JP4572777B2 - 車載対地絶縁回路の漏電検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、車載対地絶縁回路の漏電検出装置の改良に関する。

本出願人等により出願された下記の特許文献１〜３は、互いに直列接続された分圧抵抗及びカップリングコンデンサを通じて対地絶縁状態の高電圧回路系中の所定の一点に交流電圧（波形は矩形波でもよく、を出力する交流試験電圧発生回路と、カップリングコンデンサの交流試験電圧発生回路側の電極電位に基づいて高電圧回路系の対地絶縁性能を判定する対地絶縁性能判定回路とを有する車載対地絶縁回路の漏電検出装置を提案している。なお、上記高電圧回路系としては、たとえばハイブリッド車に搭載される数百Vの高電圧バッテリの回路系が採用される。この明細書では、上記漏電検出方式をカップリングコンデンサ型漏電検出方式とも呼称するものとする。このカップリングコンデンサ型漏電検出方式によれば、対地絶縁された高電圧回路系回路から漏電検出装置をカップリングコンデンサにより直流的に分離することができるので、低電位電源端が接地された車載低電圧制御回路系にてこの漏電検出装置の出力を安全に処理することができる。
特開平８−７０５０３号公報 特開平１１−２１８５５４号公報 特開２００１−３３０６４３号公報

上記したカップリングコンデンサ型漏電検出方式においては、簡単のために交流試験電圧発生回路の出力インピーダンス、配線インピーダンス、カップリングコンデンサのインピーダンスなどを無視すれば、対地絶縁性能判定回路に入力する交流電圧（検出用入力電圧ともいう）は、上記したカップリングコンデンサと直列接続された分圧抵抗と、高電圧回路系の対地抵抗とのインピーダンス比により交流試験電圧発生回路の出力交流電圧を分圧した値となる。

よく知られているように、車載電子回路には種々の交流ノイズ電圧が重畳するため、対地絶縁性能判定回路は交流試験電圧発生回路が出力する交流電圧（矩形波の場合にはその基本周波数）のみを抽出するフィルタを設けるのが通常である。しかし、交流ノイズ電圧自体が同じ周波数成分をもつ場合には、このフィルタ効果は低下する。すなわち、この種のカップリングコンデンサ型漏電検出方式を車載する場合、検出用入力電圧のSN比の確保が重要な課題となる。

交流試験電圧発生回路が出力する交流電圧の振幅を増大することは検出用入力電圧のＳＮ比改善のための最も簡単かつ有効な方法である。しかしながら、上記したように、交流試験電圧発生回路には低電圧バッテリから直接あるいは定電圧回路を経由して電源電力が印加されるため、交流試験電圧発生回路の出力電圧振幅は低電圧バッテリの電圧（８〜１６V）により規制される。その結果、交流試験電圧発生回路が低電圧バッテリの最低電圧（たとえば８V）で動作する場合のその出力電圧振幅に、交流試験電圧発生回路の出力電圧を設定する必要があった。

しかしながら、このことは、低電圧バッテリがたとえば１３〜１４Vといった十分な電圧レベルをもち、より大きな出力電圧を出力可能な場合でも、交流試験電圧発生回路が上記した小さい出力電圧を出力するため、低電圧バッテリの良好な電圧状態を検出用入力電圧のＳＮ比改善に反映できないことを意味する。

もちろん、低電圧バッテリの電圧を昇圧型ＤＣＤＣコンバータにより昇圧して交流試験電圧発生回路に電源電圧として印加することも可能であるが、このような昇圧型ＤＣＤＣコンバータの追加は、回路構成の複雑化とそれによる消費電力や製造コストの増加を招く。また、昇圧型ＤＣＤＣコンバータが発生する高周波ノイズも問題となる。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、低電圧バッテリからの電源電圧変動にもかかわらず従来よりもＳＮ比向上が可能な車載対地絶縁回路の漏電検出装置を提供することをその目的としている。

上記課題を解決するべくなされた各発明の車載対地絶縁回路の漏電検出装置は、車体に対して絶縁された高電圧回路系の所定点に一端が接続されるカップリングコンデンサと、車体接地された低電圧バッテリから給電された電力により作動するとともに出力信号電圧分圧用のインピーダンス素子を通じて前記カップリングコンデンサの他端に所定低周波数の交流試験電圧を出力する交流試験電圧発生回路と、前記インピーダンス素子の交流電圧降下に連動する信号電圧に基づいて前記高電圧回路系の対地絶縁の良不良を判定する対地絶縁性能判定回路とを備える車載対地絶縁回路の漏電検出装置に適用される。

