JP6004514B2 - 漏電検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、漏電の有無を検出する漏電検出装置に関する。

従来、漏電の有無を検出する漏電検出装置として、例えば特許文献１に開示されている地絡検出回路がある。

この地絡検出回路は、マイクロコンピュータと、発振出力部と、出力インピーダンス素子と、カップリングコンデンサとを備えている。マイクロコンピュータは、所定周波数のパルス電圧を発生する。発振出力部は、マイクロコンピュータの出力するパルス電圧を増幅し出力する。発振出力部の出力するパルス電圧は、出力インピーダンス素子及びカップリングコンデンサを介して高電圧バッテリに印加される。高電圧バッテリは、対地絶縁抵抗と対地寄生容量からなる絶縁インピーダンスを有している。そのため、出力インピーダンス素子とカップリングコンデンサの接続点には、出力インピーダンス素子と高電圧バッテリの絶縁インピーダンスによって分圧されたパルス電圧が生じる。出力インピーダンス素子とカップリングコンデンサの接続点に生じるパルス電圧の波高値は、高電圧バッテリの絶縁状態によって変化する。マイクロコンピュータは、出力インピーダンス素子とカップリングコンデンサの接続点に生じるパルス電圧の波高値に基づいて高電圧バッテリにおける地絡の有無を判定する。

特開２００３−２７４５０４号公報

ところで、出力インピーダンス素子とカップリングコンデンサの接続点に生じるパルス電圧の波高値は、高電圧バッテリの絶縁状態だけでなく、地絡検出回路を構成する素子の劣化や周囲温度によっても変化する。そのため、地絡検出回路を構成する素子の劣化状態や周囲温度の状況によっては、地絡しているにも関わらず地絡していないと判断したり、地絡しないにも関わらず地絡していると判断したりするような誤検出が発生し、地絡を適切に検出できなくなる可能性がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、漏電検出装置を構成する素子の劣化や周囲温度に影響されることなく漏電を適切に検出することができる漏電検出装置を提供することを目的とする。

そこで、本発明者らは、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、基準インピーダンス回路を設け、基準インピーダンス回路を接続した際の交流信号の波高値を検出して基準波高値とし、この基準波高値に基づいて判定することで、漏電検出装置を構成する素子の劣化や周囲温度に影響されることなく漏電を適切に検出できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、請求項１に記載の漏電検出装置は、交流信号を出力する交流信号出力回路と、所定のインピーダンスに設定され、一端が交流信号出力回路の出力端に接続されるインピーダンス回路と、一端がインピーダンス回路の他端に、他端が漏電検出対象にそれぞれ接続されるカップリングコンデンサと、インピーダンス回路の他端における交流信号の波高値に基づいて、漏電検出対象の漏電の有無を判定する漏電判定回路と、を備えた漏電検出装置において、漏電検出対象は、車両に搭載され、車体から絶縁されており、カップリングコンデンサと漏電検出対象の間、又は、インピーダンス回路とカップリングコンデンサの間に設けられ、カップリングコンデンサと漏電検出対象の間に設けられている場合には、カップリングコンデンサの他端を漏電検出対象に接続することでインピーダンス回路の他端を、カップリングコンデンサを介して漏電検出対象に接続、又は、カップリングコンデンサの他端を漏電検出対象から切断することでインピーダンス回路の他端を漏電検出対象から切断し、インピーダンス回路とカップリングコンデンサの間に設けられている場合には、インピーダンス回路の他端をカップリングコンデンサの一端に接続することでインピーダンス回路の他端を、カップリングコンデンサを介して漏電検出対象に接続、又は、インピーダンス回路の他端をカップリングコンデンサの一端から切断することでインピーダンス回路の他端を漏電検出対象から切断する第１切替え回路と、並列接続された抵抗とコンデンサからなり、インピーダンスが、漏電していると判定する際の絶縁抵抗及び浮遊容量の合成インピーダンスに設定された基準インピーダンス回路と、第１切替え回路がカップリングコンデンサと漏電検出対象の間に設けられている場合には、カップリングコンデンサの他端を基準インピーダンス回路に接続することでインピーダンス回路の他端を、カップリングコンデンサを介して基準インピーダンス回路に接続、又は、カップリングコンデンサの他端を基準インピーダンス回路から切断することでインピーダンス回路の他端を基準インピーダンス回路から切断し、第１切替え回路がインピーダンス回路とカップリングコンデンサの間に設けられている場合には、インピーダンス回路の他端を基準インピーダンス回路に接続、又は、インピーダンス回路の他端を基準インピーダンス回路から切断する第２切替え回路と、を有し、漏電判定回路は、漏電の有無を判定する際の基準となる、インピーダンス回路の他端における交流信号の波高値である漏電波高値と、所定条件における基準波高値が予め設定されており、第１切替え回路を制御してインピーダンス回路の他端を漏電検出対象から切断するとともに、第２切替え回路を制御してインピーダンス回路の他端を基準インピーダンス回路に接続し、インピーダンス回路の他端における交流信号の波高値を検出して基準波高値とし、所定条件における基準波高値と検出した基準波高値の変化率に基づいて漏電波高値を補正し、その後、第２切替え回路を制御してインピーダンス回路の他端を基準インピーダンス回路から切断するとともに、第１切替え回路を制御してインピーダンス回路の他端を漏電検出対象に接続し、インピーダンス回路の他端における交流信号の波高値と補正した漏電波高値に基づいて漏電検出対象の漏電の有無を判定することを特徴とする。

