JP2017083388A - 漏電検出装置および漏電検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低周波ノイズが発生している場合でも、漏電判定を行うことができる漏電検出装置および漏電検出方法を提供する。【解決手段】絶縁抵抗によって絶縁された高電圧回路へ検出抵抗およびカップリングコンデンサを介して検査信号を出力する信号出力部と、検出抵抗とカップリングコンデンサとの間の結節点における検査信号を調整し、抽出信号を出力する信号抽出部と、抽出信号の振幅に基づいて高電圧回路の漏電を検知する漏電判定部と、を有し、漏電判定部は、抽出信号の現在の周期における振幅の中央値と、抽出信号の過去の周期における振幅の中央値に基づいて設定される基準値との差分が所定の許容範囲内にある場合に現在の周期における振幅に基づいた漏電検出結果を出力し、差分が所定の許容範囲外にある場合に現在の周期における振幅に基づいた有効な漏電検出結果を出力しない。【選択図】図４

Description

本発明は、高電圧回路の漏電を検出する漏電検出装置および漏電検出方法に関する。

例えば電気自動車等の車両には、動力源として、蓄電池等の高電圧電源を含む高電圧回路が搭載される。このような高電圧回路は、車両利用者の安全のため、グランドに接地した車体や、車載機器駆動用の低電圧回路等とは絶縁されている。しかし、何らかの原因で高電圧電源とグランドあるいは低電圧回路との間で漏電が生じる場合がある。このような漏電は利用者の危険に繋がるため、漏電を検出する装置が普及している。

このような漏電検出装置では、例えば、カップリングコンデンサを介して交流信号を高電圧回路に印加し、交流信号の振幅変動量から漏電を検出している。しかしながら、ノイズ等に起因して交流信号の振幅変動量が変化することで、実際には漏電していないにもかかわらず、漏電検出装置が漏電していると誤検知してしまう場合がある。このような誤検知を回避する漏電検知装置が、例えば特許文献１に開示されている。

特開２００７−１０８０７４号公報

特許文献１には、検出抵抗とカップリングコンデンサとの間の接続点の電圧値の高位側のピーク値と低位側のピーク値との中央値を算出し、当該中央値と所定の基準値との差分が所定の上限値以上である場合に、漏電検知部は誤検知が発生したとの判定を行う漏電検知装置が開示されている。

しかしながら、特許文献１に開示された漏電検出装置では、誤検知か否かの判定を行う基準となる基準値が所定の固定値である。このため、特許文献１に開示された漏電検出装置では、例えば電圧値が当該基準値から所定の上限値以上離れた状態が複数の振幅周期に亘って連続した場合、その間、誤検知と判定し続け、漏電判定を行うことができない、という不利益がある。このような不利益は、例えば低周波ノイズが高電圧回路側に発生し、その影響で接続点の電圧値が変動した場合等に生じうる。しかしながら、低周波ノイズによる電圧値の変動は、漏電検出を妨げるほど大きな変動とはならない場合（振幅波形が崩れない場合）が多いため、低周波ノイズが発生した場合でも漏電検知を行うことが要望されている。

本発明は、このような不利益を解消するためになされたものであり、低周波ノイズが発生している場合でも、漏電判定を行うことができる漏電検出装置および漏電検出方法を提供することを目的とする。

本発明の漏電検出装置は、絶縁抵抗によって絶縁された高電圧回路へ検出抵抗およびカップリングコンデンサを介して検査信号を出力する信号出力部と、前記検出抵抗と前記カップリングコンデンサとの間の結節点における前記検査信号を調整し、抽出信号を出力する信号抽出部と、前記抽出信号の振幅に基づいて前記高電圧回路の漏電を検知する漏電判定部と、を有し、前記漏電判定部は、前記抽出信号の現在の周期における振幅の中央値と、前記抽出信号の過去の周期における振幅の中央値に基づいて設定される基準値との差分が所定の許容範囲内にある場合に前記現在の周期における振幅に基づいた漏電検出結果を出力し、前記差分が所定の許容範囲外にある場合に前記現在の周期における振幅に基づいた有効な漏電検出結果を出力しない。

