CN103430039B - 绝缘状态检测器 - Google Patents

Abstract

如果由微型计算机（15）测量的读取电容器（Ca）的充电电压为零，则微型计算机（15）测量在读取电容器（Ca）放电并且由电荷供应电路（17）充电至预定电势之后该读取电容器（Ca）的充电电压，测量当读取电容器（Ca）此后与快速电容器C1的放电器隔离时的充电电压，并且测量当读取电容器（Ca）此后以刚好在快速电容器（C1）开始放电之后该快速电容器（C1）的放电电压充电时的充电电压。基于在各个时间点测量的读取电容器（Ca）的充电电压值的模式，识别绝缘状态检测器（10）的故障位置。

Description

绝缘状态检测器

技术领域

本发明涉及一种用于检测未接地电源关于地电势部分的接地故障或者绝缘状态的单元，并且特别地涉及一种用于检测被用来检测接地故障或者绝缘状态的快速电容器的故障的设备。

背景技术

使用电力作为驱动能量的车辆通常采用配置成与车体绝缘的未接地电源的高电压(例如200V)DC电源。为了检测未接地电源关于车体即地电势部分的接地故障或者绝缘状态，检测单元采用快速电容器。

检测单元控制内部开关，从而以与从地电势部分绝缘的DC电源的电压相对应的电荷量、与在DC电源的正端子侧上的接地故障电阻相对应的电荷量和与在DC电源的负端子侧上的接地故障电阻相对应的电荷量对快速电容器充电。此后，检测单元的控制器测量在每一种电荷量下的充电电压、计算在DC电源的正和负端子侧上的接地故障电阻，并且检测DC电源的接地故障或者绝缘状态。相关文献例如有日本未审查的专利申请公开NO.2007-170983。

发明内容

技术问题

通过断开快速电容器与DC电源的连接并且通过对快速电容器放电而测量快速电容器的充电电压来作为其放电电压。在对快速电容器放电方面，需要快速放电以快速地开始电容器的下一次充电。在另一方面，在测量放电电压方面，必须测量接近快速电容器刚好在放电之前的充电电压的电压值，并且因此，要求刚好在开始放电之后的适当的定时测量放电电压。

鉴于这个主题，本发明提供一种绝缘状态检测器，该绝缘状态检测器采用快速电容器以通过以与DC电源的电源电压或者接地故障电阻相对应的电荷量对快速电容器充电并且通过在适当的定时准确地测量该快速电容器的充电电压，而检测接地故障或者绝缘状态。

解决问题的方案

本发明实现了从DC电源断开的快速电容器的快速放电，以及刚好在快速电容器开始放电之后的放电电压测量。为此，本发明保持在独立电路中在快速电容器开始放电时的放电电压值。由此，本发明能够连续地对快速电容器放电，并且同时能够测量保持在该独立电路中的值，以测量刚好在快速电容器开始放电之后的放电电压值。

如果保持在独立电路中的值被测量为0V，则在快速电容器开始放电时的放电电压值为0V是不现实的。于是，认为独立电路或者外围电路发生故障是适当的。因为情况不清楚，所以测量值为0V的事实不足以识别其原因。例如，是否已经从开始起便保持0V，或者是否保持值已经随着时间经过降低为0V，这是不清楚的。

