JP2001330643A - 絶縁劣化センサおよびこのセンサを用いた絶縁劣化検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】検出端子が外れたことを検出可能な絶縁劣化セ
ンサを得る。 【解決手段】交流発振回路４１は周波数１０Hzの信号を
発生する。強電系統２０の絶縁が劣化したとき、交流発
振回路４１による交流電流が第１のコンデンサ４４→検
出端子Ｂ１→強電系統２０→漏電抵抗１２に流れる。交
流発振回路４１の出力端Ｃに対して、強電系統２０に接
続されている検出端子Ｂ２(Ｂ１)の交流電位が低下する
と比較回路４３の出力信号レベルが大きくなる。出力信
号レベルが所定値を超えると、バッテリー・コントロー
ラ５(図１)が漏電検知動作を行う。一方、検出端子Ｂ２
(Ｂ１)が外れると、絶縁検出回路４から強電系統２０に
交流信号が印加されない。検出端子Ｂ２から比較回路４
３に第２のコンデンサ４５を介して交流信号が入力され
なくなると、比較回路４３の出力信号レベルが大きくな
る。出力信号レベルが所定値を超えると、バッテリー・
コントローラ５(図１)が漏電検知動作を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車、ハイ
ブリッドカーなどに搭載された高電圧電源系統の絶縁劣
化を検出する絶縁劣化センサ、およびこのセンサを用い
た絶縁劣化検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】走行駆動源に電動モータを用いる車両で
は、駆動モータに高圧電力を供給するための高電圧バッ
テリーと、一般の低電圧機器や電子回路などに低圧電力
を供給する低電圧バッテリーとを備えている。通常、高
電圧バッテリーと駆動モータとを結ぶ強電系統は車体か
ら絶縁されており、低電圧バッテリーと低電圧機器およ
び電子回路などとを結ぶ弱電系統は、低電圧バッテリー
などの電源端子の一方が車体に接続されている。強電系
統は、絶縁被覆シールドケーブルとシールドケーブル用
コネクタにより配線されるとともに、配線の分岐点や接
続点が保護ケースに収納されることにより車体から絶縁
される。この強電系統の絶縁の劣化による車体への漏電
の有無を検出するために、絶縁検出回路が設置されてい
る。

【０００３】図６は従来の絶縁検出回路１００を説明す
る図である。絶縁検出回路１００は、交流発振回路１０
１と、抵抗器１０２と、抵抗器１０２の両端の電位を比
較する比較回路１０３と、絶縁検出回路１００と強電系
統２００とを直流的に絶縁するコンデンサ１０４とを有
する。絶縁検出回路１００が絶縁劣化を検出する強電系
統２００は、高電圧バッテリー２０１と、インバータお
よび駆動モータなどの高電圧部品２０２とを有する。絶
縁検出回路１００の検出端子Ａが強電系統２００に接続
されている。図６において、交流発振回路１０１が交流
信号を発生する。強電系統２００が正常に絶縁されてい
るとき、交流電流は検出端子Ａを流れないので、抵抗器
１０２の両端には交流電位差が生じない。したがって、
比較回路１０３の出力は変化しない。一方、強電系統２
００と弱電系統との間に漏電抵抗２０３が発生して絶縁
が劣化したとき、交流発振回路１０１による交流電流
は、検出端子Ａから強電系統２００を経由して漏電抵抗
２０３に流れる。この結果、抵抗器１０２の両端に交流
電位差が発生して比較回路１０３の出力が変化する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような絶縁検出回
路１００の検出端子Ａが強電系統２００から外れてしま
うと、検出端子Ａに交流電流が流れなくなる。比較回路
１０３は、交流電流が流れていない抵抗器１０２の両端
の交流電位を比較するので、強電系統２００が正常に絶
縁されている場合と同じ状態におかれる。したがって、
強電系統２００と弱電系統との間に漏電抵抗２０３が発
生して絶縁が劣化しても、検出端子Ａに交流電流が流れ
ないから絶縁の劣化を検出できないという問題があっ
た。

