JP6831362B2 - Leakage detector, earth leakage detection system, and diagnostic method - Google Patents
Leakage detector, earth leakage detection system, and diagnostic method Download PDFInfo
- Publication number
- JP6831362B2 JP6831362B2 JP2018247548A JP2018247548A JP6831362B2 JP 6831362 B2 JP6831362 B2 JP 6831362B2 JP 2018247548 A JP2018247548 A JP 2018247548A JP 2018247548 A JP2018247548 A JP 2018247548A JP 6831362 B2 JP6831362 B2 JP 6831362B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- leakage detection
- constant voltage
- switch
- earth leakage
- diagnosed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims description 116
- 238000002405 diagnostic procedure Methods 0.000 title claims description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 55
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 34
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 claims description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 206010014357 Electric shock Diseases 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Description
開示の実施形態は、漏電検出装置、漏電検出システム、および診断方法に関する。 The disclosed embodiments relate to earth leakage detection devices, earth leakage detection systems, and diagnostic methods.
従来、漏電検出装置は、電源とグランドとの間を絶縁する絶縁抵抗の抵抗値に基づいて電源からの漏電を検出する漏電検出回路を備える。かかる漏電検出装置は、電源電圧を超えるサージ電圧等の突発的な高電圧から回路素子を保護するために、電源との間に並列に接続されるツェナーダイオード等の定電圧素子を備える(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, an earth leakage detection device includes an earth leakage detection circuit that detects an earth leakage from a power source based on the resistance value of an insulating resistor that insulates between the power source and the ground. Such an earth leakage detection device includes a constant voltage element such as a Zener diode connected in parallel with the power supply in order to protect the circuit element from a sudden high voltage such as a surge voltage exceeding the power supply voltage (for example,). See Patent Document 1).
しかしながら、漏電検出装置は、定電圧素子がショート故障すると、漏電を正確に検出することができなくなる場合がある。 However, the earth leakage detection device may not be able to accurately detect the earth leakage when the constant voltage element is short-circuited.
実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易な構成で定電圧素子のショート故障を診断することができる漏電検出装置、漏電検出システム、および診断方法を提供することを目的とする。 One aspect of the embodiment is made in view of the above, and provides an earth leakage detection device, an earth leakage detection system, and a diagnosis method capable of diagnosing a short-circuit failure of a constant voltage element with a simple configuration. The purpose.
実施形態の一態様に係る漏電検出装置は、漏電検出回路と、複数の定電圧素子と、複数のスイッチと、診断部とを備える。漏電検出回路は、電源とグランドとの間を絶縁する絶縁抵抗の抵抗値に基づいて前記電源からの漏電を検出するための回路である。複数の直列接続された定電圧素子は、前記漏電検出回路と前記電源との間に並列接続され、前記電源から前記漏電検出回路へ印加される電圧を所定電圧に保持する。複数のスイッチは、前記定電圧素子に並列接続されて前記定電圧素子をバイパス接続する。診断部は、診断対象外の前記定電圧素子に並列接続された前記スイッチをオンにし、診断対象の前記定電圧素子に並列接続された前記スイッチをオフにした場合に、前記診断対象の定電圧素子により保持される電圧に基づいて前記定電圧素子のショート故障診断を行う。 The earth leakage detection device according to one aspect of the embodiment includes an earth leakage detection circuit, a plurality of constant voltage elements, a plurality of switches, and a diagnostic unit. The leakage detection circuit is a circuit for detecting leakage from the power supply based on the resistance value of the insulation resistance that insulates between the power supply and the ground. A plurality of constant voltage elements connected in series are connected in parallel between the earth leakage detection circuit and the power supply, and hold the voltage applied from the power supply to the earth leakage detection circuit at a predetermined voltage. The plurality of switches are connected in parallel to the constant voltage element to bypass the constant voltage element. When the diagnosis unit turns on the switch connected in parallel to the constant voltage element not to be diagnosed and turns off the switch connected in parallel to the constant voltage element to be diagnosed, the diagnostic unit turns off the constant voltage to be diagnosed. A short-circuit failure diagnosis of the constant voltage element is performed based on the voltage held by the element.
実施形態の一態様に係る漏電検出装置、漏電検出システム、および診断方法によれば、簡易な構成で定電圧素子のショート故障を診断することができる。 According to the earth leakage detection device, the earth leakage detection system, and the diagnosis method according to one aspect of the embodiment, it is possible to diagnose a short-circuit failure of a constant voltage element with a simple configuration.
以下、添付図面を参照して、漏電検出装置、漏電検出システム、および診断方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of an earth leakage detection device, an earth leakage detection system, and a diagnostic method will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to the embodiments shown below.
以下では、電気自動車の電源の一例である高圧バッテリ(以下、単にバッテリと記載する)から車両のグランドへの漏電を検出する漏電検出システムを例に挙げて説明する。なお、実施形態に係る漏電検出システムは、電気自動車のバッテリに限らず、任意のバッテリからの漏電検出に適用することが可能である。 In the following, an earth leakage detection system for detecting an electric leakage from a high-voltage battery (hereinafter, simply referred to as a battery), which is an example of a power source of an electric vehicle, to the ground of a vehicle will be described as an example. The earth leakage detection system according to the embodiment can be applied not only to the battery of an electric vehicle but also to the earth leakage detection from any battery.
図1は、実施形態に係る漏電検出システム100の構成の一例を示す説明図である。図1に示すように、漏電検出システム100は、バッテリBTと、第1絶縁抵抗Raと、第2絶縁抵抗Rbと、漏電検出装置1とを備える。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of the configuration of the earth
バッテリBTは、例えば、リチウムイオンバッテリ等の充放電可能な二次電池である。バッテリBTは、例えば、急速充電装置や車両の回生エネルギーによって充電され、車両を走行させるモータ等の負荷へ電力を供給する。ここでは、バッテリBTの定格電圧が240V〜400Vであり、車両のグランド(以下、車両グランドと記載する)が360Vである場合について説明する。 The battery BT is a rechargeable secondary battery such as a lithium ion battery. The battery BT is charged by, for example, a quick charging device or the regenerative energy of the vehicle, and supplies electric power to a load such as a motor that runs the vehicle. Here, a case where the rated voltage of the battery BT is 240V to 400V and the ground of the vehicle (hereinafter, referred to as the vehicle ground) is 360V will be described.
第1絶縁抵抗Raと第2絶縁抵抗Rbは、直列に接続され、バッテリBTと漏電検出装置1との間に並列に接続される。具体的には、第1絶縁抵抗Raは、一端がバッテリBTの正極に接続され、他端が第2絶縁抵抗Rbの一端および車両グランドに接続される。第2絶縁抵抗Rbの他端は、バッテリBTの負極に接続される。 The first insulation resistance Ra and the second insulation resistance Rb are connected in series, and are connected in parallel between the battery BT and the leakage detection device 1. Specifically, one end of the first insulation resistance Ra is connected to the positive electrode of the battery BT, and the other end is connected to one end of the second insulation resistance Rb and the vehicle ground. The other end of the second insulation resistor Rb is connected to the negative electrode of the battery BT.
かかる第1絶縁抵抗Raおよび第2絶縁抵抗Rbは、抵抗値が数メガΩのものが使用されているが、何等かの原因で抵抗値が低下した場合、バッテリBTから車両グランドへの漏電が発生し、例えば、急速充電を行う際に感電の危険性がある。 The first insulation resistor Ra and the second insulation resistor Rb have a resistance value of several megaΩ, but if the resistance value drops for some reason, electric leakage from the battery BT to the vehicle ground will occur. It occurs, for example, there is a risk of electric shock when performing quick charging.