インピーダンス回路の他端における交流信号の波高値は、漏電検出対象の絶縁状態だけでなく、漏電検出装置を構成する素子の劣化や周囲温度によっても変化する。そのため、インピーダンス回路の他端における交流信号の波高値に基づいて漏電の有無を判定した場合、漏電検出装置を構成する素子の劣化状態や周囲温度の状況によっては、漏電しているにも関わらず漏電していないと判断したり、漏電していないにも関わらず漏電していると判断したりするような誤検出が発生し、漏電を適切に検出できなくなる可能性がある。しかし、この構成によれば、漏電判定回路は、インピーダンス回路の他端に基準インピーダンス回路を接続し、インピーダンス回路の他端における交流信号の波高値を検出して基準波高値とする。基準波高値は、漏電検出装置を構成する素子の劣化や周囲温度によって変化する。そのため、インピーダンス回路の他端における交流信号の波高値と基準波高値に基づいて判定することで、漏電検出装置を構成する素子の劣化や周囲温度の影響を抑え、漏電の有無を判定することができる。従って、これらに影響されることなく、車両に搭載され、車体から絶縁されている漏電検出対象の漏電を適切に検出することができる。しかも、漏電判定回路には、漏電の有無を判定する際の基準となる、インピーダンス回路の他端における交流信号の波高値である漏電判定波高値と、所定条件における基準波高値が予め設定されている。検出した基準波高値は、漏電検出装置を構成する素子の劣化状態や周囲温度の状況によって変化する。そのため、所定条件における基準波高値と検出した基準波高値によって、漏電検出装置を構成する素子の劣化状態や周囲温度の状況に応じて漏電判定波高値を補正することができる。従って、インピーダンス回路の他端における交流信号の波高値と補正した漏電判定波高値に基づいて判定することで、漏電検出装置を構成する素子の劣化や周囲温度の影響を受けることなく漏電を確実に検出することができる。

請求項２に記載の漏電検出装置は、基準インピーダンス回路は、カップリングコンデンサのインピーダンスを考慮して設定されていることを特徴とする。この構成によれば、カップリングコンデンサのインピーダンスを考慮しない場合に比べ、漏電の検出精度を向上させることができる。

第１参考形態における漏電検出装置の回路図である。 図１に示す漏電検出装置の漏電判定用基準波高値の検出動作を説明するための回路図である。 図１に示す漏電検出装置の漏電判定動作を説明するための回路図である。 第３実施形態における漏電検出装置の回路図である。 基準インピーダンス回路のインピーダンスについて説明するための説明図である。 第２参考形態における漏電検出装置の回路図である。 図６に示す漏電検出装置の漏電判定用基準波高値の検出動作を説明するための回路図である。 図６に示す漏電検出装置の漏電解除用基準波高値の検出動作を説明するための回路図である。 図６に示す漏電検出装置の漏電判定動作を説明するための回路図である。 第３参考形態における漏電検出装置の回路図である。

次に、各種形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。各形態では、本発明に係る漏電検出装置を、ハイブリッド車両に搭載された高電圧バッテリの漏電を検出する漏電検出装置に適用した例を示す。
（第１参考形態）
次に、第１参考形態の漏電検出装置について説明する。まず、図１を参照して第１参考形態の漏電検出装置の構成について説明する。ここで、図１は、第１参考形態における漏電検出装置の回路図である。

図１に示す漏電検出装置１（漏電検出装置）は、ハイブリッド車両に搭載された高電圧バッテリＢ１（漏電検出対象）の漏電を検出する装置である。ここで、高電圧バッテリＢ１は、ハイブリッド車両において、駆動力を発生するためのモータに電力を供給する電源である。高電圧バッテリＢ１は、車体から絶縁されている。そのため、高電圧バッテリＢ１と車体との間に、絶縁抵抗Ｒｇ及び浮遊容量Ｃｇが存在する。絶縁抵抗Ｒｇの一端は高電圧バッテリＢ１に接続され、他端は車体に接地されている。また、浮遊容量Ｃｇの一端及び他端は、絶縁抵抗Ｒｇの一端及び他端にそれぞれ接続されている。漏電検出装置１は、交流信号出力回路１０と、抵抗１１（インピーダンス回路）と、カップリングコンデンサ１２と、第１切替えスイッチ１３（第１切替え回路）と、基準インピーダンス回路１４と、第２切替えスイッチ１５（第２切替え回路）と、フィルタ回路１６と、漏電判定回路１７とを備えている。

交流信号出力回路１０は、所定周波数の交流信号を出力する回路である。具体的には、矩形波状のパルス信号を出力する回路である。交流信号出力回路１０の出力端は、抵抗１１に接続されている。

抵抗１１は、所定の抵抗値（所定のインピーダンス）に設定され、交流信号を分圧するための素子である。抵抗１１０の一端は交流信号出力回路１０の出力端に、他端はカップリングコンデンサ１２及びフィルタ回路１６にそれぞれ接続されている。

カップリングコンデンサ１２は、直流成分を遮断し、一端側と他端側を直流的に絶縁するための素子である。カップリングコンデンサ１２の一端は抵抗１１０の他端に、他端は第１切替えスイッチ１３及び第２切替えスイッチ１５にそれぞれ接続されている。

