JP2010239821A

JP2010239821A - 地絡検知システムを備える電気自動車

Info

Publication number: JP2010239821A
Application number: JP2009086728A
Authority: JP
Inventors: Mitsuaki Yano; 充昭矢野; Toshiaki Takeshita; 寿晶武下
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2010-10-21
Anticipated expiration: 2029-03-31
Also published as: US20100244849A1; JP4937294B2; US8164344B2

Abstract

【課題】電気自動車の地絡検出部の誤検出の発生を防止する。
【解決手段】異なる電圧Ｅ１、Ｅ２を発生する第１及び第２非接地電源１４、１２に対して、それぞれ第１及び第２地絡検出部５１、５２を設け、第１及び第２地絡検出部５１、５２の動作タイミングを重ならないようにしたので、地絡の誤検出の発生を防止することができる。
【選択図】図１３

Description

この発明は、非接地電源の接地部（接地）に対する地絡や絶縁状態を検出する地絡検知システムを備える電気自動車に関する。

一般に、電気自動車では、高圧化（例えば、２００［Ｖ］以上）されている電源を車体から絶縁して非接地電源として取り扱う。

このように高圧の非接地電源の地絡（漏電、または絶縁が劣化して絶縁抵抗が下がった状態も含む。）を検知する技術が提案されている（特許文献１、特許文献２、特許文献３）。

この特許文献１に係る技術では、単一の非接地電源の地絡を直流方式により検出し判定するようになっている。

また、特許文献２、３に係る技術では、単一の非接地電源の地絡を交流方式により検出し判定するようになっている。

特開平８−２２６９５０号公報特開平８−７０５０３号公報特開平１１−２１８５５４号公報

ところで、近時、第１非接地電源、例えば燃料電池の他、第２非接地電源、例えば蓄電装置（バッテリ等）を用いて、負荷を駆動する電気自動車が提案されているが、これら第１及び第２非接地電源を有する電気自動車の地絡検知システムについては、その構成が明らかになっていない。

この発明はこの種の課題を解決するものであり、第１及び第２非接地電源を有する電気自動車に好適であり地絡の誤検出の発生を防止することを可能とする地絡検知システムを備える電気自動車を提供することを目的とする。

この発明に係る地絡検知システムを備える電気自動車は、負荷と、前記負荷に電力を供給する電圧（Ｅ１）の第１非接地電源と、前記負荷と前記第１非接地電源との間に一方の入出力端子が接続されるコンバータと、前記コンバータの他方の入出力端子に接続され前記第１非接地電源より低電圧（Ｅ２（Ｅ２＜Ｅ１））の第２非接地電源と、を備える電気自動車において、以下の特徴（１）〜（３）を有する。

（１）前記第１非接地電源と接地間の絶縁抵抗を第１スイッチを通じて第１検出抵抗の一端に接続し、前記第１検出抵抗の他端を接地部又は交流信号源に接続し、前記第１スイッチの開閉前後の回路インピーダンスの変化に基づき前記第１非接地電源の地絡を検出する第１地絡検出部と、前記第２非接地電源と接地間の絶縁抵抗を第２スイッチを通じて第２検出抵抗の一端に接続し、前記第２検出抵抗の他端を接地部又は交流信号源に接続し、前記第２スイッチの開閉前後の回路インピーダンスの変化に基づき前記第２非接地電源の地絡を検出する第２地絡検出部と、前記第１スイッチを閉じているときに前記第２スイッチが閉じることを禁止し、前記第２スイッチを閉じているときに前記第１スイッチが閉じることを禁止する排他制御を行うスイッチ制御部と、を有することを特徴とする。

この特徴（１）を有する発明によれば、異なる電圧を発生する第１及び第２非接地電源に対して、それぞれ第１及び第２地絡検出部を設け、前記第１及び第２地絡検出部の動作タイミングを重ならないようにしたので、地絡の誤検出の発生を防止することができる。

（２）前記第１及び第２地絡検出部は、絶縁抵抗の大きさに応じた交流信号の振幅変化に基づき地絡を検出する交流方式地絡検出部としたことを特徴とする。

（３）前記第１及び第２地絡検出部は、それぞれ、第１非接地電源に第１検出抵抗又は第２非接地電源に第２検出抵抗を接続したときの絶縁抵抗の大きさに応じて変化する電流変化又は電圧変化を検出する直流方式地絡検出部としたことを特徴とする。