そこで、漏電検出装置1は、感電を防止するため、例えば、バッテリBTの充電中にバッテリBTからの漏電を検出する。かかる漏電検出装置1は、第1絶縁抵抗Raおよび第2絶縁抵抗Rbの抵抗値に基づいてバッテリBTからの漏電を検出するための漏電検出回路10と、マイクロコンピュータ(以下、マイコン3と記載する)とを備える。
Therefore, in order to prevent electric shock, the electric leakage detection device 1 detects electric leakage from the battery BT, for example, while charging the battery BT. The leakage detection device 1 includes a
漏電検出回路10は、フライングキャパシタCと、差動増幅器2とを備える。フライングキャパシタCは、バッテリBTと差動増幅器2との間に並列に接続される。フライングキャパシタCが備える一対の電極のうち、一方の電極は、第1スイッチSw1、第1保護抵抗R1、および高圧側接続端子Bを介してバッテリBTの正極に接続される。
The
また、フライングキャパシタCの他方の電極は、第2スイッチSw2、第2保護抵抗R2、および低圧側接続端子Gを介してバッテリBTの負極に接続される。これにより、フライングキャパシタCは、第1スイッチSw1および第2スイッチSw2が共にオフになることで、バッテリBTから切断される。 Further, the other electrode of the flying capacitor C is connected to the negative electrode of the battery BT via the second switch Sw2, the second protection resistor R2, and the low voltage side connection terminal G. As a result, the flying capacitor C is disconnected from the battery BT by turning off both the first switch Sw1 and the second switch Sw2.
また、フライングキャパシタCが備える一対の電極のうち、一方の電極は、第3スイッチSw3を介して差動増幅器2の2つの入力端子のうちの一方の入力端子に接続される。また、フライングキャパシタCの他方の電極は、第4スイッチSw4を介して差動増幅器2の他方の入力端子に接続される。 Further, one of the pair of electrodes included in the flying capacitor C is connected to one of the two input terminals of the differential amplifier 2 via the third switch Sw3. Further, the other electrode of the flying capacitor C is connected to the other input terminal of the differential amplifier 2 via the fourth switch Sw4.
また、第3スイッチSw3と差動増幅器2とを接続する配線は、第3保護抵抗R3を介して車両グランドに接続される。第4スイッチSw4と差動増幅器2とを接続する配線は、第4保護抵抗R4を介して車両グランドに接続される。 Further, the wiring connecting the third switch Sw3 and the differential amplifier 2 is connected to the vehicle ground via the third protection resistor R3. The wiring connecting the fourth switch Sw4 and the differential amplifier 2 is connected to the vehicle ground via the fourth protection resistor R4.
また、フライングキャパシタCの一方の電極は、第5スイッチSw5および第5保護抵抗R5を介して、第2スイッチSw2と第4スイッチSw4とを接続する配線に接続される。 Further, one electrode of the flying capacitor C is connected to the wiring connecting the second switch Sw2 and the fourth switch Sw4 via the fifth switch Sw5 and the fifth protection resistor R5.
差動増幅器2は、フライングキャパシタCの充電電圧を検出する。具体的には、差動増幅器2は、フライングキャパシタCの一対の電極間の電位差(電圧)を増幅してマイコン3へ出力する。 The differential amplifier 2 detects the charging voltage of the flying capacitor C. Specifically, the differential amplifier 2 amplifies the potential difference (voltage) between the pair of electrodes of the flying capacitor C and outputs the voltage to the microcomputer 3.
マイコン3は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)などを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。なお、マイコン3は、一部または全部がASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウェアで構成されてもよい。 The microcomputer 3 includes a microcomputer having a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and various circuits. The microcomputer 3 may be partially or wholly composed of hardware such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or an FPGA (Field Programmable Gate Array).
マイコン3は、CPUがROMに記憶されたプログラムを、RAMを作業領域として使用して実行し、第1〜第4スイッチSw1〜Sw4の動作制御を行い、差動増幅器2から入力される電圧に基づいて漏電が発生したか否かを判定する判定部として機能する。 The microcomputer 3 executes the program stored in the ROM by the CPU using the RAM as a work area, controls the operation of the first to fourth switches Sw1 to Sw4, and obtains the voltage input from the differential amplifier 2. Based on this, it functions as a determination unit for determining whether or not an electric leakage has occurred.
なお、漏電検出装置1が行う漏電検出動作の一例については、図2〜図4を参照して後述する。また、マイコン3は、第5スイッチSw5および第2スイッチSw2をオンにすることで、フライングキャパシタCを放電させてリセットする制御も行う。 An example of the leakage detection operation performed by the leakage detection device 1 will be described later with reference to FIGS. 2 to 4. Further, the microcomputer 3 also controls to discharge and reset the flying capacitor C by turning on the fifth switch Sw5 and the second switch Sw2.
さらに、漏電検出装置1は、電源電圧の定格電圧を超えるサージ電圧等の突発的な高電圧から漏電検出回路10の回路素子を保護する直列接続された複数(ここでは、4個)の定電圧素子D1〜D4を備える。
Further, the leakage detection device 1 has a plurality of (here, four) constant voltages connected in series to protect the circuit elements of the
定電圧素子D1〜D4は、例えば、ツェナーダイオードである。なお、定電圧素子D1〜D4は、所定電圧以上の電圧が印加された場合に、出力電圧を所定電圧に保持(固定)できる回路素子であれば、例えば、出力電圧固定型の3端子レギュレータ等、任意の定電圧素子であってもよい。 The constant voltage elements D1 to D4 are, for example, Zener diodes. If the constant voltage elements D1 to D4 are circuit elements that can hold (fix) the output voltage at a predetermined voltage when a voltage equal to or higher than a predetermined voltage is applied, for example, a fixed output voltage type 3-terminal regulator or the like. , Any constant voltage element may be used.
以下では、定電圧素子D1〜D4を区別するために、定電圧素子D1を第1ダイオードD1、定電圧素子D2を第2ダイオードD2、定電圧素子D3を第3ダイオードD3、定電圧素子D4を第4ダイオードD4と称して説明する。また、ここでは、第1〜第4ダイオードD1〜D4の各ツェナー電圧が110Vである場合について説明する。 In the following, in order to distinguish the constant voltage elements D1 to D4, the constant voltage element D1 is referred to as the first diode D1, the constant voltage element D2 is referred to as the second diode D2, the constant voltage element D3 is referred to as the third diode D3, and the constant voltage element D4 is referred to. It will be referred to as a fourth diode D4. Further, here, a case where each Zener voltage of the first to fourth diodes D1 to D4 is 110V will be described.
直列接続された第1〜第4ダイオードD1〜D4は、バッテリBTと漏電検出回路10との間に並列に接続される。具体的には、第1ダイオードD1は、カソードが第1保護抵抗R1および高圧側接続端子Bを介してバッテリBTの正極に接続され、アノードが第2ダイオードD2のカソードに接続される。
The first to fourth diodes D1 to D4 connected in series are connected in parallel between the battery BT and the
また、第2ダイオードD2のアノードは、第3ダイオードD3のカソードに接続される。第3ダイオードD3のアノードは、第4ダイオードD4のカソードに接続される。第4ダイオードD4のアノードは、第2保護抵抗R2および低圧側接続端子Gを介してバッテリBTの負極に接続される。 Further, the anode of the second diode D2 is connected to the cathode of the third diode D3. The anode of the third diode D3 is connected to the cathode of the fourth diode D4. The anode of the fourth diode D4 is connected to the negative electrode of the battery BT via the second protection resistor R2 and the low voltage side connection terminal G.
これにより、漏電検出装置1では、バッテリBTから漏電検出回路10へ印加される電圧が440V以上になった場合に、第1〜第4ダイオードD1〜D4のカソードからアノードへ電流が流れて、漏電検出回路10へ印加される電圧が440Vに保持される。したがって、漏電検出装置1は、電源電圧の定格電圧を超えるサージ電圧等の突発的な高電圧が印加される場合に、第1〜第4ダイオードD1〜D4によって、漏電検出回路10の回路素子を高電圧から保護することができる。
As a result, in the earth leakage detection device 1, when the voltage applied from the battery BT to the earth
ただし、漏電検出装置1は、第1〜第4ダイオードD1〜D4のうち、いずれかの定電圧素子がショート故障を起こした場合、漏電の発生を正確に検出することができなくなることがある。 However, the leakage detection device 1 may not be able to accurately detect the occurrence of leakage when any of the constant voltage elements of the first to fourth diodes D1 to D4 causes a short-circuit failure.
そこで、漏電検出装置1は、定電圧素子のショート故障を診断するため、第1〜第4ダイオードD1〜D4に並列接続されて第1〜第4ダイオードD1〜D4をバイパス接続する第1診断スイッチSw6および第2診断スイッチSw7を備える。 Therefore, the leakage detection device 1 is a first diagnostic switch that is connected in parallel to the first to fourth diodes D1 to D4 and bypass-connected to the first to fourth diodes D1 to D4 in order to diagnose a short-circuit failure of the constant voltage element. It includes Sw6 and a second diagnostic switch Sw7.
