JP2006170714A - 地絡検出装置、地絡検出装置の閾値設定方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 車両容量や電源電圧が異なる場合であっても、高精度に地絡の発生を検出することを可能とする。
【解決手段】 一端側に高電圧電源2aのプラス端子が接続され他端側に測定点Aが設定されたカップリングコンデンサ11に、パルス発生部21によって方形波パルス信号を印加し、A/D変換部22により、方形波パルス信号の電圧振幅を求め、CPU23によって、電圧振幅に基づいて、高電圧電源2aの地絡を検出するものであって、電圧振幅と比較される閾値電圧を設定するに際して、接続点Bに、抵抗R1,抵抗R2のうち何れかの抵抗を選択的に接続させ、パルス発生部21により、方形波パルス信号を印加して求めた電圧振幅を閾値電圧とする。
【選択図】 図1
【解決手段】 一端側に高電圧電源2aのプラス端子が接続され他端側に測定点Aが設定されたカップリングコンデンサ11に、パルス発生部21によって方形波パルス信号を印加し、A/D変換部22により、方形波パルス信号の電圧振幅を求め、CPU23によって、電圧振幅に基づいて、高電圧電源2aの地絡を検出するものであって、電圧振幅と比較される閾値電圧を設定するに際して、接続点Bに、抵抗R1,抵抗R2のうち何れかの抵抗を選択的に接続させ、パルス発生部21により、方形波パルス信号を印加して求めた電圧振幅を閾値電圧とする。
【選択図】 図1
Description
本発明は、例えば電気自動車に設けられた高電圧電源と車体との地絡を検出する地絡検出装置、地絡検出装置の閾値設定方法に関する。
電気自動車、燃料電池車、ハイブリッド電気自動車等の電気車両においては、高電圧電池に接続された高電圧回路と、車体を接地とした車両電装回路とが絶縁されている。そして、従来より、地絡検出装置としては、下記の特許文献1に記載されているような車両用地絡検出装置が知られている。
この地絡検出装置において、高電圧電源と車体との間に絶縁破壊が生じ、車両電装回路に対する絶縁抵抗が低下して地絡が発生していることを判定する場合に、所定の波高値のパルスを出力すると、当該地絡検出装置の検出抵抗、カップリングコンデンサ、絶縁抵抗及び車体自身が有する容量である車両容量のインピーダンスによって変化した波高値が検出される。そして、地絡検出装置は、波高値が変化したパルスのVp−pを計測し、当該計測したVp−pと、予めROMに記憶しておいた閾値電圧とを比較して、絶縁抵抗値が低くなることによって地絡が発生していると判定している。
特開2003−250201号公報
しかしながら、上述した特許文献1に記載された技術では、閾値電圧と絶縁抵抗値との対応データを予めROMに記憶しておくという構成であったために(段落番号0021参照)、車両の大きさや回路構成による車両容量の変化及び高電圧電源の電源電圧の変化によって、地絡が発生していると判定できる閾値電圧と絶縁抵抗値との対応関係が変化する場合がある。したがって、従来では、車両容量や高電圧電源の変化によって、閾値電圧と絶縁抵抗値との対応データを書き換えなければ、高精度に地絡を検出することができなかった。
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、車両容量や電源電圧が異なる場合であっても、高精度に地絡の発生を検出することができる地絡検出装置、地絡検出装置の閾値設定方法を提供することを目的とする。