本発明の漏電検出方法は、絶縁抵抗によって絶縁された高電圧回路へ検出抵抗およびカップリングコンデンサを介して検査信号を出力する検査信号出力ステップと、前記検出抵抗と前記カップリングコンデンサとの間の結節点における前記検査信号を調整し、抽出信号を出力する抽出信号出力ステップと、前記抽出信号の振幅に基づいて前記高電圧回路の漏電を検知する漏電検知ステップと、を有し、前記漏電検知ステップは、前記抽出信号の現在の周期における振幅の中央値と、前記抽出信号の過去の周期における振幅の中央値に基づいて設定される基準値との差分が所定の許容範囲内にあるか否かの判定を行う判定ステップと、前記差分が所定の許容範囲内にあると判定された場合に前記現在の周期における振幅に基づいた漏電検出結果を出力し、前記差分が所定の許容範囲外にあると判定された場合に前記現在の周期における振幅に基づいた有効な漏電検出結果を出力しない判定結果出力ステップと、を有する。

本発明によれば、低周波ノイズが発生している場合でも、漏電判定を行うことができる。

本発明の実施の形態の漏電検出装置の構成の一例を示すブロック図 漏電の影響がなく、高電圧回路がすべて正常に作動している場合の抽出信号の波形の一例を示す図 漏電が発生した場合の抽出信号の波形の一例を示す図 低周波ノイズが発生した場合の抽出信号の波形の一例を示す図 高周波ノイズが発生した場合の抽出信号の波形の一例を示す図 漏電検出装置の動作例について説明するためのフローチャート 低周波ノイズがない場合の、ある周期における中央値Ｖ_ｃの算出方法について説明するための図 低周波ノイズの影響で、本来の振幅よりも抽出信号の振幅が小さく算出される場合を説明するための図 低周波ノイズの影響で、本来の振幅よりも抽出信号の振幅が大きく算出される場合を説明するための図 漏電判定周期の開始が抽出信号の増加タイミングである場合を示す図 漏電判定周期の開始が抽出信号の減少タイミングである場合を示す図 ノイズ検出用しきい値Ｖ_ｔｈｎの設定方法について説明するための図

以下、本発明の各実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

＜構成説明＞
図１は、本発明の実施の形態に係る漏電検出装置１０の構成の一例を示す構成図である。

本発明の実施の形態に係る漏電検出装置１０は、例えば車両に搭載され、高電圧回路１００の漏電を検出する装置である。高電圧回路１００は、高電圧を供給する電池１１０と、高電圧により駆動する負荷（例えば電気自動車の駆動用モータなど）１２０とを備えている。高電圧回路１００は、絶縁抵抗１１１を介してアースと分離されている。高電圧回路１００では、低周波ノイズおよび高周波ノイズが発生することが予め想定される。

漏電検出装置１０は、カップリングコンデンサＣ０、信号出力部１１、検出抵抗Ｒ０、信号抽出部１２、ノイズ判定部１３、および、漏電判定部１４を備えている。

カップリングコンデンサＣ０は、漏電検出装置１０と高電圧回路１００とを交流的に接続し、漏電検出装置１０と高電圧回路１００とを直流的に絶縁する。カップリングコンデンサＣ０の一端は、高電圧回路１００（例えば電池１１０の負極）に接続される。

信号出力部１１は、交流の検査信号を出力する。信号出力部１１には、漏電判定部１４の電源電圧の中間の電圧であるオフセット電圧が供給される。信号出力部１１は、オフセット電圧を中心に電圧が変化する交流電圧（例えば、正弦波）を、検査信号として出力する。信号出力部１１は、検出抵抗Ｒ０を通して、カップリングコンデンサＣ０の他端に、検査信号を出力する。

