JP2005114496A - 状態検出方法及び絶縁抵抗低下検出器 - Google Patents
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Abstract
【課題】絶縁抵抗低下検出器自体の故障を検出することができる状態検出方法及び当該状態検出方法を実施した絶縁抵抗低下検出器を提供する。
【解決手段】例えばカップリングコンデンサCoのオープンや、ローパスフィルタ53の故障が生じたときは、ローパスフィルタ53の時定数が下がり、パルス信号P1の出力に対するローパスフィルタ53出力の立ち上がり時間が正常時に比べて短くなる。このことに着目し、パルス信号P1の周波数を変動させたときのフィルタ53の出力に基づいて、絶縁抵抗低下検出器50の故障を検出する。
【選択図】図1
【解決手段】例えばカップリングコンデンサCoのオープンや、ローパスフィルタ53の故障が生じたときは、ローパスフィルタ53の時定数が下がり、パルス信号P1の出力に対するローパスフィルタ53出力の立ち上がり時間が正常時に比べて短くなる。このことに着目し、パルス信号P1の周波数を変動させたときのフィルタ53の出力に基づいて、絶縁抵抗低下検出器50の故障を検出する。
【選択図】図1
Description
この発明は、車体−直流電源間の絶縁抵抗の低下を検出する絶縁抵抗検出回路の故障を検出するための状態検出方法及び当該状態検出方法を実施した絶縁抵抗低下検出器に関する。
従来、上述した絶縁抵抗低下検出器として、たとえば、特許文献1に記載された電気自動車の地絡検出回路がある。この地絡検出回路は、図4および図5に示すように、高電圧直流電源(たとえば、200〜300V)として設けられたバッテリ群Bと、バッテリ群Bから直流正極給電線であるプラス母線4と直流負極給電線であるマイナス母線5を介して給電された直流を交流に変換するDC−AC変換器としてのインバータ2と、インバータ2から交流給電線であるU相線6、V相線7およびW相線8を介して交流が給電される交流モータ3とからなる電気自動車の走行駆動回路系Aにおいて、バッテリ群Bからの車体Eへの地絡を検出するためのもので、交流信号出力回路として発振回路10と、電圧レベル変化検出回路として検出部20とからなり、発振回路10と検出部20との接続点Pと走行駆動回路系Aのバッテリ群Bのプラス母線4との間がカップリングコンデンサ10Aで接続されており、直流成分が遮断される。
発振回路10において、発振器11は、デューティ比50%の一定周波数の矩形はパルスを発生し(図5(a)の左右参照)、次段のインピーダンス変換器12は、発振器11の矩形波パルスをそのままのデューティ比で出力し、発振回路10の交流信号出力は、検出抵抗13を介して接続点Pに現れる。検出抵抗13は、地絡発生時に、地絡抵抗31とによって分圧器として作用する。
検出部20には、発振回路10の交流信号出力が現れる検出抵抗13とカップリングコンデンサ10Aとの接続点Pの電圧レベルを基準電圧V1と比較するための比較器21が設けられており、接続点Pは比較器21の反転入力端子に接続されている。比較器21の非反転入力端子には、分圧抵抗22、23によって基準電圧V1を設定した基準電圧回路が接続されている。
なお、インピーダンス変換器12および比較器21を構成する演算増幅器は、地絡発生時に逆電圧、過電圧から保護するため、インピーダンス変換器12の出力側、比較器21の入力側に保護用のダイオード15〜18が接続されている。
このような回路構成により、地絡が発生していない平常時には、図4に示す絶縁抵抗31が検出抵抗13に比べて極めて大きく、矩形波パルスを絶縁抵抗31と検出抵抗13とで分圧した値が現れる接続点Pからは、予め設定した基準電圧V1より高い波高値の矩形パルスが出力される(図5(b)の左側参照)。
