JP2019088129A - 高電圧システムおよび高電圧システムの故障診断方法 - Google Patents

高電圧システムおよび高電圧システムの故障診断方法 Download PDF

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Abstract

【課題】作動流体として電気粘性流体を用いる振動減衰機構を負荷とする高電圧システムにおいて、漏れ電流による感電や周囲の電子機器への影響を防止可能な信頼性の高い高電圧システムとその故障診断方法を提供する。【解決手段】電源３５とグラウンド４６を有する第一回路１４と、変圧器２５を介して前記第一回路と磁気的に結合され、前記グラウンドと接続された負荷を有する第二回路１５と、前記グラウンドに接続された制御器２３と、前記第二回路と前記グラウンドに接続された第三回路３０と、前記第二回路の高電位端の接続点と前記グラウンドとの間に設けられた第一の抵抗器３９Ｈ、３９Ｌと、前記第二回路の低電位端の接続点と前記グラウンドとの間に設けられ、前記第一の抵抗器とは異なる抵抗値を有する第二の抵抗器４０Ｈ、４０Ｌと、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、トランスを用いて電源電圧を昇圧する高電圧システムに係り、特に、減衰力を得る作動流体として電気粘性流体を用いる振動減衰機構を負荷とする高電圧システムに関する。
一般に、自動車等の車両には外部からタイヤを介して加わる機械振動や衝撃等を緩衝するためにダンパが装備されている。そして、そのダンパに用いられる作動流体として、例えば特許文献１にあるように、電気粘性流体（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｆｌｕｉｄ）を使用することが提案されている。
電気粘性流体は、外部から数ｋＶ/ｍｍ程度の高い電界強度の電界を印加することでその粘性を制御することができる流体である。電気粘性流体は、可動部を有さずに電気的信号で流体の粘性を直接制御できるため、応答性が高いという利点がある。電気粘性流体の応用例としては、例えば、衝撃吸収、振動制御などのために利用される電気粘性流体ダンパ、電気粘性流体エンジンマウントなどの振動減衰機構が知られている。
電気粘性流体を用いた振動減衰機構を負荷とした高電圧システムは、基本的には昇圧回路等からなる電圧制御装置と、内部に電気粘性流体を封入し、この電気粘性流体に電界を作用させる一対の電極等を備えた振動減衰機構とから構成されている。そして、電圧制御装置によって昇圧回路で昇圧される昇圧電圧を制御することで、電気粘性流体の粘性を制御するものである。
国際公開ＷＯ２０１７／０５７２１３号
振動減衰機構の外筒はゴムブッシュやゴムマウントなどの絶縁物を介して車両側と接続されるが、ゴムブッシュやゴムマウントなどの絶縁物が泥水や塩水等に晒されると振動減衰機構の外筒と車両のシャーシグラウンド間の絶縁抵抗が低下し、電圧制御装置から振動減衰機構へ供給された電流のうち電圧制御装置と振動減衰機構間の配線を介さずに車両のシャーシグラウンドを介して電圧制御装置へ戻る漏れ電流が増加して、ノイズが増加し、周囲の電子機器に悪影響を与えるという課題がある。
そこで、本発明の目的は、作動流体として電気粘性流体を用いる振動減衰機構を負荷とする高電圧システムにおいて、漏れ電流による感電や周囲の電子機器への影響を防止可能な信頼性の高い高電圧システムとその故障診断方法を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明は、電源とグラウンドを有する第一回路と、変圧器を介して前記第一回路と磁気的に結合され、前記グラウンドと接続された負荷を有する第二回路と、前記グラウンドに接続された制御器と、前記第二回路と前記グラウンドに接続された第三回路と、前記第二回路の高電位端の接続点と前記グラウンドとの間に設けられた第一の抵抗器と、前記第二回路の低電位端の接続点と前記グラウンドとの間に設けられ、前記第一の抵抗器とは異なる抵抗値を有する第二の抵抗器と、を備えることを特徴とする。