この発明によれば、第１及び第２非接地電源を有する電気自動車の前記各非接地電源に対応して設けられる第１及び第２地絡検出部の動作タイミングを重ならないようにしたので、地絡の誤検出の発生を防止することができる。

この発明の一実施形態に係る地絡システムを備える電気自動車の全体構成図である。ＤＣ／ＤＣコンバータの回路図である。インバータの回路図である。直流方式地絡検出部の回路図である。直流方式地絡検出部の正常検出時の動作説明に供されるタイムチャートである。直流方式地絡検出部の正常検出時の動作説明に供される回路図である。直流方式地絡検出部の正常検出時の動作説明に供される回路図である。直流方式地絡検出部の誤検出発生時の動作説明に供されるタイムチャートである。直流方式地絡検出部の誤検出発生時の動作説明に供される回路図である。交流方式地絡検出部の回路図である。交流方式地絡検出部の正常検出時及び誤検出発生時の動作説明に供されるタイムチャートである。交流方式地絡検出部の誤検出発生時の動作説明に供される回路図である。この発明の他の実施形態に係る地絡システムを備える電気自動車の全体構成図である。

以下、この発明に係る地絡検知システムを備える電気自動車の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、一実施形態に係る電気自動車１０の全体構成図を示している。

この電気自動車１０は、基本的には、第１主回路配線１Ｐ、１Ｎ間に電圧Ｅ１を発生する第１非接地電源（第１直流電源）としての燃料電池（Fuel Cell）１４（第１非接地電源１４ともいう。）と、第２主回路配線２Ｐ、２Ｎ間に電圧Ｅ２（Ｅ１＞Ｅ２）を発生する第２非接地電源（第２直流電源）としてのバッテリ１２（蓄電装置であり第２非接地電源１２ともいう。）とから構成されるハイブリッド直流電源装置と、このハイブリッド直流電源装置からインバータ２２を通じて電力が供給される負荷である走行駆動用のモータ１６とから構成される。なお、燃料電池１４とインバータ２２との間には、燃料電池１４への電流の流入を防止するダイオード１５が挿入されている。

燃料電池１４は、例えば固体高分子電解質膜をアノード電極とカソード電極とで両側から挟み込んで形成されたセルを積層したスタック構造にされている。燃料電池１４には、反応ガス供給部１８が配管を通じて接続されている。反応ガス供給部１８は、一方の反応ガスである水素（燃料ガス）を貯留する水素タンク（不図示）と、他方の反応ガスである空気（酸化剤ガス）を圧縮するコンプレッサ（不図示）を備えている。反応ガス供給部１８から燃料電池１４に供給された水素と空気の燃料電池１４内での電気化学反応により生成された発電電流がモータ１６とバッテリ１２に供給される。

燃料電池システム１１は、燃料電池１４及び反応ガス供給部１８の制御を含め電気自動車１０の全体を制御するＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）４０（制御部）を有する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、一方側が第２主回路配線２Ｐ、２Ｎ及び開閉器４２を通じてバッテリ１２に接続され、他方側が第１主回路配線１Ｐ、１Ｎを通じて燃料電池１４とモータ１６側に接続されたチョッパ型の電圧変換装置である。

図２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の回路図を示す。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、バッテリ１２の電圧Ｅ２を燃料電池１４側の電圧Ｅ１（Ｅ２＜Ｅ１）に電圧変換（昇圧変換）するとともに、燃料電池１４側の電圧Ｅ１をバッテリ１２側の電圧Ｅ２に電圧変換（降圧変換）する昇降圧型の電圧変換装置である。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、ＥＣＵ４０により駆動される３相の相アームＰＡ、ＱＡ、ＲＡと、リアクトル９０とから構成される。

Ｐ相アームＰＡは、上アーム素子（上アームスイッチング素子８１ｐとダイオード８３ｐ）と下アーム素子（下アームスイッチング素子８２ｐとダイオード８４ｐ）とで構成される。

Ｑ相アームＱＡは、上アーム素子（上アームスイッチング素子８１ｑとダイオード８３ｑ）と下アーム素子（下アームスイッチング素子８２ｑとダイオード８４ｑ）とで構成される。