【０００５】本発明の目的は、検出端子が外れたことを
検出するようにした絶縁劣化センサ、およびこの絶縁劣
化センサを用いた絶縁劣化検出装置を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】一実施の形態を示す図１
〜図４に対応づけて本発明を説明する。 （１）請求項１に記載の発明は、絶縁された電源系統２
０の絶縁劣化を検出する絶縁劣化センサに適用される。
そして、交流信号を発生する交流信号発生手段４１と、
交流信号発生手段４１により発生された交流信号を電源
系統２０にカップリングする第１の容量性素子４４と、
交流信号発生手段４１の出力端Ｃと電源系統２０との間
の交流電位差を検出する検出手段４３と、第１の容量性
素子４４により電源系統２０にカップリングされ、電源
系統２０に発生する交流信号を検出手段４３にカップリ
ングする第２の容量性素子４５と、検出手段４３により
検出された交流電位差に応じて電源系統２０の絶縁劣化
を判定する判定手段５とを備えることにより、上述した
目的を達成する。 （２）請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の絶縁
劣化センサにおいて、判定手段５は、検出手段４３によ
り検出される交流電位差に応じて少なくとも２段階で絶
縁劣化の度合いを判定することを特徴とする。 （３）請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の絶縁
劣化センサにおいて、電源系統２０の電源を遮断する電
源遮断手段３ａ，３ｂを備え、判定手段５は、絶縁劣化
の度合いが所定値より高いと判定すると電源遮断手段３
ａ，３ｂに電源系統２０の電源を遮断させることを特徴
とする。 （４）請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれ
かに記載の絶縁劣化センサにおいて、電源系統２０は、
高電圧電源１と、高電圧電源１による電力で駆動される
車両の駆動装置と、駆動装置に電力を供給する電力供給
ライン７，８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂ，２とを含むことを
特徴とする。 （５）請求項５に記載の発明は、絶縁された電源系統２
０の絶縁劣化を検出する絶縁劣化検出装置に適用され
る。そして、交流信号を発生する交流信号発生手段４１
と、交流信号発生手段４１により発生された交流信号を
電源系統２０にカップリングする第１の容量性素子４４
と、交流信号発生手段４１の出力端Ｃと電源系統２０と
の間の交流電位差を検出する検出手段４３と、第１の容
量性素子４４により電源系統２０にカップリングされ、
電源系統２０に発生する交流信号を検出手段４３にカッ
プリングする第２の容量性素子４５と、電源系統２０に
おける第１の容量性素子４４と第２の容量性素子４５と
の間に設けられ、電源系統２０をオン／オフするスイッ
チ素子３ａと、スイッチ素子３ａをオフからオンに切換
える切換え手段５と、スイッチ素子３ａがオフおよびオ
ンの両状態において検出手段４３により検出された交流
電位差に応じて電源系統２０の絶縁劣化を判定する判定
手段５とを備えることにより、上述した目的を達成す
る。 （６）請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の絶縁
劣化検出装置において、電源系統２０は、高電圧電源１
による電力で駆動される車両に搭載され、切換え手段５
は、車両の始動時にスイッチ素子３ａを切換えることを
特徴とする。

【０００７】なお、上記課題を解決するための手段で
は、わかりやすく説明するために実施の形態の図と対応
づけたが、これにより本発明が実施の形態に限定される
ものではない。

