JP2013148474A - Insulation abnormality detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、絶縁異常検知装置に関するものである。 The present invention relates to an insulation abnormality detection device.
特許文献１においては、検出抵抗およびカップリングコンデンサを備え、自己診断時に検出抵抗とカップリングコンデンサとの間の接続点と接地間に自己診断用抵抗を接続し、検出抵抗とカップリングコンデンサとの間の接続点に現れる電圧値が基準値と異なる値になっていると検出抵抗の劣化または故障と判定する技術が開示されている。 In Patent Document 1, a detection resistor and a coupling capacitor are provided, and a self-diagnostic resistor is connected between a connection point between the detection resistor and the coupling capacitor and the ground at the time of self-diagnosis, and the detection resistor and the coupling capacitor are connected. A technique is disclosed in which when a voltage value appearing at a connection point between them is a value different from a reference value, it is determined that the detection resistor is degraded or failed.
ところが、この方法だとカップリングコンデンサより低圧側を見ているため、カップリングコンデンサ自体の異常を正確に検知できない。
本発明の目的は、カップリングコンデンサの異常を検出することができる絶縁異常検知装置を提供することにある。
However, with this method, since the low voltage side is seen from the coupling capacitor, the abnormality of the coupling capacitor itself cannot be accurately detected.
An object of the present invention is to provide an insulation abnormality detection device capable of detecting an abnormality of a coupling capacitor.
請求項１に記載の発明では、直流電源の接地ラインに設けられた絶縁抵抗の抵抗値の低下を検知する絶縁異常検知装置において、第１の電極に検出抵抗を介して発振回路から発振信号が入力されるカップリングコンデンサと、前記カップリングコンデンサの第２の電極に接続され、前記カップリングコンデンサの第２の電極が前記絶縁抵抗を介して接地された第１の状態と、前記カップリングコンデンサの第２の電極が擬似抵抗を介して接地された第２の状態に切替可能なスイッチと、前記スイッチにより前記第１の状態にしたときにおいて前記検出抵抗と前記カップリングコンデンサの間の接続点から取り出される信号から前記絶縁抵抗の抵抗値の低下を検知する第１の判定手段と、前記スイッチにより前記第２の状態にしたときにおいて前記検出抵抗と前記カップリングコンデンサの間の接続点から取り出される信号から前記発振回路と前記検出抵抗と前記カップリングコンデンサを含めた発振信号伝送系の異常を検出する第２の判定手段と、を備えたことを要旨とする。 According to the first aspect of the present invention, in the insulation abnormality detection device for detecting a decrease in the resistance value of the insulation resistance provided in the ground line of the DC power supply, an oscillation signal is transmitted from the oscillation circuit to the first electrode via the detection resistance. An input coupling capacitor; a first state connected to the second electrode of the coupling capacitor; and the second electrode of the coupling capacitor is grounded via the insulation resistance; and the coupling capacitor A switch that can be switched to a second state in which the second electrode of the first electrode is grounded via a pseudo resistor, and a connection point between the detection resistor and the coupling capacitor when the first state is set by the switch. A first determination means for detecting a decrease in the resistance value of the insulation resistance from a signal taken out from the signal, and when the second state is set by the switch Second determination means for detecting an abnormality of the oscillation signal transmission system including the oscillation circuit, the detection resistor, and the coupling capacitor from a signal extracted from a connection point between the detection resistor and the coupling capacitor; The summary is provided.
請求項１に記載の発明によれば、スイッチにより、カップリングコンデンサの第２の電極が絶縁抵抗を介して接地された第１の状態と、カップリングコンデンサの第２の電極が擬似抵抗を介して接地された第２の状態に切替可能となっている。第１の判定手段において、スイッチにより第１の状態にしたときにおいて検出抵抗とカップリングコンデンサの間の接続点から取り出される信号から絶縁抵抗の抵抗値の低下が検知される。また、第２の判定手段において、スイッチにより第２の状態にしたときにおいて検出抵抗とカップリングコンデンサの間の接続点から取り出される信号から発振回路と検出抵抗とカップリングコンデンサを含めた発振信号伝送系の異常が検出される。 According to the first aspect of the present invention, the first state where the second electrode of the coupling capacitor is grounded via the insulation resistance by the switch, and the second state of the coupling capacitor via the pseudo resistance. The second state can be switched to the grounded state. In the first determination means, when the switch is set to the first state, a decrease in the resistance value of the insulation resistance is detected from a signal extracted from a connection point between the detection resistor and the coupling capacitor. Further, in the second determination means, an oscillation signal transmission including an oscillation circuit, a detection resistor and a coupling capacitor from a signal taken out from a connection point between the detection resistor and the coupling capacitor when the second state is set by the switch. System abnormality is detected.