このため、比較器21の反転入力端子には、予め設定した基準電圧V1より高い波高値を有する矩形波パルスが入力され、比較器21の出力はデューティ比50%の矩形波パルスとなる(図5(c)の左側参照)。そして、抵抗24およびコンデンサ25の平滑回路26によって現れる平滑電圧Vrは、基準電圧より低くなり(図5(d)の左側参照)、それが比較器27の非反転入力端子に入力されて、比較器27の出力は正常を示すローレベルとなる(図5(e)の左側参照)。
しかし、マイナス母線と車体Eとの間に地絡が発生し、図4に示す絶縁抵抗31が低下すると、矩形波パルスを絶縁抵抗31と検出抵抗とで分圧した値が現れる接続点Pからは、基準電圧V1より低い波高値の矩形パルスが出力される(図5(b)の右側参照)。このため、比較器21の反転入力端子には、基準電圧V1より低い波高値の矩形波パルスが入力され、比較器21のデューティ比は100%に変化する(図5(c)の右側参照)。
この結果、抵抗24およびコンデンサ25の平滑回路26によって現れる平滑電圧Vrは、基準電圧より高くなり(図5(d)の右側参照)、それが比較器27の非反転入力端子に入力されて、比較器27の出力は絶縁抵抗の低下を示すハイレベルとなる(図5(e)の右側参照)。以上の通り、バッテリ群Bにおいて地絡が発生した場合には、比較器27の論理レベルより地絡を検出することができる。
特開平8−70503号公報
しかしながら、上述した地絡検出回路では、地絡検出回路自体が故障状態にあるか、正常状態にあるかを検出することができないという問題があった。
そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、絶縁抵抗低下検出器自体の状態を検出することができる状態検出方法及び当該状態検出方法を実施した絶縁抵抗低下検出器を提供することを課題とする。
上記課題を解決するためになされた請求項1記載の発明は、車体−直流電源間の絶縁抵抗と直列に接続される検出抵抗と、前記絶縁抵抗−前記検出抵抗間に設けられたカップリングコンデンサと、前記絶縁抵抗、前記カップリングコンデンサ及び前記検出抵抗から成る直列回路に、パルス信号を印加するパルス信号印加手段と、前記カップリングコンデンサ−前記検出抵抗間の接続点電圧から所定周波数の信号成分を除去するフィルタと、該フィルタの出力に基づいて前記絶縁抵抗の低下を検出する低下検出手段とを備えた絶縁抵抗低下検出器の状態を検出する状態検出方法であって、前記パルス信号の周波数を変動させて、前記周波数を変動させたときの前記フィルタの出力に基づいて、前記絶縁抵抗低下検出器の状態を検出することを特徴とする状態検出方法に存する。
請求項1記載の発明によれば、例えばカップリングコンデンサのオープンや、フィルタの故障が生じたときは、フィルタの時定数が下がり、パルス信号の出力に対するフィルタ出力の立ち上がり時間が正常時に比べて短くなる。つまり、正常時と故障時とではフィルタ出力の立ち上がり時間に違いが生じることに着目し、パルス信号の周波数を変動させ、周波数を変動させたときのフィルタの出力に基づいて、絶縁抵抗低下検出器の状態を検出する。従って、周波数を変動させることにより、正常時と故障時とのフィルタ出力の立ち上がり時間の違いが、フィルタ出力の違いとなって現れる。このため、周波数を変動させたときのフィルタ出力に基づいて、絶縁抵抗低下検出器自体の状態を検出することができる。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の状態検出方法であって、前記低下検出手段による検出が行われているときに出力させる周波数が増加するように、前記パルス信号の周波数を変動させることを特徴とする状態検出方法に存する。