【０００８】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明では、
次のような効果を奏する。 （１）請求項１〜４に記載の発明では、第１の容量性素
子を用いて交流信号発生手段により発生された交流信号
を絶縁された電源系統にカップリングし、第２の容量性
素子を用いて電源系統に発生する交流信号を検出手段に
カップリングするようにした。検出手段は、交流信号発
生手段と電源系統との間の交流電位差を検出する。電源
系統の絶縁が劣化して、たとえば、車体などに短絡する
状態が発生すると、第１の容量性素子により電源系統に
発生する交流信号が車体へ伝わるので、交流信号は第２
の容量生素子を介して検出手段へ伝わらない。したがっ
て、絶縁劣化が検出される。また、第１の容量性素子が
外れると電源系統に交流信号が発生しなくなる一方、第
２の容量性素子が外れると電源系統から検出手段に交流
信号が伝わらない。この結果、いずれの容量生素子が外
れても検出手段に交流信号が伝わらなくなるから、絶縁
劣化を検出すべき電源系統から外れたことを検出可能な
絶縁劣化センサを得ることができる。 （２）請求項２、３に記載の発明では、検出手段により
検出される交流電位差に応じて少なくとも２段階で絶縁
劣化の度合いを判定するようにしたので、絶縁劣化の度
合いに応じて、たとえば、運転者に電源系統の点検を促
したり、直ちに運転を中止させることができる。とく
に、請求項３の発明では、絶縁劣化の度合いが所定値よ
り高いと判定すると電源系統の電源を遮断するようにし
たので、電源を保護する効果が得られる。 （３）請求項５、６に記載の発明による絶縁劣化検出装
置では、第１の容量性素子を用いて交流信号発生手段に
より発生された交流信号を絶縁された電源系統にカップ
リングし、第２の容量性素子を用いて電源系統に発生す
る交流信号を検出手段にカップリングするとともに、第
１の容量性素子と第２の容量性素子との間に電源系統を
オン／オフするスイッチ素子を設けるようにした。たと
えば、スイッチ素子をオンにすれば、絶縁劣化が生じた
場合に判定手段が絶縁劣化を判定する。一方、スイッチ
素子をオフにすれば、交流信号が第２の容量性素子を介
して検出手段へ伝わらないから、判定手段が絶縁劣化を
判定する。したがって、スイッチ素子をオフさせるだけ
で、絶縁劣化の発生にかかわらず判定手段に絶縁劣化を
判定させることができるので、絶縁劣化検出の動作チェ
ックを容易に行うことができる。 （４）とくに、請求項６に記載の発明では、車両の始動
に合わせてスイッチ素子を切換えるようにしたので、車
両を始動するごとに絶縁劣化検出の動作チェックと電源
系統の絶縁劣化とが行われるようになり、安全性を向上
させることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】−第一の実施の形態− 図１は、第一の実施の形態による絶縁劣化センサを用い
た電気自動車の電源系統の概略を示す回路図である。高
電圧の強電系統は、高電圧バッテリー１と、ジャンクシ
ョンボックス２と、不図示のインバータおよび駆動モー
タなどの負荷とを有し、絶縁被覆ケーブル７を用いて負
荷へ高圧電力を供給する。低電圧の弱電系統は、低電圧
バッテリー３１と、ヒューズ３２と、不図示のキースイ
ッチに連動するスイッチ３３と、低電圧機器や電子回路
などの低電圧部品３４と、後述するバッテリー・コント
ローラ５とを有し、低電圧部品３４などに低圧電力を供
給する。弱電系統は、低電圧バッテリー３１の負極端子
が車体に接続されている。

【００１０】高電圧バッテリー１とジャンクションボッ
クス２との間、およびジャンクションボックス２と負荷
との間は、上述したように、それぞれ絶縁被覆シールド
ケーブル７を用いて配線される。ジャンクションボック
ス２の高電圧バッテリー１側はシールドケーブル用コネ
クタ８ａ，８ｂを用いて接続され、ジャンクションボッ
クス２の負荷側はシールドケーブル用コネクタ９ａ，９
ｂを用いて接続される。

【００１１】ジャンクションボックス２の筐体は車体に
接続されている。また、絶縁被覆シールドケーブル７の
シールド部は、シールドケーブル用コネクタ８ａ，８ｂ
およびシールドケーブル用コネクタ９ａ，９ｂを介して
ジャンクションボックス２の筐体に接続されている。し
たがって、絶縁被覆シールドケーブル７のシールド部は
車体に接続されている。一方、高電圧バッテリー１によ
り高電圧が供給されるシールドケーブル７の芯線は、車
体から絶縁されている。

【００１２】ジャンクションボックス２内には、メイン
リレー３ａ，３ｂと絶縁検出回路４とが設けられてい
る。メインリレー３ａ，３ｂはバッテリー・コントロー
ラ５により開閉制御され、負荷に対する高圧電力の供給
のオン／オフを行う。メインリレー３ａ，３ｂのコイ
ル、絶縁検出回路４およびバッテリー・コントローラ５
には、低電圧バッテリー３１から低圧電力が供給されて
いる。

【００１３】絶縁検出回路４は、高電圧の強電系統と車
体間の絶縁が劣化して漏電抵抗１２が発生することによ
り生じる漏電、および強電系統と弱電系統間の絶縁が劣
化して漏電抵抗１１が発生することにより生じる漏電の
発生を検知し、漏電検知信号をバッテリー・コントロー
ラ５へ送る。

【００１４】バッテリー・コントローラ５は後述する積
分回路５１を有し、メインリレー３ａ，３ｂのコイルに
電流を流してメインリレー３ａ，３ｂをオンするととも
に、絶縁検出回路４から出力される信号を監視する。絶
縁検出回路４から漏電検知信号が入力されると、入力さ
れた信号に応じて、インストルメントパネル内に設けら
れている警告灯１０を点灯させたり、メインリレー３
ａ，３ｂのコイルへ流す電流を遮断してメインリレー３
ａ，３ｂをオフさせる。