また、本発明は、電源とグラウンドを有する第一回路と、変圧器を介して前記第一回路と磁気的に結合され、前記グラウンドと接続された負荷を有する第二回路と、前記グラウンドに接続された制御器と、前記第二回路と前記グラウンドに接続された第三回路と、前記第二回路の高電位端の接続点と前記グラウンドとの間に設けられた第一の抵抗器と、前記第二回路の低電位端の接続点と前記グラウンドとの間に設けられ、前記第一の抵抗器とは異なる抵抗値を有する第二の抵抗器と、を備える高電圧システムの故障診断方法であって、前記第二の抵抗器の両端の電圧が所定の閾値電圧以上の場合、当該高電圧システムの故障と判定することを特徴とする。
本発明によれば、あらかじめ振動減衰機構の外筒を、接地ケーブルを用いて車両のシャーシグラウンドへ直接的に接地することで、振動減衰機構の外筒と車両のシャーシグラウンド間の絶縁物の絶縁抵抗の低下の影響を排除するとともに、振動減衰機構の外筒からの感電を保護できる。
また、電圧制御装置の第一回路のグラウンドと第二回路のグラウンドの間に第二の抵抗器を設け、振動減衰機構から車両のシャーシグラウンドを介して電圧制御装置へ戻る経路のインピーダンスを振動減衰機構から電圧制御装置と振動減衰機構との間の配線を介して電圧制御装置へ戻る経路のインピーダンスより十分大きくすることで、振動減衰機構から車両のシャーシグラウンドを介して電圧制御装置へ戻る漏れ電流を低減し、ノイズ増加による周囲の電子機器への悪影響を防止できる。
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明によって明らかにされる。
本発明の一実施形態に係る振動減衰機構の概略構造を示す縦断面模式図である。 本発明の一実施形態に係る高電圧システムの構成を示す図である。（実施例１） 接続ケーブル１１Ｌ断線時（本発明適用なし）の第一回路のグラウンド４６と第二回路のグラウンド４７との間の電位差Ｖ２Ｌと第一回路のグラウンド４６と第二回路の高電位端の接続点４８との間の電位差Ｖ２Ｈの時間変化を示す図である。 接続ケーブル１１Ｌ断線時（本発明適用あり）の第一回路のグラウンド４６と第二回路のグラウンド４７との間の電位差Ｖ２Ｌと第一回路のグラウンド４６と第二回路の高電位端の接続点４８との間の電位差Ｖ２Ｈの時間変化を示す図である。 本発明の一実施形態に係る高電圧システムの構成を示す図である。（実施例３） 従来の高電圧システムの課題を示す図である。
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、各図面において、同一の構成については同一の符号を付し、重複する部分についてはその詳細な説明は省略する。また、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。
図１および図２を参照して、実施例１の高電圧システムについて説明する。
まず、図１で本実施例の電圧制御装置１０の負荷に相当する作動流体に電気粘性流体１６を用いた振動減衰機構１２の構造について簡単に説明し、図２で本実施例の高電圧システムの構成について説明する。図２における振動減衰機構１２は、図１に示す断面構造を模式化して示している。なお、作動流体に電気粘性流体１６を用いた振動減衰機構１２の詳細な構造については、上記特許文献１にも記載されている。
図１は、作動流体に電気粘性流体１６を用いた振動減衰機構１２の構造を説明するための簡易的な縦断面模式図である。振動減衰機構１２は、車両のボディ側にゴムマウント絶縁物４４（図１では図示せず)を介してピストンロッド６のヘッドを固定し、車軸側にピストンロッド６が挿入される外筒４３の端部を、ゴムブッシュ（絶縁物４４）を介して固定することにより、車両のボディ−車軸間の衝撃・振動を緩和する。
図１に示すように、振動減衰機構１２は、軸方向の一端側（図示上端）にヘッド（図示せず）が設けられ、他端側(図示下端)にピストン９が設けられ、ピストンロッド６、内部にピストンロッド６が挿入され電極として機能する内筒５１と、内筒５１の外側に設けられる外筒４３を備える。
また、内筒５１と外筒４３との間には、ピストンロッド６の進退動（上下動）により電気粘性流体１６が振動減衰機構１２の軸方向の一端側（図示上端）から他端側（図示下端）に向けて流動する流路５６を内筒５１との間に形成し、電極として機能する中間筒５２を備える。ピストンロッド６、内筒５１、中間筒５２および外筒４３は、同心配置されている。
