KR20080034200A - 절연 저항 검출 장치 - Google Patents

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닛본 덴끼 가부시끼가이샤
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Abstract

절연 저항치를 정확하고 또한 리얼타임으로 검출하는 절연 저항 검출 장치를 제공한다. 펄스 발생기(10)와, 한쪽의 입력에 기준 전압(VREF)이 공급되고, 다른쪽의 입력에 펄스 발생기(10)의 출력이 공급되고, 해당 다른쪽의 입력의 레벨이 기준 전압(VREF)을 초과한 경우에 로우 레벨의 신호를, 해당 다른쪽의 입력의 레벨이 기준 전압(VREF)을 하회한 경우에 하이 레벨의 신호를 출력하는 콤퍼레이터(11)와, 펄스 발생기(10)의 출력 라인에 직렬로 삽입된 저항(R1)과, 콤퍼레이터(11)의 다른쪽의 입력 라인에 일단이 접속되고, 고압 직류 전원(21)의 출력 라인에 타단이 접속되는 커플링 콘덴서(C2)와, 콤퍼레이터(11)의 다른쪽의 입력 라인에 일단이 접속되고, 그라운드에 타단이 접속되는 콘덴서(C1)와, 콤퍼레이터(11)의 출력 파형의 듀티비로부터 고압 직류 전원(21)의 출력 라인에서의 절연 저항의 값을 산출하는 펄스 폭 계측기(12)를 갖는다.
Figure P1020087005796
절연 저항 검출 장치

Description

절연 저항 검출 장치{INSULATING RESISTANCE DETECTION APPARATUS}
본 발명은, 직류 전원을 구비하는 장치, 예를 들면 전기 자동차나 하이브리드 자동차로 대표되는 전동(電動) 차량에 탑재되는 고전압 시스템의 절연 저항을 검출하는 장치에 관한 것이다.
전기 자동차나 하이브리드 자동차 등의 전동 차량은, 예를 들면 DC 60V를 초과하는 고전압 시스템을 탑재한다. 이와 같은 고전압 시스템을 탑재하는 전동 차량에서는, 일반적으로, 고전압 라인은 섀시 그라운드로부터 절연되도록 설계된다. 고전압 라인과 섀시 그라운드 사이의 절연 저항이 소정치 이하가 되면, 차량과 인체가 접촉하는 개소에 따라서는, 감전(感電) 등의 데미지를 인체에 줄 가능성이 있다. 따라서, 고전압 라인과 섀시 그라운드 사이의 절연 저항을 검출하고, 절연 저항의 저하가 인정된 경우에는, 유저에 대해 경고를 하고, 적절한 메인티넌스를 받도록 촉구하는 조치(措置)를 취할 필요가 있다..
고전압 라인과 섀시 그라운드 사이의 절연 저항을 검출하는 장치로서, 일본 특개2005-114497호 공보에 기재된 지락(地絡) 검출 회로가 있다. 도 1에, 이 지락 검출 회로의 구성을 도시한다.
도 1을 참조하면, 지락 검출 회로는, 배터리군(群)으로 이루어지는 고압 직 류 전원(100)과, 이 고압 직류 전원(100)의 출력을 교류로 변환하기 위한 인버터로 이루어지는 DC/AC 변환기(101)와, 이 DC/AC 변환기(101)의 출력이 공급되는 교류 모터(102)로 이루어지는 전기 자동차의 주행 구동 회로계에 있어서, 고압 직류 전원(100)으로부터 차체로의 지락을 검출하는 회로로서, 교류 신호(구형(矩形) 펄스)를 출력하는 발진 회로(103)와, 이 발진 회로(103)의 출력이 검출 저항(107)을 통하여 공급되는 전압 레벨 검출부(104)를 가지며, 이들 발진 회로(103) 및 전압 레벨 검출부(104)의 접속점(P)과 고압 직류 전원의 플러스 모선(母線)이 커플링 콘덴서(105)로 접속되어 직류 성분이 차단되도록 구성되어 있다.