Ｒ相アームＲＡは、上アーム素子（上アームスイッチング素子８１ｒとダイオード８３ｒ）と下アーム素子（下アームスイッチング素子８２ｒとダイオード８４ｒ）とで構成される。

上アームスイッチング素子８１ｐ、８１ｑ、８１ｒと下アームスイッチング素子８２ｐ、８２ｑ、８２ｒには、それぞれ例えばＭＯＳＦＥＴ又はＩＧＢＴ等が採用される。

リアクトル９０は、各相アームＰＡ、ＱＡ、ＲＡの中点（共通接続点）とバッテリ１２の正極との間に挿入され、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０により電圧Ｅ２と電圧Ｅ１との間で電圧を変換する際に、エネルギを放出及び蓄積する作用を有する。

平滑用のコンデンサ９４、９６がそれぞれ第２主回路配線２Ｐ、２Ｎ及び第１主回路配線１Ｐ、１Ｎ間に挿入される。

アームスイッチング素子８１ｐ、８１ｑ、８１ｒ、８２ｐ、８２ｑ、８２ｒは、ＥＣＵ４０から供給されるゲート駆動信号（駆動電圧）のレベルによりオンオフが切り替えられる。この場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、３相アーム交替駆動動作又は全相同時駆動動作で動作する。

図３は、インバータ２２の回路図を示す。インバータ２２は、３相フルブリッジ型の構成とされて、直流／交流変換を行い、直流を３相の交流に変換してモータ１６のＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルに供給する一方、回生動作に伴う交流／直流変換後の直流を第１主回路配線１Ｐ、１Ｎ側からＤＣ／ＤＣコンバータ２０を通じて第２主回路配線２Ｐ、２Ｎ側に供給し、バッテリ１２を充電等する。

インバータ２２は、ＥＣＵ４０により駆動されるＭＯＳＦＥＴ又はＩＧＢＴ等のスイッチング素子５１ｕ、５１ｖ、５１ｗ、５２ｕ、５２ｖ、５２ｗと、逆方向接続されたダイオード５３ｕ、５３ｖ、５３ｗ、５４ｕ、５４ｖ、５４ｗとから構成される。

再び、図１において、モータ１６は、トランスミッション２４を通じて車輪２６を回転する。なお、実際上、インバータ２２とモータ１６を併せて負荷２３という。

第２主回路配線２Ｐ、２Ｎ間に開閉器４２を介して接続される高圧（High Voltage）のバッテリ１２は、蓄電装置（エネルギストレージ）であり、例えばリチウムイオン２次電池又はキャパシタ等を利用することができる。この実施形態ではリチウムイオン２次電池を利用している。

ＥＣＵ４０は、上述したように、燃料電池システム１１の他、開閉器４２の開閉、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０、負荷２３、後述する第１及び第２地絡検出部５１、５２等、電気自動車１０全体を統括して制御するマイクロコンピュータ等から構成される。なお、ＥＣＵ４０に対してメインスイッチ３５（電源スイッチ）が接続され、このメインスイッチ３５は、電気自動車１０及び燃料電池システム１１をオン（起動又は始動）オフ（停止）するイグニッションスイッチとしての機能を有する。

第１主回路配線１Ｐ、１Ｎに接続された燃料電池１４、インバータ２２及びモータ１６の地絡を絶縁抵抗値により検出する第１地絡検出部５１が第１主回路配線１Ｐ、１Ｎ間に設けられ、第２主回路配線２Ｐ、２Ｎに接続されたバッテリ１２の地絡を絶縁抵抗値により検出する第２地絡検出部５２が第２主回路配線２Ｐ、２Ｎ間に設けられる。

第１及び第２地絡検出部５１、５２及び機能手段として地絡判定部３９（比較部）を有するＥＣＵ４０により地絡検知システムが基本的に構成される。

第１及び第２地絡検出部５１、５２は、後述するように、それぞれ直流方式地絡検出部５１ｄｃ、５２ｄｃ、又は、それぞれ交流方式地絡検出部５１ａｃ、５２ａｃで構成される。

図４は、地絡検知システムの回路図を示している。第１及び第２地絡検出部５１、５２の回路結線構成は同一であり、地絡電流（漏洩電流）Ｉｉを計測する共通の直流電流計５０（直流電流センサ）が設けられる。