外筒４３の内部には電気粘性流体１６が充填されており、外筒４３の内側と中間筒５２の外側との間の上部には不活性ガス５８が充填されている。内筒５１と中間筒５２はそれぞれ接続ケーブル１１Ｌと接続ケーブル１１Ｈを介して、電圧制御装置１０（図１では図示せず）と接続される。電圧制御装置１０によって、内筒５１と中間筒５２との間に印加する電界の強度を制御することで振動減衰機構１２の減衰力を制御する。
外筒４３の上端板４３ａには、内筒５１に封入される電気粘性流体１６が漏洩することを防止するオイルシール５９が配設され、オイルシール５９の下端には内筒５１および外筒４３の軸方向の一端側（図示上端）の端部を閉塞するように設けられ、ピストンロッド６を支持する、ロッドガイド６０が設けられる。
内筒５１の下端部にはベースバルブ５４が設けられ、ベースバルブ５４にはピストン９に設けられる貫通孔９ｈと同様に貫通孔５４ｈが設けられ、貫通孔５４ｈを介してピストン下室９Ｌと後述する流路５５とが連通している。ベースバルブ５４は４本の脚（図示せず）を備え、４本の脚を介して外筒４３の底部に固定される。
内筒５１の上端近傍には、径方向に貫通する複数の横穴５が周方向に等間隔で配設されている。横穴５は、内筒５１の内側とピストンロッド６の棒状部分とで画成されるピストン上室９Ｕと、中間筒５２の内側と内筒５１の外側とで画成される流路５６とを連通する。流路５６は、下端部において、外筒４３の内側と中間筒５２の外側とで画成される流路５７およびをベースバルブ５４の４本の脚と脚の間（図示せず）の隙間を介してベースバルブ５４と外筒４２の底板との間の流路５５と連通している。
上述の振動減衰機構１２では、電圧制御装置１０と接続される通電部である内筒５１が構造上、ベースバルブ５４およびロッドガイド６０を介して外筒４３と電気的に接続されてしまう。外筒４３は車外に露出されるため、感電保護の観点から内筒５１と外筒４３は絶縁されることが望ましい。
しかし、ロッドガイド６０と内筒５１によってベースバルブ５４を外筒４３の底部に押し付け固定するために、ロッドガイド６０、内筒５１、ベースバルブ５４、外筒４３間には残留軸力を付与する必要がある。内筒５１と外筒４３とを絶縁するためには、ロッドガイド６０と外筒４３およびベースバルブ５４と外筒４３の間に絶縁部材を設ける必要があるが、前述の残留軸力を付与する必要があるため、該絶縁部材には高い強度が要求され、ロッドガイド６０と外筒４３との間およびベースバルブ５４と外筒４３との間に絶縁部材を設けることは困難である。
次に、図２を用いて図１で示した振動減衰機構１２を負荷としたときの本実施例の高電圧システムについて説明する。図２では２輪車の前輪と後輪に振動減衰機構１２をそれぞれ取り付ける場合の例を示している。
尚、複数の振動減衰機構１２の減衰力をそれぞれ独立に制御する場合、１台の振動減衰機構につき、１台の電圧制御装置１０が必要である。但し、電圧制御装置１０が複数に亘って必要な場合には、複数の電圧制御装置１０を一体化して統合電圧制御装置とすることで、電圧制御装置１０の筺体や回路部品を共通化できるため、電圧制御装置の構成を簡素化できる。図２では、２台の電圧制御装置１０を共通の一体化筐体４に収納して統合電圧制御装置とした例を示している。
２台の電圧制御装置１０は、電源（車載バッテリ）３５に接続されており、図示しない上位制御装置よりそれぞれ第１減衰力指令値Ｆｒｅｆ１と第２減衰力指令値Ｆｒｅｆ２が入力されている。第１減衰力指令値Ｆｒｅｆ１と第２減衰力指令値Ｆｒｅｆ２は、同じ指令値であっても良いし、異なる指令値であっても良いものである。尚、２つの電圧制御装置１０は同じ構成であるため、以下の説明では、第１減衰力指令値Ｆｒｅｆ１が入力される電圧制御装置１０の構成について説明する。
電圧制御装置１０は、少なくとも昇圧回路２１、制御器２３を備えている。昇圧回路２１は、第一回路１４、昇圧トランス（変圧器）２５、第二回路１５から構成される。第一回路１４は入力側平滑コンデンサ２４、半導体スイッチング素子２６、半導体スイッチング素子駆動回路２７から構成される。第二回路１５は、整流ダイオード２８、出力側平滑コンデンサ２９、負荷電流検出手段（第三回路）３０、負荷電圧検出手段３１から構成されている。第一回路１４および第二回路１５は昇圧トランス（変圧器）２５を介して電気的（磁気的）に結合されている。