第１切替えスイッチ１３は、抵抗１１の他端を高電圧バッテリＢ１に接続又は高電圧バッテリＢ１から切断するための素子である。第１切替えスイッチ１３は、カップリングコンデンサ１２と高電圧バッテリＢ１の間に設けられている。第１切替えスイッチ１３の一端はカップリングコンデンサ１２の他端に、他端は高電圧バッテリＢ１にそれぞれ接続されている。また、制御端は、漏電判定回路１７に接続されている。

基準インピーダンス回路１４は、漏電していると判定する際の基準となるインピーダンスに設定された回路である。基準インピーダンス回路１４は、抵抗１４０と、コンデンサ１４１とを有している。抵抗１４０の一端は第２切替えスイッチ１５に接続され、他端は車体に接地されている。コンデンサ１４１の一端及び他端は、抵抗１４０の一端及び他端にそれぞれ接続されている。ここで、基準インピーダンス回路１４のインピーダンスは、常温において、漏電していると判定する際の絶縁抵抗Ｒｇ及び浮遊容量Ｃｇの合成インピーダンスである漏電判定インピーダンスに設定されている。

第２切替えスイッチ１５は、抵抗１１の他端を基準インピーダンス回路１４に接続又は基準インピーダンス回路１４から切断するための素子である。第２切替えスイッチ１５は、カップリングコンデンサ１２と第１切替えスイッチ１３の間に接続されている。第２切替えスイッチ１５の一端はカップリングコンデンサ１２の他端に、他端は抵抗１４０及びコンデンサ１４１の一端にそれぞれ接続されている。また、制御端は、漏電判定回路１７に接続されている。

フィルタ回路１６は、抵抗１１の他端における交流信号に含まれる高周波成分を除去するための回路である。フィルタ回路１６は、抵抗１６０と、コンデンサ１６１とを有している。抵抗１６０の一端は抵抗１１の他端に、他端は漏電判定回路１７にそれぞれ接続されている。コンデンサ１６１の一端は抵抗１６０の他端に接続され、他端は車体に接地されている。

漏電判定回路１７は、フィルタ回路１６によって高周波成分の除去された、抵抗１１の他端における交流信号の波高値に基づいて高電圧バッテリＢ１の漏電の有無を判定する回路である。具体的には、漏電の判定に先立って、第１切替えスイッチ１３を制御して抵抗１１の他端を高電圧バッテリＢ１から切断するとともに、第２切替えスイッチ１５を制御して抵抗１１の他端を基準インピーダンス回路１４に接続し、抵抗１１の他端における交流信号の波高値を検出して漏電判定用の基準波高値とする。その後、第２切替えスイッチ１５を制御して抵抗１１の他端を基準インピーダンス回路１４から切断するとともに、第１切替えスイッチ１３を制御して抵抗１１の他端を高電圧バッテリＢ１に接続し、抵抗１１の他端における交流信号の波高値と検出した漏電判定用の基準波高値の比較結果に基づいて高電圧バッテリＢ１の漏電の有無を判定する。漏電検出回路１７の入力端は、抵抗１６０の他端及びコンデンサ１６１の一端に接続されている。また、出力端は、第１切替えスイッチ１３の制御端及び第２切替えスイッチ１５の制御端にそれぞれ接続されている。

次に、図１〜図３を参照して漏電検出装置の動作について説明する。ここで、図２は、図１に示す漏電検出装置の漏電判定用基準波高値の検出動作を説明するための回路図である。図３は、図１に示す漏電検出装置の漏電判定動作を説明するための回路図である。

図１に示す交流信号出力回路１０は、所定周波数の矩形波状のパルス信号を出力する。

漏電判定回路１７は、高電圧バッテリＢ１の漏電の判定に先立って、図２に示すように、第１切替えスイッチ１３を制御して抵抗１１の他端を高電圧バッテリＢ１から切断するとともに、第２切替えスイッチ１５を制御して抵抗１１の他端を、カップリングコンデンサ１２を介して基準インピーダンス回路１４に接続し、抵抗１１の他端における交流信号の波高値を検出して漏電判定用の基準波高値とする。

その後、漏電判定回路１７は、図３に示すように、第２切替えスイッチ１５を制御して抵抗１１の他端を基準インピーダンス回路１４から切断するとともに、第１切替えスイッチ１３を制御して抵抗１１の他端を、カップリングコンデンサ１２を介して高電圧バッテリＢ１に接続し、抵抗１１の他端における交流信号の波高値と検出した漏電判定用の基準波高値の比較結果に基づいて高電圧バッテリＢ１の漏電の有無を判定する。具体的には、抵抗１１の他端における交流信号の波高値が検出した漏電判定用の基準波高値以下であるとき、絶縁抵抗Ｒｇと浮遊容量Ｃｇからなる絶縁インピーダンスが低下し漏電していると判定する。

次に、効果について説明する。抵抗１１の他端における交流信号の波高値は、高電圧バッテリＢ１の絶縁状態だけでなく、漏電検出装置１を構成する素子の劣化や周囲温度によっても変化する。そのため、抵抗１１の他端における交流信号の波高値に基づいて漏電の有無を判定した場合、漏電検出装置１を構成する素子の劣化状態や周囲温度の状況によっては、漏電しているにも関わらず漏電していないと判断したり、漏電していないにも関わらず漏電していると判断したりするような誤検出が発生し、漏電を適切に検出できなくなる可能性がある。しかし、第１参考形態によれば、漏電判定回路１７は、抵抗１１の他端に基準インピーダンス回路１４を接続し、抵抗１１の他端における交流信号の波高値を検出して基準波高値とする。基準波高値は、漏電検出装置１を構成する素子の劣化や周囲温度によって変化する。そのため、抵抗１１の他端における交流信号の波高値と基準波高値に基づいて判定することで、漏電検出装置１を構成する素子の劣化や周囲温度の影響を抑え、漏電の有無を判定することができる。従って、漏電検出装置１を構成する素子の劣化や周囲温度に影響されることなく、ハイブリッド車両に搭載され、車体から絶縁されている高電圧バッテリＢ１の漏電を適切に検出することができる。