すなわち、本発明では、カップリングコンデンサ型漏電検出方式を採用しているので、従来同様、インピーダンス素子のインピーダンスと車載対地絶縁回路の対地インピーダンスとのインピーダンス比で分圧されたインピーダンス素子の交流電圧降下に連動する信号電圧を検出することにより、良好に車載対地絶縁回路の対地インピーダンスすなわちその絶縁の良否を判定することができる。なお、交流試験電圧は通常は低周波数とされるため、上記インピーダンス素子としては抵抗素子の採用が好適である。上記したインピーダンス素子の交流電圧降下に連動する信号電圧は、たとえばカップリングコンデンサの漏電検出装置側の電極電圧として検出することが簡単であるが、インピーダンス素子の電圧降下を差動増幅してもよい。これにより、安全かつ確実に車載対地絶縁回路の漏電判定を行うことができる。

本発明は、前記交流試験電圧発生回路は、自己に印加される電源電圧が所定しきい値以上である場合には、前記交流試験電圧発生回路が出力する前記交流試験電圧の振幅を増大し、自己に印加される電源電圧が前記所定しきい値よりも低下した場合には、前記低電圧バッテリから給電される最低想定電圧または前記最低想定電圧よりも所定電圧降下だけ低い電圧が印加されている場合を想定して、前記交流試験電圧発生回路が出力する前記交流試験電圧の振幅を減少させることを特徴としている。

交流試験電圧発生回路は、車載の低電圧バッテリからその動作電力を直接あるいは定電圧回路を経由して供給されるが、この車載の低電圧バッテリの電圧は車両運転状況により大きく変動する。この問題に対処するため、従来は、交流試験電圧発生回路がインピーダンス素子及びカップリングコンデンサを通じて車載対地絶縁回路に印加する交流試験電圧振幅を、低電圧バッテリが想定最低レベルでも交流試験電圧発生回路が出力可能な大きさとしていた。たとえば、低電圧バッテリの想定最低レベルを８Vとした場合、交流試験電圧発生回路が出力する交流試験電圧の振幅は６V程度とされる。

ただし、この発明では、交流試験電圧発生回路に印加される電源電圧が回復し、交流試験電圧発生回路が上記した最悪電源電圧条件での出力電圧よりも大きな振幅を出力できる場合には、交流試験電圧発生回路が、電源電圧により許容される範囲であるがより大きな交流試験電圧を出力する。これにより、対地絶縁車載回路に入力される信号電圧のＳＮ比を改善でき、漏電判定精度を向上することができる。また、昇圧回路を必要としないため、回路構成の複雑化やそれによるコストアップを避けることができる。

好適な態様において、前記交流試験電圧発生回路は、負極端が接地された低電圧バッテリの電圧から定電圧を形成する定電圧回路が出力する前記定電圧と、前記低電圧バッテリの電圧とのうちの高い方を前記電源電圧として受け取る。これにより、簡素な回路構成により、低電圧バッテリの電圧が低い状態においても交流試験電圧発生回路を作動させることができる。

好適な態様において、前記交流試験電圧発生回路は、自己に印加される前記電源電圧が所定しきい値以下であるかどうかを判定するとともに、前記判定の結果に基づいて前記電源電圧が所定しきい値以下となった場合に前記交流試験電圧の振幅を圧縮する。これにより、簡素化回路構成により、交流試験電圧発生回路の電源電圧低下時の交流試験電圧の圧縮が可能となる。

好適な態様において、前記対地絶縁性能判定回路は、前記交流試験電圧発生回路に印加される前記電源電圧が前記所定しきい値より更に小さい所定の第２しきい値よりも低下した場合に、前記判定の結果の出力を実質的に禁止する。これにより、信頼性に欠ける低電圧バッテリの極度の電圧低下時の誤判定を避けることができる。電源電圧が前記所定しきい値より更に小さい所定の第２しきい値よりも低下した場合の判定は対地絶縁車載回路自身が行ってもよく、外部から低電圧バッテリの極度の低下に関する情報を受信して行っても良い。

好適な態様において、自己に印加される電源電圧が前記所定しきい値よりも低い電圧値範囲内に低下し、かつ、前記低下が所定の短時間内であれば、前記判定の結果の出力を実質的に禁止する出力禁止手段を有し、前記交流試験電圧発生回路は、自己に印加される電源電圧が前記所定しきい値よりも低い電圧値範囲内に低下し、かつ、前記低下が所定の短時間内であれば、前記交流試験電圧の振幅減少を実行しない。なお、このような突発的な短時間の電源電圧低下発生時に漏電判定を中断しても実用上の問題は生じない。この態様は、なんらかの原因による一時的な電源電圧低下時に交流試験電圧の振幅減少をおこなわず、かつ、判定結果出力を禁止するので、交流試験電圧の振幅減少過渡期間中の回路動作の不安定を排除することができる。

好適な態様において、前記対地絶縁性能判定回路が、前記信号電圧と所定の判定用基準電圧値との大小関係に基づいて前記高電圧回路系の対地絶縁の良不良を判定するとともに、前記交流試験電圧発生回路が出力する前記交流試験電圧の振幅減少時に、前記判定用基準電圧値を実質的にＳＮ比改善方向に変化させることを特徴としている。

すなわち、この発明では、交流試験電圧発生回路が出力する交流試験電圧の振幅が小さい動作条件において、自己に入力した信号電圧の大小判定のための判定しきい値である判定用基準電圧値のレベルを変更する。なお、判定用基準電圧値の変更は、対地絶縁車載回路に入力される信号電圧を増幅する回路の振幅率を変更することに代替しても同じである。これにより、交流試験電圧発生回路の出力電圧振幅が電源電圧変動により変動しても、それに連動して判定しきい値レベルを変更するために、誤判定を防止することができる。なお、この第２発明は第１発明と同時に実施してもよく、あるいは独立して実施してもよい。たとえば、第２発明は、電源電圧に連動した大きさの交流試験電圧を発生する回路とともに実施することができる。

好適な態様において、自己に印加される電源電圧が前記所定しきい値よりも低い電圧値範囲内に低下し、かつ、前記低下が所定の短時間内であれば、前記判定の結果の出力を実質的に禁止する出力禁止手段を有し、前記対地絶縁性能判定回路は、自己に印加される電源電圧が所定基準電圧値以下に低下した場合に前記低下が所定の短時間内であれば、前記判定用基準電圧値変更を実行しない。なお、このような突発的な短時間の電源電圧低下発生時に漏電判定を中断しても実用上の問題は生じない。この態様は、なんらかの原因による一時的な電源電圧低下時に判定用基準電圧値変更をおこなわず、かつ、判定結果出力を禁止するので、判定用基準電圧値変更過渡期間中の回路動作の不安定を排除することができる。

好適な態様において、自己に印加される電源電圧が前記所定しきい値よりも低い電圧値範囲内に低下し、かつ、前記低下が所定の短時間内であれば、前記高電圧回路系の対地絶縁の良不良の判定結果の外部出力を禁止する出力禁止手段を有することを特徴としている。なお、このような突発的な短時間の電源電圧低下発生時に漏電判定を中断しても実用上の問題は生じない。この態様は、なんらかの原因による一時的な電源電圧低下時に判定結果出力を禁止するので、このような一時的な電源電圧低下時の漏電判定精度の低下の悪影響を排除することができる。

本発明の好適な実施態様を実施例を参照して説明する。ただし、本発明は下記の実施例に限定解釈されるものではなく、他の技術又はそれらの組み合わせにより本発明の必要機能を実現できることは言うまでもない。

（実施例１）
本発明のハイブリッド車の高電圧回路系の漏電検出装置の一実施例を説明する。

（回路構成）
回路図を示す図１において、１は車載対地絶縁回路をなす高電圧回路系であり、定格電圧数百Ｖの高電圧バッテリ２や、高電圧バッテリ２から給電される不図示の走行モータ制御用インバータ回路やその他の車載電気負荷を有している。３は高電圧回路系１の高電位側の配線ケーブル、４は高電圧回路系１の低電位側の配線ケーブルである。この高電圧回路系１は、車体から絶縁されており、かつ、車体に対して大きな対地浮遊容量を有している。５は、漏電検出装置であり、カップリングコンデンサ６、分圧抵抗（インピーダンス素子）７、交流試験電圧発生回路８、対地絶縁性能判定回路９、バンドパスフィルタ１０、マイクロコンピュータ１１を有している。１２は電源電圧低下を判定する電源電圧判定回路である。

（動作説明）
交流試験電圧発生回路８の出力端は、分圧抵抗７を通じてカップリングコンデンサ６の検出回路側の一端である測定点Ａに接続され、カップリングコンデンサ６の高電圧回路系１側の他端は高電圧バッテリ２の負極端に接続されている。マイクロコンピュータ１１は、数Hz以下の矩形波電圧を交流試験電圧発生回路８に出力する。すなわち、マイクロコンピュータ１１は交流試験電圧形成のための矩形波発振器を兼ねている。

交流試験電圧発生回路８は、マイクロコンピュータ１１から入力された矩形波電圧を所定の大きさに電圧増幅し、電力増幅して交流試験電圧を形成し、この交流試験電圧を分圧抵抗７及びカップリングコンデンサ６を通じて高電圧回路系１に印加する。交流試験電圧発生回路８としては、電圧増幅回路とその出力電圧を電流増幅するボルテージフォロワ回路などにより構成することができるが、電圧増幅回路の電流駆動能力が十分であれば電流増幅用のボルテージフォロワ回路を省略してもよい。なお、この実施例では、交流試験電圧発生回路８は、電圧増幅率を切替可能とされており、交流試験電圧発生回路８の電圧増幅率は条件により変更されるがこの点については後述するものとする。

バンドパスフィルタ１０は、上記矩形波電圧の基本周波数に相当する通過帯域（たとえば２〜７Hz）を有し、測定点Aの電圧（入力信号電圧ともいう）からこの基本周波数成分を抽出し、対地絶縁性能判定回路９に入力する。なお、入力信号電圧をバンドパスフィルタ１０に入力する前に、入力信号電圧の電位レベルを好適レベルにレベルシフトしたり、抵抗分圧回路により圧縮しても良い。

対地絶縁性能判定回路９はコンパレータからなり、バンドパスフィルタ１０の出力電圧と所定のしきい値電圧とを比較し、比較結果をマイクロコンピュータ１１に出力し、マイクロコンピュータ１１は入力された比較結果に基づいて漏電の有無を判定し、判定結果を外部の車両用電子制御装置に出力する。

電源電圧判定回路１２は、漏電検出装置５に給電される電源電圧の大きさを判定する回路であって、具体的にはこの電源電圧が所定しきい値以下かどうかを判定して判定結果をマイクロコンピュータ１１に出力する。

（電源電圧低下時の交流試験電圧の振幅補償）
まず、交流試験電圧の大きさを決定する交流試験電圧発生回路８の電圧増幅率を決定する従来方法とその問題点を説明する。

交流試験電圧発生回路８を含む漏電検出装置５にはＤＣＤＣコンバータなどの定電圧回路が出力する定電圧Ｖｃを電源電圧として印加するのが通常である。負極接地された低電圧バッテリがこの定電圧回路に電力を供給する。これは、低電圧バッテリの電圧変動が大きいため、漏電検出装置５に低電圧バッテリの電圧を直接印加すると、動作条件や回路特性の変動が大きくなってしまうからである。しかし、定電圧回路が出力する定電圧Ｖｃを漏電検出装置５に電源電圧として印加する場合でも、漏電検出装置５の電源電圧は変動する。

たとえば、定電圧回路が定電圧Ｖｃを正常に出力する低電圧バッテリの所定電圧範囲よりも低電圧バッテリの電圧が低下すると、ＤＣＤＣコンバータは出力電圧が定電圧Ｖｃよりも更に低下する出力電圧垂下状態に落ち込み、ＤＣＤＣコンバータの出力電圧はその内部電圧降下により低電圧バッテリ自体の電圧値よりかなり低くなってしまう。同様に、外部のＤＣＤＣコンバータを用いる場合にこのＤＣＤＣコンバータが特定の車両状態において作動停止したり、あるいはＤＣＤＣコンバータの出力電流が過大となったりすると、漏電検出装置５の電源電圧が低下するため、交流試験電圧発生回路８は必要な大きさの交流試験電圧を発生することができない。

このため、従来では、交流試験電圧発生回路８がこのような電源電圧が低い状態でも規定の大きさの交流試験電圧を出力するように交流試験電圧発生回路８の電圧増幅率を小さく設定していた。つまり、漏電検出装置５へ印加される電源電圧が最低となる条件（すなわち低電圧バッテリの電圧が想定最低電圧（たとえば８V）となる条件）でも、低電圧バッテリが出力可能なレベルに定電圧Ｖｃの値を小さくし、交流試験電圧発生回路８はこの定電圧Ｖｃが電源電圧として印加される状態にて発生可能な小さい交流試験電圧を出力するように、交流試験電圧発生回路８の電圧増幅率を設定していた。

しかし、このことは、低電圧バッテリの電圧が常用レベルであり、定電圧回路が高い定電圧Ｖｃを漏電検出装置５に電源電圧として印加することができ、その結果として交流試験電圧発生回路８が大きな交流試験電圧を出力できる場合でも、交流試験電圧発生回路８の電圧増幅率が小さいままであることを意味する。

そこで、この実施例では、低電圧バッテリの電圧が所定しきい値（たとえば常用電圧レベル（１３V）以上であり、漏電検出装置５の電源電圧が大きく取れる場合を想定して、定電圧回路が出力する定電圧Ｖｃを大きく設定する。これにより、交流試験電圧発生回路８が発生する交流試験電圧の増幅率を大きく設定することができ、交流試験電圧発生回路８は大きな交流試験電圧を高電圧回路系１に出力することができる。この場合、漏電検出装置５の電源電圧が上記した要因で低下した場合には、それを検出して交流試験電圧発生回路８が発生する交流試験電圧の増幅率を小さく設定変更し、小さい交流試験電圧を高電圧回路系１に出力する。

次に、漏電検出装置５、特にその交流試験電圧発生回路８に印加する電源電圧の形成方法について以下に説明する。

漏電検出装置５には、従来同様図示しない定電圧回路（たとえばＤＣＤＣコンバータ）が出力する定電圧Ｖｃが電源電圧として印加される。ただし、この実施例では、上記したように定電圧回路が出力する定電圧Ｖｃを、低電圧バッテリの常用電圧範囲以上においてのみ出力可能な値に設定しておく。更に、定電圧回路が出力する定電圧Ｖｃが所定しきい値以下となったら、漏電検出装置５には、低電圧バッテリの電圧が定電圧回路を経由せずに電源電圧として印加される。すなわち、漏電検出装置５に印加される電源電圧はその大きさ（又は低電圧バッテリの電圧又は定電圧回路の出力電圧）に応じて、定電圧回路の出力電圧（定電圧Ｖｃ）と低電圧バッテリの電圧とで切り替えられる。このような電源切替自体は周知の回路により実現することができるため詳細説明は省略する。もちろん、低電圧バッテリの電圧を漏電検出装置５の電源電圧とする場合において上記電圧切替に伴う電圧降下損失の分だけ漏電検出装置５の電源電圧を低く設定しても良い。このようにすれば、定電圧回路の出力電圧が大幅に低下しても、この定電圧回路の出力電圧よりも高い電圧を漏電検出装置５に電源電圧として印加することができる。

この実施例では、漏電検出装置５へ入力される電源電圧レベルが高いレベル（定電圧Ｖｃ）である場合にこの大きな電源電圧レベルを十分に利用した交流試験電圧を発生するべく交流試験電圧発生回路８の電圧増幅率を高く設定し、漏電検出装置５へ入力される電源電圧レベルが低いレベル（低電圧バッテリの電圧ーΔV）である場合にこの低下した電源電圧レベルでも出力可能な大きさの交流試験電圧を交流試験電圧発生回路８から発生できるように交流試験電圧発生回路８の電圧増幅率を低く設定する。

これにより、従来一律に交流試験電圧発生回路８を低く設定するのに比べて、低電圧バッテリの電圧が低くても漏電検出装置５を作動させることができるうえ、低電圧バッテリの電圧レベルが高い場合における対地絶縁性能判定回路９に入力される信号電圧のＳＮ比を改善することができる。

（交流試験電圧発生回路８の回路例）
交流試験電圧発生回路８の一具体例を図２に示す。８１はオペアンプ、８２は入力抵抗、８３はスイッチ、８４は切替スイッチ、８５、８６はフィードバック抵抗である。この回路は周知のオペアンプ反転増幅回路であって、スイッチ８３を開いている第１モードでの電圧増幅率ｋ１はRf1／R1となり、スイッチ８３を閉じている第２モードでの電圧増幅率ｋ２は（Rf1・Rf２／（Rf1＋Rf２））／R1となる。第１モードでは切替スイッチ８４は基準電圧V１に接続され、第２モードでは切替スイッチ８４は基準電圧V２に接続されている。したがって、第１モードの交流試験電圧はV1ーｋ１（Vp-V1）となり、第２モードの交流試験電圧はV２ーｋ２（Vp-V２）となる。図２のパルス信号電圧Vpは、発振器をなすマイクロコンピュータ１１が出力する矩形波電圧である。

