JP4003137B2

JP4003137B2 - 地絡検出装置

Info

Publication number: JP4003137B2
Application number: JP2004044577A
Authority: JP
Inventors: 工清水; 弘幸矢野
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-02-20
Filing date: 2004-02-20
Publication date: 2007-11-07
Anticipated expiration: 2024-02-20
Also published as: JP2005233822A

Description

本発明は、車体に対して絶縁される直流高電圧電源の地絡検出装置に関する。

電気自動車に搭載されるモータ駆動装置は高電圧のバッテリを使用している。そのため、安全性の観点から、そのバッテリとその高電圧が印加されるインバータ回路及びモータ巻線は一般に車体に対して絶縁されている。さらに、それらが車体と電気的に接触する状態、いわゆる地絡を検出するための地絡検出装置が設けられている。

この地絡検出装置として、例えば、車体に対して絶縁された高電圧のバッテリ群と、発振回路と、検出部とを備えた地絡検出回路が特開平８−７０５０３号公報に開示されている。この地絡検出回路の発振回路は、一定周波数の矩形波を発生する発振器と、インピーダンス変換器と、インピーダンス変換器の後段に接続され矩形波パルスを検出する検出抵抗とから構成されている。発振回路の出力は、検出部に接続されるとともにカップリングコンデンサを介してバッテリ群のプラス母線に接続される。そのため、発振回路と検出部とは高電圧のバッテリ群と直流的に絶縁される。例えば、バッテリ群のマイナス母線と車体との間で地絡が発生した場合、発振回路から出力される矩形波パルスは、検出抵抗と地絡抵抗とで分圧されるため検出抵抗の出力端における波高値が低下する。この矩形波パルスの波高値の変化を検出部で判定基準と比較することにより、地絡検出回路は地絡を検出することができる。また、発振回路や検出部は、高電圧のバッテリ群と直流的に絶縁されているため、車体に対して接地された低電圧のバッテリで作動する回路でそれらの信号を処理することが可能となり、回路構成を簡素化することができる。
特開平８−７０５０３号公報

しかし、このような地絡検出回路において、検出抵抗からカップリングコンデンサを経てバッテリ群に至る経路で断線が発生すると、たとえバッテリ群のマイナス母線と車体との間で地絡が発生していても検出抵抗の出力端における矩形波パルスの波高値は全く変化しない。そのため、地絡を検出することができない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、直流電源又はそれに接続される負荷の少なくともいずれかで発生する地絡を検出する地絡検出装置において、カップリングコンデンサを含む地絡検出手段から直流電源に至る経路における断線を確実に検出できる地絡検出装置を提供することを目的とする。

そこで、本発明者は、この課題を解決すべく鋭意研究し試行錯誤を重ねた結果、断続手段が直流電源を負荷に接続したときの地絡検出手段とカップリングコンデンサとの接続点の電圧の大きさから、カップリングコンデンサを含む地絡検出手段から直流電源に至るの経路における断線を判定できることを思いつき、本発明を完成するに至った。

すなわち、請求項１に記載の地絡検出装置は、車体に対して絶縁される直流電源と、前記車体に対して絶縁されるとともに前記直流電源から電力を供給されることにより作動する負荷と、前記直流電源と前記負荷とを接続又は遮断する断続手段と、前記車体に接地されるとともに前記断続手段が前記直流電源を前記負荷に接続した後に前記直流電源又は前記負荷の少なくともいずれかの地絡を検出する地絡検出手段と、前記地絡検出手段と前記直流電源とを接続するカップリングコンデンサとを備えた地絡検出装置において、さらに、前記断続手段が前記直流電源を前記負荷に接続した後に前記地絡検出手段と前記カップリングコンデンサとの接続点の電圧の大きさを所定の断線判定値と比較することにより前記カップリングコンデンサを含む前記地絡検出手段から前記直流電源に至る経路における断線を検出する断線検出手段を有することを特徴とする。

請求項２に記載の地絡検出装置は、請求項１に記載の地絡検出装置において、さらに、前記地絡検出手段は、前記接続点に接続されるとともに前記断続手段が前記直流電源を前記負荷に接続した後に前記接続点の電圧の大きさを所定の第１地絡判定値と比較することにより、前記断続手段が前記直流電源を前記負荷に接続する前に発生した前記地絡を検出する第１地絡判定手段を有することを特徴とする。

