JP2017147847A - コネクタ監視装置 - Google Patents

Abstract

【課題】温度センサを用いずにコネクタの発熱異常を監視できるコネクタ監視装置を提供する。
【解決手段】電力線Ｌｐと、接続検知線Ｌｄと、通信線Ｌｃと、電力線Ｌｐの一端に備わる接続端子Ｔｐ１に近い接続検知線Ｌｃ上の位置に配置されたサーモスイッチＳとを含むコネクタ１１と、電力線Ｌｐを介した通電又は通信線Ｌｃを介した通信が継続中であるとともに、接続検知線Ｌｄの断線を検知した場合に、接続端子Ｔｐ１の発熱異常によりサーモスイッチＳが開いたと判定する制御ユニット１２とを備えてコネクタ監視装置１を構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、コネクタ監視装置に関する。

充電コネクタにおいて、電力線の一端に備わる接続端子の接触抵抗が、経年や異物挿入等に起因して増加すると、接続端子は充電時に発熱し、充電コネクタやケーブルの軟化等の不具合が生じる虞がある。そこで、こうした不具合を発生させ得る接続端子の発熱異常を監視することが望ましい。

接続端子の発熱異常を監視する方法としては、充電コネクタ付近に温度センサを設置し、発熱異常を示す高温検出時には充電を停止する方法が考えられる。
なお、関連する技術として、特許文献１及び２に記載の技術が知られている。

特開平７−２６３０８６号公報 特開２００１−１６０５１８号公報

しかしながら、充電コネクタ付近に温度センサを設置する上述の監視方法では、温度センサによる計測用のインタフェース回路が別途必要になりコストがかかる。
本発明の一側面に係る目的は、温度センサを用いずにコネクタの発熱異常を監視できるコネクタ監視装置を提供することである。

本発明に係る一つの形態であるコネクタ監視装置はコネクタ及び制御ユニットを含む。コネクタは、電力線と、接続検知線と、通信線と、電力線の一端に備わる接続端子に近い接続検知線上の位置に配置されたサーモスイッチとを含む。制御ユニットは、電力線を介した通電又は通信線を介した通信が継続中であるとともに、接続検知線の断線を検知した場合に、接続端子の発熱異常によりサーモスイッチが開いたと判定する。

一実施形態に従ったコネクタ監視装置によれば、温度センサを用いずにコネクタの発熱異常を監視できる。

実施形態に従った蓄電装置及び関連する充電装置の構成例を示す図である。

以下、図面に基づいて実施形態について詳細を説明する。
図１は、実施形態に従った蓄電装置及び関連する充電装置の構成例を示す図である。図１に示す蓄電装置１は実施形態に従ったコネクタ監視装置の一例である。蓄電装置１は、充電コネクタ１１、制御ユニット１２、二次電池１３、電圧センサ１４、及び電流センサ１５を含む。また、充電装置２は、充電装置側コネクタ２１、充電制御ユニット２２、及びＡＣ／ＤＣ（Alternating Current / Direct Current）コンバータ２３を含む。

充電コネクタ１１は実施形態に従ったコネクタの一例である。充電コネクタ１１は、電力線Ｌｐ、接続検知線Ｌｄ、及び通信線Ｌｃを含む。
電力線Ｌｐは、ＡＣ／ＤＣコンバータ２３から供給された電力を二次電池１３が受けるために用いられる線である。接続検知線Ｌｄは、充電コネクタ１１と充電装置側コネクタ２１との接続を制御ユニット１２が検知するために用いられる線である。通信線Ｌｃは、二次電池１３の充電に関する制御情報を制御ユニット１２が充電制御ユニット２２と送受信するために用いられる線である。

電力線Ｌｐは、一方の極の電力線Ｌｐ１と他方の極の電力線Ｌｐ２とを含む。接続検知線Ｌｄは、一方の極の接続検知線Ｌｄ１と他方の極の接続検知線Ｌｄ２とを含む。通信線Ｌｃは、一方の極の通信線Ｌｃ１と他方の極の通信線Ｌｃ２とを含む。本明細書において、用語「一方の極」とは正極又は負極を指し、用語「他方の極」とは一方の極とは異なる極を指す。図１に示した一例では、一方の極は正極であり、他方の極は負極である。なお、接続検知線Ｌｄ、通信線Ｌｃにおいて、一方の極がＨｉｇｈ、他方の極がＬｏｗであってもよい。

蓄電装置１において、電力線Ｌｐの一端には第１の電力線接続端子Ｔｐ１が備わり、電力線Ｌｐの他端は二次電池１３に接続する。第１の電力線接続端子Ｔｐ１は実施形態に従った接続端子の一例である。第１の電力線接続端子Ｔｐ１は、一方の極の第１の電力線接続端子Ｔｐ１１と他方の極の第１の電力線接続端子Ｔｐ１２とを含む。

蓄電装置１において、接続検知線Ｌｄの一端には第１の接続検知線接続端子Ｔｄ１が備わり、接続検知線Ｌｄの他端は制御ユニット１２に接続する。第１の接続検知線接続端子Ｔｄ１は、一方の極の第１の接続検知線接続端子Ｔｄ１１と他方の極の第１の接続検知線接続端子Ｔｄ１２とを含む。

蓄電装置１において、通信線Ｌｃの一端には第１の通信線接続端子Ｔｃ１が備わり、通信線Ｌｃの他端は制御ユニット１２に接続する。第１の通信線接続端子Ｔｃ１は、一方の極の第１の通信線接続端子Ｔｃ１１と他方の極の第１の通信線接続端子Ｔｃ１２とを含む。

次に、充電コネクタ１１は、第１の電力線接続端子Ｔｐ１に近い接続検知線Ｌｄ上の位置に配置されたサーモスイッチＳを更に含む。サーモスイッチＳは、所定温度に達すると開き、所定温度未満になると閉じるスイッチであり、例えば、バイメタルである。所定温度は、サーモスイッチＳの設置位置において第１の電力線接続端子Ｔｐ１の発熱異常に対応する温度に設定される。

なお、図１に示した一例では、サーモスイッチＳは、一方の極の接続検知線Ｌｄ１上に配置されている。しかしながら、サーモスイッチＳは、第１の電力線接続端子Ｔｐ１と接続検知線Ｌｄとの位置関係によっては、他方の極の接続検知線Ｌｄ２上に配置されてもよい。

また、図１に示した一例では、サーモスイッチＳは、他方の極の第１の電力線接続端子Ｔｐ１２に近い位置に配置されている。しかしながら、サーモスイッチＳは、第１の電力線接続端子Ｔｐ１と接続検知線Ｌｄとの位置関係によっては、一方の極の第１の電力線接続端子Ｔｐ１１に近い位置に配置されてもよい。また、サーモスイッチＳは、第１の電力線接続端子Ｔｐ１と接続検知線Ｌｄとの位置関係によっては、一方の極の第１の電力線接続端子Ｔｐ１１と他方の極の第１の電力線接続端子Ｔｐ１２との間に配置されてもよい。

充電コネクタ１１は充電装置側コネクタ２１に接続される。充電装置側コネクタ２１は実施形態に従ったコネクタに接続される他のコネクタの一例である。充電装置側コネクタ２１は、第１の電力線接続端子Ｔｐ１に対応する第２の電力線接続端子Ｔｐ２と、第１の接続検知線接続端子Ｔｄ１に対応する第２の接続検知線接続端子Ｔｄ２と、第１の通信線接続端子Ｔｃ１に対応する第２の通信線接続端子Ｔｃ２とを含む。

充電装置２において、電力線Ｌｐの一端には第２の電力線接続端子Ｔｐ２が備わり、電力線Ｌｐの他端はＡＣ／ＤＣコンバータ２３に接続する。第２の電力線接続端子Ｔｐ２は、一方の極の第２の電力線接続端子Ｔｐ２１と他方の極の第２の電力線接続端子Ｔｐ２２とを含む。