請求項2記載の発明によれば、低下検出手段による検出が行われているときに出力させる周波数が増加するように、パルス信号の周波数を変動させる。従って、低下検出手段による検出が行われているときに出力させる周波数が増加するように、パルス信号の周波数を変動させることにより、正常時と故障時とのフィルタ出力の立ち上がり時間の違いが、フィルタ出力の違いとなって現れる。このため、周波数を変動させたときのフィルタの出力に基づいて、絶縁抵抗低下検出器自体の状態を検出することができる。
請求項3記載の発明は、請求項2記載の状態検出方法であって、前記周波数が増加するように変動させたときに、前記フィルタ出力に変動があるとみなせる場合、前記絶縁抵抗低下検出器の正常状態を検出することを特徴とする状態検出方法に存する。
請求項3記載の発明によれば、周波数が増加するように変動させたときに、フィルタ出力に変動が生じるとみなせる場合、つまり、フィルタ出力の立ち上がり時間が正常時に比べて短くなっていないとみなせる場合、絶縁抵抗低下検出器の正常状態を検出することができる。
請求項4記載の発明は、請求項3記載の状態検出方法であって、前記低下検出手段による検出時は第1周波数のパルス信号を出力させ、前記状態検出時は前記第1周波数より増加した第2周波数のパルス信号を出力させ、前記第1周波数のパルス信号を出力させたときの前記フィルタ出力が第1所定値以上であり、前記第2周波数のパルス信号を出力させたときの前記フィルタ出力が前記第1所定値より小さい第2所定値以下である場合、前記絶縁抵抗低下検出器が正常状態であることを検出することを特徴とする状態検出方法に存する。
請求項4記載の発明によれば、低下検出手段による検出時は第1周波数のパルス信号を出力させ、状態検出時は第1周波数より増加した第2周波数のパルス信号を出力させる。第1周波数のパルス信号を出力させたときのフィルタ出力が第1所定値以上であり、第2周波数のパルス信号を出力させたときのフィルタ出力が第1所定値より小さい第2所定値以下である場合、絶縁抵抗低下検出器が正常状態であることを検出する。従って、フィルタ出力と第1及び第2所定値との比較によって、簡単にフィルタ出力に変動があることを判断することができる。
請求項5記載の発明は、請求項2、3又は4記載の状態検出方法であって、前記周波数が増加するように変動させたときに、前記フィルタ出力が第3所定値以上で、変動がないとみなせる場合、前記絶縁抵抗低下検出器の故障状態を検出することを特徴とする状態検出方法に存する。
請求項5記載の発明によれば、周波数が増加するように変動させたときに、フィルタ出力が第3所定値以上で、変動がないとみなせる場合、絶縁抵抗低下検出器の故障状態を検出する。従って、例えば、カップリングコンデンサのオープンや、フィルタの故障など、フィルタの時定数が下がり、パルス信号の出力に対するフィルタ出力の立ち上がり時間が正常時に比べて短くなるような故障が発生した場合に、故障状態を検出することができる。
請求項6記載の発明は、請求項5記載の状態検出方法であって、前記周波数が増加するように変動させたとき、前記フィルタ出力が前記第3所定値より小さい第4所定値以下で、変動がないとみなせるとき、前記絶縁抵抗低下検出器の故障状態を検出することを特徴とする状態検出方法に存する。
請求項6記載の発明によれば、周波数が増加するように変動させたとき、フィルタ出力が第3所定値より小さい第4所定値以下で、変動がないとみなせるとき、絶縁抵抗低下検出器の故障状態を検出する。従って、例えば、カップリングコンデンサや、フィルタのショートなど、パルス信号の出力に応じてフィルタ出力が立ち上がらないような故障が発生したときに、故障状態を検出することができる。
