CN104380123A - 漏电检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明的漏电检测装置包括：脉冲信号输出部，其向与蓄电池的正极侧连接的正极连接线和与蓄电池的负极侧连接的负极连接线分别输出规定的脉冲信号；响应波形检测部，其检测对于输出到正极连接线的脉冲信号的正极响应波形和对于输出到负极连接线的脉冲信号的负极响应波形；振幅比率计算部，其根据正极响应波形和负极响应波形来计算振幅比率；和漏电检测部，其根据振幅比率来检测蓄电池与地线之间的漏电。

Description

漏电检测装置

技术领域

本发明涉及漏电检测装置。

背景技术

搭载于电动汽车等的蓄电池和电源装置为了防止触电，要对车身和其他电路进行绝缘。关于这样的蓄电池和电源装置的绝缘，目前提案有检测绝缘不良造成的漏电(Leak)的漏电检测装置。专利文献1公开的是如下的技术，即，通过使使用电池组的蓄电池与地线之间的绝缘电阻的一部分电阻值变化，检测此时的绝缘电阻来检测漏电的有无。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国特开2010－19603号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在上述专利文献1记载的现有技术中，没有设想实际使用时的蓄电池电压的变动(波动)。因此，当蓄电池电压通过逆变器的动作等而波动时，有时难以正确地检测漏电的有无。

用于解决课题的技术方案

本发明的一个方式的漏电检测装置，是检测蓄电池与地线之间的漏电的漏电检测装置，包括：脉冲信号输出部，其向与蓄电池的正极侧连接的正极连接线和与蓄电池的负极侧连接的负极连接线分别输出规定的脉冲信号；响应波形检测部，其检测对于输出到正极连接线的脉冲信号的正极响应波形和对于输出到负极连接线的脉冲信号的负极响应波形；振幅比率计算部，其根据正极响应波形和负极响应波形来计算振幅比率；和漏电检测部，其根据振幅比率来检测蓄电池与地线之间的漏电。

本发明的另一方式的漏电检测装置，是检测蓄电池与地线之间的漏电的漏电检测装置，包括：脉冲信号输出部，其向与蓄电池的正极侧连接的正极连接线和与蓄电池的负极侧连接的负极连接线分别输出规定的脉冲信号；绝缘电路，其使正极连接线和负极连接线分别与脉冲信号输出部之间绝缘；响应波形检测部，其检测对于从脉冲信号输出部经由绝缘电路输出到正极连接线的脉冲信号的正极响应波形，和对于从脉冲信号输出部经由绝缘电路输出到负极连接线的脉冲信号的负极响应波形；漏电检测部，其根据正极响应波形和负极响应波形来检测蓄电池与地线之间的漏电；监控波形检测部，其检测从脉冲信号输出部向正极连接线和负极连接线分别输出了脉冲信号时的绝缘电路的输出电压波形作为正极监控波形和负极监控波形；和绝缘诊断部，其根据正极监控波形和负极监控波形来诊断绝缘电路的状态。

发明效果

根据本发明，即使蓄电池电压发生了波动，也能够正确地检测漏电的有无。

附图说明

图1是表示含有本发明的一个实施方式的漏电检测装置的电源装置的结构的图。

图2是表示本发明的第一实施方式的漏电检测装置的结构的图。

图3是表示无漏电时的响应波形的例子的图。

图4是表示在正极侧产生了漏电时的响应波形的例子的图。

图5是表示在负极侧产生了漏电时的响应波形的例子的图。

图6是表示漏电检测处理的流程的流程图。

图7是表示本发明第二实施方式的漏电检测装置的结构的图。

图8是表示光MOS继电器为正常状态且在正极侧产生了漏电时的响应波形的例子的图。

图9是表示光MOS继电器为短路状态且未产生漏电时的响应波形的例子的图。

图10是表示光MOS继电器为正常状态且未产生漏电时的响应波形的例子的图。

图11是表示正极侧的光MOS继电器短路时的监控波形的例子的图。。

图12是表示负极侧的光MOS继电器短路时的监控波形的例子的图。

图13是表示光MOS继电器为正常时的监控波形的例子的图。

图14是表示漏电和继电器状态检测处理的流程的流程图。

具体实施方式

(第一实施方式)

下面，利用附图对本发明的一个实施方式进行说明。图1是表示含有本发明的一个实施方式的漏电检测装置的电源装置的结构的图。该电源装置例如是搭载于车辆内而使用的电源装置。图1的电源装置与电动机9连接，具备：蓄电池1和2、服务断开(Service Disconnect：SD)开关3、主继电器4和5、预充电继电器6、预充电电阻7、逆变器8和漏电检测装置100。

蓄电池1、2产生用于驱动电动机9的直流电力，并供给到逆变器8。进而，也可以将通过使电动机9作为发电机动作而产生的再生电力储存于蓄电池1、2。例如，将多个使用锂离子电池等的电池单元连接，能够分别构成蓄电池1、2。蓄电池1和蓄电池2经由维护检修用SD开关3而相互连接。在维护检修时，为了防止工作人员的触电，通过断开SD开关3来断开蓄电池1与蓄电池2之间的连接。

蓄电池1、2和逆变器8经由主继电器4、5和预充电继电器6而连接。主继电器4、5和预充电继电器6的吸合释放状态分别通过未图示的控制装置来控制。在蓄电池1与预充电继电器6之间设有预充电电阻7。在从蓄电池1、2向逆变器8的通电开始时，最初通过主继电器5和预充电继电器6吸合，蓄电池1、2和逆变器8经由预充电电阻7而连接。由此，限制从蓄电池1、2向逆变器8流动的突入电流，保护主继电器4、5和预充电继电器6的触点。其后，通过主继电器4吸合并且预充电继电器6释放，蓄电池1、2和逆变器8不经由预充电电阻7而连接。这样，通过控制主继电器4、5和预充电继电器6的吸合释放，来切换蓄电池1、2与逆变器8的连接状态。