請求項３に記載の地絡検出装置は、請求項１又は２に記載の地絡検出装置において、さらに、前記地絡検出手段は、交流信号を発生する交流信号発生手段と、一端が前記交流信号発生手段に接続されるとともに他端が前記カップリングコンデンサに接続される地絡検出抵抗と、前記接続点に接続されるとともに前記断続手段が前記直流電源を前記負荷に接続してから所定の時間経過後に前記接続点の電圧の大きさを所定の第２地絡判定値と比較することにより前記地絡を判定する第２地絡判定手段とを有することを特徴とする。

なお、本明細書でいう第１及び第２地絡判定値、第１及び第２地絡判定手段とは、それぞれの地絡判定値及び地絡判定手段を区別するために便宜的に導入したものである。

請求項１に記載の地絡検出装置によれば、断続手段が直流電源を負荷に接続した後に、
断線検出手段で地絡検出手段とカップリングコンデンサとの接続点の電圧の大きさを所定の断線判定値と比較することができる。ここで、断続手段が直流電源を負荷に接続すると、直流電源の出力電圧は出力端と車体との間の絶縁抵抗により分圧されるため、直流電源の出力端の電圧は大きく変化する。これにより、カップリングコンデンサを含む地絡検出手段から直流電源に至る経路において断線が発生していない場合、地絡検出手段とカップリングコンデンサとの接続点の電圧も大きく変化する。そして、地絡検出回路の内部抵抗とカップリングコンデンサの容量とで決まる時定数に基づいて指数関数的に収束する。一方、カップリングコンデンサを含む地絡検出手段から直流電源に至る経路において断線が発生している場合、地絡検出手段とカップリングコンデンサとの接続点の電圧は変化しない。従って、地絡検出手段とカップリングコンデンサとの接続点の電圧の大きさを所定の断線判定値と比較することにより、カップリングコンデンサを含む地絡検出手段から直流電源に至る経路における断線を検出することができる。

請求項２に記載の地絡検出装置によれば、断続手段が直流電源を負荷に接続した後に、
第１地絡判定手段で地絡検出手段とカップリングコンデンサとの接続点の電圧の大きさを
所定の第１地絡判定値と比較することができる。ところで、断続手段が直流電源を負荷に接続する前に直流電源又は負荷の少なくともいずれかで地絡が発生していた場合、断続手段が直流電源を負荷に接続すると、直流電源の出力電圧は出力端と車体との間の絶縁抵抗と地絡抵抗とにより分圧される。そのため、地絡が発生していない場合に比べ、直流電源の出力端の電圧の変化の仕方が異なる。例えば、地絡している側に接続されている直流電源の出力端の電圧はほとんど変化しない。これに対し、地絡していない側に接続されている直流電源の出力端の電圧は、地絡が全く発生していない場合に比べさらに大きく変化する。これにより、断続手段が直流電源を負荷に接続する前に直流電源又は負荷の少なくともいずれかで地絡が発生していた場合、地絡検出手段とカップリングコンデンサとの接続点の電圧も直流電源の出力端と同じ様に変化する。従って、地絡検出手段とカップリングコンデンサとの接続点の電圧の大きさを所定の断線判定値及び所定の第１地絡判定値と比較することにより、直流電源又は負荷の少なくともいずれかの地絡を断線又は地絡として検出することができる。

請求項３に記載の地絡検出装置によれば、断続手段が直流電源を負荷に接続してから所定の時間経過後に、第２地絡判定手段で地絡検出手段とカップリングコンデンサとの接続点の電圧の大きさを所定の第２地絡判定値と比較することができる。ところで、直流電源又は負荷の少なくともいずれかで地絡が発生した場合、交流信号発生手段から出力される出力信号はカップリングコンデンサを介して地絡検出抵抗と地絡抵抗とにより分圧される。この地絡抵抗の抵抗値は非常に小さいため地絡検出手段とカップリングコンデンサとの接続点における交流信号の波高値は低下する。しかし、断続手段が直流電源を負荷に接続すると、前述したように、地絡検出手段とカップリングコンデンサとの接続点の電圧は大きく変化してから収束する。従って、断続手段が直流電源を負荷に接続してから所定の時間経過後に地絡検出手段とカップリングコンデンサとの接続点の電圧の大きさを所定の第２地絡判定値と比較することにより、直流電源又は負荷の少なくともいずれかの地絡を検出することができる。