本発明は、一端側に高電圧電源のプラス端子が接続され他端側に測定点が設定されたカップリングコンデンサに、パルス発生回路によって方形波パルス信号を印加し、電圧測定手段により、方形波パルス信号が第1の位相となる時点で、測定点にて測定される第1の電圧値と、方形波パルス信号が第1の位相とは異なる第2の位相となる時点で、測定点にて測定される第2の電圧値と、を測定し、且つ、第1の電圧値と第2の電圧値との差分電圧を求め、地絡検出手段によって、該差分電圧に基づいて、高電圧電源の地絡を検出するものにおいて、差分電圧と比較される閾値電圧を設定するに際して、抵抗切換手段により、カップリングコンデンサと高電圧電源との間の接続点に、それぞれが異なる抵抗値の複数の抵抗のうち、何れかの抵抗を選択的に接続させ、パルス発生回路により、カップリングコンデンサに、方形波パルス信号を印加し、閾値設定手段により、矩形波パルス信号が第1の位相となる時点で、測定点にて測定される第1の電圧値と、矩形波パルス信号が第1の位相とは異なる第2の位相となる時点で、測定点にて測定される第2の電圧値と、の差分電圧を求めて、当該差分電圧を閾値電圧として記憶しておくことにより、上述の課題を解決する。
本発明によれば、異なる抵抗値を接続点に接続して閾値電圧を設定することによって、車両容量や高電圧電源の電圧が変化した場合であっても、更新した閾値電圧によって高電圧電源の地絡を検出することができ、高精度に高電圧電源の地絡を検知することができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
本発明は、例えば図1に示すように構成された電気車両の車両電装システムに適用される。この車両電装システムは、地絡検出装置1により、高電圧系回路2の高電圧電源2aに地絡が発生したことを検出するものである。この地絡検出装置1には、高電圧系回路2と、バッテリコントローラ等の制御装置3と、抵抗切換器4とが接続されている。
高電圧系回路2は、高電圧電源2aから図示しないインバータ回路を介して駆動モータ等に電圧を供給するものである。この高電圧系回路2は、図示はしていないが、高電圧電源2aにインバータ回路及び駆動モータが接続され、電気車両の駆動力発生要求に応じて、高電圧電源2aからインバータ回路を介して駆動モータに電力供給を行う。この高電圧系回路2は、電気車両内の弱電系回路である電装部品との間が絶縁抵抗によって絶縁されている。
抵抗切換器4は、複数の抵抗R1,抵抗R2を備え、地絡検出装置1に接続される抵抗R1,抵抗R2が制御装置3の制御によって切り換えられるスイッチ回路41を備えている。抵抗R1,R2は、それぞれ高電圧電源2aの絶縁抵抗値の要求値となっている。そして、抵抗切換器4は、カップリングコンデンサ11と高電圧電源2aとの間の接続点Bへの接続及び非接続が切り換えられる。このような抵抗切換器4の抵抗R1,R2は、車両容量の増大によって高電圧電源2aの絶縁抵抗値が変化する場合や、高電圧電源2aの変動によって高電圧電源2aの絶縁抵抗値が変化することに対応するために設けられており、車両容量の増大度合いや、高電圧電源2aの変動度合い、車種、車両の大きさ等の高電圧電源2aの絶縁抵抗値が変化するパラメータによって2以上の抵抗を備えていても良い。
制御装置3は、抵抗切換器4のスイッチ回路41の動作を制御することによって、接続点Bに対して抵抗R1,抵抗R2を開放させる開放状態、接続点Bに対して抵抗R1を接続する状態、接続点Bに対して抵抗R2を接続する状態とする。また、制御装置3は、CPU23の動作を制御する命令を送信して、後述の地絡検出処理及び閾値電圧設定処理をさせる。更に、制御装置3は、CPU23からの地絡検出信号を入力して、図示しないモニタに異常を表示させる処理を行う。
また、制御装置3は、後述するが、抵抗R1,抵抗R2を接続点Bから開放させて高電圧電源2aの地絡を検出させる地絡検出処理を地絡検出装置1に行わせる地絡検出モードと、抵抗R1,抵抗R2を接続点Bに接続させて地絡検出を行うための閾値電圧を設定して記憶させる閾値電圧設定モードとで切換制御を行う。更に、制御装置3は、機器の小型化、作業効率の向上を図り、抵抗切換器4及びモニタと一体化されて構成されていることが望ましい。