如果在快速电容器开始放电时在独立电路中保持的放电电压值明显地异常，则本发明能够识别原因。

根据本发明的一个技术方面，本发明的绝缘状态检测器用于根据以与DC电源的电压相对应的电荷量充电的快速电容器的充电电压和通过包括所述DC电源的绝缘电阻的、所述DC电源的绝缘电阻测量电路的所述快速电容器的充电电压来检测与地电势部分绝缘的所述DC电源的绝缘状态，所述绝缘状态检测器包括：峰值保持器，所述峰值保持器在所述快速电容器开始放电时被选择性地连接到所述快速电容器的放电器，并且所述峰值保持器被配置为以与所述快速电容器的放电电压的峰值相对应的电势对保持电容器充电，并且保持所述电势；保持值测量单元，所述保持值测量单元被配置为：在所述快速电容器开始放电之后并且在所述峰值保持器与所述放电器电隔离的状态中，测量保持在所述峰值保持器中的所述电势；充电电压检测器，所述充电电压检测器被配置为：根据由所述保持值测量单元所测量的值来检测所述快速电容器的充电电压；测试充电器，所述测试充电器被配置为：如果保持在所述峰值保持器中的并且由所述保持值测量单元所测量到的所述电势为零，则在与所述放电器电绝缘的状态中以预定电势对保持电容器充电；测试测量单元，所述测试测量单元被配置为：在由所述测试充电器充电之后，测量所述保持电容器的充电电压；和故障检测器，所述故障检测器被配置为：根据由所述保持值测量单元和所述测试测量单元所测量的值来检测故障位置。

附图简要说明

图1是示出根据本发明的实施例的绝缘状态检测器的电路图。

图2是示出图1的采样和保持电路的电路图。

图3是示出在图1和2的开关的开/关与电容器充电状态之间的关系的时间表。

图4是示出由图1的绝缘状态检测器执行故障检测操作的时序的时间表。

图5是示出安装在图1的绝缘状态检测器中的电荷供应电路的电路图。

图6是示出由图1的绝缘状态检测器的微型计算机根据存储在ROM中的程序执行的故障检测过程的流程图。

具体实施方式

将参考附图解释本发明的实施例。

图1是示出根据本发明的实施例的绝缘状态检测器的电路图。本实施例的绝缘状态检测器是这样的单元，该单元配置成：检测在与诸如车体(未示出)的地电势部分绝缘的DC电源B的正端子侧上的主电路配线1p的接地故障或者绝缘状态，或者检测在DC电源B的负端子侧上的主电路配线1n的接地故障或者绝缘状态。

在图1中，“RLp”代表在正端子侧上的接地故障电阻，并且“RLn”代表在负端子侧上的接地故障电阻。这些接地故障电阻RLp和RLn是当在正端子侧上的主电路配线1p或者在负端子侧上的主电路配线1n发生接地故障时可能产生的虚拟电阻。

用于检测主电路配线1p或者1n的接地故障或者绝缘状态的绝缘状态检测器10包括：接地故障检测器11，其具有快速电容器C1；采样和保持电路13，其采样并保持快速电容器C1的充电或者放电电压；以及微型计算机(微控制器)15，其检测在采样和保持电路13中保持的值并且测量快速电容器C1的充电/放电电压。根据本实施例的快速电容器C1是陶瓷电容器。

除了快速电容器C1，接地故障检测器11包括：开关S1和S2，其将快速电容器C1选择性地连接到DC电源B的正电极和负电极；和开关S3和S4，其将快速电容器C1选择性地连接到微型计算机15和地电势部分。电阻器R1串联连接在快速电容器C1和开关S1之间。电阻器R2串联连接在快速电容器C1和开关S2之间。

当微型计算机15测量快速电容器C1的充电或者放电电压时，必须确保DC电源B的绝缘。为此，电阻器R1和R2具有相同的高电阻值。

图2是示出采样和保持电路13的电路图。采样和保持电路13包括：开关Sa，其具有连接到微型计算机15的第一A/D转换端口A/D1的第一端；读取电容器Ca，其连接在开关Sa的第一端与地电势部分之间；以及电阻器Ra，其串联连接在开关Sa的第二端与开关S3之间。

在开关Sa被闭合时，读取电容器Ca以经由电阻器Ra出现在开关Sa的第一端处的电势充电。

微型计算机15利用其电压比DC电源B的电压低的电源(未示出)来操作，使得DC电源B与微型计算机15的地电势隔离。接地故障检测器11的开关S1到S4与采样和保持电路13的开关Sa例如是与DC电源B绝缘并且由微型计算机15接通/断开的光学MOSFET。

微型计算机15的第一A/D转换端口A/D1经过采样和保持电路13连接到开关S3。采样和保持电路13与开关S3的连接点通过电阻器R4接地。电阻器R5连接在开关S4和地电势部分之间。在快速电容器C1的第一端侧(图1中的上电极侧)上的开关S1和S3串联连接。电流方向切换电路X连接在开关S1和S3的连接点与快速电容器C1的第一端之间。

