(57)【要約】【課題】漏電を確実に検出することができるプラズマリアクター用電源システムを提供する。【解決手段】  バッテリー１０２からプラズマリアクター１０５に電力を供給する電源装置２と、電源装置２とプラズマリアクター１０５とを電気的に接続するプラス配線３およびマイナス配線４と、プラス配線３に流れる電流とマイナス配線４に流れる電流との差に応じた電気信号を出力する電流センサ５とを備えるプラズマリアクター用電源システム１において、入力された電気信号を全波整流する全波整流回路１３と、全波整流された電気信号の最大値を、保持し、出力するピークホールド回路１４とを設け、最大値が所定の閾値以上となったことを条件として漏電しているとして処理する。【選択図】図２
2019053896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリーからプラズマリアクターに電力を供給する電源装置と、
前記電源装置と前記プラズマリアクターとを電気的に接続するプラス配線およびマイナス配線と、
前記プラス配線と前記マイナス配線とに電気的に接続され、前記プラス配線に流れる電流と前記マイナス配線に流れる電流との差に応じた電気信号を出力する電流センサと、
前記電気信号が入力され、入力された前記電気信号を全波整流する全波整流回路と、
全波整流された前記電気信号が入力され、入力された前記電気信号の最大値を、保持し、出力するピークホールド回路と、
前記最大値が所定の閾値以上となったことを条件として漏電しているとして処理する制御装置と
を備えることを特徴とする、プラズマリアクター用電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマリアクター用電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、排ガスに含まれる粒子状物質（ＰＭ）などの有害成分を分解する装置として、プラズマリアクターが知られている。
【０００３】
また、プラズマリアクター用制御装置として、プラズマリアクターの放電電極に印加される印加電流を電流センサでモニターし、電流センサからの出力信号が正の値をとる期間に、プラズマリアクターに異常放電が生じたか否かを判定するプラズマリアクター用制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−１５２３４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載のプラズマリアクター用制御装置では、漏電（異常放電）により、電流センサからの出力信号が負の値をとる場合、電流センサからの出力信号を読み取ることができず、漏電を検出できない。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、漏電を確実に検出することができるプラズマリアクター用電源システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、バッテリーからプラズマリアクターに電力を供給する電源装置と、前記電源装置と前記プラズマリアクターとを電気的に接続するプラス配線およびマイナス配線と、前記プラス配線と前記マイナス配線とに電気的に接続され、前記プラス配線に流れる電流と前記マイナス配線に流れる電流との差に応じた電気信号を出力する電流センサと、前記電気信号が入力され、入力された前記電気信号を全波整流する全波整流回路と、全波整流された前記電気信号が入力され、入力された前記電気信号の最大値を、保持し、出力するピークホールド回路と、前記最大値が所定の閾値以上となったことを条件として漏電しているとして処理する制御装置とを備える、プラズマリアクター用電源システムを含む。
【０００８】
このような構成によれば、電流センサからの電気信号が入力される全波整流回路を備える。
【０００９】
そのため、電流センサが負の電気信号を出力する場合でも、負の電気信号を全波整流回路によって全波整流することにより、正の電気信号として、制御装置に入力することができる。
【００１０】
これにより、漏電が発生する箇所によらず、漏電を確実に検出し、処理することができる。
【００１１】
また、このような構成によれば、全波整流回路からの電気信号が入力されるピークホールド回路を備える。
【００１２】
