DE102018202482A1 - Isolationszustandsdetektionsvorrichtung - Google Patents

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Yasuyuki Mochizuki
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Abstract

Isolationszustandsdetektionsvorrichtung (1) umfassend einen positivseitigen Eingangsanschluss (11), der elektrisch mit einer positiven Seite einer Gleichstromversorgung (500) verbunden ist, einen negativseitigen Eingangsanschluss (12), der elektrisch mit der negativen Seite verbunden ist, eine Detektionsschaltung (20), die betrieben wird um basierend auf einem Betriebsbefehl in einem Messabschnitt einen Isolationswiderstands zu detektieren, einen Eingangsanschluss (31), in dem ein Betriebsbefehlssignal eingegeben wird, einen Ausgangsanschluss (32), die ein Detektionsergebnissignal, das sich auf ein Detektionsergebnis der Detektionsschaltung bezieht, ausgibt, eine Leiterplatte (40), auf die diese Komponenten montiert sind, und ein isolierendes Aufnahmeelement (50), das mindestens die gesamte Detektionsschaltung und die gesamte Leiterplatte umschließt und integral mit den Anschlussverbindungsabschnitten (11b, 12b, 13b, 31b und 32b) geformt ist, dass die Anschlussverbindungsabschnitte nach außen freiliegen.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Isolationszustandsdetektionsvorrichtung.
  • Beschreibung des verwandten Standes der Technik
  • Eine Isolationszustandsdetektionsvorrichtung, die einen Isolationszustand zwischen einer nicht geerdeten Hochspannungs-Gleichstromversorgung und einem vorbestimmten Erdungsabschnitt erfasst, ist bekannt. Die bekannte Isolationszustandsdetektionsvorrichtung enthält einen Kondensator, einen Schalter, der die Gleichstromversorgung (auch als DC-Leistungsversorgung bezeichnet) und das Erdungsteil verbindet, wobei der Kondensator dazwischen angeordnet ist, und einen arithmetischen Prozessor, der eine Ladespannung des Kondensators überwacht. Die Isolationszustandsdetektionsvorrichtung berechnet einen Isolationswiderstand zwischen der Gleichstromversorgung und dem Erdungsabschnitt basierend auf einer Ladespannung des Kondensators, wenn die Gleichstromversorgung für eine vorbestimmte Zeit mit dem Erdungsabschnitt verbunden ist. Zum Beispiel ist in einem Fahrzeug wie einem Elektroauto, das eine Rotationsmaschine als eine Antriebsquelle zum Fahren aufweist, eine Hochspannungs-Gleichstromversorgung zum Zuführen von Energie zu der Rotationsmaschine angebracht. Bei diesem Fahrzeugtyp ist es notwendig die Gleichstromversorgung von der Fahrzeugkarosserie als Erdungsabschnitt elektrisch zu isolieren und eine Isolationszustandsdetektionsvorrichtung ist vorgesehen, um einen Isolationszustand zwischen der Gleichstromversorgung und der Fahrzeugkarosserie zu erfassen (siehe zum Beispiel die Offenlegungsschrift der japanischen Patentanmeldung Nr. 2016-130706).
  • Bei einer bekannten Isolationszustandsdetektionsvorrichtung sind ein Kondensator und ähnliche Bauteile an einer vorbestimmten Stelle in einem Innenraum eines Gehäuses zusammen mit einer Leiterplatte untergebracht. Zum Beispiel ist in der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung ein weiblicher Verbinder in dem Innenraum des Gehäuses vorgesehen und eine Öffnung des weiblichen Verbinders ist in einer äußeren Wandoberfläche des Gehäuses angeordnet. Bei dieser Isolationszustandsdetektionsvorrichtung wird an der Installationsstelle ein männlicher Gegenstecker in den weiblichen Verbinder durch die Öffnung eingeführt und mit diesem verbunden. In Bezug auf solch eine bekannte Isolationszustandsdetektionsvorrichtung ist es notwendig, den Installationsort unter Berücksichtigung anderer Komponenten zu bestimmen, beispielsweise unter Berücksichtigung der Handhabung der elektrischen Verdrahtung usw., die aus dem männlicher Gegenstecker herausgeführt werden. Selbst wenn Raum vorhanden ist, der für die Größe der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung geeignet ist, kann die Isolationszustandsdetektionsvorrichtung nicht notwendigerweise in dem Raum installiert werden. Daher ist es wünschenswert, dass die Isolationszustandsdetektionsvorrichtung einen hohen Freiheitsgrad im Bezug auf die Installationsstelle aufweist.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Isolationszustandsdetektionsvorrichtung zu schaffen, die einen hohen Freiheitsgrad in Bezug auf den Ort der Installation aufweist.
  • Um das oben Erwähnte zu erreichen, weist eine Isolationszustandsdetektionsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung einen positivseitigen Eingangsanschluss, der einen Anschlussverbindungsabschnitt umfasst, wobei der Anschlussverbindungsabschnitt physikalisch und elektrisch mit einem positivseiteigen Gegenanschluss eines Gegenverbinders verbunden ist und der Anschlussverbindungsabschnitt elektrisch mit einer positiven Seite einer Gleichstromversorgung verbunden ist, wobei die Gleichstromversorgung nicht über den positivseiteigen Gegenanschluss an einem Erdungsabschnitt geerdet ist; einen negativseitigen Eingangsanschluss, der einen Anschlussverbindungsabschnitt umfasst, wobei der Anschlussverbindungsabschnitt physikalisch (im englischen als „physically“ beschrieben, also im Sinne einer körperlichen, materiellen, technischen oder ähnlichen Verbindung) und elektrisch mit einem negativseiteigen Gegenanschluss des Gegenverbinders verbunden ist und der Anschlussverbindungsabschnitt elektrisch mit einer negativen Seite der Gleichstromversorgung über den negativseiteigen Gegenanschluss verbunden ist; einen Erdungsanschluss, der einen Anschlussverbindungsabschnitt umfasst, wobei der Anschlussverbindungsabschnitt physikalisch und elektrisch mit einem Gegenerdanschluss verbunden ist und elektrisch mit dem Erdungsabschnitt über den Gegenerdanschluss verbunden ist; eine Detektionsschaltung, die elektrisch mit dem positivseitigen Eingangsanschluss, dem negativseitigen Eingangsanschluss und dem Erdungsanschluss verbunden ist, wobei die Detektionsschaltung betrieben wird um basierend auf einem Betriebsbefehl in einem Messabschnitt durch den positivseitigen Eingangsanschluss, dem negativseitigen Eingangsanschluss und dem Erdungsanschluss einen Isolationswiderstands zu detektieren; einen Eingangsanschluss, der einen Anschlussverbindungsabschnitt umfasst, wobei der Anschlussverbindungsabschnitt physikalisch und elektrisch mit einem Gegenanschlusses eines Ausgangsanschluss einer externen arithmetischen Verarbeitungsvorrichtung verbunden ist und in dem ein Betriebsbefehlssignal, das sich auf den Betriebsbefehl bezieht, von der arithmetischen Verarbeitungsvorrichtung eingegeben wird; einen Ausgangsanschluss, der einen Anschlussverbindungsabschnitt umfasst, wobei der Anschlussverbindungsabschnitt physikalisch und elektrisch mit einem Gegenanschluss eines Eingangsanschluss der arithmetischen Verarbeitungsvorrichtung verbunden ist, und ein Detektionsergebnissignal, das sich auf ein Detektionsergebnis der Detektionsschaltung bezieht, an die arithmetische Verarbeitungsvorrichtung ausgibt; eine Leiterplatte, auf die der positivseitige Eingangsanschluss, den negativseitige Eingangsanschluss, der Erdungsanschluss, die Detektionsschaltung, der Eingangsanschluss und den Ausgangsanschluss montiert sind; und ein isolierendes Aufnahmeteil, das mindestens die gesamte Detektionsschaltung und die gesamte Leiterplatte umschließt und integral mit dem positivseitigen Eingangsanschluss, dem negativseitigen Eingangsanschluss, dem Erdungsanschluss, der Detektionsschaltung, dem Eingangsanschluss, dem Ausgangsanschluss und der Leiterplatte so geformt ist, dass die entsprechenden Anschlussverbindungsabschnitte des positivseitigen Eingangsanschlusses, des negativseitigen Eingangsanschlusses, des Erdungsanschlusses, des Eingangsanschlusses und des Ausgangsanschlusses nach außen freigelegt sind, wobei das Aufnahmeteil einen Verbindungsbefestigungsabschnitt, der mit dem Gegenverbinder zusammenpasst, umfasst, und in dem Verbindungsbefestigungsabschnitt sind die jeweiligen Anschlussverbindungsabschnitte des positivseitigen Eingangsanschlusses und des negativseitigen Eingangsanschlusses so angeordnet, dass sie nach außen ragen (nach außen ragen kann im Sinne dieser Beschreibung auch bedeuten nach außen exponiert sind oder freiliegen).
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung können in der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung die Anschlussverbindungsabschnitte des Erdungsanschlusses, des Eingangsanschlusses und des Ausgangsanschlusses so ausgebildet sein, dass sie in eine gleiche Vorstehrichtung, die in einer Richtung senkrecht zu einer Ebene der Leiterplatte weist, ragen, um das Aufnahmeelement an der arithmetischen Verarbeitungsvorrichtung in der Vorstehrichtung zu befestigen und um jeweils den Gegenerdanschluss, den Gegenanschluss des Ausgangsanschlusses und den Gegenanschluss des Eingangsanschlusses der arithmetischen Verarbeitungsvorrichtung zu verbinden.
  • Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann in der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung das Aufnahmeteil einen zweiten Verbindungsbefestigungsabschnitt umfassen, wobei der zweite Verbindungsbefestigungsabschnitt mit einem zweiten Gegenverbinder der arithmetischen Verarbeitungsvorrichtung zusammenpasst, wobei im zweiten Verbindungsbefestigungsabschnitt der Gegenerdanschluss, der Gegenanschluss des Ausgangsanschlusses und der Gegenanschluss des Eingangsanschlusses angeordnet sind, und der zweite Verbindungsbefestigungsabschnitt zusätzlich zu einem ersten Verbindungsbefestigungsabschnitt, als dem Verbindungsbefestigungsabschnitt, der mit einem ersten Gegenverbinder, als dem Gegenverbinder, zusammenpasst, vorgesehen ist, und in dem zweiten Verbindungsbefestigungsabschnitt die Anschlussverbindungsabschnitte des Erdungsanschlusses, des Eingangsanschlusses und des Ausgangsanschlusses so angeordnet sind, dass sie nach außen ragen.
  • Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Isolationszustandsdetektionsvorrichtung einen arithmetischen Prozessor umfassend, der konfiguriert ist, um das Detektionsergebnissignal, das sich auf das Detektionsergebnis basierend auf dem Detektionsergebnis der Detektionsschaltung bezieht, zu erzeugen.
  • Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann in der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung die Detektionsschaltung einen Kondensator, der mit einer Spannung entsprechend dem Isolationswiderstand in dem Messabschnitt geladen wird, einen ersten Schalter, der elektrisch den positivseitigen Eingangsanschluss und einen positivseitigen Anschluss des Kondensators verbindet oder trennt, einen zweiten Schalter, der elektrisch den negativseitigen Eingangsanschluss und einen negativseitigen Anschluss des Kondensators verbindet oder trennt, einen dritten Schalter, der elektrisch einen Erdungspunkt mit dem gleichen Potential wie der Erdungsabschnitt und den positivseitigen Anschluss verbindet oder trennt, und einen vierten Schalter, der elektrisch den Erdungspunkt mit dem negativseitigen Anschluss verbindet oder trennt, umfassen, und die Detektionsschaltung die Ladungs- und/oder Entladungssteuerung des Kondensators im Messabschnitt durch Steuern des ersten bis vierten Schalters basierend auf dem Betriebsbefehl durchführen und Information bezüglich einer Ladespannung des Kondensators als das Detektionsergebnis ausgeben.
  • Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale, Vorteile und technische und industrielle Bedeutung dieser Erfindung werden durch Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besser verstanden, insbesondere wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen betrachtet wird.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Isolationszustandsdetektionsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform darstellt;
    • 2 ist eine perspektivische Ansicht der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung gemäß der Ausführungsform aus einem anderen Winkel betrachtet;
    • 3 ist eine Draufsicht auf die Isolationszustandsdetektionsvorrichtung gemäß der Ausführungsform von einer Seite eines Verbindungsbefestigungsabschnitts aus gesehen;
    • 4 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung gemäß der Ausführungsform;
    • 5 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung gemäß der Ausführungsform aus einem anderen Blickwinkel;
    • 6 ist ein schematisches Diagramm, das eine Schaltungskonfiguration der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung gemäß der Ausführungsform darstellt;
    • 7 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Isolationszustandsdetektionsvorrichtung gemäß einer Modifikation darstellt;
    • 8 ist eine Draufsicht auf die Isolationszustandsdetektionsvorrichtung gemäß der Modifikation von einer Seite eines Verbindungsbefestigungsabschnitts betrachtet;
    • 9 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung gemäß der Modifikation;
    • 10 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung gemäß der Modifikation aus einem anderen Winkel betrachtet; und
    • 11 ist ein schematisches Diagramm, das eine Schaltungskonfiguration der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung gemäß der Modifikation darstellt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Eine Ausführungsform einer Isolationszustandsdetektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert beschrieben. Es wird angemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die folgende Ausführungsform beschränkt ist.
  • Erste Ausführungsform
  • Eine Ausführungsform einer Isolationszustandsdetektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 beschrieben. Die Isolationszustandsdetektionsvorrichtung erfasst einen Isolationszustand zwischen einer Gleichstromversorgung (auch als DC-Leistungsversorgung bezeichnet), die nicht an einem Erdungsabschnitt geerdet ist, und dem Erdungsabschnitt.
  • Bezugsziffer 1 in 1 bis 6 zeigt eine Isolationszustandsdetektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Hier wird die Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 für ein Fahrzeug (nicht gezeigt), wie zum Beispiel ein Elektroauto oder ein Hybridfahrzeug mit einer Rotationsmaschine als eine Antriebsquelle zum Fahren des Fahrzeugs, verwendet. Bei diesem Fahrzeugtyp sind eine Niederspannungs-Gleichstromversorgung, die nicht gezeigt ist (im Folgenden auch als „DC-Niederspannungsleistungsversorgung“ bezeichnet), und eine Hochspannungs-Gleichstromversorgung 500 (im Folgenden auch als „Hochspannungs-Gleichstromversorgung“ bezeichnet), die eine höhere Spannung aufweist als die Niederspannungs-Gleichstromversorgung, (6) montiert. Die Hochspannungs-Gleichstromversorgung 500 liefert Energie als Antriebsenergie an die Rotationsmaschine. Daher ist in diesem Fahrzeug die Hochspannungs-Gleichstromversorgung 500 an einer Fahrzeugkarosserie als dem Erdungsabschnitt in einem nicht geerdeten Zustand montiert, und die Hochspannungs-Gleichstromversorgung 500 und die Fahrzeugkarosserie sind elektrisch isoliert. Die Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 wird verwendet, um zu bestimmen, ob ein Erdschluss in einem Energielieferungspfad der Hochspannungs-Gleichstromversorgung 500 auftritt, und erfasst einen Isolationszustand zwischen der Hochspannungs-Gleichstromversorgung 500 und der Fahrzeugkarosserie als einen Erdungsabschnitt. Die Niederspannungs-Gleichstromversorgung und die Hochspannungs-Gleichstromversorgung 500 sind als Akkumulatoren ausgeführt.
  • Die Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 tauscht Signale zwischen der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 und einer arithmetischen Verarbeitungsvorrichtung aus, die an dem Fahrzeug vorgesehen ist. Obwohl dies nicht gezeigt ist, ist eine arithmetische Verarbeitungsvorrichtung (elektronische Hauptsteuereinheit, nachstehend als „(Haupt-ECU)“ bezeichnet), die eine Fahrsteuerung wie etwa eine Brems- oder Antriebskraftsteuerung ausführt, an dem Fahrzeug angebracht. Wenn beispielsweise ein Erdschluss aufgetreten ist, wenn das Fahrzeug fährt, weist die Haupt-ECU durch eine Anzeigevorrichtung und ein Audiogerät in einem Fahrzeugraum einen Fahrer an, das Fahrzeug anzuhalten oder führt eine Brems- und/oder Antriebskraftsteuerung durch, um das Fahrzeug an einem sicheren Platz anzuhalten. Zusätzlich, wenn das Fahrzeug anhält, steuert die Haupt-ECU das Fahrzeug so, dass es ungeachtet einer Betätigung durch den Fahrer nicht startet, und informiert den Fahrer, dass das Fahrzeug nicht fahren kann. In diesem Fahrzeug kann die Haupt-ECU als arithmetische Verarbeitungsvorrichtung des Fahrzeugs verwendet werden, die entsprechende Signale mit der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 direkt austauscht. Auf der anderen Seite umfasst die Hochspannungs-Gleichstromversorgung 500 in dem Fahrzeug ein Batteriemodul, das eine Anordnung einer Vielzahl von Batteriezellen umfasst, die nicht gezeigt ist, und ein Batteriezustand (Spannungswert, Temperatur und dergleichen) wird durch eine Batterieüberwachungseinheit des Fahrzeugs überwacht. Die Batterieüberwachungseinheit umfasst eine arithmetische Verarbeitungsvorrichtung (nachfolgend als „Batterie-ECU“ bezeichnet) 600 (6) zum Überwachen des Batteriezustands und überträgt Informationen über den Batteriezustand der Hochspannungs-Gleichstromversorgung 500 an die Haupt-ECU. In diesem Beispiel wird die Batterie-ECU 600 als eine arithmetische Verarbeitungsvorrichtung des Fahrzeugs verwendet, die Signale direkt mit der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 austauscht. Zusätzlich wird in diesem Beispiel angenommen, dass die Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 an der arithmetischen Verarbeitungsvorrichtung des Fahrzeugs (hier Batterie-ECU 600) angebracht werden kann.
  • Ein spezifisches Beispiel der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 wird nachstehend beschrieben.
  • Die Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 betreibt eine Operationseinheit (Detektionsschaltung 20, die später beschrieben wird), um einen Isolationszustand zwischen der Hochspannungs-Gleichstromversorgung 500 und dem Fahrzeugkörper als einen Erdungsabschnitt basierend auf einem Operationsbefehl zu detektieren. In einem Fall, in dem die Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 keinen arithmetischen Prozessor enthält, wird ein Signal verwendet, das sich auf den Betriebsbefehl bezieht (nachstehend als „Betriebsbefehlssignal“ oder „Operationsbefehlssignal“ bezeichnet), das von einer externen arithmetischen Verarbeitungsvorrichtung eingegeben wird. Zusätzlich, in einem Fall, in dem die Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 den arithmetischen Prozessor enthält, kann das Betriebsbefehlssignal ein Signal sein, das von dem arithmetischen Prozessor an die Betriebseinheit (d.h. der arithmetische Prozessor steuert die Betriebseinheit) ausgegeben wird oder ein Signal sein, das von einer externen arithmetischen Verarbeitungsvorrichtung eingegeben wird. Hier wird die Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1, zu der das Betriebsbefehlssignal von der externen arithmetischen Verarbeitungsvorrichtung eingegeben wird, beispielhaft dargestellt, und die Batterie-ECU 600 wird als die arithmetische Verarbeitungsvorrichtung verwendet.
  • Die Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 umfasst einen positivseitigen Eingangsanschluss 11, der elektrisch mit einer positiven Seite der Hochspannungs-Gleichstromversorgung 500 (d.h. einer positiven Seite des gesamten Batteriemoduls) verbunden ist, einem negativseitigen Eingangsanschluss 12, der elektrisch mit einer negativen Seite der Hochspannungs-Gleichstromversorgung 500 (d.h. einer negativen Seite des gesamten Batteriemoduls) verbunden ist, und einen Erdungsanschluss 13, der elektrisch mit dem Fahrzeugkörper als Erdungsabschnitt verbunden ist (vgl. 3 bis 6). Zusätzlich umfasst die Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 die Detektionsschaltung 20, die elektrisch mit dem positivseitigen Eingangsanschluss 11, der negativseitigen Eingangsanschluss 12 und dem Erdungsanschluss 13 verbunden ist und führt basierend auf dem Betriebsbefehl eine Operation aus, um einen Isolationswiderstand in einem Messabschnitt, der durch den positivseitigen Eingangsanschluss 11, den negativseitigen Eingangsanschluss 12 und den Erdungsanschluss 13 erzeugt wird, zu bestimmen. Der Messabschnitt in diesem Beispiel indiziert einen Abschnitt zwischen der positiven Seite und der negativen Seite an die Hochspannungs-Gleichstromversorgung 500 (erster Messabschnitt), ein Abschnitt zwischen der positiven Seite der Hochspannungs-Gleichstromversorgung 500 und der Fahrzeugkarosserie als Erdungsabschnitt (zweiter Messabschnitt) und ein Abschnitt zwischen der negativen Seite der Hochspannungs-Gleichstromversorgung 500 und der Fahrzeugkarosserie als Erdungsabschnitt (dritter Messabschnitt). Die Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 umfasst ferner eine Signalübertragungseinheit 30, die das Betriebsbefehlssignal an die Detektionsschaltung 20 überträgt und ein Detektionsergebnissignal mit Bezug zu dem Detektionsergebnis der Detektionsschaltung 20 ausgibt. In der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 sind der positivseitige Eingangsanschluss 11, der negativseitige Eingangsanschluss 12, der Erdungsanschluss 13, die Detektionsschaltung 20 und die Signalübertragungseinheit 30 auf einer Leiterplatte 40 montiert. Die Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 umfasst ein Aufnahmeelement 50 in dem der positivseitige Eingangsanschluss 11, der negativseitige Eingangsanschluss 12, der Erdungsanschluss 13, die Detektionsschaltung 20, die Signalübertragungseinheit 30 und die Leiterplatte 40 aufgenommen sind.
  • Der positivseitige Eingangsanschluss 11 und der negativseitige Eingangsanschluss 12 bestehen aus einem leitenden Material wie Metall. Der positivseitige Eingangsanschluss 11 und der negativseitige Eingangsanschluss 12 sind in diesem Beispiel als männliche Anschlüsse ausgebildet, die durch Biegen eines linearen Leiters als Basismaterial, das aus einem leitfähigen Material wie etwa Metall besteht, in eine L-Form mit einer vorbestimmten Länge geformt werden oder durch Ausstanzen einer L-Form aus einer Metallplatte geformt werden und jeweils Leiterplattenverbindungsabschnitte 11a und 12a und Anschlussverbindungsabschnitte 11b und 12b umfassen (4). In dem positivseitige Eingangsanschluss 11 und dem negativseitige Eingangsanschluss 12 ist einer der Erstreckungsabschnitte mit dem L-förmigen gebogenen Abschnitt dazwischen jeder der Leiterplattenverbindungsabschnitte 11a und 12a und der andere der Erstreckungsabschnitte ist jeweils einer der Anschlussverbindungsabschnitte 11b und 12b. Die Leiterplattenverbindungsabschnitte 11a und 12a sind jeweils orthogonal zu den Anschlussverbindungsabschnitten 11b und 12b.