具体的には、第1診断スイッチSw6は、第1ダイオードD1および第2ダイオードD2をバイパスする電流の経路を接続する。また、第2診断スイッチSw7は、第3ダイオードD3および第4ダイオードD4をバイパスする電流の経路を接続する。 Specifically, the first diagnostic switch Sw6 connects a current path that bypasses the first diode D1 and the second diode D2. Further, the second diagnostic switch Sw7 connects a current path that bypasses the third diode D3 and the fourth diode D4.
そして、マイコン3は、第1スイッチSw1および第2スイッチSw2を接続させた状態で第1診断スイッチSw6および第2診断スイッチSw7の動作制御を行い、そのときのフライングキャパシタCの充電電圧に基づいて定電圧素子のショート故障を診断する。 Then, the microcomputer 3 controls the operation of the first diagnostic switch Sw6 and the second diagnostic switch Sw7 with the first switch Sw1 and the second switch Sw2 connected, and based on the charging voltage of the flying capacitor C at that time. Diagnose a short circuit failure of a constant voltage element.
このとき、マイコン3は、定電圧素子のショート故障を診断する診断部として機能する。このように、漏電検出装置1は、第1〜第4ダイオードD1〜D4に並列接続されて第1〜第4ダイオードD1〜D4をバイパス接続する第1,第2診断スイッチSw6,Sw7を備えるという簡易な構成で定電圧素子のショート故障を診断することができる。なお、漏電検出装置1が定電圧素子のショート故障を診断する場合の動作の一例については、図5を参照して後述する。 At this time, the microcomputer 3 functions as a diagnostic unit for diagnosing a short-circuit failure of the constant voltage element. As described above, the leakage detection device 1 includes first and second diagnostic switches Sw6 and Sw7 that are connected in parallel to the first to fourth diodes D1 to D4 and bypass-connect the first to fourth diodes D1 to D4. A short circuit failure of a constant voltage element can be diagnosed with a simple configuration. An example of the operation when the leakage detection device 1 diagnoses a short-circuit failure of the constant voltage element will be described later with reference to FIG.
次に、図2〜図8を参照し、漏電検出装置1の動作について説明する。以下では、定電圧素子が正常な状態での漏電検出動作、定電圧素子がショート故障した状態での漏電検出動作、定電圧素子のショート故障診断動作、第1診断スイッチSw6および第2診断スイッチSw7のオープン故障診断動作の順に説明する。 Next, the operation of the leakage detection device 1 will be described with reference to FIGS. 2 to 8. In the following, the leakage detection operation when the constant voltage element is normal, the leakage detection operation when the constant voltage element has a short failure, the short failure diagnosis operation of the constant voltage element, the first diagnostic switch Sw6 and the second diagnostic switch Sw7. The open fault diagnosis operation will be described in this order.
まず、図2〜図4を参照し、定電圧素子が正常な状態での漏電検出動作について説明する。図2〜図4は、実施形態に係る漏電検出装置1が行う漏電検出動作の説明図である。漏電検出装置1は、例えば、バッテリBTの急速充電中に、バッテリBTからの漏電の有無を判定する。 First, the leakage detection operation in a normal state of the constant voltage element will be described with reference to FIGS. 2 to 4. 2 to 4 are explanatory views of an earth leakage detection operation performed by the earth leakage detection device 1 according to the embodiment. The leakage detection device 1 determines, for example, the presence or absence of leakage from the battery BT during rapid charging of the battery BT.
図2に示すように、漏電検出装置1は、第1絶縁抵抗Raの抵抗値の低下による漏電の検出を行う場合、マイコン3によって、所定時間の間、第2スイッチSw2および第3スイッチSw3をオンにし、第1スイッチSw1および第4スイッチSw4をオフにする。 As shown in FIG. 2, when the leakage detection device 1 detects the leakage due to the decrease in the resistance value of the first insulation resistor Ra, the microcomputer 3 switches the second switch Sw2 and the third switch Sw3 for a predetermined time. Turn on and turn off the first switch Sw1 and the fourth switch Sw4.
そして、漏電検出装置1は、所定時間が経過した後に、第2スイッチSw2および第3スイッチSw3をオフにする。この間、マイコン3は、第5スイッチSw5をオフにしておく。これにより、電流は、第2スイッチSw2および第3スイッチSw3がオンの期間に、図2に太線矢印で示す経路を流れる。 Then, the earth leakage detection device 1 turns off the second switch Sw2 and the third switch Sw3 after a predetermined time has elapsed. During this time, the microcomputer 3 keeps the fifth switch Sw5 off. As a result, the current flows along the path indicated by the thick arrow in FIG. 2 while the second switch Sw2 and the third switch Sw3 are on.
具体的には、電流は、バッテリBTの正極、第1絶縁抵抗Ra、車両グランド、第3保護抵抗R3、第3スイッチSw3、フライングキャパシタC、第2スイッチSw2、第2保護抵抗R2、低圧側接続端子G、バッテリBTの負極の順に流れる。 Specifically, the current is the positive electrode of the battery BT, the first insulation resistance Ra, the vehicle ground, the third protection resistance R3, the third switch Sw3, the flying capacitor C, the second switch Sw2, the second protection resistance R2, and the low voltage side. The connection terminal G and the negative electrode of the battery BT flow in this order.
このとき、フライングキャパシタCは、第1絶縁抵抗Raの抵抗値が正常であれば、360Vから第3保護抵抗R3および第2保護抵抗R2による電圧降下分を差し引いた正常時の充電電圧で充電される。しかし、フライングキャパシタCは、第1絶縁抵抗Raの抵抗値が低下して漏電している場合、正常時の充電電圧より高い電圧で充電される。 At this time, if the resistance value of the first insulation resistor Ra is normal, the flying capacitor C is charged with the normal charging voltage obtained by subtracting the voltage drop due to the third protection resistor R3 and the second protection resistor R2 from 360V. To. However, when the resistance value of the first insulation resistor Ra decreases and the electric leakage occurs, the flying capacitor C is charged at a voltage higher than the normal charging voltage.
そこで、図3に示すように、マイコン3は、第3スイッチSw3および第4スイッチSw4をオンにし、差動増幅器2から入力されるフライングキャパシタCの充電電圧に応じた電圧を参照する。 Therefore, as shown in FIG. 3, the microcomputer 3 turns on the third switch Sw3 and the fourth switch Sw4, and refers to the voltage corresponding to the charging voltage of the flying capacitor C input from the differential amplifier 2.
そして、マイコン3は、差動増幅器2から入力される電圧が所定の閾値以上であった場合に、第1絶縁抵抗Raの抵抗値の低下による漏電が発生していると判定する。その後、マイコン3は、第5スイッチSw5をオンにして、フライングキャパシタCをリセットする。 Then, when the voltage input from the differential amplifier 2 is equal to or higher than a predetermined threshold value, the microcomputer 3 determines that an electric leakage has occurred due to a decrease in the resistance value of the first insulation resistor Ra. After that, the microcomputer 3 turns on the fifth switch Sw5 to reset the flying capacitor C.
また、図4に示すように、漏電検出装置1は、第2絶縁抵抗Rbの抵抗値の低下による漏電の検出を行う場合、マイコン3によって、所定時間の間、第1スイッチSw1および第4スイッチSw4をオンにし、第3スイッチSw3および第2スイッチSw2をオフにする。 Further, as shown in FIG. 4, when the leakage detection device 1 detects the leakage due to the decrease in the resistance value of the second insulation resistor Rb, the microcomputer 3 causes the first switch Sw1 and the fourth switch for a predetermined time. Sw4 is turned on, and the third switch Sw3 and the second switch Sw2 are turned off.
そして、漏電検出装置1は、所定時間が経過した後に、第1スイッチSw1および第4スイッチSw4をオフにする。この間、マイコン3は、第5スイッチSw5をオフにしておく。これにより、電流は、第1スイッチSw1および第4スイッチSw4がオンの期間に、図4に太線矢印で示す経路を流れる。 Then, the earth leakage detection device 1 turns off the first switch Sw1 and the fourth switch Sw4 after a predetermined time has elapsed. During this time, the microcomputer 3 keeps the fifth switch Sw5 off. As a result, the current flows along the path indicated by the thick arrow in FIG. 4 while the first switch Sw1 and the fourth switch Sw4 are on.