地絡検出装置1は、高電圧電源2aを含む高電圧系回路2と、制御装置3等を始めとする弱電系とが完全に地絡していることを検出するために、高電圧電源2aの絶縁抵抗値を検出する。具体的には、地絡検出装置1は、高電圧電源2aのプラス側出力端と接続するカップリングコンデンサ11と、抵抗12と、制御回路13と、外部ノイズ除去回路14とを有している。
外部ノイズ除去回路14は、カップリングコンデンサ11の一端側(測定点A)に発生する電圧を測定する電圧測定手段として機能し、抵抗31とコンデンサ32との直列接続回路、及びコンデンサ32に対して並列的に接続されるツェナーダイオード33とを有している。そして、抵抗31とコンデンサ32との接続点は、制御回路13に接続されている。また、カップリングコンデンサ11の他方端と高電圧電源2aとの間は、接続点Bで抵抗切換器4と接続されている。
制御回路13は、測定点Aに方形波パルス信号を出力し、且つ、該測定点Aに発生する電圧を検出して、高電圧電源2aの地絡を検出するものであり、方形波パルスを出力するパルス発生部21と、外部ノイズ除去回路14より出力される電圧信号(抵抗31とコンデンサ32との接続点に発生する電圧信号)をA/D変換するA/D変換部22と、制御中枢となるCPU23を備えている。
このCPU23は、制御装置3の制御に従って地絡を検出するに際して、パルス発生部21から方形波パルス信号を発振させて、A/D変換部22により出力される電圧信号に基づいて、高電圧電源2aの地絡を検出する。このCPU23で検出された地絡検出信号は、図示しない警報装置に送信されたり、制御装置3に送信される。
また、CPU23には、メモリ23aが備えられており、当該メモリ23aに、A/D変換部22にて測定された電圧値である閾値電圧と高電圧電源2aの絶縁抵抗値との対応を示す対応データが記憶されている。このメモリ23aに記憶される閾値電圧と絶縁抵抗値との対応データは、制御装置3の制御に従って閾値電圧設定処理が行われて、CPU23により書き換え可能となっている。
ここで、高電圧電源2aの絶縁抵抗が低下している場合や、車両容量が増大している場合には、図2に示すような方形波パルスをパルス発生部21で発生させても、図3に示すように、方形波パルスの電圧値E1よりも、A/D変換部22で入力する電圧値E2が小さくなってしまう。従って、CPU23では、A/D変換部22で入力した電圧値と、メモリ23aに記憶しておいた所定の閾値電圧とを比較して、高電圧電源2aに地絡が発生しているか否かを判定する。
つぎに、上述のように構成された車両電装システムの動作について、図4乃至図7のフローチャートを参照して説明する。なお、図4乃至図6のフローチャートは、地絡検出装置1の動作であり、図7のフローチャートは、制御装置3の動作である。
車両電装システムは、先ず制御装置3によって抵抗切換器4の抵抗R1,抵抗R2を接続点Bに対して開放状態にしておく。そして、制御装置3は、図7に示すステップS51において、制御回路13に閾値電圧設定モードとする第1の命令を送信し、制御回路13は、図4に示すステップS1において、CPU23により第1の命令を受信すると、ステップS2に処理を進める。
制御回路13は、ステップS2において、閾値電圧設定モードを開始し、ステップS3において、地絡検出処理を行う。この地絡検出処理は、図5に示すように、ステップS21にて、パルス発生部21より、予め設定した周期T及びデューティー比(例えば、50%)となる方形波パルス信号の、「H」レベルとなる信号を出力する。そして、制御回路13は、ステップS22において、図示しないカウンタにて計時される時間が周期Tの1/2(第1の位相)の直前となると、即ち、T/2の時間が経過する直前となると、ステップS23にて、外部ノイズ除去回路14を介してA/D変換部22で測定点Aの電圧値を検出させ、A/D変換部22を介してCPU23に読み込まれる。このときの電圧値をVh(第1の電圧値)とする。