制御器２３は、負荷電圧指令算出部２２、負荷電流指令算出部３２、ＰＷＭパルス生成部３３を備えており、Ｐ制御器やＰＩ制御器等のフィードバック要素により減衰力指令値Ｆｒｅｆ１に基づいて求めた負荷電圧指令値Ｖｒｅｆと負荷電圧値Ｖｌｏａｄの差Ｖｅｒｒがなくなるように、負荷電流指令算出部３２にて負荷電流指令値Ｉｌｏａｄｒｅｆを算出し、ＰＷＭパルス生成部３３に出力する。ＰＷＭパルス生成部３３は、負荷電流指令値Ｉｌｏａｄｒｅｆを元に半導体スイッチング素子２６へのオン／オフ信号Ｖｐｌｓを生成し、半導体スイッチング素子駆動回路２７に出力する。
図示しない上位制御装置より出力される第１減衰力指令値Ｆｒｅｆ１は、制御器２３内の負荷電圧指令算出部２２に入力され、負荷電圧指令算出部２２は負荷電圧指令値Ｖｒｅｆを算出する。電気粘性流体１６に印加する電界の強度に対する電気粘性流体の粘性特性には温度依存性があるため、負荷電圧指令算出部２２では電気粘性流体１６の温度に応じて負荷電圧指令値Ｖｒｅｆを補正する。
電気粘性流体１６の温度は電気粘性流体の抵抗成分１７の抵抗値とその温度依存性から算出される。電気粘性流体の抵抗成分１７の抵抗値は電圧制御装置１０の負荷電圧検出手段３１から検出した負荷電圧Ｖｌｏａｄ_ｄｅｔを負荷電流検出手段（第三回路）３０から検出した負荷電流Ｉｌｏａｄ_ｄｅｔで除して算出される。
負荷電流指令算出部３２には、負荷電圧指令値Ｖｒｅｆと負荷電圧値Ｖｌｏａｄの差Ｖｅｒｒが入力される。制御器２３は、負荷電圧値Ｖｌｏａｄが負荷電圧指令値Ｖｒｅｆに一致するように昇圧回路２１の半導体スイッチング素子２６のオン／オフ信号Ｖｐｌｓを制御する。これにより、振動減衰機構１２に封入されている電気粘性流体１６の粘性を制御して減衰力を所望の値に制御する。
半導体スイッチング素子駆動回路２７は、半導体スイッチング素子２６へのオン／オフ信号Ｖｐｌｓに応じて、半導体スイッチング素子２６を駆動させる。半導体スイッチング素子２６のオン時は入力側の平滑コンデンサ２４から昇圧トランス（変圧器）２５の励磁インダクタンスにエネルギーが蓄えられる。そして、半導体スイッチング素子２６のオフ時に昇圧トランス（変圧器）２５の励磁インダクタンスに蓄積されたエネルギーが第二回路に放出され、このエネルギーによって整流ダイオード２８を介して、振動減衰機構１２内に充填された電気粘性流体１６に負荷電圧値Ｖｌｏａｄが印加される。電気粘性流体１６は抵抗成分１７と静電容量成分１８を有しており、これらは電圧制御装置１０の接続負荷に相当する。電圧制御装置１０と振動減衰機構１２とは接続ケーブル１１Ｈと接続ケーブル１１Ｌを介して接続される。
上述の通り、電気粘性流体１６に電界を作用させるための一対の電極板の低電位側である内筒５１と振動減衰機構の外筒４３は構造上電気的に接続されるが、振動減衰機構の外筒４３は構造上ゴムブッシュやゴムマウントなどの絶縁物４４により車両のシャーシグラウンド４５とは絶縁されているため、振動減衰機構の外筒４３は人体接触時の感電保護のために接続ケーブル１１Ｌと電圧制御装置１０のグラウンドラインを介して車両のシャーシグラウンド４５に接地されることが考えられる。
しかし、ゴムブッシュやゴムマウントなど絶縁物４４が泥水や塩水等に晒されると振動減衰機構の外筒４３と車両のシャーシグラウンド４５間の絶縁抵抗が低下し、電圧制御装置１０から振動減衰機構１２へ供給された電流のうち接続ケーブル１１Ｌを介さずに車両のシャーシグラウンド４５を介して電圧制御装置１０へ戻る漏れ電流が増加して、ノイズが増加し、周囲の電子機器に悪影響を与えるという課題がある。
ここで、図６を用いて振動減衰機構の外筒と車両のシャーシグラウンド間の絶縁物の絶縁抵抗の低下により増加する漏れ電流の経路について簡単に説明する。
図６は電圧制御装置１０から振動減衰機構１２へ供給された電流Ｉｌｏａｄのうち接続ケーブル１１Ｌを介さずに車両のシャーシグラウンド４５を介して電圧制御装置１０へ戻る漏れ電流Ｉｌｅａｋの経路（図６中の点線矢印）を示している。電圧制御装置１０から振動減衰機構１２へ供給される負荷電流Ｉｌｏａｄは、接続ケーブル１１Ｈを介して振動減衰機構１２に封入されている電気粘性流体１６へ流れる。負荷電流Ｉｌｏａｄは電気粘性流体１６通流後に、接続ケーブル１１Ｌを介して電圧制御装置１０に戻る戻り電流Ｉｌｏａｄ’と車両のシャーシグラウンド４５を介して電圧制御装置１０に戻る漏れ電流Ｉｌｅａｋに分流する。