逆变器8具有用于噪音去除和电流平滑化的电容器10、11和12和IGBT电路13。IGBT电路13内置有作为开关元件的多个IGBT(绝缘栅型双极晶体管)。各IGBT的开关动作通过未图示的控制装置来控制。由此，从蓄电池1、2供给的直流电力转换成交流电力，向电动机9输出。另外，由电动机9发生的交流再生电力转换成直流电力，在蓄电池1、2中进行储存。

漏电检测装置100是用于检测蓄电池1、2与底盘(Chassis)地线之间的漏电的装置。漏电检测装置100经由与蓄电池1、2的正极侧连接的正极连接线21和与蓄电池1、2的负极侧连接的负极连接线22，连接在蓄电池1、2与逆变器3之间。

图2是表示本发明的一个实施方式的漏电检测装置100的结构的图。漏电检测装置100具备：晶体管电路101和102、光MOS继电器103和104、漏电电阻105和106、微型计算机200、分压电阻部301和302、运算放大器303和304和差放大器305。漏电电阻105、106和分压电阻部301、302经由连接器110、111而分别与上述的正极连接线21、负极连接线22连接。

微型计算机200在功能上具有：脉冲信号输出部201、响应波形检测部202、振幅比率计算部203和漏电检测部204。微型计算机200通过执行预先存储于未图示的存储器的规定的程序，能够实现对应于这些各部的功能。

脉冲信号输出部201分别对由晶体管和多个电阻元件构成的晶体管电路101、102输出规定的脉冲信号作为正极脉冲信号和负极脉冲信号。晶体管电路101、102根据这些脉冲信号接通(H电平)期间，分别向设置于光MOS继电器103、104的输入侧的发光二极管流入规定的动作电流。

光MOS继电器103、104分别在输入侧设有发光二极管，在输出侧设有光电MOSFET，两者之间为电绝缘。光MOS继电器103、104的输入侧分别经由晶体管电路101、102而与微型计算机200的脉冲信号输出部201连接。光MOS继电器103、104的输出侧分别经由漏电电阻105、106和连接器110、111而与正极连接线21、负极连接线22连接。即，在漏电检测装置100中，光MOS继电器103、104作为使正极连接线21、负极连接线22和脉冲信号输出部201之间分别绝缘的绝缘电路发挥功能。

如上所述，当从脉冲信号输出部201向晶体管电路101、102输出正极脉冲信号和负极脉冲信号时，与这些各脉冲信号相应的动作电流就分别流到光MOS继电器103、104的发光二极管。当输入侧的发光二极管通过该动作电流而在光MOS继电器103、104中间歇地发光时，输出侧的光电MOSFET就根据发光定时来切换漏电电阻105、106与控制地线之间的连接状态。其结果是，正极连接线21、负极连接线22分别经由漏电电阻105、106而间断地与控制地线连接。通过这种动作，脉冲信号输出部201能够经由晶体管电路101、102、光MOS继电器103、104和漏电电阻105、106，分别向正极连接线21、负极连接线22输出正极脉冲信号和负极脉冲信号。

如上所述，当从脉冲信号输出部201向正极连接线21输出正极脉冲信号时，在正极连接线21中，就会产生与正极脉冲信号相应的电压波动。该电压波动的波形(正极响应波形)随着蓄电池1、2的正极侧与底盘地线之间的绝缘电阻而变化。同样，当从脉冲信号输出部201向负极连接线22输出负极脉冲信号时，在负极连接线22中，就会产生与负极脉冲信号相应的电压波动。该电压波动的波形(负极响应波形)随着蓄电池1、2的负极侧与底盘地线之间的绝缘电阻而变化。

正极连接线21的正极响应波形和负极连接线22的负极响应波形分别经由分压电阻部301、302和运算放大器303、304而输出到微型计算机200的响应波形检测部202。此时，通过由分压电阻部301、302分别对正极连接线21和负极连接线22的电压进行分压，这些电压成为运算放大器303、304的动作范围内的电压。进而，通过适当选择分压电阻部301、302的各电阻值，经由运算放大器303、304向微型计算机200输入的正极响应波形和负极响应波形都收敛在微型计算机200的输入电压范围内。此外，分压电阻部301与分压电阻部302之间的电压设定为对微型计算机200的输入电压范围的上限即Vcc电压的1/2。

响应波形检测部202内置有A/D转换器210，通过使用该A/D转换器210，分别将经由分压电阻部301、302和运算放大器303、304而输入的正极响应波形和负极响应波形作为数字值而导入。由此，在响应波形检测部202，能够检测正极响应波形和负极响应波形。进而，响应波形检测部202通过使用A/D转换器210将从差放大器305输出的正极响应波形和负极响应波形的差即正极连接线21与负极连接线22之间的电压导入，也能够检测蓄电池1、2的总电压。

振幅比率计算部203根据由响应波形检测部202检测到的正极响应波形和负极响应波形，计算蓄电池1、2与底盘地线之间的漏电状态相应的振幅比率。漏电检测部204根据由振幅比率计算部203计算出的振幅比率，检测蓄电池1、2与底盘地线之间的漏电。此外，关于振幅比率计算部203的振幅比率的计算方法和漏电检测部204的漏电的检测方法，在后面进行详细说明。