なお、この実施形態においては、理解の便宜のために、第１及び第２地絡検出部５１、５２として直流電流計５０を用いた例を示しているが、第１及び第２地絡検出部５１、５２としては、特許文献１に示すような、コンデンサに所定時間充電される電圧を直流電圧計（直流電圧センサ）により計測する他の直流地絡検出方式を用いることもできる。

また、この実施形態においては、図１及び図４に示すように、絶縁抵抗ＲＬ１（抵抗値もＲＬ１とする。）及び絶縁抵抗ＲＬ２（抵抗値もＲＬ２とする。）を、理解の便宜のため、それぞれ、主回路配線１Ｎと接地部（車体）間及び主回路配線２Ｎと接地部（車体）間に存在するように描いているが、これに限らず、燃料電池１４側の主回路配線１Ｐと接地部間（又は後述するインバータ２２の入力の主回路配線１Ｐと接地部間）、主回路配線２Ｐと接地部間、燃料電池１４（積層セルからなる）の途中のセルと接地部間、バッテリ１２（直列の組電池からなる）の途中の電池と接地部間、モータ１６の各相コイルと接地部間の絶縁抵抗を検出するように回路構成を変更することができる。

図４において、燃料電池１４が接続される第１主回路配線１Ｐ、１Ｎ間に、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２（第１スイッチ）の一端が接続され、スイッチＳＷ１の他端が地絡電流Ｉｉを計測する電流計５０に接続されている。電流計５０により計測された地絡電流Ｉｉは、ＥＣＵ４０に取り込まれる。スイッチＳＷ２の他端が抵抗値Ｒ１の第１検出抵抗１０１の一端に接続され、第１検出抵抗１０１の他端が接地部に接地される。ここで、接地部は、電位が変動しないので出力インピーダンスが一定と考えられる。

一方、バッテリ１２が接続される第２主回路配線２Ｐ、２Ｎ間に、スイッチＳＷ１１とスイッチＳＷ２１（第２スイッチ）の一端が接続され、スイッチＳＷ１１の他端が地絡電流Ｉｉを計測する電流計５０に接続されている。電流計５０により計測された地絡電流Ｉｉは、ＥＣＵ４０に取り込まれる。スイッチＳＷ２１の他端が抵抗値Ｒ１１の第２検出抵抗１１１の一端に接続され、第２検出抵抗１１１の他端が接地部に接地される。

スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ１１、ＳＷ２１は、スイッチ制御部としても機能するＥＣＵ４０からの動作信号Ｓａ（Ｓａ１、Ｓａ２）、Ｓｂ（Ｓｂ１、Ｓｂ２）により開閉が制御される。

次に、地絡検出部５１ｄｃ、５２ｄｃの動作について、地絡の誤検出を発生しない実施形態についての動作を、地絡の誤検出を発生する前提技術についての動作と対比しながらタイムチャートを参照して説明する。

誤検出が発生しない実施形態を説明するための図５のタイムチャートにおいて、時点ｔ１０〜時点１７の地絡検出期間Ｔｎｅｗ中、時点ｔ１０〜ｔ１３の期間でＥＣＵ４０からの動作信号Ｓａ（Ｓａ１，Ｓａ２）により第１地絡検出部５１ｄｃが作動して第１絶縁抵抗ＲＬ１が計測され、次に、時点ｔ１４〜時点ｔ１７の異なる動作タイミングの期間でＥＣＵ４０からの動作信号Ｓｂ（Ｓｂ１，Ｓｂ２）により第２地絡検出部５２ｄｃが作動して第２絶縁抵抗ＲＬ１が計測される。

ここで、理解の便宜のために、図５に示すように、第１及び第２絶縁抵抗ＲＬ１、ＲＬ２の値が同一であると仮定する。時点ｔ１０〜時点ｔ１１の間で、動作信号Ｓａ１によりスイッチＳＷ１が閉じられると、図６に示す経路で、絶縁抵抗ＲＬ１を通じて（１）式で示す電流Ｉｉ１１が流れ、電流計５０で計測され、ＥＣＵ４０のメモリに記憶される。
Ｅ１／ＲＬ１＝Ｉｉ１１ …（１）