次いで、制御回路13は、ステップS24にて、パルス発生部21から、方形波パルス信号の「L」レベルとなる信号を出力させる。そして、制御回路13は、ステップS25において、カウンタにて計時される時間が周期T(第2の位相)の直前となると、ステップS26にて、外部ノイズ除去回路14を介してA/D変換部22により検出される測定点Aの電圧値がCPU23に読み込まれる。このときの電圧値をVl(第2の電圧値)とする。
その後、ステップS27にて、CPU23では、前述の処理で測定された電圧値Vhと、Vlとの差分電圧(Vh−Vl=Vp−p)を演算する。この差分電圧Vp−pは、図3における電圧値E2に相当する。すなわち、ステップS23において周期T/2で検出される電圧値は、図3における電圧の最大値であり、ステップS25において周期Tで検出される電圧値は、図3における電圧の最小値である。
次にCPU23では、差分電圧Vp−pと閾値電圧E3及び閾値電圧E4とを比較し(ステップS28,ステップS31)、差分電圧Vp−pの方が閾値電圧E3及び閾値電圧E4よりも低くないと判定した場合には、高電圧電源2aの絶縁抵抗値が低下しておらず、地絡していない正常状態であるとして図4のステップS4に処理を進める。一方、CPU23では、差分電圧Vp−pが閾値電圧E3及び閾値電圧E4の何れかよりも低いと判定した場合には、ステップS29又はステップS31において、高電圧電源2aに地絡が発生していることを示す地絡検知信号を生成する。そして、CPU23では、図4のステップS4において、図5の地絡検出処理によって地絡が発生していると判定された場合には、ステップS5において、地絡が発生していることを示す地絡検知信号を制御装置3に送信して処理を終了し、地絡していないと判定された場合には、ステップS6において、地絡していないことを示す地絡検知信号を制御装置3に送信する。
ここで、後述するが、閾値電圧E3は、接続点Bに抵抗R1を接続した状態においてステップS9の閾値電圧設定処理によって設定されてメモリ23aに記憶された値であり、閾値電圧E4は、接続点Bに抵抗R2を接続した状態においてステップS13の閾値電圧設定処理によって設定されてメモリ23aに記憶された値である。したがって、CPU23は、何れかの閾値電圧に対する判定結果であることも地絡検知信号として制御装置3に出力する。
これに対し、制御装置3は、図7のステップS52において、地絡が発生していることを示す地絡検知信号を受信したか否かを判定し、受信した場合には、ステップS53において、モニタに異常であることを表示して処理を終了する。このとき、モニタには、作業者によって抵抗測定器等を用いて車体の絶縁抵抗を測定することを促す表示がなされる。
一方、制御装置3は、地絡検知信号を受信していない場合には、ステップS54に処理を進めて、制御回路13に、抵抗R1の抵抗値を絶縁抵抗値とした場合の閾値電圧設定処理を行う第2の命令を送信する。そして、制御装置3は、ステップS55において、所定期間T2内に、抵抗切換器4の抵抗R1を接続点Bに接続するようにスイッチ回路41を動作させる。その後、制御装置3は、ステップS56において地絡検知信号を受信できる状態に移行する。
地絡検出装置1のCPU23は、図4のステップS7において第2の命令を受信すると、ステップS8において、制御装置3の制御によって抵抗切換器4の抵抗R1を接続点Bに接続完了する所定期間T2まで時間待ちをし、所定期間T2が経過した場合には、ステップS9において、閾値電圧設定処理に移行する。
この閾値電圧設定処理は、図6に示すように、制御回路13により、ステップS41〜ステップS47において、上述のステップS21〜ステップS27と同様の処理を行う。すなわち、ステップS41にて、パルス発生部21より、「H」レベルとなる方形波パルス信号を出力し、ステップS42において、T/2の時間が経過する直前となると、ステップS43にて、A/D変換部22で測定点Aの電圧値が検出され、A/D変換部22を介してCPU23に読み込まれる。このときの電圧値をVh(第1の電圧値)とする。
