JP2015087217A - 漏電検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】直流電源とグランドとの間の絶縁抵抗が大きい場合でも、カップリングコンデンサの短絡を検出することが可能な漏電検出装置を提供する。【解決手段】直流電源Ｂの漏電を検出する漏電検出装置１００において、カップリングコンデンサＣＩと直流電源Ｂとの接続点Ｐ３と、グランドＧとの間に、抵抗ＲＸ、コンデンサＣＸ、およびトランジスタＱの直列回路を設ける。制御部１０は、交流信号を出力している状態で、トランジスタＱのオフ時に電圧検出部２が検出した交流電圧Ｖ２のピーク値と、トランジスタＱのオン時に電圧検出部２が検出した交流電圧Ｖ２のピーク値との差を演算し、その差があらかじめ設定した閾値より大きい場合に、カップリングコンデンサＣＩが短絡したと判定し、当該判定結果を出力する。【選択図】図１

Description

本発明は、直流電源の漏電を検出するために用いられる漏電検出装置に関する。

たとえば、電気自動車においては、モータや車載機器を駆動するための高電圧の直流電源が搭載される。この直流電源は、グランドに接地されている車体と電気的に絶縁されている。しかしながら、何らかの原因により、直流電源と車体との間で絶縁不良や短絡等が発生した場合、直流電源からグランドへ至る経路に電流が流れ、漏電が生じる。そこで、この漏電を検出するための漏電検出装置が、直流電源に付設される（特許文献１〜６参照）。

一般に、矩形波などの交流信号を直流電源と車体との間に印加して漏電を検出する、交流式の漏電検出装置においては、直流電源と漏電検出装置との間を直流的に分離するためのカップリングコンデンサが設けられる。特許文献１〜３では、このカップリングコンデンサの短絡を検出する方法が提案されている。

また、漏電検出装置には、漏電検出を正常に行えるか否かをチェックすることができる、いわゆる自己診断機能を備えたものや、漏電検出装置と直流電源とを接続するケーブルの断線を検出できる断線検出機能を備えたものがある。特許文献４には、自己診断機能を備えた漏電検出装置が記載されている。特許文献５には、断線検出機能を備えた漏電検出装置が記載されている。

特許文献６には、交流信号として正弦波を用いた漏電検出装置が記載されている。図５は、特許文献６の漏電検出装置を示している。漏電検出装置１０１は、発振回路１１１、抵抗１１２、カップリングコンデンサ１１３、電圧検出部１１４、電圧検出部１１５、および演算部１１６を備えている。電圧検出部１１４は抵抗１１２の一端の電圧Ｖ１を検出し、電圧検出部１１５は抵抗１１２の他端の電圧Ｖ２を検出する。電圧検出部１１４、１１５で検出された電圧Ｖ１、Ｖ２は、演算部１１６に与えられる。演算部１１６は、電圧Ｖ１と電圧Ｖ２の振幅比および位相差に基づいて、直流電源１２１とグランドＧとの間の漏電を検出する。１３１は、直流電源１２１とグランドＧとの間の絶縁抵抗、１３２は、直流電源１２１とグランドＧとの間の浮遊容量である。

この漏電検出装置１０１において、自己診断時に、発振回路１１１の出力電圧をカップリングコンデンサ１１３に印加したときの、電圧検出部１１５で検出されるＰ点の電圧の直流成分に基づいて、カップリングコンデンサ１１３の短絡の有無を診断することができる。詳しくは、カップリングコンデンサ１１３が短絡していない正常時には、カップリングコンデンサ１１３によって、抵抗１１２と絶縁抵抗１３１とが直流的に絶縁されているので、Ｐ点には一定以上の電圧（直流成分）が現われる。これに対して、カップリングコンデンサ１１３が短絡している場合は、Ｐ点が抵抗１１２と絶縁抵抗１３１との分圧点となるので、Ｐ点の電圧が減少する。そこで、正常時のＰ点の電圧を基準電圧として記憶しておき、自己診断時に検出されたＰ点の電圧が基準電圧より減少している場合に、カップリングコンデンサ１１３が短絡したと判定する。

