JP2013061216A - Earth detector - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an earth detector that enables fault diagnosis even at the time of wiring disconnection.SOLUTION: An earth detector includes: an earth detection unit 30 for detecting earth of a high-voltage power supply system 40 mounted on a vehicle in an insulated state; and an earth implementing circuit 20 that electrically connects the high-voltage power supply system 40 to a vehicle body 60 of a vehicle in fault diagnosis of the earth detection unit 30 so that a pseudo insulation resistance deterioration is generated. The earth detection unit 30 and the earth implementing circuit 20 are respectively connected to the high-voltage power supply system 40 through separated wires 50, 51.

Description

本発明は、地絡を検出するための地絡検出装置に関し、特に故障診断機能を備えた地絡検出装置に関する。   The present invention relates to a ground fault detection device for detecting a ground fault, and more particularly to a ground fault detection device having a fault diagnosis function.

従来より、システム自体が正常に作動しているか否かを自己診断できる地絡検知システムが、例えば特許文献１で提案されている。具体的に、特許文献１では、抵抗を介してバッテリと車体とを接続することで地絡を模擬的に実施するための地絡試行回路と、バッテリに接続されたバッテリ母線に所定の矩形波を印加したときの応答電圧と基準電圧とを比較することにより地絡を検出する地絡検知器と、を備えた構成が提案されている。   Conventionally, for example, Patent Document 1 proposes a ground fault detection system that can self-diagnose whether or not the system itself is operating normally. Specifically, in Patent Document 1, a ground fault trial circuit for simulating a ground fault by connecting a battery and a vehicle body via a resistor, and a predetermined rectangular wave on a battery bus connected to the battery There has been proposed a configuration including a ground fault detector that detects a ground fault by comparing a response voltage when a voltage is applied and a reference voltage.

特開平１０−２２１３９５号公報JP-A-10-221395

しかしながら、上記従来の技術では、地絡試行回路と地絡検出器とはバッテリ母線のみで接続された構成となっているので、バッテリ母線の配線断線箇所によっては地絡診断が実施できないという問題がある。   However, in the above conventional technique, the ground fault trial circuit and the ground fault detector are configured to be connected only by the battery bus, and therefore there is a problem that the ground fault diagnosis cannot be performed depending on the wiring disconnection portion of the battery bus. is there.

また、バッテリ母線に接続されたスイッチと抵抗とで構成される地絡試行回路の場合、実際に車両地絡を発生させており、絶縁安全上好ましくない。抵抗の抵抗値が低減する故障が発生した場合は、安全な条件で地絡を発生できなくなるという問題がある。   Further, in the case of a ground fault trial circuit composed of a switch and a resistor connected to the battery bus, a vehicle ground fault is actually generated, which is not preferable in terms of insulation safety. When a failure that reduces the resistance value of the resistor occurs, there is a problem that a ground fault cannot be generated under safe conditions.

本発明は上記点に鑑み、故障診断において、配線断線時にも故障診断を行うことができる地絡検出装置を提供することを第１の目的とする。また、故障診断時の安全性を確保することを第２の目的とする。   In view of the above points, it is a first object of the present invention to provide a ground fault detection device capable of performing fault diagnosis even when the wiring is disconnected in fault diagnosis. A second object is to ensure safety during failure diagnosis.

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、絶縁された状態で車両に搭載される高電圧電源系（４０）の地絡を検出する地絡検出手段（３０）を有している。また、地絡検出手段（３０）の故障診断時に、高電圧電源系（４０）と車両の車体（６０）とを電気的に接続することにより擬似絶縁抵抗低下を発生させる地絡施行回路（２０）を有している。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 further comprises a ground fault detection means (30) for detecting a ground fault of the high voltage power supply system (40) mounted on the vehicle in an insulated state. Yes. In addition, a ground fault enforcement circuit (20 that generates a decrease in pseudo insulation resistance by electrically connecting the high voltage power supply system (40) and the vehicle body (60) of the vehicle at the time of failure diagnosis of the ground fault detection means (30). )have.

そして、地絡検出手段（３０）と地絡施行回路（２０）とは別々の配線（５０〜５３）により高電圧電源系（４０）にそれぞれ接続されていることを特徴とする。   And a ground fault detection means (30) and a ground fault enforcement circuit (20) are each connected to the high voltage power supply system (40) by the separate wiring (50-53), It is characterized by the above-mentioned.

これによると、地絡検出手段（３０）と地絡施行回路（２０）とはそれぞれ独立した経路によって高電圧電源系（４０）と電気的に接続されているので、地絡施行回路（２０）と高電圧電源系（４０）との間で断線が生じたとしても地絡検出手段（３０）によって故障検知を行うことができる。   According to this, since the ground fault detection means (30) and the ground fault enforcement circuit (20) are electrically connected to the high voltage power supply system (40) through independent paths, the ground fault enforcement circuit (20). Even if a disconnection occurs between the power supply system and the high-voltage power supply system (40), the ground fault detection means (30) can detect the failure.