請求項7記載の発明は、車体と直流電源との間の絶縁抵抗を検出する絶縁抵抗低下検出器であって、前記絶縁抵抗と直列に接続される検出抵抗と、前記絶縁抵抗−前記検出抵抗間に設けられたカップリングコンデンサと、前記絶縁抵抗、前記カップリングコンデンサ及び前記検出抵抗からなる直流回路に、パルス信号を印加するパルス信号出力手段と、前記カップリングコンデンサ−前記検出抵抗間の接続点電圧から所定周波数の信号成分を除去するフィルタと、該フィルタの出力に基づいて前記絶縁抵抗の低下を検出する低下検出手段と、前記パルス信号の周波数を変動させる周波数変動手段と、前記周波数を変動させたときの前記フィルタ出力に基づいて前記絶縁抵抗低下検出器の状態を検出する状態検出手段とを備えたことを特徴とする絶縁抵抗低下検出器に存する。
請求項7記載の発明によれば、例えばカップリングコンデンサのオープンや、フィルタの故障が生じたときは、フィルタの時定数が下がり、パルス信号の出力に対するフィルタ出力の立ち上がり時間が正常時に比べて短くなる。つまり、正常時と故障時とではフィルタ出力の立ち上がり時間に違いが生じることに着目し、パルス信号の周波数を変動させ、周波数を変動させたときのフィルタの出力に基づいて、絶縁抵抗低下検出器の状態を検出する。従って、周波数を変動させることにより、正常時と故障時とのフィルタ出力の立ち上がり時間の違いが、フィルタ出力の違いとなって現れる。このため、周波数を変動させたときのフィルタ出力に基づいて、絶縁抵抗低下検出器自体の状態を検出することができる。
以上説明したように、請求項1及び7記載の発明によれば、周波数を変動させることにより、正常時と故障時とのフィルタ出力の立ち上がり時間の違いが、フィルタ出力の違いとなって現れる。このため、周波数を変動させたときのフィルタ出力に基づいて、絶縁抵抗低下検出器自体の状態を検出することができる状態検出方法及び当該状態検出方法を実施した絶縁抵抗低下検出器を得ることができる。
請求項2記載の発明によれば、低下検出手段による検出が行われているときに出力させる周波数より増加するように、パルス信号の周波数を変動させることにより、正常時と故障時とのフィルタ出力の立ち上がり時間の違いが、フィルタ出力の違いとなって現れる。このため、周波数を変動させたときのフィルタの出力に基づいて、絶縁抵抗低下検出器自体の状態を検出することができる状態検出方法を得ることができる。
請求項3記載の発明によれば、フィルタ出力の立ち上がり時間が正常時に比べて短くなっていないとみなせる場合、絶縁抵抗低下検出器の正常状態を検出することができる状態検出方法を得ることができる。
請求項4記載の発明によれば、フィルタ出力と第1及び第2所定値との比較によって、簡単にフィルタ出力に変動があることを判断することができるので、簡単な構成で実施することができる状態検出方法を得ることができる。
請求項5記載の発明によれば、例えば、カップリングコンデンサのオープンや、フィルタの故障など、フィルタの時定数が下がり、パルス信号の出力に対するフィルタ出力の立ち上がり時間が正常時に比べて短くなるような故障が発生した場合に、故障状態を検出することができる状態検出方法を得ることができる。
請求項6記載の発明によれば、例えば、カップリングコンデンサや、フィルタのショートなど、パルス信号の出力に応じてフィルタ出力が立ち上がらないような故障が発生したときに、故障状態を検出することができる状態検出方法。
以下、本発明の状態検出方法及び絶縁抵抗低下検出器について、図面を参照して説明する。図1は、本発明の状態検出方法を実施した絶縁抵抗低下検出器の一実施の形態を示す回路図である。
同図に示すように、絶縁抵抗低下検出器50は、直流電源であるバッテリ群B−車体E間の絶縁抵抗Riに対して、直列に接続される検出抵抗Rdと、上記絶縁抵抗Ri−検出抵抗Rd間に設けられた直流遮断用のカップリングコンデンサCoとを備えている。さらに、この絶縁抵抗Ri、カップリングコンデンサCo及び検出抵抗Rdとからなる直列回路に、所定波高値の矩形波パルス信号P1を印加するパルス発振回路51(=パルス信号印加手段)を備えている。ここで波高値とは、1つのパルス信号の中で、最も高い電圧の部分の高さをいう。