つまり、低電圧バッテリの電圧が常用電圧レベル（たとえば１３．５V）であることを検出した場合には、漏電検出装置５に定電圧Ｖｃが印加されているため、この交流試験電圧発生回路８の出力ダイナミックレンジはたとえば１０Vといった大きな値とすることができる。そこで、上記第１モードを選択し大きな電圧増幅率ｋ１を選択し、それに併せてこの大きな出力ダイナミックレンジの中間レベルに基準電圧V1を設定する。これにより、交流試験電圧発生回路８の出力電圧は高電位側や低電位側で飽和することなく、その出力ダイナミックレンジを利用して大きな交流試験電圧を出力することができる。

次に、低電圧バッテリの電圧が常用電圧レベル（たとえば１３．５V）より低いことを検出した場合には、漏電検出装置５に低電圧バッテリから最低想定電圧（たとえば８V）又はそれより所定電圧降下ΔV（たとえば１〜２V）だけ低い電圧（８VーΔV）が印加されている場合を想定する。そこで、上記第２モードを選択し小さい電圧増幅率ｋ２を選択し、それに併せてこの大きな出力ダイナミックレンジの中間レベルに基準電圧V2を設定する。これにより、交流試験電圧発生回路８の出力電圧は、高電位側や低電位側で飽和することなく、その出力ダイナミックレンジを利用して交流試験電圧を出力することができる。

（電源電圧判定回路１２の説明）
電源電圧判定回路１２について以下に説明する。電源電圧判定回路１２は２つのコンパレータを有している。第１のコンパレータは、漏電検出装置５に入力される電源電圧が所定のしきい値電圧（１３．５V）を超える場合にハイレベルを、以下の場合にローレベルをマイクロコンピュータ１１に出力する。第２のコンパレータは、漏電検出装置５に入力される電源電圧が所定の第２しきい値電圧（８V）を超える場合にハイレベルを、以下の場合にローレベルをマイクロコンピュータ１１に出力する。

（電圧増幅率切替制御）
次に、マイクロコンピュータ１１により実行される電圧増幅率切替制御を図３に示すフローチャートを参照して具体的に説明する。

マイクロコンピュータ１１は、電源電圧が印加されると所定のリセット処理を行った後、上記第２モード（低電圧モード）を指令して小さい交流試験電圧を発生させる（S１００）。その後、電源電圧判定回路１２からの２ビットの出力信号の状態に基づいて電源電圧のレベルを判定する（Ｓ１０２）。電源電圧が１３．５V以上の場合には第１モード（高電圧モード）を交流試験電圧発生回路８に指令し（Ｓ１０４）、電源電圧が８〜１３．５Vの場合には第２モード（低電圧モード）を交流試験電圧発生回路８に指令し（Ｓ１０６）、８V未満の場合に漏電アラーム信号を外部に出力するのを禁止する（Ｓ１０８）。

Ｓ１０４、Ｓ１０６の後にステップＳ１１０にて漏電判定を行う。この漏電判定は、コンパレータである対地絶縁性能判定回路９の出力に基づいて行う。高電圧回路系１の対地抵抗が低下すると、対地絶縁性能判定回路９に入力する矩形波電圧（パルス電圧とも言う）の電圧レベルは低下し、コンパレータである対地絶縁性能判定回路９のしきい値電圧以下となり、対地絶縁性能判定回路９はローレベルを出力する。逆に、高電圧回路系１の対地抵抗が正常なら、対地絶縁性能判定回路９はハイレベルを出力する。

マイクロコンピュータ１１は対地絶縁性能判定回路９からの１ビットの信号に基づいて漏電判定の有無を判定し（Ｓ１１０）、漏電発生と判定した場合には漏電アラーム信号を外部に出力し（Ｓ１１２）、そうでなければ漏電アラーム信号の出力を禁止する（Ｓ１０８）。

（変形態様）
上記実施例では、漏電検出装置５に印加される電源電圧に基づいて交流試験電圧発生回路８の電圧増幅率を切り替えたが、その代わりに、漏電検出装置５に印加される電源電圧に連動して交流試験電圧発生回路８の電圧増幅率を連続的に変化させてもよい。この場合、低電圧バッテリの電圧を常時、漏電検出装置５に電源電圧として印加してもよい。