  • Jeder der Leiterplattenverbindungsabschnitte 11a und 12a ist in ein Durchgangsloch eingesetzt, das in der Leiterplatte 40 vorgesehen ist, und ist mit elektrischen Verbindungen eines Schaltungsmusters der Leiterplatte 40 verlötet. Die elektrischen Verbindungen können beispielsweise als Verdrahtung der Schaltungsmusters ausgeführt sein. Die Leiterplattenverbindungsabschnitte 11a und 12a sind auf diese Weise an der Leiterplatte angebracht 40. Der Anschlussverbindungsabschnitt 11b des positivseitigen Eingangsanschlusses 11 ist elektrisch mit der positiven Seite der Hochspannungs-Gleichstromversorgung 500 verbunden. Der Anschlussverbindungsabschnitt 11b ist physikalisch und elektrisch mit einem positivseiteigen Gegenanschluss (nicht gezeigt) verbunden, elektrisch mit der positiven Seite der Hochspannungs-Gleichstromversorgung 500 verbunden und ist elektrisch mit der positiven Seite der Hochspannungs-Gleichstromversorgung 500 über den positivseitigen Gegenanschluss verbunden. Der Anschlussverbindungsabschnitt 12b des negativseitigen Eingangsanschlusses 12 ist elektrisch mit der negativen Seite der Hochspannungs-Gleichstromversorgung 500 verbunden. Der Anschlussverbindungsabschnitt 12b ist physikalisch und elektrisch mit einem negativseitigen Gegenanschluss (nicht gezeigt) verbunden, elektrisch mit der negativen Seite der Hochspannungs-Gleichstromversorgung 500 verbunden und elektrisch mit der negativen Seite der Hochspannungs-Gleichstromversorgung 500 über den negativseitigen Gegenanschluss verbunden. Es sei angemerkt, dass die Leiterplattenverbindungsabschnitte 11a und 12a als Einpresskontaktanschlüsse ausgebildet sein können. Zusätzlich können die Leiterplattenverbindungsabschnitte 11a und 12a als zur Oberflächenmontage geeignete Leiterplattenverbindungsabschnitte ausgebildet sein und können auf der Oberfläche der Leiterplatte 40 über eine Anschlussplatte durch Aufschmelzlöten und dergleichen montiert sein.
  • Der positivseitige Eingangsanschluss 11 und der negativseitige Eingangsanschluss 12 sind nahe einer Seite der rechteckigen Leiterplatte 40 angeordnet und an der Leiterplatte 40 mit einem Abstand dazwischen befestigt, so dass die Anschlussverbindungsabschnitte 11b und 12b in einer Ebene der Leiterplatte 40 angeordnet sind. Der positivseitige Eingangsanschluss 11 und der negativseitige Eingangsanschluss 12 sind so an der Leiterplatte 40 angebracht, dass die Erstreckungsrichtungen der jeweiligen Leiterplattenverbindungsabschnitte 11a und 12a in einer Richtung orthogonal zu einer Ebene der Leiterplatte 40 ausgerichtet sind und die Vorstehrichtungen der Anschlussverbindungsabschnitte 11b und 12b in Richtung der freien Enden sind in die gleiche Richtung ausgerichtet (4). Daher erstrecken sich die jeweiligen Anschlussverbindungsabschnitte 11b und 12b in der gleichen Richtung entlang der Ebene der Leiterplatte 40 und die Verbindungsrichtungen der Anschlussverbindungsabschnitte 11b und 12b zu dem positivseitigen Gegenseitenanschluss und dem negativseitigen Gegenanschluss sind gleich.
  • In dem positivseitigen Eingangsanschluss 11 und dem negativseitigen Eingangsanschluss 12 sind die gesamten Leiterplattenverbindungsabschnitte 11a und 12a in dem Aufnahmeelement 50 zusammen mit der Leiterplatte 40 eingeschlossen, und das Aufnahmeelement 50 ist einstückig bzw. integral derart geformt, dass nach außen die Anschlussverbindungsabschnitte 11b und 12b freiliegen. Da es in der Leiterplatte 40 möglich ist einen Abstand (sogenannte Isolationsdistanz) zwischen den elektrischen Verbindungen des Schaltungsmusters am Verbindungsabschnitt jedes der Leiterplattenverbindungsabschnitte 11a und 12a zu verkürzen, kann die Größe verringert werden. Daher kann die Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 mit einer kleineren Größe hergestellt werden.
  • Der Erdungsanschluss 13 ist ein linearer Leiter, der aus einem leitenden Material, wie beispielsweise Metall, gebildet ist, der in einer geraden Linie ausgebildet ist und einen Leiterplattenverbindungsabschnitt 13a an einem Ende in der axialen Richtung (4) und einen Anschlussverbindungsabschnitt 13b am anderen Ende aufweist (2 und 5).
  • Der Leiterplattenverbindungsabschnitt 13a wird in ein Durchgangsloch der Leiterplatte 40 eingeführt und zusammen mit den elektrischen Verbindungen des Schaltungsmusters der Leiterplatte 40 gelötet. Der Leiterplattenverbindungsabschnitt 13a ist auf diese Weise an der Leiterplatte 40 befestigt. Der Anschlussverbindungsabschnitt 13b ist physikalisch und elektrisch mit einem Gegenerdanschluss (nicht gezeigt) verbunden. Der Anschlussverbindungsabschnitt 13b ist elektrisch mit dem Fahrzeugkörper als ein Erdungsabschnitt über den Gegenerdanschluss verbunden. Der beispielhafte Anschlussverbindungsabschnitt 13b ist mit dem in der Batterie-ECU 600 enthaltenen Gegenerdanschluss verbunden. Es sei angemerkt, dass der Leiterplattenverbindungsabschnitt 13a als Einpresskontaktanschluss ausgebildet sein kann. Zusätzlich kann am Leiterplattenverbindungsabschnitt 13a ein zur Oberflächenmontage geeigneter Leiterplattenverbindungsabschnitt ausgebildet sein und kann auf der Oberfläche der Leiterplatte 40 über eine Anschlussplatte durch Aufschmelzlöten und dergleichen montiert sein.
  • Der Erdungsanschluss 13 ist nahe einer Seite der rechteckigen Leiterplatte 40 angeordnet und an der Leiterplatte 40 angebracht. Hier ist der Erdungsanschluss 13 nahe der Seite angeordnet, die der Seite gegenüberliegt, an der der positivseitige Eingangsanschluss 11 und der negativseitigen Eingangsanschluss 12 angeordnet sind. Außerdem ist der Erdungsanschluss 13 an der Leiterplatte 40 so angebracht, dass der Anschlussverbindungsabschnitt 13b auf der anderen Ebene der Leiterplatte 40 angeordnet ist (gegenüberliegend zu der Ebene, an der der Anschlussverbindungsabschnitt 11b des positivseitigen Eingangsanschlusses 11 und der Anschlussverbindungsabschnitt 12b des negativseitigen Eingangsanschlusses 12 angeordnet sind). Der Erdungsanschluss 13 ist an der Leiterplatte 40 so angebracht, dass die axiale Richtung des Erdungsanschlusses 13 in einer Richtung senkrecht zu der Ebene der Leiterplatte 40 ausgerichtet ist und ist vertikal vorgesehen. Daher steht der Erdungsanschluss 13 relativ zu der Ebene der Leiterplatte 40 auf der Seite vor, die der Seite gegenüberliegt, an der der Anschlussverbindungsabschnitt 11b des positivseitigen Eingangsanschlusses 11 und der Anschlussverbindungsabschnitt 12b der negativseitigen Eingangsanschluss 12 angeordnet sind.
  • In dem Erdungsanschluss 13 ist das Aufnahmeelement 50 integral geformt, so dass der gesamte Leiterplattenverbindungsabschnitt 13a in dem Aufnahmeelement 50 zusammen mit der Leiterplatte 40 eingeschlossen ist und der Anschlussverbindungsabschnitt 13b nach außen freiliegt.
  • Die Detektionsschaltung 20 umfasst eine elektronische Komponente, die basierend auf dem Betriebsbefehl und den elektrischen Verbindungen des auf der Leiterplatte 40 vorgesehenen Schaltungsmusters arbeitet, und auf der Leiterplatte 40 montiert ist. Die beispielhafte Detektionsschaltung 20 ist ein sogenanntes fliegendes Kondensatorverfahren (engl. flying capacitor method), das mitunter auch als Ladungspumpe bezeichnet wird, ist auf diesem technischen Gebiet sehr bekannt und umfasst einen Kondensator, der mit einer Spannung entsprechend dem Isolationswiderstand des Messabschnitts (erster bis dritter Messabschnitt) geladen wird und eine Mehrzahl von Schaltern, um eine Lade- und/oder Entladesteuerung des Kondensators durchzuführen. In der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird ein Betriebsbefehlssignal, das sich auf die Lade- / Entladesteuerung des Kondensators bezieht, von der Batterie-ECU 600 eingegeben. Die Batterie-ECU 600 steuert das Laden und Entladen des Kondensators für jeden des ersten bis dritten Messabschnitts durch entsprechendes Ausführen einer Einschaltsteuerung für den Schalter (Kontaktschließsteuerung) oder einer Ausschaltsteuerung für den Schalter (Kontaktöffnungssteuerung). Dann misst die Batterie-ECU 600 eine Ladespannung des Kondensators für jeden der ersten bis dritten Messabschnitte und berechnet die Isolationswiderstände in dem zweiten Messabschnitt (zwischen der positiven Seite der Hochspannungs-Gleichstromversorgung 500) und der Fahrzeugkarosserie als Erdungsabschnitt) und dem dritten Messabschnitt (zwischen der negativen Seite der Hochspannungs-Gleichstromversorgung 500 und der Fahrzeugkarosserie als Erdungsabschnitt). Die Batterie-ECU 600 bestimmt den Isolationszustand der Hochspannungs-Gleichstromversorgung 500 basierend auf den Werten der Isolationswiderstände.
  • Die Detektionsschaltung 20 gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält einen einzelnen Kondensator C (4 und 6) und ersten bis vierten Schalter SW1 bis SW4 ( 5 und 6).
  • Der Kondensator C umfasst einen positivseitigen Anschluss Ca und einen negativseitigen Anschluss Cb (4). Sowohl der positivseitige Anschluss Ca als auch der negativseitige Anschluss Cb sind ein Teil eines Metallanschlusses, der von einem Kondensatorkörper Cc nach außen vorsteht und zusammen mit den elektrischen Verbindungen des Schaltungsmusters der Leiterplatte 40 verlötet ist. Wie später beschrieben, wird auf eine Peripherie des Kondensators C ein Hochtemperatur-Kunstharzmaterial gefüllt, wenn das Aufnahmeelement 50 integral geformt wird. Daher wird ein Kondensator mit einer hohen Wärmebeständigkeit (beispielsweise ein Keramikkondensator), der der Wärme widerstehen kann, die zum Zeitpunkt des integralen Formens erzeugt wird, für den Kondensator C verwendet.
  • Der erste Schalter SW1 verbindet oder trennt elektrisch den positivseitigen Eingangsanschluss 11 und den positivseitigen Anschluss Ca des Kondensators C. Der zweite Schalter SW2 verbindet oder trennt elektrisch den negativseitigen Eingangsanschluss 12 und den negativseitigen Anschluss Cb des Kondensators C. Der dritte Schalter SW3 verbindet oder trennt elektrisch einen Erdungspunkt 67 (6), der später beschrieben wird, der das gleiche Potential wie der Fahrzeugkörper als Erdungsabschnitt hat, und den positivseitigen Anschluss Ca. Der vierte Schalter SW4 verbindet oder trennt elektrisch den Erdungspunkt 67 und den negativseitigen Anschluss Cb. Jeder des ersten bis vierten Schalters SW1 bis SW4 enthält jeweils mindestens ein Schaltelement. In diesem Beispiel wird ein optischer MOS-FET als das Schaltelement verwendet, und dies trägt dazu bei, den ersten bis vierten Schalter SW1 bis SW4 zu miniaturisieren. Daher kann die Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 in der Größe kleiner gemacht werden. Hier können als der erste bis vierte Schalter SW1 bis SW4 andere hochspannungsresistente Relais, Isolationsschalter und dergleichen anstelle der optischen MOS-FETs verwendet werden.