接着，对由响应波形检测部202检测的响应波形的例子进行说明。图3是表示正常时即无漏电时的响应波形的例子的图。另一方面，图4、5分别是表示异常时即漏电发生时的响应波形的例子的图。图4是表示在正极侧产生了漏电时的响应波形的例子的图，图5是表示在负极侧产生了漏电时的响应波形的例子的图。在此，作为正极脉冲信号和负极脉冲信号，表示的是从脉冲信号输出部201分别向正极连接线21、负极连接线22输出了每0.5秒重复一次接通(H电平)和断开(L电平)的脉冲信号时的响应波形例。

在图3～5的各响应波形中，上侧的波形表示的是正极响应波形，下侧的波形表示的是负极响应波形。另外，将正极响应波形的振幅表示为Vap，将负极响应波形的振幅表示为Van。进而，将正极响应波形的极大值(最大值)与负极响应波形的极大值(最大值)的差表示为V1，将正极响应波形的极小值(最小值)和负极响应波形的极小值(最小值)的差表示为V2。

当将图3～5的各响应波形进行比较时，与图3的无漏电时的响应波形相比，在图4、5的漏电发生时的响应波形中，正极响应波形的振幅Vap和负极响应波形的振幅Van减小。另一方面，关于上述的差V1和V2，在图3的无漏电时的响应波形和图4、5的漏电发生时的响应波形之间，看不到特别变化。即，在漏电发生时，在正极响应波形和负极响应波形中，仅振幅分别变化，关于它们之间的差即正极连接线21和负极连接线22之间的电位差，没有变化。

振幅比率计算部203根据图3～5的各响应波形所示的正极响应波形的振幅Vap和负极响应波形的振幅Van与差V1和V2，通过下述的式(1)，计算振幅比率Rv。计算出的振幅比率Rv从振幅比率计算部203发送到漏电检测部204。

Rv＝(Vap+Van)/(V1+V2) …(1)

在此，在漏电发生时，如上所述，正极响应波形的振幅Vap和负极响应波形的振幅Van都比无漏电时小。另一方面，差V1和V2没有变化。因此可知，由上述的式(1)计算出的振幅比率Rv随着蓄电池1、2与底盘地线之间的漏电状态而变化，在漏电发生时，成为比正常时还小的值。通过利用该值，在漏电检测部204，能够从振幅比率Rv的值检测出蓄电池1、2与底盘地线之间的漏电的有无。

图6是表示在如上所述地检测漏电的有无时在微型计算机200中执行的漏电检测处理的流程的流程图。

在步骤S10中，微型计算机200通过脉冲信号输出部201，输出规定的脉冲信号作为正极脉冲信号和负极脉冲信号。从脉冲信号输出部201输出的正极脉冲信号经由晶体管电路101、光MOS继电器103和漏电电阻105向正极连接线21输出。另外，从脉冲信号输出部201输出的负极脉冲信号经由晶体管电路102、光MOS继电器104和漏电电阻106向负极连接线22输出。

在步骤S20中，微型计算机200通过响应波形检测部202，检测相对于在步骤S10中输出的正极脉冲信号和负极脉冲信号的响应波形作为正极响应波形和负极响应波形。此时，正极响应波形从正极连接线21经由分压电阻部301和运算放大器303输入到A/D转换器210，在响应波形检测部202进行检测。另外，负极响应波形从负极连接线22经由分压电阻部302和运算放大器304输入到A/D转换器210，在响应波形检测部202进行检测。

在步骤S30中，微型计算机200通过振幅比率计算部203，从在步骤S20中检测到的正极响应波形和负极响应波形，计算正极响应波形的振幅Vap和负极响应波形的振幅Van。例如，在步骤S20中检测到的规定周期量的正极响应波形和负极响应波形中，通过分别求出各周期的振幅，且分别计算它们的平均值，能够计算出正极响应波形的振幅Vap和负极响应波形的振幅Van。此时，也可以从在步骤S10中输出的正极脉冲信号和负极脉冲信号的通断的定时，确定正极响应波形和负极响应波形的通断的定时。

在步骤S40中，微型计算机200通过振幅比率计算部203，从在步骤S20中检测到的正极响应波形和负极响应波形，计算正极响应波形的极大值(最大值)与负极响应波形的极大值(最大值)的差V1、和正极响应波形的极小值(最小值)与负极响应波形的极小值(最小值)的差V2。例如，在步骤S20中检测到的规定周期量的正极响应波形和负极响应波形中，求出各周期的正极响应波形的极大值和极小值和各周期的负极响应波形的极大值和极小值，然后对各周期计算它们的差。而且，通过对计算出的各周期的差计算平均值，能够计算出上述的差V1、V2。

此外，也可以不分步骤S30和步骤S40，而是通过一系列的处理来同时执行。例如，从在步骤S20中检测到的正极响应波形和负极响应波形，求出正极响应波形的极大值(最大值)和极小值(最小值)和负极响应波形的极大值(最大值)和极小值(最小值)。然后，从正极响应波形的极大值(最大值)与极小值(最小值)的差，计算正极响应波形的振幅Vap，并且从负极响应波形的极大值(最大值)与极小值(最小值)的差，计算负极响应波形的振幅Van。另外，计算正极响应波形的极大值(最大值)与负极响应波形的极大值(最大值)的差V1、和正极响应波形的极小值(最小值)与负极响应波形的极小值(最小值)的差V2。此时，也可以与上述的步骤S30、S40同样地，利用规定周期量的正极响应波形和负极响应波形计算各周期的平均值。

在步骤S50中，微型计算机200通过振幅比率计算部203，根据步骤S30、S40的计算结果，利用上述的式(1)计算振幅比率Rv。

在步骤S60中，微型计算机200通过漏电检测部204，将在步骤S50中计算出的振幅比率Rv与规定的阈值Rth进行比较，判定振幅比率Rv是否不到阈值Rth。该判定所使用的阈值Rth是比不产生漏电的正常时的振幅比率Rv小的值，预先根据如图4、5例示的漏电发生时的响应波形来设定。步骤S60的判定结果是，在判定为振幅比率Rv不到阈值Rth的情况下，进入步骤S70，在不是那样的情况下，结束图6的流程图所示的漏电检测处理。

