充電回路の断線検出装置
【課題】充電回路の断線を検出できる断線検出装置を提供する。
【解決手段】蓄電装置（２０）と、車両の駆動力源（Ｅ）又は回生動力により回転されて発電し蓄電装置（２０）を充電する発電装置（１０）と、を接続する充電回路（１）の断線検出装置であって、発電装置（１０）の出力端子（Ａ）と蓄電装置（２０）の入力端子（Ｃ）との間に電位差が生じた場合に信号を出力するオペアンプ（４０）と、オペアンプ（４０）が出力した信号によって発光する発光素子（４１）と、を備える。
【解決手段】蓄電装置（２０）と、車両の駆動力源（Ｅ）又は回生動力により回転されて発電し蓄電装置（２０）を充電する発電装置（１０）と、を接続する充電回路（１）の断線検出装置であって、発電装置（１０）の出力端子（Ａ）と蓄電装置（２０）の入力端子（Ｃ）との間に電位差が生じた場合に信号を出力するオペアンプ（４０）と、オペアンプ（４０）が出力した信号によって発光する発光素子（４１）と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電回路の断線を検出できる断線検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される蓄電装置（二次電池、キャパシタ等）は、オルタネータ等の発電装置によって充電される。オルタネータと充電回路との間の充電回路には、一般的に、電源装置への充電及び電源装置からの放電を許可するリレー、ハーネスのコネクタ、安全装置としてのヒューズ等が接続される。
【０００３】
このような充電回路の断線や故障を検出する手法として、回路の電圧を検出し、検出された電圧が所定電圧閾値より小さいとき、充電線が断線しているかを判定するバッテリ充電装置の充電線断線検出方法（特許文献１参照）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１８０６８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、断線を検出する場合は、電圧値を検出するセンサや、検出値に基づいて演算を行うマイコン等の回路が必要となるので、回路構成が複雑であり、部品点数が増加するためにコストが上昇する。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、部品点数を少なくして、コストを抑制できる充電回路の断線検出装置を提供することを特徴とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、蓄電装置と、車両の駆動力源又は回生動力により回転されて発電し蓄電装置を充電する発電装置と、を接続する充電回路の断線検出装置であって、発電装置の出力端子と蓄電装置の入力端子との間に電位差が生じた場合に信号を出力するオペアンプと、オペアンプが出力した信号によって発光する発光素子と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、電圧を検出するセンサや電位差を演算するためのマイコン等の複雑な回路を必要とせずに充電回路の断線を検出することができるので、断線検出装置のコストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態の充電回路の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は、本発明の実施形態の充電回路１の説明図である。
【００１２】
本実施形態の充電回路１は、車両に搭載され、エンジン又はモータからなる駆動力源Ｅ又は車両の回生動力によって発電し、発電された電力をバッテリ２０に充電する回路である。
【００１３】
充電回路１は、オルタネータ１０とバッテリ２０とを接続する回路３０に、リレー３１、コネクタ３２、ヒューズ３３が接続されている。
【００１４】
なお、図１ではコネクタ３２は１カ所のみ示されている。充電回路１が搭載される車両において、回路を形成する上で複数のコネクタ３２を備えることが通常であるが、ここでは簡単のため一つのみを示す。また、リレー３１及びヒューズ３３は、ソケット等によって充電回路１に接続されるが、ここではソケットをコネクタ３２に含める。
【００１５】
オルタネータ１０は、駆動力源又は回生動力によって回転されて発電する。回路３０に接続されたリレー３１が閉成しているときに、オルタネータ１０が発電した電力は、直流電力として回路３０によってしてバッテリ２０を充電する。ヒューズ３３は、回路３０に過電流が発生した場合などに溶断して、バッテリ２０を保護する。
【００１６】
回路３０は、車両に搭載される他の回路（例えばエンジンの点火回路、モータの駆動回路、制御回路等）が接続する回路に端子Ｂを介して接続する。他の回路には、オルタネータ１０が発電した電力又はバッテリ２０に充電された電力が供給される。
【００１７】
充電回路１には、断線検出回路２が接続されている。
【００１８】
断線検出回路２は、オペアンプ４０、第１抵抗Ｒ１、第２抵抗Ｒ２、第３抵抗Ｒ３及びＬＥＤ４１によって構成される。
【００１９】
断線検出回路４０は、一端が、充電回路１のオルタネータ１０の出力端子である端子Ａに接続される。断線検出回路４０のもう一端は、充電回路１のバッテリ２０の入力端子である端子Ｃに接続される。これら端子Ａと端子Ｃとの間には、充電回路１のリレー３１、コネクタ３２及びヒューズ３３が接続されている。
【００２０】
第１抵抗Ｒ１及び第２抵抗Ｒ２は、それぞれ同一の抵抗値を持つ。第１抵抗Ｒ１は端子Ｃとオペアンプ４０との間に接続され、第２抵抗Ｒ２は端子Ａとオペアンプ４０との間に接続される。
【００２１】
オペアンプ４０は、二つの入力端子と一つの出力端子を備える。入力端子の一方は第１抵抗Ｒ１に接続し、他方は第２抵抗Ｒ２に接続する。なお、オペアンプ４０は端子Ｃから供給される電力により駆動する。
【００２２】
オペアンプ４０の出力端子は、第３抵抗Ｒ３を介して発光素子としてのＬＥＤ４１のアノード側に接続される。ＬＥＤ４１のカソード側はグランドに接続されている。
【００２３】
このように構成された断線検出回路２は、次のように動作する。
【００２４】
充電回路１が正常である場合、すなわち、回路３０、リレー３１、コネクタ３２及びヒューズ３３のいずれにも断線や開放モードでの故障等が発生していない場合は、接続点Ａと接続点Ｃとの間に電位差は生じない。
【００２５】
この状態では、第１抵抗Ｒ１に発生する電圧と第２抵抗Ｒ２に発生する電圧は同一であるため、オペアンプ４０は信号を出力しない。そのため、第３抵抗Ｒ３及びＬＥＤ４１には電流が流れず、ＬＥＤ４１は点灯しない。
【００２６】
充電回路１に断線が発生した場合、すなわち、回路３０、リレー３１、コネクタ３２及びヒューズ３３の少なくとも一つに断線や開放モードでの故障、ヒューズ３３の溶断などが発生した場合は、接続点Ａと接続点Ｃとの間で電位差が生ずる。
【００２７】
これにより、オペアンプ４０の二つの入力端子間に電位差が生じ、オペアンプ４０は出力端子に信号を発生する。この信号によって、出力端子に接続された第３抵抗Ｒ３及びＬＥＤ４１に電流が流れ、ＬＥＤ４１が点灯する。
【００２８】
より具体的には、オルタネータ１０が駆動力源によって回転され発電しているときは、オルタネータ１０の出力電圧は、バッテリ２０の出力電圧よりも大きい電圧であり、例えば２８Ｖである。また、駆動力源が停止してオルタネータ１０が発電していない場合は、オルタネータ１０の出力電圧は０Ｖである。また、バッテリ２０の出力電圧は、例えば２４Ｖである。
【００２９】
回路３０に断線等が発生していない場合は、端子Ａ及び端子Ｃの間には、オルタネータ１０の出力電圧が印加される。一方、オルタネータ１０が発電していない場合は、端子Ａ及び端子Ｃの間には、バッテリ２０の出力電圧が印加される。
【００３０】
回路３０において断線等が発生した場合は、端子Ａにはオルタネータの出力電圧が印加されるが、端子Ｃにはバッテリ２０の出力電圧が印加される。これらの電圧は異なるため、端子Ａと端子Ｃとの間に電位差が生じる。また、オルタネータ１０が発電していない場合は端子Ａの電圧はゼロとなり、同様に端子Ａと端子Ｃとの間に電位差が生じる。
【００３１】
この結果、オペアンプ４０の二つの入力端子間に電位差が生じ、オペアンプ４０が出力端子に信号を発生する。
【００３２】
なお、回路３０に断線等が発生していない場合でも、リレー３１、コネクタ３２及びヒューズ３３における接触抵抗や回路３０が有する抵抗によって電圧降下が発生するために、厳密には端子Ａと端子Ｃとに僅かな電位差が生じ得る。そのため、オペアンプ４０が、回路３０の断線が発生した場合にのみ信号を発生させるように、ヒステリシスや作動特性を選定する。
【００３３】
ＬＥＤ４１は、例えば、車両の運転席のメーターパネル内に設置することが好適である。ＬＥＤ４１を充電回路断線警告灯としてメーターパネル内に実装し、断線検出回路２によって充電回路１の断線が検出されたときに充電回路断線警告灯が点灯する。充電回路断線警告灯を点灯させることで、運転手に対して、速やかに最寄りの営業所に車両を持ち込むことを促すことができる。
【００３４】
なお、本発明の実施形態のバッテリ２０は、二次電池（鉛蓄電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等）により構成される。なお、二次電池ではなく、電気二重層キャパシタ等のキャパシタであってもよい。バッテリ２０は、単一のセルではなく、複数のセルを組み合わせたものであってもよい。
【００３５】
また、本実施形態では、オペアンプ４０によって電位差を検出する構成を示したが、コンパレータによって電位差を検出してもよい。
【００３６】
また、本実施形態では断線を検出したときにＬＥＤ４１を点灯させるように構成したが、ランプ等の他の発光手段でもよい。また、ブザーによって断線を通報するように構成してもよい。
【００３７】
以上説明したように、本発明の実施形態では、オルタネータ１０とバッテリ２０とを接続する充電回路１において、オルタネータ１０の出力端子である端子Ａと、バッテリの入力端子である端子Ｃとの間の電位差を検出した場合に信号を出力するペアンプ４０と、出力された信号により点灯するＬＥＤ４１とにより構成される断線検出回路２を備えた。
【００３８】
このような構成によって、電圧を検出するセンサや、電位差を演算するためのマイコン等の複雑な回路を必要とせず、数個の素子によって充電回路１の断線を検出することができるので、断線検出回路２を装備するためのコストを抑えることができる。
【００３９】
また、断線検出回路２は、断線を検出したときに直ちにＬＥＤ４１を発光して運転者に通報することができるので、車両が重大な故障となる前に、速やかに最寄りの営業所に車両を持ち込むことを促すことができる。
【００４０】
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４１】
１ 充電回路
２ 断線検出回路
１０ オルタネータ
２０ バッテリ（蓄電装置）
３０ 回路
４１ オペアンプ
４２ ＬＥＤ（発光素子）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電回路の断線を検出できる断線検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される蓄電装置（二次電池、キャパシタ等）は、オルタネータ等の発電装置によって充電される。オルタネータと充電回路との間の充電回路には、一般的に、電源装置への充電及び電源装置からの放電を許可するリレー、ハーネスのコネクタ、安全装置としてのヒューズ等が接続される。
【０００３】
このような充電回路の断線や故障を検出する手法として、回路の電圧を検出し、検出された電圧が所定電圧閾値より小さいとき、充電線が断線しているかを判定するバッテリ充電装置の充電線断線検出方法（特許文献１参照）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１８０６８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、断線を検出する場合は、電圧値を検出するセンサや、検出値に基づいて演算を行うマイコン等の回路が必要となるので、回路構成が複雑であり、部品点数が増加するためにコストが上昇する。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、部品点数を少なくして、コストを抑制できる充電回路の断線検出装置を提供することを特徴とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、蓄電装置と、車両の駆動力源又は回生動力により回転されて発電し蓄電装置を充電する発電装置と、を接続する充電回路の断線検出装置であって、発電装置の出力端子と蓄電装置の入力端子との間に電位差が生じた場合に信号を出力するオペアンプと、オペアンプが出力した信号によって発光する発光素子と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、電圧を検出するセンサや電位差を演算するためのマイコン等の複雑な回路を必要とせずに充電回路の断線を検出することができるので、断線検出装置のコストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態の充電回路の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は、本発明の実施形態の充電回路１の説明図である。
【００１２】
本実施形態の充電回路１は、車両に搭載され、エンジン又はモータからなる駆動力源Ｅ又は車両の回生動力によって発電し、発電された電力をバッテリ２０に充電する回路である。
【００１３】
充電回路１は、オルタネータ１０とバッテリ２０とを接続する回路３０に、リレー３１、コネクタ３２、ヒューズ３３が接続されている。
【００１４】
なお、図１ではコネクタ３２は１カ所のみ示されている。充電回路１が搭載される車両において、回路を形成する上で複数のコネクタ３２を備えることが通常であるが、ここでは簡単のため一つのみを示す。また、リレー３１及びヒューズ３３は、ソケット等によって充電回路１に接続されるが、ここではソケットをコネクタ３２に含める。
【００１５】
オルタネータ１０は、駆動力源又は回生動力によって回転されて発電する。回路３０に接続されたリレー３１が閉成しているときに、オルタネータ１０が発電した電力は、直流電力として回路３０によってしてバッテリ２０を充電する。ヒューズ３３は、回路３０に過電流が発生した場合などに溶断して、バッテリ２０を保護する。
【００１６】
回路３０は、車両に搭載される他の回路（例えばエンジンの点火回路、モータの駆動回路、制御回路等）が接続する回路に端子Ｂを介して接続する。他の回路には、オルタネータ１０が発電した電力又はバッテリ２０に充電された電力が供給される。
【００１７】
充電回路１には、断線検出回路２が接続されている。
【００１８】
断線検出回路２は、オペアンプ４０、第１抵抗Ｒ１、第２抵抗Ｒ２、第３抵抗Ｒ３及びＬＥＤ４１によって構成される。
【００１９】
断線検出回路４０は、一端が、充電回路１のオルタネータ１０の出力端子である端子Ａに接続される。断線検出回路４０のもう一端は、充電回路１のバッテリ２０の入力端子である端子Ｃに接続される。これら端子Ａと端子Ｃとの間には、充電回路１のリレー３１、コネクタ３２及びヒューズ３３が接続されている。
【００２０】
第１抵抗Ｒ１及び第２抵抗Ｒ２は、それぞれ同一の抵抗値を持つ。第１抵抗Ｒ１は端子Ｃとオペアンプ４０との間に接続され、第２抵抗Ｒ２は端子Ａとオペアンプ４０との間に接続される。
【００２１】
オペアンプ４０は、二つの入力端子と一つの出力端子を備える。入力端子の一方は第１抵抗Ｒ１に接続し、他方は第２抵抗Ｒ２に接続する。なお、オペアンプ４０は端子Ｃから供給される電力により駆動する。
【００２２】
オペアンプ４０の出力端子は、第３抵抗Ｒ３を介して発光素子としてのＬＥＤ４１のアノード側に接続される。ＬＥＤ４１のカソード側はグランドに接続されている。
【００２３】
このように構成された断線検出回路２は、次のように動作する。
【００２４】
充電回路１が正常である場合、すなわち、回路３０、リレー３１、コネクタ３２及びヒューズ３３のいずれにも断線や開放モードでの故障等が発生していない場合は、接続点Ａと接続点Ｃとの間に電位差は生じない。
【００２５】
この状態では、第１抵抗Ｒ１に発生する電圧と第２抵抗Ｒ２に発生する電圧は同一であるため、オペアンプ４０は信号を出力しない。そのため、第３抵抗Ｒ３及びＬＥＤ４１には電流が流れず、ＬＥＤ４１は点灯しない。
【００２６】
充電回路１に断線が発生した場合、すなわち、回路３０、リレー３１、コネクタ３２及びヒューズ３３の少なくとも一つに断線や開放モードでの故障、ヒューズ３３の溶断などが発生した場合は、接続点Ａと接続点Ｃとの間で電位差が生ずる。
【００２７】
これにより、オペアンプ４０の二つの入力端子間に電位差が生じ、オペアンプ４０は出力端子に信号を発生する。この信号によって、出力端子に接続された第３抵抗Ｒ３及びＬＥＤ４１に電流が流れ、ＬＥＤ４１が点灯する。
【００２８】
より具体的には、オルタネータ１０が駆動力源によって回転され発電しているときは、オルタネータ１０の出力電圧は、バッテリ２０の出力電圧よりも大きい電圧であり、例えば２８Ｖである。また、駆動力源が停止してオルタネータ１０が発電していない場合は、オルタネータ１０の出力電圧は０Ｖである。また、バッテリ２０の出力電圧は、例えば２４Ｖである。
【００２９】
回路３０に断線等が発生していない場合は、端子Ａ及び端子Ｃの間には、オルタネータ１０の出力電圧が印加される。一方、オルタネータ１０が発電していない場合は、端子Ａ及び端子Ｃの間には、バッテリ２０の出力電圧が印加される。
【００３０】
回路３０において断線等が発生した場合は、端子Ａにはオルタネータの出力電圧が印加されるが、端子Ｃにはバッテリ２０の出力電圧が印加される。これらの電圧は異なるため、端子Ａと端子Ｃとの間に電位差が生じる。また、オルタネータ１０が発電していない場合は端子Ａの電圧はゼロとなり、同様に端子Ａと端子Ｃとの間に電位差が生じる。
【００３１】
この結果、オペアンプ４０の二つの入力端子間に電位差が生じ、オペアンプ４０が出力端子に信号を発生する。
【００３２】
なお、回路３０に断線等が発生していない場合でも、リレー３１、コネクタ３２及びヒューズ３３における接触抵抗や回路３０が有する抵抗によって電圧降下が発生するために、厳密には端子Ａと端子Ｃとに僅かな電位差が生じ得る。そのため、オペアンプ４０が、回路３０の断線が発生した場合にのみ信号を発生させるように、ヒステリシスや作動特性を選定する。
【００３３】
ＬＥＤ４１は、例えば、車両の運転席のメーターパネル内に設置することが好適である。ＬＥＤ４１を充電回路断線警告灯としてメーターパネル内に実装し、断線検出回路２によって充電回路１の断線が検出されたときに充電回路断線警告灯が点灯する。充電回路断線警告灯を点灯させることで、運転手に対して、速やかに最寄りの営業所に車両を持ち込むことを促すことができる。
【００３４】
なお、本発明の実施形態のバッテリ２０は、二次電池（鉛蓄電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等）により構成される。なお、二次電池ではなく、電気二重層キャパシタ等のキャパシタであってもよい。バッテリ２０は、単一のセルではなく、複数のセルを組み合わせたものであってもよい。
【００３５】
また、本実施形態では、オペアンプ４０によって電位差を検出する構成を示したが、コンパレータによって電位差を検出してもよい。
【００３６】
また、本実施形態では断線を検出したときにＬＥＤ４１を点灯させるように構成したが、ランプ等の他の発光手段でもよい。また、ブザーによって断線を通報するように構成してもよい。
【００３７】
以上説明したように、本発明の実施形態では、オルタネータ１０とバッテリ２０とを接続する充電回路１において、オルタネータ１０の出力端子である端子Ａと、バッテリの入力端子である端子Ｃとの間の電位差を検出した場合に信号を出力するペアンプ４０と、出力された信号により点灯するＬＥＤ４１とにより構成される断線検出回路２を備えた。
【００３８】
このような構成によって、電圧を検出するセンサや、電位差を演算するためのマイコン等の複雑な回路を必要とせず、数個の素子によって充電回路１の断線を検出することができるので、断線検出回路２を装備するためのコストを抑えることができる。
【００３９】
また、断線検出回路２は、断線を検出したときに直ちにＬＥＤ４１を発光して運転者に通報することができるので、車両が重大な故障となる前に、速やかに最寄りの営業所に車両を持ち込むことを促すことができる。
【００４０】
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４１】
１ 充電回路
２ 断線検出回路
１０ オルタネータ
２０ バッテリ（蓄電装置）
３０ 回路
４１ オペアンプ
４２ ＬＥＤ（発光素子）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電装置と、車両の駆動力源又は回生動力により回転されて発電し前記蓄電装置を充電する発電装置と、を接続する充電回路の断線検出装置であって、
前記発電装置の出力端子と前記蓄電装置の入力端子との間に電位差が生じた場合に信号を出力するオペアンプと、
前記オペアンプが出力した信号によって発光する発光素子と、
を備えることを特徴とする充電回路の断線検出装置。
【請求項２】
前記発光素子は、前記充電回路が搭載される車両の運転席に備えられることを特徴とする請求項１に記載の充電回路の断線検出装置。
【請求項３】
前記オペアンプは、前記発電装置の出力端子に第１の抵抗を介して接続する第１の入力端子と、前記蓄電装置の入力端子に第２の抵抗を介して接続する第２の入力端子と、前記発光素子に信号を出力する出力端子と、を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の充電回路の断線検出装置。
【請求項１】
蓄電装置と、車両の駆動力源又は回生動力により回転されて発電し前記蓄電装置を充電する発電装置と、を接続する充電回路の断線検出装置であって、
前記発電装置の出力端子と前記蓄電装置の入力端子との間に電位差が生じた場合に信号を出力するオペアンプと、
前記オペアンプが出力した信号によって発光する発光素子と、
を備えることを特徴とする充電回路の断線検出装置。
【請求項２】
前記発光素子は、前記充電回路が搭載される車両の運転席に備えられることを特徴とする請求項１に記載の充電回路の断線検出装置。
【請求項３】
前記オペアンプは、前記発電装置の出力端子に第１の抵抗を介して接続する第１の入力端子と、前記蓄電装置の入力端子に第２の抵抗を介して接続する第２の入力端子と、前記発光素子に信号を出力する出力端子と、を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の充電回路の断線検出装置。
【図１】
【公開番号】特開２０１２−１３０１８６（Ｐ２０１２−１３０１８６Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８０６１９（Ｐ２０１０−２８０６１９）
【出願日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【出願人】（０００００３９０８）ＵＤトラックス株式会社 (1,028)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【出願人】（０００００３９０８）ＵＤトラックス株式会社 (1,028)
【Ｆターム（参考）】
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