JP2003066090A - 漏電検出装置 - Google Patents

漏電検出装置

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JP2003066090A JP2001259841A JP2001259841A JP2003066090A JP 2003066090 A JP2003066090 A JP 2003066090A JP 2001259841 A JP2001259841 A JP 2001259841A JP 2001259841 A JP2001259841 A JP 2001259841A JP 2003066090 A JP2003066090 A JP 2003066090A
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Masashi Yamamoto
昌史 山元
Kozo Maenishi
鋼三 前西
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    • G01R31/386—Arrangements for measuring battery or accumulator variables using test-loads

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電源電圧の電圧変動の影響を考慮しつつ、漏
電を確実に検出可能な安全性に優れた構成を得る。 【解決手段】 直流電源１の両極性間に、一方の極性か
ら順に、第１スイッチＳＷ１、第１保護抵抗Ｒ３、第１
検出抵抗Ｒ４、第２検出抵抗Ｒ５、第２保護抵抗Ｒ６、
第２スイッチＳＷ２を直列接続する。両検出抵抗Ｒ４，
Ｒ５の間を第３スイッチＳＷ３を介して車体シャーシ２
に接地する。両検出抵抗Ｒ４，Ｒ５での降下電圧を検出
する電圧検出回路３を設ける。第１スイッチＳＷ１及び
第２スイッチＳＷ２のみをオンし、電圧検出回路３で直
流電源１の電圧を検出する。第１スイッチＳＷ１及び第
３スイッチＳＷ３、又は、第２スイッチＳＷ２及び第３
スイッチＳＷ３のみをオンし、電圧検出回路３で検出さ
れる第１検出抵抗Ｒ４又は第２検出抵抗Ｒ５での降下電
圧値と電圧検出回路で検出した直流電源１の電圧値とに
基づいて漏電抵抗を算出し、漏電の有無を判定する。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、漏電検出装置に関
するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来、電気自動車等には非常に高圧の電
源（４００Ｖ）が搭載されるため、例えば、次のような
構成の漏電検出装置を設けることが提案されている。 【０００３】第１の従来例として、高圧直流電源の各極
性にリレー接点をそれぞれ接続し、いずれか一方のみを
閉成することにより、検出抵抗での電圧降下に基づいて
漏電を検出するようにしたものがある（特開平８−１６
３７０４号公報参照）。 【０００４】第２の従来例として、高圧直流電源の両極
性間に、それぞれ保護抵抗を介して設けた検出抵抗を直
列接続し、両検出抵抗の両端電圧の差に基づいて各極性
側での漏電を検出するようにしたものがある（特開平７
−２０１８５号公報参照）。 【０００５】第３の従来例として、スイッチを切り替
え、高圧直流電源の各極性側の検出抵抗に生じる電圧を
検出することにより、各極性側での漏電を検出するよう
にしたものがある（特許第２８３８４６２号公報参
照）。 【０００６】第４の従来例として、高圧直流電源の各極
性にそれぞれ保護抵抗及び検出抵抗を直列接続し、各保
護抵抗にスイッチを並列接続することにより、各スイッ
チをオン・オフすることにより高圧直流電源での漏電を
検出するようにしたものがある（特許第３１０７９４４
号公報参照）。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記第
１〜第３の従来例では、高圧直流電源の両極性側で同時
に漏電が発生した場合、その検出が不可能となる。 【０００８】また、第１の従来例では、電源電圧の測定
機能がないため、その電圧変動の影響により正確に漏電
を検出できない。 【０００９】また、第２及び第４の従来例では、高圧直
流電源と車体グランドとが常時接続された状態となって
いるため、安全上好ましくない。 【００１０】そこで、本発明は、電源電圧の電圧変動の