在步骤S70中，微型计算机200通过漏电检测部204检测蓄电池1、2与底盘地线之间的漏电。在此，不将蓄电池1、2的正极侧和负极侧区别开来，而是作为在两者中的至少一者与底盘地线之间产生了漏电进行检测。进而，此时，也可以输出用于向车辆内的用户告知漏电发生的规定的警告信号。如果执行了步骤S70，则微型计算机200就结束图6的流程图所示的漏电检测处理。

根据以上说明的本发明的一个实施方式，可实现下面的作用效果。

(1)漏电检测装置100在微型计算机200中，通过脉冲信号输出部201，分别向与蓄电池1、2的正极侧连接的正极连接线21和与蓄电池1、2的负极侧连接的负极连接线22输出规定的脉冲信号(步骤S10)。然后，通过响应波形检测部202，来检测对于输出到正极连接线21的正极脉冲信号的正极响应波形、和对于输出到负极连接线22的负极脉冲信号的负极响应波形(步骤S20)。根据该正极响应波形和负极响应波形，通过振幅比率计算部203计算振幅比率(步骤S50)，然后根据计算出的振幅比率，通过漏电检测部204检测蓄电池1、2与底盘地线之间的漏电(步骤S60、S70)。这样，即使蓄电池电压发生了波动，也能够正确地检测漏电的有无。

(2)振幅比率计算部203在步骤S50中，根据在步骤S30中计算出的正极响应波形的振幅Vap和负极响应波形的振幅Van、和在步骤S40中计算出的正极响应波形的极大值与负极响应波形的极大值的差V1和正极响应波形的极小值与负极响应波形的极小值的差V2，通过上述的式(1)计算出振幅比率Rv。这样，从正极响应波形和负极响应波形能够计算出蓄电池1、2与底盘地线之间的漏电状态相应的振幅比率。

(3)漏电检测部204在步骤S60中，判定振幅比率Rv是否不到规定的阈值Rth，在不到阈值Rth时，在步骤S70中，在蓄电池1、2的正极侧和负极侧中的至少一者与底盘地线之间检测漏电。这样，能够容易且可靠地检测漏电的发生。

(4)漏电检测装置100具备分别使正极连接线21和负极连接线22与脉冲信号输出部201之间绝缘的作为绝缘电路的光MOS继电器103、104。脉冲信号输出部201经由该光MOS继电器103、104，分别向正极连接线21和负极连接线22输出脉冲信号。这样，不管具有脉冲信号输出部201的微型计算机200与正极连接线21和负极连接线22之间的电位差如何，都能够从脉冲信号输出部201向正极连接线21和负极连接线22输出脉冲信号。进而，因为由光MOS继电器103、104构成绝缘电路，所以即使在使用高电压的蓄电池1、2的情况下，也能够使正极连接线21和负极连接线22与脉冲信号输出部201之间适当地绝缘。

(5)漏电检测装置100具备分别对正极连接线21和负极连接线22的电压进行分压的分压电阻部301、302。响应波形检测部202经由该分压电阻部301、302检测正极响应波形和负极响应波形。这样，能够在适当的电压范围内分别检测正极响应波形和负极响应波形。

(第二实施方式)

接着，对本发明的第二实施方式进行说明。在上述的第一实施方式中，对根据分别向正极和负极侧输入了脉冲信号时的响应波形而对蓄电池与底盘地线之间的连接线检测漏电的漏电检测装置进行了说明。与此相对，在以下说明的第二实施方式中，对除进行与第一实施方式说明的同样的漏电检测以外还进行脉冲信号的输入所使用的绝缘电路的状态检测的漏电检测装置进行说明。

图7是表示本实施方式的漏电检测装置100a的结构的图。图7所示的漏电检测装置100a与图2所示的第一实施方式的漏电检测装置100相比，在微型计算机200内还设有监控波形检测部205和绝缘诊断部206这一点、和在光MOS继电器103、104上分别连接有分压电路107、108这一点上不同。此外，含有该漏电检测装置100a的电源装置具有与含有图1所示的漏电检测装置100的电源装置同样的结构。

分压电路107、108分别连接在光MOS继电器103、104的输出侧的光电MOSFET与控制地线之间。而且，通过规定的分压比分别对从脉冲信号输出部201经由光MOS继电器103、104分别向正极连接线21和负极连接线22输出了正极脉冲信号和负极脉冲信号时的光MOS继电器103、104的输出电压进行分压，并将其输出。这些输出电压的波形分别从分压电路107、108向微型计算机200的监控波形检测部205输出作为正极监控波形和负极监控波形。

监控波形检测部205内置有A/D转换器211，通过使用该A/D转换器211，分别将从分压电路107、108输入的正极监控波形和负极监控波形作为数字值而导入。由此，在监控波形检测部205中，能够对输出了正极脉冲信号和负极脉冲信号时的正极监控波形和负极监控波形进行检测。

绝缘诊断部206根据由监控波形检测部205检测到的正极监控波形和负极监控波形，诊断光MOS继电器103、104的状态是正常还是短路状态或释放状态等异常状态。此外，关于由绝缘诊断部206进行光MOS继电器103、104的状态诊断的具体方法，在后面进行详细说明。

