JP2006170714A - 地絡検出装置、地絡検出装置の閾値設定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両容量や電源電圧が異なる場合であっても、高精度に地絡の発生を検出することを可能とする。
【解決手段】 一端側に高電圧電源２ａのプラス端子が接続され他端側に測定点Ａが設定されたカップリングコンデンサ１１に、パルス発生部２１によって方形波パルス信号を印加し、Ａ／Ｄ変換部２２により、方形波パルス信号の電圧振幅を求め、ＣＰＵ２３によって、電圧振幅に基づいて、高電圧電源２ａの地絡を検出するものであって、電圧振幅と比較される閾値電圧を設定するに際して、接続点Ｂに、抵抗Ｒ１，抵抗Ｒ２のうち何れかの抵抗を選択的に接続させ、パルス発生部２１により、方形波パルス信号を印加して求めた電圧振幅を閾値電圧とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば電気自動車に設けられた高電圧電源と車体との地絡を検出する地絡検出装置、地絡検出装置の閾値設定方法に関する。

電気自動車、燃料電池車、ハイブリッド電気自動車等の電気車両においては、高電圧電池に接続された高電圧回路と、車体を接地とした車両電装回路とが絶縁されている。そして、従来より、地絡検出装置としては、下記の特許文献１に記載されているような車両用地絡検出装置が知られている。

この地絡検出装置において、高電圧電源と車体との間に絶縁破壊が生じ、車両電装回路に対する絶縁抵抗が低下して地絡が発生していることを判定する場合に、所定の波高値のパルスを出力すると、当該地絡検出装置の検出抵抗、カップリングコンデンサ、絶縁抵抗及び車体自身が有する容量である車両容量のインピーダンスによって変化した波高値が検出される。そして、地絡検出装置は、波高値が変化したパルスのＶｐ−ｐを計測し、当該計測したＶｐ−ｐと、予めＲＯＭに記憶しておいた閾値電圧とを比較して、絶縁抵抗値が低くなることによって地絡が発生していると判定している。
特開２００３−２５０２０１号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載された技術では、閾値電圧と絶縁抵抗値との対応データを予めＲＯＭに記憶しておくという構成であったために（段落番号００２１参照）、車両の大きさや回路構成による車両容量の変化及び高電圧電源の電源電圧の変化によって、地絡が発生していると判定できる閾値電圧と絶縁抵抗値との対応関係が変化する場合がある。したがって、従来では、車両容量や高電圧電源の変化によって、閾値電圧と絶縁抵抗値との対応データを書き換えなければ、高精度に地絡を検出することができなかった。

そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、車両容量や電源電圧が異なる場合であっても、高精度に地絡の発生を検出することができる地絡検出装置、地絡検出装置の閾値設定方法を提供することを目的とする。

本発明は、一端側に高電圧電源のプラス端子が接続され他端側に測定点が設定されたカップリングコンデンサに、パルス発生回路によって方形波パルス信号を印加し、電圧測定手段により、方形波パルス信号が第１の位相となる時点で、測定点にて測定される第１の電圧値と、方形波パルス信号が第１の位相とは異なる第２の位相となる時点で、測定点にて測定される第２の電圧値と、を測定し、且つ、第１の電圧値と第２の電圧値との差分電圧を求め、地絡検出手段によって、該差分電圧に基づいて、高電圧電源の地絡を検出するものにおいて、差分電圧と比較される閾値電圧を設定するに際して、抵抗切換手段により、カップリングコンデンサと高電圧電源との間の接続点に、それぞれが異なる抵抗値の複数の抵抗のうち、何れかの抵抗を選択的に接続させ、パルス発生回路により、カップリングコンデンサに、方形波パルス信号を印加し、閾値設定手段により、矩形波パルス信号が第１の位相となる時点で、測定点にて測定される第１の電圧値と、矩形波パルス信号が第１の位相とは異なる第２の位相となる時点で、測定点にて測定される第２の電圧値と、の差分電圧を求めて、当該差分電圧を閾値電圧として記憶しておくことにより、上述の課題を解決する。

本発明によれば、異なる抵抗値を接続点に接続して閾値電圧を設定することによって、車両容量や高電圧電源の電圧が変化した場合であっても、更新した閾値電圧によって高電圧電源の地絡を検出することができ、高精度に高電圧電源の地絡を検知することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