そのため、漏電が発生して、ピークホールド回路が出力する最大値が所定の閾値以上となったタイミングと、制御装置がピークホールド回路が出力する最大値を読み込むタイミングとが異なる場合でも、制御装置は、ピークホールド回路によって保持された最大値を読み込むことができる。
【００１３】
これにより、任意のタイミングで、漏電を確実に検出することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、漏電を確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明のプラズマリアクター用電源システムの一実施形態を備える車両の概略構成図である。
【図２】図２は、図１に示す電流センサと制御装置との間に介在される回路を示すブロック図である。
【図３】図３は、プラズマリアクター用電源システムの制御を示すフローチャートである。
【図４】図４は、電流センサが出力する電気信号の電圧、および、全波整流回路が出力する電気信号の電圧の経時変化を示すグラフであって、電流センサが出力する電気信号が正の電気信号である場合を示す。
【図５】図５は、電流センサが出力する電気信号の電圧、および、全波整流回路が出力する電気信号の電圧の経時変化を示すグラフであって、電流センサが出力する電気信号が負の電気信号である場合を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
１．プラズマリアクター用電源システムの概略
図１に示すように、プラズマリアクター用電源システム１は、例えば、車両１００に搭載される。
【００１７】
車両１００は、エンジン１０１と、バッテリー１０２およびプラズマリアクター用電源システム１を含む電気システムと、エンジン１０１に吸気するための図示しない吸気システムと、エンジン１０１に燃料を供給するための図示しない燃料噴射システムと、エンジン１０１から排気するための排気システム１０３とを備える。なお、バッテリー１０２としては、例えば、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池などの公知の二次電池が挙げられる。
【００１８】
排気システム１０３は、排気管１０４と、プラズマリアクター１０５とを備える。
【００１９】
排気管１０４は、エンジン１０１から排出される排ガスを排気するための配管である。排気管１０４は、エンジン１０１に接続される。
【００２０】
プラズマリアクター１０５は、エンジン１０１から排出される排ガスに含まれる有害成分（例えば、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、粒子状物質（ＰＭ）など）を分解する。プラズマリアクター１０５は、排気管１０４の途中に介在される。プラズマリアクター１０５は、少なくとも１対の図示しない正極パネルおよび負極パネルを有する。正極パネルおよび負極パネルは、互いに間隔を隔てて対向する。プラズマリアクター１０５に電力が供給されると、正極パネルおよび負極パネルとの間で放電が生じる。これにより、正極パネルおよび負極パネルとの間の気体が、プラズマ状態となる。すなわち、プラズマリアクター１０５内にプラズマが発生する。すると、排気管１０４を介してプラズマリアクター１０５内に流入した排ガスに含まれる有害成分は、プラズマリアクター１０５内のプラズマにより、分解される。プラズマリアクター１０５を通過した排ガスは、排気管１０４を介して、車外に排出される。
【００２１】
プラズマリアクター用電源システム１は、バッテリー１０２からプラズマリアクター１０５への電力供給を制御する。プラズマリアクター用電源システム１は、電源装置２と、プラス配線３およびマイナス配線４と、電流センサ５と、制御装置６とを備える。
【００２２】
（１）電源装置
電源装置２は、バッテリー１０２からプラズマリアクター１０５に電力を供給する。詳しくは、電源装置２は、昇圧回路（例えば、フライバックコンバーターなど）と、スイッチとを備える。電源装置２は、電源配線７を介して、バッテリー１０２に電気的に接続される。
【００２３】
なお、スイッチは、信号配線８を介して、制御装置６に電気的に接続される。制御装置６がスイッチをオンすることにより、電源装置２は、バッテリー１０２からプラズマリアクター１０５に電力を供給する。また、制御装置６がスイッチをオフすることにより、電源装置２は、バッテリー１０２からプラズマリアクター１０５への電力供給を停止する。
【００２４】