상기한 지락 검출 회로에서는, 접속점(P)에서, 발진 회로(103)로부터의 구형 펄스를 절연 저항(106)과 검출 저항(107)으로 분압한 전압치가 나타난다. 평상시는, 절연 저항(106)의 값을 무한대로 간주할 수 있기 때문에, 접속점(P)에서의 전압은 발진 회로(103)의 출력 레벨에 거의 일치한다. 절연 장애가 발생하여 절연 저항(106)이 저하되면, 접속점(P)에서의 전압이 크게 감소한다. 따라서, 이 접속점(P)에서의 전압의 변화를 검출함으로써, 절연 장애를 판단할 수 있다. 전압 레벨 검출부(104)에서는, 접속점(P)에서의 전압치가 기준 전압을 하회한 경우에, 고압 직류 전원(100)의 마이너스 모선과 차체 사이에 지락이 발생하였다고 판단된다.
그러나, 상술한 종래의 검출 회로는, 절연 장애의 발생을 검지할 수 있는 것이지만, 절연 장애의 발생을 예측할 수는 없다. 이 때문에, 절연 장애 발생의 통지를 받은 시점에서는, 이미 절연 장애가 발생한 상태에 있고, 유저는, 즉석에서 메인티넌스를 받을 필요가 있다.
유저에게는, 메인티넌스를 행하기 위한 기간에 어느 정도의 여유가 있는 것이 바람직하다. 메인티넌스 기간에 여유를 갖게 하기 위해서는, 절연 장애의 발생을 예측할 필요가 있다. 절연 장애의 발생을 예측하기 위해서는, 절연 저항치의 검출을 정확하고 또한 리얼타임으로 행할 필요가 있지만, 접속점(P)에서의 전압(절연 저항과 검출 저항의 분압)을 검출하는 종래의 검출 회로에서는, 그와 같은 절연 저항치의 검출을 행할 수는 없다.
본 발명의 목적은, 상기 문제를 해결하고, 절연 저항치를 정확하고 또한 리얼타임으로 검출하는 것이 가능한, 간이한 구성의 절연 저항 검출 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 절연 저항 검출 장치는, 직류 전원을 구비하는 외부 장치의, 상기 직류 전원과 그라운드 사이의 절연 저항을 검출하는 절연 저항 검출 장치로서, 주기(周期) 및 듀티비(比)가 일정한 구형파(矩形波) 펄스를 발생하는 펄스 발생기와, 한쪽의 입력에 기준 전압이 공급되고, 다른쪽의 입력에 상기 펄스 발생기의 출력이 공급되고, 해당 다른쪽의 입력의 레벨이 상기 기준 전압을 초과한 경우에, 제 1의 레벨의 신호를, 해당 다른쪽의 입력의 레벨이 상기 기준 전압을 하회한 경우에, 상기 제 1의 레벨과는 다른 제 2의 레벨의 신호를 출력하는 비교기와, 상기 펄스 발생기의 출력 라인에 직렬로 삽입된 제 1의 저항과, 상기 제 1의 저항과 상기 비교기의 다른쪽의 입력을 접속하는 라인에 일단이 접속되고, 상기 직류 전원의 출력 라인에 타단이 접속되는 커플링 콘덴서와, 상기 비교기의 다른쪽의 입력에 접속된 라인의, 상기 제 1의 저항과 상기 커플링 콘덴서 사이에 일단이 접속되고, 상기 그라운드에 타단이 접속되는 콘덴서와, 상기 비교기의 출력 파형의 펄스 폭을 계측하여 해당 출력 파형의 듀티비를 산출하고, 해당 산출한 듀티비에 의거하여 상기 절연 저항의 값을 산출하는 펄스 폭 계측기를 갖는다.
상기한 구성에 의하면, 제 1의 저항, 콘덴서, 커플링 콘덴서 및 절연 저항으로 이루어지는 회로에 의해, 비교기의 다른쪽의 입력에 공급되는 신호 파형(입력 파형)의 무디어짐이 발생한다. 평상시는, 펄스 발생기로부터의 펄스파형 신호가 하이 레벨인 기간에서, 비교기의 다른쪽의 입력에서의 전위는, 서서히 상승하고, 어느 시점에서 기준 전압을 초과하고, 그 후, 펄스파형 신호의 하이 레벨의 전위로 수속한다. 그리고, 펄스 발생기로부터의 펄스파형 신호가 로우 레벨인 기간에서, 비교기의 다른쪽의 입력에서의 전위는 기준 전압을 하회한다. 비교기의 과도 응답 시간은, 절연 저항의 크기에 의해 변화하기 때문에, 비교기의 다른쪽의 입력에서의 전위가 기준 전압을 초과하기까지의 시간(T)이, 절연 저항의 변화에 따라 변화한다. 따라서 비교기의 출력 파형의 듀티비가 절연 저항의 변화에 대응하는 것으로 되어, 듀티비로부터 절연 저항의 값을 산출할 수 있다. 이와 같이, 본 발명에서는, 비교기의 출력 파형의 듀티비로부터 절연 저항의 값을 리얼타임으로, 또한, 정확하게 산출하는 것이 가능하게 되어 있다.