特開２００５−９１２２４号公報 特開２００５−１１４４９７号公報 特開２００９−５３１３３号公報 特開２００５−１２７８２１号公報 特開２０１２−２４２３３０号公報 特開２０１２−３７２７８号公報

図５の漏電検出装置１０１では、絶縁抵抗１３１の抵抗値が小さい場合（たとえば１００ＫΩ〜５００ＫΩ）には、上記のようにしてカップリングコンデンサ１１３の短絡を検出することができる。しかし、絶縁抵抗１３１の抵抗値が非常に大きい場合（たとえば１０ＭΩ〜１００ＭΩ）は、カップリングコンデンサ１１３が短絡した場合と短絡していない場合とで、Ｐ点の電圧に殆ど差が生じなくなる。このため、Ｐ点の電圧に基づくカップリングコンデンサ１１３の短絡検出が不可能となる。

本発明の課題は、直流電源とグランドとの間の絶縁抵抗が大きい場合でも、カップリングコンデンサの短絡を検出することが可能な漏電検出装置を提供することにある。

本発明に係る漏電検出装置は、所定の波形の信号を生成し出力する信号出力手段と、この信号出力手段と直流電源との間に設けられ、これらを直流的に絶縁するカップリングコンデンサを構成する第１コンデンサと、信号出力手段からの出力信号が第１コンデンサに印加されている状態で、第１コンデンサと信号出力手段との間の所定箇所の電圧を検出する電圧検出手段と、この電圧検出手段が検出した電圧に基づいて、直流電源の漏電を検出する漏電検出手段とを備える。第１コンデンサと直流電源との接続点と、グランドとの間には、抵抗、第２コンデンサ、およびスイッチの直列回路が設けられる。また、スイッチをオンおよびオフさせて、第１コンデンサの短絡を検出する第１短絡検出手段をさらに備える。第１短絡検出手段は、信号出力手段が交流信号を出力している状態で、スイッチのオフ時に電圧検出手段が検出した交流電圧のピーク値と、スイッチのオン時に電圧検出手段が検出した交流電圧のピーク値との差を演算し、その差があらかじめ設定した閾値より大きい場合に、第１コンデンサが短絡したと判定し、当該判定結果を出力する。

後述するように、電圧検出手段が検出した交流電圧のピーク値は、第１コンデンサであるカップリングコンデンサが短絡している場合と短絡していない場合とで、大きさが異なる。また、第１コンデンサの短絡時と非短絡時の各ピーク値の差、つまり電圧差を求めると、この電圧差は、直流電源とグランドとの間の絶縁抵抗が大きい領域においても、大きさが異なる。したがって、上記電圧差を閾値と比較することによって、絶縁抵抗が大きい場合でも、カップリングコンデンサの短絡有無を精度良く検出することが可能となる。

本発明では、第１短絡検出手段が短絡検出を行う前に、第１コンデンサの短絡検出を行う第２短絡検出手段をさらに備えていてもよい。この場合、第２短絡検出手段は、信号出力手段が直流成分を含む信号を出力している状態で、電圧検出手段が検出した電圧の直流成分と、あらかじめ設定された基準値との間に、一定以上のずれがあるか否かを検証する。そして、一定以上のずれがある場合は、第２短絡検出手段は、第１コンデンサが短絡したと判定して、当該判定結果を出力する。また、一定以上のずれがない場合は、第１短絡検出手段による短絡検出へ移行する。

本発明では、交流信号として、正弦波信号、矩形波信号、三角波信号、または鋸波信号などを用いることができる。また、本発明では、直流成分を含む信号として、直流信号、正弦波信号、矩形波信号、三角波信号、または鋸波信号などを用いることができる。