検出抵抗Ｒ０は、カップリングコンデンサＣ０を介して高電圧回路１００へ電流が流れたときに、検査信号に電圧降下を生じさせるための抵抗である。

信号抽出部１２は、検出抵抗Ｒ０とカップリングコンデンサＣ０との間の結節点ｎ１に出力される検査信号を調整し、抽出信号を出力する。信号抽出部１２は、例えば、ローパスフィルタ・ハイパスフィルタ・増幅回路（何れも不図示）等で構成される。信号抽出部１２は、結節点ｎ１に出力される検査信号からローパスフィルタ・ハイパスフィルタにより高周波ノイズ・低周波ノイズを除去し、増幅回路によりノイズ判定部１３で判定可能な信号（抽出信号）へ調整する。なお、信号抽出部１２のフィルタの構成（種類・数）は適宜選択しても良く、さらに、フィルタを有することなく、増幅回路のみを有する構成であってもよい。

信号抽出部１２が、このようにローパスフィルタ・ハイパスフィルタ等のフィルタを使用して高周波および低周波ノイズを除去しようとしても、全ての高周波ノイズ・低周波ノイズを除去することは困難であり、抽出信号にはノイズが重畳され得る。

ノイズ判定部１３は、ノイズが発生しているか否かの判定を行う。例えば高電圧回路１００にノイズが発生している場合、ノイズに影響により抽出信号の電圧値が変動する。ノイズ判定部１３は、この抽出信号の電圧変動に基づいてノイズ発生の有無を判定する。ノイズ判定部１３によるノイズの発生を判定する方法の詳細については後述する。

漏電判定部１４は、ノイズ判定部１３により、ノイズが発生していると判定されなかった場合に、信号抽出部１２の調整した抽出信号に基づいて、漏電が発生しているか否かの判定を行う。この判定を、以下では漏電判定と称する。漏電判定は、具体的には、漏電判定部１４を構成するマイクロコンピュータ等が、抽出信号をＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換し、抽出信号の電圧値と所定のしきい値との比較等により行う。そして、漏電判定部１４は、判定結果を外部、例えば漏電検出装置１０が搭載された車両の制御システム（図示せず）等に出力する。すなわち、漏電判定部１４は、漏電が発生したと判定したか否かを漏電検出結果として出力する。漏電判定部１４が漏電が発生したとの漏電検出結果を出力した場合には、図１に図示しない車両の制御システムが、高電圧回路１００と車体等とを電気的に遮断することで、車体に接した人等が感電する事態を防止することができる。

＜動作説明＞
以下、漏電検出装置１０の動作について説明する。信号出力部１１が所定周期の交流信号である検査信号を出力すると、検出抵抗Ｒ０によって電圧降下が生じた検査信号を、信号抽出部１２が調整し、抽出信号としてノイズ判定部１３および漏電判定部１４に出力する。ノイズ判定部１３は抽出信号に基づいてノイズが発生しているか否かの判定を行う。また、漏電判定部１４は、抽出信号の電圧変動量に基づいて、漏電の有無の判定を行う。

図２に、抽出信号の波形の例を示す。図２Ａは、漏電およびノイズの影響がなく、高電圧回路がすべて正常に作動している場合の抽出信号の波形の一例を示す図である。図２Ａに示すように、漏電が発生していない場合、抽出信号の波形は正弦波であり、その振幅は一定となる。

図２Ｂは、漏電が発生した場合の抽出信号の波形の一例を示す図である。図２Ｂにおいて、時刻ｔ１までと時刻ｔ１以降とで振幅が異なっており、時刻ｔ１以降の方が振幅が小さい。これは、漏電の影響によって抽出信号の電圧値が減衰しているからである。

図２Ｂに示すように、漏電が発生している場合、抽出信号の波形は、発生していない場合と比較して減衰する。漏電判定部１４は、このような性質に基づいて、抽出信号の振幅の変動量が所定のしきい値以上に大きくなった場合に、漏電が発生したと判定する。

次に、回路にノイズが発生した場合の漏電検出装置１０の挙動について説明する。図３に、ノイズが発生した場合の抽出信号の波形の一例を示す。図３Ａは、低周波ノイズが発生した場合の抽出信号の波形の一例を示す図である。図３において、「×」は抽出信号の振幅の中央値を示しており、図３Ａに示すように、低周波ノイズによって、抽出信号の振幅の中央値は時間の経過とともに上下している。

しかしながら、低周波ノイズによる抽出信号の電圧値の変動量は小さく（ノイズによって抽出信号の振幅の波形は崩れず）、漏電判定部１４による漏電の判定を妨げない場合が多い。このような低周波ノイズが発生した場合、抽出信号の振幅の中央値は緩やかに変動する。このため、本実施の形態において、ノイズ判定部１３は、低周波ノイズによる電圧値の変動を許容するため、抽出信号の振幅の中央値の変動量が所定の許容範囲内であれば、ノイズが発生していないと判定する。この所定の許容範囲を、本実施の形態ではノイズ許容範囲と称する。なお、低周波ノイズとは、抽出信号と比較して低周波であるノイズを意味している。

より詳細には、ノイズ判定部１３は、抽出信号の周期毎に、低周波ノイズによる電圧値の変動を許容するためのノイズ許容範囲を設定し、ある周期における抽出信号の振幅の中央値がノイズ許容範囲内である場合にはノイズが発生していないと判定する。すなわち、ノイズが全く発生していない場合、および、波形が崩れない程度の低周波ノイズが発生している場合には、抽出信号の振幅の中央値がノイズ許容範囲内となるので、ノイズ判定部１３は、ノイズが発生していないと判定する。この場合、漏電判定部１４は、抽出信号に基づいて漏電の判定を行う。一方、ノイズ判定部１３は、当該周期における抽出信号の振幅の中央値がノイズ許容範囲外である場合には、ノイズが発生したと判定する。この場合、漏電判定部１４は、ノイズの影響による漏電の誤判定を防止するため、漏電判定を行わない。

図３Ｂは、高周波ノイズが発生した場合の抽出信号の波形の一例を示す図である。図３Ｂに示すピークＰｎは、高周波ノイズにより電圧値が変動したピークである。このように短時間で急峻な電圧値の変動量を伴う（抽出信号の振幅の波形が崩れる）ノイズが発生した場合、漏電判定部１４は、実際には漏電が発生していないのに、漏電が発生したと誤判定してしまう可能性がある。このような高周波ノイズが発生した場合、抽出信号の振幅の中央値が大きく変動し、図３Ｂに示すように、その周期の抽出信号の振幅の中央値がノイズ許容範囲外に存在する。このため、このような電圧値の変動を検出した場合、ノイズ判定部１３は、ノイズが発生したと判定し、漏電判定部１４は、ノイズ判定部１３の判定に基づいて漏電判定を行わない。なお、高周波ノイズとは、検査信号と比較して高周波であるノイズを意味している。ノイズ許容範囲は、ノイズ判定部１３により抽出信号の一周期毎に設定される。

次に、漏電検出装置１０の動作例について説明する。図４は、漏電検出装置１０の動作例について説明するためのフローチャートである。

ステップＳ１において、ノイズ判定部１３は、抽出信号の一周期毎に、ノイズが発生しているか否かの判定を行う。この判定は、ある周期における抽出信号の振幅の中央値の変動量が、図３に示すノイズ許容範囲内にあるか否かを判定することにより行う。より具体的には、ある周期における抽出信号の振幅の中央値をＶ_ｃ、ノイズ検出用基準値をＶ_{ｃ＿ｓｔｄ}、ノイズ検出用しきい値をＶ_ｔｈｎとしたとき、ノイズ判定部１３は、以下の数式（１）が満たされる場合には抽出信号の電圧値の変動量がノイズ許容範囲内であるとし、ノイズが発生していないと判定する。そして、ノイズ判定部１３は、数式（１）が満たされない場合には、抽出信号の振幅の中央値の変動量がノイズ許容範囲外であるとし、ノイズが発生したと判定する。これらのパラメータの設定方法については、後に詳しく説明する。

換言すれば、数式（１）は、抽出信号の振幅の中央値Ｖ_ｃがノイズ検出範囲Ｖ_{ｃ＿ｓｔｄ}±Ｖ_ｔｈｎ内にあるか否かを判定するための式である。

図４に示すように、ステップＳ１において、ノイズ判定部１３がノイズは発生していないと判定した場合、フローはステップＳ２に進む。一方、ステップＳ１において、ノイズ判定部１３がノイズが発生したと判定した場合、フローはステップＳ６に進む。

なお、上述したように、ステップＳ１におけるノイズ判定では、例えば図３Ａに例示したような低周波ノイズが発生していたとしても、ノイズが発生していると判定しない。そして、図３Ｂに例示するような短時間で急峻な波形の変化をもたらすノイズが発生していた場合に、ノイズが発生していると判定する。詳しくは後述するが、上記数式（１）のノイズ検出用しきい値Ｖ_ｔｈｎは、図３Ａに例示するような低周波ノイズに起因する波形の変化よりも大きくなるように設定される。このため、ステップＳ１においては、低周波ノイズが発生している場合には、その低周波ノイズによる電圧値の変動がしきい値Ｖ_ｔｈｎよりも小さくなるので、ノイズ判定部１３はノイズが発生していないと判定する。

ステップＳ１においてノイズが発生していないと判定された場合、ステップＳ２において、漏電判定部１４は、回路に漏電が発生しているか否かの判定を行う。漏電判定部１４による漏電の判定は、現在の周期における抽出信号の振幅が、図２Ｂに示すように、漏電が発生していない場合と比較して減衰しているか否かを検知することによって行う。具体的には、漏電判定部１４は、予め漏電（およびノイズ）が発生していない状態で高電圧回路１００および漏電検出装置１０を動作させ、抽出信号の振幅を予め取得してその値を保持しておき、漏電判定の際には、現在の周期における振幅を、予め取得した値と比較し、現在の周期の抽出信号の振幅と、漏電が発生していない場合の振幅との差が、漏電検出用しきい値Ｖ_ｔｈｌ以上である場合に、漏電が発生していると判定する。ここで、漏電判定の判定基準となる、漏電検出用しきい値Ｖ_ｔｈｌは、例えば高電圧回路１００において実験的に漏電を発生させた場合の抽出信号の電圧値等に基づいて、予め決定されればよい。

ステップＳ２において、漏電判定部１４が漏電が発生していると判定した場合、フローはステップＳ３に進む。一方、ステップＳ２において、漏電判定部１４が漏電が発生していないと判定した場合、フローはステップＳ４に進む。

ステップＳ３において、漏電判定部１４は、漏電が発生しているとの判定結果を出力する。一方、ステップＳ４において、漏電判定部１４は漏電が発生していないとの判定結果を出力する。

ステップＳ５において、ノイズ判定部１３は、ステップＳ３あるいはＳ４において判定結果を出力した後、現在の周期の振幅値等に基づいて、次の周期におけるノイズ検出用基準値Ｖ_{ｃ＿ｓｔｄ}を設定する。ノイズ検出用基準値Ｖ_{ｃ＿ｓｔｄ}の設定方法の詳細については後述する。

ステップＳ１において、ノイズが発生していると判定された場合、ステップＳ６において、漏電判定部１４は、現在の周期における漏電の判定を行わず、前回の周期における漏電判定の結果を例えば車両の制御システム等に出力する。これにより、ノイズの影響で漏電判定を行うことができない場合でも、直近の漏電判定結果という、ある程度の信頼性がある漏電判定結果を出力することができる。そして、ステップＳ７において、現在の周期における処理を終え、次の周期に進む。

以上、漏電検出装置１０の動作例について説明した。次に、図４に示すステップＳ１における各パラメータの設定方法について説明する。

まず、低周波ノイズがない場合の抽出信号の振幅の中央値Ｖ_ｃの算出方法の一例を図５に示す。図５Ａは、低周波ノイズがない場合の、ある周期における中央値Ｖ_ｃの算出方法について説明するための図である。上述したように、ノイズ判定部１３の動作は、図４に示すように抽出信号の１周期（漏電判定周期）毎に行われており、その周期における抽出信号の電圧値の最大値Ｖ_ｍａｘと最小値Ｖ_ｍｉｎとの中央値が現在の周期の中央値Ｖ_ｃである。具体的には、中央値Ｖ_ｃは以下の数式（２）を用いて算出される。