ゴムブッシュやゴムマウントなどの絶縁物４４が泥水や塩水等に晒されると振動減衰機構の外筒４３と車両のシャーシグラウンド４５間の絶縁抵抗が低下し、漏れ電流Ｉｌｅａｋが増加する。戻り電流Ｉｌｏａｄ’によるノイズに対しては、戻り電流Ｉｌｏａｄ’が流れる接続ケーブル１１Ｌと接続ケーブル１１Ｈのツイストペア化や接続ケーブル１１Ｌと接続ケーブル１１Ｈへのシールドの付加により対策をすることが比較的容易であるが、漏れ電流Iｌｅａｋは面積が広い車両のシャーシグラウンド４５を流れるため、ノイズ対策が困難である。ノイズが増加すると、周囲の電子機器への悪影響が懸念される。
そこで、本実施例の高電圧システムでは、図２に示すように、あらかじめ振動減衰機構の外筒４３を接地ケーブル４９を用いて車両のシャーシグラウンド４５へ直接的に接地することで、振動減衰機構の外筒４３と車両のシャーシグラウンド４５間の絶縁物４４の絶縁抵抗の低下の影響を排除するとともに、振動減衰機構の外筒４３からの感電を保護できる。
また、電圧制御装置１０の第一回路のグラウンド４６と第二回路のグラウンド４７の間に第二の抵抗器４０Ｌと第二の抵抗器４０Ｈを設けて、振動減衰機構１２から車両のシャーシグラウンド４５を介して電圧制御装置１０へ戻る経路のインピーダンスを振動減衰機構１２から接続ケーブル１１Ｌを介して電圧制御装置１０へ戻る経路のインピーダンスより十分大きくすることで、振動減衰機構１２から車両のシャーシグラウンド４５を介して電圧制御装置１０へ戻る漏れ電流を低減し、ノイズ増加による周囲の電子機器への悪影響を防止できる。（図２において、第一の抵抗器３９Ｈ，３９Ｌに対し、４０Ｈ，４０Ｌを第二の抵抗器と称する。）なお、振動減衰機構１２から接続ケーブル１１Ｌを介して電圧制御装置１０へ戻る経路のインピーダンスは接続ケーブル１１Ｌの配線抵抗や配線インダクタンスによるものが主であるため基本的に低インピーダンスである。
また、本実施例では電圧制御装置１０の負荷を振動減衰機構１２としているが、電圧制御装置１０と接続される負荷の通電部分と負荷の露出導電部との絶縁が困難な負荷であれば、振動減衰機構１２でなくとも本実施例と同様の効果を得ることができる。
なお、本実施例のように、電圧制御装置１０の第二回路１５と負荷である振動減衰機構１２を接続ケーブル１１Ｈ，１１Ｌで接続することにより、電圧制御装置１０と振動減衰機構１２のそれぞれの設置位置の自由度が向上する。例えば４輪の車両に４つのダンパ（振動減衰機構１２）を設置し、４台の電圧制御装置１０を共通の一体化筐体に収納して統合電圧制御装置として車両に設置することができる。また、ダンパ（振動減衰機構１２）と電圧制御装置１０を一体化して設置した場合に比べて、ダンパ（振動減衰機構１２）の振動や熱が電圧制御装置１０に伝わり難いというメリットもある。
次に、図３および図４を参照して、実施例２の高電圧システムおよび高電圧システムの過電圧故障防止方法について説明する。
本実施例では、図２における昇圧回路２１に設けられた第一の抵抗器３９Ｌと第一の抵抗器３９Ｈの合成抵抗値Ｒ３９と比較して第二の抵抗器４０Ｌと第二の抵抗器４０Ｈの合成抵抗値Ｒ４０を小さくしたという点において実施例１と異なっており、その他の構成は実施例１と同じである。尚、ここでは本実施例と実施例１の相違点について説明する。
本実施例では、図２の昇圧回路２１に設けられた第一の抵抗器３９Ｌと第一の抵抗器３９Ｈの合成抵抗値Ｒ３９と比較して第二の抵抗器４０Ｌと第二の抵抗器４０Ｈの合成抵抗値Ｒ４０を小さくすることで、負荷電流検出手段（第三回路）３０を安価な非絶縁型としたときの、接続ケーブル１１Ｌ断線時の電流検出手段（第三回路）３０の過電圧故障を防止する。
図２の構成に示すように、電圧制御装置１０の第一回路のグラウンド４６は車両のシャーシグラウンド４５に接続されており、電圧制御装置１０の第二回路のグラウンド４７も接続ケーブル１１Ｌ、振動減衰機構の外筒４３、接地ケーブル４９を介して車両のシャーシグラウンド４５に接地されているため、第一回路のグラウンド４６と第二回路のグラウンド４７は同電位となる。
第一回路のグラウンド４６と第二回路のグラウンド４７が同電位であるため、電圧制御装置１０内部の制御器２３の基準電位を電圧制御装置１０の第一回路のグラウンド４６としても、負荷電流検出手段（第三回路）３０を安価な非絶縁型とすることができる。
しかし、図２の構成において接続ケーブル１１Ｌの断線が発生すると電圧制御装置１０の第一回路のグラウンド４６と第二回路のグラウンド４７との間に電位差Ｖ２Ｌが発生し、負荷電流検出手段（第三回路）３０を非絶縁型とした場合、負荷電流検出手段（第三回路）３０に過電圧が印加され負荷電流検出手段（第三回路）３０が過電圧故障する。