本発明によれば、直流電源とグランドとの間の絶縁抵抗が大きい場合でも、カップリングコンデンサの短絡を検出することが可能となる。

本発明の実施形態に係る漏電検出装置を示した回路図である。 カップリングコンデンサの短絡有無を診断する手順を示したフローチャートである。 電圧検出部で検出された電圧の波形図である。 絶縁抵抗と電圧差との関係を示したグラフである。 従来の漏電検出装置を示した回路図である。

本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。以下では、本発明を車両に搭載される漏電検出装置に適用した場合を例に挙げる。

最初に、本発明の実施形態に係る漏電検出装置の構成について、図１を参照しながら説明する。図１において、漏電検出装置１００は、直流電源Ｂの漏電を検出する装置であって、制御部１０、電圧検出部１、電圧検出部２、短絡診断回路３、抵抗Ｒ_Ｓ、およびカップリングコンデンサＣ_Ｉを備えている。

直流電源Ｂは、高電圧の車載用バッテリである。直流電源Ｂの負極は、漏電検出装置１００に接続され、直流電源Ｂ２の正極は、モータや車載機器などの負荷（図示省略）に接続されている。Ｒ_Ｌは直流電源Ｂの負極とグランドＧとの間の絶縁抵抗、Ｃ_ｆは直流電源ＢとグランドＧとの間の浮遊容量である。本実施形態の場合、グランドＧは車両の車体である。なお、直流電源Ｂの正極とグランドＧとの間にも絶縁抵抗が存在するが、簡単化のため図示を省略してある。

漏電検出装置１００において、制御部１０は、ＣＰＵやメモリから構成される。制御部１０には、信号生成部１１、演算部１２、漏電検出部１３、短絡検出部１４、および記憶部１５が備わっている。１１〜１４の各ブロックの機能は、ソフトウェアによって実現される。制御部１０は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）のような上位装置２０と通信を行うとともに、上位装置２０からの指令に基づいて、漏電検出装置１００の動作を制御する。

信号生成部１１は、Ｄ／Ａコンバータ（デジタル・アナログ変換器）などから構成されており、デジタル指令値に基づいて、所定の波形のアナログ信号を生成する。演算部１２は、電圧検出部１、２が検出した電圧に基づいて、直流電源Ｂの漏電有無を判定するのに必要なパラメータの演算などを行う。漏電検出部１３は、演算部１２での演算結果に基づいて、直流電源Ｂの漏電を検出する。短絡検出部１４は、電圧検出部２が検出した電圧に基づいて、カップリングコンデンサＣ_Ｉの短絡を検出する。記憶部１５は、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリから構成されている。

抵抗Ｒ_ＳとカップリングコンデンサＣ_Ｉは、直列に接続されている。カップリングコンデンサＣ_Ｉは、直流電源Ｂと漏電検出装置１００とを直流的に分離するためのコンデンサである。抵抗Ｒ_Ｓの一端は、制御部１０の出力端子に接続されており、抵抗Ｒ_Ｓの他端は、カップリングコンデンサＣ_Ｉの一端に接続されている。カップリングコンデンサＣ_Ｉの他端は、直流電源Ｂの負極に接続されている。

電圧検出部１は、抵抗Ｒ_Ｓと制御部１０との接続点Ｐ１と、グランドＧとの間に設けられており、抵抗Ｒ_Ｓの一端の電圧を検出する。電圧検出部１で検出された電圧Ｖ１は、制御部１０へ与えられる。

電圧検出部２は、抵抗Ｒ_ＳとカップリングコンデンサＣ_Ｉとの接続点Ｐ２と、グランドＧとの間に設けられており、抵抗Ｒ_Ｓの他端の電圧を検出する。電圧検出部２で検出された電圧Ｖ２は、制御部１０へ与えられる。

