JP2012255747A - Disconnection detecting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ケーブル等の断線を検出する断線検出装置に関するものである。 The present invention relates to a disconnection detection device that detects disconnection of a cable or the like.
従来、電力供給路の電圧降下量を観測し、予め設定された電圧範囲から外れた時に断線を検出する異常検出装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
この異常検出装置では、図4に示すように、直流モータの電力供給路間(Ta−Tb)における電圧降下量ΔVは、電子制御装置501の内部回路でA/D変換され、デジタルデータとしてCPU504に伝送される。CPU504は、電圧降下量ΔVが規定値範囲にあるかを判別し、電力供給路の異常を検出する。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is known an abnormality detection device that observes a voltage drop amount in a power supply path and detects a disconnection when the voltage falls outside a preset voltage range (see, for example, Patent Document 1).
In this abnormality detection device, as shown in FIG. 4, the voltage drop ΔV between the power supply paths (Ta−Tb) of the DC motor is A / D converted by the internal circuit of the
しかしながら、上記の特許文献1に開示されている異常検出装置では、電圧降下量の規定値範囲を予め設定しておく必要があるため、電力供給路としてケーブル等の経路長や導体抵抗値に製造ばらつきの大きいものを使用する場合や、あるいは複数種の電力供給路を有する汎用的な装置の場合には、断線の検出が困難であるという不都合がある。
However, in the abnormality detection device disclosed in the above-mentioned
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、電力供給路の長さや導体抵抗値にばらつきがある場合にも、断線の検出を高精度に行うことができる断線検出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a disconnection detection device capable of detecting disconnection with high accuracy even when the length of the power supply path and the conductor resistance value vary. Objective.
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、電力を供給する電力供給部と、該電力供給部から電力が供給される電力受給部と、前記電力供給部と前記電力受給部とを接続する電力供給路と、前記電力受給部の電圧を検出する電圧検出部と、前記電力供給部の電源投入時において前記電圧検出部により検出された電圧を記憶する電圧記憶部と、前記電圧記憶部に記憶された電圧と前記電圧検出部により検出された電圧とを比較して、前記電力供給部から前記電力受給部までの間における異常を検出する異常検出部とを備える断線検出装置を採用する。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following means.
The present invention includes a power supply unit that supplies power, a power reception unit that receives power from the power supply unit, a power supply path that connects the power supply unit and the power reception unit, and the power reception unit A voltage detection unit for detecting the voltage of the power supply unit, a voltage storage unit for storing a voltage detected by the voltage detection unit when the power supply unit is turned on, a voltage stored in the voltage storage unit, and the voltage detection unit A disconnection detection device is provided that includes an abnormality detection unit that detects an abnormality between the power supply unit and the power reception unit by comparing the voltage detected by the power supply unit.
本発明によれば、電力供給部から電力供給路を介して電力受給部に電力が供給されるとともに、電力供給部の電源投入時において、電圧検出部により検出された電圧が電圧記憶部に記憶される。そして、異常検出部により、電圧記憶部に記憶された電圧と電圧検出部により検出された電圧とが比較されることで、電力供給部から電力受給部までの間における異常が検出される。 According to the present invention, power is supplied from the power supply unit to the power receiving unit via the power supply path, and the voltage detected by the voltage detection unit is stored in the voltage storage unit when the power supply unit is turned on. Is done. Then, the abnormality detection unit detects the abnormality between the power supply unit and the power receiving unit by comparing the voltage stored in the voltage storage unit with the voltage detected by the voltage detection unit.
このようにすることで、電圧降下量の範囲を予め設定しておくことなく、電力供給部から電力受給部までの間における異常(過度な電圧降下や電圧上昇)を検出することができる。これにより、電力供給路の長さや導体抵抗値に製造ばらつきがある場合にも、断線の検出を高精度に行うことができる。 By doing in this way, it is possible to detect an abnormality (excessive voltage drop or voltage rise) between the power supply unit and the power receiving unit without setting the range of the voltage drop amount in advance. Thereby, even when there is a manufacturing variation in the length of the power supply path and the conductor resistance value, the disconnection can be detected with high accuracy.