  • Der erste bis vierte Schalter SW1 bis SW4 werden basierend auf dem Betriebsbefehl gesteuert, so dass die Detektionsschaltung 20 die Lade- und/oder Entladesteuerung des Kondensators C in dem Messabschnitt (erster bis dritter Messabschnitt) durchführt. Dann gibt die Detektionsschaltung 20 Informationen bezüglich der Ladespannung des Kondensators C an die Signalübertragungseinheit 30 als Detektionsergebnis aus.
  • Die Signalübertragungseinheit 30 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist konfiguriert, Signale zwischen der Detektionsschaltung 20 und der Batterie-ECU 600 zu übertragen. In der Signalübertragungseinheit 30 wird ein Betriebsbefehlssignal von der Batterie-ECU 600 eingegeben und das Betriebsbefehlssignal wird an die Detektionsschaltung 20 ausgegeben. Zusätzlich wird die Information bezüglich der Ladespannung des Kondensators C in den ersten bis dritten Messabschnitten von der Detektionsschaltung 20 an die Signalübertragungseinheit 30 als das Detektionsergebnis eingegeben und das Detektionsergebnissignal, das mit dem Detektionsergebnis in Beziehung steht, wird an die Batterie-ECU 600 ausgegeben.
  • Die Signalübertragungseinheit 30 umfasst mindestens einen Eingangsanschluss 31, an den das Betriebsbefehlssignal von der Batterie-ECU 600 eingegeben wird, und einen Ausgangsanschluss 32, der das Detektionsergebnissignal an die Batterie-ECU 600 ausgibt (2 und 4 bis 6).
  • Der Eingangsanschluss 31 ist ein linearer Leiter, der aus einem leitenden Material, wie beispielsweise Metall, gebildet ist und in einer geraden Linie ausgebildet ist und einen Leiterplattenverbindungsabschnitt 31a an einem Ende in der axialen Richtung (4) und einen Anschlussverbindungsabschnitt 31b am anderen Ende aufweist (2 und 5). Der Eingangsanschluss 31 ist in der gleichen Form wie der Erdungsanschluss 13 ausgebildet.
  • Der Leiterplattenverbindungsabschnitt 31a wird in ein Durchgangsloch der Leiterplatte 40 eingesetzt und zusammen mit den elektrischen Verbindungen des Schaltungsmusters der Leiterplatte 40 gelötet. Der Leiterplattenverbindungsabschnitt 31a ist auf diese Weise an der Leiterplatte 40 angebracht. Der Anschlussverbindungsabschnitt 31b ist physikalisch und elektrisch mit einem Gegenanschlusses eines Ausgangsanschluss (nicht gezeigt) verbunden. Der Anschlussverbindungsabschnitt 31b ist mit dem Gegenanschluss eines Ausgangsanschluss verbunden, der in der Batterie-ECU 600 enthalten ist. Es sei angemerkt, dass der Leiterplattenverbindungsabschnitt 31a als Einpresskontaktanschluss ausgebildet sein kann. Zusätzlich kann am Leiterplattenverbindungsabschnitt 31a ein zur Oberflächenmontage geeigneter Leiterplattenverbindungsabschnitt ausgebildet sein und kann auf der Oberfläche der Leiterplatte 40 über eine Anschlussplatte durch Aufschmelzlöten und dergleichen montiert sein.
  • Der Eingangsanschluss 31 ist nahe einer Seite der rechteckigen Leiterplatte 40 angeordnet und an der Leiterplatte 40 angebracht. Hier ist der Eingangsanschluss 31 nahe der gleichen Seite angeordnet, an dem der Erdungsanschluss 13 angeordnet ist. Der Eingangsanschluss 31 ist entlang der Seite angeordnet und getrennt von dem Erdungsanschluss 13 angeordnet. Zusätzlich ist der Eingangsanschluss 31 so angeordnet, dass die Vorstehrichtung des Anschlussverbindungsabschnitts 31b des Eingangsanschlusses 31 relativ zu der Ebene der Leiterplatte 40 gleiche ist wie die Vorstehrichtung des Anschlussverbindungsabschnitts 13b des Erdungsanschlusses 13. Daher sind die Anschlussverbindungsabschnitte 31b und 13b des Eingangsanschlusses 31 und des Erdungsanschlusses 13 in diesem Beispiel in orthogonal zu dieser die Ebene der Leiterplatte 40 und ragen in die gleiche Richtung.
  • Bezüglich des Eingangsanschlusses 31 ist das Aufnahmeelement 50 integral so geformt, dass der gesamte Leiterplattenverbindungsabschnitt 31a in dem Aufnahmeelement 50 zusammen mit der Leiterplatte 40 eingeschlossen ist und der Anschlussverbindungsabschnitt 31b nach außen ragt.
  • Der Ausgangsanschluss 32 ist ein linearer Leiter, der aus einem leitenden Material, wie etwa Metall, gebildet ist, das in einer geraden Linie ausgebildet ist und einen Leiterplattenverbindungsabschnitt 32a an einem Ende in der axialen Richtung (4) und einen Anschlussverbindungsabschnitt 32b am anderen Ende aufweist (2 und 5). Der Ausgangsanschluss 32 ist in der gleichen Form wie der Erdungsanschluss 13 und der Eingangsanschluss 31 ausgebildet.
  • Der Leiterplattenverbindungsabschnitt 32a wird in ein Durchgangsloch der Leiterplatte 40 eingesetzt und zusammen mit den elektrischen Verbindungen des Schaltungsmusters der Leiterplatte 40 verlötet. Der Leiterplattenverbindungsabschnitt 32a ist auf diese Weise an der Leiterplatte 40 angebracht. Der Anschlussverbindungsabschnitt 32b ist physikalisch und elektrisch mit einem Gegenanschluss eines Eingangsanschlusses (nicht gezeigt) verbunden. Der Anschlussverbindungsabschnitt 32b ist mit dem Gegenanschluss des Eingangsanschlusses verbunden, der in der Batterie-ECU 600 enthalten ist. Es sei angemerkt, dass der Leiterplattenverbindungsabschnitt 32a als Einpresskontaktanschluss ausgebildet sein kann. Zusätzlich kann am Leiterplattenverbindungsabschnitt 31a ein zur Oberflächenmontage geeigneter Leiterplattenverbindungsabschnitt ausgebildet sein und kann auf der Oberfläche der Leiterplatte 40 über eine Anschlussplatte durch Aufschmelzlöten und dergleichen montiert sein.
  • Der Ausgangsanschluss 32 ist nahe einer Seite der rechteckigen Leiterplatte 40 angeordnet und an der Leiterplatte 40 befestigt. Hier ist der Ausgangsanschluss 32 nahe der gleichen Seite angeordnet, an der der Erdungsanschluss 13 und der Eingangsanschluss 31 angeordnet sind. Der Ausgangsanschluss 32 ist entlang der Seite angeordnet und getrennt von dem Erdungsanschluss 13 und dem Eingangsanschluss 31 angeordnet. Zusätzlich ist der Ausgangsanschluss 32 so angeordnet, dass die Vorstehrichtung des Anschlussverbindungsabschnitts 32b des Ausgangsanschlusses 32 relativ zu der Ebene der Leiterplatte 40 gleiche wie die Vorstehrichtung des Anschlussverbindungsabschnitts 13b des Erdungsanschlusses 13 ist. Daher stehen die Anschlussverbindungsabschnitte 32b, 13b und 31b des Ausgangsanschlusses 32, der Erdungsanschluss 13 und des Eingangsanschlusses 31 in diesem Beispiel orthogonal der Ebene der Leiterplatte 40 und ragen in die gleiche Richtung.
  • Bezüglich des Ausgangsanschlusses 32 ist das Aufnahmeelement 50 integral geformt, so dass der gesamte Leiterplattenverbindungsabschnitt 32a in dem Aufnahmeelement 50 zusammen mit der Leiterplatte 40 eingeschlossen ist und der Anschlussverbindungsabschnitt 32b nach außen ragt.
  • Hier ist, wie oben beschrieben, die Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 an der arithmetischen Verarbeitungsvorrichtung des Fahrzeugs (hier der Batterie-ECU 600) angebracht. Um in diesem Fall die Montagearbeitsfähigkeit der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 zu verbessern, ist es wünschenswert, dass die Befestigungsrichtung an der Batterie-ECU 600 und die Vorstehrichtungen der Anschlussverbindungsabschnitte 13b, 31b und 32b des Erdungsanschlusses 13, des Eingangsanschluss 31 und des Ausgangsanschlusses 32 in gleicher Richtung ausgerichtet sind. Die Anschlussverbindungsabschnitte 13b, 31b und 32b stehen von dem Aufnahmeelement 50 in der vorstehend beschriebenen Vorstehrichtung vor und sind so ausgebildet, um das Aufnahmeelement 50, das hauptsächlich maßgeblich für die äußere Erscheinungsform der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 ist, an der Batterie-ECU 600 zu befestigen und jeweils mit dem Gegenerdanschluss, dem Gegenanschluss des Ausgangsanschlusses und dem Gegenanschluss des Eingangsanschlusses der Batterie-ECU 600 zu verbinden. Daher kann, mit Bezug auf die Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1, die Arbeit zur Befestigung an der Batterie-ECU 600 und die Arbeit zum Verbinden der jeweiligen Anschlussverbindungsabschnitte 13b, 31b und 32b mit dem Gegenerdanschluss, Gegenanschluss des Ausgangsanschlusses und dem Gegenanschluss des Eingangsanschlusse als eine Operation ausgeführt werden, und somit wird eine exzellente Montagearbeitsfähigkeit erreicht.
  • Ferner sind, wie oben beschrieben, bezüglich des Erdungsanschlusses 13, des Eingangsanschlusses 31 und des Ausgangsanschlusses 32 die gesamten Leiterplattenverbindungsabschnitte 13a, 31a und 32a in dem Aufnahmeelement 50 zusammen mit der Leiterplatte 40 eingeschlossen. Daher, da es für die Leiterplatte 40 möglich ist, einen Abstand (Isolationsdistanz) zwischen elektrischen Verbindungen des Schaltungsmusters an einem Verbindungsabschnitt von jedem der Leiterplattenverbindungsabschnitte 13a, 31a und 32a zu verkürzen, kann die Größe verringert werden. Daher kann die Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 in dieser Hinsicht kleiner ausgeführt werden.
  • Die Leiterplatte 40 ist wie oben beschrieben in einer rechteckigen Form ausgebildet. Elektronische Komponenten sind auf beiden Seiten der beispielhaften Leiterplatte 40 angebracht, und die elektrischen Verbindungen des Schaltungsmusters sind in jeder Ebene vorgesehen. Die elektrische Verbindungen (auch als Verdrahtung bezeichnet) wird später beschrieben.