次に、時点ｔ１２〜時点ｔ１３の間で、動作信号Ｓａ２によりスイッチＳＷ２が閉じられると、図７に示す経路で、第１絶縁抵抗ＲＬ１とこれに並列接続された第１検出抵抗１０１を通じて（２）式で示す電流Ｉｉ１２が流れ、電流計５０で計測され、ＥＣＵ４０のメモリに記憶される。なお、以下の式において、「//」は、並列接続を表す。
Ｅ１／（ＲＬ１//Ｒ１）＝Ｉｉ１２ …（２）

ＥＣＵ４０が、上記（１）、（２）式を第１絶縁抵抗ＲＬ１について解けば、（３）式で絶縁抵抗ＲＬ１を計測することができる。
ＲＬ１＝Ｒ１｛（Ｉｉ１２／Ｉｉ１１）−１｝ …（３）

地絡判定部３９は、計測した第１絶縁抵抗ＲＬ１、この実施形態では、図５に示すように並列抵抗値ＲＬ１//Ｒ１と、異常検出閾値Ｒｘとの大小比較し、並列抵抗値ＲＬ１//Ｒ１が異常検出閾値Ｒｘより大きい値である場合には正常、小さい値である場合には、異常と検出する。

同様にして、時点ｔ１０〜時点１７の地絡検出期間Ｔｎｅｗ中、動作タイミングの異なる時点ｔ１４〜ｔ１７の期間でＥＣＵ４０からの動作信号Ｓｂ（Ｓｂ１，Ｓｂ２）により第２地絡検出部５２ｄｃが作動して、上記（１）〜（３）式に対応する以下の（４）〜（６）式に基づき、第２絶縁抵抗ＲＬ２が計測され、地絡判定部３９により異常検知閾値Ｒｘとの大小判定がなされ、地絡の有無が検出される。
Ｅ２／ＲＬ２＝Ｉｉ２１ …（４）
Ｅ２／（ＲＬ２//Ｒ２）＝Ｉｉ２２ …（５）
ＲＬ２＝Ｒ２｛（Ｉｉ２２／Ｉｉ２１）−１｝ …（６）

なお、異常検知閾値Ｒｘは、第１非接地電源１４（電圧Ｅ１）と第２非接地電源１２（電圧Ｅ２、Ｅ２＜Ｅ１）とで、漏洩電流が同一値となる異なる値に決めてもよい。

一方、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ１１、ＳＷ２１が、ＥＣＵ４０により上述したように、統合的（統括的）に動作タイミングが制御されない場合には、図８の時点ｔ２〜ｔ３に示すように、全てのスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ１１、ＳＷ２１が閉じて（図９参照）、電流計５０に並列抵抗値Ｒ１//Ｒ１１//ＲＬ１//ＲＬ２に係る合成電流が流れる事態が発生し、この場合には、実際には、異常ではない場合であっても、図８に示すように、絶縁抵抗（合成の絶縁抵抗）が異常検知閾値Ｒｘより小さくなり、地絡が発生していると誤検出される。

次に、交流方式の第１及び第２地絡検出部５１ａｃ、５２ａｃの構成・動作について説明する。

図１０は、交流方式の地絡検出部５１ａｃ、５２ａｃの地絡検知システムの回路図を示している。

所定周波数の繰り返し方形波を発生する方形波発振器２０３は、一定の出力インピーダンス（例えば、出力にバッファを設けた低インピーダンス）で一定振幅の交流信号（繰り返し方形波信号）を発生する。

この交流信号は、第１地絡検出部５１ａｃを構成する第１検出抵抗２０１、カップリングコンデンサ１９１、及びスイッチＳＷ１０１（第１スイッチ）を通じて第１非接地電源１４に供給される構成とされる。

第１検出抵抗２０１とカップリングコンデンサ１９１との間の接続点に現れる波形（繰り返し方形波）が、ＥＣＵ４０の地絡判定部３９で検出される。

また、前記交流信号は、第２地絡検出部５２ａｃを構成する第２検出抵抗２０２、カップリングコンデンサ１９２、及びスイッチＳＷ１０２（第２スイッチ）を通じて第１非接地電源１４に供給される構成とされる。