短絡診断回路３は、コンデンサＣ_Ｘ、抵抗Ｒ_Ｘ、およびトランジスタＱからなる。これらの各素子は、カップリングコンデンサＣ_Ｉと直流電源Ｂとの接続点Ｐ３と、グランドＧとの間に、直列に接続されている。詳しくは、コンデンサＣ_Ｘの一端は、接続点Ｐ３に接続されており、コンデンサＣ_Ｘの他端は、抵抗Ｒ_Ｘの一端に接続されている。抵抗Ｒ_Ｘの他端は、トランジスタＱのコレクタに接続されている。トランジスタＱのエミッタは、グランドＧに接地されている。トランジスタＱのベースは、抵抗Ｒ１を介して、制御部１０に接続されている。トランジスタＱのベースとエミッタ間には、抵抗Ｒ２が接続されている。

以上の構成において、制御部１０は、本発明における「信号出力手段」、「漏電検出手段」、「第１短絡検出手段」、および「第２短絡検出手段」の一例である。電圧検出部１、２は、本発明における「電圧検出手段」の一例である。カップリングコンデンサＣ_Ｉは、本発明における「第１コンデンサ」の一例であり、コンデンサＣ_Ｘは、本発明における「第２コンデンサ」の一例である。トランジスタＱは、本発明における「スイッチ」の一例である。

次に、上述した漏電検出装置１００の動作について説明する。

まず、通常時の、直流電源Ｂの漏電を検出する方法について説明する。この検出方法は、特許文献６に記載されている検出方法と同じである。以下では、抵抗Ｒ_Ｓの抵抗値をＲ_Ｓ、カップリングコンデンサＣ_Ｉの容量値をＣ_Ｉ、絶縁抵抗Ｒ_Ｌの抵抗値をＲ_Ｌ、浮遊容量Ｃ_ｆの容量値をＣ_ｆとする。また、信号生成部１１で生成される信号は正弦波の交流信号であり、その周波数をｆ、角周波数をω（＝２πｆ）とする。

制御部１０から出力される交流信号が、抵抗Ｒ_ＳとカップリングコンデンサＣ_Ｉに印加されると、電圧検出部１、２により電圧Ｖ１、Ｖ２が検出される。この電圧Ｖ１、Ｖ２の振幅比｜Ｖ_Ｓ｜（＝｜Ｖ２／Ｖ１｜）と位相差φは、次式で表される（詳細は特許文献６参照）。

式（１）および式（２）より、絶縁抵抗Ｒ_Ｌの抵抗値は、次式で表される。

ここで、抵抗値Ｒ_Ｓ、容量値Ｃ_Ｉ、および角周波数ωは既知であるから、電圧検出部１、２で検出された電圧Ｖ１、Ｖ２の振幅比｜Ｖ_Ｓ｜と位相差φを、式（３）に代入することで、絶縁抵抗の抵抗値Ｒ_Ｌを算出することができる。この絶縁抵抗値Ｒ_Ｌは、直流電源ＢとグランドＧ間の合成インピーダンスの直流抵抗成分である。

上記の各演算は、制御部１０の演算部１２が行う。漏電検出部１３は、演算部１２で算出された絶縁抵抗値Ｒ_Ｌを、記憶部１５に記憶されている漏電判定用の閾値と比較する。比較の結果、絶縁抵抗値Ｒ_Ｌが閾値以上であれば、漏電検出部１３は、直流電源Ｂに漏電が発生していないと判定する。一方、絶縁抵抗値Ｒ_Ｌが閾値未満であれば、漏電検出部１３は、直流電源Ｂに漏電が発生していると判定する。これらの判定結果は、制御部１０から上位装置２０へ送信される。

なお、演算部１２で算出された絶縁抵抗値Ｒ_Ｌを、制御部１０から上位装置２０へ送信し、上位装置２０において絶縁抵抗値Ｒ_Ｌと閾値とを比較することによって、漏電の有無を判定するようにしてもよい。