电流方向切换电路X是并联电路，该并联电路包括：包括二极管D0以及电阻器R1的串联电路，该二极管D0的正向方向是从开关S1朝向快速电容器C1的第一端的方向；包括二极管D1的电路，该二极管D1的正向方向是从开关S3朝向快速电容器C1的第一端的方向；以及包括二极管D2和电阻器R3的串联电路，该二极管D2的正向方向是从快速电容器C1的第一端朝向开关S3的方向。

将解释由绝缘状态检测器10执行的检测DC电源B的接地故障或者绝缘状态的顺序。首先，微型计算机15接通开关S1和S2并且断开开关S3、S4和Sa达预定时间。该预定时间比用于对快速电容器C1完全充电所需的时间短。

这形成了沿着DC电源B的正电极、在正端子侧上的主电路配线1p、开关S1、二极管D0、电阻器R1、快速电容器C1的第一端(图1中的上侧电极)、快速电容器C1的第二端(图1中的下侧电极)、电阻器R2、开关S2、在负端子侧上的主电路配线1n，以及DC电源B的负电极而延伸的充电电路。该充电电路称作为第一充电电路。

在第一充电电路中，快速电容器C1以与DC电源B的电压相对应的电荷量充电。由于充电，快速电容器C1的第一端变成正电极并且其第二端变成负电极。

此后，微型计算机15断开开关S1和S2并且接通开关S3和S4。这将快速电容器C1的正电极经过二极管D2、电阻器R3和开关S3而连接到采样和保持电路13并且将该快速电容器C1的负电极经过开关S4和电阻器R5而连接到地电势部分。结果，快速电容器C1放电。

如在图3的时间表中所示，微型计算机15在时间T1接通开关S3和S4，并且同时接通采样和保持电路13的开关Sa达较短时间(T1和T2之间的间隔，例如，200到300[us(微秒)])。结果，快速电容器C1的充电电压由电阻器R3和R4分压，并且与电阻器R3两端的电压相对应的驱动力对读取电容器Ca充电。

当快速电容器C1开始放电时，快速电容器C1具有与DC电源B的电压相对应的电荷量。因此，当刚好在快速电容器C1开始放电之后以该快速电容器C1的放电电压对于读取电容器Ca充电时，读取电容器Ca的电荷量等于与DC电源B的电压乘以电阻器R4和R5的电压分压比相对应的电荷量。

微型计算机15在时间T2断开采样和保持电路13的开关Sa并且读取电容器Ca的充电电压分压电势从采样和保持电路13输出到微型计算机15的第一A/D转换端口A/D1并且得以测量。根据所测量的值、电阻器R3和R4的分压比，和电阻器R4和R5的分压比，微型计算机15计算与DC电源B的电压相对应的快速电容器C1的充电电压Vc1。

在采样和保持电路13的开关Sa断开之后并且快速电容器C1的充电电压Vc1正在被测量的同时，开关S3和S4接通，并且因此快速电容器C1继续地放电。

当在时间T3完成快速电容器C1的充电电压Vc1的测量时，微型计算机15接通采样和保持电路13的开关Sa。这对快速电容器C1和读取电容器Ca放电。当这些电容器C1和Ca在时间T4完全地放电时，微型计算机15断开开关S3、S4和Sa。

在对快速电容器C1和读取电容器Ca完全地放电之后，微型计算机15接通开关S1和S4并且断开开关S2和S3达上述预定时间。

这形成了沿着DC电源B的正电极、在正端子侧上的主电路配线1p、开关S1、二极管D0、电阻器R1、快速电容器C1的第一端、快速电容器C1的第二端、开关S4、电阻器R5、(地电势部分、)在负端子侧上的接地故障电阻RLn、在负端子侧上的主电路配线1n，以及DC电源B的负电极的充电电路。该充电电路称作为第二充电电路。