この場合、第２検出抵抗２０２とカップリングコンデンサ１９２との間の接続点に現れる波形（繰り返し方形波）が、ＥＣＵ４０の地絡判定部３９で検出される。

交流方式は、特許文献２、３にも記載されているように、方形波発振器２０３をカップリングコンデンサ１９１又はカップリングコンデンサ１９２を通じて、第１非接地電源１４又は第２非接地電源１２に接続し、第１絶縁抵抗ＲＬ１又は第２絶縁抵抗ＲＬ２が低下すると、分圧信号（検出波形Ｄα又は検出波形Ｄβ）の波高値（ピークツーピーク値又は振幅）が低下することを利用して絶縁抵抗（地絡の有無）を検出している。

図１１の交流方式の動作説明に供されるタイムチャート中、右側の正常検出期間Ｔ３（第１地絡検出部５１ａｃを作動させ、第２地絡検出部５２ａｃを停止させている場合、すなわち、スイッチＳＷ２は開いたままの状態。）に示すように、動作信号ＳｃによりスイッチＳＷ１０１が開かれていると仮定すると、第１非接地電源１４に印加される交流信号の波高値は正常値となり、絶縁抵抗が高い場合には、時点ｔ５０〜ｔ５１間における検出波形Ｄαの振幅が異常検知閾値Ｗｘより大きくなり、検出結果が正常とされる。

その一方、絶縁抵抗が低くなっていた場合には、時点ｔ５２〜ｔ５３における検出波形Ｄαの振幅が異常検知閾値Ｗｘより小さくなり、異常（地絡）が検出される。第１地絡検出部５１ａｃを停止させ、第２地絡検出部５２ａｃを動作させた場合も同様であり、地絡の有無を正常に検出することができる。

このように、スイッチ制御部として機能するＥＣＵ４０が、第１スイッチＳＷ１０１を閉じているときに、第２スイッチＳＷ１０２を閉じることを禁止する一方、第２スイッチＳＷ１０２を閉じているときに第１スイッチＳＷ１０１が閉じる動作タイミングでの排他制御を行うことにより、地絡の有無を正常に検出することができる。

しかし、第１スイッチＳＷ１０１と第２スイッチＳＷ１０２の排他制御を行わない場合には、図７のタイムチャート中、左側の誤検出期間のＴ１、Ｔ２に示すように、第１及び第２スイッチＳＷ１０１、ＳＷ１０２が同時に閉じられた場合、図１２に示す閉経路ＣＡと閉経路ＣＢとで、検出点（第１検出抵抗２０１とカップリングコンデンサ１９２の接続点又は第２検出抵抗２０２とカップリングコンデンサ１９２の接続点）での検出波形Ｄα、Ｄβが同相になった場合には（検出期間Ｔ１）、第１非接地電源１４及び第２非接地電源１２に印加される波高値が倍になり、波高値が高いため、絶縁抵抗が低い値となっても検出波形は、異常検出閾値Ｗｘより大きいため（図１１参照）地絡を検出することができない（誤検出が発生する）。

同様に、検出点（第１検出抵抗２０１とカップリングコンデンサ１９２の接続点又は第２検出抵抗２０２とカップリングコンデンサ１９２の接続点）での波形が逆相になった場合には（検出期間Ｔ２）、第１非接地電源１４及び第２非接地電源１２に印加される波高値が０になってしまい、絶縁抵抗が高い正常な値であっても、検出波形は、異常検出閾値Ｗｘより小さくなるため地絡とする誤検出が発生する。