本発明は、例えば図１に示すように構成された電気車両の車両電装システムに適用される。この車両電装システムは、地絡検出装置１により、高電圧系回路２の高電圧電源２ａに地絡が発生したことを検出するものである。この地絡検出装置１には、高電圧系回路２と、バッテリコントローラ等の制御装置３と、抵抗切換器４とが接続されている。

高電圧系回路２は、高電圧電源２ａから図示しないインバータ回路を介して駆動モータ等に電圧を供給するものである。この高電圧系回路２は、図示はしていないが、高電圧電源２ａにインバータ回路及び駆動モータが接続され、電気車両の駆動力発生要求に応じて、高電圧電源２ａからインバータ回路を介して駆動モータに電力供給を行う。この高電圧系回路２は、電気車両内の弱電系回路である電装部品との間が絶縁抵抗によって絶縁されている。

抵抗切換器４は、複数の抵抗Ｒ１，抵抗Ｒ２を備え、地絡検出装置１に接続される抵抗Ｒ１，抵抗Ｒ２が制御装置３の制御によって切り換えられるスイッチ回路４１を備えている。抵抗Ｒ１，Ｒ２は、それぞれ高電圧電源２ａの絶縁抵抗値の要求値となっている。そして、抵抗切換器４は、カップリングコンデンサ１１と高電圧電源２ａとの間の接続点Ｂへの接続及び非接続が切り換えられる。このような抵抗切換器４の抵抗Ｒ１，Ｒ２は、車両容量の増大によって高電圧電源２ａの絶縁抵抗値が変化する場合や、高電圧電源２ａの変動によって高電圧電源２ａの絶縁抵抗値が変化することに対応するために設けられており、車両容量の増大度合いや、高電圧電源２ａの変動度合い、車種、車両の大きさ等の高電圧電源２ａの絶縁抵抗値が変化するパラメータによって２以上の抵抗を備えていても良い。

制御装置３は、抵抗切換器４のスイッチ回路４１の動作を制御することによって、接続点Ｂに対して抵抗Ｒ１，抵抗Ｒ２を開放させる開放状態、接続点Ｂに対して抵抗Ｒ１を接続する状態、接続点Ｂに対して抵抗Ｒ２を接続する状態とする。また、制御装置３は、ＣＰＵ２３の動作を制御する命令を送信して、後述の地絡検出処理及び閾値電圧設定処理をさせる。更に、制御装置３は、ＣＰＵ２３からの地絡検出信号を入力して、図示しないモニタに異常を表示させる処理を行う。

また、制御装置３は、後述するが、抵抗Ｒ１，抵抗Ｒ２を接続点Ｂから開放させて高電圧電源２ａの地絡を検出させる地絡検出処理を地絡検出装置１に行わせる地絡検出モードと、抵抗Ｒ１，抵抗Ｒ２を接続点Ｂに接続させて地絡検出を行うための閾値電圧を設定して記憶させる閾値電圧設定モードとで切換制御を行う。更に、制御装置３は、機器の小型化、作業効率の向上を図り、抵抗切換器４及びモニタと一体化されて構成されていることが望ましい。

地絡検出装置１は、高電圧電源２ａを含む高電圧系回路２と、制御装置３等を始めとする弱電系とが完全に地絡していることを検出するために、高電圧電源２ａの絶縁抵抗値を検出する。具体的には、地絡検出装置１は、高電圧電源２ａのプラス側出力端と接続するカップリングコンデンサ１１と、抵抗１２と、制御回路１３と、外部ノイズ除去回路１４とを有している。

外部ノイズ除去回路１４は、カップリングコンデンサ１１の一端側（測定点Ａ）に発生する電圧を測定する電圧測定手段として機能し、抵抗３１とコンデンサ３２との直列接続回路、及びコンデンサ３２に対して並列的に接続されるツェナーダイオード３３とを有している。そして、抵抗３１とコンデンサ３２との接続点は、制御回路１３に接続されている。また、カップリングコンデンサ１１の他方端と高電圧電源２ａとの間は、接続点Ｂで抵抗切換器４と接続されている。