上記発明において、前記電力供給部の電圧を検出する電源電圧検出部を備え、前記電圧記憶部が、前記電力供給部の電源投入時における前記電源電圧検出部により検出された電圧を記憶し、前記異常検出部が、前記電圧記憶部に記憶された電圧と前記電源電圧検出部により検出された電圧とを比較して、前記電力供給部の異常を検出することとしてもよい。 In the above invention, a power supply voltage detection unit for detecting the voltage of the power supply unit is provided, the voltage storage unit stores the voltage detected by the power supply voltage detection unit when the power supply unit is turned on, and The abnormality detection unit may detect the abnormality of the power supply unit by comparing the voltage stored in the voltage storage unit with the voltage detected by the power supply voltage detection unit.
このような構成を有することで、電力供給部の電源投入時において、電源電圧検出部により検出された電源電圧が電源電圧記憶部に記憶される。そして、異常検出部により、電源電圧記憶部に記憶された電源電圧と電源電圧検出部により検出された電源電圧とが比較されることで、電力供給部の異常が検出される。 With such a configuration, the power supply voltage detected by the power supply voltage detection unit is stored in the power supply voltage storage unit when the power supply unit is turned on. Then, the abnormality of the power supply unit is detected by comparing the power supply voltage stored in the power supply voltage storage unit with the power supply voltage detected by the power supply voltage detection unit.
このようにすることで、電力供給部から電力受給部までの間において異常(過度な電圧降下や電圧上昇)が検出された場合に、その原因(断線等)が電力供給部で発生しているのか、あるいは電源力供給路から電力受給部までの間で発生しているのかを明らかにすることができる。 By doing in this way, when an abnormality (excessive voltage drop or voltage rise) is detected between the power supply unit and the power receiving unit, the cause (disconnection, etc.) occurs in the power supply unit. Or whether it is generated between the power supply path and the power receiving unit.
上記発明において、前記異常検出部が、前記電圧記憶部に記憶された前記電力受給部の電圧と前記電力供給部の電圧との差分から異常を検出することとしてもよい。
このようにすることで、より高精度に電力供給部から電力受給部までの間において異常(過度な電圧降下や電圧上昇)を検出することができる。
上記発明において、前記電圧記憶部が、前記異常検出部の内部に設けられていてもよい。
このようにすることで、装置全体を小型化することができる。
In the above invention, the abnormality detection unit may detect an abnormality from a difference between the voltage of the power receiving unit and the voltage of the power supply unit stored in the voltage storage unit.
By doing in this way, it is possible to detect an abnormality (an excessive voltage drop or voltage rise) between the power supply unit and the power reception unit with higher accuracy.
In the above invention, the voltage storage unit may be provided inside the abnormality detection unit.
By doing in this way, the whole apparatus can be reduced in size.
上記発明において、前記電力受給部への電力供給が初回か否かを判定する履歴判定部を備え、該履歴判定部により初回ではないと判定された場合には、前記異常検出部が、予め前記電圧記憶部に記憶されている電圧と前記電圧検出部により検出された電圧とを比較して、前記電力供給部から前記電力受給部までの間における異常を検出することとしてもよい。 In the above invention, the apparatus includes a history determination unit that determines whether or not the power supply to the power receiving unit is the first time. The voltage stored in the voltage storage unit and the voltage detected by the voltage detection unit may be compared to detect an abnormality between the power supply unit and the power reception unit.
このようにすることで、電力受給部に電源を供給していないとき(例えば電力供給路の保管中)に電力供給路が断線した場合においても、電力供給部から電力受給部に電力を供給した際に、電力供給部から電力受給部までの間における断線を検出することができる。 By doing so, power is supplied from the power supply unit to the power receiving unit even when the power supply channel is disconnected when power is not supplied to the power receiving unit (for example, during storage of the power supply channel). In this case, it is possible to detect a disconnection between the power supply unit and the power reception unit.
本発明によれば、電力供給路の長さや導体抵抗値にばらつきがある場合にも、断線の検出を高精度に行うことができるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to detect disconnection with high accuracy even when the length of the power supply path and the conductor resistance value vary.