在此，对在光MOS继电器103、104成为短路状态的情况下进行检测的响应波形进行说明。例如，当光MOS继电器103因故障等而成为短路状态时，不管有无来自脉冲信号输出部201的正极脉冲信号的输出，正极连接线21和负极连接线22都总是成为与控制地线连接的状态。在这种情况下，即使在蓄电池1、2与底盘地线之间没有发生漏电，也会导致在响应波形检测部202中检测到与漏电发生时同样的响应波形，所以不能从响应波形来判断漏电发生的有无。

图8、9表示的是上述的具体例。图8是表示光MOS继电器103为正常状态且在正极侧产生了漏电时的响应波形的例子的图。另一方面，图9是表示光MOS继电器103为短路状态且未产生漏电时的响应波形的例子的图。由这两个图可知，在光MOS继电器103为短路状态时，检测的是与漏电发生时同样的响应波形。此外，图10是表示光MOS继电器103为正常状态且未产生漏电时的响应波形的例子的图，与图3所示的第一实施方式的无漏电时的响应波形同样。

关于负极侧，也同样，当光MOS继电器104因故障等而成为短路状态时，不管有无来自脉冲信号输出部201的负极脉冲信号的输出，正极连接线21和负极连接线22都总是成为与控制地线连接的状态。在这种情况下，即使在蓄电池1、2与底盘地线之间未产生漏电，也会导致在响应波形检测部202检测到与漏电发生时同样的响应波形，所以不能从响应波形来判断漏电发生的有无。

为了解决如上所述的问题点，在本实施方式中，由监控波形检测部205检测从分压电路107、108输出的正极监控波形和负极监控波形，然后由绝缘诊断部206根据这些波形，诊断绝缘电路即光MOS继电器103、104分别是否为正常状态。通过结合根据第一实施方式说明的响应波形的漏电状态的检测结果来使用该诊断结果，能够正确地检测正极连接线21和负极连接线22的漏电的有无。

下面，对由监控波形检测部205检测的监控波形的例子进行说明。图11是表示正极侧的光MOS继电器103短路时的监控波形的例子的图，图12是表示负极侧的光MOS继电器104短路时的监控波形的例子的图。另一方面，图13是表示光MOS继电器103、104正常时的监控波形的例子的图。

在图11～13的各监控波形中，实线所示的波形表示的是与正极脉冲信号的通断相应的正极监控波形，虚线所示的波形表示的是与负极脉冲信号的通断相应的负极监控波形。此外，在图11～13中，上段所示的“通”和“断”表示的是正极脉冲信号的通断的定时，下段所示的“通”和“断”表示的是负极脉冲信号的通断的定时。这样，在监控波形检测部205检测监控波形时，从脉冲信号输出部201交替地输出正极脉冲信号和负极脉冲信号。即，使正极脉冲信号和负极脉冲信号的通断定时相互错开，从而使它们交替地接通。

在图11～13的各监控波形中，在8秒附近和10秒附近，正极脉冲信号从接通切换成断开，并且负极脉冲信号从断开切换成接通。在下述中，将该之前的定时即对应于正极脉冲信号的下降起始点和负极脉冲信号的上升起始点的定时称为第一基准时刻。在图11～13中，Vmp1、Vmn1分别表示的是第一基准时刻的正极监控波形和负极监控波形的电压。

另外，在9秒附近，正极脉冲信号从断开切换成接通，并且负极脉冲信号从接通切换成断开。在下述中，将该之前的定时即对应于正极脉冲信号的上升起始点和负极脉冲信号的下降起始点的定时称为第二基准时刻。在图11～13中，Vmp2、Vmn2分别表示的是第二基准时刻的正极监控波形和负极监控波形的电压。

绝缘诊断部206根据图11～13的各监控波形所示的电压Vmp1和Vmn1，通过下述的式(2)计算第一基准时刻的正极监控波形与负极监控波形的电压差Vm1。

Vm1＝Vmp1－Vmn1 …(2)

另外，根据图11～13的各监控波形所示的电压Vmp2和Vmn2，通过下述的式(3)计算第二基准时刻的正极监控波形与负极监控波形的电压差Vm2。

Vm2＝Vmp2－Vmn2 …(3)

进而，通过下述的式(4)计算正极监控波形和负极监控波形的上升起始点的电压差Vd

Vd＝Vmp2－Vmn1 …(4)

绝缘诊断部206根据由上述的式(2)～(4)求出的各电压差，计算用于诊断光MOS继电器103、104是否分别为正常状态的指标。具体而言，根据式(2)～(4)的各电压差Vm1、Vm2和Vd、和上述的第一实施方式说明的正极响应波形的极大值与负极响应波形的极大值的差V1和正极响应波形的极小值与负极响应波形的极小值的差V2，通过下述的式(5)～(7)计算作为诊断指标的第一监控比率Am1、第二监控比率Am2和监控差比率Ad。

Am1＝2Vm1/(V1+V2)

＝2(Vmp1－Vmn1)/(V1+V2) …(5)

Am2＝2Vm2/(V1+V2)

＝2(Vmp2－Vmn2)/(V1+V2) …(6)

Ad＝2Vd/(V1+V2)

＝2(Vmp2－Vmn1)/(V1+V2) …(7)

如果如上所述地计算出第一监控比率Am1、第二监控比率Am2和监控差比率Ad，则绝缘诊断部206就通过将这些诊断指标分别与规定的阈值进行比较，来诊断光MOS继电器103、104的状态。例如，在第二监控比率Am2和监控差比率Ad满足以下的条件式(8)的情况下，判断为光MOS继电器103短路。此外，在条件式(8)中，Tha、Thb是作为软件的数据设定值而预定的阈值。

Am2≥Tha且Ad≥Thb …(8)

另外，在第一监控比率Am1和监控差比率Ad满足以下的条件式(9)的情况下，判断为光MOS继电器104短路。此外，在条件式(9)中，Thc、Thd是作为软件的数据设定值而预定的阈值。这些阈值Thc、Thd的值既可以分别与上述的条件式(8)的阈值Tha、Thb相同，也可以各不相同。