在第二充电电路中，快速电容器C1以与在负端子侧上的接地故障电阻RLn相对应的电荷量充电。由此，快速电容器C1的第一端变成正电极并且其第二端变成负电极。

此后，微型计算机15在图3的T1断开开关S1和S2并且接通开关S3和S4。同时，微型计算机15接通采样和保持电路13的开关Sa达较短时间(在图3中的T1和T2之间的间隔，例如200到300us)。

直至微型计算机15再次接通采样和保持电路13的开关Sa，即，在图3的T2和T3之间的间隔期间，类似测量与DC电源B的电压相对应的快速电容器C1的充电电压Vc1那样，微型计算机15测量与在负端子侧上的接地故障电阻RLn相对应的快速电容器C1的充电电压Vc1-。

此后，微型计算机15对快速电容器C1和读取电容器Ca完全地放电，接通开关S2和S3，并且断开开关S1和S4达上述预定时间。

这形成了沿着DC电源B的正电极、在正端子侧上的主电路配线1p、在正端子侧上的接地故障电阻RLp、(地电势部分、)电阻器R4、开关S3、二极管D1、快速电容器C1、电阻器R2、开关S2、在负端子侧上的主电路配线1n，以及DC电源B的负电极而延伸的充电电路。该充电电路称作为第三充电电路。

在第三充电电路中，快速电容器C1以与在正端子侧上的接地故障电阻RLp相对应的电荷量充电。这使得快速电容器C1的第一端为正并且其第二端为负。

此后，微型计算机15在图3中的时间T1断开开关S1和S2并且接通开关S3和S4。同时，微型计算机15接通采样和保持电路13的开关Sa达较短时间。该接通时间是在图3中的T1和T2之间的间隔，并且例如是200到300[us(微秒)]。

直至微型计算机15再次接通采样和保持电路13的开关Sa，即，在图3的T2和T3之间的间隔期间，类似测量与DC电源B的电压相对应的快速电容器C1的充电电压Vc1并且类似测量与在负端子侧上的接地故障电阻RLn相对应的快速电容器C1的充电电压Vc1-那样，微型计算机15测量与在正端子侧上的接地故障电阻RLp相对应的快速电容器C1的充电电压Vc1+。此后，快速电容器C1和读取电容器Ca完全地放电。

与DC电源B的电压相对应的快速电容器C1的充电电压Vc1、与在负端子侧上的接地故障电阻RLn相对应的快速电容器C1的充电电压Vc1-，以及与在正端子侧上的接地故障电阻RLp相对应的快速电容器C1的充电电压Vc1+能够与在正端子侧上的接地故障电阻RLp和在负端子侧上的接地故障电阻RLn的并联合成电阻值R相关。即，合成电阻R能够表达为“{(Vc1+)+(Vc1-)}/Vc1”的函数。

根据这个关系，微型计算机15计算在正和负端子侧上的接地故障电阻RLp和RLn的并联合成电阻值，以检测DC电源B的接地故障或者绝缘状态。

0043在根据该实施例的接地故障检测器11中用作快速电容器C1的陶瓷电容器根据DC偏压大幅地改变其电容。快速电容器C1的电容还取决于环境温度和用作快速电容器C1的陶瓷电容器的个体特性差异而改变。

为了消除快速电容器C1的电容的这种变化的影响，可以改变由微型计算机15执行的、测量充电电压Vc1、Vc1-和Vc1+的顺序。这将予以说明。

如果快速电容器C1的电容降低为低于在正常状态下的电容，则通过在特定时段内对快速电容器C1充电而达到的电荷量增加为高于在正常状态下的电荷量。结果，在从放电开始的特定间隔内，快速电容器C1的放电量变得较高。

在另一方面，如果快速电容器C1的电容增加为高于在正常状态下的电容，则通过在特定时段内对快速电容器C1充电而达到的电荷量降低为低于在正常状态下的电荷量。结果，在从放电开始的特定间隔内，快速电容器C1的放电量变得较低。

当在放电开始之后经过特定时间时，放电快速电容器C1接近饱和，并且因此，在饱和之后的快速电容器C1的放电量几乎均衡，而与快速电容器C1的电容是高于还是低于在正常状态中的电容无关。