低周波ノイズが発生している場合、図５Ｂあるいは図５Ｃに示すように、抽出信号の波形は低周波ノイズの影響により変動する。図５Ｂは、低周波ノイズの影響で、本来の振幅よりも抽出信号の振幅が小さく算出される場合を説明するための図である。また、図５Ｃは、低周波ノイズの影響で、本来の振幅よりも抽出信号の振幅が大きく算出される場合を説明するための図である。

このように低周波ノイズの影響で抽出信号の波形が変動している場合、その抽出信号の振幅は本来の値とは異なる値となる。従って、低周波ノイズが発生している場合は、その影響を考慮した振幅に基づいた振幅中央値を算出する必要がある。

図６Ａおよび図６Ｂは、低周波ノイズの影響で抽出信号の波形が変動している場合の振幅中央値の算出方法を説明するための図である。図６Ａは、漏電判定周期の開始が抽出信号の増加タイミングである場合を示している。また、図６Ｂは、漏電判定周期の開始が抽出信号の減少タイミングである場合を示している。

図６Ａおよび図６Ｂにおいて、Ｖ_{ｍａｘ＿ｔ０}は、漏電判定周期ｔ０における最大値である。Ｖ_{ｍａｘ＿ｔ１}は、漏電判定周期ｔ１における最大値である。また、Ｖ_{ｍｉｎ＿ｔ０}は、漏電判定周期ｔ０における最小値である。Ｖ_{ｍｉｎ＿ｔ１}は、漏電判定周期ｔ１における最小値である。また、Ｖ_ｍｉｎはＶ_{ｍｉｎ＿ｔ０}とＶ_{ｍｉｎ＿ｔ１}との中央値である。すなわち、Ｖ_ｍｉｎは以下の数式（３）を用いて算出される。

図６Ａに示す場合、すなわち漏電判定周期の開始が抽出信号の増加タイミングである場合には、中央値Ｖ_ｃは、以下の数式（４）を用いて算出される。

一方、図６Ｂに示す場合、すなわち漏電判定周期の開始が抽出信号の減少タイミングである場合には、中央値Ｖ_ｃは、以下の数式（５）を用いて算出される。

なお、上記Ｖ_ｍａｘ、Ｖ_ｍｉｎ、Ｖ_{ｍａｘ＿ｔ０}、Ｖ_{ｍａｘ＿ｔ１}、Ｖ_{ｍｉｎ＿ｔ０}、Ｖ_{ｍｉｎ＿ｔ１}の各パラメータは、例えば実測値を使用すればよい。

次に、ノイズ検出用基準値Ｖ_{ｃ＿ｓｔｄ}の設定方法について説明する。ノイズ検出用基準値Ｖ_{ｃ＿ｓｔｄ}は、高電圧回路１００においてノイズ（あるいは漏電）が発生していない場合の抽出信号の振幅の中央値である。ノイズ検出用基準値Ｖ_{ｃ＿ｓｔｄ}の具体的な算出方法としては、例えば以下のような方法がある。

第１の方法として、例えばｎ周期目においてノイズが発生したと判定されなかった場合に、次周期ｎ＋１周期目のノイズ検出用基準値Ｖ_{ｃ＿ｓｔｄ}を、現在の周期であるｎ周期目の中央値Ｖ_ｃに設定する方法がある。あるいは、第２の方法として、例えば過去数周期分における抽出信号の振幅の中央値を観測し、そのすべての周期においてノイズが発生していないと判定された場合に、当該数周期分の移動平均値を次周期におけるノイズ検出用基準値Ｖ_{ｃ＿ｓｔｄ}に設定する方法を採用してもよい。

このように、ノイズ検出用基準値Ｖ_{ｃ＿ｓｔｄ}は、抽出信号の周期毎に変更される。なお、ノイズ検出用基準値Ｖ_{ｃ＿ｓｔｄ}の初期値は、例えば、高電圧回路１００の設計上、ノイズ（あるいは漏電）が発生していない場合の理想的な抽出信号の振幅の中央値を算出し、その値を初期値として採用すればよい。あるいは、高電圧回路１００を構成する各部品（図示せず）によるばらつきを考慮して、高電圧回路１００および漏電検出装置１０の出荷時に、ノイズおよび漏電のない準理想的な環境で測定した抽出信号の実測値から取得した中央値をノイズ検出用基準値Ｖ_{ｃ＿ｓｔｄ}の初期値として設定してもよい。