次に、自己診断時の、カップリングコンデンサＣ_Ｉの短絡を検出する方法について、図２のフローチャートに従って説明する。

図２において、ステップＳ１〜Ｓ２は、第１段階の短絡検出の手順を表している。ステップＳ１において、制御部１０は、信号生成部１１で生成された直流成分を含む信号を出力する。そして、このときのカップリングコンデンサＣ_Ｉの一端、すなわち接続点Ｐ２における電圧の直流成分を、電圧検出部２で検出する。なお、信号生成部１１で生成される直流成分を含む信号は、レベルが一定の直流信号であってもよいし、波形の下側のピーク値が０ボルト以上となるように直流電圧が重畳された交流信号であってもよい。交流信号には、正弦波信号、矩形波信号、三角波信号、鋸波信号などがある。

次に、ステップＳ２において、ステップＳ１で検出した電圧値（直流成分）と、あらかじめ設定された基準値との間に、一定以上のずれ（以下「オフセット」という。）があるか否かを検証する。この基準値は、カップリングコンデンサＣ_Ｉが短絡していない状態、すなわち抵抗Ｒ_Ｓと絶縁抵抗Ｒ_Ｌとが直流的に絶縁されている状態で、接続点Ｐ２に現われる電圧の直流成分である。基準値は、記憶部１５にあらかじめ記憶されている。

カップリングコンデンサＣ_Ｉが短絡していない場合は、接続点Ｐ２の電圧値（直流成分）は基準値となり、オフセットは発生しないので、ステップＳ２の判定はＮＯとなって、ステップＳ３へ進む。一方、カップリングコンデンサＣ_Ｉが短絡している場合は、抵抗Ｒ_Ｓと絶縁抵抗Ｒ_Ｌとが直流的に絶縁されないので、接続点Ｐ２の電圧値（直流成分）は、基準値よりも減少する。したがって、両者の間にオフセットが発生するので、ステップＳ２の判定はＹＥＳとなって、ステップＳ１２へ進む。ステップＳ１２では、カップリングコンデンサＣ_Ｉが短絡していると判定される。

ところで、絶縁抵抗Ｒ_Ｌの値が非常に大きい場合は、カップリングコンデンサＣ_Ｉが短絡していても、絶縁抵抗Ｒ_Ｌに殆ど電流が流れないので、接続点Ｐ２の電圧はほぼ基準値となる。したがって、この場合は、カップリングコンデンサＣ_Ｉの短絡検出ができない。しかし、絶縁抵抗Ｒ_Ｌの値が小さい場合は、カップリングコンデンサＣ_Ｉの短絡時に絶縁抵抗Ｒ_Ｌに電流が流れるので、接続点Ｐ２の電圧は、基準値よりも小さくなる。したがって、この場合はカップリングコンデンサＣ_Ｉの短絡を検出することができる。

上記のことから、絶縁抵抗Ｒ_Ｌの値が小さければ、カップリングコンデンサＣ_Ｉが短絡したときに、ステップＳ３以降の各ステップを実行するまでもなく、ステップＳ２の判定によって、カップリングコンデンサＣ_Ｉの短絡を検出できることがわかる。つまり、第１段階（ステップＳ１〜Ｓ２）の短絡検出は、絶縁抵抗Ｒ_Ｌの値が小さい領域での短絡検出である。一方、絶縁抵抗Ｒ_Ｌの値が非常に大きい場合は、カップリングコンデンサＣ_Ｉの短絡の有無にかかわらず、ステップＳ２の判定がＮＯとなって短絡検出が不可能なため、ステップＳ３以降の第２段階の短絡検出手順へ移行する。

ステップＳ３では、制御部１０は、信号生成部１１で生成された交流信号の出力を開始する。この交流信号は、直流成分を含まない正弦波である。このとき、短絡診断回路３のトランジスタＱはオフとなっている。制御部１０から出力される交流信号は、抵抗Ｒ_Ｓ、カップリングコンデンサＣ_Ｉ、漏電抵抗Ｒ_Ｌ、および浮遊容量Ｃ_ｆに印加される。これによって、接続点Ｐ２には、カップリングコンデンサＣ_Ｉの短絡の有無に応じた交流電圧が現われる。