【００１５】絶縁検出回路４について説明する。図２は
第一の実施の形態による絶縁検出回路４および強電系統
の回路図である。 図２において、絶縁検出回路４は、
交流発振回路４１と、抵抗器４２と、交流発振回路４１
の出力端Ｃおよび強電系統２０の交流電位を比較する比
較回路４３と、抵抗器４２と高電圧バッテリー１を有す
る強電系統２０とを直流的に絶縁する第１のコンデンサ
４４と、比較回路４３と強電系統２０とを直流的に絶縁
する第２のコンデンサ４５とを有する。

【００１６】絶縁検出回路４が絶縁劣化を検出する強電
系統２０は、高電圧バッテリー１と、上述したジャンク
ションボックス２(図１)および不図示の負荷などからな
る高電圧部品２２とを有する。絶縁検出回路４は２つの
検出端子を有し、第１のコンデンサ４４と接続されてい
る第１の検出端子Ｂ１と、第２のコンデンサ４５と接続
されている第２の検出端子Ｂ２とが近接して、それぞれ
強電系統２０と接続されている。検出端子Ｂ１およびＢ
２の接続は、各々の接続点におけるインピーダンスを低
く抑えるためにボルトを用いて固定されている。第１の
コンデンサ４４を介して、交流発振回路４１で発生され
る交流信号が絶縁検出回路４から強電系統２０に対して
印加される。また、第２のコンデンサ４５を介して、強
電系統２０に印加された交流信号が絶縁検出回路４の比
較回路４３に伝えられる。

【００１７】図２において、交流発振回路４１は周波数
１０Hzの信号を発生する。強電系統２０が正常に絶縁さ
れているとき、交流電流は検出端子Ｂ１を流れない。比
較回路４３は、交流発振回路４１の出力端Ｃと、第２の
コンデンサ４５を介して検出される検出端子Ｂ２(Ｂ１)
との間の交流電位を比較する。交流電流が流れないとき
は検出端子Ｂ２(Ｂ１)の交流電位が低下しないので、比
較回路４３の出力信号レベルは変化しない。一方、強電
系統２０と車体間に漏電抵抗１２が発生して絶縁が劣化
したとき、交流発振回路４１による交流電流が第１のコ
ンデンサ４４→検出端子Ｂ１→強電系統２０→漏電抵抗
１２に流れる。また、強電系統２０と弱電系統との間に
漏電抵抗１１が発生して絶縁が劣化したとき、交流発振
回路４１による交流電流が第１のコンデンサ４４→検出
端子Ｂ１→強電系統２０→漏電抵抗１１に流れる。この
結果、交流発振回路の出力端Ｃの交流電位に対して強電
系統２０に接続されている検出端子Ｂ２(Ｂ１)の交流電
位が低下するので、比較回路４３の出力信号レベルが変
化する。

【００１８】比較回路４３から出力される信号レベルに
ついて説明する。強電系統２０の絶縁が大きく損なわれ
ることにより漏電抵抗１１または１２が約０Ω、すなわ
ち、短絡状態になった場合は、検出端子Ｂ１の交流電位
が約０Ｖになる。したがって、比較回路４３の２つの入
力端子間の交流電位差が大きくなるので、比較回路４３
から出力される信号レベルが大きくなる。一方、強電系
統２０の絶縁が劣化して漏電抵抗１１または１２が数Ｋ
Ωに低下した状態では、比較回路４３の２つの入力端子
間の交流電位差は短絡状態のときに比べて小さくなる。
この結果、比較回路４３から出力される信号レベルは、
強電系統２０の絶縁が大きく損なわれた場合に比べて小
さくなる。

【００１９】図１において、バッテリー・コントローラ
５は、比較回路４３から出力される信号を積分回路５１
で積分して、比較回路４３から出力される信号に基づい
て２段階の漏電検知動作を行う。バッテリー・コントロ
ーラ５は積分回路５１を駆動して、比較回路４３から出
力される信号を所定時間ごとに積分し、積分回路５１に
よる積分結果が所定値を超えたか否かを判定する。積分
回路５１の積分結果が第１の所定値を超えたと判定する
と、警告灯１０を点灯させて強電系統２０の絶縁の劣化
を運転者に報知する。バッテリー・コントローラ５はさ
らに、積分回路５１の積分結果が第１の所定値より大き
な第２の所定値を超えたと判定すると、メインリレー３
ａ，３ｂのコイルへ流す電流を遮断してメインリレー３
ａ，３ｂをオフさせる。この結果、高電圧バッテリー１
による高圧電力の供給が遮断される。