また、第１参考形態によれば、基準インピーダンス回路１４は、漏電の有無を判定する際の基準となるインピーダンスに設定されている。そのため、検出した基準波高値は、漏電検出装置１を構成する素子の劣化状態や周囲温度の状況に応じて変化する、漏電の有無を判定する際の基準となる。従って、抵抗１１の他端における交流信号の波高値と検出した基準波高値の比較結果に基づいて判定することで、漏電検出装置１を構成する素子の劣化や周囲温度の影響を受けることなく漏電を確実に検出することができる。

さらに、第１参考形態によれば、第１切替えスイッチ１３は、カップリングコンデンサ１２と高電圧バッテリＢ１の間に設けられ、第２切替えスイッチ１５は、カップリングコンデンサ１２と第１切替えスイッチ１３の間に接続されている。そのため、カップリングコンデンサ１２のインピーダンスを考慮した基準波高値を検出することができる。従って、漏電の検出精度を向上させることができる。

（第１実施形態）
次に、第１実施形態の漏電検出装置について説明する。第１実施形態の漏電検出装置は、第１参考形態の漏電検出装置が、抵抗の他端における交流信号の波高値と検出した基準波高値の比較結果に基づいて漏電を判定するのに対して、検出した基準波高値に基づいて予め設定されている漏電判定波高値を補正し、抵抗の他端における交流信号の波高値と補正した漏電判定波高値に基づいて漏電を判定するようにしたものである。第１実施形態の漏電検出装置は、基準インピーダンス回路のインピーダンスと漏電判定回路の動作を除いて第１参考形態の漏電検出装置と同一構成である。そのため、図１を参照して第１実施形態の漏電検出装置の構成及び動作について説明する。

図１に示す基準インピーダンス回路１４のインピーダンスは、常温において、所定のインピーダンスに設定されている。第１参考形態のように、漏電判定インピーダンスに設定されている必要はない。

漏電判定回路１７には、漏電していると判定する際の基準となる、抵抗１１の他端における交流信号の波高値である漏電判定波高値（漏電波高値）が予め設定されている。また、常温（所定条件）における基準波高値が予め設定されている。

漏電判定回路１７は、漏電の判定に先立って、第１切替えスイッチ１３を制御して抵抗１１の他端を高電圧バッテリＢ１から切断するとともに、第２切替えスイッチ１５を制御して抵抗１１の他端を、カップリングコンデンサ１２を介して基準インピーダンス回路１４に接続し、抵抗１１の他端における交流信号の波高値を検出して基準波高値とする。そして、予め設定されている常温における基準波高値と検出した基準波高値に基づいて漏電判定波高値を補正する。具体的には、予め設定されている常温における基準波高値と検出した基準波高値の変化率に基づいて漏電判定波高値を補正する。

その後、漏電判定回路１７は、第２切替えスイッチ１５を制御して抵抗１１の他端を基準インピーダンス回路１４から切断するとともに、第１切替えスイッチ１３を制御して抵抗１１の他端を、カップリングコンデンサ１２を介して高電圧バッテリＢ１に接続し、抵抗１１の他端における交流信号の波高値と補正した漏電判定波高値の比較結果に基づいて高電圧バッテリＢ１の漏電の有無を判定する。具体的には、抵抗１１の他端における交流信号の波高値が補正した漏電判定波高値以下であるとき、絶縁抵抗Ｒｇと浮遊容量Ｃｇからなる絶縁インピーダンスが低下し漏電していると判定する。

次に、効果について説明する。第１実施形態によれば、漏電判定回路１７には、漏電していると判定する際の基準となる、抵抗１１の他端における交流信号の波高値である漏電判定波高値と、常温における基準波高値が予め設定されている。検出した基準波高値は、漏電検出装置１を構成する素子の劣化状態や周囲温度の状況によって変化する。そのため、予め設定されている常温における基準波高値と検出した基準波高値によって、漏電検出装置１を構成する素子の劣化状態や周囲温度の状況に応じて漏電判定波高値を補正することができる。従って、抵抗１１の他端における交流信号の波高値と補正した漏電判定波高値に基づいて判定することで、漏電検出装置１を構成する素子の劣化や周囲温度の影響を受けることなく漏電を確実に検出することができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態の漏電検出装置について説明する。第２実施形態の漏電検出装置は、第１実施形態の漏電検出装置が、予め設定されている漏電判定波高値を補正し、補正した漏電判定波高値に基づいて漏電を判定するのに対して、漏電判定波高値以外に漏電解除波高値が予め設定されており、予め設定されている漏電判定波高値と漏電解除波高値を補正し、補正した漏電判定波高値と漏電解除波高値に基づいて漏電を判定するようにしたものである。第２実施形態の漏電検出装置は、漏電判定回路の動作を除いて第１実施形態の漏電検出装置と同一構成である。そのため、第１実施形態の場合と同様に、図１を参照して第２実施形態の漏電検出装置の構成、動作及び効果について説明する。