또한, 제 1의 저항과 커플링 콘덴서 사이에 콘덴서를 마련하지 않는 경우는, 비교기의 다른쪽의 입력에서의 전위의 상승이 가파르게 되고, 절연 저항의 변화에 대한 상기 시간(T)의 변화가 작아져서, 절연 저항의 값을 정확하게 검출할 수 없게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 외부 장치의 절연 저항을 리얼타임으로, 또한, 정확하게 측정할 수 있기 때문에, 그 측정 결과에 의거하여 절연 장애의 발생을 예측할 수 있다.
도 1은 종래의 지락 검출 회로의 구성을 도시하는 블록도.
도 2는 본 발명의 한 실시 형태인 절연 저항 검출 장치의 구성을 도시하는 블록도.
도 3은 도 2에 도시하는 펄스 폭 계측기의 주요부를 도시하는 블록도.
도 4는 도 2에 도시하는 절연 저항 검출 장치의 동작 원리를 설명하기 위한 도면.
도 5는 도 2에 도시하는 펄스 폭 계측기에 의한 절연 저항의 산출 순서를 도시하는 플로우 차트도..
도 6은 듀티비와 절연 저항치의 대응 관계의 한 예를 도시하는 도면.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
10 : 펄스 발생기
11 : 콤퍼레이터
12 : 펄스 폭 계측기
20 : 고전압 시스템
21 : 고압 직류 전원
22 : 인버터
23 : 모터
다음에, 본 발명의 실시 형태에 관해 도면을 참조하여 설명한다.
도 2는, 본 발명의 한 실시 형태인 절연 저항 검출 장치의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 2를 참조하면, 이 절연 저항 검출 장치는, 전기 자동차나 하이브리드 자동차 등의 전동 차량에 탑재되는 고전압 시스템(20)의 절연 저항을 검출하는 것으로서, 펄스 발생기(10), 콤퍼레이터(11), 펄스 폭 계측기(12), 저항(R1, R2), 다이오드(D1) 및 콘덴서(C1, C2)를 갖는다.
고전압 시스템(20)은, 배터리군으로 이루어지는 고압 직류 전원(21)과, 이 고압 직류 전원(21)의 출력을 교류로 변환하기 위한 인버터(22)와, 이 인버터(22)의 출력이 공급되는 모터(23)로 이루어진다. 고압 직류 전원(21)의 정측(正側) 출력 라인에서의 절연 저항을 Ra, 부측(負側) 출력 라인에서의 절연 저항을 Rb라고 한다.
펄스 발생기(10)는, 주기 및 듀티비가 일정한 구형파 펄스를 발생한다. 펄스 발생기(10)는, 전용 IC나 마이크로 컴퓨터로 구성하여도 좋다. 펄스 발생기(10)의 출력 라인에는, 저항(R1)이 직렬로 마련되어 있고, 또한 이 저항(R1)에 병렬로, 다이오드(D1) 및 저항(R2)이 직렬로 접속된 회로가 마련되어 있다. 다이오드(D1)의 출력과 저항(R1)의 펄스 발생기(10)측의 단부(端部) 접속점을 A점이라고 한다.
저항(R1)의 펄스 발생기(10)측과는 반대측의 단부는, 콤퍼레이터(11)의 입력(부측 입력)에 접속되어 있다. 저항(R1)과 콤퍼레이터(11)의 입력을 접속하는 라인은, 콘덴서(C1)를 통하여 섀시 그라운드에 접속되어 있고, 또한 콘덴서(C1)와의 접속점부터 콤퍼레이터(11)의 입력까지의 라인에, 고전압 시스템(20)을 구성하는 고압 직류 전원(21)의 출력 라인(여기서는, 정측 출력 라인)이 커플링 콘덴서(C2)를 통하여 접속되어 있다. 콤퍼레이터(11)의 입력 라인과 커플링 콘덴서(C2)의 접속점을 B점이라고 한다.