具体的には、電流は、バッテリBTの正極、高圧側接続端子B、第1保護抵抗R1、第1スイッチSw1、フライングキャパシタC、第4スイッチSw4、第4保護抵抗R4、車両グランド、第2絶縁抵抗Rb、バッテリBTの負極の順に流れる。 Specifically, the current is the positive electrode of the battery BT, the high-voltage side connection terminal B, the first protection resistor R1, the first switch Sw1, the flying capacitor C, the fourth switch Sw4, the fourth protection resistor R4, the vehicle ground, and the second. The insulation resistance Rb and the negative electrode of the battery BT flow in this order.
このとき、フライングキャパシタCは、第2絶縁抵抗Rbの抵抗値が正常であれば、40Vから第1保護抵抗R1および第4保護抵抗R4による電圧降下分を差し引いた正常時の充電電圧で充電される。しかし、フライングキャパシタCは、第2絶縁抵抗Rbの抵抗値が低下して漏電している場合、正常時の充電電圧より高い電圧で充電される。 At this time, if the resistance value of the second insulation resistor Rb is normal, the flying capacitor C is charged with the normal charging voltage obtained by subtracting the voltage drop due to the first protection resistor R1 and the fourth protection resistor R4 from 40V. To. However, when the resistance value of the second insulation resistor Rb is lowered and the electric leakage occurs, the flying capacitor C is charged at a voltage higher than the normal charging voltage.
そこで、図3に示すように、マイコン3は、第3スイッチSw3および第4スイッチSw4をオンにし、差動増幅器2から入力されるフライングキャパシタCの充電電圧に応じた電圧を参照する。 Therefore, as shown in FIG. 3, the microcomputer 3 turns on the third switch Sw3 and the fourth switch Sw4, and refers to the voltage corresponding to the charging voltage of the flying capacitor C input from the differential amplifier 2.
そして、マイコン3は、差動増幅器2から入力される電圧が所定の閾値以上であった場合に、第2絶縁抵抗Rbの抵抗値の低下による漏電が発生していると判定する。その後、マイコン3は、第5スイッチSw5をオンにして、フライングキャパシタCをリセットする。 Then, when the voltage input from the differential amplifier 2 is equal to or higher than a predetermined threshold value, the microcomputer 3 determines that an electric leakage has occurred due to a decrease in the resistance value of the second insulation resistor Rb. After that, the microcomputer 3 turns on the fifth switch Sw5 to reset the flying capacitor C.
次に、図5を参照し、定電圧素子がショート故障した状態での漏電検出動作について説明する。図5は、実施形態に係る第1ダイオードD1がショート故障した状態を示す説明図である。 Next, with reference to FIG. 5, the leakage detection operation in the state where the constant voltage element has a short-circuit failure will be described. FIG. 5 is an explanatory diagram showing a state in which the first diode D1 according to the embodiment has a short-circuit failure.
漏電検出装置1は、例えば、第1ダイオードD1がショート故障している状態で、第2絶縁抵抗Rbの抵抗値の低下による漏電を検出する動作を行うと、図5に太線矢印および太点線矢印で示す経路に電流が流れる。 For example, when the leakage detection device 1 performs an operation of detecting leakage due to a decrease in the resistance value of the second insulation resistor Rb in a state where the first diode D1 is short-circuited, the thick line arrow and the thick dotted arrow are shown in FIG. A current flows through the path indicated by.
具体的には、前述したように、マイコン3は、第2絶縁抵抗Rbの抵抗値の低下による漏電検出する場合、第1スイッチSw1および第4スイッチSw4をオンにする。これにより、電流は、第1ダイオードD1がショート故障していなければ、図4に太線矢印で示す経路を流れ、フライングキャパシタCは、図4に示す上側の電極が正、下側の電極が負に帯電する。 Specifically, as described above, the microcomputer 3 turns on the first switch Sw1 and the fourth switch Sw4 when detecting an electric leakage due to a decrease in the resistance value of the second insulation resistor Rb. As a result, the current flows through the path shown by the thick arrow in FIG. 4 unless the first diode D1 is short-circuited, and in the flying capacitor C, the upper electrode shown in FIG. 4 is positive and the lower electrode is negative. Is charged.
しかしながら、第1ダイオードD1がショート故障している場合、電流は、図5に太線矢印および太点線矢印で示す経路を電流が流れる。具体的には、第1ダイオードD1がショート故障した場合、直列接続された第2〜第4ダイオードD2〜D4は、両端の電位差が330Vを超えると、カソードからアノードへ電流を流し、両端の電圧を330Vに保持する。これにより、第1ダイオードD1のカソード側の電位が330Vになる。 However, when the first diode D1 is short-circuited, the current flows along the path indicated by the thick line arrow and the thick dotted line arrow in FIG. Specifically, when the first diode D1 has a short-circuit failure, the second to fourth diodes D2 to D4 connected in series pass a current from the cathode to the anode when the potential difference between both ends exceeds 330 V, and the voltage at both ends. Is held at 330V. As a result, the potential on the cathode side of the first diode D1 becomes 330V.
このため、例えば、バッテリBTの電圧が400Vの場合、図5に太点線矢印で示すように、電流は、バッテリBTの正極から、高圧側接続端子B、第1保護抵抗R1、第1〜第4ダイオードD1〜D4、第2保護抵抗R2、低圧側接続端子G、バッテリBTの負極の順に流れる。 Therefore, for example, when the voltage of the battery BT is 400 V, as shown by the thick dotted arrow in FIG. 5, the current flows from the positive electrode of the battery BT to the high voltage side connection terminal B, the first protection resistor R1, and the first to first. The four diodes D1 to D4, the second protection resistor R2, the low voltage side connection terminal G, and the negative electrode of the battery BT flow in this order.
さらに、このとき、第1ダイオードD1のカソードの電位は、330Vで車両グランドの電位である360Vよりも低いため、車両グランドから第1ダイオードD1のカソードへ向かう電流の流れが形成される。 Further, at this time, since the potential of the cathode of the first diode D1 is 330 V, which is lower than the potential of 360 V of the vehicle ground, a current flow from the vehicle ground to the cathode of the first diode D1 is formed.
したがって、電流は、図5に太線矢印で示すように、バッテリBTの正極から、第1絶縁抵抗Ra、車両グランド、第4保護抵抗R4、第4スイッチSw4、フライングキャパシタC、第1スイッチSw1、第1〜第4ダイオードD1〜D4、第2保護抵抗R2、低圧側接続端子G、バッテリBTの負極の順に流れる。 Therefore, as shown by the thick arrow in FIG. 5, the current is applied from the positive electrode of the battery BT to the first insulation resistor Ra, the vehicle ground, the fourth protection resistor R4, the fourth switch Sw4, the flying capacitor C, and the first switch Sw1. The first to fourth diodes D1 to D4, the second protection resistor R2, the low voltage side connection terminal G, and the negative electrode of the battery BT flow in this order.
その結果、フライングキャパシタCは、図5に示す上側の電極が負、下側の電極が正に帯電し、図4に示す第1ダイオードD1がショート故障していない場合と電極の正負が逆になる。 As a result, in the flying capacitor C, the upper electrode shown in FIG. 5 is negatively charged, the lower electrode is positively charged, and the positive and negative electrodes are opposite to those in the case where the first diode D1 shown in FIG. 4 is not short-circuited. Become.
マイコン3は、この状態で第1スイッチSw1および第4スイッチSw4をオフにし、その後、第3スイッチSw3および第4スイッチSw4をオンにした場合、フライングキャパシタCから本来とは極性が逆の電圧が入力される差動増幅器2の出力を参照する。このため、マイコン3は、漏電の有無を正常に判定することができない。 In this state, when the first switch Sw1 and the fourth switch Sw4 are turned off and then the third switch Sw3 and the fourth switch Sw4 are turned on, the microcomputer 3 receives a voltage opposite to the original polarity from the flying capacitor C. Refer to the input output of the differential amplifier 2. Therefore, the microcomputer 3 cannot normally determine the presence or absence of electric leakage.