这意味着，虽然快速电容器C1的电荷量取决于该快速电容器C1的电容特性而大幅地改变，但是对于从放电开始的特定时间，快速电容器C1的放电电压的变化变得较小。更加精确地，在对快速电容器C1充电达预定时间t1之后的放电开始时的放电电压VD1和在从快速电容器C1开始放电起经过时间t2之后的放电电压VD2具有以下关系：

[数学式1]

$V_{D1}=V_0\[1-\exp \{-\left(\frac{t_1}{C_1{\mathrm{aR}}_C}\right)\}\]$

$V_{D2}=V_0\exp \{-\left(\frac{t_2}{C_1{\mathrm{aR}}_D}\right)\},$

其中，V₀是充电电压，C1是快速电容器C1的电容，RC是充电电阻值，RD是放电电阻值，并且a是快速电容器C1的电容的变化系数(关于正常状态电容的比率)。

如在以上关系中明显的是，使快速电容器C1的电容降低的变化增大了在开始放电时的放电电压VD1和在从开始放电起的时段t2之后的放电电压VD2。在另一方面，使快速电容器C1的电容增加的变化降低了放电电压VD1和VD2。

应理解，通过在开始放电之后的特定时段内发生的快速电容器C1的放电量的增加或者降低而抵消了快速电容器C1的电荷量相对于正常状态中快速电容器C1的电荷量的增加或者降低。

即，将存在两种方式来从快速电容器C1的放电电压得到在对快速电容器C1充电达预定时间t1之后该快速电容器C1的充电电压V0。这两种方式如下：

(i)通过利用放电电压V_D2得到充电电压V₀

V₀＝V_D2/{(基于t2和C1×R_D的放电比率)×(基于t1和C1×R_C的充电比率)}…(1)

其中“放电比率”是在放电之后的电荷剩余比率并且“充电比率”是在充电之后的电荷剩余比率；

(ii)通过利用放电电压V_D1得到充电电压V₀

V₀＝V_D1/(基于t1和C1×R_C的充电比率)…(2)。

如上所述，根据表达式(1)利用放电电压VD2得到充电电压V0比根据表达式(2)利用放电电压VD1得到充电电压V0更精确。

相应地，在从快速电容器C1开始放电起的特定时间之后，微型计算机15断开开关S1和S2并且接通开关S3、S4和Sa(在图3中的T1)。此后不久，微型计算机15断开开关Sa。在这个短的时段(从图3中的T1到T2)期间，读取电容器Ca被充电，并且经由微型计算机15的第一A/D转换端口A/D1测量此时通过对读取电容器Ca的充电电压分压而获得的电势。根据所测量的电势，微型计算机15计算快速电容器C1的充电电压。

以此方式，可以从在快速电容器C1开始放电之后的特定时间(t2)所测量的放电电压VD2而获得快速电容器C1的充电电压Vc1、Vc1-和Vc1+。或者，以与DC电源B的电压相对应的电荷量充电的快速电容器C1的充电电压Vc1可以从放电电压VD2获得，并且与在负端子侧上的接地故障电阻RLn相对应的快速电容器C1的充电电压Vc1-和与在正端子侧上的接地故障电阻RLp相对应的快速电容器C1的充电电压Vc1+可以从在开始放电时测量的放电电压VD1获得。

到达放电快速电容器C1饱和时的时间点的速度根据快速电容器C1的电容而不同。因此，电容异常的快速电容器C1的放电量变得基本等于电容正常的快速电容器C1的放电量时的时间点，即，开始放电之后的特定时段(t2)根据异常电容是高于还是低于正常电容而不同。

为了应对这一点，测量如下两个时段并将其平均化，并且可以将平均化的时段用于计算放电电压VD2；上述两个时段分别为：从其中其电容高于正常的快速电容器C1的放电量变得基本等于正常快速电容器C1的放电量的放电开始起的时段，以及从其中其电容低于正常的快速电容器C1的放电量变得基本等于正常快速电容器C1的放电量的放电开始起的时段。