콤퍼레이터(11)의 또 다른 쪽의 입력(정측 입력)에는, 기준 전압(VREF)이 저항(R3)을 통하여 공급되고 있다. 콤퍼레이터(11)는, B점에서의 전위 레벨(입력 레벨)과 기준 전압(VREF)을 비교하고, 입력 레벨이 기준 전압(VREF)을 초과한 경우에, 로우 레벨의 출력 신호를, 입력 레벨이 기준 전압(VREF) 이하인 경우에, 하이 레벨의 출력 신호를 출력한다. 콤퍼레이터(11)의 출력은, 펄스 폭 계측기(12)에 공급되고 있다.
또한, 콤퍼레이터(11)는, 그 출력의 일부가 저항(R4)을 통하여 입력으로 정귀환(正歸還)된 히스테리시스 회로로 되어 있고, 이른바 히스테리시스 특성(입력 전압이, 저전위로부터 고전위로 변화하는 경우와, 고전위로부터 저전위로 변화하는 경우에서, 출력 전위가 변화한 점이 다르다는 특성)을 갖는다. 이 히스테리시스 특성을 이용함으로써, 후술하는 출력 라인에서의 채터링을 방지한다. 콤퍼레이터(11) 의 출력 라인의, 저항(R4)과의 접속점을 C점이라고 한다.
펄스 폭 계측기(12)는, 예를 들면, 펄스의 폭을 측정하는 것이 가능한 인풋 캡처 카운터 기능을 구비한 마이크로 컴퓨터로 구성되는 것으로서, 콤퍼레이터(11)의 출력 신호 파형의 펄스 폭을 측정하여 그 출력 신호 파형의 듀티비를 구하고, 그 구한 듀티비로부터 고전압 시스템(20)의 절연 저항(절연 저항(Ra)과 절연 저항(Rb)의 합성 저항)을 연산한다.
도 3에, 펄스 폭 계측기(12)의 주요부를 도시한다. 도 3을 참조하면, 펄스 폭 계측기(12)는, 연산 처리부(50), 에지 검출부(51), 카운터(52) 및 기억부(53)로 이루어진다. 기억부(53)는, 듀티비와 고전압 시스템(20)의 절연 저항과의 대응 관계가 미리 격납된 특성 정보 격납부(54) 및 절연 저항치의 연산 결과가 격납되는 절연 저항치 격납부(55)를 갖는다. 에지 검출부(51)는, 콤퍼레이터(11)의 출력 신호 파형의 에지(상승 및 하강)를 검출한다.
연산 처리부(50)는, 카운터(52)의 기동을 제어함과 함께, 에지 검출부(51)로부터의 에지 검출 신호에 의거하여, 카운터(52)의 카운터 값을 취득하고, 해당 취득한 카운터 값으로부터 콤퍼레이터(11)의 출력 신호 파형의 펄스 폭을 구하고, 그 구한 펄스 폭으로부터 듀티비를 산출한다. 또한, 연산 처리부(50)는, 산출한 듀티비로부터, 특성 정보 격납부(54)에 격납된 듀티비와 절연 저항의 대응 관계를 참조하여 고전압 시스템(20)의 절연 저항을 산출한다. 이 산출 결과는, 절연 저항치 격납부(55)에 격납된다. 펄스 폭 계측기(12)에서는, 펄스 폭 측정, 듀티비의 산출, 절연 저항의 산출의 일련의 처리가 일정한 시간 간격으로 반복되고, 절연 저항치 격납부(55)에 절연 저항치의 시계열 데이터가 격납되도록 되어 있고, 연산 처리부(50)는, 그 절연 저항치 격납부(55)에 격납된 절연 저항치의 시계열 데이터에 의거하여 절연 장애를 추정한다. 이 절연 장애의 추정에서는, 예를 들면, 시계열 데이터로부터 얻어지는 절연 저항치의 변화의 크기가 소정의 값을 초과한 경우에 절연 장애라고 추정한다.