（変形態様）
上記実施例では、漏電検出装置５の電源電圧に基づいて漏電アラーム信号の出力禁止を行ったが、その代わりに、漏電検出装置５への電源電圧に関連する外部装置の出力信号の状態に基づいて漏電検出装置５の電源電圧が大幅に低下すると想定される場合に漏電アラーム信号の出力禁止を行ってもよい。

（変形態様）
交流試験電圧発生回路８は電圧切替型電圧増幅回路の後ろに電流増幅用のボルテージフォロワ回路をもつことができる。

（実施例２）
本発明の他の実施例を説明する。この実施例は、対地絶縁性能判定回路９をなすコンパレータのしきい値電圧を、交流試験電圧発生回路８が発生する交流試験電圧の大きさに応じて変更するものである。すなわち、交流試験電圧発生回路８が大きな交流試験電圧を出力する場合には対地絶縁性能判定回路９のしきい値電圧は高く設定され、逆に交流試験電圧発生回路８が小さい交流試験電圧を出力する場合には対地絶縁性能判定回路９のしきい値電圧は低く設定される。なお、この対地絶縁性能判定回路９のしきい値電圧の切替は、交流試験電圧の大きさではなく、その元となる漏電検出装置５の電源電圧の大きさに応じて変更しても良い。好適には実施例１の第１モードではしきい値電圧を高くし、第２モードではしきい値電圧を低くすればよい。

図４及び図５を参照して具体的に説明する。

対地絶縁性能判定回路９はコンパレータ９１と、切替スイッチ９２とからなる。切替スイッチ９２は、第１モードにおいて高いしきい値電圧Vth１を、第２モードにおいて低いしきい値電圧Vth２を選択してコンパレータ９１の−入力端に印加する。Vsはバンドパスフィルタ１０を通じて印加される入力信号電圧である。マイクロコンピュータ１１のしきい値切替動作を図５に示すフローチャートに示す。

（変形態様）
漏電検出装置５に印加される電源電圧に連動して対地絶縁性能判定回路９のしきい値電圧を連続的に変化させてもよい。この場合、低電圧バッテリの電圧を常時、漏電検出装置５に電源電圧として印加してもよい。

（実施例３）
本発明の他の実施例を説明する。この実施例は、電源電圧低下が一時的である場合に、第１モードから第２モードへの切り替えを中断するとともにこの一時的な電源電圧低下時間中、漏電アラーム信号の外部出力を禁止するものである。

図６を参照して具体的に説明する。図６のフローチャートは図３に示すフローチャートにおいてステップＳ１１４〜Ｓ１２０を追加したものである。

ステップＳ１１４は、電源電圧Ｖが８〜１３．５Ｖに低下した場合に実施され、この電源電圧低下がその後、所定短時間（たとえば５秒以内）持続したかどうかを判定するステップである。この電源電圧低下を検出すれば電源低下継続時間をカウントするタイマーをスタートさせ（Ｓ１１４）、電源電圧を再度判定する（Ｓ１１６）。

電源電圧が８Ｖ未満であればステップＳ１０８に進んで漏電アラームの出力を禁止し、電源電圧が１３．５Ｖ以上に回復すればステップＳ１０４に進んで第１モードを継続する。電源電圧が８Ｖ以上１３．５Ｖ未満であれば、所定短時間が経過したかどうかを判定し（Ｓ１１８）、経過していればステップＳ１０６に進んで第２モードを選択し、経過していなければステップＳ１２０に進んで漏電アラームの出力を一時的に禁止する。なお、ステップＳ１２０は本発明で言う出力禁止手段をなす。

このようにすれば、電源電圧低下が短時間に過ぎない場合にはモード切替を行わないためこのモード切替による回路状態の過渡的変動が出力に影響したり、電源電圧が交流ノイズ電圧により周期変動する場合にモード切り替えが頻繁に生じてしまう問題も解決することができる。

（変形態様）
なお、上記ステップＳ１２０において漏電アラームの出力禁止中に外部から漏電判定結果の強制出力命令が入力された場合に、ステップＳ１２０において漏電アラームの出力禁止を中断して漏電判定結果を出力できることは当然である。