請求項２に記載の発明では、別々の配線（５０〜５３）は、高電圧電源系（４０）の電圧を検出するための配線と共通の配線であることを特徴とする。   The invention according to claim 2 is characterized in that the separate wirings (50 to 53) are wirings common to the wiring for detecting the voltage of the high-voltage power supply system (40).

これによると、別々の配線（５０〜５３）を新たに用意する必要がなく、装置の構成が煩雑にならずに済む。また、高電圧電源系（４０）を構成する個々の電池の電圧を検出するための電圧検出線を利用しているので、「別々の配線（５０〜５３）」として複数の任意の配線を選択することができる。   According to this, it is not necessary to newly prepare separate wirings (50 to 53), and the configuration of the apparatus is not complicated. In addition, since a voltage detection line for detecting the voltage of each battery constituting the high voltage power supply system (40) is used, a plurality of arbitrary wirings are selected as “separate wirings (50 to 53)”. can do.

請求項３に記載の発明のように、地絡施行回路（２０）は、少なくともスイッチ（２２）と抵抗（２１）とを備えた構成とすることができる。   As in the third aspect of the present invention, the ground fault enforcement circuit (20) can include at least a switch (22) and a resistor (21).

請求項４に記載の発明では、地絡施行回路（２０）は、さらに、コンデンサ（２３）を備えて構成されていることを特徴とする。   The invention according to claim 4 is characterized in that the ground fault enforcement circuit (20) further includes a capacitor (23).

これによると、コンデンサ（２３）によって高電圧電源系（４０）と車体（６０）とが絶縁されるので、直流的に絶縁された状態で地絡施行回路（２０）によって安全に地絡施行を行うことができる。   According to this, since the high-voltage power supply system (40) and the vehicle body (60) are insulated by the capacitor (23), the ground fault enforcement is safely performed by the ground fault enforcement circuit (20) in a DC insulated state. It can be carried out.

請求項５に記載の発明では、高電圧電源系（４０）は、複数の電池が直列接続されて構成されており、地絡施行回路（２０）は、複数の電池の中間電位に接続されることを特徴とする。   In the invention described in claim 5, the high voltage power supply system (40) is configured by connecting a plurality of batteries in series, and the ground fault enforcement circuit (20) is connected to an intermediate potential of the plurality of batteries. It is characterized by that.

これによると、地絡施行回路（２０）を動作させたときの地絡施行時の高電圧コモン電位変動が少ないという利点がある。   According to this, there is an advantage that the high voltage common potential fluctuation at the time of ground fault enforcement when operating the ground fault enforcement circuit (20) is small.

請求項６に記載の発明では、地絡施行回路（２０）は、高電圧電源系（４０）に対して複数設けられており、それぞれの地絡施行回路（２０）がそれぞれ別々の配線（５０、５２）で接続されていることを特徴とする。   In the invention of claim 6, a plurality of ground fault enforcement circuits (20) are provided for the high voltage power supply system (40), and each ground fault enforcement circuit (20) has a separate wiring (50). , 52).

これによると、地絡施行回路（２０）が複数設けられているので、故障診断の冗長性および信頼性を向上させることができる。   According to this, since a plurality of ground fault enforcement circuits (20) are provided, the redundancy and reliability of failure diagnosis can be improved.

請求項７に記載の発明では、高電圧電源系（４０）は、複数の電池が直列接続されて構成されており、複数の地絡施行回路（２０）のうちの１つが複数の電池の中間電位に接続されることを特徴とする。   In the invention according to claim 7, the high voltage power supply system (40) is configured by connecting a plurality of batteries in series, and one of the plurality of ground fault enforcement circuits (20) is an intermediate of the plurality of batteries. It is connected to a potential.

これによると、地絡施行回路（２０）を動作させたときの地絡施行時の高電圧コモン電位変動が少ないという利点がある。   According to this, there is an advantage that the high voltage common potential fluctuation at the time of ground fault enforcement when operating the ground fault enforcement circuit (20) is small.

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

本発明の第１実施形態に係る地絡検出装置を含んだ全体システム図である。1 is an overall system diagram including a ground fault detection device according to a first embodiment of the present invention. 信号出力部および信号入力部で取り扱う信号の波形を示した図である。It is the figure which showed the waveform of the signal handled by a signal output part and a signal input part. 本発明の第２実施形態に係る地絡検出装置を含んだ全体システム図である。It is a whole system figure containing the ground fault detection apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態に係る地絡検出装置を含んだ全体システム図である。It is a whole system figure containing the ground fault detection apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４実施形態に係る地絡検出装置を含んだ全体システム図である。It is a whole system figure containing the ground fault detection apparatus which concerns on 4th Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals in the drawings.