  • Das Aufnahmeelement 50 ist aus einem isolierenden Material wie einem Kunstharz gebildet. Das Aufnahmeelement 50 umschließt mindestens die gesamte Detektionsschaltung 20 und die gesamte Leiterplatte 40 und ist integral mit dem positivseitigen Eingangsanschluss 11, dem negativseitigen Eingangsanschluss 12, dem Erdungsanschluss 13, der Detektionsschaltung 20, der Signalübertragungseinheit 30 und der Leiterplatte 40 geformt, so dass die Anschlussverbindungsabschnitte 11b, 12b und 13b des positivseitigen Eingangsanschlusses 11, des negativseitigen Eingangsanschlusses 12 und des Erdungsanschlusses 13 nach außen ragen bzw. freiliegen. In einer Form (engl. Mold), die verwendet wird, um das Aufnahmeelement 50 integral zu formen, ist die Leiterplatte 40, auf der der positivseitige Eingabeanschluss 11, der negativseitige Eingabeanschluss 12, der Erdungsanschluss 13, die Detektionsschaltung 20 und die Signalübertragungseinheit 30 montiert sind, angeordnet. Das Aufnahmeelement 50 wird mit einem in die Form eingefüllten Kunstharzmaterial geformt. Das beispielhafte Aufnahmeelement 50 ist so ausgebildet, dass der Anschlussverbindungsabschnitt 31b des Eingangsanschlusses 31 und der Anschlussverbindungsabschnitt 32b des Ausgabeanschlusses 32 nach außen ragen bzw. freiliegen.
  • Auf diese Weise ist das Aufnahmeelement 50 integral so geformt, dass es zumindest die gesamte Detektionsschaltung 20 und die gesamte Leiterplatte 40 umschließt und die gesamte Detektionsschaltung 20 und die gesamte Leiterplatte 40 in einem eng kontaktierten Zustand bedeckt. Dementsprechend kann ein Kontakt von Gas und Flüssigkeit mit und Eindringen von Fremdsubstanzen in die Detektionsschaltung 20 und die Leiterplatte 40 verhindert werden. Daher kann durch die Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 die Detektionsschaltung 20, die Leiterplatte 40 und dergleichen besser geschützt werden, und die Haltbarkeit bzw. Lebensdauer kann verbessert werden. Zusätzlich ist das Aufnahmeelement 50 integral mit der Leiterplatte 40 so geformt, dass es die Leiterplattenverbindungsabschnitte 11a und 12a des L-förmigen positivseitigen Eingabeanschlusses 11 und des negativseitigen Eingabeanschlusses 12 umschließt. Daher werden auf das Aufnahmeelement 50 empfangene Kräfte übertragen, die an die Leiterplattenverbindungsabschnitte 11a und 12a angelegt werden, wenn die Gegenverbinder eingeführt und entfernt werden, und eine Last, die an Verbindungsabschnitte zwischen den Leiterplattenverbindungsabschnitten 11a und 12a und der Leiterplatte 40 angelegt wird, kann reduziert werden. Zusätzlich zu den Leiterplattenverbindungsabschnitten 11a und 12a ist das Aufnahmeelement 50 integral bzw. einstückig mit der Leiterplatte 40 geformt, um den Leiterplattenverbindungsabschnitt 13a des Erdungsanschluss 13, den Leiterplattenverbindungsabschnitt 31a des Eingangsanschlusses 31 und den Leiterplattenverbindungsabschnitt 32a des Ausgangsanschlusses 32 zu umschließen. Daher kann, selbst wenn ein externer Input an das Aufnahmeelement 50 angelegt wird, eine Last an Verbindungsabschnitten zwischen den Leiterplattenverbindungsabschnitten 11a, 12a, 13a, 31a und 32a und die Leiterplatte 40 reduziert werden. Der externe Input ist zum Beispiel eine Kraft, die von der Fahrzeugkarosserie übertragen wird, wie zum Beispiel ein Input durch die Straßenoberfläche und eine Kraft, die durch Vibration während der Fahrt des Fahrzeugs eingegeben wird. Wenn die Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 an einer Batterie des Fahrzeugs, das eine Rotationsmaschine als eine Energiequelle wie etwa ein Elektroauto verwendet, angebracht ist, ist eine Kraft, die von einem Befestigungspunkt aufgrund von Wärmeausdehnung oder thermischer Kontraktion der Batterie eingegeben wird, in dem externen Input in das Aufnahmeelement 50 eingeschlossen. Gemäß dem oben beschriebenen Lastreduktionseffekt kann die Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 physikalische und elektrische Verbindungszustände zwischen den Leiterplattenverbindungsabschnitten 11a, 12a, 13a, 31a und 32a und der Leiterplatte 40 zum Zeitpunkt einer Montageaktion aufrechterhalten oder zu dem Zeitpunkt, zu dem die Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 verwendet wird. Daher kann die Haltbarkeit auch von diesem Punkt aus betrachtet verbessert werden.
  • Da das Aufnahmeelement 50 integral mit der Leiterplatte 40 und dergleichen geformt ist, ist es außerdem nicht notwendig, einen Zwischenraum mit der Leiterplatte und dergleichen vorzusehen, wie es für herkömmliche Aufnahmeelemente der Fall ist, und es ist nicht notwendig ein Farb- und ein Befestigungselement zu schaffen, wie es herkömmlicherweise zum Befestigen der Leiterplatte und dergleichen in dem Gehäuse notwendig war, und somit kann die Größe verringert werden. Daher kann die Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 mit einer kleineren Größe hergestellt werden. Da es bei der Leiterplatte 40 möglich ist, jeden Abstand (Isolationsdistanz) zwischen den elektrischen Verbindungen des Schaltungsmusters durch des integral gegossene Aufnahmeelement 50 zu verkürzen, kann die Größe des Schaltungsmusters verringert werden und auch die Größe der Leiterplatte 40 kann verringert werden. Daher kann durch integrales Formen des Aufnahmeelements 50 gemäß der Größe der Leiterplatte 40 und dergleichen die Größe der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 von diesem Punkt her verringert werden.
  • Insbesondere umfasst das Aufnahmeelement 50 einen Verbindungsbefestigungsabschnitt 51, in dem ein Gegenverbinder (nicht gezeigt) der Gleichstrom-Hochspannungsstromversorgung 500 angebracht ist (1 bis 3). Der Gegenverbinder umfasst den positivseitigen Gegenanschluss und den negativseitigen Gegenanschluss, wie oben beschrieben. Durch Einpassen des Gegenverbinders in den Verbindungsbefestigungsabschnitt 51 wird der positivseitigen Gegenanschluss in den Anschlussverbindungsabschnitt 11b des positivseitigen Eingangsanschlusses 11 eingepasst, und der negativseitigen Gegenanschluss wird in den Anschlussverbindungsabschnitt 12b des negativseitigen Eingangsanschlusses 12 eingepasst. Daher sind in dem Verbindungsbefestigungsabschnitt 51 der Anschlussverbindungsabschnitt 11b des positivseitigen Eingangsanschlusses 11 und der Anschlussverbindungsabschnitt 12b des negativseitigen Eingangsanschlusses 12 so angeordnet, dass sie nach außen freiliegen bzw. ragen. Hier sind der Anschlussverbindungsabschnitt 11b des positivseitigen Eingangsanschlusses 11 und der Anschlussverbindungsabschnitt 12b des negativseitigen Eingangsanschlusses 12 als männliche Anschlüsse ausgebildet, und der positivseitige Gegenanschluss und der negativseitige Gegenseitenanschluss sind als weibliche Anschlüsse gebildet. Der Gegenverbinder wird in den Verbindungsbefestigungsabschnitt 51 eingeführt. Daher sind der Anschlussverbindungsabschnitt 11b des positivseitigen Eingangsanschlusses 11 und der Anschlussverbindungsabschnitt 12b des negativseitigen Eingangsanschlusses 12 in dem Verbindungsbefestigungsabschnitt 51 entlang der Einsetz- und Entfernungsrichtung zwischen dem Verbindungsbefestigungsabschnitt 51 und des Gegenverbinders angeordnet (3).
  • Auf diese Weise ist in der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 der Verbindungsbefestigungsabschnitt 51 in dem Aufnahmeelement 50 vorgesehen. Im Vergleich zu dem herkömmlichen Art und Weise, wobei die Komponenten (die Leiterplatte 40 und dergleichen), die in dem Aufnahmeelement 50 aufgenommen werden, separat vom Aufnahmeelement 50 sind und dann, um sie zu integrieren, zusammengeführt werden, kann hier die Größe in der orthogonalen Richtung relativ zu der Ebene der Leiterplatte 40 verringert werden. Solange also die Größe der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 in der orthogonalen Richtung gleich derjenigen zu einem auf herkömmlichen Art und Weise hergestellten ist, können die elektronischen Komponenten auf beiden Seiten der Leiterplatte 40, wie oben beschrieben, angebracht werden und die Größe der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 kann in der Richtung entlang der Ebene der Leiterplatte 40 reduziert werden.
  • In dem Aufnahmeelement 50 ragen der Anschlussverbindungsabschnitt 13b des Erdungsanschlusses 13, der Anschlussverbindungsabschnitt 31b des Eingangsanschlusses 31 und der Anschlussverbindungsabschnitt 32b des Ausgabeanschlusses 32 von einer Außenwandoberfläche hervor, ohne einen Verbinderstruktur zu haben (2). Ferner weist die Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 Anschlüsse mit der gleichen Form wie der Erdungsanschluss 13, die nicht der Erdungsanschluss 13 sind, wobei in Anbetracht der oben beschriebenen Montagearbeit Anschlussverbindungsabschnitte der Anschlüsse in Abständen angeordnet sind und in derselben Richtung wie die Anschlussverbindungsabschnitte 13b, 31b und 32b angeordnet sind. Zum Beispiel kann die Leistung der Niederspannungs-Gleichstromversorgung zum Betreiben der Detektionsschaltung 20 von der Batterie-ECU 600 zugeführt werden. In diesem Fall ist ein Stromversorgungsanschluss mit der gleichen Form wie der Erdungsanschluss 13 und dergleichen in der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 vorgesehen, und vorzugsweise ist ein Anschlussverbindungsabschnitt des Stromversorgungsanschlusses physikalisch und elektrisch mit einem Gegenstückstromversorgungsanschluss der Batterie-ECU 600 verbunden. Das Aufnahmeelement 50 umschließt einen Leiterplattenverbindungsabschnitt des Anschlusses und ein Anschlussverbindungsabschnitt des Anschlusses steht von der Außenwandoberfläche vor. Da es in der Leiterplatte 40 möglich ist, einen Abstand (Isolationsdistanz) zwischen den elektrischen Verbindungen eines Schaltungsmusters an einem Verbindungsabschnitt des Leiterplattenverbindungsabschnitts des Anschlusses zu verkürzen, kann die Größe verringert werden. Daher kann die Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 in dieser Hinsicht kleiner gemacht werden.
  • Die Schaltungskonfiguration der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1, die auf diese Weise konfiguriert ist, wird kurz unter Bezugnahme auf 6 beschrieben.
  • In der Hochspannungs-Gleichstromversorgung 500 sind eine positivseitige Leistungsversorgungsleitung 501 und eine negativseitige Leistungsversorgungsleitung 502 von einer Erdungsleitung 503 elektrisch isoliert. Die positivseitige Leistungsversorgungsleitung 501 entspricht einem Erregungspfad von einer positivseitigen Ausgabe der Hochspannungs-Gleichstromversorgung 500. Die negativseitige Leistungsversorgungsleitung 502 entspricht einem Erregungspfad eines negativseitigen Ausgangs der Hochspannungs-Gleichstromversorgung 500. Die Erdungsleitung 503 entspricht dem Erdungsabschnitt der Fahrzeugkarosserie und dergleichen. Die Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 erfasst einen Isolationswiderstand zwischen der positivseitigen Leistungsversorgungsleitung 501 und der Erdungsleitung 503 als einen positivseitigen Isolationszustand und erfasst einen Isolationswiderstand zwischen der negativseitigen Leistungsversorgungsleitung 502 und der Erdungsleitung 503 als einen negativseitigen Isolationszustand.
  • In der Hochspannungs-Gleichstromversorgung 500 sind Y-Kondensatoren Y + und Y - zum Reduzieren von Gleichtaktrauschen vorgesehen. Der Y-Kondensator Y + verbindet die positivseitige Leistungsversorgungsleitung 501 und die Erdungsleitung 503. Der Y-Kondensator Y - verbindet die negativseitige Leistungsversorgungsleitung 502 und die Erdungsleitung 503.
