JP2012122869A - 負荷回路の断線検出装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電流センサ16にて電線W1に流れる電流を検出し、検出した電流に基づいて電線温度を推定し、推定した電線温度が閾値温度に達した場合に半導体スイッチQ1を強制的にオフとする保護装置100が設けられる場合に、半導体スイッチQ1をオンとして所定時間(P1)が経過しても、電線温度演算部24により演算される上昇温度がゼロである場合に、この負荷回路に断線故障が発生しているものと判断する。従って、断線検出のために多くの部品を設ける必要がなく、装置の小規模化を図ることができる。
【選択図】図1
Description
また、電線W1の疑似熱容量(実際の熱容量よりも小さい値に設定した熱容量)を「Cth*」とし、電線W1の単位長さ当たりの熱抵抗を「Rth」とし、電線W1の単位長さ当たりの熱量を「Q」(電線温度にCth*を乗じた値)とした場合に、電線W1の単位長さ当たりの放熱量Y1は下記の(2)式で示すことができる。
そして、前回のサンプリング時の電線温度をTp(初期的には周囲温度)とすると、今回のサンプリング時の電線温度Tnは下記の(3)式で示すことができる。
そして、電線W1の発煙温度(例えば、150℃)を半導体スイッチQ1を遮断する条件とする閾値温度に設定し、(3)式で求められる電線温度Tnがこの閾値温度に達した場合に、半導体スイッチQ1を遮断するように制御すれば、電線W1が発煙する前の時点で確実に半導体スイッチQ1を遮断することができる。即ち、疑似熱容量「Cth*」を用いて電線温度Tnを演算しているので、この電線温度Tnが閾値温度に達した場合には、実際の電線W1の温度はこの閾値温度よりも低い温度であるから、電線W1が発煙する前の時点で半導体スイッチQ1を遮断して、電線W1の過熱を防止することができる。
半導体スイッチQ1がオフとされ、電線W1に電流が流れていない場合には、図3(a)に示すように電流センサ16で検出される電流はゼロであるから、電線温度演算部24にて演算される上昇温度はゼロとなり、電線温度は周囲温度となる。
半導体スイッチQ1がオンとされ、電線W1に電流が流れて負荷RLが駆動すると、電流センサ16にて電流が検出される。そして、電線温度演算部24では、上述の(1)〜(4)式に示した温度演算ロジックに基づいて、サンプリング周期毎に電線W1の温度を演算する。この際、図3(b)に示すように、時間の経過と共に電線W1の温度が上昇し、飽和温度(周囲温度+上昇温度)で安定する。そして、この飽和温度は閾値温度よりも低いので、半導体スイッチQ1のオン状態とされ、負荷RLの駆動が継続される。
半導体スイッチQ1がオンとされ、電線W1に流れる電流が過電流とり、図3(c)に示すように、電線温度演算部24で演算される電線W1の推定温度が閾値温度を上回った場合には、異常検知部23はこれを検知し、制御部22に温度異常検知信号を出力する。制御部22はドライバ回路に出力する駆動指令信号を停止させ、半導体スイッチQ1を強制的にオフとする。従って、電線W1が発煙する前の時点で負荷回路を遮断して負荷回路を保護することができる。
負荷回路に断線故障が発生していることにより、半導体スイッチQ1がオンとされても電線W1には電流が流れず、従って、電線温度演算部24で演算される上昇温度はゼロである。そして、タイマ25にて計時される時間がP1となった際に電線W1の上昇温度がゼロであることが異常検知部23で検知されると、該異常検知部23は、制御部22に断線検知信号を出力する。その後、制御部22は、警報器31に警報信号を出力するので、警報器31より警報が発せられ、負荷回路に断線故障が発生したことをユーザに通知することができる。
12 ロジック回路
13 内部電源回路
14 クロック回路
15 ドライバ回路
16 電流センサ
21 入力判定部
22 制御部
23 異常検知部
24 電線温度演算部
25 タイマ
31 警報器
Q1 半導体スイッチ(電子スイッチ)
100 負荷回路の保護装置
Claims (3)
- 電源より出力される電力を負荷に供給して駆動する負荷回路の電線温度が上昇した際に、前記負荷回路を遮断する負荷回路の、断線を検出する断線検出装置において、
前記負荷回路の電線に流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記負荷回路のオン、オフを切り替える電子スイッチと、
前記電子スイッチがオンとされたとき、前記電流検出手段で検出される電流に基づき、所定のサンプリング周期で前記電線の上昇温度を求め、前記電子スイッチがオンとされてから任意の時間経過後の電線温度を推定する温度推定手段と、
駆動指令に基づいて前記電子スイッチのオン、オフを制御し、且つ、前記温度推定手段により推定される電線温度が予め設定した閾値温度に達した場合に、前記電子スイッチ強制的にオフとするスイッチ制御手段と、を有し、
前記スイッチ制御手段は、前記電子スイッチがオンとされてから、所定時間が経過した後に、前記温度推定手段にて演算される上昇温度がゼロである場合には、この負荷回路に断線故障が発生していると判定することを特徴とする負荷回路の断線検出装置。 - 負荷回路の診断モードを設定する操作スイッチを更に備え、前記電子スイッチ制御手段は、前記操作スイッチが操作された際に、予め設定した導通時間だけ前記電子スイッチをオンとし、前記導通時間の経過後の前記推定温度がゼロである場合に、この負荷回路に接続された負荷に断線故障が発生しているものと診断することを特徴とする請求項1に記載の負荷回路の断線検出装置。
- 前記スイッチ制御手段にて、前記断線故障が発生していると判定された場合に警報信号を出力する警報手段を更に備えたことを特徴とする請求項1または請求項2のいずれかに記載の負荷回路の断線検出装置。
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