続くステップＳ４では、電圧検出部２によって接続点Ｐ２の電圧を検出し、当該電圧のピーク値Ｖ_Ｐ１をさらに検出する。そして、検出されたピーク値Ｖ_Ｐ１を記憶部１５に記憶する。

その後、ステップＳ５へ進んで、短絡診断回路３のトランジスタＱをオンさせる。詳しくは、制御部１０からＨ（High）レベルの信号を出力し、この信号をトランジスタＱのベースに印加する。これによって、トランジスタＱがオン状態となる。その結果、コンデンサＣ_ＸがカップリングコンデンサＣ_Ｉと直列に接続されるため、接続点Ｐ２の電圧は、トランジスタＱがオフの場合と比べて大きくなる。

次に、ステップＳ６において、電圧検出部２によって接続点Ｐ２の電圧を検出し、当該電圧のピーク値Ｖ_Ｐ２をさらに検出する。そして、検出されたピーク値Ｖ_Ｐ２を記憶部１５に記憶する。

図３は、制御部１０から出力される交流信号に基づいて、電圧検出部１、２で検出される電圧Ｖ１、Ｖ２の波形（共に正弦波）を示している。図３（ａ）は、電圧Ｖ１の波形であり、図３（ｂ）は、電圧Ｖ２の波形である。電圧Ｖ１、Ｖ２の間には、前記の式（２）に示されている位相差φが生じている。図３（ｂ）のように、トランジスタＱがオンの場合における電圧Ｖ２のピーク値Ｖ_Ｐ２は、トランジスタＱがオフの場合における電圧Ｖ２のピーク値Ｖ_Ｐ１よりも大きくなる。ΔＶは、Ｖ_Ｐ１とＶ_Ｐ２の電圧差を示している（ΔＶ＝Ｖ_Ｐ２−Ｖ_Ｐ１）。

上記の電圧差ΔＶは、図４に示すように、絶縁抵抗が大きい領域（５００ＫΩ以上）において、カップリングコンデンサＣ_Ｉの短絡時と非短絡時とで大きさが異なる。カップリングコンデンサＣ_Ｉの短絡時の電圧差ΔＶａは、カップリングコンデンサＣ_Ｉの非短絡時の電圧差ΔＶｂに比べて、大きい値を示す（ΔＶａ＞ΔＶｂ）。そこで、図４で一点鎖線で示した閾値Ｖｒｅｆを設定し、電圧差ΔＶと閾値Ｖｒｅｆとの大小関係を検証することによって、カップリングコンデンサＣ_Ｉの短絡有無を判定することができる。閾値Ｖｒｅｆは、記憶部１５にあらかじめ記憶されている。なお、絶縁抵抗が小さい領域（５００ＫΩ未満）では、前述の第１段階の短絡検出によってカップリングコンデンサＣ_Ｉの短絡が検出されるので、閾値ＶｒｅｆがΔＶａとΔＶｂの間になくても問題はない。

図２に戻って、ステップＳ７では、制御部１０は、記憶部１５に記憶されているピーク値Ｖ_Ｐ１、Ｖ_Ｐ２を読み出し、演算部１２により、上述した電圧差ΔＶ＝Ｖ_Ｐ２−Ｖ_Ｐ１を演算する。そして、ステップＳ８において、電圧差ΔＶを閾値Ｖｒｅｆと比較し、ΔＶ＞Ｖｒｅｆであるか否かを検証する。検証の結果、ΔＶ＞Ｖｒｅｆであれば、ステップＳ８の判定はＹＥＳとなり、ステップＳ９へ進んで、カップリングコンデンサＣ_Ｉが短絡していると判定する。一方、ΔＶ≦Ｖｒｅｆであれば、ステップＳ８の判定はＮＯとなり、ステップＳ１１へ進んで、カップリングコンデンサＣ_Ｉが短絡していないと判定する。