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。本実施形態に係る地絡検出装置は、高電圧バッテリ等の地絡を検出するための装置であり、例えばハイブリッド車等の電気自動車の高電圧電源系の地絡を検出する際に適用される。 (First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The ground fault detection device according to the present embodiment is a device for detecting a ground fault such as a high voltage battery, and is applied when detecting a ground fault of a high voltage power supply system of an electric vehicle such as a hybrid vehicle, for example. .

図１は、本実施形態に係る地絡検出装置を含んだ全体システム図である。この図に示されるように、地絡検出装置は、第１端子１０と、第２端子１１と、地絡施行回路２０と、地絡検出部３０と、を備えて構成されている。   FIG. 1 is an overall system diagram including a ground fault detection apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the ground fault detection device includes a first terminal 10, a second terminal 11, a ground fault enforcement circuit 20, and a ground fault detection unit 30.

まず、地絡検出装置が接続される高電圧電源系４０（図１のHV battery）は、充電可能なリチウムイオン二次電池が複数直列接続されて構成された電池群であり、絶縁された状態で車両に搭載される。高電圧電源系４０は例えば３００Ｖ前後の高電圧を発生させ、負荷を動作させるために使用される。   First, the high voltage power supply system 40 (HV battery in FIG. 1) to which the ground fault detection device is connected is a battery group configured by connecting a plurality of rechargeable lithium ion secondary batteries in series, and is in an insulated state. It is mounted on the vehicle. The high voltage power supply system 40 is used for generating a high voltage of, for example, about 300 V and operating a load.

このような高電圧電源系４０において、直列接続された隣同士の電池では、高電圧側の電池の負極端子と低電圧側の電池の正極端子とが共通化されている。そして、最も高電圧側の電池の正極端子と、最も低電圧側の電池の負極端子と、これらの端子を除く各共通端子と、の各端子に対してそれぞれ配線が接続されている。各配線は、セル電圧を検出するための電圧検出線であり、図示しない電圧検出回路に接続されている。   In such a high voltage power supply system 40, in the adjacent batteries connected in series, the negative terminal of the high voltage side battery and the positive terminal of the low voltage side battery are shared. Wiring is connected to each of the positive terminal of the battery on the highest voltage side, the negative terminal of the battery on the lowest voltage side, and each common terminal excluding these terminals. Each wiring is a voltage detection line for detecting a cell voltage, and is connected to a voltage detection circuit (not shown).

第１端子１０および第２端子１１は、電池の各端子に接続されたいずれかの配線にそれぞれ接続されている。本実施形態では、第１端子１０が第１配線５０に接続され、第２端子１１が第２配線５１に接続されている。これら第１配線５０および第２配線５１は電圧検出線である。   The 1st terminal 10 and the 2nd terminal 11 are each connected to either wiring connected to each terminal of a battery. In the present embodiment, the first terminal 10 is connected to the first wiring 50, and the second terminal 11 is connected to the second wiring 51. The first wiring 50 and the second wiring 51 are voltage detection lines.

地絡施行回路２０は、高電圧電源系４０と車体６０とを電気的に接続することにより擬似絶縁抵抗低下を発生させる回路である。この地絡施行回路２０は、地絡検出部３０の故障診断時に用いられる。   The ground fault enforcement circuit 20 is a circuit that generates a pseudo insulation resistance drop by electrically connecting the high voltage power supply system 40 and the vehicle body 60. The ground fault enforcement circuit 20 is used at the time of failure diagnosis of the ground fault detection unit 30.

地絡施行回路２０は、高電圧電源系４０に対して第１端子１０を介して接続されている。そして、地絡施行回路２０は、第１端子１０に接続された抵抗２１と、抵抗２１に接続されたスイッチ２２（図１のＳＷ）と、を備えている。スイッチ２２は車両の車体６０に接続されている。すなわち、抵抗２１およびスイッチ２２は第１端子１０と車体６０との間に直列接続されている。   The ground fault enforcement circuit 20 is connected to the high voltage power supply system 40 via the first terminal 10. The ground fault enforcement circuit 20 includes a resistor 21 connected to the first terminal 10 and a switch 22 (SW in FIG. 1) connected to the resistor 21. The switch 22 is connected to the vehicle body 60 of the vehicle. That is, the resistor 21 and the switch 22 are connected in series between the first terminal 10 and the vehicle body 60.

このような構成によると、地絡施行回路２０は、スイッチ２２がＯＮすることにより、抵抗２１を介して高電圧電源系４０と車体６０とを電気的に接続して高電圧電源系４０に擬似絶縁抵抗低下を発生させる構成となっている。スイッチ２２のＯＮ／ＯＦＦは地絡検出部３０によって制御される。   According to such a configuration, the ground fault enforcement circuit 20 simulates the high voltage power supply system 40 by electrically connecting the high voltage power supply system 40 and the vehicle body 60 via the resistor 21 when the switch 22 is turned on. The insulation resistance is reduced. ON / OFF of the switch 22 is controlled by the ground fault detection unit 30.

