JP2020106517A - Electric leak detection circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、漏電検知回路に関する。 The present invention relates to a leakage detection circuit.
漏電検知回路として、車両に搭載される直流電源のグランドラインにカップリングコンデンサを介して接続される検出抵抗と、グランドラインと車両のボディアースとの間に漏電検知用発振信号を出力する発振回路と、検出抵抗にかかる電圧をローパスフィルタを介して取得する絶縁抵抗測定回路と、絶縁抵抗測定回路により取得される電圧の波高値が閾値以下であるとき、絶縁抵抗の抵抗値が低下していること、すなわち、漏電が発生していることを検知する検知部とを備えるものがある。 As an earth leakage detection circuit, an oscillation circuit that outputs an oscillation signal for earth leakage detection between the detection resistance connected to the ground line of the DC power supply mounted on the vehicle through a coupling capacitor and the ground line and the vehicle body ground. And an insulation resistance measurement circuit that acquires the voltage applied to the detection resistance via a low-pass filter, and the resistance value of the insulation resistance decreases when the peak value of the voltage acquired by the insulation resistance measurement circuit is less than or equal to the threshold value. That is, some of them include a detection unit that detects that an electric leakage has occurred.
ところで、絶縁抵抗に並列接続される浮遊容量の容量値が増加すると、検出抵抗にかかる電圧の波高値が低下する。 By the way, when the capacitance value of the stray capacitance connected in parallel with the insulation resistance increases, the peak value of the voltage applied to the detection resistance decreases.
そのため、上記漏電検知回路では、実際には絶縁抵抗の抵抗値が低下していないにもかかわらず、絶縁抵抗の抵抗値が低下していると誤検知してしまうおそれがある。 Therefore, the leakage detection circuit may erroneously detect that the resistance value of the insulation resistance has decreased, although the resistance value of the insulation resistance has not actually decreased.
そこで、他の漏電検知回路として、漏電検知用発振信号の周波数より高い周波数の浮遊容量測定用発振信号が発振回路から出力されているときに絶縁抵抗測定回路により取得される電圧の波高値を用いて浮遊容量の容量値を測定し、その測定した浮遊容量の容量値が増加するほど閾値を低下させるものがある。 Therefore, as another leakage detection circuit, the peak value of the voltage acquired by the insulation resistance measurement circuit is used when the floating capacitance measurement oscillation signal having a frequency higher than that of the leakage detection oscillation signal is output from the oscillation circuit. There is a method in which the capacitance value of stray capacitance is measured and the threshold value is lowered as the measured capacitance value of stray capacitance increases.
関連する技術として、例えば、特許文献1がある。
As a related technique, there is
しかしながら、上記他の漏電検知回路では、発振回路から浮遊容量測定用発振信号が出力されているときに検出抵抗にかかる電圧の波高値がローパスフィルタにより減衰されてしまうため、絶縁抵抗測定回路により取得される電圧の波高値がノイズの影響を受けて変動し易くなり、浮遊容量の測定精度が低下するおそれがある。 However, in other leakage detection circuits described above, the peak value of the voltage applied to the detection resistor is attenuated by the low-pass filter when the oscillation signal for measuring stray capacitance is being output from the oscillation circuit. The peak value of the generated voltage tends to fluctuate due to the influence of noise, and the measurement accuracy of the stray capacitance may decrease.
本発明の一側面に係る目的は、車両に搭載される直流電源のグランドラインと車両のボディアースとの間の絶縁抵抗の抵抗値の低下を検知する漏電検知回路において、絶縁抵抗に並列接続される浮遊容量の容量値の測定精度の低下を抑えることである。 An object according to one aspect of the present invention is that in a leakage detection circuit that detects a decrease in resistance value of an insulation resistance between a ground line of a DC power supply mounted on a vehicle and a body ground of the vehicle, the circuit is connected in parallel to the insulation resistance. It is to suppress the deterioration of the measurement accuracy of the capacitance value of the stray capacitance.
本発明に係る一つの形態である漏電検知回路は、車両に搭載される直流電源のグランドラインと車両のボディアースとの間の絶縁抵抗の抵抗値の低下を検知する漏電検知回路であって、漏電検知用発振信号、または、漏電検知用発振信号の周波数より高い周波数の浮遊容量測定用発振信号を出力する発振回路と、発振回路とグランドラインに接続されるカップリングコンデンサとの間に接続される検出抵抗と、発振回路から漏電検知用発振信号が出力されているときに検出抵抗にかかる電圧を減衰せずに取得する絶縁抵抗測定回路と、発振回路から浮遊容量測定用発振信号が出力されているときに検出抵抗にかかる電圧を減衰せずに取得する浮遊容量測定回路と、発振回路から漏電検知用発振信号が出力されているときに絶縁抵抗測定回路により取得される電圧の波高値が閾値以下である場合、絶縁抵抗の抵抗値が低下していることを検知し、発振回路から浮遊容量測定用発振信号が出力されているときに浮遊容量測定用回路により取得される電圧の波高値により絶縁抵抗に並列接続される浮遊容量の容量値を測定する検知部とを備える。 A leakage detection circuit, which is one form according to the present invention, is a leakage detection circuit that detects a decrease in resistance value of an insulation resistance between a ground line of a DC power supply mounted on a vehicle and a body ground of the vehicle, Connected between the oscillator circuit that outputs the leakage detection oscillation signal or the oscillation signal for measuring stray capacitance of a frequency higher than that of the leakage detection oscillation signal, and the coupling capacitor connected to the ground line. Detection resistance, an insulation resistance measurement circuit that acquires the voltage applied to the detection resistance without attenuating when the leakage detection oscillation signal is output from the oscillation circuit, and an oscillation signal for floating capacitance measurement is output from the oscillation circuit. The stray capacitance measurement circuit that acquires the voltage applied to the detection resistor without attenuating it, and the peak value of the voltage that is acquired by the insulation resistance measurement circuit when the leakage detection oscillation signal is output from the oscillation circuit. When it is less than the threshold value, it detects that the resistance value of the insulation resistance has dropped, and the peak value of the voltage acquired by the stray capacitance measurement circuit when the oscillation signal for stray capacitance measurement is output from the oscillation circuit. And a detection unit for measuring the capacitance value of the stray capacitance connected in parallel with the insulation resistance.
また、絶縁抵抗測定回路は、漏電検知用発振信号の周波数より高いカットオフ周波数の第1のローパスフィルタを介して前記検出抵抗にかかる電圧を取得し、浮遊容量測定回路は、浮遊容量測定用発振信号の周波数より高く、第1のローパスフィルタのカットオフ周波数より高いカットオフ周波数の第2のローパスフィルタを介して検出抵抗にかかる電圧を取得する。 The insulation resistance measuring circuit acquires the voltage applied to the detection resistor through the first low-pass filter having a cutoff frequency higher than the frequency of the leakage detection oscillation signal, and the stray capacitance measuring circuit determines the stray capacitance measuring oscillation. A voltage applied to the detection resistor is acquired via a second low-pass filter having a cutoff frequency higher than the frequency of the signal and higher than the cutoff frequency of the first lowpass filter.
このように、第2のローパスフィルタのカットオフ周波数が浮遊容量測定用発振信号の周波数より高いため、発振回路から浮遊容量測定用発振信号が出力されているときに検出抵抗にかかる電圧の波高値を第2のローパスフィルタにより減衰させないようにすることができる。これにより、発振回路から浮遊容量測定用発振信号が出力されているときに検知部が取得する電圧の波高値の変化が減衰されずに現れやすくなるため、浮遊容量の容量値の測定精度の低下を抑えることができる。 In this way, since the cutoff frequency of the second low-pass filter is higher than the frequency of the stray capacitance measuring oscillation signal, the peak value of the voltage applied to the detection resistor when the stray capacitance measuring oscillation signal is output from the oscillation circuit. Can be prevented from being attenuated by the second low pass filter. As a result, changes in the peak value of the voltage acquired by the detector while the oscillation signal for measuring stray capacitance is being output from the oscillation circuit are more likely to appear without being damped, which reduces the accuracy of the stray capacitance measurement. Can be suppressed.
また、漏電検知回路は、カップリングコンデンサと第1のローパスフィルタとの間、及び、カップリングコンデンサと第2のローパスフィルタとの間にそれぞれ設けられるコンデンサを備えるように構成してもよい。 Further, the leakage detection circuit may be configured to include capacitors provided between the coupling capacitor and the first low-pass filter and between the coupling capacitor and the second low-pass filter, respectively.
これにより、第1のローパスフィルタの内部から第1のローパスフィルタの外部へ、第2のローパスフィルタの内部から第2のローパスフィルタの外部へ、及び、グランドラインから第1のローパスフィルタまたは第2のローパスフィルタの内部へ直流電流が流れることを防止することができるため、その直流電流が絶縁抵抗や第1のローパスフィルタの抵抗や第2のローパスフィルタの抵抗などに流れて電圧降下が発生し絶縁抵抗測定回路や浮遊容量測定回路から出力される電圧が変動することを防止することができ、漏電検知精度が低下することを抑制することができる。 As a result, from the inside of the first low-pass filter to the outside of the first low-pass filter, from the inside of the second low-pass filter to the outside of the second low-pass filter, and from the ground line to the first low-pass filter or the second low-pass filter. Since it is possible to prevent the direct current from flowing into the low-pass filter of, the direct current flows into the insulation resistance, the resistance of the first low-pass filter, the resistance of the second low-pass filter, etc. to cause a voltage drop. It is possible to prevent the voltage output from the insulation resistance measuring circuit or the stray capacitance measuring circuit from fluctuating, and it is possible to suppress deterioration of the leakage detection accuracy.
また、検知部は、直流電源に流れる電流が電流閾値以下になってから直流電源と負荷との間に接続されるスイッチがオンからオフになることで直流電源と負荷とが切断されるまでの間において浮遊容量の容量値を測定するように構成してもよい。 In addition, the detection unit waits until the DC power supply and the load are disconnected by turning on and off the switch connected between the DC power supply and the load after the current flowing in the DC power supply becomes less than or equal to the current threshold value. You may comprise so that the capacitance value of a stray capacitance may be measured between them.
また、検知部は、直流電源と負荷との間に接続されるスイッチがオフからオンになることで直流電源と負荷とが導通されてから直流電源に流れる電流が電流閾値より大きくなるまでの間において浮遊容量の容量値を測定するように構成してもよい。 In addition, the detection unit operates from when the switch connected between the DC power supply and the load is turned on to when the DC power supply is electrically connected to the load until the current flowing through the DC power supply becomes greater than the current threshold value. In, the capacitance value of the stray capacitance may be measured.