ステップＳ９、Ｓ１１、およびＳ１２でカップリングコンデンサＣ_Ｉの短絡有無を判定した後は、ステップＳ１０へ進む。ステップＳ１０では、それぞれの判定結果を出力する。詳しくは、短絡検出部１４での短絡有無の判定結果を、制御部１０から上位装置２０へ送信する。上位装置２０は、制御部１０から受け取った判定結果が短絡有の場合は、警報信号を出力してランプ（図示省略）を点灯させるなどの処理を実行する。

以上述べたように、本実施形態では、接続点Ｐ３とグランドＧとの間に、コンデンサＣ_Ｘ、抵抗Ｒ_Ｘ、およびトランジスタＱが直列に接続された短絡診断回路３を設けている。そして、トランジスタＱのオフ時における接続点Ｐ２の電圧のピーク値Ｖ_Ｐ１と、トランジスタＱのオン時における接続点Ｐ２の電圧のピーク値Ｖ_Ｐ２との電圧差ΔＶを演算し、この電圧差ΔＶが閾値Ｖｒｅｆより大きい場合に、カップリングコンデンサＣ_Ｉが短絡したと判定する。このため、絶縁抵抗Ｒ_Ｌが非常に大きい場合であっても、図４のように、カップリングコンデンサＣ_Ｉの短絡時と非短絡時とで、電圧差ΔＶの大きさが明確に異なるため、カップリングコンデンサＣ_Ｉの短絡有無を精度良く検出することができる。

また、本実施形態では、図２のステップＳ３以降の第２段階の短絡検出を実行する前に、ステップＳ１〜Ｓ２の第１段階の短絡検出を実行している。そして、第１段階の短絡検出では、前述したとおり、絶縁抵抗Ｒ_Ｌが小さい領域でカップリングコンデンサＣ_Ｉの短絡を検出することができる。一方、第２段階の短絡検出では、絶縁抵抗Ｒ_Ｌが大きい領域でカップリングコンデンサＣ_Ｉの短絡を検出することができる。したがって、第１段階および第２段階の短絡検出を実行することで、絶縁抵抗Ｒ_Ｌの小さい領域から大きい領域に至るすべての領域において、カップリングコンデンサＣ_Ｉの短絡検出が可能となる。

本発明では、以上述べた以外にも種々の実施形態を採用することができる。例えば、前記の実施形態では、電圧検出部２が検出した接続点Ｐ２の電圧Ｖ２のピーク値Ｖ_Ｐ１、Ｖ_Ｐ２から電圧差ΔＶを算出したが、電圧検出部１が検出した接続点Ｐ１の電圧のピーク値から、電圧差ΔＶを算出してもよい。

また、前記の実施形態では、２つの電圧検出部１、２を設け、これらの電圧検出部で検出された接続点Ｐ１、Ｐ２の電圧Ｖ１、Ｖ２の振幅比と位相差から絶縁抵抗値Ｒ_Ｌを算出し、この絶縁抵抗値Ｒ_Ｌを閾値と比較することによって、漏電有無を判定したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、電圧検出部２のみを設け、電圧検出部２で検出された接続点Ｐ２の電圧Ｖ２を閾値と比較することによって、漏電有無を判定してもよい。

また、前記の実施形態では、制御部１０とは別に電圧検出部１、２を設けたが、電圧検出部１、２を制御部１０に設けてもよい。

また、前記の実施形態では、短絡診断回路３におけるスイッチとしてトランジスタＱを用いたが、トランジスタＱに代えて、ＦＥＴやリレーなどを用いることも可能である。

また、前記の実施形態では、信号生成部１１で生成される交流信号として正弦波信号を例に挙げたが、交流信号は、正弦波信号だけに限らず、矩形波信号、三角波信号、鋸波信号などであってもよい。