本実施形態は、地絡検出装置を電気自動車のモータ駆動装置に適用した例を示す。本実施形態における地絡検出装置の回路図を図１に、さまざまな条件における地絡検出回路とカップリングコンデンサとの接続点の電圧波形を図２〜図５に示す。

まず、図１を参照して具体的構成について説明する。図１に示すように、地絡検出装置１は、高電圧バッテリ２（直流電源）と、インバータ回路３（負荷）と、交流モータ４（負荷）と、システムメインリレー５（断続手段）と、地絡検出回路６（地絡検出手段）と、カップリングコンデンサ７と、断線検出回路８（断線検出手段）とを備えている。

高電圧バッテリ２は、複数の電池モジュール２ａを直列接続して構成される、例えば、
出力電圧３００Ｖの組電池である。この高圧バッテリ２は車体に対して絶縁されており、高圧バッテリ２の正極側出力端２ｂ及び負極側出力端２ｃはシステムメインリレー５にそれぞれ接続されている。

インバータ回路３は、コレクタ−エミッタ間に寄生ダイオードを有する６つのトランジスタ３ａ〜３ｆを３相ブリッジ接続して構成されている。このインバータ回路３の上側の３つのトランジスタ３ａ〜３ｃのコレクタは共通接続されて正極側入力端３ｇを構成し、下側の３つのトランジスタ３ｄ〜３ｆのエミッタは共通接続されて負極側入力端３ｈを構成している。インバータ回路３の正極側入力端３ｇ及び負極側入力端３ｈは、高抵抗で抵抗値の等しい２つのコモン電圧制御用抵抗３ｉ、３ｊを介してそれぞれ車体に接地されている。さらに、インバータ回路３の３相出力端子ＴＵ、ＴＶ、ＴＷは交流モータ４に接続されている。

交流モータ４は、複数のマグネットが配設されたロータと、モータ巻線４ａが券回されたステータとから構成されている。モータ巻線４ａは３つのコイルから構成されており、３つのコイルのそれぞれの一端は共通接続され、他端はインバータ回路３の３相出力端ＴＵ、ＴＶ、ＴＷにそれぞれ接続されている。

システムメインリレー５は、２つのａ接点を有するメカニカルリレーで構成されており、高電圧バッテリ２とインバータ回路３との間に接続されている。そして、イグニッションスイッチ（図略）がオンされると、システムメインリレー５は、
高電圧バッテリ２の正極側出力端２ｂ及び負極側出力端２ｃをインバータ回路３の正極側入力端３ｇ及び負極側入力端３ｈにそれぞれ接続する。これにより、高電圧バッテリ２からインバータ回路３に直流電力が供給され、インバータ回路３はこの直流電力を交流電力に変換し交流モータ４に供給することで、交流モータ４はトルクを発生する。また、イグニッションスイッチがオフされると、システムメインリレー５は高電圧バッテリ２をインバータ回路３から遮断する。