このようにして、カップリングコンデンサの異常を検出することができる。
請求項２に記載のように、請求項１に記載の絶縁異常検知装置において、前記第２の判定手段は、前記検出抵抗と前記カップリングコンデンサの間の接続点から取り出される信号の振幅が予め定めた範囲から外れると、前記発振回路と前記検出抵抗と前記カップリングコンデンサを含めた発振信号伝送系が異常であると判定するとよい。
In this way, an abnormality of the coupling capacitor can be detected.
According to a second aspect of the present invention, in the insulation abnormality detection device according to the first aspect, the second determination unit is configured such that the amplitude of a signal extracted from a connection point between the detection resistor and the coupling capacitor is in advance. When it is out of the predetermined range, it is preferable to determine that the oscillation signal transmission system including the oscillation circuit, the detection resistor, and the coupling capacitor is abnormal.
本発明によれば、カップリングコンデンサの異常を検出することができる。 According to the present invention, an abnormality of a coupling capacitor can be detected.
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、ハイブリッド車の走行モータの制御システムにおいて、車載バッテリ（二次電池）５０の正極端子と負極端子との間にはインバータ５１が接続され、インバータ５１には走行用モータ５２が接続されている。インバータ５１はスイッチング素子を具備しており、スイッチング素子のスイッチング動作により車載バッテリ５０による直流電力を交流電力に変換して走行用モータ５２に供給して走行用モータ５２を駆動する。本実施形態では、車載バッテリ５０に対する負荷がインバータ５１と走行用モータ５２により構成されている。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, in a travel motor control system for a hybrid vehicle, an inverter 51 is connected between a positive terminal and a negative terminal of an in-vehicle battery (secondary battery) 50, and the travel motor 52 is connected to the inverter 51. Is connected. The inverter 51 includes a switching element. The inverter 51 converts the DC power from the in-vehicle battery 50 into AC power by the switching operation of the switching element and supplies it to the traveling motor 52 to drive the traveling motor 52. In the present embodiment, the load on the in-vehicle battery 50 is configured by the inverter 51 and the traveling motor 52.
また、車載バッテリ５０の負極端子は絶縁抵抗５３を介して接地されている（ボディアースされている）。つまり、直流電源としての車載バッテリ５０の接地ラインに絶縁抵抗５３が設けられている。この絶縁抵抗５３の絶縁異常、即ち、抵抗値の低下を検知するために絶縁異常検知装置１０が設けられている。 Further, the negative terminal of the in-vehicle battery 50 is grounded via the insulation resistor 53 (body grounded). That is, the insulation resistor 53 is provided on the ground line of the in-vehicle battery 50 as a DC power source. In order to detect an insulation abnormality of the insulation resistance 53, that is, a decrease in the resistance value, an insulation abnormality detection device 10 is provided.
絶縁異常検知装置１０は、電池監視ユニット２０を備えており、電池監視ユニット２０の接続端子２１は車載バッテリ５０の負極端子と接続されている。つまり、電池監視ユニット２０の接続端子２１は絶縁抵抗５３を介して接地されている（ボディアースされている）。 The insulation abnormality detection device 10 includes a battery monitoring unit 20, and the connection terminal 21 of the battery monitoring unit 20 is connected to the negative terminal of the in-vehicle battery 50. That is, the connection terminal 21 of the battery monitoring unit 20 is grounded via the insulation resistor 53 (body grounded).
電池監視ユニット２０は絶縁抵抗低下検出器３０とマイコン４０を備えている。絶縁抵抗低下検出器３０は発振回路３１と検出抵抗３２とカップリングコンデンサ３３と擬似抵抗３４とフィルタ回路３５とスイッチ３６を備えている。マイコン４０はＡ／Ｄコンバータ４１とＣＰＵ４２を備えている。 The battery monitoring unit 20 includes an insulation resistance drop detector 30 and a microcomputer 40. The insulation resistance drop detector 30 includes an oscillation circuit 31, a detection resistor 32, a coupling capacitor 33, a pseudo resistor 34, a filter circuit 35, and a switch 36. The microcomputer 40 includes an A / D converter 41 and a CPU 42.