充電装置２において、接続検知線Ｌｄの一端には第２の接続検知線接続端子Ｔｄ２が備わり、接続検知線Ｌｄの他端は充電制御ユニット２２に接続する。具体的には、他方の極の接続検知線Ｌｄ２は充電装置側コネクタ２１内で一方の極の接続検知線Ｌｄ１に接続し、一方の極の接続検知線Ｌｄ１が充電制御ユニット２２に接続する。第２の接続検知線接続端子Ｔｄ２は、一方の極の第２の接続検知線接続端子Ｔｄ２１と他方の極の第２の接続検知線接続端子Ｔｄ２２とを含む。

充電装置２において、通信線Ｌｃの一端には第２の通信線接続端子Ｔｃ２が備わり、通信線Ｌｃの他端は充電制御ユニット２２に接続する。第２の通信線接続端子Ｔｃ２は、一方の極の第２の通信線接続端子Ｔｃ２１と他方の極の第２の通信線接続端子Ｔｃ２２とを含む。

制御ユニット１２は、蓄電装置１全体の動作を制御する。例えば、制御ユニット１２は、以下の説明のように動作する。
充電コネクタ１１が充電装置側コネクタ２１に接続されると、制御ユニット１２は充電コネクタ１１と充電装置側コネクタ２１との接続を接続検知線Ｌｄを介して検知する。具体的には、一方の極の第１の接続検知線接続端子Ｔｄ１１と一方の極の第２の接続検知線接続端子Ｔｄ２１とが接続されると、一方の極の接続検知線Ｌｄ１は充電コネクタ１１と充電装置側コネクタ２１との間で接続する。また、他方の極の第１の接続検知線接続端子Ｔｄ１２と他方の極の第２の接続検知線接続端子Ｔｄ２２とが接続されると、他方の極の接続検知線Ｌｄ２は充電コネクタ１１と充電装置側コネクタ２１との間で接続する。そして、前述したように、他方の極の接続検知線Ｌｄ２は充電装置側コネクタ２１内で一方の極の接続検知線Ｌｄ１に接続する。そこで、制御ユニット１２は、一方の極の接続検知線Ｌｄ１を介して送信した接続検知信号を他方の極の接続検知線Ｌｄ２を介して受信することで、充電コネクタ１１と充電装置側コネクタ２１との接続を検知する。

制御ユニット１２は、二次電池１３を充電するために、通信線Ｌｃを介して充電制御ユニット２２との通信を開始する。例えば、制御ユニット１２は、二次電池１３の電圧を電圧センサ１４から取得し、取得した電圧に基づき計算された電流指令値を充電制御ユニット２２へ出力する。制御ユニット１２は、電流指令値に従ってＡＣ／ＤＣコンバータ２３から出力された充電電流を電流センサ１５から取得し、電力線Ｌｐの通電を検知する。

上述したような動作を経て二次電池１３に対する充電が開始された後、制御ユニット１２は接続検知線Ｌｄの接続状態を監視する。接続検知線Ｌｄの断線を検知した場合、制御ユニット１２は通信線Ｌｃを介した通信が継続中であるか否かを判定する。なお、接続検知線Ｌｄの断線は、一方の極の接続検知線Ｌｄ１を介して送信された接続検知信号が他方の極の接続検知線Ｌｄ２を介して受信されなくなることにより検知される。

通信線Ｌｃを介した通信の継続中に接続検知線Ｌｄの断線が検知された場合、充電コネクタ１１は充電装置側コネクタ２１から外されていないと言える。そこで、制御ユニット１２は、通信線Ｌｃを介した通信が継続中であると判定した場合、第１の電力線接続端子Ｔｐ１の発熱異常によりサーモスイッチＳが開いた（又は切れた）と判定する。なお、通信線Ｌｃを介した通信の継続は、充電制御ユニット２２から送信される所定の情報を制御ユニット１２が受信することにより検知される。