影響を考慮しつつ、漏電を確実に検出可能な安全性に優
れた漏電検出装置を提供することを課題とする。 【００１１】 【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するための手段として、直流電源の両極性間に、一方
の極性から他方の極性に向かって、第１スイッチ、第１
保護抵抗、第１検出抵抗、第２検出抵抗、第２保護抵
抗、第２スイッチを直列接続し、前記両検出抵抗の間を
第３スイッチを介して車体シャーシに接地すると共に、
前記両検出抵抗での降下電圧を検出する電圧検出回路を
設ける一方、前記第１スイッチ及び第２スイッチのみを
オンし、前記電圧検出回路での検出結果に基づいて直流
電源の電圧を算出し、第１スイッチ及び第３スイッチ、
又は、第２スイッチ及び第３スイッチのみをオンし、前
記電圧検出回路で検出される第１検出抵抗又は第２検出
抵抗での降下電圧値と前記電圧検出回路で検出した直流
電源の電圧値とに基づいて前記車体シャーシへの漏電抵
抗を算出し、該漏電抵抗に基づいて漏電の有無を判定す
る演算処理回路を備えたものである。 【００１２】この構成により、第１スイッチと第２スイ
ッチを同時にオンさせて直流電源の電圧値を検出するこ
とができる。また、第１スイッチと第３スイッチ、又
は、第２スイッチと第３スイッチのみをオンさせてい
る。したがって、直流電源の電圧値の変動を考慮しつ
つ、直流電源の両極性側で同時に漏電が発生しても検出
できるだけでなく、直流電源が車体シャーシに常時接続
されることを防止することができる。 【００１３】 【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施形態を添
付図面に従って説明する。 【００１４】図１は、本実施形態に係る漏電検出装置の
回路構成を示す。この漏電検出装置は、例えば、図示し
ないモータ等の車両負荷が接続される電気自動車の動力
用バッテリー１（高圧直流電源）の漏電検出に使用され
る。 【００１５】バッテリー１のプラス端子からマイナス端
子に向かって、第１スイッチＳＷ１、第１保護抵抗Ｒ
３、第１検出抵抗Ｒ４、第２検出抵抗Ｒ５、第２保護抵
抗Ｒ６、及び第２スイッチＳＷ２が直列接続されてい
る。第１検出抵抗Ｒ４と第２検出抵抗Ｒ５の間は、第３
スイッチＳＷ３を介して車体シャーシ２に接続されるこ
とにより接地されている。また、直列接続された第１検
出抵抗Ｒ４及び第２検出抵抗Ｒ５での降下電圧Ｖ３は、
電圧検出回路３で検出されるようになっている。電圧検
出回路３は絶縁回路４を介して演算処理回路５に接続さ
れ、漏電の有無が判定されるようになっている。電圧検
出回路３としては、例えば、図２に示すように、反転増
幅回路６と加算回路７とを組み合わせたものや、図３に
示すように、差分増幅回路によって検出電圧の差分を検
出するものが使用できる。絶縁回路４としては、図４に
示すように、電圧−周波数（Ｖ／Ｆ）変換回路８によっ
て電圧に比例した周波数に変換した後、フォトカプラ９
により絶縁状態で伝達するようにしたものや、図示しな
いＡ／Ｄ変換回路によりデジタルデータに変換するもの
等が使用できる。なお、Ｒ１及びＲ２は、バッテリー１
と車体シャーシ２の間で漏電した場合のプラス側及びマ
イナス側の漏電抵抗である。 【００１６】次に、前記漏電検出装置の動作について説
明する。 【００１７】漏電検出では、バッテリー１の電圧値Ｖｃ
ｃを求め、この電圧値に基づいて漏電抵抗Ｒ１，Ｒ２を
求める。なお、以下の説明では、Ｒ３＝Ｒ６＝Ｒｂ、Ｒ
４＝Ｒ５＝Ｒａ、Ｒａ＋Ｒｂ＝Ｒｓとして計算を簡略化
している。 【００１８】まず、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッ
チＳＷ２をオン状態とし、第３スイッチＳＷ３はオフ状
態に維持しておく。そして、電圧検出回路３により、第
１検出抵抗Ｒ４及び第２検出抵抗Ｒ５での降下電圧Ｖ３
を検出し、次式に従ってバッテリー１の電圧値Ｖｃｃを
算出する。 【００１９】 【数１】 【００２０】続いて、第１スイッチＳＷ１及び第３スイ
ッチＳＷ３をオン状態とし、第２スイッチＳＷ２をオフ
状態とする。この状態では、第２検出抵抗Ｒ５での降下
電圧Ｖ２が０Ｖとなるので、電圧検出回路３での検出電
圧Ｖ３は、第１検出抵抗Ｒ４での降下電圧Ｖ１と等しく
なる。 【００２１】また、第２スイッチＳＷ２及び第３スイッ
チＳＷ３をオン状態とし、第１スイッチＳＷ１をオフ状