上記パルス発振回路51は、例えば、一定振幅パルス生成回路を有し、一定振幅パルス回路に制御回路52から、矩形パルス信号P1の周波数信号S1を入力することにより、一定振幅パルス回路から出力される矩形波パルスの周波数が変更可能なものである。
また、上述したカップリングコンデンサCo−検出抵抗Rd間の接続点電圧Vxには、上述した矩形波パルス信号P1の波高値を検出抵抗Rdと絶縁抵抗Riとで分圧した式(1)に示す値が現れる。
Vx=Vp×Ri/(Rd+Ri) …(1)
但し、Vpは矩形波パルス信号P1の波高値
従って、検出抵抗Rdに比べて絶縁抵抗Riが大きい正常時、接続点電圧Vxには、矩形波パルス信号P1とほぼ同じ波高値のパルスが現れる。一方、絶縁抵抗Riが低下して、検出抵抗Rdに比べて絶縁抵抗Riが小さくなると、接続点電圧Vxも小さくなる。
Vx=Vp×Ri/(Rd+Ri) …(1)
但し、Vpは矩形波パルス信号P1の波高値
従って、検出抵抗Rdに比べて絶縁抵抗Riが大きい正常時、接続点電圧Vxには、矩形波パルス信号P1とほぼ同じ波高値のパルスが現れる。一方、絶縁抵抗Riが低下して、検出抵抗Rdに比べて絶縁抵抗Riが小さくなると、接続点電圧Vxも小さくなる。
また、上述した絶縁抵抗低下検出器50には、接続点電圧Vxから所定周波数以上の信号成分を除去するローパスフィルタ53(=フィルタ)をさらに備えている。このローパスフィルタ53は、抵抗Rf及びコンデンサCfから構成され、接続点電圧Vxに重畳した雑音を除去する目的で設けられている。ローパスフィルタ53の出力は、波形整形回路54にて波形整形された後、制御回路52に供給される。この制御回路52は、例えば、マイクロコンピュータなどから構成されている。
次に、上述した絶縁抵抗低下検出器の状態検出方法の原理について、図2及び図3を参照して以下説明する。図2(a)は、絶縁抵抗Riも低下しておらず、絶縁抵抗低下検出器50も故障していない正常時における矩形波パルス信号P1の周波数に対するローパスフィルタ53から出力されるパルスの波高値の関係を示すグラフである。
同図(a)に示すように、正常時において、パルス発振回路51から供給される周波数が3.0(Hz)より低いとき、ローパスフィルタ53の出力波高値は、パルス発振回路51から出力される矩形波パルス信号P1の波高値とほぼ等しくなる。これに対して、パルス発振回路51から供給される周波数を3.0(Hz)より増加するに従って、ローパスフィルタ53の出力波高値も低くなる。
具体的には、例えば、3.0(Hz)より増加した4.0(Hz)の周波数の矩形波パルス信号P1を供給したときは、ローパスフィルタ53の出力波高値は、3.56(V)となり、さらに増加した5.0(Hz)のときは、1.92(V)となり、6.0(Hz)のときは、0.68(V)となる。
これは、正常時は、ローパスフィルタ53の時定数が大きく、矩形波パルス信号P1の周波数が3.0(Hz)を超えて増加すると、ローパスフィルタ53出力は、矩形波パルス信号P1の波高値である5Vに増加する前に、矩形波パルス信号P1の供給が断たれてしまい、5Vより低い波高値となるからである。そして、さらに増加した周波数の矩形波パルス信号P1を供給すると、ローパスフィルタ53出力の波高値もさらに低くなる。
また、図2(b)は、絶縁抵抗低下検出器50において、例えば、カップリングコンデンサCo又はコンデンサCfがオープン状態になるといった故障時における矩形波パルス信号P1の周波数に対するローパスフィルタ53の出力波高値の関係を示すグラフである。