電池監視ユニット２０の接続端子２２は外部において接地されている（ボディアースされている）。電池監視ユニット２０の内部において接続端子２２には発振回路３１が接続されている。また、電池監視ユニット２０の内部において発振回路３１の信号出力端子には検出抵抗３２が接続されている。そして、マイコン４０のＣＰＵ４２からの発振指令により発振回路３１が駆動して、発振回路３１の信号出力端子から発振信号としての低周波信号が出力されるようになっている。 The connection terminal 22 of the battery monitoring unit 20 is grounded outside (body grounded). An oscillation circuit 31 is connected to the connection terminal 22 inside the battery monitoring unit 20. In addition, a detection resistor 32 is connected to the signal output terminal of the oscillation circuit 31 inside the battery monitoring unit 20. The oscillation circuit 31 is driven by an oscillation command from the CPU 42 of the microcomputer 40, and a low frequency signal as an oscillation signal is output from the signal output terminal of the oscillation circuit 31.
カップリングコンデンサ３３は、低圧側電極である第１の電極が検出抵抗３２を介して発振回路３１と接続され、発振回路３１から発振信号としての低周波信号が入力される。当該低周波信号はカップリングコンデンサ３３を通過する。具体的には、発振回路３１から出力される低周波信号の周波数が、例えば、１〜３Ｈｚであり、この帯域の低周波信号がカップリングコンデンサ３３を通過するようになっている。 The coupling capacitor 33 has a first electrode which is a low voltage side electrode connected to the oscillation circuit 31 via the detection resistor 32, and a low frequency signal as an oscillation signal is input from the oscillation circuit 31. The low frequency signal passes through the coupling capacitor 33. Specifically, the frequency of the low frequency signal output from the oscillation circuit 31 is, for example, 1 to 3 Hz, and the low frequency signal in this band passes through the coupling capacitor 33.
カップリングコンデンサ３３における高圧側電極である第２の電極はスイッチ３６の可動接点３６ａを介して電池監視ユニット２０の接続端子２１と接続可能となっている。スイッチ３６は固定接点３６ｂと固定接点３６ｃを有している。可動接点３６ａは固定接点３６ｂまたは固定接点３６ｃと選択的に接続可能となっている。スイッチ３６の固定接点３６ｂが電池監視ユニット２０の接続端子２１と接続されている。スイッチ３６の固定接点３６ｃが擬似抵抗３４の一端と接続されている。 The second electrode, which is the high-voltage side electrode in the coupling capacitor 33, can be connected to the connection terminal 21 of the battery monitoring unit 20 via the movable contact 36 a of the switch 36. The switch 36 has a fixed contact 36b and a fixed contact 36c. The movable contact 36a can be selectively connected to the fixed contact 36b or the fixed contact 36c. A fixed contact 36 b of the switch 36 is connected to the connection terminal 21 of the battery monitoring unit 20. A fixed contact 36 c of the switch 36 is connected to one end of the pseudo resistor 34.
擬似抵抗３４の他端は電池監視ユニット２０の接続端子２２を介して外部において接地されている（ボディアースされている）。
スイッチ３６は可動接点３６ａの動作により、カップリングコンデンサ３３と電池監視ユニット２０の接続端子２１が接続された状態（図２参照）、あるいは、カップリングコンデンサ３３と擬似抵抗３４とが接続された状態（図１参照）に切り替えることができるようになっている。
The other end of the pseudo resistor 34 is grounded externally (body grounded) via the connection terminal 22 of the battery monitoring unit 20.
The switch 36 is in a state in which the coupling capacitor 33 and the connection terminal 21 of the battery monitoring unit 20 are connected by the operation of the movable contact 36a (see FIG. 2) or in a state in which the coupling capacitor 33 and the pseudo resistor 34 are connected. (See FIG. 1).
このように、スイッチ３６はカップリングコンデンサ３３の第２の電極（高圧側電極）に接続され、第１の状態と、第２の状態に切替可能である。第１の状態では、カップリングコンデンサ３３の第２の電極（高圧側電極）が絶縁抵抗５３を介して接地される。第２の状態では、カップリングコンデンサ３３の第２の電極（高圧側電極）が擬似抵抗３４を介して接地される。つまり、カップリングコンデンサ３３から見て高圧側（車載バッテリ５０側）にスイッチ３６と擬似抵抗３４を設けてスイッチ３６で擬似抵抗３４とバッテリ端とを切り替え可能となっている。そして、スイッチ３６で擬似抵抗３４側に接続することにより、擬似的に絶縁させると同時に車載バッテリ５０との接続を遮断させる構造となっている。 As described above, the switch 36 is connected to the second electrode (high-voltage side electrode) of the coupling capacitor 33 and can be switched between the first state and the second state. In the first state, the second electrode (high voltage side electrode) of the coupling capacitor 33 is grounded via the insulation resistor 53. In the second state, the second electrode (high voltage side electrode) of the coupling capacitor 33 is grounded via the pseudo resistor 34. That is, the switch 36 and the pseudo resistor 34 are provided on the high voltage side (the vehicle-mounted battery 50 side) when viewed from the coupling capacitor 33, and the pseudo resistor 34 and the battery end can be switched by the switch 36. The switch 36 is connected to the pseudo-resistor 34 so that the pseudo-insulation is performed and at the same time the connection with the in-vehicle battery 50 is cut off.