一方、通信線Ｌｃを介した通信の途絶中に接続検知線Ｌｄの断線が検知された場合、充電コネクタ１１は充電装置側コネクタ２１から外されたと言える。そこで、制御ユニット１２は、通信線Ｌｃを介した通信が途絶中であると判定した場合、充電コネクタ１１は充電装置側コネクタ２１から外されたと判定する。なお、通信線Ｌｃを介した通信の途絶は、充電制御ユニット２２から送信される所定の情報を制御ユニット１２が受信しなくなることにより検知される。

このように、実施形態に従ったコネクタ監視装置によれば、温度センサを用いずにコネクタの発熱異常を監視できる。
なお、本発明は、以上の実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。例えば、以下の（１）〜（６）の説明のように、上述の実施形態に改良、変更を加えてもよい。

（１）図１に示すように、充電コネクタ１１は、接続検知線Ｌｄ上に配置された発光ダイオードＬＥＤを更に含んでもよい。充電コネクタ１１が充電装置側コネクタ２１と接続されると、発光ダイオードＬＥＤは点灯する。充電コネクタ１１が充電装置側コネクタ２１から外されると、発光ダイオードＬＥＤは消灯する。

充電コネクタ１１と充電装置側コネクタ２１との接続中に発光ダイオードＬＥＤが消灯した場合、第１の電力線接続端子Ｔｐ１の発熱異常によりサーモスイッチＳが開いたと言える。したがって、ユーザは、第１の電力線接続端子Ｔｐ１の発熱異常を発光ダイオードＬＥＤの消灯によって視覚的に認識できる。

（２）接続検知線Ｌｄの断線を検知した場合、制御ユニット１２は電力線Ｌｐを介した通電が継続中であるか否かを判定してもよい。なお、電力線Ｌｐを介した通電が継続中であるか否かは、電流センサ１５から取得される電流値を基に検知されてもよい。

電力線Ｌｐを介した通電の継続中に接続検知線Ｌｄの断線が検知された場合、充電コネクタ１１は充電装置側コネクタ２１から外されていないと言える。そこで、制御ユニット１２は、電力線Ｌｐを介した通電が継続中であると判定した場合、第１の電力線接続端子Ｔｐ１の発熱異常によりサーモスイッチＳが開いた（又は切れた）と判定する。

一方、電力線Ｌｐを介した通電の途絶中に接続検知線Ｌｄの断線が検知された場合、充電コネクタ１１は充電装置側コネクタ２１から外されたと言える。そこで、制御ユニット１２は、電力線Ｌｐを介した通電が途絶中であると判定した場合、充電コネクタ１１は充電装置側コネクタ２１から外されたと判定する。

（３）サーモスイッチＳは、充電装置側コネクタ２１内において、第１の電力線接続端子Ｔｐ１に近い接続検知線Ｌｄ上の位置に配置されてもよい。具体的には、充電装置側コネクタ２１内において、他方の極の接続検知線Ｌｄ２と一方の極の接続検知線Ｌｄ１との接点から第２の接続検知線接続端子Ｔｄ２までの間の接続検知線Ｌｄ上に、サーモスイッチＳは配置されてもよい。

充電コネクタ１１の各端子と充電装置側コネクタ２１の各端子とはオスとメスとの関係にあってもよい。それ故、充電コネクタ１１が充電装置側コネクタ２１と接続されると、充電装置側コネクタ２１内の接続検知線Ｌｄ上に配置されたサーモスイッチＳは、第１の電力線接続端子Ｔｐ１に近づく。したがって、サーモスイッチＳが充電装置側コネクタ２１内の接続検知線Ｌｄ上の位置に配置された場合であっても、制御ユニット１２は第１の電力線接続端子Ｔｐ１の発熱異常を監視できる。