漏電判定回路１７には、漏電していると判定する際の基準となる、抵抗１１の他端における交流信号の波高値である漏電判定波高値（漏電波高値）が予め設定されている。また、漏電していないと判定する際の基準となる、抵抗１１の他端における交流信号の波高値である漏電判定波高値よりも大きい漏電解除波高値（漏電波高値）が予め設定されている。さらに、常温（所定条件）における基準波高値が予め設定されている。

漏電判定回路１７は、漏電の判定に先立って、第１切替えスイッチ１３を制御して抵抗１１の他端を高電圧バッテリＢ１から切断するとともに、第２切替えスイッチ１５を制御して抵抗１１の他端を、カップリングコンデンサ１２を介して基準インピーダンス回路１４に接続し、抵抗１１の他端における交流信号の波高値を検出して基準波高値とする。そして、予め設定されている常温における基準波高値と検出した基準波高値に基づいて漏電判定波高値と漏電解除波高値を補正する。具体的には、予め設定されている常温における基準波高値と検出した基準波高値の変化率に基づいて漏電判定波高値と漏電解除波高値を補正する。

その後、漏電判定回路１７は、第２切替えスイッチ１５を制御して抵抗１１の他端を基準インピーダンス回路１４から切断するとともに、第１切替えスイッチ１３を制御して抵抗１１の他端を、カップリングコンデンサ１２を介して高電圧バッテリＢ１に接続し、抵抗１１の他端における交流信号の波高値と補正した漏電波高値の比較結果に基づいて高電圧バッテリＢ１の漏電の有無を判定する。具体的には、抵抗１１の他端における交流信号の波高値が補正した漏電判定波高値以下であるとき、絶縁抵抗Ｒｇと浮遊容量Ｃｇからなる絶縁インピーダンスが低下し漏電していると判定する。また、抵抗１１の他端における交流信号の波高値が補正した漏電解除波高値以上になると、漏電状態から正常状態に復帰したと判定する。これにより、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態の漏電検出装置について説明する。第３実施形態の漏電検出装置は、第１実施形態の漏電検出装置が、カップリングコンデンサの他端側、つまり高電圧バッテリ側に第１切替えスイッチ、基準インピーダンス回路及び第２切替えスイッチを有するのに対して、カップリングコンデンサの一端側、つまり反高電圧バッテリ側に第１切替えスイッチ、基準インピーダンス回路及び第２切替えスイッチを有するようにしたものである。

まず、図４及び図５を参照して第３実施形態の漏電検出装置の構成について説明する。ここで、図４は、第３実施形態における漏電検出装置の回路図である。図５は、基準インピーダンス回路のインピーダンスについて説明するための説明図である。

図４に示す漏電検出装置４は、交流信号出力回路４０と、抵抗４１（インピーダンス回路）と、カップリングコンデンサ４２と、第１切替えスイッチ４３（第１切替え回路）と、基準インピーダンス回路４４と、第２切替えスイッチ４５（第２切替え回路）と、フィルタ回路４６と、漏電判定回路４７とを備えている。

交流信号出力回路４０、抵抗４１、フィルタ回路４６及び漏電判定回路４７は、第１実施形態の交流信号出力回路１０、抵抗１１、フィルタ回路１６及び漏電判定回路１７と同一構成である。

第１切替えスイッチ４３の一端は抵抗４１の他端に、他端はカップリングコンデンサ４２にそれぞれ接続されている。また、制御端は、漏電判定回路４７に接続されている。カップリングコンデンサ４２の一端は第１切替えスイッチ４３の他端に、他端は高電圧バッテリＢ４にそれぞれ接続されている。つまり、第１切替えスイッチ４３は、抵抗４１とカップリングコンデンサ４２の間に設けられている。

第２切替えスイッチ４５の一端は抵抗４１の他端に、他端は抵抗４４０及びコンデンサ４４１の一端にそれぞれ接続されている。つまり、第２切替えスイッチ４５は、抵抗４１と第１切替えスイッチ４３の間に接続されている。

基準インピーダンス回路４４のインピーダンスは、カップリングコンデンサ４２のインピーダンスを考慮した上で、常温において、漏電していると判定する際の絶縁抵抗Ｒｇ及び浮遊容量Ｃｇの合成インピーダンスである漏電判定インピーダンスに設定されている。具体的には、基準インピーダンス回路４４のインピーダンスが、図５に示すように、カップリングコンデンサ４２、絶縁抵抗Ｒｇ及び浮遊容量Ｃｇからなる回路のインピーダンスと等しくなるように、抵抗４４０の抵抗値及びコンデンサ４４１の容量が設定されている。その際、カップリングコンデンサ４２のインピーダンスを抵抗４４０側に含むように設定してもよいし、コンデンサ４４１側に含むように設定してもよい。

動作については、第１実施形態と同様であるので省略する。

次に、効果について説明する。第３実施形態によれば、第１切替えスイッチ４３は、抵抗４１とカップリングコンデンサ４２の間に設けられ、第２切替えスイッチ４５は、抵抗４１と第１切替えスイッチ４３の間に接続されている。そのため、第１切替えスイッチ４３、基準インピーダンス回路４４及び第２切替えスイッチ４５が、カップリングコンデンサ４２によって高電圧バッテリＢ４から直流的に絶縁される。そのため、第１切替えスイッチ４３、基準インピーダンス回路４４及び第２切替えスイッチ４５の耐圧を抑えることができる。従って、コストを抑えることができる。