Am1≥Thc且Ad≥Thd …(9)

进而，在第一监控比率Am1和第二监控比率Am2和由第一实施方式说明的式(1)求出的振幅比率Rv都满足以下的条件式(10)的情况下，判断为光MOS继电器103或104中的至少任一者是断开状态，且正极脉冲信号或负极脉冲信号在光MOS继电器103或104中被阻断。此外，在条件式(10)中，The、Thf和Thg是作为软件的数据设定值而预定的阈值。这些阈值The、Thf和Thg的值既可以分别与上述的条件式(8)的阈值Tha、Thb或条件式(9)的阈值Thc、Thd相同，也可以各不相同。

Am1≤The且Am2≤Thf且Rv≤Thg …(10)

图14是表示在检测漏电的有无并且如上所述地诊断光MOS继电器103、104的状态时在微型计算机200中执行的漏电和继电器状态检测处理的流程的流程图。此外，在图14中，在执行与图6所示的第一实施方式的漏电检测处理内容相同的处理的部分，附带与图6相同的步骤序号。

在步骤S10～S70中，微型计算机200通过分别执行与图6同样的处理，来进行漏电检测处理。

在步骤S80中，微型计算机200通过监控波形检测部205检测在步骤S10中分别输出了正极脉冲信号和负极脉冲信号时的光MOS继电器103、104的输出电压波形作为正极监控波形和负极监控波形。此时，正极监控波形从光MOS继电器103经由分压电路107输入到A/D转换器211，在监控波形检测部205中进行检测。另外，负极监控波形从光MOS继电器104经由分压电路108输入到A/D转换器211，在监控波形检测部205中进行检测。

在步骤S90中，微型计算机200通过绝缘诊断部206，从在步骤S80中检测到的正极监控波形和负极监控波形，求出上述的第一基准时刻的正极监控波形的电压Vmp1和负极监控波形的电压Vmn1、和第二基准时刻的正极监控波形的电压Vmp2和负极监控波形的电压Vmn2。然后，根据这些电压，利用上述的式(2)～(4)计算第一基准时刻的正极监控波形与负极监控波形的电压差Vm1、第二基准时刻的正极监控波形与负极监控波形的电压差Vm2和正极监控波形和负极监控波形的上升起始点的电压差Vd。

在步骤S100中，微型计算机200通过绝缘诊断部206，根据在步骤S90中计算出的电压差Vm1、Vm2和Vd、和在步骤S40中计算出的差V1、V2，利用上述的式(5)～(7)计算出第一监控比率Am1、第二监控比率Am2和监控差比率Ad。

在步骤S110中，微型计算机200通过绝缘诊断部206，将在步骤S100中计算出的第二监控比率Am2和监控差比率Ad分别与规定的阈值Tha、Thb进行比较，判定是否满足上述的条件式(8)。其结果是，在满足条件式(8)的情况下进入步骤S120，在不满足的情况下进入步骤S130。

在步骤S120中，微型计算机200通过绝缘诊断部206判断为位于正极连接线21与脉冲信号输出部201之间的光MOS继电器103已短路，然后检测光MOS继电器103的短路。此时，为了向车辆内的用户告知光MOS继电器103短路的消息，也可以输出规定的警告信号等。

在步骤S130中，微型计算机200通过绝缘诊断部206将在步骤S100中计算出的第一监控比率Am1和监控差比率Ad分别与规定的阈值Thc、Thd进行比较，判定是否满足上述的条件式(9)。其结果是，在满足条件式(9)的情况下进入步骤S140，在不满足的情况下进入步骤S150。

在步骤S140中，微型计算机200通过绝缘诊断部206判断为位于负极连接线22与脉冲信号输出部201之间的光MOS继电器104已短路，然后检测光MOS继电器104的短路。此时，为了向车辆内的用户告知光MOS继电器104已短路的消息，也可以输出规定的警告信号等。

在步骤S150中，微型计算机200通过绝缘诊断部206，将在步骤S100中计算出的第一监控比率Am1和第一监控比率Am1与在步骤S50中计算出的振幅比率Rv分别与规定的阈值The、Thf和Thg进行比较，判定是否满足上述的条件式(10)。其结果是，在满足条件式(10)的情况下进入步骤S160，在不满足的情况下，结束图14的流程图所示的处理。

在步骤S160中，微型计算机200通过绝缘诊断部206，判断为光MOS继电器103或104中的至少任一方阻断了来自脉冲信号输出部201的脉冲信号，然后检测这些继电器为断开状态的情况。此时，为了向车辆内的用户告知光MOS继电器103或104为断开状态的消息，也可以输出规定的警告信号等。如果执行了步骤S160，微型计算机200就结束图14的流程图所示的处理。

根据以上说明的本发明的第二实施方式，除可实现第一实施方式说明的(1)～(5)的各作用效果以外，还可实现下面的作用效果。

(6)漏电检测装置100a在微型计算机200中具备监控波形检测部205和绝缘诊断部206。监控波形检测部205检测从脉冲信号输出部201经由作为绝缘电路的光MOS继电器103、104向正极连接线21和负极连接线22分别输出了脉冲信号时的光MOS继电器103、104的输出电压波形作为正极监控波形和负极监控波形(步骤S80)。绝缘诊断部206根据由监控波形检测部205检测到的正极监控波形和负极监控波形，诊断光MOS继电器103、104的状态(步骤S90～S160)。这样，考虑光MOS继电器103、104的状态，能够正确地检测正极连接线21和负极连接线22的漏电的有无。