（４）接続検知線Ｌｄの接続状態は充電制御ユニット２２により監視されるように構成してもよい。また、制御ユニット１２は、接続検知線Ｌｄの接続状態を充電制御ユニット２２から通信線Ｌｃを介して受信するように構成してもよい。

（５）サーモスイッチＳは、第１の電力線接続端子Ｔｐ１に近い通信線Ｌｃ上の位置に配置されてもよい。この場合、制御ユニット１２は充電コネクタ１１の発熱異常を以下の（Ａ）又は（Ｂ）の説明のように監視する。

（Ａ）二次電池１３に対する充電が開始された後、制御ユニット１２は通信線Ｌｃを介した通信の状態を監視する。通信線Ｌｃを介した通信の途絶を検知した場合、制御ユニット１２は接続検知線Ｌｄを介した接続検知が継続中であるか否かを判定する。

接続検知線Ｌｄを介した接続検知の継続中に通信線Ｌｃを介した通信の途絶が検知された場合、充電コネクタ１１は充電装置側コネクタ２１から外されていないと言える。そこで、制御ユニット１２は、接続検知線Ｌｄを介した接続検知が継続中であると判定した場合、第１の電力線接続端子Ｔｐ１の発熱異常によりサーモスイッチＳが開いた（又は切れた）と判定する。一方、接続検知線Ｌｄを介した接続検知の途絶中（すなわち、断線検知中）に通信線Ｌｃを介した通信の途絶が検知された場合、充電コネクタ１１は充電装置側コネクタ２１から外されたと言える。そこで、制御ユニット１２は、接続検知線Ｌｄを介した接続検知が途絶中であると判定した場合、充電コネクタ１１は充電装置側コネクタ２１から外されたと判定する。

（Ｂ）二次電池１３に対する充電が開始された後、制御ユニット１２は通信線Ｌｃを介した通信の状態を監視する。通信線Ｌｃを介した通信の途絶を検知した場合、制御ユニット１２は電力線Ｌｐを介した通電が継続中であるか否かを判定する。

電力線Ｌｐを介した通電の継続中に通信線Ｌｃを介した通信の途絶が検知された場合、充電コネクタ１１は充電装置側コネクタ２１から外されていないと言える。そこで、制御ユニット１２は、電力線Ｌｐを介した通電が継続中であると判定した場合、第１の電力線接続端子Ｔｐ１の発熱異常によりサーモスイッチＳが開いた（又は切れた）と判定する。一方、電力線Ｌｐを介した通電の途絶中に通信線Ｌｃを介した通信の途絶が検知された場合、充電コネクタ１１は充電装置側コネクタ２１から外されたと言える。そこで、制御ユニット１２は、電力線Ｌｐを介した通電が途絶中であると判定した場合、充電コネクタ１１は充電装置側コネクタ２１から外されたと判定する。

（６）接続検知線Ｌｄの断線の検知と、電力線Ｌｐを介した通電又は通信線Ｌｃを介した通信が継続中であるか否かの判定の順序はどちらが先でもよい。すなわち、制御ユニット１２は、電力線Ｌｐを介した通電又は通信線Ｌｃを介した通信が継続中であるとともに、接続検知線Ｌｄの断線を検知した場合に、サーモスイッチＳが開いたと判定してもよい。そして、制御ユニット１２は、電力線Ｌｐを介した通電又は通信線Ｌｃを介した通信が途絶中であるとともに、接続検知線Ｌｄの断線を検知した場合に、充電コネクタ１１は充電装置側コネクタ２１から外されたと判定してもよい。

また、通信線Ｌｃを介した通信の途絶の検知と、電力線Ｌｐを介した通電又は接続検知線Ｌｄを介した接続検知が継続中であるか否かの判定の順序はどちらが先でもよい。すなわち、制御ユニット１２は、電力線Ｌｐを介した通電又は接続検知線Ｌｄを介した接続検知が継続中であるとともに、通信線Ｌｃを介した通信の途絶を検知した場合に、サーモスイッチＳが開いたと判定してもよい。そして、制御ユニット１２は、電力線Ｌｐを介した通電又は接続検知線Ｌｄを介した接続検知が途絶中であるとともに、通信線Ｌｃを介した通信の途絶を検知した場合に、充電コネクタ１１は充電装置側コネクタ２１から外されたと判定してもよい。