そこで、漏電検出装置1は、漏電を検出する前に、第1〜第4ダイオードD1〜D4のショート故障の診断を行い、ショート故障がなければ漏電検出を行って、漏電がない場合に、バッテリBTの急速充電を許可する。また、漏電検出装置1は、第1〜第4ダイオードD1〜D4のいずれかがショート故障している場合、または漏電がある場合に、バッテリBTの急速充電を禁止する。 Therefore, the earth leakage detection device 1 diagnoses the short-circuit failure of the first to fourth diodes D1 to D4 before detecting the leakage, detects the leakage if there is no short-circuit failure, and if there is no leakage, the battery. Allows fast charging of the BT. Further, the electric leakage detection device 1 prohibits quick charging of the battery BT when any of the first to fourth diodes D1 to D4 has a short-circuit failure or when there is an electric leakage.
次に、図6および図7を参照し、実施形態に係る漏電検出装置1が行う定電圧素子の診断動作について説明する。図6および図7は、実施形態に係る漏電検出装置1が行う定電圧素子の診断動作の説明図である。 Next, with reference to FIGS. 6 and 7, the diagnostic operation of the constant voltage element performed by the leakage detection device 1 according to the embodiment will be described. 6 and 7 are explanatory views of the diagnostic operation of the constant voltage element performed by the leakage detection device 1 according to the embodiment.
マイコン3は、定電圧素子のショート故障診断を行う場合、診断対象外の定電圧素子に並列接続されたスイッチをオンにし、診断対象の定電圧素子に並列接続されたスイッチをオフにする。そして、マイコン3は、診断対象の定電圧素子によって保持される電圧に基づいて診断対象の定電圧素子のショート故障診断を行う。 When performing a short-circuit failure diagnosis of a constant voltage element, the microcomputer 3 turns on a switch connected in parallel to a constant voltage element not to be diagnosed and turns off a switch connected in parallel to the constant voltage element to be diagnosed. Then, the microcomputer 3 performs a short-circuit failure diagnosis of the constant voltage element to be diagnosed based on the voltage held by the constant voltage element to be diagnosed.
例えば、マイコン3は、図6に示すように、第1ダイオードD1および第2ダイオードD2のショート故障診断を行う場合、第2診断スイッチSw7をオンにし、第1診断スイッチSw6をオフにする。このとき、電流は、第1ダイオードD1および第2ダイオードD2のどちらもショート故障していなければ、図6に太線矢印で示す経路を流れる。 For example, as shown in FIG. 6, the microcomputer 3 turns on the second diagnostic switch Sw7 and turns off the first diagnostic switch Sw6 when performing short-circuit failure diagnosis of the first diode D1 and the second diode D2. At this time, the current flows along the path indicated by the thick arrow in FIG. 6 unless both the first diode D1 and the second diode D2 are short-circuited.
具体的には、電流は、バッテリBTの正極から高圧側接続端子B、第1保護抵抗R1、第1ダイオードD1、第2ダイオードD2、第2診断スイッチSw7、第2保護抵抗R2、低圧側接続端子G、バッテリBTの負極へ流れる。 Specifically, the current is connected from the positive electrode of the battery BT to the high voltage side connection terminal B, the first protection resistor R1, the first diode D1, the second diode D2, the second diagnostic switch Sw7, the second protection resistor R2, and the low voltage side connection. It flows to the negative electrode of the terminal G and the battery BT.
その後、マイコン3は、第1スイッチSw1および第2スイッチSw2をオンにする。これにより、電流は、図6に太点線矢印で示す経路にも流れる。具体的には、電流は、第1ダイオードD1のカソードから分岐して、第1スイッチSw1、フライングキャパシタC、第2スイッチSw2を通り、第2保護抵抗R2へ流れる。 After that, the microcomputer 3 turns on the first switch Sw1 and the second switch Sw2. As a result, the current also flows in the path indicated by the thick dotted arrow in FIG. Specifically, the current branches from the cathode of the first diode D1 and flows through the first switch Sw1, the flying capacitor C, and the second switch Sw2 to the second protection resistor R2.
このとき、フライングキャパシタCの充電電圧は、例えば、バッテリBTの電圧が400Vの場合、第1ダイオードD1および第2ダイオードD2が故障していなければ、第1ダイオードD1および第2ダイオードD2のツェナー電圧(220V)に保持される。 At this time, the charging voltage of the flying capacitor C is, for example, when the voltage of the battery BT is 400 V, the Zener voltage of the first diode D1 and the second diode D2 unless the first diode D1 and the second diode D2 have failed. It is held at (220V).
そこで、マイコン3は、第1スイッチSw1および第2スイッチSw2をオフにした後、第3スイッチSw3および第4スイッチSw4をオフにして、フライングキャパシタCの充電電圧に応じた電圧を差動増幅器2から取得する。 Therefore, the microcomputer 3 turns off the first switch Sw1 and the second switch Sw2, then turns off the third switch Sw3 and the fourth switch Sw4, and sets the voltage corresponding to the charging voltage of the flying capacitor C to the differential amplifier 2 Get from.
このとき、マイコン3は、フライングキャパシタCの充電電圧が220Vのときに、差動増幅器2から出力される電圧を取得した場合に、第1ダイオードD1および第2ダイオードD2のどちらもショート故障していないと診断する。 At this time, when the charging voltage of the flying capacitor C is 220V and the microcomputer 3 acquires the voltage output from the differential amplifier 2, both the first diode D1 and the second diode D2 are short-circuited. Diagnose no.
これに対して、第1ダイオードD1および第2ダイオードD2のうち、例えば、第1ダイオードD1がショート故障していた場合、電流は、図7に太線矢印で示す経路と、太点線矢印で示す経路とに流れる。 On the other hand, of the first diode D1 and the second diode D2, for example, when the first diode D1 has a short-circuit failure, the current is the path indicated by the thick arrow and the path indicated by the thick arrow in FIG. Flows to.
かかる場合、フライングキャパシタCの充電電圧は、第2ダイオードD2のツェナー電圧(110V)に保持される。このため、マイコン3は、第3スイッチSw3および第4スイッチSw4をオンにすると、フライングキャパシタCの充電電圧が110Vのときに、差動増幅器2から出力される電圧を取得することになる。 In such a case, the charging voltage of the flying capacitor C is held at the Zener voltage (110V) of the second diode D2. Therefore, when the third switch Sw3 and the fourth switch Sw4 are turned on, the microcomputer 3 acquires the voltage output from the differential amplifier 2 when the charging voltage of the flying capacitor C is 110V.
また、マイコン3は、第1ダイオードD1および第2ダイオードD2のうち、第2ダイオードD2がショート故障していた場合にも、第1ダイオードD1がショート故障していた場合と同様の電圧を差動増幅器2から取得する。 Further, the microcomputer 3 differentially transmits the same voltage as when the first diode D1 has a short-circuit failure even when the second diode D2 of the first diode D1 and the second diode D2 has a short-circuit failure. Obtained from amplifier 2.
また、マイコン3は、第1ダイオードD1および第2ダイオードD2の両方がショート故障していた場合、フライングキャパシタCの充電電圧が0Vになるので、0Vの電圧を差動増幅器2から取得する。 Further, when both the first diode D1 and the second diode D2 are short-circuited, the microcomputer 3 acquires the voltage of 0V from the differential amplifier 2 because the charging voltage of the flying capacitor C becomes 0V.
このため、マイコン3は、フライングキャパシタCの充電電圧が110Vよりも高いときに差動増幅器2から出力される電圧を取得した場合に、第1ダイオードD1および第2ダイオードD2がショート故障していないと診断する。 Therefore, when the microcomputer 3 acquires the voltage output from the differential amplifier 2 when the charging voltage of the flying capacitor C is higher than 110 V, the first diode D1 and the second diode D2 are not short-circuited. Diagnose.
なお、マイコン3は、第3スイッチSw3および第4スイッチSw4をオンにして差動増幅器2から0Vの電圧を取得する場合には、第1ダイオードD1および第2ダイオードD2がショート故障していると診断する。 When the microcomputer 3 turns on the third switch Sw3 and the fourth switch Sw4 to acquire a voltage of 0 V from the differential amplifier 2, it is said that the first diode D1 and the second diode D2 are short-circuited. Diagnose.