（２）プラス配線およびマイナス配線
プラス配線３およびマイナス配線４は、電源装置２とプラズマリアクター１０５とを電気的に接続する。詳しくは、プラス配線３は、電源装置２のプラス端子に電気的に接続されるとともに、プラズマリアクター１０５の正極パネルに電気的に接続される。また、マイナス配線４は、電源装置２のマイナス端子に電気的に接続されるとともに、プラズマリアクター１０５の負極パネルに電気的に接続される。
【００２５】
（３）電流センサ
電流センサ５は、プラス配線３の途中とマイナス配線４の途中とに電気的に接続される。電流センサ５は、プラス配線３に流れる電流とマイナス配線４に流れる電流との差に応じた電気信号を出力する。具体的には、電流センサ５は、プラス配線３に流れる電流とマイナス配線４に流れる電流との差に応じた電圧を出力する。電流センサ５は、信号配線９を介して、制御装置６に電気的に接続される。後で詳しく説明するが、電流センサ５が出力した電気信号は、信号配線９を介して、制御装置６に入力される。
【００２６】
（４）制御装置
制御装置６は、後で詳しく説明するが、電流センサ５が出力した電気信号に基づいて、電源装置２のスイッチを切り替える。制御装置６は、車両１００における電気的な制御を実行するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）であり、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどを備える。
【００２７】
２．プラズマリアクター用電源システムの詳細
図２に示すように、プラズマリアクター用電源システム１は、信号配線９（図１参照）の途中において、ハイパスフィルタ回路１１と、反転増幅回路１２と、全波整流回路１３（絶対値回路）と、ピークホールド回路１４とを備える。
【００２８】
（１）ハイパスフィルタ回路
ハイパスフィルタ回路１１は、電流センサ５と反転増幅回路１２との間に介在される。ハイパスフィルタ回路１１には、信号配線９を介して、電流センサ５が出力した電気信号が、入力される。ハイパスフィルタ回路１１は、入力された電気信号のうち、カットオフ周波数よりも高い周波数の成分を、出力する。
【００２９】
（２）反転増幅回路
反転増幅回路１２は、ハイパスフィルタ回路１１と全波整流回路１３との間に介在される。反転増幅回路１２には、ハイパスフィルタ回路１１が出力した電気信号が、入力される。反転増幅回路１２は、入力された電気信号の位相を反転し、電圧を増幅する。
【００３０】
（３）全波整流回路
全波整流回路（絶対値回路）１３は、反転増幅回路１２とピークホールド回路１４との間に介在される。全波整流回路１３には、反転増幅回路１２が出力した電気信号が、入力される。つまり、全波整流回路１３には、電流センサ５が出力した電気信号が、ハイパスフィルタ回路１１および反転増幅回路１２を介して、入力される。全波整流回路１３は、入力された電気信号を全波整流する。これにより、全波整流回路１３は、入力された電気信号が、正負いずれの電気信号であっても、正の電気信号として出力する。なお、全波整流回路１３は、入力された電気信号の電圧を増幅してもよい。
【００３１】
全波整流回路１３が出力する電気信号の電圧は、電流センサ５が出力した電気信号の電圧に対して、例えば、７０倍以上であり、例えば、９０倍以下である。
【００３２】
（４）ピークホールド回路
ピークホールド回路１４には、全波整流回路１３が出力した電気信号が入力される。すなわち、ピークホールド回路１４には、全波整流された電気信号が入力される。ピークホールド回路１４は、入力された電気信号の最大値を、保持し、出力する。詳しくは、ピークホールド回路１４に入力された電気信号の電圧がピークホールド回路１４のホールドコンデンサの電圧よりも大きい場合、ホールドコンデンサが充電される。また、ピークホールド回路１４に入力された電気信号の電圧がホールドコンデンサの電圧以下である場合、ホールドコンデンサの電圧が保持される。つまり、ピークホールド回路１４は、入力された電気信号の電圧の最大値を保持する。そして、ピークホールド回路１４は、ホールドコンデンサの電圧を出力する。これにより、ピークホールド回路１４は、入力された電気信号の電圧の最大値を出力する。
【００３３】
なお、ピークホールド回路１４は、リセット回路と組み合わされて、ピークホールド・リセット回路として構成されてもよい。この場合、リセット回路は、ホールドコンデンサと並列に設けられる。リセット回路は、リセット信号が入力されることにより、ホールドコンデンサに蓄積された電荷を開放（放電）する。