以上説明したように、上述した実施形態によれば、第１非接地電源１４と接地間の絶縁抵抗ＲＬ１を第１スイッチとしてのスイッチＳＷ２（ＳＷ１０１）を通じて第１検出抵抗１０１（２０１）の一端に接続し、第１検出抵抗１０１（２０１）の他端を接地部又は方形波発振器２０３（交流信号源）に接続し、スイッチＳＷ２（ＳＷ１０１）の開閉前後の回路インピーダンスの変化に基づき第１非接地電源１４の地絡を検出する第１地絡検出部５１ｄｃ（５１ａｃ）と、第２非接地電源１２と接地間の絶縁抵抗ＲＬ２を第２スイッチとしてのスイッチＳＷ２１（ＳＷ１０２）を通じて第２検出抵抗１１１（２０２）の一端に接続し、第２検出抵抗１１１（２０２）の他端を接地部（車体）又は方形波発振器２０３（交流信号源）に接続し、スイッチＳＷ２１（ＳＷ１０２）の開閉前後の回路インピーダンスの変化に基づき第２非接地電源１２の地絡を検出する第２地絡検出部５２ｄｃ（５２ａｃ）と、第１スイッチとしてのスイッチＳＷ２（ＳＷ１０１）を閉じているときに第２スイッチとしてのスイッチＳＷ１１（ＳＷ１０２）が閉じることを禁止し、第２スイッチとしてのスイッチＳＷ１１（ＳＷ１０２）を閉じているときに第１スイッチとしてのスイッチＳＷ２（ＳＷ１０１）が閉じることを禁止する排他制御を行うＥＣＵ４０（スイッチ制御部）と、を有する。

この実施形態によれば、異なる電圧Ｅ１、Ｅ２を発生する第１及び第２非接地電源１４、１２に対して、それぞれ第１及び第２地絡検出部５１、５２を設け、第１及び第２地絡検出部５１、５２の動作タイミングを重ならないようにしたので、地絡の誤検出の発生を防止することができる。

なお、この発明は、上述した実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、例えば、図１３の他の実施形態の全体構成図に示すように、インバータ２２の入力側に第３地絡検出部５３（５３ｄｃ又は５３ａｃ）を設け、ＥＣＵ４０によりタイミングをずらして第１〜第３地絡検出部５１〜５３を作動させて、第１〜第３絶縁抵抗ＲＬ１、ＲＬ２、ＲＬ３を計測する構成に変更する等、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…地絡検知システムを備える電気自動車
１２…第２非接地電源（バッテリ）１４…第１非接地電源（燃料電池）
３９…地絡判定部４０…ＥＣＵ
５１〜５３…第１〜第３地絡検出部

Claims

負荷と、前記負荷に電力を供給する電圧（Ｅ１）の第１非接地電源と、前記負荷と前記第１非接地電源との間に一方の入出力端子が接続されるコンバータと、前記コンバータの他方の入出力端子に接続され前記第１非接地電源より低電圧（Ｅ２（Ｅ２＜Ｅ１））の第２非接地電源と、を備える電気自動車において、
前記第１非接地電源と接地間の絶縁抵抗を第１スイッチを通じて第１検出抵抗の一端に接続し、前記第１検出抵抗の他端を接地部又は交流信号源に接続し、前記第１スイッチの開閉前後の回路インピーダンスの変化に基づき前記第１非接地電源の地絡を検出する第１地絡検出部と、
前記第２非接地電源と接地間の絶縁抵抗を第２スイッチを通じて第２検出抵抗の一端に接続し、前記第２検出抵抗の他端を接地部又は交流信号源に接続し、前記第２スイッチの開閉前後の回路インピーダンスの変化に基づき前記第２非接地電源の地絡を検出する第２地絡検出部と、
前記第１スイッチを閉じているときに前記第２スイッチが閉じることを禁止し、前記第２スイッチを閉じているときに前記第１スイッチが閉じることを禁止する排他制御を行うスイッチ制御部と、
を有することを特徴とする地絡検知システムを備える電気自動車。
請求項１記載の地絡検知システムを備える電気自動車において、
前記第１地絡検出部は、
前記第１検出抵抗と前記第１絶縁抵抗による前記交流信号の分圧信号に基づき前記第１非接地電源の地絡を検出する交流方式地絡検出部であり、
前記第２地絡検出部は、
前記第２検出抵抗と前記第２絶縁抵抗による前記交流信号の分圧信号に基づき前記第２非接地電源の地絡を検出する交流方式地絡検出部である
ことを特徴とする地絡検知システムを備える電気自動車。
請求項１記載の地絡検知システムを備える電気自動車において、
前記第１地絡検出部は、前記第１スイッチの開閉前後の回路インピーダンスの変化に基づく電圧変化又は電流変化を計測する直流方式地絡検出部であり、
前記第２地絡検出部は、前記第２スイッチングの開閉前後の回路インピーダンスの変化に基づく電圧変化又は電流変化を計測する直流方式地絡検出部である
ことを特徴とする地絡検知システムを備える電気自動車。