同図(b)に示すように、故障時において、ローパスフィルタ53の出力波高値は、周波数を増加してもほぼ一定を保っている。これは、カップリングコンデンサCo又はコンデンサCfがオープン状態となり、故障すると、正常時に比べ、コンデンサCoの接続が切れた分、ローパスフィルタ53の時定数が小さくなり、ローパスフィルタ53出力の立ち上がり時間が正常時に比べて短くなるからである。
上述したようにカップリングコンデンサCoがオープン状態、つまり、絶縁抵抗低下検出器50と絶縁抵抗Riとの電気接続が切れてしまっている状態では、矩形波パルス信号P1の供給に対するローパスフィルタ53の出力波高値は常に矩形波パルス信号P1の波高値と等しくなる。このため、絶縁抵抗Riが低下しても、ローパスフィルタ53出力が低下せず、絶縁抵抗Riの低下を検出することができないという問題が生じる。
また、ローパスフィルタ53のコンデンサCfがオープン状態となると、ローパスフィルタ53での信号成分除去が行えず雑音が重畳したまま制御回路52に供給されてしまうため、この場合もまた絶縁抵抗Riの低下を正確に検出することができないという問題が生じる。
そこで、本発明の状態検出方法では、上述した故障時と正常時とのローパスフィルタ53出力の立ち上がり時間の差に着目し、矩形波パルス信号P1の周波数を増加したとき、ローパスフィルタ53の出力波高値に変動があるとみなせる場合、正常状態を検出する。一方、矩形波パルス信号P1の周波数を増加したとき、ローパスフィルタ53の出力波高値が例えば3(V)以上で、変動がないと見なせる場合、故障状態を検出する。
さらに、図3は、絶縁抵抗低下検出器50において、例えば、カップリングコンデンサCo又はコンデンサCfがショート状態になるといった故障時における矩形波パルス信号P1の周波数に対するローパスフィルタ53の出力電圧の関係を示すグラフである。
上述したように、カップリングコンデンサCo又はコンデンサCfがショート状態になると、矩形波パルス信号P1を出力しても、ローパスフィルタ53の出力は立ち上がらない。このため、周波数を増加しても、0.2(V)程度で一定を保っている。
上述したようにカップリングコンデンサCo又はコンデンサCfがショート状態では、矩形波パルス信号P1の供給に対するローパスフィルタ53の出力電圧は常に低下している。このため、絶縁抵抗Riが低下していなくても、ローパスフィルタ53の出力が低下してしまい、絶縁抵抗Riの低下を検出することができないという問題が生じる。
そこで、本発明の状態検出方法では、矩形波パルス信号P1の周波数を増加したとき、ローパスフィルタ53の出力電圧が例えば0.5(V)以下で、変動がないとみなせる場合、故障状態を検出する。
上記概略で説明した状態検出方法を実施する絶縁抵抗低下検出器の動作について、以下説明する。通常、制御回路52は、低下検出手段として働き、周波数3.0(Hz)の矩形波パルス信号P1を出力し、このときのローパスフィルタ53の出力波高値に基づいて絶縁抵抗Riの低下検出を行っている。具体的には、ローパスフィルタ53の出力波高値が、矩形波パルス信号P1の波高値とほぼ等しい場合は、絶縁抵抗が低下していないと判断する。一方、ローパスフィルタ53の出力波高値が小さくなり、所定範囲(0.5(V)〜2.0(V))に達したとき、絶縁抵抗Riが低下したことを検出する。
上述したように所定範囲は、上述したショート故障状態を検出するための0.5(V)より大きい範囲に設定されている。このため、この所定範囲に相当する絶縁抵抗Riの低下、具体的には数MΩ〜数KΩまでの低下検出と、ショート故障状態の検出との両立が可能となっている。
上述した制御回路52は、イグニッションスイッチのオンなど所定のトリガで上述した絶縁抵抗Riの低下検出を停止し、絶縁抵抗低下検出器50の状態検出を開始し、周波数変動手段として働き、矩形波パルス信号P1の周波数を、2.5(Hz)から、5.5(Hz)に変動させる。