また、第３実施形態によれば、基準インピーダンス回路４４は、カップリングコンデンサ４２のインピーダンスを考慮して設定されている。そのため、カップリングコンデンサ４２のインピーダンスを考慮しない場合に比べ、漏電の検出精度を向上させることができる。

（第２参考形態）
次に、第２参考形態の漏電検出装置について説明する。第２参考形態の漏電検出装置は、第１参考形態の漏電検出装置が、検出した漏電判定用の基準波高値に基づいて漏電を判定するのに対して、漏電判定用の基準波高値以外に漏電解除用の基準波高値を検出し、検出した漏電判定用の基準波高値と漏電解除用の基準波高値に基づいて漏電の有無を判定するようにしたものである。

まず、図６を参照して第２参考形態の漏電検出装置の構成について説明する。ここで、図６は、第２参考形態における漏電検出装置の回路図である。

図６に示す漏電検出装置５は、交流信号出力回路５０と、抵抗５１（インピーダンス回路）と、カップリングコンデンサ５２と、第１切替えスイッチ５３（第１切替え回路）と、基準インピーダンス回路５４（基準インピーダンス回路）と、第２切替えスイッチ５５（第２切替え回路）と、基準インピーダンス回路５６（基準インピーダンス回路）と、第３切替えスイッチ５７（第２切替え回路）と、フィルタ回路５８と、漏電判定回路５９とを備えている。交流信号出力回路５０、抵抗５１、カップリングコンデンサ５２、第１切替えスイッチ５３、基準インピーダンス回路５４、第２切替えスイッチ５５及びフィルタ回路５８は、第１参考形態の交流信号出力回路１０、抵抗１１、カップリングコンデンサ１２、第１切替えスイッチ１３、基準インピーダンス回路１４、第２切替えスイッチ１５及びフィルタ回路１６と同一構成である。

基準インピーダンス回路５６は、漏電していないと判定する際の基準となるインピーダンスに設定された回路である。基準インピーダンス回路５６は、抵抗５６０と、コンデンサ５６１とを有している。抵抗５６０の一端は第３切替えスイッチ５７に接続され、他端は車体に接地されている。コンデンサ５６１の一端及び他端は、抵抗５６０の一端及び他端にそれぞれ接続されている。ここで、基準インピーダンス回路５６のインピーダンスは、常温において、漏電していないと判定する際の絶縁抵抗Ｒｇ及び浮遊容量Ｃｇの合成インピーダンスである、漏電判定インピーダンスより大きい漏電解除インピーダンスに設定されている。

第３切替えスイッチ５７は、抵抗５１の他端を基準インピーダンス回路５６に接続又は基準インピーダンス回路５６から切断するための素子である。第３切替えスイッチ５７は、カップリングコンデンサ５２と第１切替えスイッチ５３の間に接続されている。第３切替えスイッチ５７の一端は、カップリングコンデンサ５２の他端に、他端は抵抗５６０及びコンデンサ５６１の一端にそれぞれ接続されている。また、制御端は、漏電判定回路５９に接続されている。

漏電判定回路５９は、フィルタ回路５８によって高周波成分の除去された、抵抗５１の他端における交流信号の波高値に基づいて高電圧バッテリＢ５の漏電の有無を判定する回路である。具体的には、漏電の判定に先立って、第１切替えスイッチ５３及び第３切替えスイッチ５７を制御して抵抗５１の他端を高電圧バッテリＢ５及び基準インピーダンス回路５６から切断するとともに、第２切替えスイッチ５５を制御して抵抗５１の他端を、カップリングコンデンサ５２を介して基準インピーダンス回路５４に接続し、抵抗５１の他端における交流信号の波高値を検出して漏電判定用の基準波高値とする。

その後、漏電判定回路５９は、第１切替えスイッチ５３及び第２切替えスイッチ５５を制御して抵抗５１の他端を高電圧バッテリＢ５及び基準インピーダンス回路５４から切断するとともに、第３切替えスイッチ５７を制御して抵抗５１の他端を、カップリングコンデンサ５２を介して基準インピーダンス回路５６に接続し、抵抗５１の他端における交流信号の波高値を検出して漏電解除用の基準波高値とする。

そして、漏電判定回路５９は、第２切替えスイッチ５５及び第３切替えスイッチ５７を制御して抵抗５１の他端を基準インピーダンス回路５４、５６から切断するとともに、第１切替えスイッチ５３を制御して抵抗５１の他端を、カップリングコンデンサ５２を介して高電圧バッテリＢ５に接続し、抵抗５１の他端における交流信号の波高値と検出した漏電判定用及び漏電解除用の基準波高値との比較結果に基づいて高電圧バッテリＢ５の漏電の有無を判定する。

漏電検出回路５９の入力端は、抵抗５８０の他端及びコンデンサ５８１の一端に接続されている。また、出力端は、第１切替えスイッチ５３、第２切替えスイッチ５５及び第３切替えスイッチ５７の制御端にそれぞれ接続されている。

次に、図６〜図９を参照して漏電検出装置の動作及び効果について説明する。ここで、図７は、図６に示す漏電検出装置の漏電判定用基準波高値の検出動作を説明するための回路図である。図８は、図６に示す漏電検出装置の漏電解除用基準波高値の検出動作を説明するための回路図である。図９は、図６に示す漏電検出装置の漏電判定動作を説明するための回路図である。