【００３４】
３．プラズマリアクター用電源システム１の制御
図３に示すように、制御装置６は、所定の経過時間ごとに、ピークホールド回路１４が出力した電圧（出力電圧Ｖ）を読み込む（Ｓ１）。
【００３５】
次いで、制御装置６は、出力電圧Ｖが所定の閾値Ｖ１以上となったことを条件として（Ｓ２：ＹＥＳ）、漏電しているとして処理する（Ｓ３、Ｓ４）。
【００３６】
詳しくは、制御装置６は、出力電圧Ｖが所定の閾値Ｖ１以上である場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、電源装置２のスイッチをオフする（Ｓ３）。これにより、バッテリー１０２からプラズマリアクター１０５への電力供給が停止する。
【００３７】
閾値Ｖ１は、例えば、２８００ｍＶである。
【００３８】
次いで、制御装置６は、例えば、車両１００のインストルメントパネルに設けられるランプを点灯させるなどして、ユーザーに、プラズマリアクター１０５がオフされていることを報知する（Ｓ４）。
【００３９】
なお、制御装置６は、出力電圧Ｖが所定の閾値Ｖ１未満である場合（Ｓ２：ＮＯ）、電源装置２のスイッチをオフすることなく、所定の時間経過後に、再度、ピークホールド回路１４が出力した電圧（出力電圧Ｖ）を読み込む（Ｓ１）。
【００４０】
４．作用効果
図１に示すように、プラス配線３の途中とマイナス配線４の途中とに電流センサ５を電気的に接続した構成では、漏電が発生する箇所によって、電流センサ５が出力する電気信号の極性が異なる。
【００４１】
具体的には、プラス配線３の部分３Ｂ、マイナス配線４の部分４Ａ、または、マイナス配線４の部分４Ｂにおいて漏電が発生した場合、電流センサ５は、正の電気信号（図４に示す電流センサ出力電圧）を出力する。部分３Ｂは、プラス配線３と電流センサ５との接続部分Ｃ１と、プラズマリアクター１０５との間に介在される。部分４Ａは、マイナス配線４と電流センサ５との接続部分Ｃ２と、電源装置２との間に介在される。部分４Ｂは、マイナス配線４と電流センサ５との接続部分Ｃ２と、プラズマリアクター１０５との間に介在される。なお、図４では、時点ｔ１において、漏電が発生している。
【００４２】
一方、プラス配線３の部分３Ａにおいて漏電が発生した場合、電流センサ５は、負の電気信号（図５に示す電流センサ出力電圧）を出力する。部分３Ａは、プラス配線３と電流センサ５との接続部分Ｃ１と、電源装置２との間に介在される。なお、図５では、時点ｔ２において、漏電が発生している。
【００４３】
ここで、図２に示すように、このプラズマリアクター用電源システム１によれば、電流センサ５と制御装置６との間において、全波整流回路１３を備える。
【００４４】
そのため、電流センサ５が負の電気信号を出力する場合でも、負の電気信号を全波整流回路１３によって全波整流することにより、正の電気信号（図５に示す全波整流回路出力電圧）として、制御装置６に入力することができる。
【００４５】
これにより、漏電が発生する箇所によらず、漏電を確実に検出し、処理することができる。
【００４６】
また、このプラズマリアクター用電源システム１によれば、全波整流回路１３と制御装置６との間において、ピークホールド回路１４を備える。
【００４７】
そのため、漏電が発生して出力電圧Ｖが所定の閾値Ｖ１以上となったタイミングと、制御装置６が出力電圧Ｖを読み込むタイミングとが異なる場合でも、制御装置６は、ピークホールド回路１４によって保持された出力電圧Ｖを読み込むことができる。
【００４８】
これにより、任意のタイミングで、漏電を確実に検出することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１        プラズマリアクター用電源システム
２        電源装置
３        プラス配線
４        マイナス配線
５        電流センサ
６        制御装置
１３      全波整流回路
１４      ピークホールド回路
【図１】
2019053896.tif 000003
【図２】
2019053896.tif 000004
【図３】
2019053896.tif 000005
【図４】
2019053896.tif 000006
【図５】
2019053896.tif 000007