さらに、ノイズ検出用しきい値Ｖ_ｔｈｎの設定方法について説明する。図７は、ノイズ検出用しきい値Ｖ_ｔｈｎの設定方法について説明するための図である。図７において、点線の正弦曲線は低周波ノイズの波形を、実線の曲線は抽出信号の波形を、それぞれ示している。

図７に示すように、抽出信号の波形は、低周波ノイズの影響により変動している。ノイズ検出用しきい値Ｖ_ｔｈｎは、電圧測定範囲を超えない範囲の最大の低周波ノイズによる抽出信号への影響を許容できるように設定される。具体的には、図７において、抽出信号の振幅をＶ_ａｍｐ、電圧測定範囲をＶ_{ｒａｎｇｅ}、抽出信号の周期をｔ、低周波ノイズの周期をＴとすると、低周波ノイズの振幅は（Ｖ_{ｒａｎｇｅ}−Ｖ_ａｍｐ）であることから、抽出信号１周期分で許容できる振幅変動量であるノイズ検出用しきい値Ｖ_ｔｈｎは、以下の数式（６）のように算出される。

なお、以上説明したノイズ検出用しきい値Ｖ_ｔｈｎの設定方法は一例であり、本発明はこれに限定されない。一般に、ノイズ検出用しきい値Ｖ_ｔｈｎは、低周波ノイズによる抽出信号の変動をある程度許容するような値に設定されればよい。

以上説明したように、本発明の実施の形態に係る漏電検出装置は、絶縁抵抗によって絶縁された高電圧回路へ検出抵抗およびカップリングコンデンサを介して検査信号を出力する信号出力部と、検出抵抗とカップリングコンデンサとの間の結節点における検査信号を調整し、抽出信号を出力する信号抽出部と、抽出信号の振幅に基づいて高電圧回路の漏電を検知する漏電判定部と、を有し、漏電判定部は、抽出信号の現在の周期における振幅の中央値と、抽出信号の過去の周期における振幅の中央値に基づいて設定される基準値との差分が所定の許容範囲内にある場合に現在の周期における振幅に基づいた漏電判定結果を出力し、差分が所定の許容範囲外にある場合に現在の周期における振幅に基づいた有効な漏電判定結果を出力しない。

このような構成により、抽出信号の振幅の中央値との差分を算出するための基準値を固定値ではなく、抽出信号の過去の周期における振幅の中央値としている。このため、周期が短く波形の変動量が大きいノイズ（例えば、高周波ノイズ）が発生した場合には、差分が所定の許容範囲（ノイズ許容範囲）外となる。一方、周期が長く波形の変動量が短いノイズ（例えば、低周波ノイズ）が発生した場合には、差分が所定の許容範囲内となる。このため、低周波ノイズが発生した場合でも、ノイズ判定部１３はノイズが発生したと判定せず、漏電判定部１４が漏電判定を行うことができるようになる。

さらに、漏電判定部は、ノイズ判定部がノイズが発生したと判定した場合に、現在の周期における漏電判定の結果として、前回の周期における漏電判定の結果を維持する。このため、例えば高周波ノイズが発生した場合等に漏電判定が行われなかった場合も、的確な漏電判定結果を得ることができる。

なお、ノイズ判定部がノイズが発生したと判定した場合（抽出信号の現在の周期における振幅の中央値と、抽出信号の過去の周期における振幅の中央値に基づいて設定される基準値との差分が所定の許容範囲内にない場合）、漏電判定部は、現在の周期における漏電の判定を行わないと説明を行ったが、これに限らず、現在の周期における漏電の判定を行っても良い。