また、マイコン3は、第3ダイオードD3および第4ダイオードD4のショート故障診断を行う場合、第1診断スイッチSw6をオンにて、第1スイッチSw1および第2スイッチSw2をオンにする。その後、マイコン3は、第1スイッチSw1および第2スイッチSw2をオフにして、第3スイッチSw3および第4スイッチSw4をオンにする。 Further, when performing short-circuit failure diagnosis of the third diode D3 and the fourth diode D4, the microcomputer 3 turns on the first diagnosis switch Sw6 and turns on the first switch Sw1 and the second switch Sw2. After that, the microcomputer 3 turns off the first switch Sw1 and the second switch Sw2, and turns on the third switch Sw3 and the fourth switch Sw4.
そして、マイコン3は、フライングキャパシタCの充電電圧が220Vのときに、差動増幅器2から出力される電圧を取得した場合に、第3ダイオードD3および第4ダイオードD4のどちらもショート故障していないと診断する。 Then, when the charging voltage of the flying capacitor C is 220V and the microcomputer 3 acquires the voltage output from the differential amplifier 2, neither the third diode D3 nor the fourth diode D4 has a short-circuit failure. Diagnose.
また、マイコン3は、フライングキャパシタCの充電電圧が110Vよりも高いときに差動増幅器2から出力される電圧を取得した場合に、第3ダイオードD3および第4ダイオードD4がショート故障していないと診断する。 Further, when the microcomputer 3 acquires the voltage output from the differential amplifier 2 when the charging voltage of the flying capacitor C is higher than 110 V, the third diode D3 and the fourth diode D4 are not short-circuited. Diagnose.
また、マイコン3は、第3スイッチSw3および第4スイッチSw4をオンにして差動増幅器2から0Vの電圧を取得する場合には、第3ダイオードD3および第4ダイオードD4がショート故障していると診断する。 Further, when the microcomputer 3 turns on the third switch Sw3 and the fourth switch Sw4 to acquire a voltage of 0 V from the differential amplifier 2, it is said that the third diode D3 and the fourth diode D4 are short-circuited. Diagnose.
このように、漏電検出装置1は、漏電検出のための基本構成に加えて、第1診断スイッチSw6および第2診断スイッチSw7を備えるという簡易な構成で第1〜第4ダイオードD1〜D4のショート故障診断を行うことができる。 As described above, the leakage detection device 1 has a simple configuration in which the first diagnostic switch Sw6 and the second diagnostic switch Sw7 are provided in addition to the basic configuration for leakage detection, and short-circuits the first to fourth diodes D1 to D4. Failure diagnosis can be performed.
また、漏電検出装置1が備える直列接続された複数の定電圧素子は、ツェナーダイオードであり、バッテリBTの正極と漏電検出回路10とを接続する配線にカソードが接続され、バッテリBTの負極と漏電検出回路10とを接続する配線にアノードが接続される。
Further, the plurality of constant voltage elements connected in series of the leakage detection device 1 are Zener diodes, and the cathode is connected to the wiring connecting the positive electrode of the battery BT and the
これにより、漏電検出装置1は、ツェナーダイオードをバイパス接続する第1診断スイッチSw6および第2診断スイッチSw7のオンとオフとを切替えて、フライングキャパシタCの充電電圧を参照するという簡易な処理によって第1〜第4ダイオードD1〜D4のショート故障診断を行うことができる。 As a result, the earth leakage detection device 1 switches on and off the first diagnostic switch Sw6 and the second diagnostic switch Sw7 that bypass the Zener diode, and refers to the charging voltage of the flying capacitor C. Short-circuit failure diagnosis of the 1st to 4th diodes D1 to D4 can be performed.
また、漏電検出装置1は、ツェナーダイオードによって保持される電圧がツェナー電圧未満であった場合に、ツェナーダイオードがショート故障していると診断する。このように、漏電検出装置1は、ツェナーダイオードによって保持される電圧がツェナー電圧未満か否かを判定するという簡易な処理によって、第1〜第4ダイオードD1〜D4のショート故障診断を行うことができる。 Further, the leakage detection device 1 diagnoses that the Zener diode has a short-circuit failure when the voltage held by the Zener diode is less than the Zener voltage. In this way, the earth leakage detection device 1 can perform short-circuit failure diagnosis of the first to fourth diodes D1 to D4 by a simple process of determining whether or not the voltage held by the Zener diode is less than the Zener voltage. it can.
また、漏電検出回路10は、バッテリBTから第1絶縁抵抗Raまたは第2絶縁抵抗Rbを介して印加される電圧によって充電されるフライングキャパシタCを備え、フライングキャパシタCの充電電圧に基づいて漏電を検出する。
Further, the
また、マイコン3は、第1〜第4ダイオードD1〜D4のうち、診断対象の定電圧素子により保持される電圧によって充電されたフライングキャパシタCの充電電圧が定電圧素子のツェナー電圧未満である場合に、診断対象の定電圧素子がショート故障していると診断する。 Further, in the microcomputer 3, when the charging voltage of the flying capacitor C charged by the voltage held by the constant voltage element to be diagnosed among the first to fourth diodes D1 to D4 is less than the Zener voltage of the constant voltage element. In addition, it is diagnosed that the constant voltage element to be diagnosed has a short-circuit failure.
このように、漏電検出装置1は、フライングキャパシタCを漏電検出用と、定電圧素子の診断用とに兼用することで回路素子数の増大を抑制することにより、製品のコストを低減することができる。 As described above, the leakage detection device 1 can reduce the cost of the product by suppressing the increase in the number of circuit elements by using the flying capacitor C for both the leakage detection and the diagnosis of the constant voltage element. it can.
なお、第1診断スイッチSw6および第2診断スイッチSw7を備えていない漏電検出装置でもバッテリBTの電圧が十分に高ければ定電圧素子のショート故障を診断することは可能であるが、バッテリBTの電圧が低い場合に診断不可能となる場合がある。 Even with an earth leakage detection device that does not have the first diagnostic switch Sw6 and the second diagnostic switch Sw7, if the voltage of the battery BT is sufficiently high, it is possible to diagnose a short-circuit failure of the constant voltage element, but the voltage of the battery BT. If is low, diagnosis may not be possible.
ここで、図1を参照し、図1に示す漏電検出装置1が仮に第1診断スイッチSw6および第2診断スイッチSw7を備えていなかった場合について説明する。かかる場合、漏電検出装置1では、バッテリBTの電圧が400Vであり、第1〜第4ダイオードD1〜D4が全てショート故障していなければ、フライングキャパシタCの充電電圧が400Vになる。 Here, with reference to FIG. 1, a case where the leakage detection device 1 shown in FIG. 1 is not provided with the first diagnostic switch Sw6 and the second diagnostic switch Sw7 will be described. In such a case, in the leakage detection device 1, the charging voltage of the flying capacitor C becomes 400V unless the voltage of the battery BT is 400V and all the first to fourth diodes D1 to D4 are short-circuited.
このとき、例えば、第1〜第4ダイオードD1〜D4のうち、いずれか一つがショート故障していた場合、フライングキャパシタCの充電電圧は、330Vになる。このため、マイコン3は、フライングキャパシタCの充電電圧が330Vよりも高ければ、第1〜第4ダイオードD1〜D4が全てショート故障していないと正確に診断することができる。 At this time, for example, if any one of the first to fourth diodes D1 to D4 is short-circuited, the charging voltage of the flying capacitor C becomes 330V. Therefore, if the charging voltage of the flying capacitor C is higher than 330V, the microcomputer 3 can accurately diagnose that all the first to fourth diodes D1 to D4 are not short-circuited.
しかしながら、例えば、バッテリBTの電圧が240Vであった場合、フライングキャパシタCの充電電圧は、第1〜第4ダイオードD1〜D4が全てショート故障していなくても、いずれか一つがショート故障していても240Vとなる。このため、マイコン3は、第1〜第4ダイオードD1〜D4のうち、いずれかがショート故障しているという診断を行うことができない。 However, for example, when the voltage of the battery BT is 240V, one of the charging voltages of the flying capacitor C has a short failure even if all the first to fourth diodes D1 to D4 have not failed short. Even if it becomes 240V. Therefore, the microcomputer 3 cannot diagnose that any one of the first to fourth diodes D1 to D4 has a short-circuit failure.
これに対して、第1診断スイッチSw6および第2診断スイッチSw7を備える漏電検出装置1は、バッテリBTの電圧が240Vまで低下しても、正確なショート故障診断を行うことができる。 On the other hand, the leakage detection device 1 including the first diagnostic switch Sw6 and the second diagnostic switch Sw7 can perform accurate short-circuit failure diagnosis even if the voltage of the battery BT drops to 240V.