制御回路１３は、測定点Ａに方形波パルス信号を出力し、且つ、該測定点Ａに発生する電圧を検出して、高電圧電源２ａの地絡を検出するものであり、方形波パルスを出力するパルス発生部２１と、外部ノイズ除去回路１４より出力される電圧信号（抵抗３１とコンデンサ３２との接続点に発生する電圧信号）をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部２２と、制御中枢となるＣＰＵ２３を備えている。

このＣＰＵ２３は、制御装置３の制御に従って地絡を検出するに際して、パルス発生部２１から方形波パルス信号を発振させて、Ａ／Ｄ変換部２２により出力される電圧信号に基づいて、高電圧電源２ａの地絡を検出する。このＣＰＵ２３で検出された地絡検出信号は、図示しない警報装置に送信されたり、制御装置３に送信される。

また、ＣＰＵ２３には、メモリ２３ａが備えられており、当該メモリ２３ａに、Ａ／Ｄ変換部２２にて測定された電圧値である閾値電圧と高電圧電源２ａの絶縁抵抗値との対応を示す対応データが記憶されている。このメモリ２３ａに記憶される閾値電圧と絶縁抵抗値との対応データは、制御装置３の制御に従って閾値電圧設定処理が行われて、ＣＰＵ２３により書き換え可能となっている。

ここで、高電圧電源２ａの絶縁抵抗が低下している場合や、車両容量が増大している場合には、図２に示すような方形波パルスをパルス発生部２１で発生させても、図３に示すように、方形波パルスの電圧値Ｅ１よりも、Ａ／Ｄ変換部２２で入力する電圧値Ｅ２が小さくなってしまう。従って、ＣＰＵ２３では、Ａ／Ｄ変換部２２で入力した電圧値と、メモリ２３ａに記憶しておいた所定の閾値電圧とを比較して、高電圧電源２ａに地絡が発生しているか否かを判定する。

つぎに、上述のように構成された車両電装システムの動作について、図４乃至図７のフローチャートを参照して説明する。なお、図４乃至図６のフローチャートは、地絡検出装置１の動作であり、図７のフローチャートは、制御装置３の動作である。

車両電装システムは、先ず制御装置３によって抵抗切換器４の抵抗Ｒ１，抵抗Ｒ２を接続点Ｂに対して開放状態にしておく。そして、制御装置３は、図７に示すステップＳ５１において、制御回路１３に閾値電圧設定モードとする第１の命令を送信し、制御回路１３は、図４に示すステップＳ１において、ＣＰＵ２３により第１の命令を受信すると、ステップＳ２に処理を進める。

制御回路１３は、ステップＳ２において、閾値電圧設定モードを開始し、ステップＳ３において、地絡検出処理を行う。この地絡検出処理は、図５に示すように、ステップＳ２１にて、パルス発生部２１より、予め設定した周期Ｔ及びデューティー比（例えば、５０％）となる方形波パルス信号の、「Ｈ」レベルとなる信号を出力する。そして、制御回路１３は、ステップＳ２２において、図示しないカウンタにて計時される時間が周期Ｔの１／２（第１の位相）の直前となると、即ち、Ｔ／２の時間が経過する直前となると、ステップＳ２３にて、外部ノイズ除去回路１４を介してＡ／Ｄ変換部２２で測定点Ａの電圧値を検出させ、Ａ／Ｄ変換部２２を介してＣＰＵ２３に読み込まれる。このときの電圧値をＶｈ（第１の電圧値）とする。

次いで、制御回路１３は、ステップＳ２４にて、パルス発生部２１から、方形波パルス信号の「Ｌ」レベルとなる信号を出力させる。そして、制御回路１３は、ステップＳ２５において、カウンタにて計時される時間が周期Ｔ（第２の位相）の直前となると、ステップＳ２６にて、外部ノイズ除去回路１４を介してＡ／Ｄ変換部２２により検出される測定点Ａの電圧値がＣＰＵ２３に読み込まれる。このときの電圧値をＶｌ（第２の電圧値）とする。

その後、ステップＳ２７にて、ＣＰＵ２３では、前述の処理で測定された電圧値Ｖｈと、Ｖｌとの差分電圧（Ｖｈ−Ｖｌ＝Ｖｐ−ｐ）を演算する。この差分電圧Ｖｐ−ｐは、図３における電圧値Ｅ２に相当する。すなわち、ステップＳ２３において周期Ｔ／２で検出される電圧値は、図３における電圧の最大値であり、ステップＳ２５において周期Ｔで検出される電圧値は、図３における電圧の最小値である。