そこで、第一の抵抗器３９Ｌと第一の抵抗器３９Ｈの合成抵抗値Ｒ３９と比較して第二の抵抗器４０Ｌと第二の抵抗器４０Ｈの合成抵抗値Ｒ４０を小さくすることで、合成抵抗値Ｒ３９に対する合成抵抗値Ｒ４０の分圧比を下げて、接続ケーブル１１Ｌの断線時の第一回路のグラウンド４６と第二回路のグラウンド４７との間の電位差Ｖ２Ｌを負荷電流検出手段（第三回路）３０の耐電圧以内に抑え、負荷電流検出手段（第三回路）３０の過電圧故障を防止できる。
接続ケーブル１１Ｌの断線時の負荷電流検出手段（第三回路）３０の過電圧故障を防止するために合成抵抗値Ｒ４０は式１を満足する必要がある。
Figure 2019088129
ここで、Ｒ４０は第二の抵抗器４０Ｌと第二の抵抗器４０Ｈの合成抵抗値Ｒ４０[Ω]、Ｒｌｏａｄ＿ｍｉｎは電気粘性流体の抵抗成分１７の下限抵抗値[Ω]、Ｒ３９は第一の抵抗器３９Ｌと第一の抵抗器３９Ｈの合成抵抗値Ｒ３９[Ω]、ＶＣＴ＿ｍａｘは負荷電流検出手段（第三回路）３０の定格電圧[Ｖ]、Ｖｌｏａｄ＿ｍａｘは負荷電圧の最大値[Ｖ]である。
なお、上述した第二の抵抗器４０Ｌと第二の抵抗器４０Ｈの合成抵抗値Ｒ４０は、接続ケーブル１１Ｌの断線時の負荷電流検出手段（第三回路）３０の過電圧故障を防止するための抵抗値の上限値を示しているが、実際にはこの上限値以下の、振動減衰機構１２から車両のシャーシグラウンド４５を介して電圧制御装置１０へ戻る経路のインピーダンスより十分大きい抵抗値が選ばれれば良いものである。
また、本実施例では、過電圧故障の保護対象である第二回路１５と車両のシャーシグラウンド４５に接続された第三回路３０の例として電流検出手段を示したが、第二回路１５と車両のシャーシグラウンド４５に接続された回路であれば、第三回路３０は電流検出とは別の機能を有する回路でもよい。
図３および図４を用いて、本実施例の効果について説明する。図３に接続ケーブル１１Ｌ断線時（本発明適用なし）の第一回路のグラウンド４６と第二回路のグラウンド４７との間の電位差Ｖ２Ｌと第一回路のグラウンド４６と第二回路の高電位端の接続点４８との間の電位差Ｖ２Ｈの時間変化を示す。
なお、図３では第一の抵抗器３９Ｌと第一の抵抗器３９Ｈの合成抵抗値Ｒ３９と第二の抵抗器４０Ｌと第二の抵抗器４０Ｈの合成抵抗値Ｒ４０を同じ値にしている。図３の時刻Ｔ１で接続ケーブル１１Ｌの断線が発生し、その後第一回路のグラウンド４６と第二回路のグラウンド４７との間の電位差Ｖ２Ｌが０[ａ．ｕ．]から約−５０００[ａ．ｕ．]まで増加していることがわかる。
ここで、[ａ．ｕ．]は相対値である。負荷電流検出手段（第三回路）３０にはこのＶ２Ｌの電位差が印加されるため、例えば負荷電流検出手段（第三回路）３０の定格電圧を１０[ａ．ｕ．]程度とすると、定格電圧を大幅に超えた過電圧が負荷電流検出手段（第三回路）３０に印加されることになり、負荷電流検出手段（第三回路）３０の過電圧故障を招く。
図４に接続ケーブル１１Ｌ断線時（本発明適用あり）の第一回路のグラウンド４６と第二回路のグラウンド４７との間の電位差Ｖ２Ｌと第一回路のグラウンド４６と第二回路の高電位端の接続点４８との間の電位差Ｖ２Ｈの時間変化を示す。なお、図４では第二の抵抗器４０Ｌと第二の抵抗器４０Ｈの合成抵抗値Ｒ４０は、第一の抵抗器３９Ｌと第一の抵抗器３９Ｈの合成抵抗値Ｒ３９と異なる値（低い値）にしている。
図４の時刻Ｔ１で接続ケーブル１１Ｌの断線が発生するが、第一回路のグラウンド４６と第二回路の高電位端の接続点４８との間の電位差Ｖ２Ｈが、約４９９５[ａ．ｕ．]と第一回路のグラウンド４６と第二回路の高電位端の接続点４８間でほぼ全電圧を分担しており、第一回路のグラウンド４６と第二回路のグラウンド４７との間の電位差Ｖ２Ｌが０[ａ．ｕ．]から約−５[ａ．ｕ．]程度までしか増加していないことがわかる。
このように本発明の適用により、接続ケーブル１１Ｌ断線時の第一回路のグラウンド４６と第二回路のグラウンド４７との間の電位差Ｖ２Ｌを負荷電流検出手段（第三回路）３０の定格電圧以下になるように第二の抵抗器４０Ｌと第二の抵抗器４０Ｈの合成抵抗値Ｒ４０を決めることで、接続ケーブル１１Ｌ断線時の負荷電流検出手段（第三回路）３０の過電圧故障を防止することができる。
次に、図５を参照して、実施例３の高電圧システムおよび高電圧システムの故障診断方法について説明する。尚、ここでは本実施例と実施例２の相違点について説明する。