この場合、現在の周期における漏電判定結果は誤判定の可能性があるため、現在の周期における漏電判定結果を出力しない（例えば、漏電判定結果そのものを出力しない、あるいは、前回の周期における漏電検出の結果を出力する）、あるいは、現在の周期における漏電判定結果を出力する場合であれば、フラグ等により漏電判定結果が有効でない（誤検知の可能性がある）旨も合わせて出力することが好ましい。

すなわち、ノイズ判定部がノイズが発生したと判定した場合（抽出信号の現在の周期における振幅の中央値と、抽出信号の過去の周期における振幅の中央値に基づいて設定される基準値との差分が所定の許容範囲内にない場合）、漏電判定部は、前記現在の周期における振幅に基づいた有効な漏電検出結果を出力しない。

本発明は、例えば車両に搭載される高電圧回路の漏電を検出する漏電検出装置に適用することができる。

１０ 漏電検出装置
１１ 信号出力部
１２ 信号抽出部
１３ ノイズ判定部
１４ 漏電判定部
１００ 高電圧回路
１１０ 電池
１１１ 絶縁抵抗
Ｃ０ カップリングコンデンサ

Claims (8)

1. 絶縁抵抗によって絶縁された高電圧回路へ検出抵抗およびカップリングコンデンサを介して検査信号を出力する信号出力部と、
   前記検出抵抗と前記カップリングコンデンサとの間の結節点における前記検査信号を調整し、抽出信号を出力する信号抽出部と、
   前記抽出信号の振幅に基づいて前記高電圧回路の漏電を検知する漏電判定部と、
   を有し、
   前記漏電判定部は、
   前記抽出信号の現在の周期における振幅の中央値と、前記抽出信号の過去の周期における振幅の中央値に基づいて設定される基準値との差分が所定の許容範囲内にある場合に前記現在の周期における振幅に基づいた漏電検出結果を出力し、
   前記差分が所定の許容範囲外にある場合に前記現在の周期における振幅に基づいた有効な漏電検出結果を出力しない、
   漏電検出装置。
2. 前記差分が所定の許容範囲内にある場合にノイズが発生していないと判定し、前記差分が前記許容範囲外である場合にノイズが発生したと判定するノイズ判定部をさらに有する、
   請求項１に記載の漏電検出装置。
3. 前記許容範囲は、低周波ノイズによる抽出信号の波形変動を許容する範囲である、
   請求項１または２に記載の漏電検出装置。
4. 前記漏電判定部は、前記差分が前記許容範囲外である場合に、現在の周期における漏電検出結果として、前回の周期における漏電検出結果を維持する、
   請求項１または２に記載の漏電検出装置。
5. 前記差分が前記許容範囲内である場合に、次周期における基準値は、現在の周期における抽出信号の振幅の中央値である、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の漏電検出装置。
6. 前記差分が前記許容範囲内である場合に、次周期における基準値は、現在の周期より過去の所定数の周期における抽出信号の振幅の中央値の移動平均値である、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の漏電検出装置。
7. 前記差分が前記許容範囲外である場合に、次周期における基準値は、現在の周期と同一の前記基準値である、
   請求項１から６のいずれか一項に記載の漏電検出装置。
8. 絶縁抵抗によって絶縁された高電圧回路へ検出抵抗およびカップリングコンデンサを介して検査信号を出力する検査信号出力ステップと、
   前記検出抵抗と前記カップリングコンデンサとの間の結節点における前記検査信号を調整し、抽出信号を出力する抽出信号出力ステップと、
   前記抽出信号の振幅に基づいて前記高電圧回路の漏電を検知する漏電検知ステップと、
   を有し、
   前記漏電検知ステップは、
   前記抽出信号の現在の周期における振幅の中央値と、前記抽出信号の過去の周期における振幅の中央値に基づいて設定される基準値との差分が所定の許容範囲内にあるか否かの判定を行う判定ステップと、
   前記差分が所定の許容範囲内にあると判定された場合に前記現在の周期における振幅に基づいた漏電検出結果を出力し、前記差分が所定の許容範囲外にあると判定された場合に前記現在の周期における振幅に基づいた有効な漏電検出結果を出力しない判定結果出力ステップと、
   を有する、漏電検出方法。
   

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