次にＣＰＵ２３では、差分電圧Ｖｐ−ｐと閾値電圧Ｅ３及び閾値電圧Ｅ４とを比較し（ステップＳ２８，ステップＳ３１）、差分電圧Ｖｐ−ｐの方が閾値電圧Ｅ３及び閾値電圧Ｅ４よりも低くないと判定した場合には、高電圧電源２ａの絶縁抵抗値が低下しておらず、地絡していない正常状態であるとして図４のステップＳ４に処理を進める。一方、ＣＰＵ２３では、差分電圧Ｖｐ−ｐが閾値電圧Ｅ３及び閾値電圧Ｅ４の何れかよりも低いと判定した場合には、ステップＳ２９又はステップＳ３１において、高電圧電源２ａに地絡が発生していることを示す地絡検知信号を生成する。そして、ＣＰＵ２３では、図４のステップＳ４において、図５の地絡検出処理によって地絡が発生していると判定された場合には、ステップＳ５において、地絡が発生していることを示す地絡検知信号を制御装置３に送信して処理を終了し、地絡していないと判定された場合には、ステップＳ６において、地絡していないことを示す地絡検知信号を制御装置３に送信する。

ここで、後述するが、閾値電圧Ｅ３は、接続点Ｂに抵抗Ｒ１を接続した状態においてステップＳ９の閾値電圧設定処理によって設定されてメモリ２３ａに記憶された値であり、閾値電圧Ｅ４は、接続点Ｂに抵抗Ｒ２を接続した状態においてステップＳ１３の閾値電圧設定処理によって設定されてメモリ２３ａに記憶された値である。したがって、ＣＰＵ２３は、何れかの閾値電圧に対する判定結果であることも地絡検知信号として制御装置３に出力する。

これに対し、制御装置３は、図７のステップＳ５２において、地絡が発生していることを示す地絡検知信号を受信したか否かを判定し、受信した場合には、ステップＳ５３において、モニタに異常であることを表示して処理を終了する。このとき、モニタには、作業者によって抵抗測定器等を用いて車体の絶縁抵抗を測定することを促す表示がなされる。

一方、制御装置３は、地絡検知信号を受信していない場合には、ステップＳ５４に処理を進めて、制御回路１３に、抵抗Ｒ１の抵抗値を絶縁抵抗値とした場合の閾値電圧設定処理を行う第２の命令を送信する。そして、制御装置３は、ステップＳ５５において、所定期間Ｔ２内に、抵抗切換器４の抵抗Ｒ１を接続点Ｂに接続するようにスイッチ回路４１を動作させる。その後、制御装置３は、ステップＳ５６において地絡検知信号を受信できる状態に移行する。

地絡検出装置１のＣＰＵ２３は、図４のステップＳ７において第２の命令を受信すると、ステップＳ８において、制御装置３の制御によって抵抗切換器４の抵抗Ｒ１を接続点Ｂに接続完了する所定期間Ｔ２まで時間待ちをし、所定期間Ｔ２が経過した場合には、ステップＳ９において、閾値電圧設定処理に移行する。

この閾値電圧設定処理は、図６に示すように、制御回路１３により、ステップＳ４１〜ステップＳ４７において、上述のステップＳ２１〜ステップＳ２７と同様の処理を行う。すなわち、ステップＳ４１にて、パルス発生部２１より、「Ｈ」レベルとなる方形波パルス信号を出力し、ステップＳ４２において、Ｔ／２の時間が経過する直前となると、ステップＳ４３にて、Ａ／Ｄ変換部２２で測定点Ａの電圧値が検出され、Ａ／Ｄ変換部２２を介してＣＰＵ２３に読み込まれる。このときの電圧値をＶｈ（第１の電圧値）とする。

次いで、ステップＳ４４にて、方形波パルス信号の、「Ｌ」レベルとなる信号を出力し、ステップＳ４５において、カウンタにて計時される時間が周期Ｔの直前となると、ステップＳ４６にて、Ａ／Ｄ変換部２２により検出される測定点Ａの電圧値がＣＰＵ２３に読み込まれる。このときの電圧値をＶｌ（第２の電圧値）とする。その後、ステップＳ４７にて、ＣＰＵ２３では、前述の処理で測定された電圧値Ｖｈと、Ｖｌとの差分電圧（Ｖｈ−Ｖｌ）を演算する。