次いで、ステップS44にて、方形波パルス信号の、「L」レベルとなる信号を出力し、ステップS45において、カウンタにて計時される時間が周期Tの直前となると、ステップS46にて、A/D変換部22により検出される測定点Aの電圧値がCPU23に読み込まれる。このときの電圧値をVl(第2の電圧値)とする。その後、ステップS47にて、CPU23では、前述の処理で測定された電圧値Vhと、Vlとの差分電圧(Vh−Vl)を演算する。
ここで、電圧値Vhは、接続点Bに抵抗R1が接続されたことによって、当該抵抗R1が高電圧電源2aの絶縁抵抗値となった場合の値として検出される。すなわち、抵抗R1の抵抗値(高電圧電源2aの絶縁抵抗値)が高いほど、電圧値Vhが高い値として検出されて差分電圧Vp−pが高くなり、抵抗R1の抵抗値(高電圧電源2aの絶縁抵抗値)が低いほど、電圧値Vhが低い値として検出されて差分電圧Vp−pが低くなる。
次にCPU23は、ステップS48において、ステップS47で演算された差分電圧Vp−pを閾値電圧E3としてメモリ23aに書き込み、当該閾値電圧E3に対応させて、接続点Bに接続された抵抗R1の抵抗値を高電圧電源2aの絶縁抵抗値としてメモリ23aに書き込む。そして、CPU23は、ステップS49において、閾値電圧E3の設定が終了したことを示す設定終了信号を制御装置3に送信して、図4のステップS10に処理を進めて待機モードに移行する。
一方、制御装置3は、図7に示すように、ステップS55の後に設定終了信号を受信すると、ステップS56からステップS57に移行し、更にステップS58において制御回路13に、抵抗R2の抵抗値を絶縁抵抗値とした場合の接続点Bに接続して閾値電圧設定処理を行う第3の命令を送信する。そして、制御装置3は、ステップS59において、所定期間T2内に、抵抗切換器4の抵抗R2を接続点Bに接続するようにスイッチ回路41を動作させる。その後、制御装置3は、ステップS60において地絡検知信号を受信できる状態に移行する。
次にCPU23は、図4のステップS10において待機モードとなっている時に、ステップS11において第3の命令を受信すると、ステップS12において、制御装置3の制御によって抵抗切換器4の抵抗R2を接続点Bに接続完了する所定期間T2まで時間待ちをし、ステップS13において、閾値電圧設定処理に移行する。
この閾値電圧設定処理は、上述のステップS9と同様に、制御回路13により、図6のステップS41〜ステップS47の処理を行う。
すなわち、CPU23は、接続点Bに抵抗R2が接続された場合の電圧値Vh及び電圧値Vlを検出して、差分電圧Vp−pを求める。ここで、抵抗R2の抵抗値(高電圧電源2aの絶縁抵抗値)が高いほど、電圧値Vhが高い値として検出されて差分電圧Vp−pが高くなり、抵抗R2の抵抗値(高電圧電源2aの絶縁抵抗値)が低いほど、電圧値Vhが低い値として検出されて差分電圧Vp−pが低くなる。
次にCPU23は、ステップS48において、ステップS47で演算された差分電圧Vp−pを閾値電圧E4としてメモリ23aに書き込み、当該閾値電圧E4に対応させて、接続点Bに接続された抵抗R2の抵抗値を高電圧電源2aの絶縁抵抗値としてメモリ23aに書き込む。そして、CPU23は、ステップS49において、閾値電圧E4の設定が終了したことを示す設定終了信号を制御装置3に送信して、図4のステップS14に処理を進めて待機モードに移行する。
一方、制御装置3は、図7に示すように、ステップS59の後に設定終了信号を受信すると、ステップS60からステップS61で「YES」となり、更にステップS62において、所定期間T2内に、抵抗切換器4の抵抗R1,抵抗R2を接続点Bから開放状態にするようにスイッチ回路41を動作させる。次に制御装置3は、ステップS63において、制御回路13に、地絡検出処理を行う第4の命令を送信し、ステップS64において地絡検知信号を受信できる状態に移行する。