検出抵抗３２とカップリングコンデンサ３３との間の接続点Ａはフィルタ回路３５を介してマイコン４０のＡ／Ｄコンバータ４１と接続されている。フィルタ回路３５はローパスフィルタあるいはバンドパスフィルタであり、ノイズを除去するためのものである。 A connection point A between the detection resistor 32 and the coupling capacitor 33 is connected to the A / D converter 41 of the microcomputer 40 via the filter circuit 35. The filter circuit 35 is a low-pass filter or a band-pass filter, and is for removing noise.
接続点Ａでの電圧（信号）がフィルタ回路３５を介してＡ／Ｄコンバータ４１に入力され、Ａ／Ｄコンバータ４１においてアナログ値からデジタル値に変換される。Ａ／Ｄコンバータ４１にはＣＰＵ４２が接続され、ＣＰＵ４２はＡ／Ｄコンバータ４１からＡ／Ｄ変換後の信号を取り込むようになっている。そして、ＣＰＵ４２は、取り込んだ信号の振幅から異常の有無を判定する。 A voltage (signal) at the connection point A is input to the A / D converter 41 via the filter circuit 35, and is converted from an analog value to a digital value by the A / D converter 41. A CPU 42 is connected to the A / D converter 41, and the CPU 42 takes in signals after A / D conversion from the A / D converter 41. And CPU42 determines the presence or absence of abnormality from the amplitude of the taken-in signal.
また、マイコン４０のＣＰＵ４２にはイグニッションスイッチ操作信号が送られてくる。マイコン４０にはシステムＥＣＵ６０が接続され、マイコン４０のＣＰＵ４２から、異常検出信号が電池監視ユニット２０の外部のシステムＥＣＵ６０に対し出力されるようになっている。 Further, an ignition switch operation signal is sent to the CPU 42 of the microcomputer 40. A system ECU 60 is connected to the microcomputer 40, and an abnormality detection signal is output from the CPU 42 of the microcomputer 40 to the system ECU 60 outside the battery monitoring unit 20.
次に、このように構成した絶縁異常検知装置１０の作用について説明する。
まず、絶縁抵抗５３の異常（抵抗値の低下）を検知する絶縁異常検知動作について説明する。
Next, the operation of the insulation abnormality detection device 10 configured as described above will be described.
First, an insulation abnormality detection operation for detecting an abnormality of the insulation resistance 53 (a decrease in resistance value) will be described.
ＣＰＵ４２は、スイッチ切替指令をスイッチ３６に送り、図２に示すように、スイッチ３６の可動接点３６ａと固定接点３６ｂを接続する。即ち、カップリングコンデンサ３３と車載バッテリ５０の負極端（絶縁抵抗５３）とが接続され、カップリングコンデンサ３３が絶縁抵抗５３を介して接地された状態にする。一方、ＣＰＵ４２は発振回路３１に対し発振指令を送り、発振回路３１から低周波信号を出力させる。図３（ａ）には発振信号としての低周波信号を示し、低周波信号は０ボルトと５ボルトの間で変化する矩形信号である。即ち、振幅が５ボルトの信号である。 The CPU 42 sends a switch switching command to the switch 36, and connects the movable contact 36a and the fixed contact 36b of the switch 36 as shown in FIG. That is, the coupling capacitor 33 is connected to the negative terminal (insulation resistor 53) of the in-vehicle battery 50, and the coupling capacitor 33 is grounded via the insulation resistor 53. On the other hand, the CPU 42 sends an oscillation command to the oscillation circuit 31 and causes the oscillation circuit 31 to output a low frequency signal. FIG. 3A shows a low-frequency signal as an oscillation signal, and the low-frequency signal is a rectangular signal that changes between 0 and 5 volts. That is, the signal has an amplitude of 5 volts.
この低周波信号が検出抵抗３２を介してカップリングコンデンサ３３に向かって送られる。接続点Ａでの電圧（信号）がフィルタ回路３５によりノイズ成分が除去された後にＡ／Ｄコンバータ４１に送られ、Ａ／Ｄコンバータ４１によりアナログ信号からデジタル信号に変換された後にＣＰＵ４２に取り込まれる。この取り込んだ信号に基づいて、即ち、接続点Ａから取り出される信号からＣＰＵ４２は、絶縁抵抗５３における絶縁異常の検知（抵抗値の低下検知）を行う。 This low frequency signal is sent to the coupling capacitor 33 via the detection resistor 32. The voltage (signal) at the connection point A is sent to the A / D converter 41 after the noise component is removed by the filter circuit 35, converted from an analog signal to a digital signal by the A / D converter 41, and then taken into the CPU 42. . Based on the acquired signal, that is, from the signal extracted from the connection point A, the CPU 42 detects an insulation abnormality in the insulation resistance 53 (detects a decrease in resistance value).
具体的には、ＣＰＵ４２は、図３（ｂ）に示すように、接続点Ａでの電圧（信号）が４ボルト程度であると、絶縁抵抗５３の抵抗値が低下しておらず正常であると判定する。
一方、マイコン４０のＣＰＵ４２は接続点Ａでの電圧（信号）が正常時の振幅（４ボルト）に対し図３（ｃ）に示すように振幅が小さいと（例えば２ボルト以下であると）、絶縁抵抗５３が異常である（抵抗値が低下したと）と判定する。
Specifically, as shown in FIG. 3B, when the voltage (signal) at the connection point A is about 4 volts, the CPU 42 is normal because the resistance value of the insulation resistance 53 is not lowered. Is determined.
On the other hand, when the voltage (signal) at the connection point A is small as shown in FIG. 3C with respect to the amplitude (4 volts) when the voltage at the connection point A is normal (for example, 2 volts or less), It is determined that the insulation resistance 53 is abnormal (the resistance value has decreased).
ＣＰＵ４２は、絶縁抵抗５３の異常（抵抗値の低下）を検知すると、異常検出信号を外部のシステムＥＣＵ６０に出力する。
次に、発振回路３１と検出抵抗３２とカップリングコンデンサ３３を含めた発振信号伝送系の異常の検出（自己診断）動作について説明する。
When detecting an abnormality of the insulation resistance 53 (decrease in resistance value), the CPU 42 outputs an abnormality detection signal to the external system ECU 60.
Next, an abnormality detection (self-diagnosis) operation of the oscillation signal transmission system including the oscillation circuit 31, the detection resistor 32, and the coupling capacitor 33 will be described.
イグニッションスイッチがオン操作されると、ＣＰＵ４２は、スイッチ切替指令をスイッチ３６に送り、図１に示すように、スイッチ３６でカップリングコンデンサ３３と擬似抵抗３４とが接続された状態にする。即ち、カップリングコンデンサ３３が擬似抵抗３４を介して接地された状態にする。一方、ＣＰＵ４２は発振回路３１に対し発振指令を送り、発振回路３１から低周波信号を出力させる。図４（ａ）に示したように発振信号としての低周波信号は図３（ａ）と同様に０ボルトと５ボルトの間で変化する矩形信号であり、振幅が５ボルトの信号である。 When the ignition switch is turned on, the CPU 42 sends a switch switching command to the switch 36 so that the coupling capacitor 33 and the pseudo resistor 34 are connected by the switch 36 as shown in FIG. That is, the coupling capacitor 33 is grounded via the pseudo resistor 34. On the other hand, the CPU 42 sends an oscillation command to the oscillation circuit 31 and causes the oscillation circuit 31 to output a low frequency signal. As shown in FIG. 4A, the low-frequency signal as the oscillation signal is a rectangular signal that changes between 0 and 5 volts as in FIG. 3A, and is an amplitude signal of 5 volts.
この低周波信号が検出抵抗３２を介してカップリングコンデンサ３３に向かって送られる。接続点Ａでの電圧（信号）がフィルタ回路３５によりノイズ成分が除去された後にＡ／Ｄコンバータ４１に送られ、Ａ／Ｄコンバータ４１によりアナログ信号からデジタル信号に変換された後にＣＰＵ４２に取り込まれる。この取り込んだ信号に基づいて、即ち、接続点Ａから取り出される信号からＣＰＵ４２は、発振回路３１と検出抵抗３２とカップリングコンデンサ３３を含めた発振信号伝送系の異常を検出する（自己診断を行う）。 This low frequency signal is sent to the coupling capacitor 33 via the detection resistor 32. The voltage (signal) at the connection point A is sent to the A / D converter 41 after the noise component is removed by the filter circuit 35, converted from an analog signal to a digital signal by the A / D converter 41, and then taken into the CPU 42. . Based on the acquired signal, that is, from the signal extracted from the connection point A, the CPU 42 detects an abnormality in the oscillation signal transmission system including the oscillation circuit 31, the detection resistor 32, and the coupling capacitor 33 (performs self-diagnosis). ).
具体的には、ＣＰＵ４２は、図４（ｂ）に示すように、接続点Ａでの電圧（信号）が０ボルトと４ボルトの間で変化する信号であったならば、即ち、カップリングコンデンサ３３に対応する所定振幅となっていたならば、発振回路３１と検出抵抗３２とカップリングコンデンサ３３を含めた発振信号伝送系が正常と判定する。このように、マイコン４０のＣＰＵ４２は図４（ｂ）のように、接続点Ａでの電圧（信号）の振幅が４ボルト程度であると、正常であると判定する。 Specifically, as shown in FIG. 4B, the CPU 42 determines that the voltage (signal) at the connection point A is a signal changing between 0 and 4 volts, that is, a coupling capacitor. If the amplitude is a predetermined amplitude corresponding to 33, it is determined that the oscillation signal transmission system including the oscillation circuit 31, the detection resistor 32, and the coupling capacitor 33 is normal. As described above, the CPU 42 of the microcomputer 40 determines that the amplitude of the voltage (signal) at the connection point A is about 4 volts as shown in FIG.
また、マイコン４０のＣＰＵ４２は図４（ｃ）に示すように、接続点Ａでの電圧（信号）がゼロボルトで推移すると、発振回路３１と検出抵抗３２とカップリングコンデンサ３３を含めた発振信号伝送系が異常であると判定する。具体的には、例えば、発振回路３１が故障して発振回路３１において発振しない（停止した）、あるいは、検出抵抗３２が断線（オープン）した場合が考えられる。 As shown in FIG. 4C, the CPU 42 of the microcomputer 40 transmits an oscillation signal including the oscillation circuit 31, the detection resistor 32, and the coupling capacitor 33 when the voltage (signal) at the connection point A changes at zero volts. It is determined that the system is abnormal. Specifically, for example, it is conceivable that the oscillation circuit 31 fails and does not oscillate (stop) in the oscillation circuit 31, or the detection resistor 32 is disconnected (open).
マイコン４０のＣＰＵ４２は図４（ｄ）に示すように、接続点Ａでの電圧（信号）の振幅が５ボルトに張り付いた状態であると、検出抵抗３２が短絡（ショート）したと判定する。 As shown in FIG. 4D, the CPU 42 of the microcomputer 40 determines that the detection resistor 32 is short-circuited if the amplitude of the voltage (signal) at the connection point A is stuck to 5 volts. .
マイコン４０のＣＰＵ４２は図４（ｅ）のように、接続点Ａでの電圧（信号）の振幅が４．５ボルト程度あると、カップリングコンデンサ３３が開放（オープン；切断）されていると判定する。 As shown in FIG. 4E, the CPU 42 of the microcomputer 40 determines that the coupling capacitor 33 is opened (opened; disconnected) when the amplitude of the voltage (signal) at the connection point A is about 4.5 volts. To do.
マイコン４０のＣＰＵ４２は図４（ｆ）のように接続点Ａでの電圧（信号）の振幅が３．５ボルト程度あると、カップリングコンデンサ３３がショート（短絡）していると判定する。 The CPU 42 of the microcomputer 40 determines that the coupling capacitor 33 is short-circuited when the amplitude of the voltage (signal) at the connection point A is about 3.5 volts as shown in FIG.
より具体的には、例えば、接続点Ａから取り出される信号の振幅が予め定めた範囲（例えば３．８〜４．２ボルトの範囲）から外れると、発振回路３１と検出抵抗３２とカップリングコンデンサ３３を含めた発振信号伝送系が異常であると判定する。 More specifically, for example, when the amplitude of the signal extracted from the connection point A is out of a predetermined range (for example, a range of 3.8 to 4.2 volts), the oscillation circuit 31, the detection resistor 32, and the coupling capacitor It is determined that the oscillation signal transmission system including 33 is abnormal.