(7)脉冲信号输出部201交替地输出对正极连接线21的正极脉冲信号和对负极连接线22的负极脉冲信号。绝缘诊断部206在输出这些脉冲信号时，根据由监控波形检测部205检测到的正极监控波形和负极监控波形，在步骤S90中，计算出与正极脉冲信号的下降起始点和负极脉冲信号的上升起始点相对应的第一基准时刻的正极监控波形的电压Vmp1和负极监控波形的电压Vmn1、和与正极脉冲信号的上升起始点和负极脉冲信号的下降起始点相对应的第二基准时刻的正极监控波形的电压Vmp2和负极监控波形的电压Vmn2。然后，根据计算出的这些电压、和在步骤S40中计算出的正极响应波形的极大值与负极响应波形的极大值的差V1和正极响应波形的极小值与负极响应波形的极小值的差V2，通过上述的式(5)～(7)计算第一监控比率Am1、第二监控比率Am2和监控差比率Ad。在步骤S110～S160中，根据这样计算出的第一监控比率Am1、第二监控比率Am2和监控差比率Ad诊断光MOS继电器103、104的状态。这样，能够正确地诊断光MOS继电器103、104的状态。

(8)绝缘诊断部206在步骤S110、S120中，在第二监控比率Am2为规定的阈值Tha以上且监控差比率Ad成为规定的阈值Thb以上时，判断为位于正极连接线21与脉冲信号输出部201之间的光MOS继电器103已短路。另外，在步骤S130、S140中，在第一监控比率Am1为规定的阈值Thc以上，且监控差比率Ad成为规定的阈值Thd以上时，判断为位于负极连接线22与脉冲信号输出部201之间的光MOS继电器104已短路。这样，能够可靠地判断光MOS继电器103、104是否短路。

(9)绝缘诊断部206在步骤S150、S160中，在第一监控比率Am1和第二监控比率Am2都为规定的阈值The、Thf以下，且由振幅比率计算部203计算出的振幅比率Rv成为规定的阈值Thg以下时，判断为光MOS继电器103或104阻断了脉冲信号。这样，能够可靠地判断光MOS继电器103、104是否为断开状态。

(10)漏电检测装置100a还具备与光MOS继电器103、104的输出侧连接的分压电路107、108。监控波形检测部205经由该分压电路107、108而检测正极监控波形和负极监控波形。这样，在监控波形检测部205中能够在适当的电压范围内检测正极监控波形和负极监控波形。

此外，在上述的第二实施方式中，对如下的例子进行了说明，即，与第一实施方式同样地计算振幅比率Rv，根据该振幅比率Rv检测蓄电池1、2与底盘地线之间的漏电，并且诊断绝缘电路即光MOS继电器103、104的状态。但是，本申请发明的绝缘电路的诊断方法也可应用于不计算出振幅比率就进行漏电检测的情况。例如，在经由绝缘电路分别对正极连接线和负极连接线输入脉冲信号，然后根据相对于该脉冲信号的响应波形的形状变化进行漏电检测的漏电检测装置中，也可通过应用如第二实施方式说明的绝缘电路的诊断方法来诊断绝缘电路的状态。

此外，在以上说明的第一和第二各实施方式中，对通过使用光MOS继电器103、104作为绝缘电路而使正极连接线21与负极连接线22和脉冲信号输出部201之间分别绝缘的例子进行了说明。但是，也可以使用其以外的器件，例如，使用光电耦合器或变压器等作为绝缘电路。可根据从脉冲信号输出部201输出的脉冲信号的周期和蓄电池1、2的电压等，来使用适当的器件作为绝缘电路。

以上说明的各实施方式或各种变形例只是一个例子，只要无损发明的特征，本发明就不局限于这些内容。

Claims (15)

1.一种检测蓄电池与地线之间的漏电的漏电检测装置，其特征在于，包括：

脉冲信号输出部，其向与所述蓄电池的正极侧连接的正极连接线和与所述蓄电池的负极侧连接的负极连接线分别输出规定的脉冲信号；

响应波形检测部，其检测对于输出到所述正极连接线的脉冲信号的正极响应波形和对于输出到所述负极连接线的脉冲信号的负极响应波形；

振幅比率计算部，其根据所述正极响应波形和所述负极响应波形来计算振幅比率；和

漏电检测部，其根据所述振幅比率来检测所述蓄电池与所述地线之间的漏电。

2.根据权利要求1所述的漏电检测装置，其特征在于：

所述振幅比率计算部，根据所述正极响应波形的振幅Vap、所述负极响应波形的振幅Van、所述正极响应波形的极大值与所述负极响应波形的极大值的差V1和所述正极响应波形的极小值与所述负极响应波形的极小值的差V2，通过下式计算振幅比率Rv：

Rv＝(Vap+Van)/(V1+V2)。

3.根据权利要求2所述的漏电检测装置，其特征在于：

所述漏电检测部，在所述振幅比率Rv不到规定的阈值时，检测为在所述蓄电池的正极侧和负极侧中的至少一侧与所述地线之间存在所述漏电。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的漏电检测装置，其特征在于：

还包括使所述正极连接线和所述负极连接线分别与所述脉冲信号输出部之间绝缘的绝缘电路，

所述脉冲信号输出部经由所述绝缘电路而分别向所述正极连接线和所述负极连接线输出所述脉冲信号。

5.根据权利要求4所述的漏电检测装置，其特征在于：

所述绝缘电路由光MOS继电器构成。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的漏电检测装置，其特征在于：

还包括分别将所述正极连接线和所述负极连接线的电压分压的分压电阻部，

所述响应波形检测部经由所述分压电阻部来检测所述正极响应波形和所述负极响应波形。

7.根据权利要求4所述的漏电检测装置，其特征在于，还包括：

监控波形检测部，其检测从所述脉冲信号输出部经由所述绝缘电路向所述正极连接线和所述负极连接线分别输出了所述脉冲信号时的所述绝缘电路的输出电压波形作为正极监控波形和负极监控波形；和