  • In der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 ist der positivseitige Eingangsanschluss 11 mit der positivseitigen Leistungsversorgungsleitung 501 über den positivseitigen Gegenanschluss verbunden und der negativseitige Eingangsanschluss 12 ist mit der negativseitigen Leistungsversorgungsleitung 502 über den negativseitigen Gegenanschluss verbunden.
  • Der positivseitige Eingangsanschluss 11 ist mit einem Ende des ersten Schalters SW1 über einen Widerstand R11 verbunden. Eine Verdrahtung 61 des Schaltungsmusters ist mit dem anderen Ende des ersten Schalters SW1 verbunden. Eine Verdrahtung 62 des Schaltungsmusters ist mit der Verdrahtung 61 über eine Reihenschaltung verbunden, die eine Diode D1 und einen Widerstand R1 enthält. Die Diode D1 ermöglicht eine Erregung von der Verdrahtung 61 zu der Verdrahtung 62.
  • Der positivseitige Anschluss Ca des Kondensators C ist mit der Verdrahtung 62 verbunden. Die Verdrahtung 62 ist ferner mit der Verdrahtung 63 des Schaltungsmusters über eine Diode D2 verbunden und über eine Reihenschaltung mit einer Diode D3 und ein Widerstand R2. Die Diode D2 ermöglicht die Erregung von der Verdrahtung 63 zu der Verdrahtung 62. Die Diode D3 ermöglicht die Erregung von der Verdrahtung 62 zu der Verdrahtung 63.
  • Die Verdrahtung 63 ist mit einem Ende des dritten Schalters SW3 verbunden. Eine Verdrahtung 64 des Schaltungsmusters ist mit dem anderen Ende des dritten Schalters SW3 verbunden. Die Verdrahtung 64 ist über einen Widerstand R3 mit einer Verdrahtung 65 des Schaltungsmusters verbunden.
  • Andererseits ist der negativseitige Eingangsanschluss 12 über einen Widerstand R12 mit einem Ende des zweiten Schalters SW2 verbunden. Das andere Ende des zweiten Schalters SW2 ist über einen Widerstand R4 mit einer Verdrahtung 66 des Schaltungsmusters verbunden. Mit der Verdrahtung 66 sind der negativseitige Anschluss Cb des Kondensators C und ein Ende des vierten Schalters SW4 verbunden. Das andere Ende des vierten Schalters SW4 ist über einen Widerstand R5 mit der Verdrahtung 65 verbunden.
  • Der Erdungspunkt 67 ist mit der Verdrahtung 65 verbunden. In diesem Beispiel ist der Erdungsanschluss 13 mit der Verdrahtung 65 verbunden. Der Erdungspunkt 67 ist über den Erdungsanschluss 13 mit der Erdungsleitung 503 verbunden.
  • Eine Eingangsschaltung 70 ist mit der Verdrahtung 64 verbunden. In der Eingangsschaltung 70 wird ein Signal in der Verdrahtung 64 in ein Signal, das für eine Berechnungsverarbeitung in der Batterie-ECU 600 geeignet ist, umgewandelt. Der Ausgangsanschluss 32 ist mit der Eingangsschaltung 70 verbunden.
  • In der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 sind die Abstände (Isolationsdistanzen) zwischen den Verdrahtungen 61 bis 66 verkürzt.
  • Die Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 führt eine Einschaltsteuerung (Kontaktschließsteuerung) des ersten Schalters SW1 und des zweiten Schalters SW2 durch und führt eine Ausschaltsteuerung (Kontaktöffnungssteuerung) des dritten Schalters SW3 und des vierten Schalter SW4 basierend auf dem Betriebsbefehlssignal von der Batterie-ECU 600 durch. Die Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 erregt den ersten Messabschnitt (zwischen der positiven Seite und der negativen Seite der Hochspannungs-Gleichstromversorgung 500) und lädt den Kondensator C für eine vorbestimmte Zeit (sehr kurze Zeit). Die Batterie-ECU 600 führt eine Ausschaltsteuerung (Kontaktöffnungssteuerung) des ersten Schalters SW1 und des zweiten Schalters SW2 durch und führt eine Einschaltsteuerung (Kontaktschließsteuerung) des dritten Schalters SW3 und des vierten Schalters SW4 durch. Die Batterie-ECU 600 entlädt den Kondensator C und misst eine Ladespannung V0 des Kondensators C. Die Ladespannung V0 gibt einen Wert an, der dem Isolationswiderstand zwischen der positiven Seite und der negativen Seite der Hochspannungs-Gleichstromversorgung 500 entspricht.
  • Zusätzlich führt die Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 eine Einschaltsteuerung (Kontaktschließsteuerung) des ersten Schalters SW1 und des vierten Schalters SW4 durch und führt eine Ausschaltsteuerung (Kontaktöffnungssteuerung) des zweiten Schalters SW2 und des dritten Schalters SW3 basierend auf das Betriebsbefehlssignal von der Batterie-ECU 600 durch. Die Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 erregt den zweiten Messabschnitt (zwischen der positiven Seite der Hochspannungs-Gleichstromversorgung 500 und der Fahrzeugkarosserie (Erdungspunkt 67) als Erdungsabschnitt) und lädt den Kondensator C für eine vorbestimmte Zeit (sehr kurze Zeit). Die Batterie-ECU 600 führt eine Ausschaltsteuerung (Kontaktöffnungssteuerung) des ersten Schalters SW1 und des zweiten Schalters SW2 durch und führt eine Einschaltsteuerung (Kontaktschließsteuerung) des dritten Schalters SW3 und des vierten Schalters SW4 durch. Die Batterie-ECU 600 entlädt den Kondensator C und misst eine Ladespannung VCn des Kondensators C. Die Ladespannung VCn gibt einen Wert an, der dem Isolationswiderstand zwischen der positiven Seite der Gleichstrom-Hochspannungslelstungsversorgung 500 und dem Fahrzeugkörper als Erdungsabschnitt entspricht.
  • Zusätzlich führt die Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 eine Einschaltsteuerung (Kontaktschließsteuerung) des zweiten Schalters SW2 und des dritten Schalters SW3 durch und führt eine Ausschaltsteuerung (Kontaktöffnungssteuerung) des ersten Schalters SW1 und des vierten Schalters SW4 basierend auf dem Betriebsbefehlssignal von der Batterie-ECU 600 durch. Die Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 erregt den dritten Messabschnitt (zwischen der negativen Seite der Hochspannungs-Gleichstromversorgung 500 und der Fahrzeugkarosserie (Erdungspunkt 67) als Erdungsabschnitt) und lädt den Kondensator C für eine vorbestimmte Zeit (sehr kurze Zeit). Die Batterie-ECU 600 führt eine Ausschaltsteuerung (Kontaktöffnungssteuerung) des ersten Schalters SW1 und des zweiten Schalter SW2 durch und führt eine Einschaltsteuerung (Kontaktschließsteuerung) des dritten Schalters SW3 und des vierten Schalters SW4 durch. Die Batterie-ECU 600 entlädt den Kondensator C und misst eine Ladespannung VCp des Kondensators C. Die Ladespannung VCp gibt einen Wert an, der dem Isolationswiderstand zwischen der negativen Seite der Hochspannungs-Gleichstromversorgung 500 und dem Fahrzeugkörper als Erdungsabschnitt entspricht.
  • Basierend auf den Ladespannungen V0, VCn und VCp oder den Isolationswiderständen R0, RCn bzw. RCp, die basierend auf den Ladespannungen V0, VCn und VCp berechnet werden, bestimmt die Batterie-ECU 600 den Isolationszustand der Hochspannungs-Gleichstromversorgung 500.
  • Wie oben beschrieben, kann dadurch dass die Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 durch integrales Formen des Aufnahmeelements 50 mit der Leiterplatte 40 und dergleichen miniaturisiert wird, der Freiheitsgrad bei der Auswahl eines Installationsplatzes erhöht werden. Zusätzlich kann das Gewicht der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 durch die Größenverringerung reduziert werden. Da das Aufnahmeelement 50 den Verbindungsbefestigungsabschnitt 51 umfasst und als ein Verbinder ausgebildet ist, kann die Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 zusätzlich an dem Fahrzeugkörper, einer elektrischen Anschlussdose oder einer arithmetischen Verarbeitungsvorrichtung des Fahrzeugs angebracht sein. Der Freiheitsgrad der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 mit dem Bezug auf den Installationsort ist von diesem Punkt aus erhöht, und zusätzlich können Komponenten standardisiert werden. Zum Beispiel kann die arithmetische Verarbeitungsvorrichtung durch Anbringen der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 an der arithmetischen Verarbeitungsvorrichtung des Fahrzeugs eine Funktion zum Erfassen eines Isolationszustands aufweisen. Zu diesem Zeitpunkt kann die Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 an der arithmetischen Verarbeitungsvorrichtung angebracht werden, indem die Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 in den Gegenverbinder der arithmetischen Verarbeitungsvorrichtung eingeführt wird und die Anzahl der Befestigungspunkte an der arithmetische Verarbeitungsvorrichtung können reduziert werden. Daher können herkömmliche Farb- und Befestigungselemente, die verwendet wurden, um die Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 an der arithmetischen Verarbeitungsvorrichtung anzubringen, reduziert werden oder sind sogar überflüssig. Daher weist die Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 in diesem Punkt einen hohen Freiheitsgrad in der Installationsposition auf. Da in der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 ein Stromversorgungssystem zum Betreiben der Detektionsschaltung 20 und ein Stromversorgungssystem der arithmetischen Verarbeitungsvorrichtung des Fahrzeugs gemeinsam verwendet werden können, kann darüber hinaus der Freiheitsgrad am Installationsort vergrößert werden und gleichzeigt die Größe verringert werden, und die Kosten können reduziert werden. Da ferner in der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 mit dem integral geformten Aufnahmeelement 50 ein herkömmliches feuchtigkeitsbeständiges Mittel, das die Detektionsschaltung und die Leiterplatte überdeckt, überflüssig ist, können aus diesem Grund die Größe und das Gewicht der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 reduziert werden und der Freiheitsgrad in der Installation kann erhöht werden.
  • Hier sind in der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der positivseitige Eingangsanschluss 11 und der negativseitige Eingangsanschluss 12, die in L-Form geformt sind, beispielhaft dargestellt. Die Formen des positivseitigen Eingangsanschlusses 11 und des negativseitigen Eingangsanschlusses 12 sind jedoch nicht notwendigerweise auf eine solche Form beschränkt. Zum Beispiel können der positivseitige Eingangsanschluss 11 und der negativseitige Eingangsanschluss 12 linear geformt sein und orthogonal zu der Ebene der Leiterplatte 40 angeordnet sein.
  • In der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein Teil des Aufnahmeelements 50 als der Verbindungsbefestigungsabschnitt 51 ausgebildet, und der Verbindungsbefestigungsabschnitt 51 ist nach außen freigelegt. Der Verbindungsbefestigungsabschnitt 51 kann jedoch in Bezug auf einen Hauptkörper des Aufnahmeelements 50 wie folgt ausgebildet sein. Zum Beispiel steht ein Einstecköffnungsseitenabschnitt (Einstecköffnung des Gegenverbinders) des Verbindungsbefestigungsabschnitts 51 nach außen von einer äußeren Wandoberfläche des Hauptkörpers des Aufnahmeelements 50 vor, und der verbleibende Teil kann in dem Hauptkörper des Aufnahmeelements 50 eingebettet sein. Auch in diesem Fall steht der Innenraum des Verbindungsbefestigungsabschnitts 51 mit der Außenseite des Aufnahmeelements 50 in Verbindung und die Anschlussverbindungsabschnitte 11b und 12b, die in dem Innenraum angeordnet sind, sind nach außen freigelegt. Zusätzlich kann der gesamte Verbindungsbefestigungsabschnitt 51 in dem Hauptkörper des Aufnahmeelements 50 eingebettet sein. Auch in diesem Fall steht der Innenraum des Verbindungsbefestigungsabschnitts 51 mit der Außenseite des Aufnahmeelements 50 in Verbindung und die Verbindungsabschnitte 11b und 12b, die in dem innenraum angeordnet sind, sind nach außen freigelegt. Durch Vorsehen einer Öffnung in der Außenwandfläche des Hauptkörpers und Ausbilden des Verbindungsbefestigungsabschnitts 51 an der Innenseite der Öffnung verwendet das Aufnahmeelement 50 in diesem Fall die Öffnung als die Einsetzöffnung für den Gegenverbinder.