本実施例では、第一回路のグラウンド４６と第二回路のグラウンド４７との間の電位差Ｖ２Ｌが閾値電圧Ｖｆａｕｌｔを超えた場合、接続ケーブル１１Ｌの断線を検出して、電圧制御装置１０の出力停止もしくはアラームを出力する。第一回路のグラウンド４６と第二回路のグラウンド４７との間の電位差Ｖ２Ｌは負荷電圧検出手段３１内の抵抗４０Ｌと抵抗４０Ｈの中点の電圧Ｖ２Ｌ’に抵抗４０Ｌと抵抗４０Ｈとの分圧比Ｋを乗じて算出される。
電圧制御装置検出手段３１内の抵抗４０Ｌと抵抗４０Ｈの中点の電圧Ｖ２Ｌ’は、制御器２３に送られ、分圧比Ｋを乗じることで第一回路のグラウンド４６と第二回路のグラウンド４７との間の電位差Ｖ２Ｌに変換され、接続ケーブル１１Ｌ断線保護器（検出器）５０に入力される。接続ケーブル１１Ｌ断線保護器（検出器）５０では、閾値電圧Ｖｆａｕｌｔと第一回路のグラウンド４６と第二回路のグラウンド４７との間の電位差Ｖ２Ｌを比較して、Ｖ２Ｌの方が大きければ、半導体スイッチング素子２６へのオン／オフ信号Ｖｐｌｓを停止して、電圧制御装置１０の出力停止する、もしくは図示しない上位制御装置へ接続ケーブル１１Ｌ断線アラームＨＶ−ｆａｕｌｔを出力する。
接続ケーブル１１Ｌの断線を検出するために第一回路のグラウンド４６と第二回路のグラウンド４７との間の電位差Ｖ２Ｌと比較する閾値電圧Ｖｆａｕｌｔは式２を満足する必要がある。
Figure 2019088129
ここで、Ｖｆａｕｌｔは接続ケーブル１１Ｌの断線を検出するために第一回路のグラウンド４６と第二回路のグラウンド４７との間の電位差Ｖ２Ｌと比較する閾値電圧[Ｖ]、Ｒ４０は抵抗４０Ｌと抵抗４０Ｈの合成抵抗値Ｒ４０[Ω]、Ｒｌｏａｄ＿ｍａｘは電気粘性流体の抵抗成分１７の上限抵抗値[Ω]、Ｒ３９は抵抗３９Ｌと抵抗３９Ｈの合成抵抗値Ｒ３９[Ω]、Ｖｏｕｔ＿ｍｉｎは電圧制御装置１０の最低レギュレーション電圧[Ｖ]である。
尚、上述した閾値電圧Ｖｆａｕｌｔは、接続ケーブル１１Ｌの断線を検出するため閾値電圧の上限値を示しているが、実際にはこの上限値以下の、検出精度が十分確保できる範囲内の電圧値が選ばれれば良いものである。
また、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
４…一体化筺体、５…横穴、６…ピストンロッド、９…ピストン、９Ｕ…ピストン上室、９Ｌ…ピストン下室、９ｈ…貫通孔、１０…電圧制御装置、１１Ｈ，１１Ｌ…接続ケーブル、１２…振動減衰機構、１３…電気的接続部、１４…第一回路、１５…第二回路、１６…電気粘性流体、１７…電気粘性流体の抵抗成分、１８…電気粘性流体の静電容量成分、２１…昇圧回路、２２…負荷電圧指令算出部、２３…制御器、２４…入力側平滑コンデンサ、２５…昇圧トランス（変圧器）（変圧器）、２６…半導体スイッチング素子、２７…半導体スイッチング素子駆動回路、２８…整流ダイオード、２９…出力側平滑コンデンサ、３０…負荷電流検出手段（第三回路）、３１…負荷電圧検出手段、３２…負荷電流指令算出部、３３…ＰＷＭパルス生成部、３５…（直流）電源、３６…負荷電流検出抵抗、３７…差動増幅器(負荷電流検出用)、３９Ｈ，３９Ｌ…第一の抵抗器、４０Ｈ，４０Ｌ…第二の抵抗器、４１…差動増幅器(負荷電圧検出用)、４３…外筒、４３ａ…上端板、４４…絶縁物、４５…車両のシャーシグラウンド、４６…第一回路のグラウンド、４７…第二回路のグラウンド、４８…第二回路の高電位端の接続点、４９…接地ケーブル、５０…接続ケーブル１１Ｌ断線保護器（検出器）、５１…内筒、５２…中間筒、５４…ベースバルブ、５４h…貫通孔、５５…流路、５６…流路、５７…流路、５８…不活性ガス、５９…オイルシール、６０…ロッドガイド、６１…絶縁スペーサ。

Claims (14)

  1. 電源とグラウンドを有する第一回路と、
    変圧器を介して前記第一回路と磁気的に結合され、前記グラウンドと接続された負荷を有する第二回路と、
    前記グラウンドに接続された制御器と、
    前記第二回路と前記グラウンドに接続された第三回路と、
    前記第二回路の高電位端の接続点と前記グラウンドとの間に設けられた第一の抵抗器と、
    前記第二回路の低電位端の接続点と前記グラウンドとの間に設けられ、前記第一の抵抗器とは異なる抵抗値を有する第二の抵抗器と、
    を備えることを特徴とする高電圧システム。
  2. 請求項１に記載の高電圧システムであって、
    前記第三回路は、前記負荷の電流を検出する電流検出手段であることを特徴とする高電圧システム。
