、故障検出のための条件設定は演算ＣＰＵの記憶エリアのＥＥＰＯＲＯＭ２９に保持することができる。条件設定の再設定は何度でも可能である。

また、本実施の形態では、商用交流ノイズによる誤動作防止も図る。商用周波交流ノイズは本発明の充電器故障検出装置を設置する環境においては日常的に考えられる。入力段階の電流センサ３は交流分を含んだ計測値になることが考えられ、誤った検出を防止するため二重の交流阻止フィルタ（回路）を構成する。第１の阻止構成は、Ａ／Ｄ変換器１３の折り返し歪み防止目的のアナログフィルタ（ＡＥＦ：アンチエリアシングフィルタ９）で、商用周波数の２倍以上に対して−４０ｄＢ以上（約１／１００以下）減衰させる。第１の阻止構成は、デジタルフィルタ１４で、商用周波数、例えば５０Ｈｚに対して−６０ｄＢ以上（１／１０００以下）減衰させる。これにより商用交流周波数成分のノイズに対して全く影響を受けないことを特徴とする。充電器２が設置される環境には商用の５０／６０Ｈｚ成分とした交流ノイズが存在することは周知である。針状波だけでなく商用の周波数及び２倍，３倍の周波数成分に対して二重のフィルタ回路を設けたことで交流ノイズに対する耐量を強化することができ、故障検出のための判断シーケンスを目的から逸脱しないで演算させることができる。

（２）試験回路による健全性確保
本実施の形態では、検出器本体６と電流センサ５の健全性を確保する手段として電流センサ５に試験用巻線８を施し、電流の入力端から計測結果まで一連の流れを全て確認することができる構成となっている。試験電流は、蓄電池３に対して充電方向とし、放電電流計測値とした場合に電流量が低下する極性とする。試験操作を実施した場合に放電電流が増加し、故障検出に至ってしまうという、誤った判断を防ぐためである。試験用巻線８に流す電流値の設定は制御電源電圧を基に、電圧に直列抵抗器３３（図４）を挿入し、試験電流値を定める。試験の実施は点検操作により試験電流を通電し数値表示器１９への測定結果の表示値を確認することで健全性が確認できる。

（３）自動監視による健全性確保
故障検出器本体６の健全性確保として常時監視を行う構成とする。常時監視は計測および演算回路に供給される各種ＤＣ電源をＡ／Ｄ変換し、計測結果から供給状況を判断し、機器動作状態として監視する。また、演算ＣＰＵ自体が何らかの理由により停止した場合の監視は別置きのウオッチドッグタイマ（ＷＤＴ）で行う。信頼性確保確認は常に行う。図７は本実施の形態に於ける故障検出に当ってのＤＣ電源電圧の監視体系を説明する図である。この図から明らかなように、自動監視動作において、演算ＣＰＵ用供給電源が５Ｖ（ボルト）の場合、動作可能な範囲は４．５Ｖまでであることから４．７Ｖは演算ＣＰＵで監視可能であり４．７Ｖまで正常とし、それ以下は異常と判断する。入力部（アナログ回路）用協汲流会電源±１２Ｖは±１０．５Ｖまでの範囲を正常とし、１０．５Ｖより以下および−１０．５Ｖ以上は異常と判断する。

本発明による充電器故障検出装置によれば、当該装置を組み込むに当って充電器内部の改造が不要であり、故障検出判断を二箇所で行って検出制度を向上させ、且つ迅速な故障判断を行うことができるという利点がある。

１ 元電源
２ 充電器
３ 蓄電池
４ 負荷
５ 電流センサ
６ 故障検出器本体

Claims (4)

1. 交流電源電流を整流し供給電流として負荷へ供給する充電器と、
   前記充電器と負荷との接続に対して並列に接続され、前記供給電流の一部によって充電され、あるいは、前記負荷へ放電電流を供給する蓄電池とにおいて、
   前記蓄電池を流れる電流の方向を検出する電流センサと、
   前記蓄電池を流れる電流の方向が放電方向である場合に、その放電電流に基づいて充電器が故障であるかどうかを演算により判定する計測装置とを含み、
   前記電流センサは分割可能な構造を有し、前記蓄電池への配線に取り付けられて前記蓄電池を流れる電流の方向を検出し、また、前記電流センサからの信号は配線により充電器本体の外部に設置された計測装置に電流計測情報を伝送されることを特徴とする充電器故障検出装置。
2. 計測装置は、蓄電池からの放電電流を計測する第１計測回路と、蓄電池出力の過電圧を計測する第２計測回路と、前記第１及び第２計測回路からの信号を演算処理する演算処理ユニットを有し、
   前記第１計測回路は、放電電流値と所定の設定値とを比較して異常かどうかを判断する電流比較手段と、異常電流値が正常電流値に復帰した場合にこの復帰が瞬時復帰かどうかの判定を行う復帰判定タイマと、異常電流の継続時間を計測して充電器が故障であるかどうかを判定する動作継続タイマとを備え、また、
   前記第２計測回路は、前記充電器および蓄電池の入出力端子間の電圧が過電圧であるかどうかを計測する電圧計測手段と、過電圧の値が正常電圧値に復帰した場合にこの復帰が瞬時復帰かどうかの判定を行う復帰判定タイマと、過電圧の継続時間を計測する電圧継続タイマとを備え、
   異常状態が所定時間継続し、且つその継続時間中に生じた瞬時復帰を無視して充電器の故障を判定することを特徴とする請求項１記載の充電器故障検出装置。
3. 前記演算処理ユニットは、前記第１及び第２計測回路からの計測結果をＯＲ処理し、充電器について電流の異常または電圧の異常が発生したときに充電器の故障を判定することを特徴とする請求項２記載の充電器故障検出装置。
4. 電流センサに試験巻線を施し、この試験巻線を充電器または蓄電池端子に接続し、充電器本体から試験巻線に試験電流を充電方向に印加して電流センサに蓄電池を流れる電流を検出させるようにしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の充電器故障検出装置。

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