上述した（１）〜（６）の説明のような改良、変更が加えられ場合であっても、実施形態に従ったコネクタ監視装置によれば、温度センサを用いずにコネクタの発熱異常を監視できる。

１ 蓄電装置
１１ 充電コネクタ
１２ 制御ユニット
１３ 二次電池
１４ 電圧センサ
１５ 電流センサ
２ 充電装置
２１ 充電装置側コネクタ
２２ 充電制御ユニット
２３ ＡＣ／ＤＣコンバータ
Ｌｐ 電力線
Ｌｐ１ 一方の極の電力線
Ｌｐ２ 他方の極の電力線
Ｌｄ 接続検知線
Ｌｄ１ 一方の極の接続検知線
Ｌｄ２ 他方の極の接続検知線
Ｌｃ 通信線
Ｌｃ１ 一方の極の通信線
Ｌｃ２ 他方の極の通信線
Ｔｐ１ 第１の電力線接続端子
Ｔｐ１１ 一方の極の第１の電力線接続端子
Ｔｐ１２ 他方の極の第１の電力線接続端子
Ｔｄ１ 第１の接続検知線接続端子
Ｔｄ１１ 一方の極の第１の接続検知線接続端子
Ｔｄ１２ 他方の極の第１の接続検知線接続端子
Ｔｃ１ 第１の通信線接続端子
Ｔｃ１１ 一方の極の第１の通信線接続端子
Ｔｃ１２ 他方の極の第１の通信線接続端子
Ｔｐ２ 第２の電力線接続端子
Ｔｐ２１ 一方の極の第２の電力線接続端子
Ｔｐ２２ 他方の極の第２の電力線接続端子
Ｔｄ２ 第２の接続検知線接続端子
Ｔｄ２１ 一方の極の第２の接続検知線接続端子
Ｔｄ２２ 他方の極の第２の接続検知線接続端子
Ｔｃ２ 第２の通信線接続端子
Ｔｃ２１ 一方の極の第２の通信線接続端子
Ｔｃ２２ 他方の極の第２の通信線接続端子
Ｓ サーモスイッチ
ＬＥＤ 発光ダイオード

Claims (4)

1. 電力線と、接続検知線と、通信線と、前記電力線の一端に備わる接続端子に近い前記接続検知線上の位置に配置されたサーモスイッチとを含むコネクタと、
   前記電力線を介した通電又は前記通信線を介した通信が継続中であるとともに、前記接続検知線の断線を検知した場合に、前記サーモスイッチが開いたと判定する制御ユニットと
   を含むコネクタ監視装置。
2. 請求項１に記載のコネクタ監視装置であって、
   前記制御ユニットは、前記電力線を介した通電又は前記通信線を介した通信が途絶中であるとともに、前記接続検知線の断線を検知した場合に、前記コネクタが他のコネクタから外されたと判定する
   コネクタ監視装置。
3. 電力線と、接続検知線と、通信線と、前記電力線の一端に備わる接続端子に近い前記通信線上の位置に配置されたサーモスイッチとを含むコネクタと
   前記電力線を介した通電又は前記接続検知線を介した接続検知が継続中であるとともに、前記通信線を介した通信の途絶を検知した場合に、前記サーモスイッチが開いたと判定する制御ユニットと
   を含むコネクタ監視装置。
4. 請求項３に記載のコネクタ監視装置であって、
   前記制御ユニットは、前記電力線を介した通電又は前記接続検知線を介した接続検知が途絶中であるとともに、前記通信線を介した通信の途絶を検知した場合に、前記コネクタが他のコネクタから外されたと判定する
   コネクタ監視装置。