地絡検出部３０は、高電圧電源系４０の地絡を検出するように構成されている。このような地絡検出部３０は、コンデンサ３１、抵抗３２、信号出力部３３、信号入力部３４、図示しないＡ／Ｄ変換器およびマイクロコンピュータ（以下、マイコンという）を備えている。   The ground fault detection unit 30 is configured to detect a ground fault of the high voltage power supply system 40. Such a ground fault detection unit 30 includes a capacitor 31, a resistor 32, a signal output unit 33, a signal input unit 34, an A / D converter (not shown) and a microcomputer (hereinafter referred to as a microcomputer).

コンデンサ３１は、高電圧電源系４０と地絡検出部３０とを絶縁する役割を果たす。コンデンサ３１の一方の電極が第２端子１１に接続され、他方の電極が抵抗３２に接続されている。   The capacitor 31 serves to insulate the high voltage power supply system 40 from the ground fault detection unit 30. One electrode of the capacitor 31 is connected to the second terminal 11, and the other electrode is connected to the resistor 32.

信号出力部３３は、矩形波の電圧信号を生成および出力する回路部である。抵抗３２とコンデンサ３１との接続点から信号入力部３４に繋がる配線が設けられており、信号出力部３３が出力した矩形波は抵抗３２を介して信号入力部３４に入力される。   The signal output unit 33 is a circuit unit that generates and outputs a rectangular wave voltage signal. A wiring that connects the connection point between the resistor 32 and the capacitor 31 to the signal input unit 34 is provided, and the rectangular wave output from the signal output unit 33 is input to the signal input unit 34 via the resistor 32.

図２は、信号出力部３３および信号入力部３４で取り扱う信号の波形を示したものである。信号出力部３３は図２（ａ）に示されるような矩形波を出力する。   FIG. 2 shows the waveforms of signals handled by the signal output unit 33 and the signal input unit 34. The signal output unit 33 outputs a rectangular wave as shown in FIG.

信号入力部３４は、抵抗３２とコンデンサ３１との間の接続点の電圧を検出信号として取得する回路部である。また、信号入力部３４は、取得した検出信号をＡ／Ｄ変換器に出力する。   The signal input unit 34 is a circuit unit that acquires a voltage at a connection point between the resistor 32 and the capacitor 31 as a detection signal. In addition, the signal input unit 34 outputs the acquired detection signal to the A / D converter.

図２（ｂ）〜図２（ｄ）は信号入力部３４が入力する信号を示している。図２（ｂ）に示されるように、地絡施行回路２０のスイッチ２２がＯＦＦの場合には信号出力部３３から出力された矩形波がそのまま信号入力部３４に入力される。地絡検出の際には、検出信号が示す電圧値と地絡判定閾値との比較により地絡が検出される。   2B to 2D show signals input by the signal input unit 34. FIG. As shown in FIG. 2B, when the switch 22 of the ground fault enforcement circuit 20 is OFF, the rectangular wave output from the signal output unit 33 is input to the signal input unit 34 as it is. When detecting a ground fault, a ground fault is detected by comparing the voltage value indicated by the detection signal with the ground fault determination threshold.

Ａ／Ｄ変換器は信号入力部３４で検出された検出信号をデジタル信号に変換してマイコンに入力する。マイコンは、Ａ／Ｄ変換器から入力した検出信号に基づいて地絡の有無を判定する制御回路である。   The A / D converter converts the detection signal detected by the signal input unit 34 into a digital signal and inputs it to the microcomputer. The microcomputer is a control circuit that determines the presence or absence of a ground fault based on the detection signal input from the A / D converter.

また、マイコンは、Ａ／Ｄ変換器から入力した検出信号に基づいて地絡検出の異常を判定する自己診断機能も備えている。この場合、マイコンは地絡施行回路２０のスイッチ２２をＯＮし、信号出力部３３から矩形波を出力させる。   The microcomputer also has a self-diagnosis function for determining an abnormality in ground fault detection based on a detection signal input from the A / D converter. In this case, the microcomputer turns on the switch 22 of the ground fault enforcement circuit 20 and outputs a rectangular wave from the signal output unit 33.

図２（ｃ）に示されるように、検出信号として取得された矩形波が地絡判定閾値を超えない場合、マイコンは装置が機能正常であると判定する。一方、図２（ｄ）に示されるように、検出信号として取得された矩形波が地絡判定閾値を超えた場合、マイコンは装置が機能異常（故障）であると判定する。   As shown in FIG. 2C, when the rectangular wave acquired as the detection signal does not exceed the ground fault determination threshold, the microcomputer determines that the device is functioning normally. On the other hand, as shown in FIG. 2D, when the rectangular wave acquired as the detection signal exceeds the ground fault determination threshold, the microcomputer determines that the device is malfunctioning (failure).

なお、マイコンは、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ等を備え、ＲＯＭ等に記憶されたプログラムに従って地絡検出や自己診断を行うように設定されている。   The microcomputer includes a CPU, ROM, EEPROM, RAM, and the like (not shown), and is set to perform ground fault detection and self-diagnosis according to a program stored in the ROM.