そして、状態検出手段として働き、周波数2.5(Hz)の矩形波パルス信号P1を出力したときに、ローパスフィルタ53の出力波高値が3V以上であり、周波数5.5(Hz)の矩形波パルス信号P1を出力したときに、ローパスフィルタ53の出力波高値が2V以下のとき、周波数が増加するにつれて、波高値も低くなっていくと判断し、制御回路52は、絶縁抵抗低下検出器50が正常であることを検出する。
一方、周波数2.5(Hz)の矩形波パルス信号P1及び5.5(Hz)の矩形波パルス信号P1を出力したときに、ローパスフィルタ53の出力波高値が共に、3V以上であるとき、周波数が増加しても波高値は、3V以上で、変動がなく、絶縁抵抗低下検出器50がオープン故障状態であることを検出する。
また、周波数2.5(Hz)の矩形波パルス信号P1及び5.5(Hz)の矩形波パルス信号P1を出力したときに、ローパスフィルタ53の出力電圧が共に、0.5(V)以下である場合、周波数が増加しても、電圧値は、0.5(V)以下で、変動がなく、絶縁抵抗低下検出器50がショート故障状態であることを検出する。
以上の状態検出方法によれば、周波数が増加するように変動させることにより、正常時と故障時とのローパスフィルタ53出力の立ち上がり時間の違いが、ローパスフィルタ53出力波高値の違いとなって現れるため、周波数を変動させたときのローパスフィルタ53の出力に基づいて、絶縁抵抗低下検出器50自体の状態を検出することができる。
また、上述した絶縁抵抗低下検出器50によれば、周波数2.5(Hz)及び5.5(Hz)のとき共に、ローパスフィルタ53の出力波高値が請求項中の第3所定値に相当する3V以上であるとき、ローパスフィルタ53の出力が3V以上で変動がないとみなし、故障状態を検出している。
これにより、カップリングコンデンサCoのオープンやコンデンサCfのオープン(つまり、ローパスフィルタ53の故障)など、ローパスフィルタ53の時定数が下がり、矩形波パルス信号P1の出力に対するローパスフィルタ53出力の立ち上がり時間が正常時に比べて短くなるような故障が発生したときに、故障状態を検出することができる。また、ローパスフィルタ53の出力と3Vとの比較によって、簡単にローパスフィルタ53の出力波高値が3V以上で、変動がないと判断することができる。
また、上述した絶縁抵抗低下検出器50によれば、周波数が2.5(Hz)及び5.5(Hz)のとき共に、ローパスフィルタ53の出力電圧が請求項中の第4所定値に相当する0.5(V)以下であるとき、ローパスフィルタ53の出力が0.5V以下で、変動がないとみなし、故障状態を検出している。
これにより、カップリングコンデンサCoや、コンデンサCfのショートなど、矩形波パルス信号P1の出力に応じてローパスフィルタ53出力が立ち上がらないような故障が発生したときに、故障状態を検出することができる。また、ローパスフィルタ53の出力と0.5(V)との比較によって、簡単にローパスフィルタ53の出力電圧が0.5(V)以下で、変動がないことを判断することができる。
また、上述した絶縁抵抗低下検出器50によれば、周波数が2.5(Hz)のとき請求項中の第1所定値に相当する3(V)以上、5.5(Hz)のとき請求項中の第2所定値に相当する2(V)以下であるとき、正常であると判断している。これにより、ローパスフィルタ53と3(V)、2(V)との比較によって、簡単にローパスフィルタ53の出力波高値に変動があることを判断することができる。
なお、上述した実施形態によれば、制御回路52をマイクロコンピュータで構成していたが、例えば、コンパレータなどから構成されるものであってもよい。
また、以上実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されるものでなく、周波数や第1〜4所定値に相当する値などは、本発明の要旨の範囲内で、上述したように種々の変形や応用が可能である。