  3. 請求項１または２に記載の高電圧システムであって、
    前記第二の抵抗器の抵抗値は、前記第一の抵抗器の抵抗値より低いことを特徴とする高電圧システム。
  4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の高電圧システムであって、
    前記第二の抵抗器の抵抗値（Ｒ４０）は式１
    Figure 2019088129
     により算出されることを特徴とする高電圧システム。
  5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の高電圧システムであって、
    前記第二の抵抗器の両端の電圧が所定の閾値電圧以上の場合、前記第一回路の動作停止またはアラーム出力を行うことを特徴とする高電圧システム。
  6. 請求項５に記載の高電圧システムであって、
    前記閾値電圧（Ｖｆａｕｌｔ）は式２
    Figure 2019088129
     により算出されることを特徴とする高電圧システム。
  7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の高電圧システムであって、
    前記第二回路と前記負荷をケーブルで接続することを特徴とする高電圧システム。
  8. 請求項７に記載の高電圧システムであって、
    前記第一回路、前記変圧器、前記第二回路、前記制御器、前記第三回路、前記第一の抵抗器、前記第二の抵抗器、前記ケーブル、前記負荷をそれぞれ少なくとも２つずつ備え、
    前記第一回路、前記変圧器、前記第二回路、前記制御器、前記第三回路、前記第一の抵抗器、前記第二の抵抗器を１つの筺体に収納することを特徴とする高電圧システム。
  9. 請求項１から８のいずれか１項に記載の高電圧システムであって、
    前記負荷は、振動減衰機構であることを特徴とする高電圧システム。
  10. 請求項９に記載の高電圧システムであって、
    前記振動減衰機構の作動流体は、電気粘性流体であることを特徴とする高電圧システム。
  11. 請求項１０に記載の高電圧システムであって、
    前記振動減衰機構は、内部にロッドが挿入される内筒と、
    前記内筒の外側に設けられる外筒と、
    前記内筒と前記外筒との間に設けられ、前記ロッドの進退動により前記電気粘性流体が前記振動減衰機構の軸方向の一端側から他端側に向けて流動する通路を前記内筒との間に形成し、電極となる中間筒と、
    前記内筒および前記外筒の前記一端側の端部を閉塞するように設けられ、前記ロッドを支持するロッドガイドと、
    前記内筒および前記外筒の前記他端側の端部に設けられるベースバルブと、
    前記ロッドガイドと前記中間筒の一端側の端部を封止するシール部材と、を備え、
    前記内筒、前記外筒、前記ベースバルブおよび前記ロッドガイドは残留軸力を保持して互いに固定されることを特徴とする高電圧システム。
  12. 請求項９から１１のいずれか１項に記載の高電圧システムであって、
    前記振動減衰機構を少なくとも車両の２輪に取り付けることを特徴とする高電圧システム。
  13. 電源とグラウンドを有する第一回路と、
    変圧器を介して前記第一回路と磁気的に結合され、前記グラウンドと接続された負荷を有する第二回路と、
    前記グラウンドに接続された制御器と、
    前記第二回路と前記グラウンドに接続された第三回路と、
    前記第二回路の高電位端の接続点と前記グラウンドとの間に設けられた第一の抵抗器と、
    前記第二回路の低電位端の接続点と前記グラウンドとの間に設けられ、前記第一の抵抗器とは異なる抵抗値を有する第二の抵抗器と、を備える高電圧システムの故障診断方法であって、
    前記第二の抵抗器の両端の電圧が所定の閾値電圧以上の場合、当該高電圧システムの故障と判定することを特徴とする高電圧システムの故障診断方法。
  14. 請求項１３に記載の高電圧システムの故障診断方法であって、
    前記閾値電圧（Ｖｆａｕｌｔ）は式３
    Figure 2019088129
     により算出されることを特徴とする高電圧システムの故障診断方法。
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