上記の地絡施行回路２０と地絡検出部３０は、それぞれ別々の第１配線５０および第２配線５１により高電圧電源系４０にそれぞれ接続されている。上述のように、第１配線５０および第２配線５１は高電圧電源系４０の電圧を検出するための電圧検出線と共通になっている。   The ground fault enforcement circuit 20 and the ground fault detection unit 30 are respectively connected to the high voltage power supply system 40 by separate first wiring 50 and second wiring 51. As described above, the first wiring 50 and the second wiring 51 are common to the voltage detection line for detecting the voltage of the high voltage power supply system 40.

さらに、第１端子１０に接続された第１配線５０は、高電圧電源系４０を構成する複数の電池の中間電位に接続されている。つまり、地絡施行回路２０は、複数の電池の中間電位に接続されている。   Further, the first wiring 50 connected to the first terminal 10 is connected to an intermediate potential of a plurality of batteries constituting the high voltage power supply system 40. That is, the ground fault enforcement circuit 20 is connected to the intermediate potential of the plurality of batteries.

ここで、「中間電位」とは、複数の意味を持っている。
（１）高電圧電源系４０が発生させる電圧の１／２の電圧を指す。例えば高電圧電源系４０が３００Ｖを発生させる場合は単純に１５０Ｖが中間電位となる。この場合は１５０Ｖとなる端子に第１配線５０が接続されている。なお、２分割したときの電池の数は同じでなくても良い。また、２分割した電圧値が絶対に半分の値になっている必要はなく、多少のずれがあっても良い。
（２）高電圧電源系４０を構成する複数の電池を高電圧側と低電圧側とで均等に２分割したときの分割位置が中間電位である。この場合は高電圧側と低電圧側とで電池の数が同じとなる。
（３）高電圧電源系４０を構成する複数の電池を高電圧側と低電圧側とで２分割したとき、複数の電池の数に応じて、高電圧側が低電圧側よりも電池の数が１個多い場合、高電圧側が低電圧側よりも電池の数が１個少ない場合、というように、電池の数が均等に２分割されないときも２分割と定義し、分割部分の電池の共通端子に第１配線５０が接続されることとなる。 Here, “intermediate potential” has a plurality of meanings.
(1) A voltage that is half the voltage generated by the high-voltage power supply system 40. For example, when the high voltage power supply system 40 generates 300 V, 150 V is simply an intermediate potential. In this case, the 1st wiring 50 is connected to the terminal used as 150V. Note that the number of batteries when divided into two does not have to be the same. Further, the voltage value divided into two does not necessarily have to be a half value, and there may be some deviation.
(2) The dividing position when the plurality of batteries constituting the high voltage power supply system 40 are equally divided into two on the high voltage side and the low voltage side is the intermediate potential. In this case, the number of batteries is the same on the high voltage side and the low voltage side.
(3) When a plurality of batteries constituting the high-voltage power supply system 40 are divided into two on the high-voltage side and the low-voltage side, the number of batteries on the high-voltage side is higher than that on the low-voltage side according to the number of batteries. When the number of batteries is one, when the number of batteries on the high voltage side is one less than that on the low voltage side, the number of batteries is not evenly divided into two. The first wiring 50 is connected to the first line.

このように、地絡施行回路２０を高電圧電源系４０の中間電位に接続することで、地絡施行回路２０を動作させたときの地絡施行時の高電圧コモン電位変動を少なくすることができる。   Thus, by connecting the ground fault enforcement circuit 20 to the intermediate potential of the high voltage power supply system 40, it is possible to reduce the high voltage common potential fluctuation at the time of ground fault enforcement when the ground fault enforcement circuit 20 is operated. it can.

以上が、本実施形態に係る地絡検出装置およびシステムの全体構成である。このような地絡検出装置では、地絡検出を行う場合、地絡施行回路２０のスイッチ２２をＯＦＦし、信号入力部３４から矩形波を出力する。そして、抵抗３２とコンデンサ３１との間の接続点の電圧を検出信号として信号入力部３４で取得し、検出信号が示す電圧値と地絡判定閾値とを比較して高電圧電源系４０の地絡検出を行う。   The above is the overall configuration of the ground fault detection device and system according to the present embodiment. In such a ground fault detection device, when performing ground fault detection, the switch 22 of the ground fault enforcement circuit 20 is turned OFF, and a rectangular wave is output from the signal input unit 34. The voltage at the connection point between the resistor 32 and the capacitor 31 is acquired as a detection signal by the signal input unit 34, and the voltage value indicated by the detection signal is compared with the ground fault determination threshold value to compare the ground voltage of the high-voltage power supply system 40. Performs fault detection.