将参考图4的时间表说明由该实施例的绝缘状态检测器10执行故障检测操作的定时。首先，绝缘状态检测器10测量DC电源B的电压。为此，开关S1和S2接通使得第一充电电路以与DC电源B的电压相对应的电荷量对快速电容器C1充电。

此后，开关S3和S4接通以对快速电容器C1放电。稍后，开关Sa接通以利用刚好在快速电容器C1开始放电之后该快速电容器C1的放电电压对读取电容器Ca充电。在这之后的短时间内，仅仅开关Sa断开。在这种状态中，微型计算机15测量与读取电容器Ca的充电电压相对应的电势，作为与DC电源B的电压相对应的电势(常规测量)。

此后，开关Sa再次接通。读取电容器Ca放电，直至开关Sa与开关S3和S4一起地断开。

如果绝缘状态检测器10处于正常状态中，与由微型计算机15在常规测量中所测量的读取电容器Ca的充电电压相对应的电势必须是大于0V的值。因此，如果常规测量的结果为0V，则理解到在某个位置处绝缘状态检测器10存在故障。

在这方面，如在图5的电路图中所示，该实施例的绝缘状态检测器10具有电荷供应电路17，该电荷供应电路17如果需要则对采样和保持电路13的读取电容器Ca充电。电荷供应电路17采用诸如FET(场效应晶体管)的半导体开关Sb和上拉电阻器Rp，如果需要，则将在读取电容器Ca与微型计算机15的第一A/D转换端口A/D1的连接点处的电势上拉至预定水平。

如果常规测量的结果为0V，则微型计算机15与接地故障检测器11以及采样和保持电路13一起地控制电荷供应电路17，以对于绝缘状态检测器10执行故障检测。

接着，将参考图6的流程图说明根据存储在ROM(未示出)中的故障检测过程程序由微型计算机15对于绝缘状态检测器10执行的故障检测。

首先，微型计算机15确认是否已经执行常规测量(步骤S1)。如果确认常规测量已经执行(在步骤S1中为“是”)，则微型计算机15确认测量结果是否为0V(步骤S3)。如果测量结果不是0V(在步骤S3中为“否”)，则该过程结束。如果测量结果是0V(在步骤S3中为“是”)，则微型计算机15确认开关故障测试(接地故障测试)和快速电容器C1的放电过程是否已经完成(步骤S5)。

在以图4的时间表中描绘的点框所包围的定时执行开关故障测试。根据上述顺序执行开关故障测试。即，第二充电电路和第三充电电路一个接一个地建立，从而以与在负端子侧上的接地故障电阻RLn相对应的电荷量和与在正端子侧上的接地故障电阻RLp相对应的电荷量对快速电容器C1充电。每一次，快速电容器C1放电以对读取电容器Ca充电，并且微型计算机15测量与该读取电容器Ca的充电电压相对应的电势，作为与在负端子侧上的接地故障电阻RLn或者在正端子侧上的接地故障电阻RLp相对应的快速电容器C1的充电电压Vc1-或者Vc1+。

利用所测量的充电电压Vc1-和Vc1+和上述关系表达式，微型计算机15计算在正和负端子侧上的接地故障电阻RLp和RLn的并联合成电阻值，并且检测DC电源B的接地故障或者绝缘状态。根据该实施例，利用微型计算机15实现了“保持值测量单元”和“充电电压检测器”。

如果开关故障测试(接地故障测试)和快速电容器C1的放电过程已经完成(在步骤S5中为“是”)，则微型计算机15短时间地接通半导体开关Sb使得电荷供应电路17对读取电容器Ca充电(步骤S7)。当通过电荷供应电路17的该充电完成时，微型计算机15建立第一充电电路从而以与DC电源B的电压相对应的电荷量对快速电容器C1充电(步骤S9)。

在通过第一充电电路的充电完成之后，微型计算机15执行故障测量1(参考图4)(步骤S11)。在故障测量1中，微型计算机15在开关S1到S4和Sa的断开状态下测量与读取电容器Ca的充电电压相对应的电势，并且确认测量结果是否为0V(步骤S13)。