次にCPU23は、図4のステップS14において待機モードとなっている時に、ステップS15において第3の命令を受信したと判定すると、ステップS16において、図5のステップS21〜ステップS31の地絡検出処理を行う。この地絡検出処理は、接続点Bを開放した状態で求められた差分電圧Vp−pとステップS9で設定されてメモリ23aに記憶された閾値電圧E3とを比較してステップS28の判定を行うと共に、接続点Bを開放した状態で求められた差分電圧Vp−pとステップS13で設定されてメモリ23aに記憶された閾値電圧E4とを比較してステップS30の判定を行う地絡検出処理を行う。
この地絡検出処理において、CPU23は、ステップS28において、差分電圧Vp−pが閾値電圧E3よりも低いと判定された場合には、ステップS29において、地絡検知信号として、閾値電圧E3に対応してメモリ23aに記憶された抵抗R1の抵抗値よりも、高電圧電源2aの絶縁抵抗値が低くなっていることを示す絶縁低下レベル信号を生成する。また、CPU23は、ステップS30において、差分電圧Vp−pが閾値電圧E4よりも低いと判定された場合には、ステップS31において、地絡検知信号として、閾値電圧E4に対応してメモリ23aに記憶された抵抗R2の抵抗値よりも、高電圧電源2aの絶縁抵抗値が低くなっていることを示す絶縁低下レベル信号を生成する。
これにより、図4のステップS16では、高電圧電源2aの絶縁抵抗値が抵抗R1よりも低いという絶縁低下レベル信号を生成した場合、又は、高電圧電源2aの絶縁抵抗値が抵抗R2よりも低いという絶縁低下レベル信号を生成した場合には、地絡検知信号が発生されたと判定してステップS17に処理を進め、そうではない場合には、ステップS18に処理を進める。
次にCPU23は、ステップS17において、図5のステップS29又はステップS30で生成された地絡検知信号である絶縁低下レベル信号を制御装置3に送信して処理を終了する一方で、ステップS18においては、地絡検出処理によって地絡していないことが判定されたことを示す信号を含む終了信号を制御装置3に送信して処理を終了する。
これに対し、制御装置3は、図7のステップS64において、地絡検知信号を受信したと判定した場合にはステップS53に処理を進めて異常を表示させ、地絡検知信号を受信していない場合には、ステップS65において、制御回路13から終了信号を受信した場合には、処理を終了する。
以上詳細に説明したように、本発明を適用した車両電装システムによれば、接続点Bに抵抗R1,抵抗R2の何れかを接続した状態で、差分電圧Vp−pをそれぞれ検出して、閾値電圧E3,閾値電圧E4を自動的に更新することができるので、単一の閾値電圧及び絶縁抵抗値を記憶しておく場合と比較して、車両の大きさや回路構成によって車両容量が変化する場合や、高電圧電源2aの電源電圧が変動することによって絶縁抵抗値が変化した場合であっても、更新した閾値電圧によって高精度に高電圧電源2aの地絡を検出することができる。
また、この車両電装システムによれば、抵抗切換器4に複数の抵抗を用意しておくことによって、車種ごとに最適な閾値電圧及び絶縁抵抗値を設定することができ、車種ごとに異なる閾値電圧を記憶しておくことなく、閾値電圧設定処理によって車種に応じた抵抗を接続点Bに接続して閾値電圧を取得することができ、車種ごとに異なる地絡検出装置1を製造することを無くすことができる。また、同じ車種であっても、車両ごとに閾値電圧及び絶縁抵抗値を設定することができ、車両毎に高精度な高電圧電源2aの地絡検出を行うことができる。