また、前記の実施形態では、カップリングコンデンサＣ_Ｉの一端が直流電源Ｂの負極に接続されているが、カップリングコンデンサＣ_Ｉの一端は、直流電源Ｂの正極に接続されてもよい。

さらに、前記の実施形態では、車両に搭載される漏電検出装置１００を例に挙げたが、本発明は、車両に限らず、直流電源を備えた各種の装置に搭載される漏電検出装置に広く適用することができる。

１ 電圧検出部（電圧検出手段）
２ 電圧検出部（電圧検出手段）
３ 短絡診断回路
１０ 制御部（信号出力手段、漏電検出手段、第１短絡検出手段、第２短絡検出手段）
１１ 信号生成部
１２ 演算部
１３ 漏電検出部
１４ 短絡検出部
１５ 記憶部
２０ 上位装置
１００ 漏電検出装置
Ｂ 直流電源
Ｃ_Ｉ カップリングコンデンサ（第１コンデンサ）
Ｃ_Ｘ コンデンサ（第２コンデンサ）
Ｇ グランド
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３ 接続点
Ｑ トランジスタ（スイッチ）
Ｒ_Ｓ、Ｒ_Ｘ 抵抗
Ｒ_Ｌ 絶縁抵抗

Claims (4)

1. 所定の波形の信号を生成し出力する信号出力手段と、
   前記信号出力手段と直流電源との間に設けられ、これらを直流的に絶縁するカップリングコンデンサを構成する第１コンデンサと、
   前記信号出力手段からの出力信号が前記第１コンデンサに印加されている状態で、前記第１コンデンサと前記信号出力手段との間の所定箇所の電圧を検出する電圧検出手段と、
   前記電圧検出手段が検出した電圧に基づいて、前記直流電源の漏電を検出する漏電検出手段と、を備えた漏電検出装置において、
   前記第１コンデンサと前記直流電源との接続点と、グランドとの間に、抵抗、第２コンデンサ、およびスイッチの直列回路が設けられ、
   前記スイッチをオンおよびオフさせて、前記第１コンデンサの短絡を検出する第１短絡検出手段をさらに備え、
   前記第１短絡検出手段は、
   前記信号出力手段が交流信号を出力している状態で、前記スイッチのオフ時に前記電圧検出手段が検出した交流電圧のピーク値と、前記スイッチのオン時に前記電圧検出手段が検出した交流電圧のピーク値との差を演算し、その差があらかじめ設定した閾値より大きい場合に、前記第１コンデンサが短絡したと判定し、当該判定結果を出力する、ことを特徴とする漏電検出装置。
2. 請求項１に記載の漏電検出装置において、
   前記第１短絡検出手段が前記短絡検出を行う前に、前記第１コンデンサの短絡検出を行う第２短絡検出手段をさらに備え、
   前記第２短絡検出手段は、前記信号出力手段が直流成分を含む信号を出力している状態で、前記電圧検出手段が検出した電圧の直流成分と、あらかじめ設定された基準値との間に、一定以上のずれがあるか否かを検証し、
   前記一定以上のずれがある場合は、前記第２短絡検出手段は、前記第１コンデンサが短絡したと判定して、当該判定結果を出力し、
   前記一定以上のずれがない場合は、前記第１短絡検出手段による前記短絡検出へ移行する、ことを特徴とする漏電検出装置。
3. 請求項１に記載の漏電検出装置において、
   前記交流信号は、正弦波信号、矩形波信号、三角波信号、または鋸波信号である、ことを特徴とする漏電検出装置。
4. 請求項２に記載の漏電検出装置において、
   前記直流成分を含む信号は、直流信号、正弦波信号、矩形波信号、三角波信号、または鋸波信号である、ことを特徴とする漏電検出装置。

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