[第1の実施形態]
以下、本発明の第1の実施形態に係るケーブル断線検出装置について、図面を参照して説明する。
図1は、本実施形態に係るケーブル断線検出装置1の概略構成図である。図1において、電力供給部100は、ケーブル(電力供給路)200を介して電力受給部300に接続されている。
[First Embodiment]
Hereinafter, a cable breakage detection apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a cable
電力供給部100は、電源生成部101と、A/Dコンバータ(図において「A/DC」と表記)102と、CPU103とを備えている。
電源生成部101は、電力を生成し、ケーブル200内の電力供給線201を介して電力受給部300内の負荷301に電力を供給する。
A/Dコンバータ(電源電圧検出部)102は、電源生成部101により生成された電源電圧値V1を検出し、デジタル信号V1Dに変換してCPU103に出力する。
The
The
The A / D converter (power supply voltage detection unit) 102 detects the power supply voltage value V1 generated by the power
CPU(異常検出部)103は、電源生成部101、A/Dコンバータ102、およびA/Dコンバータ302に接続されており、A/Dコンバータ102、A/Dコンバータ302より受信したデジタル信号から電圧降下量ΔVを以下のように算出し、電源生成部101の生成する電力を制御する。
ΔV=|V1D−V2D|
また、CPU103は、デジタル信号V1D、V2D、電圧降下量ΔVを記憶するメモリ(電圧記憶部)104を有している。
The CPU (abnormality detection unit) 103 is connected to the
ΔV = | V1D−V2D |
Further, the
電力受給部300は、負荷301と、A/Dコンバータ(図において「A/DC」と表記)302とを備えている。
A/Dコンバータ(電圧検出部)302は、電力供給線201を介して負荷301に供給された電圧値V2を検出し、デジタル信号V2Dに変換してCPU103に出力する。
The
The A / D converter (voltage detection unit) 302 detects the voltage value V2 supplied to the
ケーブル200は、電力を伝達する電力供給線201と、デジタル信号を伝達する通信線202とを備えている。
電力供給線201は、電源生成部101と負荷301とを接続しており、電源生成部101により生成された電力を負荷301に導くようになっている。
通信線202は、A/Dコンバータ302とCPU103とを接続しており、A/Dコンバータ302で変換されたデジタル信号V2DをCPU103へ導く通信線である。
The
The
A
上記構成を有するケーブル断線検出装置1の動作について、図2のフローチャートを参照して以下に説明する。
まず、ステップ400にて、電力供給部100と電力受給部300とがケーブル200で接続され、電源がONされる。
The operation of the cable
First, in step 400, the
次に、ステップ401にて、電力供給部100の電源生成部101から電力受給部300の負荷301に対して電圧が印加された際に、A/Dコンバータ102、302はそれぞれ電圧値V1、V2を検出し、A/Dコンバータ102が電圧値V1をデジタル信号V1Dに変換するとともに、A/Dコンバータ302が電圧値V2をデジタル信号V2Dに変換する。
Next, when a voltage is applied from the power
次に、ステップ402にて、A/Dコンバータ102により変換されたデジタル信号V1Dは、電力供給部100の内部においてCPU103に出力されるとともに、A/Dコンバータ302により変換されたデジタル信号V2Dは、通信線202を通じてCPU103に出力される。
Next, in step 402, the digital signal V1D converted by the A /
次に、ステップ403にて、CPU103は、前述のΔV=|V1D−V2D|の計算式から電圧降下量ΔVを算出する。
次に、ステップ404にて、電圧降下量ΔVを基準として、例えばΔV±ΔV×20%内の値をそれぞれ上限値VH、および下限値VLとしてCPU103内部のメモリ104に記憶する。
Next, in step 403, the
Next, in step 404, for example, values within ΔV ± ΔV × 20% are stored in the
ここで、電力受給部300に電力供給されている間、CPU103は、電圧降下量ΔVを所望の時間間隔Tで検出し、ステップ405において電圧降下量ΔVが上限値VHを越えたときに、ケーブル200の断線を検出し(ステップ406)、電力供給を停止する(ステップ407)。
Here, while power is supplied to the
また、電力受給部300に電力供給されている間、CPU103は、ステップ408にて電圧降下量ΔVが下限値VLを下回ったときに、負荷301の異常を検出し(ステップ409)、電力供給を停止する(ステップ407)。
ステップ405、ステップ408にて電圧降下量ΔVの変動が検出されない間は、CPU103は電力供給を継続する(ステップ410)。
Further, while power is being supplied to the
While the change in the voltage drop amount ΔV is not detected in step 405 and step 408, the
上記構成において、電力供給中にケーブル200が断線すると、ケーブル200の電力供給路の総抵抗値Rが増加するため、オームの法則(V=I×R)より電力受給部300の電圧値V2は減少し、電圧降下量ΔV(=|V1D−V2D|)は増加する。例えば、電力供給線201が2本で構成されていた場合に、2本の電力供給線201うち1本が断線すると、電力供給路の抵抗値は2倍、電圧降下量ΔVは2倍となり、ΔV>VHとなるため、CPU103は電力供給を停止する。