更に、この車両電装システムによれば、閾値電圧のみならず、当該閾値電圧を求めたときに接続点Bに接続されていた抵抗値を記憶しておき、接続点Bに対して抵抗を開放している時に検出された差分電圧Vp−pが閾値電圧よりも低い場合には、当該閾値電圧を求めた時の抵抗値よりも高電圧電源2aの絶縁抵抗値が低下していると判定できるので、高電圧電源2aの絶縁抵抗値が著しく低下した場合のみならず、絶縁抵抗値の低下レベルを診断することができる。
更に、この車両電装システムによれば、閾値電圧のみならず、当該閾値電圧を求めたときの抵抗R1,抵抗R2の抵抗値を記憶しておき、接続点Bに対して抵抗R1,抵抗R2を開放している時に検出された差分電圧Vp−pが抵抗R1を接続して求めた閾値電圧よりも低い場合には、抵抗R1の抵抗値よりも高電圧電源2aの絶縁抵抗値が低下していると判定でき、差分電圧Vp−pが抵抗R2を接続して求めた閾値電圧よりも低い場合には、抵抗R2の抵抗値よりも高電圧電源2aの絶縁抵抗値が低下していると判定できるので、高電圧電源2aの絶縁抵抗値が著しく低下した場合のみならず、絶縁抵抗値の低下レベルを段階的に診断することができる。
更にまた、この車両電装システムによれば、抵抗切換器4と制御装置3とを一体化させることによって、機器の小型化、作業効率の向上を図ることができる。
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
1 地絡検出装置
2 高電圧系回路
2a 高電圧電源
3 制御装置
4 抵抗切換器
11 カップリングコンデンサ
12 抵抗
13 制御回路
14 外部ノイズ除去回路
21 パルス発生部
22 A/D変換部
23 CPU
31 抵抗
32 コンデンサ
33 ツェナーダイオード
R1,R2 抵抗
2 高電圧系回路
2a 高電圧電源
3 制御装置
4 抵抗切換器
11 カップリングコンデンサ
12 抵抗
13 制御回路
14 外部ノイズ除去回路
21 パルス発生部
22 A/D変換部
23 CPU
31 抵抗
32 コンデンサ
33 ツェナーダイオード
R1,R2 抵抗
Claims (8)
- カップリングコンデンサの一端側に高電圧電源のプラス端子を接続し、前記カップリングコンデンサの他端側となる測定点に、方形波パルス信号を印加し、前記測定点に発生する電圧値を検出して、前記高電圧電源の地絡を検出する地絡検出装置において、
前記測定点に方形波パルス信号を出力するパルス発生回路と、
前記方形波パルス信号が第1の位相となる時点で、前記測定点にて測定される第1の電圧値と、前記方形波パルス信号が前記第1の位相とは異なる第2の位相となる時点で、前記測定点にて測定される第2の電圧値と、を測定し、且つ、第1の電圧値と第2の電圧値との差分電圧を求める電圧測定手段と、
前記カップリングコンデンサと前記高電圧電源との間の接続点に、それぞれが異なる抵抗値の複数の抵抗のうち、何れかの抵抗を選択的に接続させる抵抗切換手段と、
前記抵抗切換手段により何れかの抵抗を前記接続点に接続させ、前記パルス発生回路から前記測定点に方形波パルス信号を出力させ、前記電圧測定手段で求められた第1の電圧値と第2の電圧値との差分電圧を記憶する閾値設定手段と、
前記抵抗切換手段により前記複数の抵抗を前記接続点に対して開放させ、前記パルス発生回路から前記測定点に方形波パルス信号を出力させ、前記電圧測定手段により測定された差分電圧と、前記閾値設定手段で記憶された差分電圧とを比較して、前記高電圧電源の地絡を検出する地絡検出手段と
を備えることを特徴とする地絡検出装置。 - 前記閾値設定手段は、前記電圧測定手段で求められた第1の電圧値と第2の電圧値との差分電圧と共に、当該差分電圧を求めたときに前記抵抗切換手段によって前記接続点に接続されていた抵抗の抵抗値を記憶しておき、
前記地絡検出手段は、前記複数の抵抗が前記接続点に対して開放されて前記電圧測定手段により測定された差分電圧が、前記閾値設定手段で記憶された差分電圧よりも低い場合に、前記記憶された抵抗値よりも前記高電圧電源の絶縁抵抗値が低下していることを示す絶縁低下レベル信号を生成すること