  • Modifikation
  • Bezugszeichen 2 in den 7 bis 11 zeigen eine Isolationszustandsdetektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Modifikation. In der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 2 wird die Signalübertragungseinheit 30 der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung gemäß der obigen ersten Ausführungsform zu einer Signalübertragungseinheit 130 geändert, die später beschrieben wird (11) und das Aufnahmeelement 50 wird zu einem Aufnahmeelement 150, das später beschrieben wird (7 bis 10), geändert.
  • Die Signalübertragungseinheit 130 gemäß der vorliegenden Modifikation umfasst mindestens einen arithmetischen Prozessor 131 (10), der basierend auf dem Detektionsergebnis der Detektionsschaltung 20 ein Detektionsergebnissignal in Bezug auf das Detektionsergebnis erzeugt, einen Eingangsanschluss 132 und einen Ausgangsanschlusses 133 (8 bis 10) die ähnlich zu dem Eingangsanschluss 31 und dem Ausgangsanschluss 32 der Signalübertragungseinheit 30 gemäß der ersten Ausführungsform sind.
  • Der arithmetische Prozessor 131 arbeitet basierend auf der Leistung von einer Niederspannungs-Gleichstromversorgung und einem Betriebsbefehlssignal von einer Batterie-ECU 600. Der arithmetische Prozessor 131 weist einen Teil der arithmetischen Verarbeitungsfunktion der Batterie-ECU 600 gemäß der ersten Ausführungsform auf und führt die Lade- und/oder Entladesteuerung eines Kondensators C durch, misst die Ladespannungen V0, Vcn und VCp des Kondensators C und berechnet die Isolationswiderstände R0, Rcn und RCp basierend auf den jeweiligen Ladespannungen V0, Vcn und VCp basierend auf dem Betriebsbefehlssignal von der Batterie-ECU 600 der über den Eingangsanschluss 132 eingegeben wird. Der arithmetische Prozessor 131 überträgt Berechnungswerte der Isolationswiderstände R0, Rcn und RCp über den Ausgangsanschluss 133 an die Batterie-ECU 600. Die Batterie-ECU 600 bestimmt einen Isolationszustand der Hochspannungs-Gleichstromversorgung 500 basierend auf den Isolationswiderständen R0, Rcn und RCp.
  • Der Eingangsanschluss 132 weist einen Leiterplattenverbindungsabschnitt 132a (10) und einen Anschlussverbindungsabschnitt 132b (9) ähnlich zu dem Eingangsanschluss 31 gemäß der ersten Ausführungsform auf. Ferner hat der Ausgangsanschluss 133 einen Leiterplattenverbindungsabschnitt 133a (10) und einen Anschlussverbindungsabschnitt 133b (9) ähnlich zu dem Ausgangsanschluss 32 gemäß der ersten Ausführungsform. Der Eingangsanschluss 132 und der Ausgangsanschluss 133 gemäß der vorliegenden Modifikation sind jedoch in einer L-Form ausgebildet, von der die Erstreckungsteile orthogonal zueinander sind, ähnlich zu dem positivseitigen Eingangsanschluss 11 und dem negativseitigen Eingangsanschluss 12. Daher haben der Eingangsanschluss 132 und der Ausgangsanschluss 133 jeweils zwei sich erstreckende Abschnitte, die den L-förmigen gebogenen Abschnitt als formgebende Grenze aufweisen. Einer der Erstreckungsabschnitte des Eingangsanschlusses 132 ist der Leiterplattenverbindungsabschnitt 132a, und der andere Erstreckungsabschnitt ist der Anschlussverbindungsabschnitt 132b. Einer der Erstreckungsabschnitte des Ausgangsanschlusses 133 ist der Leiterplattenverbindungsabschnitt 133a, und der andere Erstreckungsabschnitt ist der Anschlussverbindungsabschnitt 133b.
  • Ferner ist in der vorliegenden Modifikation ein Erdungsanschluss 113 in einer L-Form ausgebildet, die dem Eingangsanschluss 132 und dem Ausgangsanschluss 133 entspricht (9 und 10). Der Erdungsanschluss 113 hat zwei sich erstreckende Abschnitte, die den L-förmigen gebogenen Abschnitt als eine formgebende Grenze aufweisen, und einer der sich erstreckenden Abschnitte ist ein Leiterplattenverbindungsabschnitt 113a, und der andere sich erstreckende Abschnitt ist ein Anschlussverbindungsabschnitt 113b.
  • Ähnlich zu dem Aufnahmeelement 50 gemäß der ersten Ausführungsform umfasst ein Aufnahmeelement 150 gemäß der vorliegenden Modifikation einen Verbindungsbefestigungsabschnitt 151 (der nachfolgend als „erster Verbindungsbefestigungsabschnitt“ bezeichnet wird) 151, der mit dem oben beschriebenen Gegenverbinder zusammenzupassen ist (der nachfolgend als „erster Gegenverbinder“ bezeichnet wird) (7 bis 10). Der erste Verbindungsbefestigungsabschnitt 151 ist ähnlich dem Verbindungsbefestigungsabschnitt 51 in dem Aufnahmeelement 50 gemäß der ersten Ausführungsform untergebracht und umfasst einen Anschlussverbindungsabschnitt 11b des positivseitigen Eingangsanschlusses 11 und einen Anschlussverbindungsabschnitt 12b des negativseitigen Eingangsanschlusses 12, die nach außen freiliegen. In der vorliegenden Modifikation sind der Anschlussverbindungsabschnitt 11b des positivseitigen Eingangsanschlusseses 11 und der Anschlussverbindungsabschnitt 12b des negativseitigen Eingangsanschlusses 12 in dem ersten Verbindungsbefestigungsabschnitt 151 entlang der Einsetz- und Entfernungsrichtung zwischen dem ersten Verbindungsbefestigungsabschnitt 151 und dem ersten Gegenverbinders angeordnet.
  • Zusätzlich zu dem ersten Verbindungsbefestigungsabschnitt 151 umfasst das Aufnahmeelement 150 einen zweiten Verbindungsbefestigungsabschnitt 152 (7 bis 10). Der zweite Verbindungsbefestigungsabschnitt 152 ist ein Abschnitt, der mit einem zweiten Gegenstückverbinder zusammenzupasst. Der zweite Gegenstückverbinder weist mindestens einen Gegenerdanschluss, einen Gegenanschlusses eines Ausgangsanschlusses und einen Gegenanschlusses eines Eingangsanschlusses auf. Durch Anbringen des zweiten Gegenstückverbinders mit dem zweiten Verbindungsbefestigungsabschnitt 152 werden der Gegenerdanschluss, der Gegenanschluss des Ausgangsanschlusses und der Gegenanschluss des Eingangsanschlusses jeweils mit dem Erdungsanschluss 113, dem Eingangsanschluss 132 und dem Ausgangsanschluss 133 verbunden. In dem zweiten Verbindungsbefestigungsabschnitt 152 sind der Erdungsanschluss 113, der Eingangsanschluss 132 und der Ausgangsanschluss 133 so angeordnet, dass die jeweiligen Anschlussverbindungsabschnitte 113b, 132b und 133b nach außen freiliegen. Hier ist jeder der Anschlussverbindungsabschnitte 113b, 132b und 133b als ein männlicher Anschluss ausgebildet, und der Gegenerdanschluss, der Gegenanschluss des Ausgangsanschlusses und der Gegenanschluss des Eingangsanschlusses sind als weiblicher Anschluss ausgebildet. Der zweite Gegenstückverbinder wird in den zweiten Verbindungsbefestigungsabschnitt 152 eingeführt. Daher ist jeder der Anschlussverbindungsabschnitte 113b, 132b und 133b in dem zweiten Verbindungsbefestigungsabschnitt 152 entlang der Einsetz- und Entfernungsrichtung zwischen dem zweiten Verbindungsbefestigungsabschnitt 152 und dem zweiten Gegenverbinders angeordnet.
  • Hier, in der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 2, sind auf einer Leiterplatte 140 der Erdungsanschluss 113, der Eingangsanschluss 132 und der Ausgangsanschluss 133 auf derselben Seite angeordnet wie der positivseitige Eingangsanschluss 11 und die negativseitige Eingangsanschluss 12 (9 und 10). Auf der Leiterplatte 140 sind die jeweiligen Anschlussverbindungsabschnitte 11b, 12b, 113b, 132b und 133b des positivseitigen Eingangsanschlusses 11, des negativseitigen Eingangsanschlusses 12, des Erdungsanschlusses 113, des Eingangsanschlusses 132 und des Ausgangsanschluss 133 auf der gleichen Ebene angeordnet, und der positive Eingangsanschluss 11, der negative Eingangsanschluss 12, der Erdungsanschluss 113, der Eingangsanschluss 132 und der Ausgangsanschluss 133 sind so angebracht, dass der jeweilige Anschlussverbindungsabschnitt 11b, 12b, 113b, 132b und 133b in die gleiche Richtung ragt. Somit sind in dem Aufnahmeelement 150 der erste Verbindungsbefestigungsabschnitt 151 und der zweite Verbindungsbefestigungsabschnitt 152 an einer Ebene der Leiterplatte 140 ausgerichtet, und die Einsetz- und Entfernungsrichtungen ist im Bezug auf die entsprechenden Gegenverbinder gleich.
  • Die Schaltungskonfiguration der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 2, die auf diese Weise konfiguriert ist, wird kurz unter Bezugnahme 11 beschrieben.
  • Die Schaltungskonfiguration der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 2 entspricht einer Konfiguration, in der die folgenden Komponenten zu der Schaltungskonfiguration der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform hinzugefügt sind.
  • In der vorliegenden Modifikation ist die Verdrahtung 64 mit einer Verdrahtung 68 eines Schaltungsmusters über eine Eingangsschaltung 70 verbunden. Der arithmetische Prozessor 131 ist mit der Verdrahtung 68 verbunden. In der Eingangsschaltung 70 wird ein Signal in der Verdrahtung 64 in ein Signal, das für eine Rechenverarbeitung in dem arithmetischen Prozessor 131 geeignet ist, umgewandelt. Der Ausgangsanschluss 133 ist mit dem arithmetischen Prozessor 131 verbunden.