ＣＰＵ４２は異常が発生したと判定すると、異常検出信号を外部のシステムＥＣＵ６０に出力する。
このようにして、電池監視ユニット２０で絶縁抵抗５３の異常（抵抗値の低下）を検出する絶縁異常検知装置において、カップリングコンデンサ３３の高圧側（車載バッテリ５０側）にスイッチ３６と擬似抵抗３４を設けている。そして、擬似的に絶縁させると同時に、即ち、擬似抵抗３４をカップリングコンデンサ３３と接地端子（２２）と間に接続すると同時に、車載バッテリ５０との接続を遮断させるようにした。これにより、車載バッテリ５０側とは遮断しているため、車載バッテリ５０側からのインバータのノイズ等の影響を受けることなく、正確にカップリングコンデンサ３３を含めた絶縁抵抗低下検出器３０の異常を検知することができる。
If the CPU 42 determines that an abnormality has occurred, it outputs an abnormality detection signal to the external system ECU 60.
In this way, in the insulation abnormality detection device that detects the abnormality (decrease in resistance value) of the insulation resistance 53 by the battery monitoring unit 20, the switch 36 and the pseudo resistance 34 are connected to the high voltage side (the vehicle battery 50 side) of the coupling capacitor 33. Is provided. At the same time as the pseudo insulation, that is, the pseudo resistor 34 is connected between the coupling capacitor 33 and the ground terminal (22), the connection with the in-vehicle battery 50 is interrupted. Thereby, since it is cut off from the in-vehicle battery 50 side, the abnormality of the insulation resistance lowering detector 30 including the coupling capacitor 33 can be accurately detected without being affected by the noise of the inverter from the in-vehicle battery 50 side. Can be detected.
以上のごとく本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）スイッチ３６は、カップリングコンデンサ３３の第２の電極（高圧側電極）が絶縁抵抗５３を介して接地される第１の状態と、カップリングコンデンサ３３の第２の電極（高圧側電極）が擬似抵抗３４を介して接地される第２の状態に切替可能である。第１の判定手段としてのＣＰＵ４２において、スイッチ３６により第１の状態にしたときにおいて検出抵抗３２とカップリングコンデンサ３３の間の接続点Ａから取り出される信号から絶縁抵抗５３の抵抗値の低下を検知する。また、第２の判定手段としてのＣＰＵ４２において、スイッチ３６により第２の状態にしたときにおいて検出抵抗３２とカップリングコンデンサ３３の間の接続点Ａから取り出される信号から発振回路３１と検出抵抗３２とカップリングコンデンサ３３を含めた発振信号伝送系の異常を検出する。
As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The switch 36 includes a first state in which the second electrode (high voltage side electrode) of the coupling capacitor 33 is grounded via the insulation resistor 53, and a second electrode (high voltage side electrode) of the coupling capacitor 33. ) Can be switched to the second state of being grounded via the pseudo resistor 34. In the CPU 42 as the first determination means, a decrease in the resistance value of the insulation resistor 53 is detected from a signal taken out from the connection point A between the detection resistor 32 and the coupling capacitor 33 when the switch 36 is set to the first state. To do. Further, in the CPU 42 as the second determination means, the oscillation circuit 31 and the detection resistor 32 are obtained from a signal extracted from the connection point A between the detection resistor 32 and the coupling capacitor 33 when the switch 36 is switched to the second state. Abnormality of the oscillation signal transmission system including the coupling capacitor 33 is detected.
よって、正確にカップリングコンデンサ３３を含めた自己診断を行うことができる。つまり、カップリングコンデンサ３３の異常を検出することができる。
（２）第２の判定手段としてのＣＰＵ４２は、検出抵抗３２とカップリングコンデンサ３３の間の接続点Ａから取り出される信号の振幅が予め定めた範囲から外れると、発振回路３１と検出抵抗３２とカップリングコンデンサ３３を含めた発振信号伝送系が異常であると判定するので、正確に異常判定することができる。
Therefore, the self-diagnosis including the coupling capacitor 33 can be performed accurately. That is, the abnormality of the coupling capacitor 33 can be detected.
(2) When the amplitude of the signal extracted from the connection point A between the detection resistor 32 and the coupling capacitor 33 deviates from a predetermined range, the CPU 42 as the second determination unit determines whether the oscillation circuit 31 and the detection resistor 32 Since it is determined that the oscillation signal transmission system including the coupling capacitor 33 is abnormal, it is possible to accurately determine the abnormality.