一方、負荷異常時、例えば負荷電気素子が開放モードで故障した場合には、負荷電流が小さくなり、ΔV<VLとなるため、CPU103は同様に電力供給を停止する。
In the above configuration, if the
On the other hand, when the load is abnormal, for example, when the load electric element fails in the open mode, the load current becomes small and ΔV <VL, so the
以上のように、本実施形態に係るケーブル断線検出装置1では、電力供給開始時の電圧降下量ΔVから上限値VH、および下限値VLを設定する。したがって、同一製品のケーブルで電力供給路の導体抵抗値のばらつきが大きい場合や、ケーブル長の異なるような複数種類のケーブルを使用する場合にも、精度高く断線状態を検出することができる。また、電力受給部300の電圧値V2をデジタル信号V2Dに変換して出力するため、通信線202の芯数を減らすことができ、小型装置に適用可能である。
As described above, in the cable
[第2の実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態に係るケーブル断線装置について、主に図3を参照して以下に説明する。以下、本実施形態のケーブル断線装置2について、第1の実施形態のケーブル断線装置1と共通する点については同一の符号を付して説明を省略し、異なる点について主に説明する。
[Second Embodiment]
Next, a cable disconnection device according to a second embodiment of the present invention will be described below mainly with reference to FIG. Hereinafter, regarding the
本実施形態のケーブル断線装置2の構成は、第1の実施形態で述べたケーブル断線装置1の構成(図1参照)と同様であるが、CPU103の内部に不揮発性のメモリ104を有しており、CPU(異常検出部、履歴判定部)103は、電力受給部300への電力供給が初回か否かを判定する。
The configuration of the
そして、CPU103は、電力受給部300への電力供給が初回ではないと判定した場合には、予めCPU103内部のメモリ104に記憶されている電圧と、A/Dコンバータ102、302により検出された電圧とを比較して、電力供給部100から電力受給部300までの間における異常を検出する。
If the
本実施形態のケーブル断線装置2の動作について、図3に示すフローチャートに従って以下に説明する。
まず、ステップ501にて、CPU103は、電力受給部300への電力供給が初回か否かを、不揮発性のメモリ104に格納されたフラグデータから判定する。もし、フラグが電力受給部300への電力供給の初回を示す値の場合には、第1の実施形態と同様な方法に従って、上限値VH、下限値VLを算出する。ここで算出した上限値VH、下限値VLは、CPU103内部の不揮発性のメモリ104に記憶する(ステップ401〜404’)。
Operation | movement of the
First, in
一方、CPU103は、電力受給部300への電力供給が初回でないとフラグから判定した場合には、CPU103内部の不揮発性のメモリ104に格納された上限値VH、下限値VLを読み出した後、電力受給部300への電力供給を開始する(ステップ502、503)。以降の動作は第1の実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
On the other hand, when the
上記構成において、CPU103は、初回の電力供給時に設定した上限値VH、下限値VLと電力供給中の電圧降下量ΔVとを比較し、異常を検出した場合、すなわちΔV>VHまたはΔV<VLの場合に、電力供給路200への電力供給の停止を実行する。
In the above configuration, the
以上のように、本実施形態に係るケーブル断線装置2によれば、電力受給部300に電源を供給していないとき(例えばケーブルの保管中)にケーブルが断線した場合においても、電力供給部100から電力受給部300に電力を供給した際に、電力供給部100から電力受給部300までの間における断線を検出することができる。
As described above, according to the
なお、本実施形態において、初回起動であるか否かの判断は、上述のようにフラグを読み取る方法に代えて、CPU103内部の不揮発性のメモリ104に上限値VH、下限値VLが格納されているか否かを判断することによって行ってもよい。
In the present embodiment, whether or not it is the first activation is determined by storing the upper limit value VH and the lower limit value VL in the
以上、本発明の各実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる
例えば、電圧降下量ΔVを検出する時間間隔Tや閾値(VL、VH)は、使用するケーブルやコネクタの種類によって変更することにより、検出精度を高めることも可能である。
As mentioned above, although each embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design changes and the like without departing from the gist of the present invention. For example, the detection accuracy can be improved by changing the time interval T and threshold values (VL, VH) for detecting the voltage drop amount ΔV depending on the type of cable or connector used.