50 絶縁抵抗低下検出器
51 パルス発振回路(パルス信号印加手段)
52 制御回路(低下検出手段、周波数変動手段、状態検出手段)
53 ローパスフィルタ(フィルタ)
B バッテリ群(直流電源)
E 車体
Ri 絶縁抵抗
Rd 検出抵抗
Co カップリングコンデンサ
51 パルス発振回路(パルス信号印加手段)
52 制御回路(低下検出手段、周波数変動手段、状態検出手段)
53 ローパスフィルタ(フィルタ)
B バッテリ群(直流電源)
E 車体
Ri 絶縁抵抗
Rd 検出抵抗
Co カップリングコンデンサ
Claims (7)
- 車体−直流電源間の絶縁抵抗と直列に接続される検出抵抗と、前記絶縁抵抗−前記検出抵抗間に設けられたカップリングコンデンサと、前記絶縁抵抗、前記カップリングコンデンサ及び前記検出抵抗から成る直列回路に、パルス信号を印加するパルス信号印加手段と、前記カップリングコンデンサ−前記検出抵抗間の接続点電圧から所定周波数の信号成分を除去するフィルタと、該フィルタの出力に基づいて前記絶縁抵抗の低下を検出する低下検出手段とを備えた絶縁抵抗低下検出器の状態を検出する状態検出方法であって、
前記パルス信号の周波数を変動させて、
前記周波数を変動させたときの前記フィルタの出力に基づいて、前記絶縁抵抗低下検出器の状態を検出する
ことを特徴とする状態検出方法。 - 請求項1記載の状態検出方法であって、
前記低下検出手段による検出が行われているときに出力させる周波数が増加するように、前記パルス信号の周波数を変動させる
ことを特徴とする状態検出方法。 - 請求項2記載の状態検出方法であって、
前記周波数が増加するように変動させたときに、前記フィルタ出力に変動があるとみなせる場合、前記絶縁抵抗低下検出器の正常状態を検出する
ことを特徴とする状態検出方法。 - 請求項3記載の状態検出方法であって、
前記低下検出手段による検出時は第1周波数のパルス信号を出力させ、前記状態検出時は前記第1周波数より増加した第2周波数のパルス信号を出力させ、
前記第1周波数のパルス信号を出力させたときの前記フィルタ出力が第1所定値以上であり、前記第2周波数のパルス信号を出力させたときの前記フィルタ出力が前記第1所定値より小さい第2所定値以下である場合、前記絶縁抵抗低下検出器が正常状態であることを検出する
ことを特徴とする状態検出方法。 - 請求項2、3又は4記載の状態検出方法であって、
前記周波数が増加するように変動させたときに、前記フィルタ出力が第3所定値以上で、変動がないとみなせる場合、前記絶縁抵抗低下検出器の故障状態を検出する
ことを特徴とする状態検出方法。 - 請求項5記載の状態検出方法であって、
前記周波数が増加するように変動させたとき、前記フィルタ出力が前記第3所定値より小さい第4所定値以下で、変動がないとみなせるとき、前記絶縁抵抗低下検出器の故障状態を検出する
ことを特徴とする状態検出方法。 - 車体と直流電源との間の絶縁抵抗を検出する絶縁抵抗低下検出器であって、
前記絶縁抵抗と直列に接続される検出抵抗と、
前記絶縁抵抗−前記検出抵抗間に設けられたカップリングコンデンサと、
前記絶縁抵抗、前記カップリングコンデンサ及び前記検出抵抗からなる直流回路に、パルス信号を印加するパルス信号出力手段と、
前記カップリングコンデンサ−前記検出抵抗間の接続点電圧から所定周波数の信号成分を除去するフィルタと、
該フィルタの出力に基づいて前記絶縁抵抗の低下を検出する低下検出手段と、
前記パルス信号の周波数を変動させる周波数変動手段と、
前記周波数を変動させたときの前記フィルタ出力に基づいて前記絶縁抵抗低下検出器の状態を検出する状態検出手段と
を備えたことを特徴とする絶縁抵抗低下検出器。
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