【００２０】第１段階の漏電検知動作は、積分回路５１
の積分結果が第１の所定値を超えた場合に警告灯１０を
点灯させる。また、第２段階の漏電検知動作は、積分回
路５１の積分結果が第２の所定値を超えた場合に高電圧
バッテリー１による高圧電力の供給を遮断させる。

【００２１】次に、絶縁検出回路４の検出端子Ｂ１およ
びＢ２の少なくとも一方が外れた場合の検出動作につい
て説明する。検出端子Ｂ１が外れると、絶縁検出回路４
から強電系統２０に対して交流信号が印加されなくな
る。比較回路４３は、交流発振回路４１の出力端Ｃと、
第２のコンデンサ４５を介して検出される検出端子Ｂ２
における交流電位を比較する。ところが、強電系統２０
に交流信号が印加されていないので、検出端子Ｂ２から
第２のコンデンサ４５を介して比較回路４３に交流信号
が入力されない。したがって、比較回路４３の２つの入
力端子間の交流電位差が大きくなり、比較回路４３の出
力信号レベルが大きくなる。この結果、バッテリー・コ
ントローラ５は、第１段階の漏電検知動作とともに第２
段階の漏電検知動作を行う。すなわち、短絡状態と同じ
漏電検知動作を行う。

【００２２】検出端子Ｂ２が外れると、検出端子Ｂ１を
介して強電系統２０に対して交流信号が印加されている
か否かにかかわらず、検出端子Ｂ２から第２のコンデン
サ４５を介して比較回路４３に入力される交流信号が遮
断される。したがって、検出端子Ｂ１が外れた場合と同
様に、比較回路４３の２つの入力端子間の交流電位差が
大きくなり、比較回路４３の出力信号レベルが大きくな
る。この結果、バッテリー・コントローラ５は、第１段
階の漏電検知動作とともに第２段階の漏電検知動作を行
う。すなわち、短絡状態と同じ漏電検知動作を行う。

【００２３】検出端子Ｂ１およびＢ２の一方が外れてい
ることが検出された場合、その時点において実際に漏電
が生じているか否かは不明であるが、漏電検知動作を行
うことにより、運転者に異常の発生を報知することがで
きる。

【００２４】以上説明したように第一の実施の形態によ
れば、次の作用効果が得られる。 （１）強電系統２０に交流信号を印加する検出端子Ｂ１
と、強電系統２０の交流電位を検出するための検出端子
Ｂ２とを分離するようにした。強電系統２０の絶縁が劣
化した場合は、交流発振回路４１から発生され、第１の
コンデンサ４４を介して強電系統２０に印加された交流
信号が漏電抵抗１２または１１のいずれかに流れる。し
たがって、第２のコンデンサ４５を介して比較回路４３
に伝えられる交流信号が小さくなり、比較回路４３の両
端に入力される交流発振回路４１の出力端Ｃと検出端子
Ｂ１(Ｂ２)間の交流電位差が大きくなる。この結果、バ
ッテリー・コントローラ５が漏電検知動作を行うことが
できる。また、検出端子Ｂ１およびＢ２のいずれかが外
れた場合にも、第２のコンデンサ４５を介して比較回路
４３に伝えられる交流信号が０になり、比較回路４３で
検出される交流電位差が大きくなるから、バッテリー・
コントローラ５が漏電検知動作を行うことができる。こ
の結果、従来の絶縁検出回路と異なり、検出端子が外れ
たことを検出できる上に、検出端子が外れているにもか
かわらず、強電系統２０の絶縁が正常であるような誤っ
た動作をすることが防止される。 （２）バッテリー・コントローラ５は、交流発振回路４
１の出力端Ｃと強電系統２０に接続された検出端子Ｂ１
(Ｂ２)の交流電位差に応じて信号を出力する比較回路４
３の出力信号レベルに応じて、第１段階の漏電検知動作
と第２段階の漏電検知動作とを行うようにした。したが
って、絶縁劣化が検出された場合に警告灯１０を点灯さ
せて運転者に報知し、さらに絶縁劣化が進行したことが
検出された場合にメインリレー３ａ，３ｂをオフして負
荷に対する高圧電力の供給を遮断することができる。こ
の結果、高電圧バッテリー１を保護することができる。