また、複数種類のケーブルを使用しない場合には、電力受給部300の絶対電圧値の変動量をケーブル断線の判断基準とすることによって、図1に示すA/Dコンバータ102を省略し、A/Dコンバータ302のみで構成することができ、電圧検出部を減らし低価格な装置を提供することも可能である。
さらに、別途スピーカや表示装置などを設置し、音や光によって操作者に警告を発することで、異常検出時に操作者に迅速な対処を促すことも可能である。
Further, when a plurality of types of cables are not used, the A /
Furthermore, it is also possible to prompt the operator to take quick action when an abnormality is detected by installing a separate speaker or display device and issuing a warning to the operator by sound or light.
1,2 ケーブル断線検出装置
100 電力供給部
101 電源生成部
102 A/Dコンバータ(電源電圧検出部)
103 CPU(異常検出部、履歴判定部)
104 メモリ(電圧記憶部)
200 ケーブル(電力供給路)
201 電力供給線
202 通信線
300 電力受給部
301 負荷
302 A/Dコンバータ(電圧検出部)
DESCRIPTION OF
103 CPU (abnormality detection unit, history determination unit)
104 Memory (voltage storage unit)
200 cable (power supply path)
201
Claims (5)
該電力供給部から電力が供給される電力受給部と、
前記電力供給部と前記電力受給部とを接続する電力供給路と、
前記電力受給部の電圧を検出する電圧検出部と、
前記電力供給部の電源投入時において前記電圧検出部により検出された電圧を記憶する電圧記憶部と、
前記電圧記憶部に記憶された電圧と前記電圧検出部により検出された電圧とを比較して、前記電力供給部から前記電力受給部までの間における異常を検出する異常検出部とを備える断線検出装置。 A power supply unit for supplying power;
A power receiving unit to which power is supplied from the power supply unit;
A power supply path connecting the power supply unit and the power receiving unit;
A voltage detection unit for detecting a voltage of the power receiving unit;
A voltage storage unit for storing a voltage detected by the voltage detection unit when the power supply unit is turned on;
Disconnection detection comprising an abnormality detection unit that compares the voltage stored in the voltage storage unit with the voltage detected by the voltage detection unit and detects an abnormality between the power supply unit and the power reception unit. apparatus.
前記電圧記憶部が、前記電力供給部の電源投入時における前記電源電圧検出部により検出された電圧を記憶し、
前記異常検出部が、前記電圧記憶部に記憶された電圧と前記電源電圧検出部により検出された電圧とを比較して、前記電力供給部の異常を検出する請求項1に記載の断線検出装置。 A power supply voltage detection unit for detecting the voltage of the power supply unit;
The voltage storage unit stores the voltage detected by the power supply voltage detection unit when the power supply unit is turned on;
The disconnection detection device according to claim 1, wherein the abnormality detection unit detects an abnormality of the power supply unit by comparing a voltage stored in the voltage storage unit with a voltage detected by the power supply voltage detection unit. .
該履歴判定部により初回ではないと判定された場合には、前記異常検出部が、予め前記電圧記憶部に記憶されている電圧と前記電圧検出部により検出された電圧とを比較して、前記電力供給部から前記電力受給部までの間における異常を検出する請求項1〜4のいずれかに記載の断線検出装置。 A history determination unit for determining whether power supply to the power receiving unit is the first time,
When the history determination unit determines that it is not the first time, the abnormality detection unit compares the voltage stored in advance in the voltage storage unit with the voltage detected by the voltage detection unit, and The disconnection detection apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein an abnormality is detected between a power supply unit and the power reception unit.
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