绝缘诊断部，其根据所述正极监控波形和所述负极监控波形来诊断所述绝缘电路的状态。

8.根据权利要求7所述的漏电检测装置，其特征在于：

所述脉冲信号输出部交替地输出对所述正极连接线的正极脉冲信号和对所述负极连接线的负极脉冲信号，

所述绝缘诊断部，

根据与所述正极脉冲信号的下降起始点和所述负极脉冲信号的上升起始点相对应的第一基准时刻的所述正极监控波形的电压Vmp1和所述负极监控波形的电压Vmn1、与所述正极脉冲信号的上升起始点和所述负极脉冲信号的下降起始点相对应的第二基准时刻的所述正极监控波形的电压Vmp2和所述负极监控波形的电压Vmn2、所述正极响应波形的极大值与所述负极响应波形的极大值的差V1和所述正极响应波形的极小值与所述负极响应波形的极小值的差V2，通过下式计算第一监控比率Am1、第二监控比率Am2和监控差比率Ad：

Am1＝2(Vmp1－Vmn1)/(V1+V2)

Am2＝2(Vmp2－Vmn2)/(V1+V2)

Ad＝2(Vmp2－Vmn1)/(V1+V2)

根据计算出的所述第一监控比率Am1、所述第二监控比率Am2和所述监控差比率Ad来诊断所述绝缘电路的状态。

9.根据权利要求8所述的漏电检测装置，其特征在于：

所述绝缘诊断部，

在所述第二监控比率Am2为规定的阈值以上且所述监控差比率Ad成为规定的阈值以上时，判断为位于所述正极连接线与所述脉冲信号输出部之间的所述绝缘电路已短路，

在所述第一监控比率Am1为规定的阈值以上且所述监控差比率Ad成为规定的阈值以上时，判断为位于所述负极连接线与所述脉冲信号输出部之间的所述绝缘电路已短路。

10.根据权利要求9所述的漏电检测装置，其特征在于：

所述绝缘诊断部，在所述第一监控比率Am1和所述第二监控比率Am2都为规定的阈值以下且由所述振幅比率计算部计算出的所述振幅比率成为规定的阈值以下时，判断为所述绝缘电路阻断了所述脉冲信号。

11.根据权利要求7所述的漏电检测装置，其特征在于：

还包括连接到所述绝缘电路的输出侧的分压电路，

所述监控波形检测部经由所述分压电路来检测所述正极监控波形和所述负极监控波形。

12.一种检测蓄电池与地线之间的漏电的漏电检测装置，其特征在于，包括：

脉冲信号输出部，其向与所述蓄电池的正极侧连接的正极连接线和与所述蓄电池的负极侧连接的负极连接线分别输出规定的脉冲信号；

绝缘电路，其使所述正极连接线和所述负极连接线分别与所述脉冲信号输出部之间绝缘；

响应波形检测部，其检测对于从所述脉冲信号输出部经由所述绝缘电路输出到所述正极连接线的脉冲信号的正极响应波形，和对于从所述脉冲信号输出部经由所述绝缘电路输出到所述负极连接线的脉冲信号的负极响应波形；

漏电检测部，其根据所述正极响应波形和所述负极响应波形来检测所述蓄电池与所述地线之间的漏电；

监控波形检测部，其检测从所述脉冲信号输出部向所述正极连接线和所述负极连接线分别输出了所述脉冲信号时的所述绝缘电路的输出电压波形作为正极监控波形和负极监控波形；和

绝缘诊断部，其根据所述正极监控波形和所述负极监控波形来诊断所述绝缘电路的状态。

13.根据权利要求12所述的漏电检测装置，其特征在于：

所述脉冲信号输出部交替地输出对所述正极连接线的正极脉冲信号和对所述负极连接线的负极脉冲信号，

所述绝缘诊断部，

根据与所述正极脉冲信号的下降起始点和所述负极脉冲信号的上升起始点相对应的第一基准时刻的所述正极监控波形的电压Vmp1和所述负极监控波形的电压Vmn1、与所述正极脉冲信号的上升起始点和所述负极脉冲信号的下降起始点相对应的第二基准时刻的所述正极监控波形的电压Vmp2和所述负极监控波形的电压Vmn2、所述正极响应波形的极大值与所述负极响应波形的极大值的差V1和所述正极响应波形的极小值与所述负极响应波形的极小值的差V2，通过下式计算第一监控比率Am1、第二监控比率Am2和监控差比率Ad：

Am1＝2(Vmp1－Vmn1)/(V1+V2)

Am2＝2(Vmp2－Vmn2)/(V1+V2)

Ad＝2(Vmp2－Vmn1)/(V1+V2)

根据计算出的所述第一监控比率Am1、所述第二监控比率Am2和所述监控差比率Ad来诊断所述绝缘电路的状态。

14.根据权利要求13所述的漏电检测装置，其特征在于：

所述绝缘诊断部，

在所述第二监控比率Am2为规定的阈值以上且所述监控差比率Ad成为规定的阈值以上时，判断为位于所述正极连接线与所述脉冲信号输出部之间的所述绝缘电路已短路，

在所述第一监控比率Am1为规定的阈值以上且所述监控差比率Ad成为规定的阈值以上时，判断为位于所述负极连接线与所述脉冲信号输出部之间的所述绝缘电路已短路。

15.根据权利要求12所述的漏电检测装置，其特征在于：

还包括连接到所述绝缘电路的输出侧的分压电路，

所述监控波形检测部经由所述分压电路来检测所述正极监控波形和所述负极监控波形。