如果测量结果为0V(在步骤S13中为“是”)，则微型计算机15认为虽然开关Sa断开但是由电荷供应电路17充电的读取电容器Ca已经放电，并且确定微型计算机15的第一A/D转换端口A/D1的输入部存在故障(例如，读取电容器Ca的接通故障，即故障(1))(步骤S15)。然后，该过程结束。

在另一方面，如果测量结果不是0V(在步骤S13中为“否”)，则微型计算机15开始对快速电容器C1放电(步骤S17)。稍后，微型计算机15开始对读取电容器Ca充电(步骤S19)，并且执行故障测量2(参考图4)(步骤S21)。

在故障测量2中，微型计算机15在开关S3、S4和Sa的接通状态下测量与读取电容器Ca的充电电压相对应的电势，并且确认测量结果是否为0V(步骤S23)。

如果测量结果为0V(在步骤S23中为“是”)，则微型计算机15认为以快速电容器C1的放电电压(充电电压)充电的读取电容器Ca已经经由接通的开关Sa放电，并且确定接地故障检测电路11存在故障(例如，主布线1p和1n中的断线，即故障(2))(步骤S25)。然后，该过程结束。

在另一方面，如果测量结果不是0V(在步骤S23中为“否”)，则微型计算机15终止读取电容器Ca的充电(步骤S27)，并且确认是否已经执行常规测量(步骤S29)。如果确认已经执行常规测量(在步骤S29中为“是”)，则微型计算机15确认测量结果是否为0V(步骤S31)。

如果测量结果为0V(在步骤S31中为“是”)，则该过程结束。在另一方面，如果测量结果不是0V(在步骤S31中为“否”)，则微型计算机15认为读取电容器Ca从未放电，并且确定峰值保持器13存在接通故障(例如，开关Sa的开路故障，即故障(3))(步骤S33)。然后，该过程结束。

如根据以上解释清楚地，该实施例利用在图6中所示的流程图的步骤S1和S29(在每一个步骤中为“是”)以及在执行常规测量时涉及的接地故障检测器11与采样和保持电路13的各构件实现了“保持值测量单元”。

根据该实施例，图6中的步骤S7是与测试充电器相对应的过程。根据该实施例，图6中的步骤S11和S21对应于测试测量单元。根据该实施例，图6中的步骤S15、S25和S33对应于故障检测器。

根据带有上述构造的实施例的绝缘状态检测器10，刚好在快速电容器C1开始放电之后的该快速电容器C1的放电电压用于作为峰值对保持器13的读取电容器Ca充电，并且微型计算机15测量该读取电容器Ca的充电电压。为此，采用了在下述构造。

如果由微型计算机15测量的读取电容器Ca的充电电压是零(0V)，则微型计算机15测量在读取电容器Ca放电之后且由电荷供应电路17充电至预定电势时该读取电容器Ca的充电电压，测量当读取电容器Ca此后与快速电容器C1的放电电路隔离时该读取电容器Ca的充电电压，并且测量当读取电容器Ca此后以刚好在快速电容器C1开始放电之后的该快速电容器C1的放电电压充电时该读取电容器Ca的充电电压。

基于在各个时间点所测量的读取电容器Ca的充电电压值的模式，绝缘状态检测器10中的故障位置得以识别。

当利用峰值保持器13检测绝缘状态时，如果其存在故障，则绝缘状态检测器10受到测试，以改进绝缘状态检测的精准度。

如果由峰值保持器保持的、快速电容器在其开始放电时的放电电压值明显地异常，则根据本发明的绝缘状态检测器能够阐明原因。

如果由保持值测量单元所测量的值为零(0V的电势)，则根据本发明的绝缘状态检测器的快速电容器故障检测器确定：当快速电容器放电时保持电容器未被充电，或者，快速电容器的放电电压的峰值为0V。在正常状况中，这种状态从不发生，并且因此认定绝缘状态检测器存在故障。

在此情形中，根据在被测试充电单元充电之后由测试测量单元测量的保持电容器的充电电压是否为0V，检测保持电容器是否存在接通故障。即，如果与保持电容器的充电电压相对应的、由峰值保持器保持的电势明显异常(0V)，则可以明确其原因是否为保持电容器。