実施例１の漏電検出装置を示すブロック回路図である。 図１の交流試験電圧発生回路の一例を示す回路図である。 図１の交流試験電圧発生回路の電圧増幅率切替動作を示フローチャートである。 実施例２の対地絶縁性能判定回路の一例を示す回路図である。 図４の対地絶縁性能判定回路のしきい値切替動作を示すフローチャートである。 実施例３の短時間電源低下時の漏電アラーム出力禁止動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 高電圧回路系
２ 高電圧バッテリ
５ 漏電検出装置
６ カップリングコンデンサ
７ 分圧抵抗
８ 交流試験電圧発生回路
９ 対地絶縁性能判定回路
１０ バンドパスフィルタ
１１ マイクロコンピュータ
１２ 電源電圧判定回路
８３ スイッチ
８４ 切替スイッチ
９１ コンパレータ
９２ コンパレータ

Claims (7)

1. 車体に対して絶縁された高電圧回路系の所定点に一端が接続されるカップリングコンデンサと、
   車体接地された低電圧バッテリから給電された電力により作動するとともに、出力信号電圧分圧用のインピーダンス素子を通じて前記カップリングコンデンサの他端に所定低周波数の交流試験電圧を出力する交流試験電圧発生回路と、
   前記インピーダンス素子の交流電圧降下に連動する信号電圧に基づいて前記高電圧回路系の対地絶縁の良不良を判定する対地絶縁性能判定回路と、
   を備える車載対地絶縁回路の漏電検出装置において、
   前記交流試験電圧発生回路は、
   自己に印加される電源電圧が所定しきい値以上である場合には、前記交流試験電圧発生回路が出力する前記交流試験電圧の振幅を増大し、
   自己に印加される電源電圧が前記所定しきい値よりも低下した場合には、前記低電圧バッテリから給電される最低想定電圧または前記最低想定電圧よりも所定電圧降下だけ低い電圧が印加されている場合を想定して、前記交流試験電圧発生回路が出力する前記交流試験電圧の振幅を減少させることを特徴とする車載対地絶縁回路の漏電検出装置。
2. 請求項１記載の車載対地絶縁回路の漏電検出装置において、
   前記交流試験電圧発生回路は、前記所定しきい値に常用電圧レベルを適用し、前記交流試験電圧発生回路が出力する前記交流試験電圧の振幅を変化させる車載対地絶縁回路の漏電検出装置。
3. 請求項１または２記載の車載対地絶縁回路の漏電検出装置において、
   前記対地絶縁性能判定回路は、
   前記交流試験電圧発生回路に印加される前記電源電圧が前記所定しきい値より更に小さい所定の第２しきい値よりも低下した場合に、前記判定の結果の出力を実質的に禁止する車載対地絶縁回路の漏電検出装置。
4. 請求項１記載の車載対地絶縁回路の漏電検出装置において、
   自己に印加される電源電圧が前記所定しきい値よりも低い電圧値範囲内に低下し、かつ、前記低下が所定の短時間内であれば、前記高電圧回路系の対地絶縁の良不良の判定結果の外部出力を実質的に禁止する出力禁止手段を有する車載対地絶縁回路の漏電検出装置。
5. 請求項４記載の車載対地絶縁回路の漏電検出装置において、
   前記交流試験電圧発生回路は、自己に印加される電源電圧が前記所定しきい値よりも低い電圧値範囲内に低下し、かつ、前記低下が所定の短時間内であれば、前記交流試験電圧の振幅減少を実行しない車載対地絶縁回路の漏電検出装置。
6. 請求項１記載の車載対地絶縁回路の漏電検出装置において、
   前記対地絶縁性能判定回路は、
   前記信号電圧と所定の判定用基準電圧値との大小関係に基づいて前記高電圧回路系の対地絶縁の良不良を判定するとともに、前記交流試験電圧発生回路が出力する前記交流試験電圧の振幅減少時に、前記判定用基準電圧値を実質的にＳＮ比改善方向に変更させることを特徴とする車載対地絶縁回路の漏電検出装置。
7. 請求項６記載の車載対地絶縁回路の漏電検出装置において、
   自己に印加される電源電圧が前記所定しきい値よりも低い電圧値範囲内に低下し、かつ、前記低下が所定の短時間内であれば、前記高電圧回路系の対地絶縁の良不良の判定結果の外部出力を実質的に禁止する出力禁止手段を有し、
   前記対地絶縁性能判定回路は、自己に印加される電源電圧が前記所定しきい値よりも低い電圧値範囲内に低下し、かつ、前記低下が所定の短時間内であれば、前記判定用基準電圧値変更を実行しない車載対地絶縁回路の漏電検出装置。

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