【００２５】−第二の実施の形態− 上述した絶縁検出回路４を用いて、電気自動車の絶縁劣
化検出と絶縁検出回路４の異常検出との両方を行う絶縁
劣化検出装置を構成できる。図３は、第二の実施の形態
による電気自動車の電源系統の概略を示す回路図であ
る。図１と同一のブロックは、図１と同じ符号を記す。
図３において、電気自動車は、インバータ２２１と、駆
動モータ２２２とを高電圧バッテリー１の負荷として有
する。インバータ２２１は、絶縁被覆ケーブル７を介し
て供給される直流高圧電力を交流電力に変換する。駆動
モータ２２２は、インバータ２２１から供給される交流
電力で駆動され、発生した回転トルクを不図示の動力伝
達機構に伝達する。

【００２６】電気自動車の低電圧の弱電系統には、図１
で説明したバッテリー・コントローラ５などの低電圧部
品３４の他に、走行制御ユニット６が備えられている。
走行制御ユニット６は、駆動モータ２２２の出力トルク
を制御する。不図示のキースイッチに連動するスイッチ
３３がオンされることにより、絶縁検出回路４およびバ
ッテリー・コントローラ５と同様に、走行制御ユニット
６に対して低電圧バッテリー３１から低圧電力が供給さ
れる。

【００２７】電気自動車は、走行中、すなわち、内燃機
関車両のイグニションキーに相当するメインキースイッ
チをオンしている状態でメインリレー３ａ，３ｂをオン
させる。一方、電気自動車が作動停止しているとき、す
なわち、キースイッチをオフしている状態でメインリレ
ー３ａ，３ｂをオフさせる。メインリレー３ａ，３ｂに
対するオン／オフ制御は、上述したようにバッテリー・
コントローラ５によって行われる。

【００２８】走行制御ユニット６は、スイッチ３３がオ
ンされて低圧電力が供給されると起動する。バッテリー
・コントローラ５がメインリレー３ａ，３ｂをオンする
ことによってインバータ２２１に高圧電力の供給が開始
されるとき、走行制御ユニット６は、メインリレー３
ａ，３ｂのオン直後に過大電流がインバータ２２１に流
入しないように、インバータ２２１にインバータ制御信
号を出力する。これにより駆動モータ２２２の出力トル
クが制御される。つまり、走行制御ユニット６は、イン
バータ２２１に流入する電流が徐々に増大するように制
御して、インバータ２２１をメインリレー３ａ，３ｂの
オン直後の過大電流から保護する。

【００２９】第二の実施の形態による絶縁劣化検出装置
は、絶縁検出回路４の２つの検出端子Ｂ１およびＢ２が
メインリレー３ａを挟むように、それぞれ高電圧回路に
接続される。図４は、第二の実施の形態における絶縁検
出回路４および強電系統２０の回路図である。図４にお
いて、メインリレー３ａ，３ｂがオンされているとき、
図４の回路は上述した図２の回路と同じ状態になる。メ
インリレー３ａ，３ｂがオフされているとき、第１の検
出端子Ｂ１と第２の検出端子Ｂ２との間が開放されるの
で、検出端子Ｂ１およびＢ２の一方が外れた場合と等価
の状態になる。絶縁劣化検出装置は、メインリレー３
ａ，３ｂのオン／オフ状態と、絶縁検出回路４の出力と
の関係に基づいて、電気自動車の絶縁劣化の有無および
絶縁検出回路４の異常の有無の判定を行う。

【００３０】図５は、キースイッチがオンされたとき、
すなわち、電気自動車の始動時にバッテリー・コントロ
ーラ５で行われる判定処理の流れを表すフローチャート
である。キースイッチがオンされると、図３のスイッチ
３３がオンされてバッテリー・コントローラ５に低圧電
力が供給され、バッテリー・コントローラ５が図５のフ
ローチャートによるチェックプログラムを起動させる。
ステップＳ１０１において、バッテリー・コントローラ
５は、比較回路４３から出力される出力信号を所定時間
ごとに積分し、積分回路５１による積分結果が所定値よ
り大か否かを判定する。ステップＳ１０１で所定値より
大きいと肯定判定されるとステップＳ１０２へ進み、所
定値以下と否定判定されるとステップＳ１０３へ進む。
ステップＳ１０２において、バッテリー・コントローラ
５はメインリレー３ａ，３ｂをオンさせて、ステップＳ
１０４へ進む。一方、ステップＳ１０３において、バッ
テリー・コントローラ５は警告灯１０を点灯させて図５
の処理を終了する。