図６に示す交流信号出力回路５０は、所定周波数の矩形波状のパルス信号を出力する。

漏電判定回路５９は、高電圧バッテリＢ５の漏電の判定に先立って、図７に示すように、第１切替えスイッチ５３及び第３切替えスイッチ５７を制御して抵抗５１の他端を高電圧バッテリＢ５及び基準インピーダンス回路５６から切断するとともに、第２切替えスイッチ５５を制御して抵抗５１の他端を、カップリングコンデンサ５２を介して基準インピーダンス回路５４に接続し、抵抗５１の他端における交流信号の波高値を検出して漏電判定用の基準波高値とする。

その後、図８に示すように、漏電判定回路５９は、第１切替えスイッチ５３及び第２切替えスイッチ５５を制御して抵抗５１の他端を高電圧バッテリＢ５及び基準インピーダンス回路５４から切断するとともに、第３切替えスイッチ５７を制御して抵抗５１の他端を、カップリングコンデンサ５２を介して基準インピーダンス回路５６に接続し、抵抗５１の他端における交流信号の波高値を検出して漏電解除用の基準波高値とする。

そして、図９に示すように、漏電判定回路５９は、第２切替えスイッチ５５及び第３切替えスイッチ５７を制御して抵抗５１の他端を基準インピーダンス回路５４、５６から切断するとともに、第１切替えスイッチ５３を制御して抵抗５１の他端を、カップリングコンデンサ５２を介して高電圧バッテリＢ５に接続し、抵抗５１の他端における交流信号の波高値と検出した漏電判定用及び漏電解除用の基準波高値との比較結果に基づいて高電圧バッテリＢ５の漏電の有無を判定する。具体的には、抵抗５１の他端における交流信号の波高値が漏電判定用の基準波高値以下であるとき、絶縁抵抗Ｒｇと浮遊容量Ｃｇからなる絶縁インピーダンスが低下し漏電していると判定する。また、抵抗５１の他端における交流信号の波高値が漏電解除用の基準波高値以上になると、漏電状態から正常状態に復帰したと判定する。これにより、第１参考形態と同様の効果を得ることができる。

（第３参考形態）
次に、第３参考形態の漏電検出装置について説明する。第３参考形態の漏電検出装置は、第２参考形態の漏電検出装置が、カップリングコンデンサの他端側、つまり高電圧バッテリ側に第１切替えスイッチ、基準インピーダンス回路、第２切替えスイッチ及び第３切替えスイッチを有するのに対して、カップリングコンデンサの一端側、つまり反高電圧バッテリ側に第１切替えスイッチ、基準インピーダンス回路、第２切替えスイッチ及び第３切替えスイッチを有するようにしたものである。

まず、図１０を参照して第３参考形態の漏電検出装置の構成、動作及び効果について説明する。ここで、図１０は、第３参考形態における漏電検出装置の回路図である。

図１０に示す漏電検出装置６は、交流信号出力回路６０と、抵抗６１（インピーダンス回路）と、カップリングコンデンサ６２と、第１切替えスイッチ６３（第１切替え回路）と、基準インピーダンス回路６４（基準インピーダンス回路）と、第２切替えスイッチ６５（第２切替え回路）と、基準インピーダンス回路６６（基準インピーダンス回路）と、第３切替えスイッチ６７（第２切替え回路）と、フィルタ回路６８と、漏電判定回路６９とを備えている。交流信号出力回路６０、抵抗６１、フィルタ回路６８及び漏電判定回路６９は、第２参考形態の交流信号出力回路５０、抵抗５１、フィルタ回路５８及び漏電判定回路５９と同一構成である。

第１切替えスイッチ６３の一端は抵抗６１の他端に、他端はカップリングコンデンサ６２にそれぞれ接続されている。また、制御端は、漏電判定回路６９に接続されている。カップリングコンデンサ６２の一端は第１切替えスイッチ６３の他端に、他端は高電圧バッテリＢ６にそれぞれ接続されている。つまり、第１切替えスイッチ６３は、抵抗６１とカップリングコンデンサ６２の間に設けられている。

第２切替えスイッチ６５の一端は抵抗６１の他端に、他端は抵抗６４０及びコンデンサ６４１の一端にそれぞれ接続されている。また、第３切替えスイッチ６７の一端は抵抗６１の他端に、他端は抵抗６６０及びコンデンサ６６１の一端にそれぞれ接続されている。つまり、第２切替えスイッチ６５及び第３切替えスイッチ６７は、抵抗６１と第１切替えスイッチ６３の間に接続されている。

基準インピーダンス回路６４のインピーダンスは、カップリングコンデンサ６２のインピーダンスを考慮した上で、常温において、漏電していると判定する際の絶縁抵抗Ｒｇ及び浮遊容量Ｃｇの合成インピーダンスである漏電判定インピーダンスに設定されている。具体的には、基準インピーダンス回路６４のインピーダンスが、カップリングコンデンサ６２、絶縁抵抗Ｒｇ及び浮遊容量Ｃｇからなる回路のインピーダンスと等しくなるように、抵抗６４０の抵抗値及びコンデンサ６４１の容量が設定されている。その際、カップリングコンデンサ６２のインピーダンスを抵抗６４０側に含むように設定してもよいし、コンデンサ６４１側に含むように設定してもよい。