ここで、電圧値Ｖｈは、接続点Ｂに抵抗Ｒ１が接続されたことによって、当該抵抗Ｒ１が高電圧電源２ａの絶縁抵抗値となった場合の値として検出される。すなわち、抵抗Ｒ１の抵抗値（高電圧電源２ａの絶縁抵抗値）が高いほど、電圧値Ｖｈが高い値として検出されて差分電圧Ｖｐ−ｐが高くなり、抵抗Ｒ１の抵抗値（高電圧電源２ａの絶縁抵抗値）が低いほど、電圧値Ｖｈが低い値として検出されて差分電圧Ｖｐ−ｐが低くなる。

次にＣＰＵ２３は、ステップＳ４８において、ステップＳ４７で演算された差分電圧Ｖｐ−ｐを閾値電圧Ｅ３としてメモリ２３ａに書き込み、当該閾値電圧Ｅ３に対応させて、接続点Ｂに接続された抵抗Ｒ１の抵抗値を高電圧電源２ａの絶縁抵抗値としてメモリ２３ａに書き込む。そして、ＣＰＵ２３は、ステップＳ４９において、閾値電圧Ｅ３の設定が終了したことを示す設定終了信号を制御装置３に送信して、図４のステップＳ１０に処理を進めて待機モードに移行する。

一方、制御装置３は、図７に示すように、ステップＳ５５の後に設定終了信号を受信すると、ステップＳ５６からステップＳ５７に移行し、更にステップＳ５８において制御回路１３に、抵抗Ｒ２の抵抗値を絶縁抵抗値とした場合の接続点Ｂに接続して閾値電圧設定処理を行う第３の命令を送信する。そして、制御装置３は、ステップＳ５９において、所定期間Ｔ２内に、抵抗切換器４の抵抗Ｒ２を接続点Ｂに接続するようにスイッチ回路４１を動作させる。その後、制御装置３は、ステップＳ６０において地絡検知信号を受信できる状態に移行する。

次にＣＰＵ２３は、図４のステップＳ１０において待機モードとなっている時に、ステップＳ１１において第３の命令を受信すると、ステップＳ１２において、制御装置３の制御によって抵抗切換器４の抵抗Ｒ２を接続点Ｂに接続完了する所定期間Ｔ２まで時間待ちをし、ステップＳ１３において、閾値電圧設定処理に移行する。

この閾値電圧設定処理は、上述のステップＳ９と同様に、制御回路１３により、図６のステップＳ４１〜ステップＳ４７の処理を行う。

すなわち、ＣＰＵ２３は、接続点Ｂに抵抗Ｒ２が接続された場合の電圧値Ｖｈ及び電圧値Ｖｌを検出して、差分電圧Ｖｐ−ｐを求める。ここで、抵抗Ｒ２の抵抗値（高電圧電源２ａの絶縁抵抗値）が高いほど、電圧値Ｖｈが高い値として検出されて差分電圧Ｖｐ−ｐが高くなり、抵抗Ｒ２の抵抗値（高電圧電源２ａの絶縁抵抗値）が低いほど、電圧値Ｖｈが低い値として検出されて差分電圧Ｖｐ−ｐが低くなる。

次にＣＰＵ２３は、ステップＳ４８において、ステップＳ４７で演算された差分電圧Ｖｐ−ｐを閾値電圧Ｅ４としてメモリ２３ａに書き込み、当該閾値電圧Ｅ４に対応させて、接続点Ｂに接続された抵抗Ｒ２の抵抗値を高電圧電源２ａの絶縁抵抗値としてメモリ２３ａに書き込む。そして、ＣＰＵ２３は、ステップＳ４９において、閾値電圧Ｅ４の設定が終了したことを示す設定終了信号を制御装置３に送信して、図４のステップＳ１４に処理を進めて待機モードに移行する。

一方、制御装置３は、図７に示すように、ステップＳ５９の後に設定終了信号を受信すると、ステップＳ６０からステップＳ６１で「ＹＥＳ」となり、更にステップＳ６２において、所定期間Ｔ２内に、抵抗切換器４の抵抗Ｒ１，抵抗Ｒ２を接続点Ｂから開放状態にするようにスイッチ回路４１を動作させる。次に制御装置３は、ステップＳ６３において、制御回路１３に、地絡検出処理を行う第４の命令を送信し、ステップＳ６４において地絡検知信号を受信できる状態に移行する。