態とする。この状態では、第１検出抵抗Ｒ４での降下電
圧Ｖ１が０Ｖとなるので、電圧検出回路３での検出電圧
Ｖ３は、第２検出抵抗Ｒ５での降下電圧Ｖ２と等しくな
る。 【００２２】このように、各スイッチを切り替えること
により単一の電圧検出回路３によって各検出抵抗Ｒ４，
Ｒ５での降下電圧を検出することができる。したがっ
て、回路構成を簡略化して安価な構成とすることが可能
となる。 【００２３】そこで、算出したバッテリー１の電圧値Ｖ
ｃｃ、第１スイッチＳＷ１及び第３スイッチＳＷ３をオ
ン状態とし、第２スイッチＳＷ２をオフ状態としたとき
に検出した第１検出抵抗Ｒ４での降下電圧Ｖ１ａ（この
とき、第２検出抵抗Ｒ５での効果電圧Ｖ２は０Ｖなの
で、Ｖ３＝Ｖ１ａとなる。）、及び、第２スイッチＳＷ
２及び第３スイッチＳＷ３をオン状態とし、第１スイッ
チＳＷ１をオフ状態としたときに検出した第２検出抵抗
Ｒ５での降下電圧Ｖ２ａ（このとき、第１検出抵抗Ｒ４
での効果電圧Ｖ１は０Ｖなので、Ｖ３＝Ｖ２ａとな
る。）に基づいて次式に従ってバッテリー１のプラス側
とマイナス側の漏電抵抗Ｒ１，Ｒ２を算出する。漏電し
ていれば、漏電抵抗Ｒ１，Ｒ２は非漏電時に比べて非常
に小さな値となるので、簡単に漏電の有無を判定するこ
とができる。 【００２４】 【数２】 【００２５】このように、前記実施形態によれば、第１
スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２をオン状態とす
ることにより、実際のバッテリー１の電圧値Ｖｃｃを検
出するようにしているので、バッテリー１の電圧が変動
しても適切に漏電の有無を判定することができる。ま
た、漏電検出の場合にのみ、いずれか２つのスイッチを
オン状態としており、非検出時には全スイッチをオフ状
態を維持させるので、高圧電源側のバッテリー１と、車
体シャーシ２側とが常時接続されることがなく、安全性
が高い。さらに、スイッチを切り替えることにより、バ
ッテリー１のプラス側及びマイナス側のいずれの漏電で
あっても検出することができる。 【００２６】 【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、第１〜第３スイッチを設け、いずれか２つの
みをオン状態としているので、直流電源の電圧値の変動
を検出し、その検出結果に基づいて直流電源の各電極側
の漏電を検出することができると共に、直流電源が車体
シャーシに常時接続されることを防止して安全性に優れ
た構成とすることができる。
【図面の簡単な説明】 【図１】 本実施形態に係る漏電検出装置を示すブロッ
ク回路図である。 【図２】 図１の電圧検出回路の例を示す電気回路図で
ある。 【図３】 図１の絶縁回路の例を示す電気回路図であ
る。 【図４】 図１の絶縁回路の他の例を示す電気回路図で
ある。 【符号の説明】 １…バッテリー ２…車体シャーシ ３…電圧検出回路 ４…絶縁回路 ５…演算処理回路 ６…反転増幅回路 ７…加算回路
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G014 AA16 AB24 AC18 3D035 AA04 5G004 AA04 AB03 BA01 CA02 DA02 DC05

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 直流電源の両極性間に、一方の極性から
    他方の極性に向かって、第１スイッチ、第１保護抵抗、
    第１検出抵抗、第２検出抵抗、第２保護抵抗、第２スイ
    ッチを直列接続し、前記両検出抵抗の間を第３スイッチ
    を介して車体シャーシに接地すると共に、前記両検出抵
    抗での降下電圧を検出する電圧検出回路を設ける一方、
    前記第１スイッチ及び第２スイッチのみをオンし、前記
    電圧検出回路での検出結果に基づいて直流電源の電圧を
    算出し、第１スイッチ及び第３スイッチ、又は、第２ス
    イッチ及び第３スイッチのみをオンし、前記電圧検出回
    路で検出される第１検出抵抗又は第２検出抵抗での降下
    電圧値と前記電圧検出回路で検出した直流電源の電圧値
    とに基づいて前記車体シャーシへの漏電抵抗を算出し、
    該漏電抵抗に基づいて漏電の有無を判定する演算処理回
    路を備えたことを特徴とする漏電検出装置。
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