地絡検出回路６は、交流信号発生回路６０（交流信号発生手段）と、地絡検出抵抗６１と、第１地絡判定回路６２（第１地絡判定手段）と、第２地絡判定回路６３（第２地絡判定手段）とから構成されている。交流信号発生回路６０の一端はマイクロコンピュータ９に、他端は地絡検出抵抗６１を介してカップリングコンデンサ７に、さらに、別の一端は車体にそれぞれ接地されている。そして、交流信号発生回路６０は、マイクロコンピュータ９からの信号に基づき、地絡検出抵抗６１を介してカップリングコンデンサ７に一定周波数の矩形波パルスを出力する。第１地絡判定回路６２は、比較回路６２ａと、第１地絡判定基準電源６２ｂとから構成されている。比較回路６２ａの一端は地絡検出抵抗６１とカップリングコンデンサ７との接続点に、他端は第１地絡判定基準電源６２ｂの一端にそれぞれ接続され、第１地絡判定基準電源６２ｂの他端は車体に接地されている。さらに、比較回路６２ａの別の一端はマイクロコンピュータ９に接続されている。そして、第１地絡判定回路６２は、地絡検出抵抗６１とカップリングコンデンサ７との接続点の電圧を第１地絡判定基準電源６２ｂの電圧（第１地絡判定値）と比較し、その比較結果をマイクロコンピュータ９に出力する。第２地絡判定回路６３は、比較回路６３ａと、第２地絡判定基準電源６３ｂとから構成されている。比較回路６３ａの一端は地絡検出抵抗６１とカップリングコンデンサ７との接続点に、他端は第２地絡判定基準電源６３ｂの一端にそれぞれ接続され、第２地絡判定基準電源６３ｂの他端は車体に接地されている。さらに、比較回路６３ａの別の一端はマイクロコンピュータ９に接続されている。そして、第２地絡判定回路６３は、地絡検出抵抗６１とカップリングコンデンサ７との接続点の電圧を第２地絡判定基準電源６３ｂの電圧（第２地絡判定値）と比較し、その比較結果をマイクロコンピュータ９に出力する。

カップリングコンデンサ７は、高電圧が印加されても耐えることのできる、例えば高耐圧の電解コンデンサである。このカップリングコンデンサ７の一端は地絡検出抵抗６１、第１地絡判定回路６２ａ、第２地絡判定回路６３ａ及び断線検出回路８に、他端は高電圧バッテリ２の負極側出力端２ｃにそれぞれ接続されている。そのため、地絡検出回路６及び断線検出回路８は高電圧バッテリ２から直流的に絶縁される。

断線検出回路８は、比較回路８ａと、断線判定基準電源８ｂとから構成されている。比較回路８ａの一端は地絡検出抵抗６１とカップリングコンデンサ７との接続点に、他端は断線判定基準電源８ｂの一端にそれぞれ接続され、断線判定基準電源８ｂの他端は車体に接地されている。さらに、断線判定基準電源８ｂの別の一端はマイクロコンピュータ９に接続されている。そして、断線判定基準電源８ｂは、地絡検出抵抗６１とカップリングコンデンサ７との接続点の電圧を断線判定基準電源８ｂの電圧（断線判定値）と比較し、その比較結果をマイクロコンピュータ９に出力する。

次に、具体的動作について説明する。電気自動車において、イグニッションスイッチがオンされると、インバータ回路３を介して交流モータ４を制御するモータ制御装置（図略）は装置各部のイニシャルチェックを開始する。そして、装置各部に異常がないことが確認されると、モータ制御装置はシステムメインリレー５をオンして高圧バッテリ２をインバータ回路３に接続する。このとき、高電圧バッテリ２の出力電圧、例えば、３００Ｖは、ともに一端が車体に接地されている抵抗値の等しいコモン電圧制御用抵抗３ｉ、３ｊにより分圧される。そのため、高電圧バッテリ２の負極側出力端２ｃに接続されているカップリングコンデンサ７の一端の電圧は−１５０Ｖの負電圧となる。

カップリングコンデンサ７を含む地絡検出回路６から高圧バッテリ２に至る経路で断線が発生していない場合、カップリングコンデンサ７の一端の電圧は、カップリングコンデンサ７のインピーダンスと、カップリングコンデンサ７の他端に接続されている地絡検出回路６及び断線検出回路８の合成内部インピーダンスとにより分圧される。そのため、地絡検出回路６及び断線検出回路８に接続されているカップリングコンデンサ７の他端の電圧は、例えば、−１５Ｖの負電圧となる。その後、このカップリングコンデンサ７の他端の電圧は、地絡検出回路６及び断線検出回路８の合成内部抵抗とカップリングコンデンサ７の容量とによって決まる時定数に基づいて指数関数的に上昇し０Ｖへ収束していく。さらに、カップリングコンデンサ７の他端には、地絡検出抵抗６１を介して交流信号発生回路６０の発生する一定周波数の矩形波パルスが重畳される。そのため、カップリングコンデンサ７の他端の電圧は、図２に示すように、システムメインリレー５がオンすると同時に−１５Ｖまで低下し、その後、指数関数的に上昇する電圧を基準としたパルス状の電圧となる。