また、地絡検出装置の故障を検出するための自己診断時には、地絡施行回路２０のスイッチ２２をＯＮして高電圧電源系４０に擬似絶縁抵抗低下を発生させる。このときに、信号入力部３４から矩形波を出力し、抵抗３２とコンデンサ３１との間の接続点の電圧を検出信号として信号入力部３４で取得する。そして、検出信号が示す電圧値と地絡判定閾値とを比較することにより、正常に地絡を検出しているか否かを判定する。   Further, at the time of self-diagnosis for detecting a failure of the ground fault detection device, the switch 22 of the ground fault enforcement circuit 20 is turned on to cause the pseudo-insulation resistance to decrease in the high voltage power supply system 40. At this time, a rectangular wave is output from the signal input unit 34, and the voltage at the connection point between the resistor 32 and the capacitor 31 is acquired by the signal input unit 34 as a detection signal. And it is determined whether the ground fault is detected normally by comparing the voltage value which a detection signal shows, and a ground fault determination threshold value.

以上説明したように、本実施形態では、地絡検出部３０と地絡施行回路２０とはそれぞれ電気的に異なる第１配線５０と第２配線５１との各経路によって高電圧電源系４０と接続されている。このため、地絡施行回路２０における故障や、地絡施行回路２０と高電圧電源系４０との間で第１配線５０の断線が生じたとしても地絡検出部３０によって故障検知を行うことができる。   As described above, in the present embodiment, the ground fault detection unit 30 and the ground fault enforcement circuit 20 are connected to the high voltage power supply system 40 through the respective paths of the first wiring 50 and the second wiring 51 that are electrically different from each other. Has been. For this reason, even if a fault in the ground fault enforcement circuit 20 or a disconnection of the first wiring 50 occurs between the ground fault enforcement circuit 20 and the high voltage power supply system 40, the fault detection unit 30 can detect the fault. it can.

また、高電圧電源系４０に対する接続については既存の電圧検出線である第１配線５０および第２配線５１を利用しているので、地絡施行回路２０と高電圧電源系４０とを接続するための新たな配線を用意する必要がないという利点がある。また、高電圧電源系４０を構成する個々の電池の電圧を検出するための電圧検出線であるので、「別々の配線５０、５１」として複数の電圧検出線に中から任意の配線を選択することができる。   Further, since the first wiring 50 and the second wiring 51 which are existing voltage detection lines are used for connection to the high voltage power supply system 40, the ground fault enforcement circuit 20 and the high voltage power supply system 40 are connected. There is an advantage that no new wiring is required. Further, since the voltage detection lines are for detecting the voltages of the individual batteries constituting the high-voltage power supply system 40, arbitrary wiring is selected from among the plurality of voltage detection lines as "separate wirings 50 and 51". be able to.

なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、地絡検出部３０が特許請求の範囲の「地絡検出手段」に対応する。   As for the correspondence between the description of the present embodiment and the description of the claims, the ground fault detection unit 30 corresponds to “ground fault detection means” of the claims.

（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について説明する。図３は、本実施形態に係る地絡検出装置を含んだ全体システム図である。この図に示されるように、地絡施行回路２０は、抵抗２１とスイッチ２２の他にコンデンサ２３を備えている。その他の構成は図１と同じである。 (Second Embodiment)
In the present embodiment, parts different from the first embodiment will be described. FIG. 3 is an overall system diagram including the ground fault detection apparatus according to the present embodiment. As shown in this figure, the ground fault enforcement circuit 20 includes a capacitor 23 in addition to a resistor 21 and a switch 22. Other configurations are the same as those in FIG.

コンデンサ２３は第１端子１０と抵抗２１とを接続している。このように、第１端子１０にコンデンサ２３を接続することにより、高電圧電源系４０と車体６０とを絶縁することができるので、直流的に絶縁された状態で地絡施行回路２０によって安全に地絡施行を行うことができる。また、自己診断によりコンデンサ２３のオープン故障を検知することもできる。   The capacitor 23 connects the first terminal 10 and the resistor 21. In this way, by connecting the capacitor 23 to the first terminal 10, the high voltage power supply system 40 and the vehicle body 60 can be insulated, so that the ground fault enforcement circuit 20 can safely operate in a galvanically insulated state. Ground fault enforcement can be performed. Further, an open failure of the capacitor 23 can be detected by self-diagnosis.

（第３実施形態）
本実施形態では、第１、第２実施形態と異なる部分について説明する。図４は、本実施形態に係る地絡検出装置を含んだ全体システム図である。この図に示されるように、本実施形態では、高電圧電源系４０に対して２つの地絡施行回路２０が設けられている。 (Third embodiment)
In the present embodiment, parts different from the first and second embodiments will be described. FIG. 4 is an overall system diagram including the ground fault detection apparatus according to the present embodiment. As shown in this figure, in the present embodiment, two ground fault enforcement circuits 20 are provided for the high voltage power supply system 40.