다음에, 본 실시 형태의 절연 저항 검출 장치의 동작에 관해 설명한다.
우선, 고전압 시스템(20)의 절연 저항(Ra)과 절연 저항(Rb)의 합성 저항인 절연 저항의 값을 검출하는 원리에 관해 설명한다.
펄스 발생기(10)의 출력 신호(A점에서의 전위)가 로우 레벨로부터 하이 레벨로 천이하면, 저항(R1)을 통하여 콘덴서(C1)의 충전이 시작되지만, 절연 저항(Ra)과 절연 저항(Rb)이 존재하기 때문에, 커플링 콘덴서(C2)에도 전류가 흐른다. B점에서의 전위는, 펄스 발생기(10)의 출력 신호의 하이 레벨의 전위로 수속하지만, 콤퍼레이터(11)의 과도 응답 시간은 고전압 시스템(20)의 절연 저항의 크기에 의해 변화한다.
콤퍼레이터(11)에서는, B점의 전위 레벨과 기준 전압(VREF)이 비교된다. 콘덴서(C1) 및 커플링 콘덴서(C2)가 충전되고, B점의 전위 레벨이 기준 전압(VREF)보다 높아지면, 콤퍼레이터(11)의 출력 신호(C점에서의 전위)가 하이 레벨로부터 로우 레벨로 천이한다. 이 때의 출력 신호의 채터링을 상술한 히스테리시스 회로에 의해 방지한다.
펄스 발생기(10)의 출력 신호(A점에서의 전위)가 로우 레벨로부터 하이 레벨로 천이하면, 콘덴서(C1) 및 커플링 콘덴서(C2)에 축적되어 있던 전하가, 저항(R1)과 다이오드(D1) 및 저항(R2)을 통하여 방전된다. 여기서는, 저항(R2)의 값을 저항(R1)의 값보다 충분히 작게 하고 있고, 이로써, 충분히 짧은 시간에서 방전이 완료되도록 되어 있다. 콘덴서(C1) 및 커플링 콘덴서(C2)에 축적되어 있던 전하가 방전되면, B점에서의 전위는 로우 레벨로 천이한다. 이 결과, 콤퍼레이터(11)의 출력 신호(C점에서의 전위)가 로우 레벨로부터 하이 레벨로 천이한다.
도 4에, 상기한 동작에서의 A점, B점, C점에서의 전위의 변화(파형)를 도시한다. 도 4중, 파형(A)은 A점에서의 전위 레벨의 변화, 파형(B)은 B점에서의 전위 레벨의 변화, 파형(C)은 C점에서의 전위 레벨의 변화를 각각 나타낸다. 콤퍼레이터의 임계치(스레시홀드 레벨)는, 기준 전압(VREF)에 히스테리시스분을 가한 값이다.
도 4를 참조하면, 고전압 시스템(20)의 절연 저항이 큰 경우는, A점에서의 전위 레벨이 로우 레벨로부터 하이 레벨로 천이하면, B점에서의 전위 레벨은, 서서히 상승하고, 어느 시점에서 콤퍼레이터(11)의 임계치를 초과하고, 그 후, A점에서의 전위 레벨(하이 레벨)로 수속한다. B점에서의 전위 레벨이 콤퍼레이터(11)의 임계치를 초과하면, C점에서의 전위 레벨이, 하이 레벨로부터 로우 레벨로 천이한다. A점에서의 전위 레벨이 로우 레벨로부터 하이 레벨로 천이하면, B점에서의 전위 레벨은, 곧바로 로우 레벨이 된다. B점에서의 전위 레벨이 로우 레벨이 되면, C점에서의 전위 레벨은, 하이 레벨로부터 로우 레벨로 천이한다.
고전압 시스템(20)의 절연 저항이 작은 경우도, A점에서의 전위 레벨이 로우 레벨로부터 하이 레벨로 천이하면, B점에서의 전위 레벨은, 서서히 상승하지만, 그 변화는, 고전압 시스템(20)의 절연 저항이 큰 경우에 비하여 작다. 이 때문에, B점에서의 전위 레벨이 콤퍼레이터(11)의 임계치를 초과하기까지 필요로 하는 시간은, 고전압 시스템(20)의 절연 저항이 큰 경우보다도 길어진다. 이 결과, 고전압 시스템(20)의 절연 저항이 작은 경우의 파형(C)의 듀티비는, 고전압 시스템(20)의 절연 저항이 큰 경우보다 커진다.