これに対し、カップリングコンデンサ７を含む地絡検出回路６から高圧バッテリ２に至る経路で断線が発生している場合、カップリングコンデンサ７の他端の電圧は、図３に示すように、システムメインリレー５がオンしても負電圧側に低下することはなく、０Ｖを基準としたパルス状の電圧となる。

このカップリングコンデンサ７の他端の電圧は、断線検出回路８の比較回路８ａで断線判定基準電源８ｂの電圧、例えば、−１０Ｖと比較される。これにより、カップリングコンデンサ７の他端の電圧が断線判定基準電源８ｂの電圧以上であった場合、断線検出回路８は、カップリングコンデンサ７を含む地絡検出回路６から高圧バッテリ２に至る経路で断線が発生していると判定する。また、それ以外の場合、断線検出回路８は、カップリングコンデンサ７を含む地絡検出回路６から高圧バッテリ２に至る経路で断線は発生しておらず正常であると判定する。

ところで、システムメインリレー５がオンする前に、例えば、インバータ回路３の正極側入力端３ｇで地絡が発生していた場合、システムメインリレー５がオンした後に、高電圧バッテリ２の出力電圧は地絡抵抗１０ａとコモン電圧制御用抵抗３ｊとにより分圧される。ここで、地絡抵抗１０ａはコモン電圧制御用抵抗３ｊに比べ抵抗値が非常に小さいため、高電圧バッテリ２の負極側出力端２ｃに接続されているカップリングコンデンサ７の一端の電圧はほぼ−３００Ｖの負電圧となる。このカップリングコンデンサ７の一端の電圧は、カップリングコンデンサ７のインピーダンスと、カップリングコンデンサ７の他端に接続されている地絡検出回路６及び断線検出回路８の合成内部インピーダンスとにより分圧される。そのため、地絡検出回路６及び断線検出回路８に接続されているカップリングコンデンサ７の他端の電圧は、例えば、−３０Ｖの負電圧となる。その後、このカップリングコンデンサ７の他端の電圧は、地絡検出回路６及び断線検出回路８の合成内部抵抗とカップリングコンデンサ７の容量とによって決まる時定数に基づいて指数関数的に上昇し０Ｖへ収束していく。さらに、カップリングコンデンサ７の他端には、地絡抵抗６１を介して交流信号発生回路６０から出力され、地絡検出抵抗６１と地絡抵抗１０ａとにより分圧されることで波高値の低下した矩形波パルスが重畳される。そのため、カップリングコンデンサ７の他端の電圧は、図４に示すように、システムメインリレー５がオンすると同時に−３０Ｖまで低下し、その後、指数関数的に上昇する電圧を基準とした波高値の低下したパルス状の電圧となる。このカップリングコンデンサ７の他端の電圧は、第１地絡判定回路６２の比較回路６２ａで断線判定基準電源８ｂの電圧より小さい第１地絡判定基準電源６２ｂの電圧、例えば−２５Ｖと比較される。これにより、カップリングコンデンサ７の他端の電圧が第１地絡判定基準電源６２ｂの電圧以下であった場合、第１地絡判定出回路６２ａは、インバータ回路３の正極側入力端３ｇで地絡が発生していると判定する。