次にＣＰＵ２３は、図４のステップＳ１４において待機モードとなっている時に、ステップＳ１５において第３の命令を受信したと判定すると、ステップＳ１６において、図５のステップＳ２１〜ステップＳ３１の地絡検出処理を行う。この地絡検出処理は、接続点Ｂを開放した状態で求められた差分電圧Ｖｐ−ｐとステップＳ９で設定されてメモリ２３ａに記憶された閾値電圧Ｅ３とを比較してステップＳ２８の判定を行うと共に、接続点Ｂを開放した状態で求められた差分電圧Ｖｐ−ｐとステップＳ１３で設定されてメモリ２３ａに記憶された閾値電圧Ｅ４とを比較してステップＳ３０の判定を行う地絡検出処理を行う。

この地絡検出処理において、ＣＰＵ２３は、ステップＳ２８において、差分電圧Ｖｐ−ｐが閾値電圧Ｅ３よりも低いと判定された場合には、ステップＳ２９において、地絡検知信号として、閾値電圧Ｅ３に対応してメモリ２３ａに記憶された抵抗Ｒ１の抵抗値よりも、高電圧電源２ａの絶縁抵抗値が低くなっていることを示す絶縁低下レベル信号を生成する。また、ＣＰＵ２３は、ステップＳ３０において、差分電圧Ｖｐ−ｐが閾値電圧Ｅ４よりも低いと判定された場合には、ステップＳ３１において、地絡検知信号として、閾値電圧Ｅ４に対応してメモリ２３ａに記憶された抵抗Ｒ２の抵抗値よりも、高電圧電源２ａの絶縁抵抗値が低くなっていることを示す絶縁低下レベル信号を生成する。

これにより、図４のステップＳ１６では、高電圧電源２ａの絶縁抵抗値が抵抗Ｒ１よりも低いという絶縁低下レベル信号を生成した場合、又は、高電圧電源２ａの絶縁抵抗値が抵抗Ｒ２よりも低いという絶縁低下レベル信号を生成した場合には、地絡検知信号が発生されたと判定してステップＳ１７に処理を進め、そうではない場合には、ステップＳ１８に処理を進める。

次にＣＰＵ２３は、ステップＳ１７において、図５のステップＳ２９又はステップＳ３０で生成された地絡検知信号である絶縁低下レベル信号を制御装置３に送信して処理を終了する一方で、ステップＳ１８においては、地絡検出処理によって地絡していないことが判定されたことを示す信号を含む終了信号を制御装置３に送信して処理を終了する。

これに対し、制御装置３は、図７のステップＳ６４において、地絡検知信号を受信したと判定した場合にはステップＳ５３に処理を進めて異常を表示させ、地絡検知信号を受信していない場合には、ステップＳ６５において、制御回路１３から終了信号を受信した場合には、処理を終了する。

以上詳細に説明したように、本発明を適用した車両電装システムによれば、接続点Ｂに抵抗Ｒ１，抵抗Ｒ２の何れかを接続した状態で、差分電圧Ｖｐ−ｐをそれぞれ検出して、閾値電圧Ｅ３，閾値電圧Ｅ４を自動的に更新することができるので、単一の閾値電圧及び絶縁抵抗値を記憶しておく場合と比較して、車両の大きさや回路構成によって車両容量が変化する場合や、高電圧電源２ａの電源電圧が変動することによって絶縁抵抗値が変化した場合であっても、更新した閾値電圧によって高精度に高電圧電源２ａの地絡を検出することができる。

また、この車両電装システムによれば、抵抗切換器４に複数の抵抗を用意しておくことによって、車種ごとに最適な閾値電圧及び絶縁抵抗値を設定することができ、車種ごとに異なる閾値電圧を記憶しておくことなく、閾値電圧設定処理によって車種に応じた抵抗を接続点Ｂに接続して閾値電圧を取得することができ、車種ごとに異なる地絡検出装置１を製造することを無くすことができる。また、同じ車種であっても、車両ごとに閾値電圧及び絶縁抵抗値を設定することができ、車両毎に高精度な高電圧電源２ａの地絡検出を行うことができる。

