(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
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とを備え、
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断線検出装置。
【請求項２】
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請求項１に記載の断線検出装置。
【請求項３】
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請求項２に記載の断線検出装置。
【請求項４】
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る請求項１〜３のいずれかに記載の断線検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−９３９３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、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とを備え、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断線検出装置を採用する。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
また、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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【発明の効果】
【００１５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の各実施形態に係るケーブル断線検出装置の概略構成図である。
【図２】第１の実施形態に係るケーブル断線検出装置により実行される処理を示すフローチャートである。
【図３】第２の実施形態に係るケーブル断線検出装置により実行される処理を示すフローチャートである。
【図４】従来のケーブル断線検出装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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）。
【００２７】
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）。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
[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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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’）。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【符号の説明】
【００４０】
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）
【図１】
0005745946.tif 000002
【図２】
0005745946.tif 000003
【図３】
0005745946.tif 000004
【図４】
0005745946.tif 000005