如果在保持电容器与放电电路隔离的状态中由测试测量单元所测量的保持电容器的充电电压是0V，则检测到保持电容器存在开路故障。

如果在保持电容器与放电电路隔离的状态中由测试测量单元所测量的保持电容器的充电电压不是0V并且如果在保持电容器连接到放电电路的状态中由测试测量单元所测量的保持电容器的充电电压是0V，则检测到在开关单元的放电电路侧上存在故障。

因此，故障位置检测范围被扩大到峰值保持器的外部，并且绝缘状态检测器的故障位置在更宽的范围中得以识别。

如果由保持值测量单元所测量的值为零(0V的电势)并且如果在保持电容器与放电电路隔离的状态中和在该保持电容器连接到放电电路的状态中由测试测量单元此后所测量到的保持电容器的充电电压不是0V，并且另外，如果由保持值测量单元此后所测量到的值不为零，则检测到例如存在峰值保持器中的开关单元的开路故障。

以此方式，能够增加在待测试的峰值保持器中用于确定故障位置的被测对象，以精确地识别在绝缘状态检测器中的故障位置。

(美国指定)

在美国指定方面，该申请根据35USC119要求在2011年3月9日提交的日本专利申请No.2011-051640的优先权利益，其全部内容通过引用并入此处。

Claims (3)

1.一种绝缘状态检测器，该绝缘状态检测器用于检测与地电势部分绝缘的DC电源的绝缘状态，所述绝缘状态检测器包括：

接地故障检测器，该接地故障检测器包括快速电容器，

第一充电电路，该第一充电电路被配置成对快速电容器以与DC电源的电压相对应的第一充电电压充电，

第二充电电路，该第二充电电路被配置成对快速电容器以与在负端子侧上的一个虚拟接地故障电阻相对应的第二充电电压充电，

第三充电电路，该第三充电电路被配置成对快速电容器以与在正端子侧上的另一个虚拟接地故障电阻相对应的第三充电电压充电，其中，

所述绝缘状态检测器被布置成根据由所述第一充电电压、所述第二充电电压和所述第三充电电压计算的所述一个虚拟接地故障电阻和所述另一个虚拟接地故障电阻的并联合成电阻值，来检测所述DC电源的绝缘状态；

放电器，该放电器被配置成对所述快速电容器放电；

其中，所述绝缘状态检测器进一步包括；

包括读取电容器的采样与保持电路，所述采样与保持电路在所述快速电容器开始放电时被选择性地连接到所述快速电容器的放电器，并且所述采样与保持电路被配置为以与所述快速电容器的放电电压的峰值相对应的电势对所述读取电容器充电，并且保持所述电势；

保持值测量单元，所述保持值测量单元被配置为：在所述快速电容器开始放电之后并且在所述采样与保持电路与所述放电器电隔离的状态中，测量保持在所述采样与保持电路中的所述电势；

充电电压检测器，所述充电电压检测器被配置为：根据由所述保持值测量单元所测量的值来检测所述快速电容器的充电电压；

测试充电器，所述测试充电器被配置为：如果保持在所述采样与保持电路中的并且由所述保持值测量单元所测量到的所述电势为零，则在与所述放电器电绝缘的状态中以预定电势对读取电容器充电；

测试测量单元，所述测试测量单元被配置为：在由所述测试充电器充电之后，测量所述读取电容器的充电电压；和

故障检测器，所述故障检测器被配置为：根据由所述保持值测量单元和所述测试测量单元所测量的值来检测故障检测器的输入部的故障、所述接地故障检测器的故障和/或所述采样与保持电路的开路故障。

2.根据权利要求1所述的绝缘状态检测器，其中

在由所述测试充电器充电之后，所述测试测量单元测量所述读取电容器在该读取电容器与所述放电器电隔离的状态中以及在该读取电容器被连接到所述放电器的状态中的充电电压。

3.根据权利要求1或者2所述的绝缘状态检测器，其中，所述故障检测器根据由所述测试测量单元所测量的值和在所述测试测量单元的测量之前和之后由所述保持值测量单元所测量的值来检测故障位置。