更に、この車両電装システムによれば、閾値電圧のみならず、当該閾値電圧を求めたときに接続点Ｂに接続されていた抵抗値を記憶しておき、接続点Ｂに対して抵抗を開放している時に検出された差分電圧Ｖｐ−ｐが閾値電圧よりも低い場合には、当該閾値電圧を求めた時の抵抗値よりも高電圧電源２ａの絶縁抵抗値が低下していると判定できるので、高電圧電源２ａの絶縁抵抗値が著しく低下した場合のみならず、絶縁抵抗値の低下レベルを診断することができる。

更に、この車両電装システムによれば、閾値電圧のみならず、当該閾値電圧を求めたときの抵抗Ｒ１，抵抗Ｒ２の抵抗値を記憶しておき、接続点Ｂに対して抵抗Ｒ１，抵抗Ｒ２を開放している時に検出された差分電圧Ｖｐ−ｐが抵抗Ｒ１を接続して求めた閾値電圧よりも低い場合には、抵抗Ｒ１の抵抗値よりも高電圧電源２ａの絶縁抵抗値が低下していると判定でき、差分電圧Ｖｐ−ｐが抵抗Ｒ２を接続して求めた閾値電圧よりも低い場合には、抵抗Ｒ２の抵抗値よりも高電圧電源２ａの絶縁抵抗値が低下していると判定できるので、高電圧電源２ａの絶縁抵抗値が著しく低下した場合のみならず、絶縁抵抗値の低下レベルを段階的に診断することができる。

更にまた、この車両電装システムによれば、抵抗切換器４と制御装置３とを一体化させることによって、機器の小型化、作業効率の向上を図ることができる。

なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。

本発明を適用した車両電装システムの構成を示すブロック図である。 パルス発生部から発振する方形波パルスを示す図である。 Ａ／Ｄ変換部で検出されるパルスを示す図である。 地絡検出装置の制御回路の動作を示すフローチャートである。 制御回路による地絡検出処理の処理手順を示すフローチャートである。 制御回路による閾値電圧設定処理の処理手順を示すフローチャートである。 制御装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 地絡検出装置
２ 高電圧系回路
２ａ 高電圧電源
３ 制御装置
４ 抵抗切換器
１１ カップリングコンデンサ
１２ 抵抗
１３ 制御回路
１４ 外部ノイズ除去回路
２１ パルス発生部
２２ Ａ／Ｄ変換部
２３ ＣＰＵ
３１ 抵抗
３２ コンデンサ
３３ ツェナーダイオード
Ｒ１，Ｒ２ 抵抗

Claims (8)