を特徴とする請求項1に記載の地絡検出装置。 - 前記閾値設定手段は、前記抵抗切換手段により前記接続点に接続される抵抗ごとに、第1の電圧値と第2の電圧値との差分電圧及び抵抗値を記憶しておき、
前記地絡検出手段は、前記複数の抵抗が前記接続点に対して開放されて前記電圧測定手段により測定された差分電圧と、前記閾値設定手段で記憶された前記抵抗ごとの差分電圧とを比較して、何れかの抵抗値よりも前記高電圧電源の絶縁抵抗値が低下していることを示す絶縁低下レベル信号を生成すること
を特徴とする請求項1に記載の地絡検出装置。 - 前記閾値設定手段によって、何れかの抵抗を前記接続点に接続させて第1の電圧値と第2の電圧値との差分電圧を更新して記憶する差分電圧設定モードと、前記地絡検出手段によって前記高電圧電源の地絡を検出する地絡検出モードとを切り換え、前記差分電圧設定モードである場合には前記抵抗切換手段によって何れかの抵抗を前記接続点に接続させ、前記地絡検出モードである場合には前記抵抗切換手段によって前記接続点に対して抵抗を開放させるモード制御手段を備え、
前記抵抗切換手段と前記モード制御手段とを一体化して構成したことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れかに記載の地絡検出装置。 - 前記地絡検出手段によって検出された前記高電圧電源の地絡の検出結果を表示する表示手段を備えたことを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れかに記載の地絡検出装置。
- 一端側に高電圧電源のプラス端子が接続され他端側に測定点が設定されたカップリングコンデンサに、方形波パルス信号を印加し、
前記方形波パルス信号が第1の位相となる時点で、前記測定点にて測定される第1の電圧値と、前記方形波パルス信号が前記第1の位相とは異なる第2の位相となる時点で、前記測定点にて測定される第2の電圧値と、を測定し、且つ、第1の電圧値と第2の電圧値との差分電圧を求め、
該差分電圧に基づいて、前記高電圧電源の地絡を検出する地絡検出装置の閾値設定方法において、
前記差分電圧と比較される閾値電圧を設定するに際して、
前記カップリングコンデンサと前記高電圧電源との間の接続点に、それぞれが異なる抵抗値の複数の抵抗のうち、何れかの抵抗を選択的に接続させ、
前記カップリングコンデンサに、前記方形波パルス信号を印加し、
前記矩形波パルス信号が第1の位相となる時点で、前記測定点にて測定される第1の電圧値と、前記矩形波パルス信号が前記第1の位相とは異なる第2の位相となる時点で、前記測定点にて測定される第2の電圧値と、の差分電圧を求めて、当該差分電圧を前記閾値電圧として記憶すること
を特徴とする地絡検出装置の閾値設定方法。 - 前記差分電圧を閾値電圧として記憶すると共に、当該差分電圧を求めた時に前記接続点に接続されていた抵抗の抵抗値を記憶しておき、
前記地絡検出装置によって、前記複数の抵抗が前記接続点に対して開放されて測定された差分電圧が、前記閾値電圧よりも低いと判定された場合に、前記高電圧電源の絶縁抵抗値が、前記記憶された抵抗値よりも低下していると判断されること
を特徴とする請求項6に記載の地絡検出装置の閾値設定方法。 - 前記接続点に接続される抵抗ごとに、第1の電圧値と第2の電圧値との差分電圧である閾値電圧及び抵抗値を記憶しておき、
前記地絡検出装置によって、前記複数の抵抗が前記接続点に対して開放されて測定された差分電圧と、前記抵抗ごとの前記閾値電圧とを比較して、前記高電圧電源の絶縁抵抗値が、前記記憶された何れかの抵抗値よりも低下していると判断されること
を特徴とする請求項6に記載の地絡検出装置の閾値設定方法。
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