【００３１】ステップＳ１０４において、バッテリー・
コントローラ５は、比較回路４３から出力される出力信
号を所定時間ごとに積分し、積分回路５１による積分結
果が所定値より大か否かを判定する。ステップＳ１０４
で所定値以下と否定判定されるとステップＳ１０５へ進
み、所定値より大と肯定判定されるとステップＳ１０６
へ進む。ステップＳ１０５において、バッテリー・コン
トローラ５は、走行制御ユニット６に指令を出して、イ
ンバータ２２１にインバータ制御信号の出力を開始さ
せ、図５の処理を終了する。一方、ステップＳ１０６に
おいて、バッテリー・コントローラ５は、警告灯１０を
点灯させるとともにメインリレー３ａ，３ｂをオフさせ
ることにより漏電検知動作を行い、図５の処理を終了す
る。

【００３２】上述したステップＳ１０１の時点では、メ
インリレー３ａ，３ｂがオフされているので、図４の検
出端子Ｂ２から比較回路４３に入力される交流信号が０
である。したがって、絶縁検出回路４が正常に動作して
いれば、第一の実施の形態で説明したように、比較回路
４３から出力される出力信号レベルが大きくなるので、
ステップＳ１０１で肯定判定される。反対に、ステップ
Ｓ１０１で否定判定される場合は、絶縁検出回路４に何
らかの異常があると考えられる。

【００３３】上述したステップＳ１０４の時点では、メ
インリレー３ａ，３ｂがオンされているので、第一の実
施の形態で説明した図２の回路と等価になる。したがっ
て、電気自動車に絶縁劣化がなく正常な状態であれば、
比較回路４３から出力される出力信号レベルが小さくな
るので、ステップＳ１０４で否定判定される。この場合
には、駆動モータ２２２に対する出力トルク制御を開始
させることにより、車両を始動させる。一方、ステップ
Ｓ１０４で肯定判定される場合は、電気自動車に絶縁劣
化が生じたとみなして漏電検知動作を行う。

【００３４】以上説明したように第二の実施の形態によ
れば、次の作用効果が得られる。 （１）強電系統２０に交流信号を印加する検出端子Ｂ１
と、強電系統２０の交流電位を検出するための検出端子
Ｂ２とをメインリレー３ａを挟んで強電系統２０に接続
するようにした。そして、メインリレー３ａをオンさせ
る前に絶縁検出回路４の動作チェックを行い、正常と判
定される(ステップＳ１０１で肯定判定)と、車両の絶縁
劣化の有無を判定する。すなわち、メインリレー３ａが
オフのとき、検出端子Ｂ２から比較回路４３に伝えられ
る交流信号が０になり、比較回路４３の両端に入力され
る交流電位差が大きくなる。したがって、強電系統２０
に漏電抵抗１１もしくは１２を設けて絶縁劣化状態にし
なくても、漏電検知動作をチェックすることができる。
この結果、電気自動車に搭載後の絶縁検出回路４の動作
チェックが容易になる。 （２）上記(１)の動作は、キースイッチがオンされるご
とに行われるようにしたので、車両を始動させる前に、
絶縁検出回路４の異常の有無と強電系統２０の絶縁劣化
の有無の両方を診断することができる。

【００３５】以上の説明では、電気自動車を例にあげて
説明したが、高電圧の電源を搭載して移動する移動体に
ついても本発明を適用できる。

【００３６】特許請求の範囲における各構成要素と、発
明の実施の形態における各構成要素との対応について説
明すると、強電系統２０が電源系統に、絶縁検出回路４
が絶縁劣化センサに、交流発振回路４１が交流信号発生
手段に、コンデンサ４４が第１の容量性素子に、比較回
路４３が検出手段に、コンデンサ４５が第２の容量性素
子に、バッテリー・コントローラ５が判定手段および切
換え手段に、メインリレー３ａ，３ｂが電源遮断手段
に、高電圧バッテリー１が高電圧電源に、負荷が駆動装
置に、絶縁被覆シールドケーブル７、シールドケーブル
用コネクタ８ａ,８ｂ,９ａ,９ｂおよびジャンクション
ボックス２が電力供給ラインに、メインリレー３ａがス
イッチ素子に、それぞれ対応する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一の実施の形態による電気自動車の電源系統
の概略を示す回路図である。