（３）自己診断の際、スイッチ３６は図１に示す状態となっており、車載バッテリ５０とは遮断しているため、車載バッテリ５０側からのインバータのノイズ等の影響を受けない。 (3) At the time of self-diagnosis, the switch 36 is in the state shown in FIG. 1 and is disconnected from the in-vehicle battery 50, so that it is not affected by inverter noise or the like from the in-vehicle battery 50 side.
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
・上記実施形態ではＣＰＵ４２においてＡ／Ｄコンバータ４１の出力信号から振幅を求め、この振幅から異常の有無を判定してシステムＥＣＵ６０に異常検出信号を出力した。これに代わり、ＣＰＵ４２においてＡ／Ｄコンバータ４１の出力信号から振幅を求め、この振幅をシステムＥＣＵ６０に出力し、システムＥＣＵ６０において振幅から異常の有無を判定してもよい。
The embodiment is not limited to the above, and may be embodied as follows, for example.
In the above embodiment, the CPU 42 obtains the amplitude from the output signal of the A / D converter 41, determines the presence or absence of abnormality from this amplitude, and outputs the abnormality detection signal to the system ECU 60. Instead, the CPU 42 may obtain the amplitude from the output signal of the A / D converter 41, output the amplitude to the system ECU 60, and the system ECU 60 may determine whether there is an abnormality from the amplitude.
・フィルタ回路３５は無くてもよい。
・負荷はインバータ５１と走行用モータ５２であったが、これに限定されるものではない。
The filter circuit 35 may not be provided.
-Although load was the inverter 51 and the motor 52 for driving | running | working, it is not limited to this.
・発振回路３１から矩形波を出力したが、正弦波等であってもよい。 -Although the rectangular wave was output from the oscillation circuit 31, a sine wave etc. may be sufficient.
１０…絶縁異常検出装置、２０…電池監視ユニット、３０…絶縁抵抗低下検出器、３１…発振回路、３２…検出抵抗、３３…カップリングコンデンサ、３４…擬似抵抗、３６…スイッチ、４２…ＣＰＵ、５０…車載バッテリ、５１…インバータ、５２…走行モータ、５３…絶縁抵抗。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Insulation abnormality detection apparatus, 20 ... Battery monitoring unit, 30 ... Insulation resistance fall detector, 31 ... Oscillation circuit, 32 ... Detection resistance, 33 ... Coupling capacitor, 34 ... Pseudo resistance, 36 ... Switch, 42 ... CPU, 50: On-board battery, 51: Inverter, 52: Traveling motor, 53: Insulation resistance.
Claims (2)
第１の電極に検出抵抗を介して発振回路から発振信号が入力されるカップリングコンデンサと、
前記カップリングコンデンサの第２の電極に接続され、前記カップリングコンデンサの第２の電極が前記絶縁抵抗を介して接地された第１の状態と、前記カップリングコンデンサの第２の電極が擬似抵抗を介して接地された第２の状態に切替可能なスイッチと、
前記スイッチにより前記第１の状態にしたときにおいて前記検出抵抗と前記カップリングコンデンサの間の接続点から取り出される信号から前記絶縁抵抗の抵抗値の低下を検知する第１の判定手段と、
前記スイッチにより前記第２の状態にしたときにおいて前記検出抵抗と前記カップリングコンデンサの間の接続点から取り出される信号から前記発振回路と前記検出抵抗と前記カップリングコンデンサを含めた発振信号伝送系の異常を検出する第２の判定手段と、
を備えたことを特徴とする絶縁異常検知装置。 In the insulation abnormality detection device that detects a decrease in the resistance value of the insulation resistance provided in the ground line of the DC power supply,
A coupling capacitor in which an oscillation signal is input from the oscillation circuit to the first electrode via a detection resistor;
A first state in which the second electrode of the coupling capacitor is connected to the second electrode, and the second electrode of the coupling capacitor is grounded via the insulation resistance; and the second electrode of the coupling capacitor is a pseudo-resistance A switch that is switchable to a second state grounded via
First determination means for detecting a decrease in the resistance value of the insulation resistance from a signal extracted from a connection point between the detection resistor and the coupling capacitor when the switch is in the first state;
An oscillation signal transmission system including the oscillation circuit, the detection resistor, and the coupling capacitor from a signal extracted from a connection point between the detection resistor and the coupling capacitor when the switch is set to the second state. A second determination means for detecting an abnormality;
An insulation abnormality detection device characterized by comprising:
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