一方の地絡施行回路２０は上述のように第２端子１１に接続されている。そして、地絡検出装置は第３端子１２を備えており、他方の地絡施行回路２０はこの第３端子１２に接続されている。この第３端子１２は複数の電圧検出線のうちの一つである第３配線５２に接続されている。   One ground fault enforcement circuit 20 is connected to the second terminal 11 as described above. The ground fault detection device includes a third terminal 12, and the other ground fault enforcement circuit 20 is connected to the third terminal 12. The third terminal 12 is connected to a third wiring 52 that is one of a plurality of voltage detection lines.

そして、それぞれの地絡施行回路２０はそれぞれ別々の第２配線５１と第３配線５２で高電圧電源系４０に接続されている。このため、いずれか一方が故障したとしても、他方が正常であれば擬似地絡を発生させることができる。すなわち、故障診断の冗長性および信頼性を向上させることができる。   Each ground fault enforcement circuit 20 is connected to the high-voltage power supply system 40 by a separate second wiring 51 and third wiring 52. For this reason, even if either one fails, a pseudo ground fault can be generated if the other is normal. That is, the redundancy and reliability of failure diagnosis can be improved.

また、２つの地絡施行回路２０のうちの１つが高電圧電源系４０を構成する複数の電池の中間電位に接続されている。このように、地絡検出装置に複数の地絡施行回路２０が設けられている場合は、１つが中間電位に接続されていれば良い。   In addition, one of the two ground fault enforcement circuits 20 is connected to an intermediate potential of a plurality of batteries constituting the high voltage power supply system 40. Thus, when a plurality of ground fault enforcement circuits 20 are provided in the ground fault detection device, it is only necessary that one is connected to the intermediate potential.

（第４実施形態）
本実施形態では、第１〜第３実施形態と異なる部分について説明する。上記各実施形態では、地絡施行回路２０は地絡検出装置に設けられていたが、本実施形態に係る地絡施行回路２０は他の製品に備えられている。 (Fourth embodiment)
In the present embodiment, parts different from the first to third embodiments will be described. In each said embodiment, although the ground fault enforcement circuit 20 was provided in the ground fault detection apparatus, the ground fault enforcement circuit 20 which concerns on this embodiment is equipped with the other product.

図５は、本実施形態に係る地絡検出装置を含んだ全体システム図である。この図に示されるように、高電圧電源系４０にはリレー７０（図５の「ＳＭＲ」）を介してインバータやＤＣＤＣ回路等の他の製品８０が接続されている。   FIG. 5 is an overall system diagram including the ground fault detection apparatus according to the present embodiment. As shown in this figure, another product 80 such as an inverter or a DCDC circuit is connected to the high voltage power supply system 40 via a relay 70 (“SMR” in FIG. 5).

また、リレー７０にはヒューズ８１が接続され、このヒューズ８１と車体６０との間に地絡施行回路２０が接続されている。本実施形態では、地絡施行回路２０はコンデンサ２３を含んだ構成になっている。地絡施行回路２０はコンデンサ２３が含まれていない構成でも良い。   A fuse 81 is connected to the relay 70, and the ground fault enforcement circuit 20 is connected between the fuse 81 and the vehicle body 60. In the present embodiment, the ground fault enforcement circuit 20 includes a capacitor 23. The ground fault enforcement circuit 20 may have a configuration in which the capacitor 23 is not included.

このように、別の製品８０に地絡施行回路２０が設けられている構成では、地絡施行回路２０のスイッチ２２の制御は地絡検出部３０がＣＡＮ通信を介して行う。一方、スイッチ２２をＯＮするタイミングを予め決めておけば、地絡検出部３０が指令を行う必要はない。   Thus, in the configuration in which the ground fault enforcement circuit 20 is provided in another product 80, the ground fault detection unit 30 controls the switch 22 of the ground fault enforcement circuit 20 via CAN communication. On the other hand, if the timing for turning on the switch 22 is determined in advance, the ground fault detection unit 30 does not need to give a command.

そして、リレー７０は第４配線５３を介して高電圧電源系４０に接続されている。すなわち、地絡施行回路２０は、地絡検出部３０とは異なる配線によって高電圧電源系４０に接続されている。   The relay 70 is connected to the high voltage power supply system 40 via the fourth wiring 53. That is, the ground fault enforcement circuit 20 is connected to the high voltage power supply system 40 by a wire different from the ground fault detection unit 30.

なお、リレー７１は第４配線５３とは異なる第５配線５４を介して高電圧電源系４０に接続されている。   The relay 71 is connected to the high voltage power supply system 40 via a fifth wiring 54 different from the fourth wiring 53.

以上のように、地絡施行回路２０が他の製品８０に含まれている場合においても自己診断を行うことができる。具体的には、リレー７０のＯＦＦ指令時に地絡施行回路２０のスイッチ２２がＯＮすると地絡が検出されるので、リレー７０の溶着を検知できる。また、リレー７０のＯＮ指令時に地絡施行回路２０のスイッチ２２をＯＮさせても地絡が検出されない場合はヒューズ８１の溶断もしくは断線を検出することができる。   As described above, even when the ground fault enforcement circuit 20 is included in another product 80, self-diagnosis can be performed. Specifically, since the ground fault is detected when the switch 22 of the ground fault enforcement circuit 20 is turned on when the relay 70 is instructed to be turned off, the welding of the relay 70 can be detected. Further, when the ground fault is not detected even when the switch 22 of the ground fault enforcement circuit 20 is turned on at the time of the relay 70 ON command, it is possible to detect the fusing or disconnection of the fuse 81.

