特許 7403073 電力遮断装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-14

(45)【発行日】2023-12-22

(54)【発明の名称】電力遮断装置

(51)【国際特許分類】

   H01H 9/54 20060101AFI20231215BHJP

   G01R 31/52 20200101ALI20231215BHJP

   H01H 47/00 20060101ALI20231215BHJP

【ＦＩ】

H01H9/54 C

G01R31/52

H01H47/00 C

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020067177

(22)【出願日】2020-04-03

(65)【公開番号】P2021163708

(43)【公開日】2021-10-11

【審査請求日】2023-02-02

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109210

【弁理士】

【氏名又は名称】新居 広守

(74)【代理人】

【識別番号】100137235

【弁理士】

【氏名又は名称】寺谷 英作

(74)【代理人】

【識別番号】100131417

【弁理士】

【氏名又は名称】道坂 伸一

(72)【発明者】

【氏名】廣部 貴志

(72)【発明者】

【氏名】風間 俊

【審査官】片岡 弘之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－２０８５８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１９６２８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１１５１７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１６９０８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２１６５１６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｈ ９／５４

Ｇ０１Ｒ ３１／５２

Ｈ０１Ｈ ４７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

正電位第１端と、
前記正電位第１端に正電位伝送路によって接続される正電位第２端と、
負電位第１端と、
前記負電位第１端に負電位伝送路によって接続される負電位第２端と、
前記正電位伝送路に設けられた正電位開閉器と、
前記負電位伝送路に設けられた負電位開閉器と、
前記正電位開閉器と前記正電位第２端とが接続される正電位接続点と、前記負電位開閉器と負電位第２端とが接続される負電位接続点と、に接続された故障検出回路と、
前記正電位開閉器の開閉と、前記負電位開閉器の開閉と、前記故障検出回路との動作を制御する制御回路と、
を備え、
前記故障検出回路は、
第１端と第２端とが設けられた高電位抵抗と、第３端と第４端とに直流抵抗を介して接続されて前記第３端と前記第４端とに対して基準電位の基準電位端からの電力供給が可能な基準電位供給回路と、第５端と第６端とが設けられた低電位抵抗と、を有し、
前記正電位接続点に前記第１端が接続され、前記第２端に前記第３端が接続され、前記第４端に前記第５端が接続され、前記第６端に前記負電位接続点が接続され、
前記制御回路は、
前記正電位開閉器と前記負電位開閉器とに開状態とさせる指示と、前記基準電位供給回路に前記第３端および前記第４端へ前記基準電位端から電力を供給させる指示を行うとともに、前記第３端および前記第４端の電位を検出し、
前記第３端のおよび前記第４端の電位が前記基準電位と同電位であるとき、前記正電位開閉器および前記負電位開閉器は前記制御回路からの開状態とする指示に対して正常に反応することが可能であると判定し、
前記第３端および前記第４端の電位が前記基準電位と異なる電位であるとき、前記第３端および前記第４端の電位の値に応じて前記正電位開閉器あるいは前記負電位開閉器は故障状態であると判定する、
判定モードを有する、
電力遮断装置。

【請求項2】

前記基準電位供給回路は、
第３端と第４端とを接続する、第１直流抵抗と第２直流抵抗とが直列接続された直列体と、
前記第１直流抵抗と前記第２直流抵抗との接続点である第１接続点と、基準電位端と、を接続する、第３直流抵抗と整流素子とスイッチ素子とが並列接続された並列体と、
を有し、
前記整流素子は、前記基準電位端にカソードが接続され、前記第１直流抵抗と前記第２直流抵抗との接続点にアノードが接続され、
前記制御回路は、
前記正電位開閉器と前記負電位開閉器との双方へ開状態とさせる指示と、前記基準電位端から前記第３直流抵抗を介して第１接続点に電力を供給させる指示を行うとともに、前記第３端と前記第４端との電位を検出し、
前記第３端と前記第４端との電位が前記基準電位と同電位であるとき、前記正電位開閉器と前記負電位開閉器とは前記制御回路からの開状態とする指示に対して正常に反応することが可能であると判定し、
前記第３端の電位が第１所定値である場合に、前記正電位開閉器が短絡故障であると判定し、
前記第４端の電位が第２所定値である場合に、前記負電位開閉器が短絡故障であると判定する、
判定モードを有する、
請求項１に記載の電力遮断装置。