【図２】第一の実施の形態による絶縁検出回路および強
電系統の回路図である。

【図３】第二の実施の形態による電気自動車の電源系統
の概略を示す回路図である。

【図４】第二の実施の形態による絶縁検出回路および強
電系統の回路図である。

【図５】電気自動車の始動時にバッテリー・コントロー
ラで行われる判定処理の流れを表すフローチャートであ
る。

【図６】従来の技術による絶縁検出回路の回路図であ
る。

【符号の説明】

１…高電圧バッテリー、 ２…ジャンクシ
ョンボックス、３ａ,３ｂ…メインリレー、
４…絶縁検出回路、５…バッテリー・コントローラ(Ｂ/
Ｃ)、６…走行制御ユニット、７…絶縁被覆シールドケ
ーブル、８ａ,８ｂ,９ａ,９ｂ…シールドケーブル用コ
ネクタ、１０…警告灯、 １１,
１２…漏電抵抗、２０…強電系統、
２２…高電圧部品、３１…低電圧バッテリー、
３２…ヒューズ、３３…スイッチ、
３４…低電圧部品、４１…交流発振回路、
４２…抵抗器、４３…比較回路、
４４…第１のコンデンサ、４５…第２のコ
ンデンサ、 Ｂ１,Ｂ２…検出端子、Ｃ…交
流発振回路４１の出力端

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G014 AA07 AA15 AB23 AB24 AB25 AB29 AB61 AC19 2G015 AA25 BA04 BA10 CA05 5G053 AA06 BA04 CA01 DA01 EC01 FA05

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁された電源系統の絶縁劣化を検出する
   絶縁劣化センサにおいて、 交流信号を発生する交流信号発生手段と、 前記交流信号発生手段により発生された前記交流信号を
   前記電源系統にカップリングする第１の容量性素子と、 前記交流信号発生手段の出力端と前記電源系統との間の
   交流電位差を検出する検出手段と、 前記第１の容量性素子により前記電源系統にカップリン
   グされ、前記電源系統に発生する前記交流信号を前記検
   出手段にカップリングする第２の容量性素子と、 前記検出手段により検出された前記交流電位差に応じて
   前記電源系統の絶縁劣化を判定する判定手段とを備える
   ことを特徴とする絶縁劣化センサ。
2. 【請求項２】請求項１に記載の絶縁劣化センサにおい
   て、 前記判定手段は、前記検出手段により検出される交流電
   位差に応じて少なくとも２段階で絶縁劣化の度合いを判
   定することを特徴とする絶縁劣化センサ。
3. 【請求項３】請求項２に記載の絶縁劣化センサにおい
   て、 前記電源系統の電源を遮断する電源遮断手段を備え、前
   記判定手段は、前記絶縁劣化の度合いが所定値より高い
   と判定すると前記電源遮断手段に前記電源系統の電源を
   遮断させることを特徴とする絶縁劣化センサ。
4. 【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の絶縁劣化
   センサにおいて、 前記電源系統は、高電圧電源と、前記高電圧電源による
   電力で駆動される車両の駆動装置と、前記駆動装置に前
   記電力を供給する電力供給ラインとを含むことを特徴と
   する絶縁劣化センサ。
5. 【請求項５】絶縁された電源系統の絶縁劣化を検出する
   絶縁劣化検出装置において、 交流信号を発生する交流信号発生手段と、 前記交流信号発生手段により発生された前記交流信号を
   前記電源系統にカップリングする第１の容量性素子と、 前記交流信号発生手段の出力端と前記電源系統との間の
   交流電位差を検出する検出手段と、 前記第１の容量性素子により前記電源系統にカップリン
   グされ、前記電源系統に発生する前記交流信号を前記検
   出手段にカップリングする第２の容量性素子と、 前記電源系統における前記第１の容量性素子と前記第２
   の容量性素子との間に設けられ、前記電源系統をオン／
   オフするスイッチ素子と、 前記スイッチ素子をオフからオンに切換える切換え手段
   と、 前記スイッチ素子がオフおよびオンの両状態において前
   記検出手段により検出された前記交流電位差に応じて前
   記電源系統の絶縁劣化を判定する判定手段とを備えるこ
   とを特徴とする絶縁劣化検出装置。
6. 【請求項６】請求項５に記載の絶縁劣化検出装置におい
   て、 前記電源系統は、高電圧電源による電力で駆動される車
   両に搭載され、前記切換え手段は、前記車両の始動時に
   前記スイッチ素子を切換えることを特徴とする絶縁劣化
   検出装置。