また、システムメインリレー５がオンする前に、例えば、インバータ回路３の負極側入力端３ｈで地絡が発生していた場合、システムメインリレー５がオンした後に、高電圧バッテリ２の出力電圧は地絡抵抗１０ｂとコモン電圧制御用抵抗３ｉとにより分圧される。ここで、地絡抵抗１０ｂはコモン電圧制御用抵抗３ｉに比べ抵抗値が非常に小さいため、高電圧バッテリ２の負極側出力端２ｃに接続されているカップリングコンデンサ７の一端の電圧はほぼ０Ｖとなる。そのため、地絡検出回路６及び断線検出回路８に接続されているカップリングコンデンサ７の他端の電圧もほぼ０Ｖとなる。さらに、カップリングコンデンサ７の他端には、地絡抵抗６１を介して交流信号発生回路６０から出力され、地絡検出抵抗６１と地絡抵抗１０ａとにより分圧されることで波高値の低下した矩形波パルスが重畳される。そのため、カップリングコンデンサ７の他端の電圧は、図５に示すように、システムメインリレー５がオンしても大きく変化することはなく、ほぼ０Ｖを基準とした波高値の低下したパルス状の電圧となる。このカップリングコンデンサ７の他端の電圧は、断線検出回路８の比較回路８ａで断線判定基準電源８ｂの電圧−１０Ｖと比較される。そのため、実際にはインバータ回路３の負極側入力端３ｈの地絡であるが、カップリングコンデンサ７の他端の電圧は断線判定基準電源８ｂの電圧以上であり、断線検出回路８は、カップリングコンデンサ７を含む地絡検出回路６から高圧バッテリ２に至る経路で断線が発生しているものと判定し異常を検出する。このインバータ回路３の負極側入力端３ｈの地絡は、後述する第２地絡判定回路によって最終的に地絡と判定される。

システムメインリレー５がオンしてカップリングコンデンサ７の他端の電圧が収束し、第２地絡判定回路６３が地絡を確実に検出できる時間ｔ１になると、第２地絡判定回路６３はカップリングコンデンサ７の他端の電圧を第２地絡判定基準電源６３ｂの電圧と比較する。これにより、カップリングコンデンサ７の他端の電圧が第２地絡判定基準電源６３ｂの電圧以下であった場合、第２地絡判定回路６３は、高電圧バッテリ２、インバータ回路３及び交流モータ４の少なくともいずれかで地絡が発生していると判定する。前述した、システムメインリレー５がオンする前にインバータ回路３の正極側入力端３ｇで地絡が発生している場合であっても、これにより最終的に地絡と判定される。また、それ以外の場合、第２地絡判定回路６３は、高電圧バッテリ２、インバータ回路３及び交流モータ４地絡は発生しておらず正常であると判定する。

断線検出回路８、第１地絡判定回路６２及び第２地絡判定回路６３の判定結果はマイクロコンピュータ９に入力され、マイクロコンピュータ９は必要に応じてＬＥＤ等を点灯し警報する。

最後に効果について説明する。本実施形態によれば、地絡検出装置１は、システムメインリレー５が高電圧バッテリ２をインバータ回路３に接続した後に、断線検出回路８で地絡検出回路６とカップリングコンデンサ７との接続点の電圧の大きさを所定の断線判定基準電源８ｂの電圧と比較することができる。従って、カップリングコンデンサ７を含む地絡検出回路６から高電圧バッテリ２に至る経路における断線を検出することができる。

また、地絡検出装置１は、システムメインリレー５が高電圧バッテリ２をインバータ回路３に接続した後に、第１地絡判定回路６２で地絡検出回路６とカップリングコンデンサ７との接続点の電圧の大きさを所定の第１地絡判定基準電源６２ｂの電圧と比較することができる。従って、高電圧バッテリ２、インバータ回路３又は交流モータ４の少なくともいずれかの地絡を断線又は地絡として検出することができる。

さらに、地絡検出装置１は、システムメインリレー５が高電圧バッテリ２をインバータ回路３に接続してから所定の時間経過後に、第２地絡判定回路６３で地絡検出回路６とカップリングコンデンサ７との接続点の電圧の大きさを所定の第２地絡判定基準電源６３ｂの電圧と比較することができる。従って、システムメインリレー５が高電圧バッテリ２をインバータ回路３に接続してから所定の時間経過後に、高電圧バッテリ２、インバータ回路３又は交流モータ４の少なくともいずれかの地絡を検出することができる。

なお、上述した実施形態においては、インバータ回路３の正極側入力端３ｇ及び負極側入力端３ｈがコモン電圧制御用抵抗３ｉ、３ｊを介してそれぞれ車体に接地されている例を挙げているが、これに限られるものではない。例えば、高圧バッテリ２、インバータ回路３及び交流モータ４は車体に対して絶縁されていてもよい。この場合、インバータ回路３の正極側入力端３ｇ及び負極側入力端３ｈが高抵抗を介してそれぞれ車体に接地されていることと等価であり、前記と同様の効果が得られる。