例えば、図7に示すように、マイコン3は、第1ダイオードD1がショート故障しているときにバッテリBTの電圧が240Vまで低下していた場合、第1診断スイッチSw6をオフ、第2診断スイッチSw7をオンにする。 For example, as shown in FIG. 7, in the microcomputer 3, when the voltage of the battery BT drops to 240V when the first diode D1 is short-circuited, the first diagnostic switch Sw6 is turned off and the second diagnostic switch is turned off. Turn on Sw7.
このとき、フライングキャパシタCの充電電圧は、第1ダイオードD1がショート故障していなければ220Vとなるが、第1ダイオードD1がショート故障しているため、第2ダイオードD2のツェナー電圧である110Vに保持される。 At this time, the charging voltage of the flying capacitor C is 220V unless the first diode D1 has a short-circuit failure, but since the first diode D1 has a short-circuit failure, it becomes 110V, which is the Zener voltage of the second diode D2. Be retained.
このため、マイコン3は、フライングキャパシタCの充電電圧が110Vより高ければ第1ダイオードD1および第2ダイオードD2がショート故障していない、充電電圧が110Vより高くなければ、ショート故障していると正確に診断することができる。 Therefore, the microcomputer 3 is accurate that if the charging voltage of the flying capacitor C is higher than 110V, the first diode D1 and the second diode D2 are not short-circuited, and if the charging voltage is not higher than 110V, the short-circuiting failure is occurring. Can be diagnosed.
このように、漏電検出装置1によれば、例えば、バッテリBTの定格電圧が240V〜400Vの場合、定格電圧の範囲内であれば、バッテリBTの電圧がいかなる電圧であっても第1〜第4ダイオードD1〜D4のショート故障を正確に診断することができる。 As described above, according to the leakage detection device 1, for example, when the rated voltage of the battery BT is 240V to 400V, the first to first batteries BT have any voltage as long as they are within the rated voltage range. It is possible to accurately diagnose a short-circuit failure of the four diodes D1 to D4.
また、漏電検出装置1は、第1診断スイッチSw6および第2診断スイッチSw7のオープン故障を診断することもできる。次に、図8を参照し、漏電検出装置1が行う第1診断スイッチSw6および第2診断スイッチSw7のオープン故障診断動作について説明する。 The earth leakage detection device 1 can also diagnose an open failure of the first diagnostic switch Sw6 and the second diagnostic switch Sw7. Next, with reference to FIG. 8, the open failure diagnosis operation of the first diagnostic switch Sw6 and the second diagnostic switch Sw7 performed by the leakage detection device 1 will be described.
図8に示すように、マイコン3は、第1診断スイッチSw6および第2診断スイッチSw7のオープン故障診断を行う場合、第1診断スイッチSw6および第2診断スイッチSw7を共にオンにする。 As shown in FIG. 8, when performing open failure diagnosis of the first diagnostic switch Sw6 and the second diagnostic switch Sw7, the microcomputer 3 turns on both the first diagnostic switch Sw6 and the second diagnostic switch Sw7.
これにより、電流は、図8に太線矢印で示すように、バッテリBTの正極から、高圧側接続端子B、第1保護抵抗R1、第1診断スイッチSw6、第2診断スイッチSw7、第2保護抵抗R2、低圧側接続端子G、バッテリBTの負極の順に流れる。 As a result, as shown by the thick arrow in FIG. 8, the current is transferred from the positive electrode of the battery BT to the high voltage side connection terminal B, the first protection resistor R1, the first diagnostic switch Sw6, the second diagnostic switch Sw7, and the second protective resistor. It flows in the order of R2, the low voltage side connection terminal G, and the negative electrode of the battery BT.
このとき、電流は、第1診断スイッチSw6および第2診断スイッチSw7がオープン故障していなければ、フライングキャパシタCに流れることがない。このため、マイコン3は、その後、第1スイッチSw1および第2スイッチSw2をオフにし、第3スイッチSw3および第4スイッチSw4をオンにする。 At this time, the current does not flow to the flying capacitor C unless the first diagnostic switch Sw6 and the second diagnostic switch Sw7 are open-failed. Therefore, the microcomputer 3 then turns off the first switch Sw1 and the second switch Sw2, and turns on the third switch Sw3 and the fourth switch Sw4.
そして、マイコン3は、フライングキャパシタCが充電されていなければ、第1診断スイッチSw6および第2診断スイッチSw7がオープン故障していないと診断する。また、マイコン3は、フライングキャパシタCが充電されていれば、第1診断スイッチSw6および第2診断スイッチSw7の少なくともいずれか一方がオープン故障していると診断する。 Then, if the flying capacitor C is not charged, the microcomputer 3 diagnoses that the first diagnostic switch Sw6 and the second diagnostic switch Sw7 are not open-failed. Further, if the flying capacitor C is charged, the microcomputer 3 diagnoses that at least one of the first diagnostic switch Sw6 and the second diagnostic switch Sw7 is open-failed.
このように、漏電検出装置1は、第1診断スイッチSw6および第2診断スイッチSw7を共にオンにして、フライングキャパシタCの充電電圧を参照するだけで、第1診断スイッチSw6および第2診断スイッチSw7のオープン故障を診断することができる。 As described above, the leakage detection device 1 simply turns on the first diagnostic switch Sw6 and the second diagnostic switch Sw7 and refers to the charging voltage of the flying capacitor C, and the first diagnostic switch Sw6 and the second diagnostic switch Sw7. Can diagnose open faults.
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。 Further effects and variations can be easily derived by those skilled in the art. For this reason, the broader aspects of the invention are not limited to the particular details and representative embodiments expressed and described as described above. Therefore, various modifications can be made without departing from the spirit or scope of the general concept of the invention as defined by the appended claims and their equivalents.
100 漏電検出システム
1 漏電検出装置
2 差動増幅器
3 マイコン
10 漏電検出回路
BT バッテリ
Ra 第1絶縁抵抗
Rb 第2絶縁抵抗
R1 第1保護抵抗
R2 第2保護抵抗
R3 第3保護抵抗
R4 第4保護抵抗
R5 第5保護抵抗
D1 第1ダイオード
D2 第2ダイオード
D3 第3ダイオード
D4 第4ダイオード
Sw1 第1スイッチ
Sw2 第2スイッチ
Sw3 第3スイッチ
Sw4 第4スイッチ
Sw5 第5スイッチ
Sw6 第1診断スイッチ
Sw7 第2診断スイッチ
B 高圧側接続端子
G 低圧側接続端子
C フライングキャパシタ
100 Leakage detection system 1 Leakage detection device 2 Differential amplifier 3
Claims (7)
前記漏電検出回路と前記電源との間に並列接続され、前記電源から前記漏電検出回路へ印加される電圧を所定電圧に保持する複数の直列接続された定電圧素子と、
前記定電圧素子に並列接続されて前記定電圧素子をバイパス接続する複数のスイッチと、
診断対象外の前記定電圧素子に並列接続された前記スイッチをオンにし、診断対象の前記定電圧素子に並列接続された前記スイッチをオフにした場合に、前記診断対象の定電圧素子により保持される電圧に基づいて前記定電圧素子のショート故障診断を行う診断部と
を備えることを特徴とする漏電検出装置。 A leakage detection circuit for detecting leakage from the power supply based on the resistance value of the insulation resistance that insulates between the power supply and ground, and
A plurality of series-connected constant voltage elements connected in parallel between the earth leakage detection circuit and the power supply and holding the voltage applied from the power supply to the earth leakage detection circuit at a predetermined voltage.
A plurality of switches connected in parallel to the constant voltage element to bypass the constant voltage element, and
When the switch connected in parallel to the constant voltage element not to be diagnosed is turned on and the switch connected in parallel to the constant voltage element to be diagnosed is turned off, the switch is held by the constant voltage element to be diagnosed. An electric leakage detection device including a diagnostic unit that diagnoses a short circuit failure of the constant voltage element based on the voltage.