【請求項3】

前記判定モードに先行して予備判定モードが実行され、
前記予備判定モードにおいて前記制御回路は、前記正電位開閉器と前記負電位開閉器との双方が故障状態であることの検出が可能であり、
前記制御回路は、前記正電位開閉器と前記負電位開閉器との双方が故障状態であると判定すると、前記判定モードは実行しない、
請求項２に記載の電力遮断装置。

【請求項4】

前記予備判定モードにおいて前記制御回路は、
前記正電位開閉器と前記負電位開閉器とに開状態とさせる指示と、
前記スイッチ素子を接続状態とする指示を行い、
前記第４端の電位が第３所定値であるとき、前記正電位開閉器と前記負電位開閉器とは共に故障状態であると判定する、
請求項３に記載の電力遮断装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、各種電気機器に使用される電力遮断装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

以下、従来の電力遮断装置について説明する。従来の電力遮断装置は、電源と負荷との間に設けられた開閉器に対し、開閉器が開状態となるように指示されているときに開閉器の両端の電圧を検出、比較することによって、融着故障についての判定を実施していた。

【0003】

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば特許文献１が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００６－２１６５１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、従来の電力遮断装置では開閉器の両端の電圧を検出するため、電圧検出が一つの開閉器において２か所で実施されることが必要となり、また、電源電圧が高い場合である場合には、電圧検出を実施する回路が高い絶縁性能を有することが必要となる。

【0006】

この結果、電力遮断装置の回路構成が複雑となる、あるいは電力遮断装置が大型化する課題を有するものであった。

【0007】

そこで本開示は、電力遮断装置における故障検出を少ない回路構成で容易に実施することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

そして、この目的を達成するために本開示は、正電位第１端と、前記正電位第１端に正電位伝送路によって接続される正電位第２端と、負電位第１端と、前記負電位第１端に負電位伝送路によって接続される負電位第２端と、前記正電位伝送路に設けられた正電位開閉器と、前記負電位伝送路に設けられた負電位開閉器と、前記正電位開閉器と前記正電位第２端とが接続される正電位接続点と、前記負電位開閉器と負電位第２端とが接続される負電位接続点と、に接続された故障検出回路と、前記正電位開閉器の開閉と、前記負電位開閉器の開閉と、前記故障検出回路との動作を制御する制御回路と、を備え、前記故障検出回路は、第１端と第２端とが設けられた高電位抵抗と、第３端と第４端とに直流抵抗を介して接続されて前記第３端と前記第４端とに対して基準電位端からの電力供給が可能な基準電位供給回路と、第５端と第６端とが設けられた低電位抵抗と、を有し、前記正電位接続点に前記第１端が接続され、前記第２端に前記第３端が接続され、前記第４端に前記第５端が接続され、前記第６端に前記負電位接続点が接続され、前記制御回路は、前記正電位開閉器と前記負電位開閉器とに開状態とさせる指示と、前記基準電位供給回路に前記第３端および前記第４端へ前記基準電位端から電力を供給させる指示を行うとともに、前記第３端および前記第４端の電位を検出し、前記第３端のおよび前記第４端の電位が前記基準電位と同電位であるとき、前記正電位開閉器および前記負電位開閉器は前記制御部からの開状態とする指示に対して正常に反応することが可能であると判定し、前記第３端および前記第４端の電位が前記基準電位と異なる電位であるとき、前記第３端および前記第４端の電位の値に応じて前記正電位開閉器あるいは前記負電位開閉器は故障状態であると判定する、判定モードを有する、ことを特徴としたものである。

【発明の効果】

【0009】

本開示によれば、正電位開閉器と負電位開閉器との状態について、正電位開閉器および負電位開閉器に接続された故障検出回路からの出力電圧によって判定ができる。故障検出回路は正電位開閉器および負電位開閉器における両端の電位差を検出する必要はなく、正電位開閉器および負電位開閉器における一方の電位が検出できればよい。このため、制御回路は少ない検出点で、正電位開閉器と負電位開閉器とが正常に反応するか、あるいは故障状態であるかの判定を少ない回路構成で容易に検出することができる。正電位開閉器と負電位開閉器とが制御部からの開状態とする指示に対して正常に反応することが可能であるか否かについて、簡単な回路構成で容易に判定することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本開示の実施の形態における電力遮断装置の構成を示す回路ブロック図

【図2】本開示の実施の形態における電力遮断装置を搭載した車両の構成を示す車両回路ブロック図

【図3】本開示の実施の形態における電力遮断装置の正電位開閉器の正常判定接続図

【図4】本開示の実施の形態における電力遮断装置の負電位開閉器の正常判定接続図

【図5】本開示の実施の形態における電力遮断装置の正電位開閉器の異常判定接続図

【図6】本開示の実施の形態における電力遮断装置の負電位開閉器の異常判定接続図

【図7】本開示の実施の形態における電力遮断装置の負電位開閉器の予備判定接続図

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本開示の実施の形態について図面を用いて説明する。

【0012】

（実施の形態）
図１は本開示の実施の形態における電力遮断装置の構成を示す回路ブロック図である。電力遮断装置１は、正電位第１端２と正電位伝送路３と正電位第２端４と負電位第１端５と負電位伝送路６と負電位第２端７と正電位開閉器８と負電位開閉器９と故障検出回路１０と制御回路１１とを含む。

【0013】

正電位第２端４は正電位伝送路３によって正電位第１端２に接続されている。負電位第２端７は負電位伝送路６によって負電位第１端５に接続されている。正電位開閉器８は正電位伝送路３に設けられている。負電位開閉器９は負電位伝送路６に設けられている。故障検出回路１０は、正電位接続点１２と負電位接続点１３とに接続されている。正電位接続点１２は、正電位開閉器８と正電位第２端４とを接続している。負電位接続点１３は、負電位開閉器９と負電位第２端７とを接続している。制御回路１１は正電位開閉器８の開閉、負電位開閉器９の開閉、および故障検出回路１０の動作を制御する。

【0014】

故障検出回路１０は、高電位抵抗１４と直流抵抗１５と基準電位端１６と基準電位供給回路１７と低電位抵抗１８とを含む。高電位抵抗１４は第１端１４Ａと第２端１４Ｂとを有する。基準電位供給回路１７は第３端１９に直流抵抗１５を介して接続されている。また、基準電位供給回路１７は第４端２０に直流抵抗１５を介して接続されている。さらに基準電位供給回路１７は、基準電位端１６から基準電位の第３端１９あるいは第４端２０への供給が可能となっている。低電位抵抗１８は第５端１８Ａと第６端１８Ｂとを有する。

【0015】

そして、正電位接続点１２に第１端１４Ａが接続され、第２端１４Ｂに第３端１９が接続され、第４端２０に第５端１８Ａが接続され、第６端１８Ｂに負電位接続点１３が接続されている。

【0016】

制御回路１１は、正電位開閉器８および負電位開閉器９に対して故障状態であるか否かの判定を行う以下の判定モードの実行が可能である。

【0017】

制御回路１１が正電位開閉器８と負電位開閉器９とに対する判定を行う場合、制御回路１１は正電位開閉器８と負電位開閉器９とに開状態とさせる指示と、基準電位供給回路１７に第３端１９および第４端２０へ、基準電位端１６から電力を供給させる指示とを実行する。そして、制御回路１１は第３端１９および第４端２０の電位を検出する。このとき、第３端１９および第４端２０で検出された電位が基準電位端１６から供給される基準電位と同電位であると、正電位開閉器８と負電位開閉器９とが制御回路１１からの開状態の指示に対して正常に反応することが可能であると制御回路１１は判定する。

【0018】

この一方で、第３端１９および第４端２０で検出された電位が基準電位端１６から供給された基準電位と同電位でないとき、第３端１９および第４端２０の電位の値に応じて正電位開閉器８あるいは負電位開閉器９が制御回路１１からの開状態の指示に対して正常に反応することができない故障状態であると制御回路１１は判定する。いいかえると、正電位開閉器８あるいは負電位開閉器９が開状態の指示に対して正常に反応できずに接続状態である場合、第３端１９および第４端２０で検出される電位は高電位抵抗１４と直流抵抗１５と基準電位端１６の分圧状態によって異なる。このため、正電位開閉器８あるいは負電位開閉器９の何れかが故障状態であることが判定可能となる。

【0019】

以上の構成及び動作によって、電力遮断装置１では、正電位開閉器８と負電位開閉器９との状態について、制御回路１１が正電位開閉器８および負電位開閉器９に接続された故障検出回路１０からの出力電圧によって判定することができる。故障検出回路１０は正電位開閉器８および負電位開閉器９における両端の電位差を検出する必要はなく、正電位開閉器８および負電位開閉器９における一方の電位が検出できればよい。このため、制御回路１１は少ない検出点で、正電位開閉器８と負電位開閉器９とが、制御回路１１からの指示によって正常に反応するか、あるいは故障状態であるかの判定を少ない回路構成で容易に検出することができる。

【0020】

以下で、電力遮断装置１の構成および動作の詳細について、図２の本開示の実施の形態における電力遮断装置を搭載した車両の構成を示す車両回路ブロック図を用いて説明する。ここでは特に、蓄電池２１に蓄えられた電力によって推進駆動する車両２２の車体２３に電力遮断装置１が用いられた例を説明する。

【0021】

電力遮断装置１は車体２３に配置されて、蓄電池２１と負荷２４に接続されている。蓄電池２１は先にも述べたように、車体２３に配置されて主として車両２２を推進させるときために用いる。蓄電池２１の正電極２１Ｐは正電位第１端２に接続されている。正電位第１端２は正電位の入力端としても構わない。蓄電池２１の負電極２１Ｎは負電位第１端５に接続されている。負電位第１端５は負電位の入力端としても構わない。

【0022】

負荷２４は車両２２に配置されている車両２２の駆動推進のための装置であり、負荷２４はモータ（図示せず）やモータ（図示せず）を駆動するためのインバータ回路（図示せず）などを含んでいる。負荷２４の端部２４Ｐおよび端部２４Ｎは正電位第２端４および負電位第２端７に接続されている。正電位第２端４は正電位の出力端としても構わない。また負電位第２端７は負電位の出力端としても構わない。

【0023】

正電位第２端４は正電位伝送路３によって正電位第１端２に接続されている。負電位第２端７は負電位伝送路６によって負電位第１端５に接続されている。正電位開閉器８は正電位伝送路３に設けられている。負電位開閉器９は負電位伝送路６に設けられている。故障検出回路１０は、正電位接続点１２と負電位接続点１３とに接続されている。正電位接続点１２は、正電位開閉器８と正電位第２端４とを接続している。負電位接続点１３は、負電位開閉器９と負電位第２端７とを接続している。制御回路１１は正電位開閉器８の開閉、負電位開閉器９の開閉、および故障検出回路１０の動作を制御する。

【0024】

故障検出回路１０は、高電位抵抗１４と第１直流抵抗１５Ａと第２直流抵抗１５Ｂと基準電位端１６と基準電位供給回路１７と低電位抵抗１８とを含む。高電位抵抗１４は第１端１４Ａと第２端１４Ｂとを有する。基準電位供給回路１７は第３端１９に第１直流抵抗１５Ａを介して接続されている。また、基準電位供給回路１７は第４端２０に第２直流抵抗１５Ｂを介して接続されている。さらに基準電位供給回路１７は、基準電位端１６から第３端１９あるいは第４端２０への電力供給が可能であり、厳密には第３端１９あるいは第４端２０への基準電位端１６からの電力の供給の経路を切り替える。低電位抵抗１８は第５端１８Ａと第６端１８Ｂとを有する。

【0025】

そして、正電位接続点１２に第１端１４Ａが接続され、第２端１４Ｂに第３端１９が接続され、第４端２０に第５端１８Ａが接続され、第６端１８Ｂに負電位接続点１３が接続されている。

【0026】

いいかえると、第１直流抵抗１５Ａと第２直流抵抗１５Ｂとの直列体の両端が、第１直流抵抗１５Ａ側で第３端１９に、第２直流抵抗１５Ｂ側で第４端２０に、接続されている。さらにいいかえると、正電位接続点１２は負電位接続点１３へ、順に高電位抵抗１４と第１直流抵抗１５Ａと第２直流抵抗１５Ｂと低電位抵抗１８とによって構成される直列体を介して接続されている。そして、第１直流抵抗１５Ａと第２直流抵抗１５Ｂとの第１接続点１６Ａが基準電位供給回路１７に接続されている。

【0027】

基準電位供給回路１７は、基準電位端１６と第１接続点１６Ａとの間に、第３直流抵抗１７Ａとダイオード１７Ｂとスイッチ素子１７Ｃとが並列接続されていることによって構成されている。基準電位端１６には基準電源２５が接続されていて、基準電位Ｖｒｅｆが基準電位端１６に印加されている。

【0028】

ここでダイオード１７Ｂとスイッチ素子１７Ｃとには、Ｐチャンネル型ＭＯＳＦＥＴ（金属酸化被膜型電界効果型ダイオード）が代えて用いられてよい。ダイオード１７ＢはＰチャンネル型ＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードに相当する。また、基準電位端１６にはＰチャンネル型ＭＯＳＦＥＴのソース端子が接続される。第１接続点１６ＡにはＰチャンネル型ＭＯＳＦＥＴのドレイン端子が接続される。Ｐチャンネル型ＭＯＳＦＥＴのゲート端子は制御回路１１によって、接続状態あるいは遮断状態の制御が実行される。

【0029】

制御回路１１は、正電位開閉器８および負電位開閉器９に対して故障状態であるか否かの判定を行う判定モードの実行が可能である。制御回路１１が、正電位開閉器８あるいは負電位開閉器９に対して個別の判定を行うとき、Ｐチャンネル型ＭＯＳＦＥＴが用いられているスイッチ素子１７Ｃのゲート端子にスイッチ素子１７Ｃが遮断状態となるように、所定値以上の電圧を印加する。この一方で、制御回路１１が、正電位開閉器８あるいは負電位開閉器９に対して個別に判定を行わないとき、スイッチ素子１７Ｃのゲート端子にスイッチ素子１７Ｃが接続状態となるように、電圧を印加しない。

【0030】

制御回路１１による判定モードにおける判定の手順を以下に示す。正電位開閉器８と負電位開閉器９に対する故障状態であるか否かの判定は車両２２の推進駆動が始まる前、あるいは駆動の停止後に行われるとよい。言い換えると、車両２２の起動スイッチ２６が搭乗者によってオフからオンへと切り換えられた直後に、かつ車両２２の推進駆動が始まる前に実施されるとよい。あるいは、車両２２の起動スイッチ２６がオンからオフへと切り換えられた後に実施されるとよい。起動スイッチ２６がオフからオンへ、あるいはオンからオフへと切り替えられたことは、制御回路１１が検出する。

【0031】

正電位開閉器８と負電位開閉器９との故障に対する判定モードではまず、制御回路１１は、正電位開閉器８と負電位開閉器９とに対して開状態となるように指示を行う。さらに、制御回路１１は基準電位端１６から第３直流抵抗１７Ａを介して第１接続点へ電力を供給するように指示を行う。制御回路１１が基準電位端１６から第３直流抵抗１７Ａを介して第１接続点へ電力を供給する指示は、いいかえると、制御回路１１がスイッチ素子１７Ｃを遮断状態とさせる指示である。

【0032】

そして、制御回路１１は第３端１９および第４端２０の電位を検出する。このとき、第３端１９および第４端２０の電位が基準電源２５から印加される基準電位Ｖｒｅｆと同じ値であれば、正電位開閉器８と負電位開閉器９とは、制御回路１１が実行した指示に対して正常に動作して開状態となることができると、制御回路１１は判定する。

【0033】

このとき、図３の本開示の実施の形態における電力遮断装置の正電位開閉器の正常判定接続図、および図４の本開示の実施の形態における電力遮断装置の負電位開閉器の正常判定接続図に示すように、正電位開閉器８と負電位開閉器９とは遮断状態であり、蓄電池２１の正電極２１Ｐあるいは、負電極２１Ｎに接続される閉回路は存在しない。このため、基準電源２５から供給する基準電位Ｖｒｅｆは、基準電位端１６、第３直流抵抗１７Ａ、第１接続点１６Ａ、第１直流抵抗１５Ａを介して、そのままの値として第３端１９で検出される。同様に、基準電源２５から供給する基準電位Ｖｒｅｆは、基準電位端１６、第３直流抵抗１７Ａ、第１接続点１６Ａ、第２直流抵抗１５Ｂを介して、そのままの値として第４端２０で検出される。

【0034】

ここでは一例として基準電位Ｖｒｅｆは３Ｖとしている。したがって、上記の判定では、第３端１９および第４端２０では３Ｖが検出される。ここで、基準電位Ｖｒｅｆと第３端１９および第４端２０とは実質的に同一であればよい。したがって、第３端１９および第４端２０で検出される値は、３Ｖの上下に所定の閾値を設けた範囲であればよい。制御回路１１は、基準電位端１６と、第３端１９および第４端２０との値を同時に検出しつつ比較すればよい。あるいは、制御回路１１は、予め検出した基準電位端１６の値を記憶したうえで、第３端１９および第４端２０との値を検出し、そして比較すればよい。

【0035】

またここでは、第３端１９および第４端２０との双方の値を制御回路１１が検出している例を示している。しかしながら、正電位開閉器８と負電位開閉器９との双方が正常に開動作する場合は、第３端１９と第４端２０とは同電位となる。したがって、制御回路１１は第３端１９と第４端２０との何れか一方の電位を検出したうえで、基準電位端１６の電位と比較して、基準電位端１６の電位と第３端１９と第４端２０との何れか一方の電位とが同等であれば、正電位開閉器８と負電位開閉器９との双方が正常に開動作すると判断してもよい。またあるいは、制御回路１１が第３端１９と第４端２０との双方の電位同等である場合に、正電位開閉器８と負電位開閉器９との双方が正常に開動作すると判断してもよい。

【0036】

ここで正電位開閉器８あるいは負電位開閉器９が正常に開動作しない場合について説明する。図５の本開示の実施の形態における電力遮断装置の正電位開閉器の異常判定接続図に示すように、正電位開閉器８が制御回路１１から開状態となるように指示されたにもかかわらず、閉状態が継続する場合には第３端１９で検出される電位は基準電位Ｖｒｅｆとは異なる値となる。正電位開閉器８が制御回路１１から開状態となるように指示されたにもかかわらず閉状態が継続する状態とは、正電位開閉器８において本来は切離が可能な接点（図示せず）が融着状態などによって電気的に接続されたままになってしまう状態などである。

【0037】

このとき、蓄電池２１の正電極２１Ｐから、正電位第１端２、短絡状態の正電位開閉器８、高電位抵抗１４、第１直流抵抗１５Ａ、第１接続点１６Ａ、ダイオード１７Ｂ、基準電位端１６、基準電源２５までは閉回路となる。ここで、蓄電池２１の電圧が１５０Ｖ、高電位抵抗１４の抵抗値が６．９ＭΩ、第１直流抵抗１５Ａの抵抗値が２５．５ＫΩ、ダイオード１７Ｂの順方向電圧が０．４Ｖ、基準電位Ｖｒｅｆが３Ｖとして設定されると、第３端１９には分圧された電位が第１所定値である３．９４Ｖとして出力され、基準電位Ｖｒｅｆとは異なる値で制御回路１１によって検出される。したがって、第３端１９で検出された電圧が３．９４Ｖである場合、あるいは３．９４Ｖの上下に閾値を設けたうえで、第３端１９で検出された電圧閾値の範囲内であれば、正電位開閉器８が融着状態や短絡状態であると判断すればよい。上記の定数はあくまで一例であるため、それぞれの定数は適宜設定すればよい。

【0038】

ここでは、正電位開閉器８が不安定な融着状態や短絡状態で、ある程度の抵抗値を有していても、高電位抵抗１４が非常に大きな抵抗値を有しているので、第３端１９で検出された電圧には大きな差として現れない。また、蓄電池２１から負荷２４へ電力が供給されるときに、高電位抵抗１４、第１直流抵抗１５Ａ、第１接続点１６Ａ、第２直流抵抗１５Ｂ、低電位抵抗１８にも電流が流れることになる。しかしながら、高電位抵抗１４や後に説明する低電位抵抗１８は非常に大きな抵抗値を有しているので、流れる電流は無視することができる。

【0039】

また、図６の本開示の実施の形態における電力遮断装置の負電位開閉器の異常判定接続図に示すように、負電位開閉器９が制御回路１１から開状態となるように指示されたにもかかわらず、閉状態が継続する場合には第４端２０で検出される電位は基準電位Ｖｒｅｆとは異なる値となる。負電位開閉器９が制御回路１１から開状態となるように指示されたにもかかわらず閉状態が継続する状態とは、負電位開閉器９において本来は切離が可能な接点（図示せず）が融着状態などによって電気的に接続されたままになってしまう状態などである。

【0040】

このとき、基準電源２５から、第３直流抵抗１７Ａ、第１接続点１６Ａ、第２直流抵抗１５Ｂ、低電位抵抗１８、蓄電池２１の負電極２１Ｐまでは閉回路となる。ここで、蓄電池２１の負電極２１Ｎの電位０Ｖ、低電位抵抗１８の抵抗値が６．９ＭΩ、第２直流抵抗１５Ｂの抵抗値が２５．５ＫΩ、第３直流抵抗１７Ａの抵抗値が１０ＭΩ、基準電位Ｖｒｅｆが３Ｖとして設定されると、第４端２０には分圧された電位が第２所定値である１．２３Ｖとして出力され、基準電位Ｖｒｅｆとは異なる値で制御回路１１によって検出される。したがって、第４端２０で検出された電圧が１．２３Ｖである場合、あるいは１．２３Ｖの上下に閾値を設けたうえで、第４端２０で検出された電圧閾値の範囲内であれば、負電位開閉器９が融着状態や短絡状態であると判断すればよい。先にのべた場合と同様に上記の定数はあくまで一例であるため、それぞれの定数は適宜設定すればよい。

【0041】

ここでは、負電位開閉器９が融着状態や短絡状態である程度の抵抗値を有していても、低電位抵抗１８が非常に大きな抵抗値を有しているので、第４端２０で検出された電圧には上記の値に対して大きな差として現れない。

【0042】

これによって、電力遮断装置１では、正電位開閉器８と負電位開閉器９との状態について、制御回路１１が、正電位開閉器８および負電位開閉器９に接続された故障検出回路１０の第３端１９あるいは第４端２０の２点で検出される電位によって容易に判定することができる。故障検出回路１０は正電位開閉器８および負電位開閉器９における両端の電位差を検出する必要はなく、正電位開閉器８および負電位開閉器９における一方の電位が検出できればよい。このため、制御回路１１は少ない検出点で、正電位開閉器８と負電位開閉器９とが、制御回路１１からの指示によって正常に反応するか、あるいは故障状態であるかの判定を少ない回路構成で容易に検出することができる。

【0043】

さらに、制御回路１１によって検出、比較の対象となる、基準電位Ｖｒｅｆ、第３端１９あるいは第４端２０の電位は、分圧に用いる抵抗である高電位抵抗１４、第１直流抵抗１５Ａ、第２直流抵抗１５Ｂ、低電位抵抗１８の定数設定により、制御回路１１での検出や比較が容易となる値に設定することができ、制御回路１１による検出や比較の精度を向上させることができる。

【0044】

また、検出の精度を向上させるために、車両２２の起動スイッチ２６が搭乗者によってオフからオンへと切り換えられた直後に、かつ車両２２の推進駆動が始まる前であって、判定モードが実施される前に予備判定モードが実施されるとよい。あるいは、車両２２の起動スイッチ２６がオンからオフへと切り換えられた後で、判定モードが実施される前に予備判定モードが実施されるとよい。

【0045】

予備判定モードでは、図７の本開示の実施の形態における電力遮断装置の負電位開閉器の予備判定接続図に示されるように、制御回路１１は、正電位開閉器８と負電位開閉器９とに対して開状態となるように指示を行う。さらに、制御回路１１は基準電位端１６から直接に第１接続点１６Ａへ電力を供給するように指示を行う。いいかえると、制御回路１１がスイッチ素子１７Ｃを接続状態とさせる指示を行う。そして、制御回路１１は第３端１９および第４端２０の電位を検出する。

【0046】

このとき、正電位開閉器８と負電位開閉器９とが、制御回路１１からの指示どおりに正常に開動作すると、第３端１９および第４端２０には基準電位Ｖｒｅｆがそのまま出力される。特にこのとき第３端１９および第４端２０で検出される電位は、スイッチ素子１７Ｃが接続状態となっているのでダイオード１７Ｂの漏れ電流からの影響を受けにくくなり、精度よく基準電位Ｖｒｅｆが反映されることとなる。したがって、制御回路１１は予備判定モードにおいて検出された基準電位Ｖｒｅｆを一時的に記憶し、判定モードでの動作時において予備判定モードで検出した基準電位Ｖｒｅｆを比較の基準として用いてもよい。

【0047】

この一方で、正電位開閉器８と負電位開閉器９とが、制御回路１１からの指示どおりに正常に開動作できず、正電位開閉器８と負電位開閉器９との双方が共に融着状態や短絡状態となっていると、基準電位Ｖｒｅｆと蓄電池２１とによって印加される電位が分圧されて、第４端２０では第３所定値である７５Ｖが検出される。ここでも、第３所定値は上下に範囲を有した値としてよい。これにより、正電位開閉器８と負電位開閉器９との双方が共に融着状態や短絡状態となっている場合に、故障状態は容易に検出される。そして、正電位開閉器８と負電位開閉器９との双方が共に融着状態や短絡状態となっている場合には、制御回路１１は判定モードを実行しない。また、判定モードに先立って予備判定モードが実施されるので、判定モードで正電位開閉器８と負電位開閉器９との双方が共に融着状態や短絡状態となっていることはなく、判定モードでの判定の精度を向上させることができる。

【0048】

以上の説明では、制御回路１１は単一の回路として図示したうえで説明している。しかしながら、電圧検出のための機能部分、開閉器の制御のための機能部分、スイッチ開閉のための機能部分、データの演算や記憶のための機能部分は、分散して配置されていてもよく、それらが総称された制御回路１１であってよい。

【産業上の利用可能性】

【0049】

本発明の電力遮断装置は、故障検出を少ない回路構成で容易に実施できるという効果を有し、各種電気機器において有用である。

【符号の説明】

【0050】

１ 電力遮断装置
２ 正電位第１端
３ 正電位伝送路
４ 正電位第２端
５ 負電位第１端
６ 負電位伝送路
７ 負電位第２端
８ 正電位開閉器
９ 負電位開閉器
１０ 故障検出回路
１１ 制御回路
１２ 正電位接続点
１３ 負電位接続点
１４ 高電位抵抗
１４Ａ 第１端
１４Ｂ 第２端
１５ 直流抵抗
１５Ａ 第１直流抵抗
１５Ｂ 第２直流抵抗
１６ 基準電位端
１７ 基準電位供給回路
１７Ａ 第３直流抵抗
１８ 低電位抵抗
１８Ａ 第５端
１８Ｂ 第６端
１９ 第３端
２０ 第４端
２１ 蓄電池
２２ 車両
２３ 車体
２４ 負荷
２５ 基準電源
２６ 起動スイッチ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】