  • Selbst wenn die Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 2 gemäß der vorliegenden Modifikation wie oben beschrieben konfiguriert ist, kann ein ähnlicher Effekt wie bei der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform erhalten werden. Zum Beispiel können mit der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 2 Abstände (Isolationsdistanzen) der Verdrahtungen des Schaltungsmusters von der Eingangsschaltung 70 zu dem Erdungsanschluss 113, dem Eingangsanschluss 132 und dem Ausgangsanschluss 133 verkürzt werden. Da die Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 2 durch integrales Formen des Aufnahmeelements 150 mit der Leiterplatte 140 und dergleichen miniaturisiert werden kann, wird somit auch ein Freiheitsgrad bei der Auswahl eines Installationsplatzes erhöht. Zusätzlich kann das Gewicht der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 2 durch Verringerung der Größe reduziert werden. Da das Aufnahmeelement 150 einen ersten Verbindungsbefestigungsabschnitt 151 und einen zweiten Verbindungsbefestigungsabschnitt 152 umfasst und als ein Verbinder ausgebildet ist, kann die Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 2 zusätzlich an der Fahrzeugkarosserie, einer elektrischen Anschlussdose, oder arithmetische Verarbeitungsvorrichtung des Fahrzeugs angebracht sein. Der Freiheitsgrad der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 2 an dem Installationsort ist von diesem Punkt aus betrachtet erhöht, und zusätzlich können Komponenten standardisiert werden. Da in der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 2 das integral geformte Aufnahmeelement 150 ein herkömmliches feuchtigkeitsbeständiges Mittel, das die Detektionsschaltung und die Leiterplatte überdeckt, überflüssig macht können aus diesem Grund die Größe und das Gewicht der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 2 reduziert werden und der Freiheitsgrad in der Installation kann erhöht werden.
  • Hier sind in der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 2 gemäß der vorliegenden Modifikation jeweils der positivseitige Eingangsanschluss 11, der negativseitige Eingangsanschluss 12, der Erdungsanschluss 113, der Eingangsanschluss 132 und der Ausgangsanschluss 133 in einer L-Form ausgebildet. Wie in der ersten Ausführungsform beschrieben, ist es jedoch bevorzugt, dass der positivseitige Eingangsanschluss 11, der negativseitige Eingangsanschluss 12, der Erdungsanschluss 113, der Eingangsanschluss 132 und der Ausgangsanschluss 133 linear ausgebildet und orthogonal zur Ebene der Leiterplatte 140 an der Leiterplatte 140 befestigt sind.
  • In der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung 2 gemäß der vorliegenden Modifikation ist ein Teil des Aufnahmeelements 150 als der erste Verbindungsbefestigungsabschnitt 151 und der zweite Verbindungsbefestigungsabschnitt 152 ausgebildet, wobei der erste Verbindungsbefestigungsabschnitt 151 und der zweite Verbindungsbefestigungsabschnitt 152 nach außen freiliegen. Jedoch können der erste und der zweite Verbindungsbefestigungsabschnitt 151 und 152 in Bezug auf den Hauptkörperabschnitt des Aufnahmeelements 150 auch so ausgebildet sein, wie in der ersten Ausführungsform. Das heißt, ein Einführungsöffnungsseitenabschnitt (Einführungsöffnung des Gegenverbinders) des ersten und zweiten Verbindungsbefestigungsabschnittes 151 und 152 steht von einer Außenwandfläche des Hauptkörpers des Aufnahmeelements 150 nach außen vor und der verbleibende Teil kann in dem Hauptkörper des Unterbringungselements 150 eingebettet sein. Außerdem können der gesamte erste Verbindungsbefestigungsabschnitt 151 und der gesamte zweite Verbindungsbefestigungsabschnitt 152 in dem Hauptkörper des Unterbringungselements 150 eingebettet sein.
  • In einer Isolationszustandsdetektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein Aufnahmeelement integral so geformt, dass es zumindest eine gesamte Detektionsschaltung und eine gesamte Leiterplatte einschließt und die gesamte Detektionsschaltung und die gesamte Leiterplatte in einem eng kontaktierten Zustand bedeckt. Dementsprechend kann der Kontakt von Gas und Flüssigkeit und der Eintritt von Fremdstoffen in die Detektionsschaltung und die Leiterplatte verhindert werden. Daher können beispielsweise in der Leiterplatte Abstände (Isolationsdistanzen) zwischen Verdrahtungen des Schaltungsmusters reduziert werden. Dementsprechend kann das Schaltungsmuster in der Größe reduziert werden, und die Größe der Leiterplatte kann verringert werden. Daher kann durch integrales Formen des Aufnahmeelements in Übereinstimmung mit der Größe der Leiterplatte und dergleichen die Größe der Isolationszustandsdetektionsvorrichtung verringert werden, und ein Freiheitsgrad für den Installationsort kann erhöht werden.
  • Obwohl die Erfindung in Bezug auf die spezifische Ausführungsform für eine vollständige und klare Offenbarung beschrieben wurde, sind die beigefügten Ansprüche nicht auf die spezifischen Ausführungsformen beschränkt, sondern sollen so ausgelegt werden, dass sie alle Modifikationen und alternativen Konstruktionen verkörpern, die für den Fachmann auf dem Gebiet offensichtlich sind und unter die dargelegte grundlegende Lehre fallen.

Claims (5)

  1. Isolationszustandsdetektionsvorrichtung (1), umfassend: einen positivseitigen Eingangsanschluss (11), der einen Anschlussverbindungsabschnitt (11b) umfasst, wobei der Anschlussverbindungsabschnitt physikalisch und elektrisch mit einem positivseiteigen Gegenanschluss eines Gegenverbinders verbunden ist und der Anschlussverbindungsabschnitt elektrisch mit einer positiven Seite (501) einer Gleichstromversorgung (500) verbunden ist, wobei die Gleichstromversorgung nicht über den positivseiteigen Gegenanschluss an einem Erdungsabschnitt geerdet ist; einen negativseitigen Eingangsanschluss (12), der einen Anschlussverbindungsabschnitt (12b) umfasst, wobei der Anschlussverbindungsabschnitt physikalisch und elektrisch mit einem negativseiteigen Gegenanschluss des Gegenverbinders verbunden ist und der Anschlussverbindungsabschnitt elektrisch mit einer negativen Seite (502) der Gleichstromversorgung über den negativseiteigen Gegenanschluss verbunden ist; einen Erdungsanschluss (13), der einen Anschlussverbindungsabschnitt (13b) umfasst, wobei der Anschlussverbindungsabschnitt physikalisch und elektrisch mit einem Gegenerdanschluss verbunden ist und elektrisch mit dem Erdungsabschnitt über den Gegenerdanschluss verbunden ist; eine Detektionsschaltung (20), die elektrisch mit dem positivseitigen Eingangsanschluss, dem negativseitigen Eingangsanschluss und dem Erdungsanschluss verbunden ist, wobei die Detektionsschaltung betrieben wird um basierend auf einem Betriebsbefehl in einem Messabschnitt durch den positivseitigen Eingangsanschluss, dem negativseitigen Eingangsanschluss und dem Erdungsanschluss einen Isolationswiderstands zu detektieren; einen Eingangsanschluss (31), der einen Anschlussverbindungsabschnitt umfasst, wobei der Anschlussverbindungsabschnitt physikalisch und elektrisch mit einem Gegenanschlusses eines Ausgangsanschluss einer externen arithmetischen Verarbeitungsvorrichtung verbunden ist und in dem ein Betriebsbefehlssignal, das sich auf den Betriebsbefehl bezieht, von der arithmetischen Verarbeitungsvorrichtung eingegeben wird; einen Ausgangsanschluss (32), der einen Anschlussverbindungsabschnitt umfasst, wobei der Anschlussverbindungsabschnitt physikalisch und elektrisch mit einem Gegenanschluss eines Eingangsanschluss der arithmetischen Verarbeitungsvorrichtung verbunden ist, und ein Detektionsergebnissignal, das sich auf ein Detektionsergebnis der Detektionsschaltung bezieht, an die arithmetische Verarbeitungsvorrichtung ausgibt; eine Leiterplatte (40), auf die der positivseitige Eingangsanschluss, den negativseitige Eingangsanschluss, der Erdungsanschluss, die Detektionsschaltung, der Eingangsanschluss und den Ausgangsanschluss montiert sind; und ein isolierendes Aufnahmeelement (50), das mindestens die gesamte Detektionsschaltung und die gesamte Leiterplatte umschließt und integral mit dem positivseitigen Eingangsanschluss, dem negativseitigen Eingangsanschluss, dem Erdungsanschluss, der Detektionsschaltung, dem Eingangsanschluss, dem Ausgangsanschluss und der Leiterplatte so geformt ist, dass die entsprechenden Anschlussverbindungsabschnitte des positivseitigen Eingangsanschlusses, des negativseitigen Eingangsanschlusses, des Erdungsanschlusses, des Eingangsanschlusses und des Ausgangsanschlusses freigelegt sind, wobei das Aufnahmeelement einen Verbindungsbefestigungsabschnitt (51), der mit dem Gegenverbinder zusammenpasst, umfasst, und in dem Verbindungsbefestigungsabschnitt sind die jeweiligen Anschlussverbindungsabschnitte des positivseitigen Eingangsanschlusses und des negativseitigen Eingangsanschlusses so angeordnet, dass sie nach außen freiliegen.
  2. Isolationszustandsdetektionsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Anschlussverbindungsabschnitte des Erdungsanschlusses, des Eingangsanschlusses und des Ausgangsanschlusses so ausgebildet sind, dass sie in eine gleiche Vorstehrichtung, die in einer Richtung senkrecht zu einer Ebene der Leiterplatte weist, ragen, um das Aufnahmeelement an der arithmetischen Verarbeitungsvorrichtung in der Vorstehrichtung zu befestigen und um jeweils den Gegenerdanschluss, den Gegenanschluss des Ausgangsanschlusses und den Gegenanschluss des Eingangsanschlusses der arithmetischen Verarbeitungsvorrichtung zu verbinden.
  3. Isolationszustandsdetektionsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Aufnahmeelement einen zweiten Verbindungsbefestigungsabschnitt (152) umfasst, wobei der zweite Verbindungsbefestigungsabschnitt mit einem zweiten Gegenverbinder der arithmetischen Verarbeitungsvorrichtung zusammenpasst, und im zweiten Verbindungsbefestigungsabschnitt der Gegenerdanschluss, der Gegenanschluss des Ausgangsanschlusses und der Gegenanschluss des Eingangsanschlusses angeordnet sind, und der zweite Verbindungsbefestigungsabschnitt zusätzlich zu einem ersten Verbindungsbefestigungsabschnitt (151), als dem Verbindungsbefestigungsabschnitt, der mit einem ersten Gegenverbinder, als dem Gegenverbinder, zusammenpasst, vorgesehen ist, und in dem zweiten Verbindungsbefestigungsabschnitt die Anschlussverbindungsabschnitte des Erdungsanschlusses, des Eingangsanschlusses und des Ausgangsanschlusses so angeordnet sind, dass sie nach außen freiliegen.
  4. Isolationszustandsdetektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiterhin umfassen: einen arithmetischen Prozessor, der konfiguriert ist, um das Detektionsergebnissignal, das sich auf das Detektionsergebnis basierend auf dem Detektionsergebnis der Detektionsschaltung bezieht, zu erzeugen.
  5. Isolationszustandsdetektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: die Detektionsschaltung einen Kondensator (C), der mit einer Spannung entsprechend dem Isolationswiderstand in dem Messabschnitt geladen wird, einen ersten Schalter (SW1), der elektrisch den positivseitigen Eingangsanschluss und einen positivseitigen Anschluss des Kondensators verbindet oder trennt, einen zweiten Schalter (SW2), der elektrisch den negativseitigen Eingangsanschluss und einen negativseitigen Anschluss des Kondensators verbindet oder trennt, einen dritten Schalter (SW3), der elektrisch einen Erdungspunkt mit dem gleichen Potential wie der Erdungsabschnitt und den positivseitigen Anschluss verbindet oder trennt, und einen vierten Schalter (SW4), der elektrisch den Erdungspunkt mit dem negativseitigen Anschluss verbindet oder trennt, umfasst, und die Detektionsschaltung die Ladung- und/oder Entladungssteuerung des Kondensators im Messabschnitt durch Steuern des ersten bis vierten Schalters basierend auf dem Betriebsbefehl durchführt und Information bezüglich einer Ladespannung des Kondensators als das Detektionsergebnis ausgibt.
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