1. カップリングコンデンサの一端側に高電圧電源のプラス端子を接続し、前記カップリングコンデンサの他端側となる測定点に、方形波パルス信号を印加し、前記測定点に発生する電圧値を検出して、前記高電圧電源の地絡を検出する地絡検出装置において、
   前記測定点に方形波パルス信号を出力するパルス発生回路と、
   前記方形波パルス信号が第１の位相となる時点で、前記測定点にて測定される第１の電圧値と、前記方形波パルス信号が前記第１の位相とは異なる第２の位相となる時点で、前記測定点にて測定される第２の電圧値と、を測定し、且つ、第１の電圧値と第２の電圧値との差分電圧を求める電圧測定手段と、
   前記カップリングコンデンサと前記高電圧電源との間の接続点に、それぞれが異なる抵抗値の複数の抵抗のうち、何れかの抵抗を選択的に接続させる抵抗切換手段と、
   前記抵抗切換手段により何れかの抵抗を前記接続点に接続させ、前記パルス発生回路から前記測定点に方形波パルス信号を出力させ、前記電圧測定手段で求められた第１の電圧値と第２の電圧値との差分電圧を記憶する閾値設定手段と、
   前記抵抗切換手段により前記複数の抵抗を前記接続点に対して開放させ、前記パルス発生回路から前記測定点に方形波パルス信号を出力させ、前記電圧測定手段により測定された差分電圧と、前記閾値設定手段で記憶された差分電圧とを比較して、前記高電圧電源の地絡を検出する地絡検出手段と
   を備えることを特徴とする地絡検出装置。
2. 前記閾値設定手段は、前記電圧測定手段で求められた第１の電圧値と第２の電圧値との差分電圧と共に、当該差分電圧を求めたときに前記抵抗切換手段によって前記接続点に接続されていた抵抗の抵抗値を記憶しておき、
   前記地絡検出手段は、前記複数の抵抗が前記接続点に対して開放されて前記電圧測定手段により測定された差分電圧が、前記閾値設定手段で記憶された差分電圧よりも低い場合に、前記記憶された抵抗値よりも前記高電圧電源の絶縁抵抗値が低下していることを示す絶縁低下レベル信号を生成すること
   を特徴とする請求項１に記載の地絡検出装置。
3. 前記閾値設定手段は、前記抵抗切換手段により前記接続点に接続される抵抗ごとに、第１の電圧値と第２の電圧値との差分電圧及び抵抗値を記憶しておき、
   前記地絡検出手段は、前記複数の抵抗が前記接続点に対して開放されて前記電圧測定手段により測定された差分電圧と、前記閾値設定手段で記憶された前記抵抗ごとの差分電圧とを比較して、何れかの抵抗値よりも前記高電圧電源の絶縁抵抗値が低下していることを示す絶縁低下レベル信号を生成すること
   を特徴とする請求項１に記載の地絡検出装置。
4. 前記閾値設定手段によって、何れかの抵抗を前記接続点に接続させて第１の電圧値と第２の電圧値との差分電圧を更新して記憶する差分電圧設定モードと、前記地絡検出手段によって前記高電圧電源の地絡を検出する地絡検出モードとを切り換え、前記差分電圧設定モードである場合には前記抵抗切換手段によって何れかの抵抗を前記接続点に接続させ、前記地絡検出モードである場合には前記抵抗切換手段によって前記接続点に対して抵抗を開放させるモード制御手段を備え、
   前記抵抗切換手段と前記モード制御手段とを一体化して構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の地絡検出装置。
5. 前記地絡検出手段によって検出された前記高電圧電源の地絡の検出結果を表示する表示手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の地絡検出装置。
6. 一端側に高電圧電源のプラス端子が接続され他端側に測定点が設定されたカップリングコンデンサに、方形波パルス信号を印加し、
   前記方形波パルス信号が第１の位相となる時点で、前記測定点にて測定される第１の電圧値と、前記方形波パルス信号が前記第１の位相とは異なる第２の位相となる時点で、前記測定点にて測定される第２の電圧値と、を測定し、且つ、第１の電圧値と第２の電圧値との差分電圧を求め、
   該差分電圧に基づいて、前記高電圧電源の地絡を検出する地絡検出装置の閾値設定方法において、
   前記差分電圧と比較される閾値電圧を設定するに際して、
   前記カップリングコンデンサと前記高電圧電源との間の接続点に、それぞれが異なる抵抗値の複数の抵抗のうち、何れかの抵抗を選択的に接続させ、
   前記カップリングコンデンサに、前記方形波パルス信号を印加し、
   前記矩形波パルス信号が第１の位相となる時点で、前記測定点にて測定される第１の電圧値と、前記矩形波パルス信号が前記第１の位相とは異なる第２の位相となる時点で、前記測定点にて測定される第２の電圧値と、の差分電圧を求めて、当該差分電圧を前記閾値電圧として記憶すること
   を特徴とする地絡検出装置の閾値設定方法。
7. 前記差分電圧を閾値電圧として記憶すると共に、当該差分電圧を求めた時に前記接続点に接続されていた抵抗の抵抗値を記憶しておき、
   前記地絡検出装置によって、前記複数の抵抗が前記接続点に対して開放されて測定された差分電圧が、前記閾値電圧よりも低いと判定された場合に、前記高電圧電源の絶縁抵抗値が、前記記憶された抵抗値よりも低下していると判断されること
   を特徴とする請求項６に記載の地絡検出装置の閾値設定方法。
8. 前記接続点に接続される抵抗ごとに、第１の電圧値と第２の電圧値との差分電圧である閾値電圧及び抵抗値を記憶しておき、
   前記地絡検出装置によって、前記複数の抵抗が前記接続点に対して開放されて測定された差分電圧と、前記抵抗ごとの前記閾値電圧とを比較して、前記高電圧電源の絶縁抵抗値が、前記記憶された何れかの抵抗値よりも低下していると判断されること
   を特徴とする請求項６に記載の地絡検出装置の閾値設定方法。
   

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