このように、直流電源に流れる電流が電流閾値以下であるときに浮遊容量の容量値を測定する構成であるため、直流電源に流れる電流が電流閾値以下であるときに走行用モータが停止している場合、走行用モータの駆動時にインバータ回路などから発生するノイズを浮遊容量測定回路から出力される電圧に含ませないようにすることができる。また、スイッチがオンしているときに浮遊容量の容量値を測定する構成であるため、漏電検知時と同じ回路構成で浮遊容量の容量値を測定することができる。これにより、浮遊容量測定時に取得される電圧の波高値と浮遊容量の容量値との対応関係が、記憶部に予め記憶されている電圧の波高値と浮遊容量の容量値との対応関係と乖離することを抑えることができるため、浮遊容量の容量値を精度良く求めることができる。 In this way, since the capacitance value of the stray capacitance is measured when the current flowing in the DC power supply is less than or equal to the current threshold, the traveling motor is stopped when the current flowing in the DC power supply is less than or equal to the current threshold. When the traveling motor is driven, noise generated from the inverter circuit or the like when the traveling motor is driven can be prevented from being included in the voltage output from the stray capacitance measuring circuit. Further, since the capacitance value of the stray capacitance is measured when the switch is turned on, the capacitance value of the stray capacitance can be measured with the same circuit configuration as that at the time of detecting the leakage. As a result, the correspondence relationship between the peak value of the voltage and the capacitance value of the stray capacitance acquired during the measurement of the stray capacitance is different from the correspondence relationship between the peak value of the voltage and the capacitance value of the stray capacitance stored in the storage unit in advance. Since this can be suppressed, the capacitance value of the stray capacitance can be accurately obtained.
本発明の他の態様に係る漏電検知回路は、車両に搭載される直流電源のグランドラインと前記車両のボディアースとの間の絶縁抵抗の抵抗値の低下を検知するために、第1の周波数の漏電検知用発振信号および前記第1の周波数より高い第2の周波数の浮遊容量測定用発振信号を重畳して出力する発振回路と、前記発振回路と前記グランドラインに接続されるカップリングコンデンサとの間に接続される検出抵抗と、前記発振回路から前記漏電検知用発振信号および前記浮遊容量測定用発振信号が出力されているときに、前記検出抵抗にかかる前記第2の周波数の電圧信号を除去しながら前記第1の周波数の電圧信号を取得する絶縁抵抗測定回路と、前記発振回路から前記漏電検知用発振信号および前記浮遊容量測定用発振信号が出力されているときに、前記検出抵抗にかかる前記第1の周波数の電圧信号を除去しながら前記第2の周波数の電圧信号を取得する浮遊容量測定回路と、前記浮遊容量測定回路が取得した電圧の波高値に基づいて前記絶縁抵抗に並列接続される浮遊容量の容量値を測定すると共に、前記絶縁抵抗測定回路が取得した電圧の波高値と閾値との比較に基づいて前記絶縁抵抗の抵抗値の低下を検知する検知部と、を備える。 An earth leakage detection circuit according to another aspect of the present invention has a first frequency for detecting a decrease in a resistance value of an insulation resistance between a ground line of a DC power supply mounted on a vehicle and a body ground of the vehicle. An oscillation circuit for superimposing and outputting the leakage detection oscillation signal and an oscillation signal for measuring stray capacitance having a second frequency higher than the first frequency, and a coupling capacitor connected to the oscillation circuit and the ground line. A detection resistor connected between the detection resistor and the oscillation circuit for detecting the leakage current and the oscillation signal for measuring the stray capacitance from the oscillation circuit, the voltage signal of the second frequency applied to the detection resistor. An insulation resistance measuring circuit that obtains the voltage signal of the first frequency while removing it, and the detection resistance when the leakage detecting oscillation signal and the floating capacitance measuring oscillation signal are output from the oscillation circuit. A stray capacitance measuring circuit that obtains the voltage signal of the second frequency while removing the voltage signal of the first frequency, and a parallel circuit to the insulation resistance based on the peak value of the voltage obtained by the stray capacitance measuring circuit. A detector that measures the capacitance value of the connected stray capacitance and that detects a decrease in the resistance value of the insulation resistance based on a comparison between the peak value of the voltage acquired by the insulation resistance measurement circuit and a threshold value is provided. ..
この構成によれば、検知部は、実質的に同時に、浮遊容量の測定および漏電判定を行うことができる。よって、漏電判定に要する時間が短くなる。 According to this configuration, the detection unit can measure the stray capacitance and determine the leakage at substantially the same time. Therefore, the time required for the leakage determination is shortened.
本発明のさらに他の態様に係る漏電検知回路は、前記絶縁抵抗と前記検出抵抗とが接続された状態と前記絶縁抵抗と前記検出抵抗とが遮断された状態とを切り替える第1のスイッチと、前記検出抵抗と前記ボディアースとの間に設けられ、互いに並列に接続された、抵抗値が既知である模擬抵抗および容量値が既知である模擬容量と、前記模擬抵抗および前記模擬容量と前記検出抵抗とが接続された状態と前記模擬抵抗および前記模擬容量と前記検出抵抗とが遮断された状態とを切り替える第2のスイッチと、をさらに備える。そして、前記検知部は、前記第1のスイッチがオフ状態に制御され、且つ、前記第2のスイッチがオン状態に制御されるときに、前記絶縁抵抗測定回路により取得される前記漏電検知用発振信号に対応する電圧の波高値および前記模擬抵抗の抵抗値に基づいて第1の補正値を計算し、前記第1のスイッチがオン状態に制御され、且つ、前記第2のスイッチがオフ状態に制御されるときに、前記絶縁抵抗測定回路により取得される前記漏電検知用発振信号に対応する電圧の波高値を前記第1の補正値を用いて補正してもよい。また、前記検知部は、前記第1のスイッチがオフ状態に制御され、且つ、前記第2のスイッチがオン状態に制御されるときに、前記浮遊容量測定回路により取得される前記浮遊容量測定用発振信号に対応する電圧の波高値および前記模擬容量の容量値に基づいて第2の補正値を計算し、前記第1のスイッチがオン状態に制御され、且つ、前記第2のスイッチがオフ状態に制御されるときに、前記浮遊容量測定回路により取得される前記浮遊容量測定用発振信号に対応する電圧の波高値を前記第2の補正値を用いて補正してもよい。 A leakage detection circuit according to still another aspect of the present invention includes a first switch that switches between a state in which the insulation resistance and the detection resistance are connected and a state in which the insulation resistance and the detection resistance are cut off, A simulated resistance having a known resistance value and a simulated capacitance having a known capacitance value, which are provided between the detection resistor and the body ground and are connected in parallel with each other, the simulated resistance and the simulated capacitance, and the detection. It further comprises a second switch for switching between a state in which a resistor is connected and a state in which the simulated resistor and the simulated capacitor and the detection resistor are cut off. Then, the detection unit obtains the leakage detection oscillation obtained by the insulation resistance measurement circuit when the first switch is controlled to be in an off state and the second switch is controlled to be in an on state. A first correction value is calculated based on a crest value of a voltage corresponding to a signal and a resistance value of the simulated resistor, the first switch is controlled to an on state, and the second switch is turned to an off state. When controlled, the peak value of the voltage corresponding to the leakage detection oscillation signal acquired by the insulation resistance measuring circuit may be corrected using the first correction value. Further, the detection unit is for measuring the stray capacitance, which is obtained by the stray capacitance measuring circuit when the first switch is controlled to be in an off state and the second switch is controlled to be in an on state. A second correction value is calculated based on the peak value of the voltage corresponding to the oscillation signal and the capacitance value of the simulated capacitance, the first switch is controlled to be in the ON state, and the second switch is in the OFF state. When controlled to, the peak value of the voltage corresponding to the stray capacitance measuring oscillation signal acquired by the stray capacitance measuring circuit may be corrected using the second correction value.
この構成によれば、絶縁抵抗測定回路および/または浮遊容量測定回路において発生する誤差を補正できる。よって、絶縁抵抗の抵抗値および/または浮遊容量の容量値の検出誤差が小さくなり、漏電検知の精度が向上する。 With this configuration, it is possible to correct an error that occurs in the insulation resistance measuring circuit and/or the stray capacitance measuring circuit. Therefore, the detection error of the resistance value of the insulation resistance and/or the capacitance value of the stray capacitance is reduced, and the accuracy of leakage detection is improved.
本発明によれば、車両に搭載される直流電源のグランドラインと車両のボディアースとの間の絶縁抵抗の抵抗値の低下を検知する漏電検知回路において、絶縁抵抗に並列接続される浮遊容量の容量値の測定精度の低下を抑えることができる。 According to the present invention, in a leakage detection circuit that detects a decrease in resistance value of an insulation resistance between a ground line of a DC power supply mounted on a vehicle and a body ground of the vehicle, a stray capacitance connected in parallel to the insulation resistance It is possible to suppress a decrease in the measurement accuracy of the capacitance value.
以下図面に基づいて実施形態について詳細を説明する。
図1は、実施形態の漏電検知回路の一例を示す図である。
Embodiments will be described below in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a leakage detection circuit according to the embodiment.
直流電源Pは、直列に接続される複数の電池(例えば、リチウムイオン電池またはニッケル水素電池)により構成される高圧バッテリであって、ハイブリッド車や電気自動車などの車両に搭載され、走行用モータを駆動するインバータ回路や直流電源Pの状態を監視する監視回路などの負荷Loに電力を供給する。 The DC power supply P is a high-voltage battery composed of a plurality of batteries (for example, a lithium-ion battery or a nickel-hydrogen battery) connected in series, and is installed in a vehicle such as a hybrid vehicle or an electric vehicle and has a running motor. Electric power is supplied to a load Lo such as an inverter circuit to be driven or a monitoring circuit to monitor the state of the DC power supply P.
漏電検知回路1は、直流電源PのグランドラインGLと車両のボディアースBEとの間の絶縁抵抗Riの抵抗値の低下を検知するものであって、発振回路2と、検出抵抗Rdと、絶縁抵抗測定回路3と、浮遊容量測定回路4と、記憶部5と、検知部6とを備える。
The
発振回路2は、ボディアースBEに接続され、矩形波などの発振信号SをグランドラインGLとボディアースBEとの間に出力する。なお、発振信号Sは、漏電検知用発振信号Sdまたは浮遊容量測定用発振信号Scとする。一例として、発振回路2は、検知部6から与えられる指示に応じて、漏電検知用発振信号Sdまたは浮遊容量測定用発振信号Scを選択して出力することができる。浮遊容量測定用発振信号Scの周波数f2は、漏電検知用発振信号Sdの周波数f1より高いものとする。
The
検出抵抗Rdは、グランドラインGLに接続されるカップリングコンデンサCcと発振回路2との間に接続される。
The detection resistor Rd is connected between the coupling capacitor Cc connected to the ground line GL and the
絶縁抵抗測定回路3は、第1のローパスフィルタLPF1を備え、検出抵抗RdのカップリングコンデンサCc側と検知部6との間に接続される。また、絶縁抵抗測定回路3は、検出抵抗Rdにかかる電圧Vdを第1のローパスフィルタLPF1を介して取得し、その取得した電圧Vdを電圧V1として検知部6に出力する。第1のローパスフィルタLPF1は、電圧Vdに含まれる高周波成分(第1のローパスフィルタLPF1のカットオフ周波数fc1より高い周波数の電圧Vd)を減衰させる。
The insulation
浮遊容量測定回路4は、第2のローパスフィルタLPF2を備え、検出抵抗RdのカップリングコンデンサCc側と検知部6との間に接続される。また、浮遊容量測定回路4は、検出抵抗Rdにかかる電圧Vdを第2のローパスフィルタLPF2を介して取得し、その取得した電圧Vdを電圧V2として検知部6に出力する。第2のローパスフィルタLPF2は、電圧Vdに含まれる高周波成分(第2のローパスフィルタLPF2のカットオフ周波数fc2より高い周波数の電圧Vd)を減衰させる。
The stray
記憶部5は、例えば、RAM(Random Access Memory)またはROM(Read Only Memory)などにより構成され、電圧V2の波高値と、絶縁抵抗Riに仮想的に並列接続される浮遊容量Cfの容量値との対応関係などを記憶する。 The storage unit 5 includes, for example, a RAM (Random Access Memory) or a ROM (Read Only Memory), and has a peak value of the voltage V2 and a capacitance value of the stray capacitance Cf virtually connected in parallel to the insulation resistance Ri. It stores the correspondence relationship of the.
検知部6は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、マルチコアCPU、またはプログラマブルなデバイス(FPGA(Field Programmable Gate Array)やPLD(Programmable Logic Device))などにより構成される。
The
また、検知部6は、発振回路2から漏電検知用発振信号Sdを出力させているとき、絶縁抵抗測定回路3から出力される電圧V1の波高値が閾値Vth以下である場合、絶縁抵抗Riの抵抗値が低下していること、すなわち、漏電が発生していることを検知する。なお、閾値Vthは、実験やシミュレーションなどにより求められ記憶部5に記憶されているものとし、例えば、漏電になる直前の電圧V1の波高値とする。
Further, when the
また、検知部6は、発振回路2から浮遊容量測定用発振信号Scを出力させているとき、記憶部5に予め記憶されている、電圧V2の波高値と浮遊容量Cfの容量値との対応関係を参照して、浮遊容量測定回路4から出力される電圧V2の波高値に対応する浮遊容量Cfの容量値を、浮遊容量Cfの現在の容量値とする。すなわち、検知部6は、発振回路2が浮遊容量測定用発振信号Scを出力しているときに得られる電圧V2の波高値に基づいて、浮遊容量Cfの現在の容量値を推定する。
Further, when the
また、検知部6は、推定される浮遊容量Cfの容量値に応じて閾値Vthを補正する。ここで、浮遊容量Cfの容量値が大きくなると、グランドラインGLと車両のボディアースBEとの間のインピーダンスが小さくなる。よって、検知部6は、浮遊容量Cfの容量値が増加するほど、閾値Vthが低下するように閾値Vthを補正する。一例としては、検知部6は、浮遊容量Cfの容量値に反比例するように、閾値Vthを補正してもよい。これにより、浮遊容量Cfの容量値の増加に伴う電圧V1の波高値の低下に合わせて、閾値Vthも低下させることができる。そのため、絶縁抵抗Riの抵抗値の低下よりも浮遊容量Cfの容量値の増加の影響を受けて電圧V1の波高値が低くなっているにもかかわらず、絶縁抵抗Riの抵抗値が小さいと誤検知してしまうことを抑えることができる。すなわち、浮遊容量Cfの容量値の変動に起因する漏電の誤検知が抑制される。
Further, the
図2(a)は、絶縁抵抗Ri、浮遊容量Cf、カップリングコンデンサCc、及び検出抵抗Rdにより構成されるローパスフィルタLPFの周波数特性(実線)を示す図である。なお、図2(a)に示す2次元直交座標の横軸は発振信号Sの周波数[Hz]を示し、縦軸はローパスフィルタLPFのゲイン[dB]を示す。また、図2(a)に示す破線は、浮遊容量Cfの容量値が増加した後のローパスフィルタLPFの周波数特性を示している。 FIG. 2A is a diagram showing a frequency characteristic (solid line) of the low-pass filter LPF including the insulation resistance Ri, the stray capacitance Cf, the coupling capacitor Cc, and the detection resistance Rd. The horizontal axis of the two-dimensional orthogonal coordinates shown in FIG. 2A represents the frequency [Hz] of the oscillation signal S, and the vertical axis represents the gain [dB] of the low-pass filter LPF. The broken line shown in FIG. 2A shows the frequency characteristic of the low-pass filter LPF after the capacitance value of the stray capacitance Cf has increased.
図2(a)に示すように、ローパスフィルタLPFのカットオフ周波数fcは、漏電検知用発振信号Sdの周波数f1より高く、浮遊容量測定用発振信号Scの周波数f2より低いものとする。 As shown in FIG. 2A, the cutoff frequency fc of the low-pass filter LPF is higher than the frequency f1 of the leakage detection oscillation signal Sd and lower than the frequency f2 of the stray capacitance measurement oscillation signal Sc.
図2(b)は、第1のローパスフィルタLPF1の周波数特性(一点鎖線)及び第2のローパスフィルタLPF2の周波数特性(二点鎖線)を示す図である。なお、図2(b)に示す2次元直交座標の横軸は発振信号Sの周波数[Hz]を示し、縦軸は第1のローパスフィルタLPF1または第2のローパスフィルタLPF2のゲイン[dB]を示す。また、第2のローパスフィルタLPF2のカットオフ周波数fc2は、第1のローパスフィルタLPF1のカットオフ周波数fc1より高いものとする。 FIG. 2B is a diagram showing the frequency characteristic of the first low pass filter LPF1 (dashed line) and the frequency characteristic of the second low pass filter LPF2 (dashed line). The horizontal axis of the two-dimensional orthogonal coordinates shown in FIG. 2B represents the frequency [Hz] of the oscillation signal S, and the vertical axis represents the gain [dB] of the first low-pass filter LPF1 or the second low-pass filter LPF2. Show. The cutoff frequency fc2 of the second lowpass filter LPF2 is set to be higher than the cutoff frequency fc1 of the first lowpass filter LPF1.
図2(b)に示すように、第1のローパスフィルタLPF1のカットオフ周波数fc1は、漏電検知用発振信号Sdの周波数f1より高いものとし、第2のローパスフィルタLPF2のカットオフ周波数fc2は、浮遊容量測定用発振信号Scの周波数f2より高いものとする。また、第1のローパスフィルタLPF1のカットオフ周波数fc1は、浮遊容量測定用発振信号Scの周波数f2より低いものとする。 As shown in FIG. 2B, the cutoff frequency fc1 of the first low-pass filter LPF1 is higher than the frequency f1 of the leakage detection oscillation signal Sd, and the cut-off frequency fc2 of the second low-pass filter LPF2 is It is assumed that the frequency is higher than the frequency f2 of the floating capacitance measuring oscillation signal Sc. The cutoff frequency fc1 of the first low pass filter LPF1 is lower than the frequency f2 of the stray capacitance measurement oscillation signal Sc.
図2(a)に示すように、ローパスフィルタLPFのカットオフ周波数fcは漏電検知用発振信号Sdの周波数f1より高いため、漏電検知用発振信号SdはローパスフィルタLPFにより減衰されない。そのため、発振回路2から漏電検知用発振信号Sdが出力されているときで、かつ、絶縁抵抗Riの抵抗値が低下していないとき、検出抵抗Rdにかかる電圧Vdの波高値は、漏電検知用発振信号Sdの波高値と同じまたは略同じになる。また、図2(b)に示すように、第1のローパスフィルタLPF1のカットオフ周波数fc1は漏電検知用発振信号Sdの周波数f1より高いため、発振回路2から漏電検知用発振信号Sdが出力されているときに検出抵抗Rdにかかる電圧Vdの波高値は第1のローパスフィルタLPF1により減衰されない。そのため、絶縁抵抗測定回路3から出力される電圧V1の波高値は、検出抵抗Rdにかかる電圧Vdの波高値と同じまたは略同じになる。また、絶縁抵抗Riの抵抗値が低下するほど、検出抵抗Rdにかかる電圧Vdの波高値が低下する。すなわち、絶縁抵抗Riの抵抗値が低下するほど、電圧V1の波高値が低下する。これにより、検知部6は、発振回路2から漏電検知用発振信号Sdを出力させているとき、電圧V1の波高値が閾値Vth以下である場合、絶縁抵抗Riの抵抗値が低下していること、すなわち、漏電が発生していることを検知することができる。
As shown in FIG. 2A, since the cutoff frequency fc of the low pass filter LPF is higher than the frequency f1 of the leakage detection oscillation signal Sd, the leakage detection oscillation signal Sd is not attenuated by the low pass filter LPF. Therefore, when the leakage detection oscillation signal Sd is output from the
また、図2(a)に示すように、浮遊容量測定用発振信号Scの周波数f2はローパスフィルタLPFのカットオフ周波数fcより高いため、浮遊容量測定用発振信号ScはローパスフィルタLPFにより減衰される。そのため、浮遊容量Cfの容量値が増加してローパスフィルタLPFのカットオフ周波数fcが低くなるほど、浮遊容量測定用発振信号Scの周波数f2に対応するローパスフィルタLPFのゲインが小さくなり、浮遊容量測定用発振信号Scがさらに減衰される。すなわち、浮遊容量Cfの容量値が増加するほど、発振回路2から浮遊容量測定用発振信号Scが出力されているときに検出抵抗Rdにかかる電圧Vdの波高値が低下する。また、図2(b)に示すように、第2のローパスフィルタLPF2のカットオフ周波数fc2は浮遊容量測定用発振信号Scの周波数f2より高いため、発振回路2から浮遊容量測定用発振信号Scが出力されているときに検出抵抗Rdにかかる電圧Vdの波高値は第2のローパスフィルタLPF2により減衰されない。そのため、浮遊容量測定回路4から出力される電圧V2の波高値は、検出抵抗Rdにかかる電圧Vdの波高値と同じまたは略同じになる。すなわち、浮遊容量Cfの容量値が増加するほど、電圧V2の波高値が低下する。これにより、検知部6は、発振回路2から浮遊容量測定用発振信号Scを出力させているとき、記憶部5に予め記憶されている、電圧V2の波高値と浮遊容量Cfの容量値との対応関係を参照して、浮遊容量測定回路4から出力される電圧V2の波高値に対応する浮遊容量Cfの容量値を、浮遊容量Cfの現在の容量値として測定することができる。
Further, as shown in FIG. 2A, since the frequency f2 of the stray capacitance measuring oscillation signal Sc is higher than the cutoff frequency fc of the low pass filter LPF, the stray capacitance measuring oscillation signal Sc is attenuated by the low pass filter LPF. .. Therefore, as the capacitance value of the stray capacitance Cf increases and the cutoff frequency fc of the low-pass filter LPF decreases, the gain of the low-pass filter LPF corresponding to the frequency f2 of the stray capacitance measurement oscillation signal Sc decreases and the stray capacitance measurement The oscillation signal Sc is further attenuated. That is, as the capacitance value of the stray capacitance Cf increases, the peak value of the voltage Vd applied to the detection resistor Rd when the stray capacitance measurement oscillation signal Sc is output from the
このように、実施形態の漏電検知回路1では、第2のローパスフィルタLPF2のカットオフ周波数fc2が浮遊容量測定用発振信号Scの周波数f2より高いため、発振回路2から浮遊容量測定用発振信号Scが出力されているときに検出抵抗Rdにかかる電圧Vdの波高値を第2のローパスフィルタLPF2により減衰させないようにすることができる。これにより、発振回路2から浮遊容量測定用発振信号Scが出力されているときに検知部6が取得する電圧V2の波高値の変化が減衰されずに現れやすくなるため、浮遊容量Cfの容量値の測定精度の低下を抑えることができる。
As described above, in the
なお、本発明の実施形態に係わる漏電検知回路は、図1に示す構成に限定されるものではない。例えば、絶縁抵抗測定回路3は、第1のローパスフィルタLPF1の代わりに、漏電検知用発振信号Sdを通過させて浮遊容量測定用発振信号Scを遮断する帯域通過フィルタを備えてもよい。また、浮遊容量測定回路4は、第2のローパスフィルタLPF2の代わりに、浮遊容量測定用発振信号Scを通過させて漏電検知用発振信号Sdを遮断する帯域通過フィルタを備えてもよい。
The leakage detection circuit according to the embodiment of the present invention is not limited to the configuration shown in FIG. For example, the insulation
<絶縁抵抗測定回路3及び浮遊容量測定回路4の一例>
図3は、絶縁抵抗測定回路3及び浮遊容量測定回路4の一例を示す図である。
<Example of insulation
FIG. 3 is a diagram showing an example of the insulation
図3に示す絶縁抵抗測定回路3は、第1のローパスフィルタLPF1の他にコンデンサC1を備え、浮遊容量測定回路4は、第2のローパスフィルタLPF2の他にコンデンサC2を備える。
The insulation
第1のローパスフィルタLPF1は、いわゆる、2次アクティブローパスフィルタであって、コンパレータCmp1と、抵抗R1〜R5と、コンデンサC3〜C4と、ダイオードD1〜D2とを備える。コンパレータCmp1のマイナス入力端子は、抵抗R1の一方の端子と、ダイオードD1のアノード端子、ダイオードD2のカソード端子、及び、コンデンサC3の一方の端子に接続されている。コンパレータCmp1のプラス入力端子は、抵抗R2の一方の端子に接続されている。コンパレータCmp1の出力端子は、コンデンサC3の他方の端子、抵抗R3の一方の端子、抵抗R4の一方の端子、及び、検知部6の一方の入力端子に接続されている。抵抗R3の他方の端子は、抵抗R1の他方の端子、抵抗R5の一方の端子、及びコンデンサC4の一方の端子に接続されている。ダイオードD1のカソード端子は電源に接続され、ダイオードD2のアノード端子、抵抗R2の他方の端子、抵抗R4の他方の端子、及びコンデンサC4の他方の端子はそれぞれボディアースBEに接続されている。抵抗R5の他方の端子は、コンデンサC1の一方の端子に接続され、コンデンサC1の他方の端子はカップリングコンデンサCcと検出抵抗Rdとの接続点に接続されている。なお、第1のローパスフィルタLPF1は、発振回路2から漏電検知用発振信号Sdが出力されているときに検出抵抗Rdにかかる電圧Vdの波高値を減衰させず、発振回路2から漏電検知用発振信号Sdが出力されているときに検出抵抗Rdにかかる電圧Vdの高周波成分(走行用モータが駆動しているときにインバータ回路などから発生するノイズなど)を減衰させるものであれば、図3に示す構成に限定されない。
The first low-pass filter LPF1 is a so-called second-order active low-pass filter, and includes a comparator Cmp1, resistors R1 to R5, capacitors C3 to C4, and diodes D1 to D2. The negative input terminal of the comparator Cmp1 is connected to one terminal of the resistor R1, the anode terminal of the diode D1, the cathode terminal of the diode D2, and one terminal of the capacitor C3. The plus input terminal of the comparator Cmp1 is connected to one terminal of the resistor R2. The output terminal of the comparator Cmp1 is connected to the other terminal of the capacitor C3, one terminal of the resistor R3, one terminal of the resistor R4, and one input terminal of the
第2のローパスフィルタLPF2は、いわゆる、1次アクティブローパスフィルタであって、コンパレータCmp2と、抵抗R6〜R9と、コンデンサC5と、ダイオードD3〜D4とを備える。コンパレータCmp2のマイナス入力端子は、抵抗R6の一方の端子、ダイオードD3のアノード端子、ダイオードD4のカソード端子、抵抗R7の一方の端子、コンデンサC5の一方の端子に接続されている。コンパレータCmp2のプラス入力端子は、抵抗R8の一方の端子に接続されている。コンパレータCmp2の出力端子は、抵抗R7の他方の端子、コンデンサC5の他方の端子、抵抗R9の一方の端子、及び、検知部6の他方の入力端子に接続されている。ダイオードD3のカソード端子は電源に接続され、ダイオードD4のアノード端子、抵抗R8の他方の端子、及び、抵抗R9の他方の端子はそれぞれボディアースBEに接続されている。抵抗R6の他方の端子は、コンデンサC2の一方の端子に接続され、コンデンサC2の他方の端子はカップリングコンデンサCcと検出抵抗Rdとの接続点に接続されている。なお、第2のローパスフィルタLPF2は、発振回路2から浮遊容量測定用発振信号Scが出力されているときに検出抵抗Rdにかかる電圧Vdの波高値を減衰させず、発振回路2から浮遊容量測定用発振信号Scが出力されているときに検出抵抗Rdにかかる電圧Vdの高周波成分を減衰させるものであれば、図3に示す構成に限定されない。
The second low-pass filter LPF2 is a so-called first-order active low-pass filter, and includes a comparator Cmp2, resistors R6 to R9, a capacitor C5, and diodes D3 to D4. The negative input terminal of the comparator Cmp2 is connected to one terminal of the resistor R6, the anode terminal of the diode D3, the cathode terminal of the diode D4, one terminal of the resistor R7, and one terminal of the capacitor C5. The plus input terminal of the comparator Cmp2 is connected to one terminal of the resistor R8. The output terminal of the comparator Cmp2 is connected to the other terminal of the resistor R7, the other terminal of the capacitor C5, one terminal of the resistor R9, and the other input terminal of the
ダイオードD1、D2は、コンパレータCmp1のマイナス入力端子に入力される電圧を、ダイオードD2に接続されるボディアースBEの電圧からダイオードD1に接続される電源の電圧までの電圧範囲内に制限する。 The diodes D1 and D2 limit the voltage input to the negative input terminal of the comparator Cmp1 within the voltage range from the voltage of the body earth BE connected to the diode D2 to the voltage of the power supply connected to the diode D1.
ダイオードD3、D4は、コンパレータCmp2のマイナス入力端子に入力される電圧を、ダイオードD4に接続されるボディアースBEの電圧からダイオードD3に接続される電源の電圧までの電圧範囲内に制限する。 The diodes D3 and D4 limit the voltage input to the negative input terminal of the comparator Cmp2 within the voltage range from the voltage of the body earth BE connected to the diode D4 to the voltage of the power supply connected to the diode D3.
コンデンサC1は、ボディアースBEからダイオードD2を介して抵抗R1、R5へ回り込んだ直流電流が第1のローパスフィルタLPF1の外部(コンデンサC1側)へ流れることを防止するとともに、グランドラインGLからカップリングコンデンサCcを介してリークした直流電流が第1のローパスフィルタLPF1の内部へ流れることを防止する。 The capacitor C1 prevents the direct current flowing from the body earth BE to the resistors R1 and R5 via the diode D2 from flowing to the outside of the first low pass filter LPF1 (on the side of the capacitor C1) and from the ground line GL to the cup. The direct current leaked through the ring capacitor Cc is prevented from flowing into the inside of the first low pass filter LPF1.
コンデンサC2は、ボディアースBEからダイオードD4を介して抵抗R6へ回り込んだ直流電流が第2のローパスフィルタLPF2の外部(コンデンサC2側)へ流れることを防止するとともに、グランドラインGLからカップリングコンデンサCcを介してリークした直流電流が第2のローパスフィルタLPF2の内部へ流れることを防止する。 The capacitor C2 prevents the direct current flowing from the body earth BE to the resistor R6 via the diode D4 from flowing to the outside of the second low pass filter LPF2 (on the side of the capacitor C2), and from the ground line GL to the coupling capacitor. The direct current leaked through Cc is prevented from flowing into the second low pass filter LPF2.
これにより、第1のローパスフィルタLPF1の内部から第1のローパスフィルタLPF1の外部へ、第2のローパスフィルタLPF2の内部から第2のローパスフィルタLPF2の外部へ、及び、グランドラインGLから第1のローパスフィルタLPF1または第2のローパスフィルタLPF2の内部へ直流電流が流れることを防止することができるため、その直流電流が絶縁抵抗Riや第1のローパスフィルタLPF1の抵抗R1、R5や第2のローパスフィルタLPF2の抵抗R6などに流れて電圧降下が発生し電圧V1、V2が変動することを防止することができ、漏電検知精度が低下することを抑制することができる。 As a result, from the inside of the first low-pass filter LPF1 to the outside of the first low-pass filter LPF1, from the inside of the second low-pass filter LPF2 to the outside of the second low-pass filter LPF2, and from the ground line GL to the first Since it is possible to prevent a direct current from flowing into the low-pass filter LPF1 or the second low-pass filter LPF2, the direct-current can be prevented by the insulation resistance Ri, the resistors R1 and R5 of the first low-pass filter LPF1, and the second low-pass filter. It is possible to prevent the voltage V1 and V2 from fluctuating due to the voltage drop caused by the current flowing through the resistor R6 of the filter LPF2 and the like, and it is possible to prevent the leakage detection accuracy from decreasing.
<図1に示す電流検出部Si、スイッチSW、及び走行制御部Cd>
電流検出部Siは、電流計などにより構成され、直流電源Pに直列に接続される。また、電流検出部Siは、直流電源Pに流れる電流を検出し、その検出結果を車両の走行を制御する走行制御部Cdに送る。
<Current detection unit Si, switch SW, and traveling control unit Cd shown in FIG. 1>
The current detector Si is composed of an ammeter or the like, and is connected to the DC power source P in series. Further, the current detection unit Si detects the current flowing through the DC power supply P and sends the detection result to the travel control unit Cd that controls the travel of the vehicle.
スイッチSWは、電磁式リレーまたは半導体スイッチなどにより構成され、直流電源Pと負荷Loとの間に直列接続される。また、スイッチSWは、走行制御部Cdによりオン、オフが制御される。スイッチSWがオンしているとき、直流電源Pと負荷Loとが導通し、直流電源Pに電流が流れる状態になる。スイッチSWがオフしているとき、直流電源Pと負荷Loとが切断され、直流電源Pに電流が流れない状態になる。なお、スイッチSWがオンしているときで、かつ、走行用モータ及び監視回路が駆動している場合、直流電源Pから走行用モータ及び監視回路へ放電電流が流れたり、走行用モータから直流電源Pへ充電電流が流れたりする。また、スイッチSWがオンしているときで、かつ、監視回路のみが駆動している場合、直流電源Pから監視回路へ放電電流が流れる。なお、スイッチSWは、直流電源PとグランドラインGLとの間に接続されてもよい。 The switch SW is composed of an electromagnetic relay, a semiconductor switch, or the like, and is connected in series between the DC power supply P and the load Lo. Further, the switch SW is controlled to be turned on and off by the traveling control unit Cd. When the switch SW is turned on, the DC power supply P and the load Lo are brought into conduction, and a current flows in the DC power supply P. When the switch SW is off, the DC power supply P and the load Lo are disconnected, and no current flows in the DC power supply P. When the switch SW is turned on and the traveling motor and the monitoring circuit are driven, a discharge current flows from the DC power source P to the traveling motor and the monitoring circuit, or the traveling motor and the DC power source are driven. Charge current flows to P. Further, when the switch SW is on and only the monitoring circuit is driven, a discharge current flows from the DC power source P to the monitoring circuit. The switch SW may be connected between the DC power source P and the ground line GL.
走行制御部Cdは、走行していた車両が停車した後に運転者や整備士などにより車両に搭載されるストップボタンが押されると、または、走行していた車両が停車した後に運転者や整備士などにより車両に搭載されるイグニッションキーがオフにされると、または、アイドリングストップが開始すると、走行用モータが停止するようにインバータ回路の動作を制御することで走行用モータを停止状態(レディOFF状態)にする。なお、走行用モータが停止した後も、監視回路が常時駆動するものとする。また、スイッチSWがオンしているときで、かつ、監視回路のみが駆動しているときに直流電源Pに流れる電流は、スイッチSWがオンしているときで、かつ、走行用モータ及び監視回路が駆動しているときに直流電源Pに流れる電流よりも小さいものとする。 The traveling control unit Cd is configured such that when a driver or a mechanic pushes a stop button mounted on the vehicle after the traveling vehicle stops, or after the traveling vehicle stops, the driver or the mechanic. When the ignition key mounted on the vehicle is turned off or the idling stop starts, the operation of the inverter circuit is controlled so that the drive motor stops. State). Note that the monitoring circuit is always driven even after the traveling motor is stopped. Further, when the switch SW is on and only the monitoring circuit is driven, the current flowing through the DC power supply P is when the switch SW is on, the traveling motor and the monitoring circuit. Is smaller than the current flowing through the DC power supply P when the is driven.
また、走行制御部Cdは、走行用モータを停止状態にした後、電流検出部Siにより検出される電流が電流閾値Ith以下になると、直流電源Pに流れる電流が電流閾値以下になった旨を検知部6に送る。なお、電流閾値Ithは、直流電源Pに流れる電流の増加に伴う電圧Vdの波高値の変動量の増加が抑えられているときに直流電源Pに流れる電流の最大値とする。
Further, when the current detected by the current detection unit Si becomes less than or equal to the current threshold value Ith after the traveling motor is stopped, the traveling control unit Cd informs that the current flowing through the DC power supply P becomes less than or equal to the current threshold value. It is sent to the
または、走行制御部Cdは、走行用モータを停止状態にすると、走行用モータを停止状態にした旨を検知部6に送るように構成してもよい。このように構成する場合、走行制御部Cdは、走行用モータを停止状態にすると、直流電源Pに流れる電流が電流閾値Ith以下になるように監視回路のみを駆動させる。すなわち、直流電源Pに流れる電流が電流閾値Ith以下であるとき、走行用モータが停止状態であるものとする。
Alternatively, the traveling control unit Cd may be configured to send the fact that the traveling motor has been stopped to the
また、走行制御部Cdは、直流電源Pに流れる電流が電流閾値Ith以下になった旨または走行用モータを停止状態にした旨を検知部6に送った後、スイッチSWをオンからオフに切り替える。なお、走行制御部Cdは、直流電源Pに流れる電流が電流閾値Ith以下になった旨または走行用モータを停止状態にした旨を検知部6に送った後、スイッチSWが溶着していないと判断してからスイッチSWをオンからオフに切り替えるように構成してもよい。
Further, the traveling control unit Cd switches the switch SW from ON to OFF after sending the fact that the current flowing through the DC power source P has become equal to or less than the current threshold value Ith or the traveling motor has been stopped to the
また、直流電源Pに流れる電流が電流閾値Ith以下になった旨を検知部6が受け取ってからスイッチSWがオンからオフになることで直流電源Pと負荷Loとが切断されるまでの間を、または、走行用モータを停止状態にした旨を検知部6が受け取ってからスイッチSWがオンからオフになることで直流電源Pと負荷Loとが切断されるまでの間を、一定時間T1とする。
Further, after the
また、走行制御部Cdは、車両の駐車中に運転者や整備士などによりスタートボタンが押されると、または、車両の駐車中に運転者や整備士などによりイグニッションキーがオンにされると、または、アイドリングストップが終了すると、スイッチSWをオフからオンに切り替える。 In addition, when the driver or mechanic or the like presses the start button while the vehicle is parked, or when the driver or mechanic or the like turns on the ignition key while the vehicle is parked, the traveling control unit Cd Alternatively, when the idling stop is completed, the switch SW is switched from off to on.
また、走行制御部Cdは、スイッチSWをオフからオンに切り替えると、スイッチSWがオフからオンになった旨を検知部6に送る。
Further, when the traveling control unit Cd switches the switch SW from OFF to ON, the traveling control unit Cd sends the fact that the switch SW has been switched from OFF to ON to the
また、走行制御部Cdは、スイッチSWがオフからオンになった旨を検知部6に送った後、走行用モータが駆動するようにインバータ回路の動作を制御することで走行用モータを駆動状態(レディON状態)にする。なお、走行用モータが駆動状態になると、直流電源Pに流れる電流が電流閾値Ithより大きくなるものとする。
In addition, the traveling control unit Cd controls the operation of the inverter circuit so that the traveling motor is driven after sending the fact that the switch SW has been turned from OFF to ON to the
また、スイッチSWがオフからオンになった旨を検知部6が受け取ってから直流電源Pに流れる電流が電流閾値Ithより大きくなるまでの間を一定時間T2とする。
Further, the period from when the
<検知部6の動作の一例>
図4は、検知部6の動作の一例を示すフローチャートである。
<Example of operation of the
FIG. 4 is a flowchart showing an example of the operation of the
まず、検知部6は、直流電源Pに流れる電流が電流閾値Ith以下になった旨または走行用モータを停止状態にした旨を受け取っていない場合で、かつ、スイッチSWがオフからオンになった旨を受け取っていない場合(ステップS1:No、ステップS2:No)、直流電源Pに流れる電流が電流閾値Ith以下になった旨または走行用モータを停止状態にした旨を受け取ったか否か、及び、スイッチSWがオフからオンになった旨を受け取ったか否かを繰り返し判断する。
First, when the
次に、検知部6は、直流電源Pに流れる電流が電流閾値Ith以下になった旨または走行用モータを停止状態にした旨を受け取ると(ステップS1:Yes)、直流電源Pに流れる電流が電流閾値Ith以下になった旨または走行用モータを停止状態にした旨を受け取ってから一定時間T1が経過するまでの間において、発振回路2から浮遊容量測定用発振信号Scを出力させ(ステップS3)、浮遊容量測定回路4から出力される電圧V2を取得し(ステップS4)、記憶部5に記憶されている波高値と容量値との対応関係を用いて浮遊容量Cfの容量値を測定する(ステップS5)。すなわち、検知部6は、直流電源Pに流れる電流が電流閾値Ith以下になってからスイッチSWがオンからオフになることで直流電源Pと負荷Loとが切断されるまでの間において浮遊容量Cfの容量値を測定する。なお、検知部6は、直流電源Pに流れる電流が電流閾値Ith以下になってからスイッチSWがオンからオフになることで直流電源Pと負荷Loとが切断されるまでの間のみにおいて浮遊容量Cfの容量値を測定するように構成してもよい。すなわち、ステップS2を省略するとともに、ステップS1がNoである場合、検知部6がステップS1を繰り返し実行し、ステップS1がYesの場合、検知部6がステップS3以降を実行する。
Next, when the
一方、検知部6は、スイッチSWがオフからオンになった旨を受け取ると(ステップS2:Yes)、スイッチSWがオフからオンになった旨を受け取ってから一定時間T2が経過するまでの間において、ステップS1〜S5を実行する。すなわち、検知部6は、スイッチSWがオフからオンになることで直流電源Pと負荷Loとが導通されてから直流電源Pに流れる電流が電流閾値Ithより大きくなるまでの間において浮遊容量Cfの容量値を測定する。なお、検知部6は、スイッチSWがオフからオンになることで直流電源Pと負荷Loとが導通されてから直流電源Pに流れる電流が電流閾値Ithより大きくなるまでの間のみにおいて、閾値Vthを補正するように構成してもよい。すなわち、ステップS1を省略するとともに、ステップS2がNoである場合、検知部6がステップS2を繰り返し実行し、ステップS2がYesの場合、検知部6がステップS3以降を実行する。
On the other hand, when the
次に、検知部6は、ステップS5で求めた容量値を用いて閾値Vthを補正する(ステップS6)。ここで、閾値Vthは、例えば、予め作成されている計算式を利用して、ステップS5で求めた浮遊容量Cfの容量値に基づいて補正される。一例としては、容量値に反比例するように、閾値Vthを補正してもよい。なお、検知部6は、閾値Vthを補正した後、スイッチSWがオフである場合、スイッチSWをオフからオンに切り替えてからステップS7以降の漏電検知を行うものとする。
Next, the
次に、検知部6は、発振回路2から漏電検知用発振信号Sdを出力させ(ステップS7)、絶縁抵抗測定回路3から出力される電圧V1を取得する(ステップS8)。そして、検知部6は、電圧V1の波高値が閾値Vthよりも大きい場合(ステップS9:No)、漏電が発生していないと判断し(ステップS10)、電圧V1の波高値が閾値Vth以下である場合(ステップS9:Yes)、漏電が発生していると判断する(ステップS11)。
Next, the
このように、直流電源Pに流れる電流が電流閾値Ith以下であるときに、すなわち、走行用モータが停止しているときに浮遊容量Cfの容量値を測定する構成であるため、走行用モータの駆動時にインバータ回路などから発生するノイズを浮遊容量測定回路4から出力される電圧V2に含ませないようにすることができる。また、スイッチSWがオンしているときに浮遊容量Cfの容量値を測定する構成であるため、漏電検知時と同じ回路構成で浮遊容量Cfの容量値を測定することができる。これにより、浮遊容量測定時に取得される電圧V2の波高値と浮遊容量Cfの容量値との対応関係が、記憶部5に予め記憶されている電圧V2の波高値と浮遊容量Cfの容量値との対応関係と乖離することを抑えることができるため、浮遊容量Cfの容量値を精度良く求めることができる。
As described above, since the capacitance value of the stray capacitance Cf is measured when the current flowing through the DC power source P is less than or equal to the current threshold value Ith, that is, when the traveling motor is stopped, the traveling motor It is possible to prevent noise generated from an inverter circuit or the like during driving from being included in the voltage V2 output from the stray
<他の実施形態>
図5は、本発明の他の実施形態に係わる漏電検知回路の一例を示す。尚、直流電源P、負荷Lo、電流検出部Si、スイッチSW、カップリングコンデンサCc、絶縁抵抗Ri(及び、浮遊容量Cf)、走行制御部Cdは、図1および図5において互いに実質的に同じであるものとする。
<Other Embodiments>
FIG. 5 shows an example of a leakage detection circuit according to another embodiment of the present invention. The DC power supply P, the load Lo, the current detection unit Si, the switch SW, the coupling capacitor Cc, the insulation resistance Ri (and the stray capacitance Cf), and the traveling control unit Cd are substantially the same in FIGS. 1 and 5. Shall be
漏電検知回路1xは、発振回路2x、絶縁抵抗測定回路3x、浮遊容量測定回路4x、記憶部5、および検知部6xを備える。なお、記憶部5は、図1および図5において互いに実質的に同じであるものとする。すなわち、記憶部5には、浮遊容量測定時に得られる電圧V2の波高値と浮遊容量Cfの容量値との対応関係を表す情報が保存されている。
The
発振回路2xは、検知部6xから漏電検知の実行を指示する信号を受信すると、漏電検知用発振信号Sdおよび浮遊容量測定用発振信号Scを重畳して出力する。漏電検知用発振信号Sdの周波数f1および浮遊容量測定用発振信号Scの周波数f2は、互いに異なっている。この実施例では、浮遊容量測定用発振信号Scの周波数f2は、漏電検知用発振信号Sdの周波数f1より高い。
When the
絶縁抵抗測定回路3xおよび浮遊容量測定回路4xには、それぞれ、検出抵抗Rdにかかる電圧を表す信号が入力される。よって、発振回路2xが漏電検知用発振信号Sdおよび浮遊容量測定用発振信号Scを重畳して出力するときは、絶縁抵抗測定回路3xおよび浮遊容量測定回路4xの入力信号は、漏電検知用発振信号Sdの周波数成分(すなわち、f1)および浮遊容量測定用発振信号Scの周波数成分(すなわち、f2)を含む。
The insulation
絶縁抵抗測定回路3xは、帯域通過フィルタBPF1を備える。帯域通過フィルタBPF1は、周波数f1および周波数f1の近傍の周波数成分を通過させ、他の周波数成分を遮断する。すなわち、発振回路2xが漏電検知用発振信号Sdおよび浮遊容量測定用発振信号Scを重畳して出力すると、帯域通過フィルタBPF1は、浮遊容量測定用発振信号Scの周波数成分を除去しながら、漏電検知用発振信号Sdの周波数成分を通過させる。そして、絶縁抵抗測定回路3xは、帯域通過フィルタBPF1を通過する漏電検知用発振信号Sdを表す電圧V1を出力する。
The insulation
浮遊容量測定回路4xは、帯域通過フィルタBPF2を備える。帯域通過フィルタBPF2は、周波数f2および周波数f2の近傍の周波数成分を通過させ、他の周波数成分を遮断する。すなわち、発振回路2xが漏電検知用発振信号Sdおよび浮遊容量測定用発振信号Scを重畳して出力すると、帯域通過フィルタBPF2は、漏電検知用発振信号Sdの周波数成分を除去しながら、浮遊容量測定用発振信号Scの周波数成分を通過させる。そして、浮遊容量測定回路4xは、帯域通過フィルタBPF2を通過する浮遊容量測定用発振信号Scを表す電圧V2を出力する。
The stray
検知部6xは、浮遊容量測定回路4xから出力される電圧信号V2の波高値に基づいて浮遊容量Cfの容量値を測定する。このとき、検知部6xは、記憶部5に保存されている情報を参照して浮遊容量Cfの容量値を測定する。また、検知部6xは、絶縁抵抗測定回路3xから出力される電圧信号V1の波高値と閾値Vthとの比較に基づいて、絶縁抵抗Riの抵抗値が低下しているか否かを判定する。
The
閾値Vthは、この例では、浮遊容量Cfの測定値に基づいて検知部6xにより決定される。そして、検知部6xは、絶縁抵抗測定回路3xから出力される電圧信号V1の波高値と浮遊容量Cfの測定値に基づいて決定した閾値Vthとの比較に基づいて、絶縁抵抗Riの抵抗値が低下しているか否かを判定する。そして、電圧信号V1の波高値が閾値以下であれば、検知部6xは、絶縁抵抗Riの抵抗値が低下している(即ち、漏電が発生している)と判定する。
The threshold value Vth is determined by the
なお、検知部6xは、例えば、図1に示す検知部6と同様に、電流検出部Siにより検出される電流が閾値Ithより小さく、且つ、スイッチSWがオン状態に制御されているときに、上述した漏電検知を実行する。この場合、走行用モータの駆動時にインバータ等から発生するノイズの影響が抑制される。また、浮遊容量Cfの容量値が精度よく測定されるので、漏電が発生しているか否かについての判定精度も向上する。
Note that the
このように、図5に示す実施形態では、漏電検知用発振信号Sdおよび浮遊容量測定用発振信号Scが重畳して出力され、検知部6xは、実質的に同時に、浮遊容量の測定、閾値の補正、および漏電判定を行うことができる。よって、図5に示す構成によれば、図1に示す構成と比較して、漏電判定に要する時間を短くできる。
As described above, in the embodiment shown in FIG. 5, the leakage detection oscillation signal Sd and the stray capacitance measurement oscillation signal Sc are superimposed and output, and the
なお、他の実施形態に係わる漏電検知回路は、図5に示す構成に限定されるものではない。例えば、絶縁抵抗測定回路3xは、帯域通過フィルタBPF1の代わりに低域通過フィルタを備えてもよい。この場合、低域通過フィルタは、浮遊容量測定用発振信号Scの周波数成分を除去しながら、漏電検知用発振信号Sdの周波数成分を通過させるものとする。
The leakage detection circuit according to another embodiment is not limited to the configuration shown in FIG. For example, the insulation
<さらに他の実施形態>
図1または図5に示す漏電検知回路は、検出抵抗Rdにかかる電圧を検出することにより、絶縁抵抗Riに並列に現れる浮遊容量Cfの容量を推定し、更にその推定値を利用して漏電が発生しているか否かを判定する。ここで、浮遊容量Cfの容量は、浮遊容量測定回路により検出される電圧V2に基づいて推定される。また、漏電が発生しているか否かは、絶縁抵抗測定回路により検出される電圧V1に基づいて判定される。よって、絶縁抵抗測定回路および/または浮遊容量測定回路において発生する誤差は、漏電検知の精度を低下させるおそれがある。そこで、さらに他の実施形態においては、検出抵抗Rdにかかる電圧を検出する回路(主に、絶縁抵抗測定回路および浮遊容量測定回路)の誤差を補正する機能を備える。
<Still another embodiment>
The leakage detection circuit shown in FIG. 1 or FIG. 5 estimates the capacitance of the stray capacitance Cf appearing in parallel with the insulation resistance Ri by detecting the voltage applied to the detection resistor Rd, and further uses the estimated value to detect the leakage current. Determine whether it has occurred. Here, the capacitance of the stray capacitance Cf is estimated based on the voltage V2 detected by the stray capacitance measuring circuit. Further, whether or not the leakage has occurred is determined based on the voltage V1 detected by the insulation resistance measuring circuit. Therefore, an error that occurs in the insulation resistance measuring circuit and/or the stray capacitance measuring circuit may reduce the accuracy of leak detection. Therefore, in still another embodiment, a function of correcting the error of the circuit (mainly the insulation resistance measuring circuit and the stray capacitance measuring circuit) that detects the voltage applied to the detection resistor Rd is provided.
図6は、本発明のさらに他の実施形態に係わる漏電検知回路の一例を示す。この実施例では、漏電検知回路1yは、発振回路2x、絶縁抵抗測定回路3x、浮遊容量測定回路4x、記憶部5、検知部6xに加えて、スイッチSWa、模擬抵抗Rv、模擬容量Cv、およびスイッチSWbを備える。なお、発振回路2x、絶縁抵抗測定回路3x、浮遊容量測定回路4x、記憶部5、検知部6xは、図5および図6において互いに実質的に同じであるものとする。
FIG. 6 shows an example of a leakage detection circuit according to still another embodiment of the present invention. In this embodiment, the leakage detection circuit 1y includes an
スイッチSWaの一方の端子は、カップリングコンデンサCcを介してグランドラインGLに接続される。また、スイッチSWaの他方の端子は、検出抵抗Rdに接続される。よって、スイッチSWaは、絶縁抵抗Riと検出抵抗Rdとが接続された状態と、絶縁抵抗Riと検出抵抗Rdとが遮断された状態とを切り替えることができる。なお、スイッチSWaの状態は、検知部6xにより制御される。
One terminal of the switch SWa is connected to the ground line GL via the coupling capacitor Cc. The other terminal of the switch SWa is connected to the detection resistor Rd. Therefore, the switch SWa can switch between a state in which the insulation resistance Ri and the detection resistance Rd are connected and a state in which the insulation resistance Ri and the detection resistance Rd are cut off. The state of the switch SWa is controlled by the
模擬抵抗Rvおよび模擬容量Cvは、互いに並列に接続される。そして、互いに接続される模擬抵抗Rvの一方の端子および模擬容量Cvの一方の端子は、ボディアースBEに接地される。互いに接続される模擬抵抗Rvの他方の端子および模擬容量Cvの他方の端子は、スイッチSWbの一方の端子に接続される。スイッチSWbの他方の端子は、検出抵抗Rdに接続される。即ち、互いに並列に接続された模擬抵抗Rvおよび模擬容量Cvは、スイッチSWbを介して、検出抵抗RdとボディアースBEとの間に設けられる。よって、スイッチSWbは、模擬抵抗Rvおよび模擬容量Cvと検出抵抗Rdとが接続された状態と、模擬抵抗Rvおよび模擬容量Cvと検出抵抗Rdとが遮断された状態とを切り替えることができる。なお、スイッチSWbの状態は、検知部6xにより制御される。
The simulated resistance Rv and the simulated capacitance Cv are connected in parallel with each other. Then, one terminal of the simulated resistance Rv and one terminal of the simulated capacitance Cv connected to each other are grounded to the body ground BE. The other terminal of the simulated resistance Rv and the other terminal of the simulated capacitance Cv connected to each other are connected to one terminal of the switch SWb. The other terminal of the switch SWb is connected to the detection resistor Rd. That is, the simulated resistance Rv and the simulated capacitance Cv connected in parallel with each other are provided between the detection resistance Rd and the body ground BE via the switch SWb. Therefore, the switch SWb can switch between a state where the simulated resistance Rv and the simulated capacitance Cv are connected to the detection resistance Rd, and a state where the simulated resistance Rv and the simulated capacitance Cv and the detection resistance Rd are cut off. The state of the switch SWb is controlled by the
模擬抵抗Rvの抵抗値は既知である。模擬抵抗Rvの抵抗値は、例えば、漏電が発生しているときの絶縁抵抗Riの抵抗値と同等な値である。一例としては、模擬抵抗Rvの抵抗値は、漏電が発生しているか否かを判定するための閾値と同じ抵抗値、またはその閾値よりも小さい所定の抵抗値である。また、模擬容量Cvの容量値も既知である。模擬容量Cvの容量値は、例えば、浮遊容量Cfの想定容量値と同じ値に設定される。 The resistance value of the simulated resistance Rv is known. The resistance value of the simulated resistance Rv is, for example, a value equivalent to the resistance value of the insulation resistance Ri when the electric leakage occurs. As an example, the resistance value of the simulated resistance Rv is the same resistance value as the threshold value for determining whether or not the leakage has occurred, or a predetermined resistance value smaller than the threshold value. The capacitance value of the simulated capacitance Cv is also known. The capacitance value of the simulated capacitance Cv is set to the same value as the assumed capacitance value of the stray capacitance Cf, for example.
上記構成の漏電検知回路1yにおいて、検知部6xは、検出抵抗Rdにかかる電圧を検出する回路(主に、絶縁抵抗測定回路3xおよび浮遊容量測定回路4x)の誤差を補正するための補正値を計算する。補正値を計算する補正処理は、例えば、漏電検知回路1yの製造時に行われる。或いは、漏電検知回路1yが車両に搭載されるケースでは、イグニッションスイッチがオフ状態のときに補正処理を行ってもよい。
In the leakage detection circuit 1y having the above-described configuration, the
補正処理を行うときは、検知部6xは、スイッチSWaをオフ状態に制御すると共に、スイッチSWbをオン状態に制御する。すなわち、漏電検知回路1yは、絶縁抵抗Riおよび浮遊容量Cfから切り離される。また、発振回路2xから検出抵抗Rdを介して絶縁抵抗測定回路3xおよび浮遊容量測定回路4xに至るラインは、模擬抵抗Rvおよび模擬容量Cvを介してボディアースBEに接続される。
When performing the correction process, the
この状態において、発振回路2xは、図5を参照しながら説明したように、漏電検知用発振信号Sdおよび浮遊容量測定用発振信号Scを重畳して出力する。そして、検知部6xは、絶縁抵抗測定回路3xから出力される電圧信号V1の波高値に基づいて模擬抵抗Rvの抵抗値を測定する。ここで、模擬抵抗Rvの抵抗値は既知である。よって、所定の振幅の漏電検知用発振信号Sdが出力されたときに絶縁抵抗測定回路3xから出力される電圧信号V1の波高値も既知である。なお、以下の記載では、この既知の波高値を「真値V1」と呼ぶことがある。
In this state, the
検知部6xは、測定により得られる電圧信号V1の波高値および真値V1に基づいて回路誤差を補正するための第1の補正値を計算する。一例として、回路誤差は、絶縁抵抗測定回路3xのゲイン誤差に起因するものとする。そして、測定により得られる電圧信号V1の波高値が「4.00」であり、真値V1が「3.96」であるものとする。この場合、測定により得られる電圧信号V1の波高値に「0.99」を乗算すれば真値V1が得られる。したがって、「第1の補正値=0.99」が得られる。
The
また、検知部6xは、浮遊容量測定回路4xから出力される電圧信号V2の波高値に基づいて模擬容量Cvの容量値を測定する。ここで、模擬容量Cvの容量値は既知である。よって、所定の振幅の浮遊容量測定用発振信号Scが出力されたときに浮遊容量測定回路4xから出力される電圧信号V2の波高値も既知である。なお、以下の記載では、この既知の波高値を「真値V2」と呼ぶことがある。
Further, the
検知部6xは、測定により得られる電圧信号V2の波高値および真値V2に基づいて回路誤差を補正するための第2の補正値を計算する。一例として、回路誤差は、浮遊容量測定回路4xのゲイン誤差に起因するものとする。そして、測定により得られる電圧信号V2の波高値が「4.00」であり、真値V2が「3.92」であるものとする。この場合、測定により得られる電圧信号V2の波高値に「0.98」を乗算すれば真値V2が得られる。したがって、「第2の補正値=0.98」が得られる。
The
この後、検知部6xは、第1の補正値および第2の補正値を利用して漏電検知を行う。漏電検知の実行時には、検知部6xは、スイッチSWaをオン状態に制御すると共に、スイッチSWbをオフ状態に制御する。即ち、発振回路2xから検出抵抗Rdを介して絶縁抵抗測定回路3xおよび浮遊容量測定回路4xに至るラインから模擬抵抗Rvおよび模擬容量Cvが切り離され、そのラインに絶縁抵抗Riおよび浮遊容量Cfが接続される。
After that, the
発振回路2xは、漏電検知用発振信号Sdおよび浮遊容量測定用発振信号Scを重畳して出力する。そして、検知部6xは、浮遊容量測定回路4xから出力される電圧信号V2の波高値を第2の補正値で補正することにより浮遊容量Cfの容量値を測定する。一例としては、電圧信号V2の波高値の測定値に第2の補正値を乗算した結果に基づいて記憶部5を参照することで、浮遊容量Cfの容量値が測定される。さらに、検知部6xは、このようにして得られる浮遊容量Cfの容量値に基づいて閾値Vthを決定する。
The
また、検知部6xは、絶縁抵抗測定回路3xから出力される電圧信号V1の波高値を第1の補正値で補正することにより絶縁抵抗Riの抵抗値を測定する。一例としては、電圧信号V1の波高値の測定値に第1の補正値を乗算した結果に基づいて絶縁抵抗Riの抵抗値が測定される。そして、検知部6xは、このようにして得られる絶縁抵抗Riの抵抗値と閾値Vthとを比較することで漏電が発生しているか否かを判定する。
Further, the
なお、上述のようにして第1の補正値または第2の補正値を決定する場合、漏電検知用発振信号Sdまたは浮遊容量測定用発振信号Scがクリッピングしてしまうと、正確な補正値が得られない。したがって、スイッチSWaをオフ状態に制御すると共に、スイッチSWbをオン状態に制御したときに、漏電検知用発振信号Sdまたは浮遊容量測定用発振信号Scがクリッピングしないように、発振回路2xから検知部6xに至るラインのインピーダンスを設定することが好ましい。
In the case of determining the first correction value or the second correction value as described above, if the leakage detection oscillation signal Sd or the stray capacitance measurement oscillation signal Sc is clipped, an accurate correction value is obtained. I can't. Therefore, when the switch SWa is controlled to the OFF state and the switch SWb is controlled to the ON state, the
また、図6に示す実施例では、漏電検知用発振信号Sdおよび浮遊容量測定用発振信号Scが重畳して出力されるが、本発明はこの構成に限定されるものではない。すなわち、図6に示す実施例は、図1に示す構成にも適用可能である。 Further, in the embodiment shown in FIG. 6, the leakage detection oscillation signal Sd and the stray capacitance measurement oscillation signal Sc are superimposed and output, but the present invention is not limited to this configuration. That is, the embodiment shown in FIG. 6 can be applied to the configuration shown in FIG.
また、本発明は、図1、図5、または図6に示す構成に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。 Further, the present invention is not limited to the configuration shown in FIG. 1, FIG. 5, or FIG. 6, and various improvements and changes can be made without departing from the gist of the present invention.
1、1x、1y 漏電検知回路
2、2x 発振回路
3、3x 絶縁抵抗測定回路
4、4x 浮遊容量測定回路
5 記憶部
6、6x 検知部
P 直流電源
Lo 負荷
GL グランドライン
BE ボディアース
Ri 絶縁抵抗
Cf 浮遊容量
Cc カップリングコンデンサ
Rd 検出抵抗
Cd 走行制御部
SW、SWa、SWb スイッチ
Rv 模擬抵抗
Cv 模擬容量
1, 1x, 1y
Claims (9)
漏電検知用発振信号、または、前記漏電検知用発振信号の周波数より高い周波数の浮遊容量測定用発振信号を出力する発振回路と、
前記発振回路と前記グランドラインに接続されるカップリングコンデンサとの間に接続される検出抵抗と、
前記発振回路から前記漏電検知用発振信号が出力されているときに前記検出抵抗にかかる電圧を減衰せずに取得する絶縁抵抗測定回路と、
前記発振回路から前記浮遊容量測定用発振信号が出力されているときに前記検出抵抗にかかる電圧を減衰せずに取得する浮遊容量測定回路と、
前記発振回路から前記漏電検知用発振信号が出力されているときに前記絶縁抵抗測定回路により取得される電圧の波高値が閾値以下である場合、前記絶縁抵抗の抵抗値が低下していることを検知し、前記発振回路から前記浮遊容量測定用発振信号が出力されているときに前記浮遊容量測定用回路により取得される電圧の波高値により前記絶縁抵抗に並列接続される浮遊容量の容量値を測定する検知部と、
を備える漏電検知回路。 A leakage detection circuit for detecting a decrease in resistance value of an insulation resistance between a ground line of a DC power supply mounted on a vehicle and a body ground of the vehicle,
An oscillation circuit for outputting an oscillation signal for detecting leakage, or an oscillation signal for measuring stray capacitance having a frequency higher than the frequency of the oscillation signal for detecting leakage,
A detection resistor connected between the oscillation circuit and the coupling capacitor connected to the ground line,
An insulation resistance measuring circuit that acquires the voltage applied to the detection resistor without attenuating when the leakage detection oscillation signal is output from the oscillation circuit,
A stray capacitance measuring circuit that acquires the voltage applied to the detection resistor without attenuating when the stray capacitance measuring oscillation signal is output from the oscillation circuit,
When the crest value of the voltage acquired by the insulation resistance measuring circuit when the leakage detection oscillation signal is output from the oscillation circuit is equal to or less than the threshold value, it is possible that the resistance value of the insulation resistance is decreased. The capacitance value of the stray capacitance connected in parallel with the insulation resistance is detected by the peak value of the voltage detected by the stray capacitance measuring circuit while the stray capacitance measuring oscillation signal is being output from the oscillation circuit. A detector to measure,
Earth leakage detection circuit.
前記絶縁抵抗測定回路は、前記漏電検知用発振信号の周波数より高いカットオフ周波数の第1のローパスフィルタを介して前記検出抵抗にかかる電圧を取得し、
前記浮遊容量測定回路は、前記浮遊容量測定用発振信号の周波数より高く、前記第1のローパスフィルタのカットオフ周波数より高いカットオフ周波数の第2のローパスフィルタを介して前記検出抵抗にかかる電圧を取得する
ことを特徴とする漏電検知回路。 The leakage detection circuit according to claim 1,
The insulation resistance measurement circuit acquires a voltage applied to the detection resistance via a first low-pass filter having a cutoff frequency higher than the frequency of the leakage detection oscillation signal,
The stray capacitance measuring circuit applies a voltage to the detection resistor via a second low pass filter having a cutoff frequency higher than the frequency of the stray capacitance measuring oscillation signal and higher than the cutoff frequency of the first low pass filter. Leakage detection circuit characterized by acquiring.
前記カップリングコンデンサと前記第1のローパスフィルタとの間、及び、前記カップリングコンデンサと前記第2のローパスフィルタとの間にそれぞれ設けられるコンデンサを備える
ことを特徴とする漏電検知回路。 The leakage detection circuit according to claim 1 or 2, wherein
A leakage detection circuit comprising capacitors provided between the coupling capacitor and the first low-pass filter and between the coupling capacitor and the second low-pass filter, respectively.
前記検知部は、前記直流電源に流れる電流が電流閾値以下になってから前記直流電源と負荷との間に接続されるスイッチがオンからオフになることで前記直流電源と前記負荷とが切断されるまでの間において前記浮遊容量の容量値を測定する
ことを特徴とする漏電検知回路。 The leakage detection circuit according to claim 1 or 2, wherein
The detection unit disconnects the DC power supply and the load by turning a switch connected between the DC power supply and the load from ON to OFF after the current flowing through the DC power supply becomes a current threshold value or less. The leak detection circuit is characterized in that the capacitance value of the stray capacitance is measured during the period.
前記検知部は、前記直流電源と負荷との間に接続されるスイッチがオフからオンになることで前記直流電源と前記負荷とが導通されてから前記直流電源に流れる電流が電流閾値より大きくなるまでの間において前記浮遊容量の容量値を測定する
ことを特徴とする漏電検知回路。 The leakage detection circuit according to claim 1 or 2, wherein
In the detection unit, a switch connected between the DC power supply and the load is switched from OFF to ON so that a current flowing through the DC power supply after the DC power supply and the load are electrically connected to each other becomes larger than a current threshold value. The leak detection circuit is characterized in that the capacitance value of the stray capacitance is measured during the period.
第1の周波数の漏電検知用発振信号および前記第1の周波数より高い第2の周波数の浮遊容量測定用発振信号を重畳して出力する発振回路と、
前記発振回路と前記グランドラインに接続されるカップリングコンデンサとの間に接続される検出抵抗と、
前記発振回路から前記漏電検知用発振信号および前記浮遊容量測定用発振信号が出力されているときに、前記検出抵抗にかかる前記第2の周波数の電圧信号を除去しながら前記第1の周波数の電圧信号を取得する絶縁抵抗測定回路と、
前記発振回路から前記漏電検知用発振信号および前記浮遊容量測定用発振信号が出力されているときに、前記検出抵抗にかかる前記第1の周波数の電圧信号を除去しながら前記第2の周波数の電圧信号を取得する浮遊容量測定回路と、
前記浮遊容量測定回路が取得した電圧の波高値に基づいて前記絶縁抵抗に並列に接続される浮遊容量の容量値を測定すると共に、前記絶縁抵抗測定回路が取得した電圧の波高値と閾値との比較に基づいて前記絶縁抵抗の抵抗値の低下を検知する検知部と、
を備える漏電検知回路。 A leakage detection circuit for detecting a decrease in resistance value of an insulation resistance between a ground line of a DC power supply mounted on a vehicle and a body ground of the vehicle,
An oscillation circuit that outputs a leakage detection oscillation signal of a first frequency and a floating capacitance measurement oscillation signal of a second frequency higher than the first frequency in a superimposed manner,
A detection resistor connected between the oscillation circuit and the coupling capacitor connected to the ground line,
When the leakage detection oscillation signal and the stray capacitance measurement oscillation signal are output from the oscillation circuit, the voltage of the first frequency is removed while removing the voltage signal of the second frequency applied to the detection resistor. Insulation resistance measurement circuit that acquires the signal,
While the leakage detection oscillation signal and the stray capacitance measurement oscillation signal are being output from the oscillation circuit, the voltage of the second frequency is removed while removing the voltage signal of the first frequency applied to the detection resistor. A stray capacitance measurement circuit that acquires a signal,
While measuring the capacitance value of the stray capacitance that is connected in parallel to the insulation resistance based on the peak value of the voltage that the stray capacitance measurement circuit acquired, between the crest value and the threshold value of the voltage that the insulation resistance measurement circuit acquired. A detection unit that detects a decrease in the resistance value of the insulation resistance based on comparison,
Earth leakage detection circuit.
前記浮遊容量の測定値に基づいて前記閾値を決定し、
前記浮遊容量測定回路が取得した電圧の波高値と決定した閾値との比較に基づいて前記絶縁抵抗の抵抗値の低下を検知する
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つに記載の漏電検知回路。 The detection unit,
Determining the threshold value based on the measured value of the stray capacitance,
The decrease in the resistance value of the insulation resistance is detected based on the comparison between the peak value of the voltage acquired by the stray capacitance measuring circuit and the determined threshold value. Earth leakage detection circuit.
前記検出抵抗と前記ボディアースとの間に設けられ、互いに並列に接続された、抵抗値が既知である模擬抵抗および容量値が既知である模擬容量と、
前記模擬抵抗および前記模擬容量と前記検出抵抗とが接続された状態と前記模擬抵抗および前記模擬容量と前記検出抵抗とが遮断された状態とを切り替える第2のスイッチと、をさらに備え、
前記検知部は、
前記第1のスイッチがオフ状態に制御され、且つ、前記第2のスイッチがオン状態に制御されるときに、前記絶縁抵抗測定回路により取得される前記漏電検知用発振信号に対応する電圧の波高値および前記模擬抵抗の抵抗値に基づいて第1の補正値を計算し、
前記第1のスイッチがオン状態に制御され、且つ、前記第2のスイッチがオフ状態に制御されるときに、前記絶縁抵抗測定回路により取得される前記漏電検知用発振信号に対応する電圧の波高値を前記第1の補正値を用いて補正する
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つに記載の漏電検知回路。 A first switch for switching between a state where the insulation resistance and the detection resistance are connected and a state where the insulation resistance and the detection resistance are cut off;
Provided between the detection resistor and the body ground, connected in parallel with each other, a simulated resistance with a known resistance value and a simulated capacitance with a known capacitance value,
A second switch that switches between a state in which the simulated resistance and the simulated capacitance are connected to the detection resistance and a state in which the simulated resistance and the simulated capacitance are cut off from the detection resistance;
The detection unit,
When the first switch is controlled to the off state and the second switch is controlled to the on state, a wave of a voltage corresponding to the leakage detection oscillation signal acquired by the insulation resistance measuring circuit. Calculating a first correction value based on the high value and the resistance value of the simulated resistance,
When the first switch is controlled to be on and the second switch is controlled to be off, a wave of voltage corresponding to the leakage detection oscillation signal acquired by the insulation resistance measuring circuit. A high value is corrected using the said 1st correction value. The earth leakage detection circuit as described in any one of Claims 1-7 characterized by the above-mentioned.
前記第1のスイッチがオフ状態に制御され、且つ、前記第2のスイッチがオン状態に制御されるときに、前記浮遊容量測定回路により取得される前記浮遊容量測定用発振信号に対応する電圧の波高値および前記模擬容量の容量値に基づいて第2の補正値を計算し、
前記第1のスイッチがオン状態に制御され、且つ、前記第2のスイッチがオフ状態に制御されるときに、前記浮遊容量測定回路により取得される前記浮遊容量測定用発振信号に対応する電圧の波高値を前記第2の補正値を用いて補正する
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1つに記載の漏電検知回路。
The detection unit,
When the first switch is controlled to the off state and the second switch is controlled to the on state, a voltage corresponding to the floating capacitance measuring oscillation signal acquired by the floating capacitance measuring circuit is detected. Calculating a second correction value based on the peak value and the capacitance value of the simulated capacitance,
When the first switch is controlled to the ON state and the second switch is controlled to the OFF state, a voltage corresponding to the floating capacitance measuring oscillation signal acquired by the floating capacitance measuring circuit is obtained. The leak detection circuit according to any one of claims 1 to 8, wherein the peak value is corrected using the second correction value.
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- 2019-09-12 JP JP2019166593A patent/JP2020106517A/en active Pending
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