ツェナーダイオードであり、前記電源の正極と前記漏電検出回路とを接続する配線にカソードが接続され、前記電源の負極と前記漏電検出回路とを接続する配線にアノードが接続される
ことを特徴とする請求項1に記載の漏電検出装置。 The constant voltage element is
It is a Zener diode, and is characterized in that a cathode is connected to a wiring connecting the positive electrode of the power supply and the leakage detection circuit, and an anode is connected to a wiring connecting the negative electrode of the power supply and the leakage detection circuit. The leakage detection device according to claim 1.
前記診断対象のツェナーダイオードにより保持される電圧が前記定電圧素子のツェナー電圧未満である場合に、前記診断対象の定電圧素子がショート故障していると診断する
ことを特徴とする請求項2に記載の漏電検出装置。 The diagnostic unit
The second aspect of the present invention is characterized in that when the voltage held by the Zener diode to be diagnosed is less than the Zener voltage of the constant voltage element, it is diagnosed that the constant voltage element to be diagnosed has a short-circuit failure. The earth leakage detection device described.
前記電源から前記絶縁抵抗を介して印加される電圧によって充電されるフライングキャパシタを備え、前記フライングキャパシタの充電電圧に基づいて漏電を検出し、
前記診断部は、
前記診断対象のツェナーダイオードにより保持される電圧によって充電された前記フライングキャパシタの充電電圧が前記定電圧素子のツェナー電圧未満である場合に、前記診断対象の定電圧素子がショート故障していると診断する
ことを特徴とする請求項3に記載の漏電検出装置。 The earth leakage detection circuit is
A flying capacitor charged by a voltage applied from the power source through the insulation resistor is provided, and leakage is detected based on the charging voltage of the flying capacitor.
The diagnostic unit
When the charging voltage of the flying capacitor charged by the voltage held by the Zener diode to be diagnosed is less than the Zener voltage of the constant voltage element, it is diagnosed that the constant voltage element to be diagnosed has a short-circuit failure. The leakage detection device according to claim 3, wherein the leakage detection device is provided.
全ての前記スイッチをオンにする制御を行って前記フライングキャパシタが充電された場合に、いずれかの前記スイッチがオープン故障していると診断する
ことを特徴とする請求項4に記載の漏電検出装置。 The diagnostic unit
The earth leakage detection device according to claim 4, wherein when all the switches are controlled to be turned on and the flying capacitor is charged, it is diagnosed that one of the switches is open-failed. ..
前記電源およびグランド間を絶縁する絶縁抵抗と、
前記電源からの漏電を検出する漏電検出装置とを備え、
前記漏電検出装置は、
前記絶縁抵抗の抵抗値に基づいて前記電源からの漏電を検出するための漏電検出回路と、
前記漏電検出回路と前記電源との間に並列接続され、前記電源から前記漏電検出回路へ印加される電圧を所定電圧に保持する複数の直列接続された定電圧素子と、
前記定電圧素子に並列接続されて前記定電圧素子をバイパス接続する複数のスイッチと、
診断対象外の前記定電圧素子に並列接続された前記スイッチをオンにし、診断対象の前記定電圧素子に並列接続された前記スイッチをオフにした場合に、前記診断対象の定電圧素子により保持される電圧に基づいて前記定電圧素子のショート故障診断を行う診断部と
を備えることを特徴とする漏電検出システム。 Power supply and
Insulation resistance that insulates between the power supply and ground,
It is equipped with an earth leakage detection device that detects an earth leakage from the power supply.
The earth leakage detection device is
An earth leakage detection circuit for detecting an earth leakage from the power source based on the resistance value of the insulation resistance, and an earth leakage detection circuit.
A plurality of series-connected constant voltage elements connected in parallel between the earth leakage detection circuit and the power supply and holding the voltage applied from the power supply to the earth leakage detection circuit at a predetermined voltage.
A plurality of switches connected in parallel to the constant voltage element to bypass the constant voltage element, and
When the switch connected in parallel to the constant voltage element not to be diagnosed is turned on and the switch connected in parallel to the constant voltage element to be diagnosed is turned off, the switch is held by the constant voltage element to be diagnosed. A leakage detection system including a diagnostic unit that diagnoses a short circuit failure of the constant voltage element based on the voltage.
前記漏電検出装置の診断部が、
前記定電圧素子に並列接続されて前記定電圧素子をバイパス接続する複数のスイッチのうち、診断対象外の前記定電圧素子に並列接続された前記スイッチをオンにし、診断対象の前記定電圧素子に並列接続された前記スイッチをオフにする工程と、
前記診断対象の定電圧素子により保持される電圧に基づいて前記定電圧素子のショート故障診断を行う工程と
を含むことを特徴とする診断方法。 An earth leakage detection circuit for detecting an earth leakage from the power source based on the resistance value of the insulation resistance that insulates between the power source and the ground is connected in parallel between the earth leakage detection circuit and the power source, and from the power source. A method for diagnosing an earth leakage detection device including a plurality of series-connected constant voltage elements that hold a voltage applied to the earth leakage detection circuit at a predetermined voltage.
The diagnostic unit of the earth leakage detection device
Of the plurality of switches connected in parallel to the constant voltage element and bypass-connected to the constant voltage element, the switch connected in parallel to the constant voltage element not subject to diagnosis is turned on to connect the constant voltage element to be diagnosed. The process of turning off the switches connected in parallel and
A diagnostic method comprising a step of performing a short-circuit failure diagnosis of the constant voltage element based on a voltage held by the constant voltage element to be diagnosed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018247548A JP6831362B2 (en) | 2018-12-28 | 2018-12-28 | Leakage detector, earth leakage detection system, and diagnostic method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018247548A JP6831362B2 (en) | 2018-12-28 | 2018-12-28 | Leakage detector, earth leakage detection system, and diagnostic method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020106481A JP2020106481A (en) | 2020-07-09 |
JP6831362B2 true JP6831362B2 (en) | 2021-02-17 |
Family
ID=71450759
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018247548A Active JP6831362B2 (en) | 2018-12-28 | 2018-12-28 | Leakage detector, earth leakage detection system, and diagnostic method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6831362B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7433983B2 (en) * | 2020-03-02 | 2024-02-20 | 本田技研工業株式会社 | Ground fault detection device |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3178569B2 (en) * | 1994-03-30 | 2001-06-18 | 株式会社エフ・エフ・シー | Matrix type selection circuit |
JP2008228371A (en) * | 2007-03-08 | 2008-09-25 | Advics:Kk | Drive controller of electric motor for vehicle |
JP4839270B2 (en) * | 2007-06-18 | 2011-12-21 | 矢崎総業株式会社 | Insulation detector |
-
2018
- 2018-12-28 JP JP2018247548A patent/JP6831362B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020106481A (en) | 2020-07-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107240944B (en) | Switch fault diagnostic device, battery pack, electric system and method for diagnosing faults | |
JP5443327B2 (en) | Battery assembly | |
US20220055483A1 (en) | First series then parallel battery pack system | |
US8248744B2 (en) | Voltage detecting apparatus | |
JP5783197B2 (en) | Voltage detection device for battery pack | |
WO2012073836A1 (en) | Ground fault detection device, ground fault detection method, solar energy generator system, and ground fault detection program | |
US20160061909A1 (en) | Battery monitoring apparatus | |
US10649040B2 (en) | Leakage current determination | |
CN104935026B (en) | Battery cell arrangement with battery cells and current limiting circuit and corresponding method | |
US20150229144A1 (en) | Battery management system | |
JP6137007B2 (en) | Anomaly detection device | |
JP2013172544A (en) | Battery pack monitoring device | |
WO2017199534A1 (en) | Battery pack monitoring system | |
JP7039541B2 (en) | Ground fault detector | |
JP2016134948A (en) | Power supply system | |
US20080079416A1 (en) | Voltage detecting apparatus | |
US9960610B2 (en) | Voltage detecting device, voltage detecting method, and battery pack system | |
EP3764500A1 (en) | Vehicle power distribution architecture | |
JP6831362B2 (en) | Leakage detector, earth leakage detection system, and diagnostic method | |
US20150180091A1 (en) | Accumulator battery protected against external short-circuits | |
KR101486626B1 (en) | Apparatus for detecting insulation resestance and diagnostic apparatus thereof | |
JP5661414B2 (en) | Power supply | |
JP2018048957A (en) | Electric leakage detector | |
JP5828396B2 (en) | DC power supply and its ground fault detection method | |
CN116626516A (en) | Signal detection circuit, insulation resistance detection device and system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200106 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20201211 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210105 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210128 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6831362 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |