JP2020091248A - 絶縁抵抗検出装置 - Google Patents

絶縁抵抗検出装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2020091248A
JP2020091248A JP2018229897A JP2018229897A JP2020091248A JP 2020091248 A JP2020091248 A JP 2020091248A JP 2018229897 A JP2018229897 A JP 2018229897A JP 2018229897 A JP2018229897 A JP 2018229897A JP 2020091248 A JP2020091248 A JP 2020091248A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
average value
moving average
insulation resistance
voltage
range
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2018229897A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7022050B2 (ja
Inventor
真和 幸田
Masakazu Koda
真和 幸田
竜太 久保川
Ryota Kubokawa
竜太 久保川
進藤 祐輔
Yusuke Shindo
祐輔 進藤
脇本 亨
Toru Wakimoto
亨 脇本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Soken Inc
Original Assignee
Denso Corp
Soken Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp, Soken Inc filed Critical Denso Corp
Priority to JP2018229897A priority Critical patent/JP7022050B2/ja
Priority to PCT/JP2019/047398 priority patent/WO2020116501A1/ja
Priority to CN201980080501.6A priority patent/CN113167824B/zh
Publication of JP2020091248A publication Critical patent/JP2020091248A/ja
Priority to US17/340,906 priority patent/US11921138B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7022050B2 publication Critical patent/JP7022050B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0046Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0069Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to the isolation, e.g. ground fault or leak current
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/12Recording operating variables ; Monitoring of operating variables
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/025Measuring very high resistances, e.g. isolation resistances, i.e. megohm-meters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/16Measuring impedance of element or network through which a current is passing from another source, e.g. cable, power line
    • G01R27/18Measuring resistance to earth, i.e. line to ground
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/005Testing of electric installations on transport means
    • G01R31/006Testing of electric installations on transport means on road vehicles, e.g. automobiles or trucks
    • G01R31/007Testing of electric installations on transport means on road vehicles, e.g. automobiles or trucks using microprocessors or computers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2260/00Operating Modes
    • B60L2260/40Control modes
    • B60L2260/44Control modes by parameter estimation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/52Testing for short-circuits, leakage current or ground faults

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

【課題】絶縁抵抗を適切に検出可能な絶縁抵抗検出装置を提供する。【解決手段】発振部が抵抗に周波数信号を出力した場合におけるカップリングコンデンサと抵抗との接続点での電圧を所定周期で検出し、検出電圧の移動平均値に基づき、接地部と電源経路との間における絶縁抵抗を検出する絶縁抵抗検出装置であって、検出電圧が所定値以上変化したか否かを判定する第1判定部(S12)と、検出電圧が変化したと判定された場合に、第1範囲を用いて算出された第1移動平均値に基づき絶縁抵抗を検出する抵抗検出部(S28,S36)と、検出電圧が変化したと判定された後、当該検出電圧の脈動が減衰したか否かを判定する第2判定部(S26)と、を備え、抵抗検出部は、減衰したと判定された場合に、第1移動平均値に代えて、第1範囲よりも含まれる検出電圧の個数が少ない第2範囲を用いて算出された第2移動平均値に基づき、絶縁抵抗を検出する。【選択図】 図2

Description

本発明は、絶縁抵抗検出装置に関する。
従来、例えば車両において、車両に搭載された電気系統と接地部との間における絶縁抵抗の低下に基づいて、漏電を判定する絶縁抵抗検出装置が知られている(例えば、特許文献1)。この絶縁抵抗検出装置では、電気系統に接続される接続線に対して所定の周波数信号を出力するとともに、その接続線における電圧(波高値)を所定周期で検出し、検出電圧の移動平均値に基づいて絶縁抵抗を検出する。特許文献1の絶縁抵抗検出装置では、前周期までに検出された検出電圧に基づいて有効範囲を設定し、この有効範囲内の検出電圧を用いて移動平均値を算出する。これにより、絶縁抵抗検出の精度向上を図っている。
特開2009−300400号公報
しかし、移動平均値の算出には複数の検出電圧が必要であるため、絶縁抵抗の検出に移動平均値を用いると、ノイズ等に関係なく正確な絶縁抵抗の検出が可能である反面、絶縁抵抗が収束するまでの期間が長くなる、という問題が生じる。例えば、漏電発生時には、検出電圧は急激に変化するとともに脈動する。検出電圧の脈動に伴って移動平均値が脈動すると、検出電圧の脈動が減衰するまでは移動平均値の脈動を抑制することができない。移動平均値の脈動を抑制するために、移動平均値の算出に用いる検出電圧の個数を多くすると、検出電圧の変化に対応して移動平均値が変化するのに必要な期間が長期化する。いずれの場合にも、移動平均値が安定するまでに必要な期間が長期化する。この結果、絶縁抵抗が収束するまでの期間が長くなり、漏電判定が遅れる問題が生じる。早期に絶縁抵抗を収束させて、絶縁抵抗を適切に検出可能な技術が望まれている。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、絶縁抵抗を適切に検出可能な絶縁抵抗検出装置を提供することにある。
本発明は、直流電源と、前記直流電源に接続されかつ接地部から絶縁された電源経路に一端が接続された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他端に接続された抵抗と、前記抵抗に接続され、前記抵抗に所定の周波数信号を出力する発振部と、を備える電源システムに適用され、前記発振部が前記抵抗に前記周波数信号を出力した場合における前記カップリングコンデンサと前記抵抗との接続点での電圧を所定周期で検出し、検出電圧の移動平均値に基づき、前記接地部と前記電源経路との間における絶縁抵抗を検出する絶縁抵抗検出装置であって、前記検出電圧が所定値以上変化したか否かを判定する第1判定部と、前記検出電圧が前記所定値以上変化したと判定された場合に、第1範囲の前記検出電圧を用いて算出された第1移動平均値に基づき、前記絶縁抵抗を検出する抵抗検出部と、前記検出電圧が前記所定値以上変化したと判定された後、当該検出電圧の脈動が減衰したか否かを判定する第2判定部と、を備え、前記抵抗検出部は、前記検出電圧の脈動が減衰したと判定された場合に、前記第1移動平均値に代えて、前記第1範囲よりも含まれる前記検出電圧の個数が少ない第2範囲の前記検出電圧を用いて算出された第2移動平均値に基づき、前記絶縁抵抗を検出する。
移動平均値を用いて絶縁抵抗を検出するため、ノイズ等に関係なく正確な絶縁抵抗の検出を実施できる。また、接地部と電源経路との間に漏電が発生した場合には、検出電圧が所定値以上変化するとともに脈動する。そのため、検出電圧が所定値以上変化したと判定された場合には、比較的多くの検出電圧を用いて第1移動平均値を算出し、その第1移動平均値に基づいて絶縁抵抗を検出する構成とする。これにより、検出電圧の脈動に起因する第1移動平均値の脈動を抑制することができる。また、検出電圧が所定値以上変化したと判定された後、当該検出電圧の脈動が減衰したと判定された場合には、第1移動平均値に代えて、比較的少ない検出電圧を用いて第2移動平均値を算出し、その第2移動平均値に基づいて絶縁抵抗を検出する構成とする。これにより、早期に第2移動平均値を、漏電発生後の電圧で安定させることができる。この結果、漏電が発生している場合でも早期に絶縁抵抗を収束させることができ、絶縁抵抗を適切に検出することができる。
車両電源システムの全体構成図。 第1実施形態に係る絶縁抵抗検出処理のフローチャート。 第1実施形態に係る検出電圧と移動平均値との推移を示すタイムチャート。 第1取得期間の推移を示すタイムチャート。 第2実施形態に係る検出電圧と移動平均値との推移を示すタイムチャート。 第3実施形態に係る絶縁抵抗検出処理のフローチャート。 第3実施形態に係る検出電圧と移動平均値との推移を示すタイムチャート。 その他の実施形態に係る移動平均値の推移を示すタイムチャート。
(第1実施形態)
以下、本発明に係る絶縁抵抗検出装置を具体化した第1実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態の絶縁抵抗検出装置50は、回転電機を有する電動車両、例えばハイブリット車に搭載されている。
図1に示すように、本実施形態の車両電源システム100は、回転電機10と、インバータ20と、コンバータ30と、直流電源40と、絶縁抵抗検出装置50とを備えている。本実施形態において、回転電機10は、星形結線された3相の巻線11を備えたモータである。回転電機10のロータは、車両の駆動輪と動力伝達が可能なように接続されている。回転電機10は、例えば同期機である。
回転電機10は、インバータ20及びコンバータ30を介して、直流電源40に接続されている。本実施形態において、直流電源40は、充放電可能な蓄電池であり、複数の電池セル42が直列接続されて構成されている。電池セルとして、例えば、リチウムイオン蓄電池や、ニッケル水素蓄電池を用いることができる。
インバータ20は、U,V,W相それぞれについて、上アームスイッチSIHと下アームスイッチSILとの直列接続体を備えている。本実施形態では、各スイッチSIH,SILとして、ユニポーラ素子であってかつSiCのNチャネルMOSFETが用いられている。上アームスイッチSIHは、ボディダイオードとしての上アームダイオードDIHを有し、下アームスイッチSILは、ボディダイオードとしての下アームダイオードDILを有している。
インバータ20は、回転電機10及びコンバータ30に接続されている。具体的には、各相において、上アームスイッチSIHのソースと下アームスイッチSILのドレインとの接続点には、回転電機10の巻線11の第1端が接続されている。各相の巻線11の第2端は、中性点で接続されている。
コンバータ30は、直流電源40の電源電圧Vbatを昇圧させて、インバータ20に出力する昇圧型のDC−DCコンバータである。コンバータ30は、上アーム変圧スイッチSCHと下アーム変圧スイッチSCLとの直列接続体31と、平滑リアクトル32とを備えている。本実施形態では、各変圧スイッチSCH,SCLとして、ユニポーラ素子であってかつSiCのNチャネルMOSFETが用いられている。上アーム変圧スイッチSCHは、ボディダイオードとしての上アーム変圧ダイオードDCHを有し、下アーム変圧スイッチSCLは、ボディダイオードとしての下アーム変圧ダイオードDCLを有している。
上アーム変圧スイッチSCHのドレインには、インバータ20の各相における上アームスイッチSIHのドレインが接続されている。上アーム変圧スイッチSCHのソースと下アーム変圧スイッチSCLのドレインとの接続点には、平滑リアクトル32の第1端が接続されている。平滑リアクトル32の第2端には、直流電源40の正極端子が接続されている。下アーム変圧スイッチSCLのソースには、直流電源40の負極端子及びインバータ20の各相における下アームスイッチSIHのソースが接続されている。
車両電源システム100は、平滑コンデンサ22と、電源電圧検出部24とを備えている。平滑コンデンサ22は、コンバータ30における上アーム変圧スイッチSCHのドレインと、下アーム変圧スイッチSCLのソースとの間に配置されている。電源電圧検出部24は、平滑コンデンサ22の端子電圧を電源電圧Vbatとして検出する。
直流電源40の正極端子に接続される正極側電源経路L1には、コンバータ30等の電気負荷の正極側端子(例えば、上アーム変圧スイッチSCHのドレイン)が接続されている。同様に、直流電源40の負極端子に接続される負極側電源経路L2には、コンバータ30等の電気負荷の負極側端子(例えば、下アーム変圧スイッチSCLのソース)が接続されている。
正極側電源経路L1及び負極側電源経路L2は、車体などの接地部G1に対して電気的に絶縁されている。これら電源経路L1,L2と、接地部G1との間における抵抗を絶縁抵抗Rnとして表すことができる。また。電源経路L1,L2と、接地部G1との間には、ノイズ除去用のコンデンサや浮遊容量等の対地静電容量が存在し、これらの容量をまとめて絶縁容量Cnとして表す。
なお、回転電機10は、電源経路L1,L2に電気的に接続されている。そのため、回転電機10と、接地部G1との間における抵抗も絶縁抵抗Rnと示し、回転電機10と、接地部G1との間における容量も絶縁容量Cnと示すこととする。
絶縁抵抗検出装置50は、正極側電源経路L1と負極側電源経路L2のうちいずれかに接続されており、接地部G1と電源経路L1,L2との間における絶縁抵抗Rnを検出する。以下、絶縁抵抗検出装置50について説明する。
絶縁抵抗検出装置50は、回路部52と、フィルタ回路54と、制御部56とを備えている。回路部52は、所定周波数の交流信号を出力する発振部53と、抵抗R1と、カップリングコンデンサC1を備えている。発振部53と抵抗R1とカップリングコンデンサC1とは、この順に直列接続されており、発振部53の第1端は、抵抗R1を介してカップリングコンデンサC1に接続されている。発振部53の第2端は、接地部G1に接続されている。
カップリングコンデンサC1は、負極側電源経路L2の接続点M1に接続されている。カップリングコンデンサC1は、低電圧回路である絶縁抵抗検出装置50と、高電圧回路である直流電源40、コンバータ30、インバータ20、及び回転電機10との間で、入力の直流成分を遮断する一方、交流成分を通過させるものである。
回路部52では、発振部53が抵抗R1及びカップリングコンデンサC1を介して交流信号を出力する場合、接続点M2の電圧は、最終的に、発振部53が出力した交流信号を、抵抗R1の抵抗値と絶縁抵抗Rnの抵抗値とで分圧した値となる。フィルタ回路54には、この検出電圧VDが入力される。なお、本実施形態において、交流信号が「周波数信号」に相当する。
フィルタ回路54は、抵抗R1とカップリングコンデンサC1との間の接続点M2に接続されている。フィルタ回路54は、発振部53が抵抗R1に交流電圧を出力した場合における接続点M2での電圧(アナログ信号)を、制御部56の処理に適したデジタル信号に変換して出力するA/D変換回路である。
制御部56は、フィルタ回路54を介して接続点M2の電圧を所定周期で検出し、検出電圧VDの移動平均値VAに基づき、接地部G1と電源経路L1,L2との間における絶縁抵抗Rnを検出する。所定周期は、交流電圧の周期と等しく、略2Hzである。制御部56は、検出した絶縁抵抗Rnを用いて高電圧回路の絶縁状態、すなわち、漏電の有無を判定する。
制御部56は、漏電が生じていると判定した場合、漏電に応じた各種処理を実施する。例えば、警報の出力を実施する。なお、制御部56が提供する機能は、例えば、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェア及びそれを実施するコンピュータ、ハードウェア、又はそれらの組み合わせによって提供することができる。
制御部56には、各種のセンサの出力信号が入力される。例えば直流電源40の充放電電流を検出する電流センサ60によって、直流電源40の電力供給量PWが取得される。例えば電力供給量PWは、直流電源40から回転電機10や図示しない空調システム等に供給される電力量である。また、アクセルセンサ62によってアクセル操作(アクセルペダルの操作)に伴うアクセル操作量が取得され、車速センサ64によって車速YMが取得される。
ところで、移動平均値VAの算出には複数の検出電圧VDが必要であるため、絶縁抵抗Rnの検出に移動平均値VAを用いると、ノイズ等に関係なく正確な絶縁抵抗Rnの検出が可能である反面、絶縁抵抗Rnが収束するまでの期間が長くなる、という問題が生じる。例えば、漏電発生時には、検出電圧VDは急激に変化するとともに脈動する。検出電圧VDの脈動に伴って移動平均値VAが脈動すると、検出電圧VDの脈動が減衰するまでは移動平均値VAの脈動を抑制することができない。移動平均値VAの脈動を抑制するために、移動平均値VAの算出に用いる検出電圧VDの個数を多くすると、検出電圧VDの変化に対応して移動平均値VAが変化するのに必要な期間が長期化する。いずれの場合にも、移動平均値VAが安定するまでに必要な期間が長期化する。この結果、絶縁抵抗Rnが収束するまでの期間が長くなり、漏電判定が遅れる問題が生じる。早期に絶縁抵抗Rnを収束させて、絶縁抵抗Rnを適切に検出可能な技術が望まれている。
本実施形態の絶縁抵抗検出装置50では、検出電圧VDが所定値以上変化したと判定された場合に、比較的多くの検出電圧VDを用いて第1移動平均値VA1を算出し、その第1移動平均値VA1に基づき絶縁抵抗Rnを検出する。また、検出電圧VDが所定値以上変化したと判定された後、検出電圧VDの脈動が減衰したと判定された場合に、第1移動平均値VA1に代えて、比較的少ない検出電圧VDを用いて第2移動平均値VA2を算出し、その第2移動平均値VA2に基づき絶縁抵抗Rnを検出する絶縁抵抗検出処理を実施する。これにより、第1移動平均値VA1のみに基づいて、又は、第2移動平均値VA2のみに基づいて絶縁抵抗Rnを検出する場合に比べて、早期に絶縁抵抗Rnを収束させることができ、絶縁抵抗Rnを適切に検出することができる。
図2に本実施形態の絶縁抵抗検出処理のフローチャートを示す。制御部56は、車両電源システム100のシステム駆動時、すなわち、絶縁抵抗検出装置50が搭載された車両のイグニッションスイッチがオンに切り替えられている期間に、絶縁抵抗検出処理を所定周期で繰り返し実施する。
絶縁抵抗検出処理を開始すると、まずステップS10において、接続点M2の電圧を検出する。続くステップS12において、ステップS10で検出された検出電圧VDが、前周期で検出された検出電圧VDから第1所定値Vtg1以上変化したか否かを判定する。第1所定値Vtg1は、絶縁電圧VFと短絡電圧VN(図3参照)との電圧差に相当する値である。ここで、絶縁電圧VFは、接地部G1と電源経路L1,L2との間に短絡が発生していない状況下、すなわち、漏電が発生していない状況下における接続点M2の電圧である。また、短絡電圧VNは、接地部G1と電源経路L1,L2との間に短絡が発生している状況下、すなわち、漏電が発生している状況下における接続点M2の電圧である。なお、本実施形態において、第1所定値Vtg1が「所定値」に相当し、ステップS12の処理が「第1判定部」に相当する。
ステップS12で肯定判定すると、ステップS14において、アクセルセンサ62の出力信号に基づいてアクセル操作量を取得し、回転電機10の駆動状態を判定する。上述したように、回転電機10のロータは、車両の駆動輪に接続されており、回転電機10の駆動により車両が走行する。そのため、回転電機10の駆動状態は、車両走行状態を示している、ということができ、例えば回転電機10の回転速度を加速させる加速状態は、車両の車両加速状態に相当する。また、回転電機10の回転速度を減速させる減速状態は、車両の車両減速状態に相当する。なお、本実施形態において、ステップS14の処理が「駆動判定部」に相当する。
続くステップS16において、移動平均値VAの算出に用いられる検出電圧VDの範囲HSを設定する。範囲HSは、検出電圧VDの有効電圧範囲HVと取得期間HTとにより規定される。有効電圧範囲HVは、検出電圧VDを取得する電圧範囲であり、取得期間HTは、検出電圧VDを取得する期間である。移動平均値VAは、有効電圧範囲HV内、且つ取得期間HT内の検出電圧VDを用いて算出され、有効電圧範囲HV外、または取得期間HT外の検出電圧VDは、移動平均値VAの算出に用いられない(図3×印参照)。
本実施形態では、有効電圧範囲HVと取得期間HTとのうち、有効電圧範囲HVは第1所定値Vtg1に基づいて予め定められた一定の電圧範囲に設定されている。そのため、ステップS20では、取得期間HTのみが設定され、具体的には、ステップS14で判定された回転電機10の駆動状態に基づいて第1取得期間HT1(図3参照)が設定される。これにより、第1移動平均値VA1の算出に用いられる第1範囲HS1が設定される。なお、本実施形態において、ステップS16の処理が「設定部」に相当する。
続くステップS18,S20において、ステップS16で設定された第1範囲HS1を用いて第1移動平均値VA1を算出する。具体的には、ステップS18において、第1変動制限処理を実施する。第1変動制限処理では、移動平均を用いて検出電圧VDに含まれるノイズ等を低減する際に、第1取得期間HT1の検出電圧VDに対して有効電圧範囲HVを設定することで、電源電圧Vbatの変化の影響を抑制する処理である。本実施形態では、有効電圧範囲HVの上限値HUと下限値HDとを、前周期までに検出された検出電圧VDに基づいて設定する。続くステップS20において、第1移動平均値VA1を算出する。第1移動平均値VA1は、現時点から第1取得期間HT1前までに検出された検出電圧VDの平均値である。
ステップS22において、電流センサ60の出力信号に基づいて直流電源40の電力供給量PWを取得する。続くステップS24において、ステップS22で取得された電力供給量PWが所定量Ptgよりも少ないか否かを判定する。所定量Ptgは、第1所定値Vtg1よりも小さい第2所定値Vtg2(図3参照)以上のノイズを電源電圧Vbatに生じさせる電力供給量PWである。なお、本実施形態において、ステップS22の処理が「情報取得部」に相当する。
ステップS24で肯定判定すると、ステップS26において、検出電圧VDの脈動が減衰したか否かを判定する。すなわち、ステップS12で検出電圧VDが第1所定値Vtg1以上変化したと判定された後、当該検出電圧VDの脈動が減衰したか否かを判定する。具体的には、第1移動平均値VA1の変化量ΔVが第2所定値Vtg2よりも小さくなっているか否かを判定する。なお、本実施形態において、ステップS26の処理が「第2判定部」に相当する。
ステップS26で否定判定すると、ステップS28において、第1移動平均値VA1に基づいて絶縁抵抗Rnを検出する。すなわち、検出電圧VDが第1所定値Vtg1以上変化したと判定され、且つ検出電圧VDの脈動が減衰していないと判定された場合には、第1範囲HS1の検出電圧VDを用いて算出された第1移動平均値VA1に基づき、絶縁抵抗Rnが検出される。制御部56は、制御部56の記憶部57(図1参照)に記憶された換算情報を用いて、第1移動平均値VA1から絶縁抵抗Rnを検出する。なお、記憶部57は、例えば、ROM、書き換え可能な不揮発性メモリ等によって構成されている。
なお、ステップS24で否定判定すると、ステップS26の判定をすることなく、ステップS28で第1移動平均値VA1に基づいて絶縁抵抗Rnを検出する。すなわち、直流電源40の電力供給量PWが所定量Ptgよりも少ないことを条件に、ステップS26で検出電圧VDの脈動が減衰したか否かが判定される。
一方、ステップS12で否定判定、またはステップS26で肯定判定すると、ステップS30において、第2移動平均値VA2の算出に用いられる検出電圧VDの第2範囲HS2を設定する。具体的には、第2範囲HS2の有効電圧範囲HVは予め定められており、第2範囲HS2の第2取得期間HT2(図3参照)が設定される。本実施形態では、第2取得期間HT2が第1取得期間HT1よりも短く設定される。そのため、第2範囲HS2は、第1範囲HS1よりも狭く、含まれる検出電圧VDの個数が第1範囲HS1よりも少ない。
続くステップS32,S34において、ステップS30で設定された第2範囲HS2を用いて第2移動平均値VA2を算出する。具体的には、ステップS32において、第2変動制限処理を実施する。ステップS32で実施される第2変動制限処理は、第2取得期間HT2の検出電圧VDに対して有効電圧範囲HVを設定する点で、ステップS18で実施される第1変動制限処理と異なる。続くステップS34において、第2移動平均値VA2を算出する。第2移動平均値VA2は、現時点から第2取得期間HT2前までに検出された検出電圧VDの平均値である。
ステップS36において、第2移動平均値VA2に基づいて絶縁抵抗Rnを検出する。すなわち、検出電圧VDの脈動が減衰したと判定された場合には、第1移動平均値VA1に代えて、第2範囲HS2の検出電圧VDを用いて算出された第2移動平均値VA2に基づき、絶縁抵抗Rnが検出される。なお、本実施形態において、ステップS28,36の処理が「抵抗検出部」に相当する。
続くステップS42において、ステップS28,S36で検出された絶縁抵抗Rnを用いて漏電判定処理を実施する。例えば、漏電判定処理では、ステップS28,S36で検出された絶縁抵抗Rnと基準値を比較して、漏電の有無を判定する。また例えば、ステップS28,S36で検出された絶縁抵抗Rnと電源電圧Vbatとの比に基づいて漏電の有無を判定する。続くステップS44において、ステップS42の処理結果に基づいて漏電が生じているか否かを判定する。
ステップS42で否定判定すると、絶縁抵抗検出処理を終了する。一方、ステップS42で肯定判定すると、ステップS44において、漏電発生の警告を出力し、絶縁抵抗検出処理を終了する。制御部56は、漏電発生の警告とともに、例えば、直流電源40からの電力供給や充電を停止し、高電圧回路と直流電源40との通電を遮断する処理を実施してもよい。具体的には、高電圧回路と直流電源40との通電を遮断すべく、上,下アーム変圧スイッチSCH,SCLそれぞれに対応する駆動信号を、上,下アーム変圧スイッチSCH,SCLに出力する等の処理を実施してもよい。
続いて、図3に、絶縁抵抗検出処理の一例を示す。図3は、漏電発生時における検出電圧VDと移動平均値VAとの推移を示す。図3(a)は、検出電圧VDの推移を示し、図3(b)は、移動平均値VAの推移を示し、図3(c)は、取得期間HTの推移を示す。なお、図3(b)では、第1移動平均値VA1と第2移動平均値VA2とを組み合わせて用いる本実施形態の移動平均値VAが実線で示され、第1移動平均値VA1のみを用いる比較例の移動平均値VAが二点鎖線で示され、第2移動平均値VA2のみを用いる比較例の移動平均値VAが一点鎖線で示されている。なお、比較例の移動平均値VAでは、有効電圧範囲HVが設定されておらず、第1取得期間HT1及び第2取得期間HT2内の全ての検出電圧VDを用いて、移動平均値VAが算出される。
上述したように、第2範囲HS2は、第1範囲HS1よりも含まれる検出電圧VDの個数が少ない。そのため、第2範囲HS2を用いて算出される第2移動平均値VA2は、第1範囲HS1を用いて算出される第1移動平均値VA1に比べて、応答性がよい反面、安定性に欠け、脈動しやすい特性を有する。
図3に示すように、時刻t1に漏電が発生すると、検出電圧VDは絶縁電圧VFから短絡電圧VNに変化するとともに脈動する。そのため、漏電発生時に移動平均値VAとして第2移動平均値VA2が算出されると、検出電圧VDの脈動に伴って移動平均値VAが脈動する。この結果、検出電圧VDの脈動等が収まる時刻t3から一定期間後の時刻t4まで移動平均値VAを安定させることができない。
移動平均値VAの脈動を抑制するために、移動平均値VAとして第1移動平均値VA1を算出することが考えられる。しかし、第1移動平均値VA1は、第2移動平均値VA2に比べて、安定性がよい反面、応答性に欠け、変化にかかる時間が長い特性を有する。そのため、移動平均値VAが絶縁電圧VFから短絡電圧VNに変化するのに必要な期間が長期化し、時刻t4まで移動平均値VAを安定させることができない。つまり、移動平均値VAとして、第1移動平均値VA1のみを用いた場合でも、第2移動平均値VA2のみを用いた場合でも、移動平均値VAが漏電発生後の短絡電圧VNで安定するまでには、時刻t1から時刻t4までの過渡期間TAが必要とされ、絶縁抵抗Rnを収束させるまでの期間が長期化していた。
本実施形態では、時刻t1に検出電圧VDが第1所定値Vtg1以上変化したと判定された場合には、比較的多くの検出電圧VDを用いて第1移動平均値VA1を算出し、その第1移動平均値VA1に基づいて絶縁抵抗Rnを検出する。第1移動平均値VA1は安定性がよいため、検出電圧VDの脈動に起因する第1移動平均値VA1の脈動を好適に抑制することができる。また、時刻t1後の時刻t2に検出電圧VDの脈動が減衰したと判定された場合には、第1移動平均値VA1に代えて、比較的少ない検出電圧VDを用いて第2移動平均値VA2を算出し、その第2移動平均値VA2に基づいて絶縁抵抗Rnを検出する。第2移動平均値VA2は応答性がよいため、移動平均値VAを時刻t2直後に漏電発生後の短絡電圧VNで安定させることができる。この結果、漏電発生時において、絶縁抵抗Rnが収束するまでの期間を、時刻t1から時刻t2までの判定期間TBに短縮することができ、絶縁抵抗Rnを適切に検出することができる。
図3に示すように、検出電圧VDの脈動が減衰した後、時刻t3までの期間において、検出電圧VDは車両走行状態等に起因して変化している。図3に二点鎖線で示すように、有効電圧範囲HVが設定されていない第2移動平均値VA2では、車両走行状態等に起因して移動平均値VAが変化し、絶縁抵抗Rnを適切に検出することができない。
本実施形態では、第2移動平均値VA2の算出に用いる第2範囲HS2に、第1所定値Vtg1に基づいて定められた有効電圧範囲HVが設定されており、この有効電圧範囲HVに第2変動制限処理が実施されている。これにより、適切に設定された有効電圧範囲HV内の検出電圧VDを用いて第2移動平均値VA2を算出することができる。この結果、車両走行状態等に起因する第2移動平均値VA2の変化を抑制することができ、絶縁抵抗Rnを適切に検出することができる。
図4に、第1範囲HS1の設定方法の一例を示す。図4は、第1取得期間HT1の推移を示す。図4(a)は、アクセル操作の推移を示し、図4(b)は、車速YMの推移を示し、図4(c)は、アクセル操作に伴い電源電圧Vbatに生じるノイズ等の推移を示し、図4(d)は、第1取得期間HT1の推移を示す。なお、図4(a)では、アクセル操作されている状態が「オン」状態として示され、アクセル操作されていない状態が「オフ」状態として示されている。
図4に示すように、時刻t11にアクセル操作がオフ状態からオン状態に切り替わり、車両の状態が車両停止状態から車両加速状態に切り替わると、車速YMがゼロから上昇する。アクセル操作のオン状態への切り替えに伴い、電源電圧Vbatを昇圧するコンバータ30の昇圧動作等が実施され、電源電圧Vbatに生じるノイズ等が大きくなる。本実施形態では、アクセルセンサ62の出力信号に基づいて車両加速状態であると判定された場合には、第1取得期間HT1が比較的長い長側取得期間HT1Lに設定される。
また、時刻t12に車速YMが閾値速度Ytgに達すると、アクセル操作がオン状態からオフ状態に切り替わり、車両の状態が車両加速状態から車両減速状態に切り替わる。車両減速状態は、時刻t13まで継続し、時刻t13に車両停止状態に切り替わる。アクセル操作のオフ状態への切り替えに伴い、コンバータ30の昇圧動作等が停止され、電源電圧Vbatに生じるノイズ等が小さくなる。本実施形態では、アクセルセンサ62の出力信号に基づいて車両減速状態であると判定された場合には、第1取得期間HT1が比較的短い短側取得期間HT1Sに設定される。
すなわち、本実施形態では、車両加速状態であると判定された場合、車両減速状態であると判定された場合に比べて、第1取得期間HT1が長く設定され、これに伴い第1範囲HS1が広く設定される。車両走行状態に起因して生じるノイズ等の大きさに応じて第1範囲HS1が設定されることで、ノイズ等が第1移動平均値VA1に及ぼす影響を抑制することができ、絶縁抵抗Rnを適切に検出することができる。
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
・本実施形態では、移動平均値VAを用いて絶縁抵抗Rnを検出するため、ノイズ等に関係なく正確な絶縁抵抗Rnの検出を実施できる。また、接地部G1と電源経路L1,L2との間に漏電が発生した場合には、検出電圧VDが第1所定値Vtg1以上変化するとともに脈動する。そのため、検出電圧VDが第1所定値Vtg1以上変化したと判定された場合には、比較的多くの検出電圧VDを用いて第1移動平均値VA1を算出し、その第1移動平均値VA1に基づいて絶縁抵抗Rnを検出する。これにより、検出電圧VDの脈動に起因する第1移動平均値VA1の脈動を抑制することができる。また、検出電圧VDが第1所定値Vtg1以上変化したと判定された後、当該検出電圧VDの脈動が減衰したと判定された場合には、第1移動平均値VA1に代えて、比較的少ない検出電圧VDを用いて第2移動平均値VA2を算出し、その第2移動平均値VA2に基づいて絶縁抵抗Rnを検出する。これにより、早期に第2移動平均値VA2を、漏電発生後の短絡電圧VNで安定させることができる。この結果、漏電が発生している場合でも早期に絶縁抵抗Rnを収束させることができ、絶縁抵抗Rnを適切に検出することができる。
・特に、本実施形態では、第1移動平均値VA1を用いて検出電圧VDの脈動が減衰したか否かを判定する。これにより、安定性のよい第1移動平均値VA1を用いて、検出電圧VDの脈動が減衰したことを精度よく判定することができる。
・移動平均値VAの算出に用いる検出電圧VDの取得期間HTが長いほど、移動平均値VAの算出に用いる検出電圧VDの範囲HSが広くなり、移動平均値VAの算出に用いられる検出電圧VDの個数が多くなる。本実施形態では、第2移動平均値VA2の算出に用いる第2取得期間HT2が、第1移動平均値VA1の算出に用いる第1取得期間HT1よりも短く設定されている。そのため、第1移動平均値VA1を用いて検出電圧VDの脈動の影響を抑制することができるとともに、第2移動平均値VA2を用いて早期に絶縁抵抗Rnを収束させることができる。
・車両電源システム100では、回転電機10の駆動状態、すなわち、車両走行状態により電源電圧Vbatにノイズ等が生じる。本実施形態では、車両走行状態に基づいて第1取得期間HT1を設定し、これにより第1範囲HS1を設定するので、車両走行状態に起因するノイズ等の影響を抑制し、絶縁抵抗Rnを適切に検出することができる。
・具体的には、車両加速状態では、アクセル操作に伴うコンバータ30の昇圧動作等により電源電圧Vbatにノイズ等が生じやすく、車両減速状態では、コンバータ30の昇圧動作等が停止されるため、ノイズ等が生じにくい。本実施形態では、車両加速状態であると判定された場合に、車両減速状態であると判定された場合に比べて、第1取得期間HT1を長く設定し、第1範囲HS1を広く設定するため、ノイズ等の影響を好適に抑制することができる。
・直流電源40では、直流電源40の電力供給量PWが多いほど、すなわち、直流電源40から回転電機10や空調システムに供給される電力量が多いほど、電源電圧Vbatに生じるノイズ等が大きくなる。この結果、第1移動平均値VA1が変化する。そのため、検出電圧VDの脈動が減衰し、これに伴い第1移動平均値VA1の脈動が減衰していても、電力供給量PWに起因して第1移動平均値VA1が変化している場合、検出電圧VDの脈動が減衰していることを適切に判定することができない。本実施形態では、直流電源40の電力供給量PWが所定量Ptgよりも少ないことを条件に、検出電圧VDの脈動が減衰したか否かを判定する。直流電源40の電力供給量PWが所定量Ptgよりも少なく、第1移動平均値VA1があまり変化しない状態で検出電圧VDの脈動の減衰を判定するので、検出電圧VDの脈動が減衰していることを適切に判定することができる。
(第2実施形態)
以下、第2実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に図5を参照しつつ説明する。本実施形態では、範囲HSを規定する有効電圧範囲HVと取得期間HTとのうち、取得期間HTが予め定められた一定の期間に設定されており、有効電圧範囲HVが設定可能である点で第1実施形態と異なる。
本実施形態では、回転電機10の駆動状態に基づいて第1有効電圧範囲HV1(図5参照)が設定され、これにより第1移動平均値VA1の算出に用いられる第1範囲HS1が設定される。また、第2移動平均値VA2の算出に用いる第2有効電圧範囲HV2(図5参照)が、第1有効電圧範囲HV1よりも狭く設定される。そのため、第2範囲HS2は、第1範囲HS1よりも狭く、含まれる検出電圧VDの個数が第1範囲HS1よりも少ない。
図5に、本実施形態の絶縁抵抗検出処理の一例を示す。なお、図5において、先の図3に示した内容と同一の内容については、便宜上、同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態では、時刻t1に検出電圧VDが第1所定値Vtg1以上変化したと判定された場合には、第1有効電圧範囲HV1の第1上限値HU1と第1下限値HD1とが設定される。そして、第1有効電圧範囲HV1内の検出電圧VDを用いて第1移動平均値VA1を算出し、その第1移動平均値VA1に基づいて絶縁抵抗Rnを検出する。第1移動平均値VA1は安定性がよいため、検出電圧VDの脈動に起因する第1移動平均値VA1の脈動を好適に抑制することができる。
また、時刻t1後の時刻t2に検出電圧VDの脈動が減衰したと判定された場合には、第2有効電圧範囲HV2の第2上限値HU2と第2下限値HD2とが設定される。そして、第2有効電圧範囲HV2内の検出電圧VDを用いて第2移動平均値VA2を算出し、その第2移動平均値VA2に基づいて絶縁抵抗Rnを検出する。第2移動平均値VA2は応答性がよいため、移動平均値VAを時刻t2直後に漏電発生後の短絡電圧VNで安定させることができる。この結果、漏電発生時において、絶縁抵抗Rnが収束するまでの期間を短縮することができ、絶縁抵抗Rnを適切に検出することができる。
・以上説明した本実施形態によれば、検出電圧VDが第1所定値Vtg1以上変化したと判定された場合には、第1有効電圧範囲HV1内の検出電圧VDを用いて第1移動平均値VA1を算出し、その第1移動平均値VA1に基づいて絶縁抵抗Rnを検出する。また、検出電圧VDの脈動が減衰したと判定された場合には、第2有効電圧範囲HV2内の検出電圧VDを用いて第2移動平均値VA2を算出し、その第2移動平均値VA2に基づいて絶縁抵抗Rnを検出する。
・移動平均値VAの算出に用いる検出電圧VDの有効電圧範囲HVが広いほど、移動平均値VAの算出に用いる検出電圧VDの範囲HSが広くなり、移動平均値VAの算出に用いられる検出電圧VDの個数が多くなる。本実施形態では、第2移動平均値VA2の算出に用いる第2有効電圧範囲HV2が、第1移動平均値VA1の算出に用いる第1有効電圧範囲HV1よりも狭く設定されている。そのため、第1移動平均値VA1を用いて検出電圧VDの脈動の影響を抑制することができるとともに、第2移動平均値VA2を用いて早期に絶縁抵抗Rnを収束させることができる。この結果、漏電が発生している場合でも絶縁抵抗Rnを適切に検出することができる。
(第3実施形態)
以下、第3実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に図6、図7を参照しつつ説明する。本実施形態では、検出電圧VDが第1所定値Vtg1以上変化したと判定された後、検出電圧VDの脈動が減衰したと判定される前に、第2移動平均値VA2が算出される点で第1実施形態と異なる。
図6に、第2実施形態における絶縁抵抗検出処理のフローチャートを示す。なお、図6において、先の図2に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一のステップ番号を付して説明を省略する。
図6に示すように、本実施形態の絶縁抵抗検出処理では、ステップS14で回転電機10の駆動状態を判定すると、ステップS50において、第1範囲HS1及び第2範囲HS2を設定する。具体的には、ステップS14で判定された回転電機10の駆動状態に基づいて第1取得期間HT1が設定され、これにより第1移動平均値VA1の算出に用いられる第1範囲HS1が設定される。また、第2範囲HS2の第2取得期間HT2が、第1範囲HS1の第1取得期間HT1よりも短く設定され、これにより第2移動平均値VA2の算出に用いられる第2範囲HS2が設定される。
また、ステップS20で第1移動平均値VA1が算出されると、ステップS52,S54において、ステップS50で設定された第2範囲HS2を用いて第2移動平均値VA2を算出する。すなわち、本実施形態では、ステップS12で検出電圧VDが第1所定値Vtg1以上変化したと判定された場合には、第1移動平均値VA1と第2移動平均値VA2とが所定周期で繰り返し算出される。なお、ステップS52,S54の処理は、ステップS32,S34の処理と同一の処理であり、重複した説明を省略する。
ステップS52,S54で第2移動平均値VA2が算出されると、検出電圧VDの脈動が減衰したか否かを判定する。本実施形態では、検出電圧VDにおける脈動の減衰を判定する判定条件が第1実施形態と異なる。
具体的には、ステップS56において、ステップS20で算出された第1移動平均値VA1と、ステップS54で算出された第2移動平均値VA2との移動平均値差ΔVAが算出される。移動平均値差ΔVAは、(式1)のように表される。
ΔVA=VA1−VA2・・・(式1)
続くステップS58において、移動平均値差ΔVAが基準差ΔVtgよりも大きいか否かを判定する。基準差ΔVtgは、検出電圧VDにおける脈動の減衰を示す電圧差である。具体的には、ステップS58では、所定期間TCに亘って、移動平均値差ΔVAが基準差ΔVtgよりも大きい状態が継続しているか否かが判定される。
ステップS58で肯定判定すると、ステップS28に進む。一方、ステップS58で否定判定すると、ステップS36に進む。
なお、本実施形態の絶縁抵抗検出処理では、ステップS30において、第1範囲HS1が設定されることなく第2範囲HS2が設定される。この場合、例えば第2範囲HS2の第2取得期間HT2は、第2取得期間HT2を設定可能な取得期間HTのうち、最も短い取得期間HTに設定される。
続いて、図7に、絶縁抵抗検出処理の一例を示す。図7は、漏電発生時における検出電圧VDと移動平均値VAとの推移を示し、図7(c)は、移動平均値差ΔVAの推移を示す。なお、図7において、先の図3に示した内容と同一の内容については、便宜上、同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態では、時刻t1に検出電圧VDが第1所定値Vtg1以上変化したと判定された場合には、第1移動平均値VA1と第2移動平均値VA2とが所定周期で算出され、これらを用いて移動平均値差ΔVAが所定周期で算出される。そして、移動平均値差ΔVAが基準差ΔVtgよりも大きい状態が、所定期間TCに亘って継続している場合には、検出電圧VDの脈動が減衰したと判定する。
・以上説明した本実施形態によれば、検出電圧VDを用いて算出される第1移動平均値VA1及び第2移動平均値VA2を用いて、検出電圧VDの脈動が減衰したか否かを判定する。そのため、検出電圧VDの脈動の減衰を適切に判定することができる。
・特に、本実施形態では、第1移動平均値VA1と第2移動平均値VA2との差分である移動平均値差ΔVAを用いて、検出電圧VDの脈動が減衰したか否かを判定する。第2移動平均値VA2は、第1移動平均値VA1よりも応答性がよく、検出電圧VDの脈動に伴って脈動しやすい。そのため、移動平均値差ΔVAが基準差ΔVtgよりも大きい状態が、所定期間TCに亘って継続している場合には、第1移動平均値VA1と第2移動平均値VA2とのうち、脈動しやすい第2移動平均値VA2の脈動が抑制されており、この場合には、第1移動平均値VA1の脈動も当然に抑制されている。したがって、移動平均値差ΔVAを用いて検出電圧VDの脈動の減衰を適切に判定することができる。
(その他の実施形態)
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・絶縁抵抗検出装置50は、ハイブリット車に限らず、エンジン車に搭載されてもよい。
・上記各実施形態において、絶縁抵抗検出装置50は負極側電源経路L2に接続されているが、正極側電源経路L1に接続されてもよい。
・周波数信号として、正弦波状の交流信号を用いてもよければ、矩形波状の交流信号を用いてもよい。
・上記各実施形態において、検出電圧VDの範囲HSを設定する際に、有効電圧範囲HVと取得期間HTとの一方を設定する例を示したが、これらの両方を設定してもよい。この場合に、第2範囲HS2の第2取得期間HT2が、第1範囲HS1の第1取得期間HT1よりも短く設定され、且つ第2範囲HS2の第2有効電圧範囲HV2が、第1範囲HS1の第1有効電圧範囲HV1よりも狭く設定されてもよい。
・上記各実施形態において、検出電圧VDの脈動が減衰したか否かを判定する判定条件として、第1移動平均値VA1の変化量ΔVが第2所定値Vtg2よりも小さくなることを用いる例を示したが、これに限られない。
例えば、図8(a)に矢印YAで示すように、所定期間TCに亘って、第1移動平均値VA1が減少を継続していることを判定条件としてもよければ、所定期間TCに亘って、第1移動平均値VA1が増加を継続していることを判定条件としてもよい。この場合、第1移動平均値VA1が増加または減少を継続しており、増加と減少とを交互に繰り返さないため、検出電圧VDの脈動が減衰したと判定することができる。
また例えば、図8(b)に示すように、所定期間TCに亘って、第1移動平均値VA1の傾きθの絶対値が、閾値よりも小さくなっていることを判定条件としてもよい。この場合、第1移動平均値VA1の傾きθを用いて、検出電圧VDの脈動が減衰したことを好適に判定することができる。
・上記各実施形態において、検出電圧VDの変化が生じうる場合として、漏電発生時を例示したが、これらに限られない。例えば、漏電が発生した後に漏電が解消した場合にも、検出電圧VDの変化が生じうる。
・上記各実施形態において、第1移動平均値VA1と第2移動平均値VA2とを算出する例を示したが、算出される移動平均値VAは2つに限られず、3つ以上でもよい。例えば、検出電圧VDが第1所定値Vtg1以上変化したと判定された場合には、第1範囲HS1を用いて算出された第1移動平均値VA1に基づいて絶縁抵抗Rnを検出する。そして、検出電圧VDの脈動が減衰したと判定された場合には、含まれる検出電圧VDの個数が第1範囲HS1よりも少ない第2範囲HS2を用いて、第2移動平均値VA2を算出する。また、含まれる検出電圧VDの個数が第1範囲HS1よりも少ない第3範囲HS3を用いて、第3移動平均値VA3を算出する。そして、第2移動平均値VA2と第3移動平均値VA3との少なくとも一方に基づいて絶縁抵抗Rnを検出してもよい。
・上記各実施形態において、第1移動平均値VA1に基づいて絶縁抵抗Rnを検出する第1状態から、第2移動平均値VA2に基づいて絶縁抵抗Rnを検出する第2状態に切り替わった後に、第1状態で算出された第1移動平均値VA1、及び第1移動平均値VA1に基づいて検出された絶縁抵抗Rnを換算してもよい。具体的には、記憶部57に記憶された所定の換算情報を用いて、第2移動平均値VA2、及び第2移動平均値VA2に基づいて検出された絶縁抵抗Rnに換算する処理が更に実施されてもよい。
本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。
53…発振部、100…車両電源システム、C1…カップリングコンデンサ、G1…接地部、HS1…第1範囲、HS2…第2範囲、L1,L2…電源経路、R1…抵抗、Rn…絶縁抵抗、VA…移動平均値、VA1…第1移動平均値、VA2…第2移動平均値、VD…検出電圧、Vtg1…第1所定値。

Claims (9)

  1. 直流電源(40)と、
    前記直流電源に接続されかつ接地部(G1)から絶縁された電源経路(L1,L2)に一端が接続されたカップリングコンデンサ(C1)と、
    前記カップリングコンデンサの他端に接続された抵抗(R1)と、
    前記抵抗に接続され、前記抵抗に所定の周波数信号を出力する発振部(53)と、
    を備える電源システム(100)に適用され、前記発振部が前記抵抗に前記周波数信号を出力した場合における前記カップリングコンデンサと前記抵抗との接続点での電圧を所定周期で検出し、検出電圧(VD)の移動平均値(VA)に基づき、前記接地部と前記電源経路との間における絶縁抵抗(Rn)を検出する絶縁抵抗検出装置であって、
    前記検出電圧が所定値(Vtg1)以上変化したか否かを判定する第1判定部(S12)と、
    前記検出電圧が前記所定値以上変化したと判定された場合に、第1範囲(HS1)の前記検出電圧を用いて算出された第1移動平均値(VA1)に基づき、前記絶縁抵抗を検出する抵抗検出部(S28,S36)と、
    前記検出電圧が前記所定値以上変化したと判定された後、当該検出電圧の脈動が減衰したか否かを判定する第2判定部(S26)と、を備え、
    前記抵抗検出部は、前記検出電圧の脈動が減衰したと判定された場合に、前記第1移動平均値に代えて、前記第1範囲よりも含まれる前記検出電圧の個数が少ない第2範囲(HS2)の前記検出電圧を用いて算出された第2移動平均値(VA2)に基づき、前記絶縁抵抗を検出する絶縁抵抗検出装置。
  2. 前記第1範囲及び前記第2範囲は、前記検出電圧の有効電圧範囲(HV)を用いて規定され、
    前記抵抗検出部は、前記有効電圧範囲内の前記検出電圧を用いて前記第1移動平均値及び第2移動平均値を算出し、
    前記第2移動平均値の算出に用いる前記有効電圧範囲(HV1)は、前記第1移動平均値の算出に用いる前記有効電圧範囲(HV2)よりも狭い請求項1に記載の絶縁抵抗検出装置。
  3. 前記第1範囲及び前記第2範囲は、前記検出電圧の取得期間(HT)を用いて規定され、
    前記抵抗検出部は、前記取得期間内の前記検出電圧を用いて前記第1移動平均値及び第2移動平均値を算出し、
    前記第2移動平均値の算出に用いる前記取得期間(HT1)は、前記第1移動平均値の算出に用いる前記取得期間(HT2)よりも短い請求項1または請求項2に記載の絶縁抵抗検出装置。
  4. 前記電源システムは、前記直流電源に接続されるモータ(10)を有する電動車両に搭載され、
    前記モータの駆動状態を判定する駆動判定部(S14)と、
    前記モータの駆動状態に基づいて前記第1範囲を設定する設定部(S16)と、を備える請求項1に記載の絶縁抵抗検出装置。
  5. 前記設定部は、前記モータの回転速度を加速させる加速状態であると判定された場合、前記モータの回転速度を減速させる減速状態であると判定された場合に比べて、前記第1範囲を広く設定する請求項4に記載の絶縁抵抗検出装置。
  6. 前記第2判定部は、所定期間(TC)に亘って、前記第1移動平均値が増加または減少を継続している場合に、前記検出電圧の脈動が減衰したと判定する請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の絶縁抵抗検出装置。
  7. 前記第2判定部は、所定期間(TC)に亘って、前記第1移動平均値の傾き(θ)の絶対値が閾値よりも小さくなっている場合に、前記検出電圧の脈動が減衰したと判定する請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載の絶縁抵抗検出装置。
  8. 前記直流電源の電力供給量(PW)に関する情報を取得する情報取得部(S22)を備え、
    前記第2判定部は、前記直流電源の電力供給量が所定量(Ptg)よりも少ないことを条件に、前記検出電圧の脈動が減衰したか否かを判定する請求項1から請求項7までのいずれか一項に記載の絶縁抵抗検出装置。
  9. 前記抵抗検出部は、前記第1移動平均値と前記第2移動平均値とを前記所定周期で繰り返し算出しており、
    前記第2判定部は、所定期間(TC)に亘って、前記第1移動平均値と前記第2移動平均値との差(ΔVA)が基準値(ΔVtg)よりも大きい状況が継続した場合に、前記検出電圧の脈動が減衰したと判定する請求項1から請求項8までのいずれか一項に記載の絶縁抵抗検出装置。
JP2018229897A 2018-12-07 2018-12-07 絶縁抵抗検出装置 Active JP7022050B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018229897A JP7022050B2 (ja) 2018-12-07 2018-12-07 絶縁抵抗検出装置
PCT/JP2019/047398 WO2020116501A1 (ja) 2018-12-07 2019-12-04 絶縁抵抗検出装置
CN201980080501.6A CN113167824B (zh) 2018-12-07 2019-12-04 绝缘电阻检测装置
US17/340,906 US11921138B2 (en) 2018-12-07 2021-06-07 Insulation resistance detection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018229897A JP7022050B2 (ja) 2018-12-07 2018-12-07 絶縁抵抗検出装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020091248A true JP2020091248A (ja) 2020-06-11
JP7022050B2 JP7022050B2 (ja) 2022-02-17

Family

ID=70974644

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018229897A Active JP7022050B2 (ja) 2018-12-07 2018-12-07 絶縁抵抗検出装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11921138B2 (ja)
JP (1) JP7022050B2 (ja)
CN (1) CN113167824B (ja)
WO (1) WO2020116501A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230000730A (ko) * 2021-06-25 2023-01-03 충북대학교 산학협력단 절연 감시 장치 및 측정 오류를 개선하는 방법
JP2023519949A (ja) * 2020-11-27 2023-05-15 エルジー エナジー ソリューション リミテッド バッテリ診断装置、バッテリ診断方法、バッテリパック及び自動車

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6986004B2 (ja) * 2018-12-03 2021-12-22 株式会社デンソー 絶縁抵抗検出装置
DE102018221479A1 (de) * 2018-12-12 2020-06-18 Robert Bosch Gmbh Schaltungsanordnung zur Fehlererkennung in einem ungeerdeten Hochvoltsystem
CN113791278B (zh) * 2021-09-30 2023-06-30 蜂巢能源科技有限公司 电池包绝缘电阻检测方法、装置及电池包和车辆

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1123637A (ja) * 1997-06-30 1999-01-29 Mitsubishi Electric Corp 絶縁不良検出装置
WO2008016179A1 (fr) * 2006-08-04 2008-02-07 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Système de détermination de résistance d'isolement, appareil de détermination de résistance d'isolement et procédé de détermination de résistance d'isolement
JP2009287983A (ja) * 2008-05-28 2009-12-10 Daihatsu Motor Co Ltd 車両用絶縁抵抗測定装置
JP2010008356A (ja) * 2008-06-30 2010-01-14 Nippon Soken Inc 絶縁抵抗検出装置および絶縁抵抗検出方法
JP2016031298A (ja) * 2014-07-29 2016-03-07 株式会社豊田自動織機 絶縁異常検知装置
WO2018074394A1 (ja) * 2016-10-21 2018-04-26 パナソニックIpマネジメント株式会社 地絡検出装置、及び蓄電システム

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10205381A1 (de) * 2002-02-09 2003-08-21 Ballard Power Systems Verfahren und Einrichtung zur Isolationsüberwachung eines Gleichstromnetzes
US20080197855A1 (en) * 2005-08-29 2008-08-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Insulation Resistance Drop Detector and Failure Self-Diagnosis Method for Insulation Resistance Drop Detector
JP5072727B2 (ja) * 2008-06-17 2012-11-14 株式会社日本自動車部品総合研究所 絶縁抵抗検出装置および絶縁抵抗検出方法
JP5385688B2 (ja) * 2009-06-10 2014-01-08 矢崎総業株式会社 絶縁抵抗検出装置
KR101361935B1 (ko) * 2010-08-31 2014-02-12 파나소닉 주식회사 차량용 절연 저항 검출 장치
JP5606387B2 (ja) * 2011-05-06 2014-10-15 山洋電気株式会社 モータ制御装置及びモータの絶縁劣化検出方法
JP5474114B2 (ja) * 2012-03-16 2014-04-16 三菱電機株式会社 車載高電圧機器の漏電抵抗検出装置およびその漏電抵抗検出方法
JP5705382B1 (ja) * 2013-11-22 2015-04-22 三菱電機株式会社 絶縁検出器及び電気機器
JP5854031B2 (ja) * 2013-12-11 2016-02-09 Smk株式会社 スイッチング電源装置
JP6017481B2 (ja) * 2014-03-05 2016-11-02 ファナック株式会社 絶縁抵抗検出機能を備えたモータ駆動装置及びモータの絶縁抵抗検出方法
JP6278314B2 (ja) * 2014-04-18 2018-02-14 パナソニックIpマネジメント株式会社 点灯装置およびそれを用いた照明器具
US10725115B2 (en) * 2014-10-16 2020-07-28 Ford Global Technologies, Llc Methods and apparatus for detecting electrical leakage in a vehicle
JP6365467B2 (ja) * 2015-08-28 2018-08-01 株式会社デンソー 断線検出装置
EP3147679B1 (en) * 2015-09-22 2018-05-16 Fico Triad, S.A. System and method for assisting the start of an electrically powered vehicle
ITUB20159266A1 (it) * 2015-12-18 2017-06-18 Magneti Marelli Spa Dispositivo elettronico, sistema e metodo per misure di resistenza di isolamento, con funzioni di auto-diagnosi 5 e di diagnosi di perdita di isolamento di un apparato elettrico energizzato rispetto a massa.
JP6563347B2 (ja) * 2016-01-28 2019-08-21 株式会社デンソーテン 絶縁異常検知装置及び絶縁異常検知方法
JP6391619B2 (ja) * 2016-03-25 2018-09-19 株式会社デンソーテン 劣化特定装置および劣化特定方法
DE102018006382A1 (de) * 2018-08-11 2020-02-13 Diehl Ako Stiftung & Co. Kg Verfahren zum Erkennen eines Isolationsfehlers an einer Motoranordnung, Verfahren zum Erkennen einer Motorphasenunterbrechung an einer Motoranordnung und Antriebsschaltung zum Antreiben eines elektronisch kommutierten Motors
US11598812B2 (en) * 2018-11-15 2023-03-07 Lear Corporation Methods and systems for performing diagnostic processes with reduced processing time

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1123637A (ja) * 1997-06-30 1999-01-29 Mitsubishi Electric Corp 絶縁不良検出装置
WO2008016179A1 (fr) * 2006-08-04 2008-02-07 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Système de détermination de résistance d'isolement, appareil de détermination de résistance d'isolement et procédé de détermination de résistance d'isolement
JP2009287983A (ja) * 2008-05-28 2009-12-10 Daihatsu Motor Co Ltd 車両用絶縁抵抗測定装置
JP2010008356A (ja) * 2008-06-30 2010-01-14 Nippon Soken Inc 絶縁抵抗検出装置および絶縁抵抗検出方法
JP2016031298A (ja) * 2014-07-29 2016-03-07 株式会社豊田自動織機 絶縁異常検知装置
WO2018074394A1 (ja) * 2016-10-21 2018-04-26 パナソニックIpマネジメント株式会社 地絡検出装置、及び蓄電システム

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023519949A (ja) * 2020-11-27 2023-05-15 エルジー エナジー ソリューション リミテッド バッテリ診断装置、バッテリ診断方法、バッテリパック及び自動車
KR20230000730A (ko) * 2021-06-25 2023-01-03 충북대학교 산학협력단 절연 감시 장치 및 측정 오류를 개선하는 방법
KR102519122B1 (ko) 2021-06-25 2023-04-06 충북대학교 산학협력단 절연 감시 장치 및 측정 오류를 개선하는 방법

Also Published As

Publication number Publication date
JP7022050B2 (ja) 2022-02-17
US11921138B2 (en) 2024-03-05
CN113167824A (zh) 2021-07-23
US20210293865A1 (en) 2021-09-23
WO2020116501A1 (ja) 2020-06-11
CN113167824B (zh) 2024-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2020116501A1 (ja) 絶縁抵抗検出装置
WO2020116133A1 (ja) 絶縁抵抗検出装置
US9255957B2 (en) Earth fault detection circuit and power source device
JP3836689B2 (ja) グラウンド漏れ電流検知によるモータ絶縁フォールト検知方法
US7656690B2 (en) Voltage conversion device and computer-readable recording medium with program recorded thereon for computer to execute control of voltage conversion by voltage conversion device
US7355869B2 (en) Voltage conversion device and computer-readable recording medium having program recorded thereon for computer to control voltage conversion
US10525838B2 (en) Power conversion system
JP7140045B2 (ja) 駆動回路
JP6464752B2 (ja) 漏電判定装置
CN111060842B (zh) 漏电判断系统
JP6086605B2 (ja) 放電回路故障検知装置及び放電回路故障検知方法
JP6654417B2 (ja) オフセット電圧生成装置及びオフセット電圧生成方法
JP6973635B2 (ja) モータシステムの制御方法、及び、モータシステムの制御装置
US20200110122A1 (en) Electrical leakage determination system
JP6394428B2 (ja) 漏電判定装置
US11831302B2 (en) Drive circuit for switch
JP6324570B1 (ja) 電動車両の制御装置および漏電検出状態判断方法
JP5106924B2 (ja) 電力変換回路の駆動装置及び電力変換システム
JP6476972B2 (ja) 漏電判定装置
JP2012157145A (ja) 双方向コンバータ、その制御回路およびその制御方法
US20190305696A1 (en) Power conversion device
JP2012013433A (ja) 電圧検出回路及び電力供給装置
JP7044687B2 (ja) 車両の電源装置
JP5899807B2 (ja) コンバータ制御装置
JP7325910B2 (ja) 検出電圧補正装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20201127

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211207

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211222

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220111

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220204

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7022050

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150