基準インピーダンス回路６６のインピーダンスは、カップリングコンデンサ６２のインピーダンスを考慮した上で、常温において、漏電していないと判定する際の絶縁抵抗Ｒｇ及び浮遊容量Ｃｇの合成インピーダンスである漏電解除インピーダンスに設定されている。具体的には、基準インピーダンス回路６６のインピーダンスが、カップリングコンデンサ６２、絶縁抵抗Ｒｇ及び浮遊容量Ｃｇからなる回路のインピーダンスと等しくなるように、抵抗６６０の抵抗値及びコンデンサ６６１の容量が設定されている。その際、カップリングコンデンサ６２のインピーダンスを抵抗６６０側に含むように設定してもよいし、コンデンサ６６１側に含むように設定してもよい。

動作については、第２参考形態と同様であるため省略する。これにより、第３実施形態と同様の効果を得ることができる。

１、４〜６・・・漏電検出装置、１０、４０、５０、６０・・・交流信号出力回路、１１、４１、５１、６１・・・抵抗（インピーダンス回路）、１２、４２、５２、６２・・・カップリングコンデンサ、１３、４３、５３、６３・・・第１切替えスイッチ（第１切替え回路）、１４、４４、５４、５６、６４、６６・・・基準インピーダンス回路、１４０、４４０、５４０、５６０、６４０、６６０・・・抵抗、１４１、４４１、５４１、６４１、６６１・・・コンデンサ、１５、４５、５５、６５・・・第２切替えスイッチ（第２切替え回路）、１６、４６、５８、６８・・・フィルタ回路、１６０、４６０、５８０、６８０・・・抵抗、１６１、４６１、５８１、６８１・・・コンデンサ、１７、４７、５９、６９・・・漏電判定回路、５７、６７・・・第３切替えスイッチ（第２切替え回路）、Ｂ１、Ｂ４〜Ｂ６・・・高電圧バッテリ（漏電検出対象）、Ｒｇ・・・絶縁抵抗、Ｃｇ・・・浮遊容量

Claims (2)

1. 交流信号を出力する交流信号出力回路と、
   所定のインピーダンスに設定され、一端が前記交流信号出力回路の出力端に接続されるインピーダンス回路と、
   一端が前記インピーダンス回路の他端に、他端が漏電検出対象にそれぞれ接続されるカップリングコンデンサと、
   前記インピーダンス回路の他端における交流信号の波高値に基づいて、前記漏電検出対象の漏電の有無を判定する漏電判定回路と、
   を備えた漏電検出装置において、
   前記漏電検出対象は、車両に搭載され、車体から絶縁されており、
   前記カップリングコンデンサと前記漏電検出対象の間、又は、前記インピーダンス回路と前記カップリングコンデンサの間に設けられ、前記カップリングコンデンサと前記漏電検出対象の間に設けられている場合には、前記カップリングコンデンサの他端を前記漏電検出対象に接続することで前記インピーダンス回路の他端を、前記カップリングコンデンサを介して前記漏電検出対象に接続、又は、前記カップリングコンデンサの他端を前記漏電検出対象から切断することで前記インピーダンス回路の他端を前記漏電検出対象から切断し、前記インピーダンス回路と前記カップリングコンデンサの間に設けられている場合には、前記インピーダンス回路の他端を前記カップリングコンデンサの一端に接続することで前記インピーダンス回路の他端を、前記カップリングコンデンサを介して前記漏電検出対象に接続、又は、前記インピーダンス回路の他端を前記カップリングコンデンサの一端から切断することで前記インピーダンス回路の他端を前記漏電検出対象から切断する第１切替え回路と、
   並列接続された抵抗とコンデンサからなり、インピーダンスが、漏電していると判定する際の絶縁抵抗及び浮遊容量の合成インピーダンスに設定された基準インピーダンス回路と、
   前記第１切替え回路が前記カップリングコンデンサと前記漏電検出対象の間に設けられている場合には、前記カップリングコンデンサの他端を前記基準インピーダンス回路に接続することで前記インピーダンス回路の他端を、前記カップリングコンデンサを介して前記基準インピーダンス回路に接続、又は、前記カップリングコンデンサの他端を前記基準インピーダンス回路から切断することで前記インピーダンス回路の他端を前記基準インピーダンス回路から切断し、前記第１切替え回路が前記インピーダンス回路と前記カップリングコンデンサの間に設けられている場合には、前記インピーダンス回路の他端を前記基準インピーダンス回路に接続、又は、前記インピーダンス回路の他端を前記基準インピーダンス回路から切断する第２切替え回路と、
   を有し、
   前記漏電判定回路は、漏電の有無を判定する際の基準となる、前記インピーダンス回路の他端における交流信号の波高値である漏電波高値と、所定条件における基準波高値が予め設定されており、前記第１切替え回路を制御して前記インピーダンス回路の他端を前記漏電検出対象から切断するとともに、前記第２切替え回路を制御して前記インピーダンス回路の他端を前記基準インピーダンス回路に接続し、前記インピーダンス回路の他端における交流信号の波高値を検出して基準波高値とし、前記所定条件における基準波高値と前記検出した基準波高値の変化率に基づいて前記漏電波高値を補正し、その後、前記第２切替え回路を制御して前記インピーダンス回路の他端を前記基準インピーダンス回路から切断するとともに、前記第１切替え回路を制御して前記インピーダンス回路の他端を前記漏電検出対象に接続し、前記インピーダンス回路の他端における交流信号の波高値と前記補正した漏電波高値に基づいて前記漏電検出対象の漏電の有無を判定することを特徴とする漏電検出装置。
2. 前記基準インピーダンス回路は、前記カップリングコンデンサのインピーダンスを考慮して設定されていることを特徴とする請求項１に記載の漏電検出装置。

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