상술한 동작에서 알 수 있는 바와 같이, 고전압 시스템(20)의 절연 저항이 크면, 콤퍼레이터(11)의 출력 파형(파형(C))의 듀티비는 작아지고, 고전압 시스템(20)의 절연 저항이 작으면, 콤퍼레이터(11)의 출력 파형(파형(C))의 듀티비는 커진다. 따라서 콤퍼레이터(11)의 출력 파형의 듀티비의 변화를 검출함으로써, 고전압 시스템(20)의 절연 저항의 값을 알 수 있다.
다음에, 고전압 시스템(20)의 절연 저항(절연 저항(Ra)과 절연 저항(Rb)의 합성 저항)의 값을 리얼타임으로 측정한 동작에 관해 설명한다. 도 5에, 펄스 폭 계측기(12)에 의한 절연 저항의 산출 순서의 한 예를 도시한다.
우선, 콤퍼레이터(11)의 출력 파형의 상승 에지를 검출하고, 그 검출 타이밍에서 인터럽트를 발생시켜 카운터(52)를 제로로부터 스타트시킨다(스텝 60). 다음에, 콤퍼레이터(11)의 출력 파형의 하강 에지를 검출하고, 그 검출 타이밍에서 인터럽트를 발생시켜 카운터(52)의 카운터 값(A)을 취득한다(스텝 61). 다음에, 콤퍼레이터(11)의 출력 파형의 상승 에지를 검출하고, 그 검출 타이밍에서 인터럽트를 발생시켜 카운터(52)의 카운터 값(B)을 취득한 후, 카운터(52)를 제로로부터 재차 스타트한다. 다음에, 스텝 61, 62에서 취득한 카운터 값(A, B)에 의거하여, 콤퍼레이터(11)의 출력 파형의 듀티비(D)를 이하의 식에 의해 산출한다(스텝 62).
D=(A÷B)×100(%)
다음에, 특성 정보 격납부(64)에 격납된 듀티비와 고전압 시스템(20)의 절연 저항치와의 대응 관계를 참조하여, 스텝 62에서 산출한 듀티비(D)로부터 고전압 시스템(20)의 절연 저항의 값을 산출한다(스텝 64).
상기한 스텝 61 내지 64의 처리를 반복함으로써, 절연 저항치 격납부(55)에 절연 저항치의 시계열 데이터가 격납된다. 연산 처리부(50)는, 절연 저항치 격납부(55)에 격납된 절연 저항치의 시계열 데이터로부터 절연 저항치의 변화를 추정하고, 그 추정 결과에 의거하여 절연 장애의 발생을 판정한다.
듀티비와 절연 저항치의 대응 관계는, 회로 정수(定數)에 의존한다. 도 6에, 듀티비와 절연 저항치의 대응 관계의 한 예를 도시한다. 도 6중, 종축은 절연 저항치(Ω), 횡축은 듀티비(%)이다. 절연 장애의 판정을 위한 절연 저항의 임계치를 A라고 할 때, 이 임계치(A) 부근에서의 절연 저항치의 변화에 대한 듀티비의 변화율이 커지도록 회로 정수를 설정한다. 보다 구체적으로는, 절연 장애의 발생을 예측하는 것이 가능한 검출하여야 할 절연 저항의 값의 범위에서의 듀티비의 변화율을 다른 범위보다 크게 한다. 이로써, 절연 저항치의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.
이상 설명한 실시 형태의 구성은, 본 발명의 한 예이고, 그 구성 및 동작은 적절히 변경할 수 있다. 예를 들면 도 2에 도시한 구성에서, 다이오드(D1) 및 저항(R2)을 삭제하여도 좋다. 단, 이 경우는, B점에서의 전위 레벨의 변화는, 그 하강이 가파르게 되지 않기 때문에, 그 점을 고려하여 펄스 발생기(10)의 출력 신호 파형의 듀티비를 설정할 필요가 있다.
또한, 도 2에 도시한 구성에서, 콤퍼레이터(11)의 정(正)귀환 라인을 삭제하여도 좋다.