また、上述した実施形態においては、カップリングコンデンサ７の一端が高電圧バッテリ２の負極側出力端２ｃに接続されている例を挙げているが、これに限られるものではない。例えば、カップリングコンデンサ７の一端が高電圧バッテリ２の正極側出力端２ｂに接続されていてもよい。この場合、システムメインリレー５がオンされると、地絡検出回路６及び断線検出回路８に接続されているカップリングコンデンサ７の他端の電圧は、本実施形態とは逆方向の正電圧側に変化する。しかし、断線判定基準電源８ｂ及び第１地絡判定基準電源６２ｂの極性を反転させることで前記と同様の効果が得られる。

本実施形態における地絡検出装置の回路図を示す。断線が発生していない場合の接続点の電圧波形を示す。断線が発生している場合の接続点の電圧波形を示す。高電圧バッテリの正極側が地絡している場合の接続点の電圧波形を示す。高電圧バッテリの負極側が地絡している場合の接続点の電圧波形を示す。

符号の説明

１・・・地絡検出装置
２・・・高電圧バッテリ（直流電源）
２ａ・・・電池モジュール
２ｂ・・・正極側出力端
２ｃ・・・負極側出力端
３・・・インバータ回路（負荷）
３ｇ・・・正極側入力端
３ｈ・・・負極側入力端
３ｉ、３ｊ・・・コモン電圧制御用抵抗
４・・・交流モータ（負荷）
５・・・システムメインリレー
６・・・地絡検出回路（地絡検出手段）
６０・・・交流信号発生回路（交流信号発生手段）
６１・・・地絡検出抵抗
６２・・・第１地絡判定回路（第１地絡判定手段）
６２ａ・・・比較回路
６２ｂ・・・第１地絡判定基準電源
６３・・・第２地絡判定回路（第２地絡判定手段）
６３ａ・・・比較回路
６３ｂ・・・第２地絡判定基準電源
７・・・カップリングコンデンサ
８・・・断線検出回路（断線検出手段）
８ａ・・・比較回路
８ｂ・・・断線判定基準電源
９・・・マイクロコンピュータ

Claims

車体に対して絶縁される直流電源と、前記車体に対して絶縁されるとともに前記直流電源から電力を供給されることにより作動する負荷と、前記直流電源と前記負荷とを接続又は遮断する断続手段と、前記車体に接地されるとともに前記断続手段が前記直流電源を前記負荷に接続した後に前記直流電源又は前記負荷の少なくともいずれかの地絡を検出する地絡検出手段と、前記地絡検出手段と前記直流電源とを接続するカップリングコンデンサとを備えた地絡検出装置において、
さらに、前記断続手段が前記直流電源を前記負荷に接続した後に前記地絡検出手段と前記カップリングコンデンサとの接続点の電圧の大きさを所定の断線判定値と比較することにより前記カップリングコンデンサを含む前記地絡検出手段から前記直流電源に至る経路における断線を検出する断線検出手段を有することを特徴とする地絡検出装置。
前記地絡検出手段は、前記接続点に接続されるとともに前記断続手段が前記直流電源を前記負荷に接続した後に前記接続点の電圧の大きさを所定の第１地絡判定値と比較することにより、前記断続手段が前記直流電源を前記負荷に接続する前に発生した前記地絡を判定する第１地絡判定手段を有することを特徴とする請求項１記載の地絡検出装置。
前記地絡検出手段は、交流信号を発生する交流信号発生手段と、一端が前記交流信号発生手段に接続されるとともに他端が前記カップリングコンデンサに接続される地絡検出抵抗と、前記接続点に接続されるとともに前記断続手段が前記直流電源を前記負荷に接続してから所定の時間経過後に前記接続点の電圧の大きさを所定の第２地絡判定値と比較することにより前記地絡を判定する第２地絡判定手段とを有することを特徴とする請求項１又は２記載の地絡検出装置。