（他の実施形態）
上記各実施形態で示された構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、第３実施形態では２つの地絡施行回路２０が設けられている構成について示されているが、地絡施行回路２０は３つ以上設けられていても良い。もちろん、地絡施行回路２０にコンデンサ２３が設けられた構成も同様である。 (Other embodiments)
The configurations shown in the above embodiments are examples, and the present invention is not limited to the configurations described above, and other configurations that can realize the present invention may be employed. For example, although the third embodiment shows a configuration in which two ground fault enforcement circuits 20 are provided, three or more ground fault enforcement circuits 20 may be provided. Of course, the configuration in which the capacitor 23 is provided in the ground fault enforcement circuit 20 is the same.

２０ 地絡施行回路
２１ 抵抗
２２ スイッチ
２３ コンデンサ
３０ 地絡検出部（地絡検出手段）
４０ 高電圧電源系
５０ 第１配線
５１ 第２配線
５２ 第３配線
６０ 車体 20 Ground Fault Enforcement Circuit 21 Resistance 22 Switch 23 Capacitor 30 Ground Fault Detection Unit (Ground Fault Detection Means)
40 High Voltage Power Supply System 50 First Wiring 51 Second Wiring 52 Third Wiring 60 Car Body

Claims (7)

絶縁された状態で車両に搭載される高電圧電源系（４０）の地絡を検出する地絡検出手段（３０）と、
前記地絡検出手段（３０）の故障診断時に、前記高電圧電源系（４０）と前記車両の車体（６０）とを電気的に接続することにより擬似絶縁抵抗低下を発生させる地絡施行回路（２０）と、を有し、
前記地絡検出手段（３０）と前記地絡施行回路（２０）とは別々の配線（５０〜５３）により前記高電圧電源系（４０）にそれぞれ接続されていることを特徴とする地絡検出装置。 A ground fault detection means (30) for detecting a ground fault of the high voltage power supply system (40) mounted on the vehicle in an insulated state;
A ground fault enforcement circuit that generates a pseudo insulation resistance drop by electrically connecting the high voltage power supply system (40) and the vehicle body (60) of the vehicle at the time of failure diagnosis of the ground fault detection means (30). 20)
The ground fault detection means (30) and the ground fault enforcement circuit (20) are respectively connected to the high voltage power supply system (40) by separate wires (50 to 53). apparatus. 前記別々の配線（５０〜５３）は、前記高電圧電源系（４０）の電圧を検出するための配線と共通の配線であることを特徴とする請求項１に記載の地絡検出装置。   The ground fault detection device according to claim 1, wherein the separate wirings (50 to 53) are wirings common to wirings for detecting the voltage of the high-voltage power supply system (40). 前記地絡施行回路（２０）は、少なくともスイッチ（２２）と抵抗（２１）とを備えて構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の地絡検出装置。   The ground fault detection device according to claim 1 or 2, wherein the ground fault enforcement circuit (20) includes at least a switch (22) and a resistor (21). 前記地絡施行回路（２０）は、さらに、コンデンサ（２３）を備えて構成されていることを特徴とする請求項３に記載の地絡検出装置。   The ground fault detection device according to claim 3, wherein the ground fault enforcement circuit (20) further comprises a capacitor (23). 前記高電圧電源系（４０）は、複数の電池が直列接続されて構成されており、
前記地絡施行回路（２０）は、前記複数の電池の中間電位に接続されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の地絡検出装置。 The high-voltage power supply system (40) is configured by connecting a plurality of batteries in series,
The ground fault detection device according to any one of claims 1 to 4, wherein the ground fault enforcement circuit (20) is connected to an intermediate potential of the plurality of batteries. 前記地絡施行回路（２０）は、前記高電圧電源系（４０）に対して複数設けられており、それぞれの地絡施行回路（２０）がそれぞれ別々の配線（５０、５２）で接続されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の地絡検出装置。   A plurality of the ground fault enforcement circuits (20) are provided for the high voltage power supply system (40), and each ground fault enforcement circuit (20) is connected by a separate wiring (50, 52). The ground fault detection device according to claim 1, wherein the ground fault detection device is provided. 前記高電圧電源系（４０）は、複数の電池が直列接続されて構成されており、
前記複数の地絡施行回路（２０）のうちの１つが前記複数の電池の中間電位に接続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。 The high-voltage power supply system (40) is configured by connecting a plurality of batteries in series,
The ground fault detection device according to claim 6, wherein one of the plurality of ground fault enforcement circuits (20) is connected to an intermediate potential of the plurality of batteries.
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