본 발명이 적용되는 장치는, 상술한 전기 자동차나 하이브리드 자동차 등의 전동 차량에 탑재되는 고전압 시스템으로 한정되는 것이 아니다. 본 발명은, 직류 전원을 구비하고, 이 직류 전원의 출력 라인에 관해 절연성이 요구되는 장치라면, 어떤 장치에도 적용할 수 있다.

Claims (7)

  1. 직류 전원을 구비하는 외부 장치의, 상기 직류 전원과 그라운드 사이의 절연 저항을 검출하는 절연 저항 검출 장치로서,
    주기 및 듀티비가 일정한 구형파 펄스를 발생하는 펄스 발생기와,
    한쪽의 입력에 기준 전압이 공급되고, 다른쪽의 입력에 상기 펄스 발생기의 출력이 공급되고, 해당 다른쪽의 입력의 레벨이 상기 기준 전압을 초과한 경우에, 제 1의 레벨의 신호를, 해당 다른쪽의 입력의 레벨이 상기 기준 전압을 하회한 경우에, 상기 제 1의 레벨과는 다른 제 2의 레벨의 신호를 출력하는 비교기와,
    상기 펄스 발생기의 출력 라인에 직렬로 삽입된 제 1의 저항과,
    상기 제 1의 저항과 상기 비교기의 다른쪽의 입력을 접속하는 라인에 일단이 접속되고, 상기 직류 전원의 출력 라인에 타단이 접속되는 커플링 콘덴서와,
    상기 비교기의 다른쪽의 입력에 접속된 라인의, 상기 제 1의 저항과 상기 커플링 콘덴서 사이에 일단이 접속되고, 상기 그라운드에 타단이 접속되는 콘덴서와,
    상기 비교기의 출력 파형의 펄스 폭을 계측하여 해당 출력 파형의 듀티비를 산출하고, 해당 산출한 듀티비에 의거하여 상기 절연 저항의 값을 산출하는 펄스 폭 계측기를 갖는 것을 특징으로 하는 절연 저항 검출 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    다이오드 및 제 2의 저항이 직렬로 접속되는 회로가, 상기 펄스 발생기의 출 력 라인에 상기 제 1의 저항과 병렬로 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 절연 저항 검출 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 2의 저항의 값이 상기 제 1의 저항의 값보다 작은 것을 특징으로 하는 절연 저항 검출 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 비교기는, 해당 비교기의 출력의 일부가 해당 비교기의 다른쪽의 입력에 정귀환된 히스테리시스 회로인 것을 특징으로 하는 절연 저항 검출 장치.
  5. 제 1항 내지 제 4항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펄스 폭 계측기는,
    카운터와,
    상기 비교기의 출력 파형의 상승 에지 및 하강 에지를 각각 검출하는 에지 검출부와,
    상기 비교기의 출력 파형의 듀티비와 상기 절연 저항의 값과의 대응 관계를 나타내는 데이터가 미리 격납된 제 1의 기억부와,
    상기 에지 검출부에 의한 에지 검출 타이밍에서 상기 카운터를 제어하여 해당 카운터의 카운터 값에 의거하여 상기 비교기의 출력 파형의 펄스 폭을 구하고, 해당 구한 펄스 폭으로부터 산출한 듀티비로부터, 상기 제 1의 기억부에 격납된 대응 관계를 나타내는 데이터를 참조하여 상기 절연 저항의 값을 취득하는 연산 처리부를 갖는 것을 특징으로 하는 절연 저항 검출 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 연산 처리부에서 산출한 절연 저항치가 시계열로 격납되는 제 2의 기억부를 가지며,
    상기 연산 처리부는, 상기 제 2의 기억부에 격납된 절연 저항치의 시계열 데이터에서의 해당 절연 저항치의 변화가 소정의 값을 초과한 경우에 절연 장애라고 판정하는 것을 특징으로 하는 절연 저항 검출 장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 제 1의 기억부에 격납된 대응 관계 데이터는, 소정의 절연 저항치의 범위에서의 듀티비의 변화율이 상기 소정의 절연 저항치의 범위 외에서의 듀티비의 변화율보다 큰 것을 특징으로 하는 절연 저항 검출 장치.
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