JP2020134295A - 漏電検出装置、車両用電源システム - Google Patents
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Abstract
Description
Vbp=(R1+R2)/R2・Vop ・・・(式1)
Vbat=(R1+R2+R3+R4)/(R2+R3)・Vob ・・・(式2)
r=Vbp/Vbat ・・・(式3)
r=((R1+R2)//Rleak)/{((R1+R2)//Rleak)+R3+R4} ・・・(式4)
Rleakは正側漏電抵抗Rlpの漏電抵抗値を示す。正側漏電抵抗Rlpの漏電抵抗値が低下するほど(プラス配線Lpとシャーシアース間の絶縁が低下するほど)、比率rが低下する。
r=(R1+R2)/{R1+R2+((R3+R4)//Rleak)} ・・・(式5)
Rleakは負側漏電抵抗Rlmの漏電抵抗値を示す。負側漏電抵抗Rlmの漏電抵抗値が低下するほど(マイナス配線Lmとシャーシアース間の絶縁が低下するほど)、比率rが上昇する。
Vbm=(R3+R4)/R3・Vom ・・・(式6)
r=Vbm/Vbat ・・・(式7)
r=(R3+R4)/{((R1+R2)//Rleak)+R3+R4} ・・・(式8)
正側漏電抵抗Rlpの漏電抵抗値が低下するほど(プラス配線Lpとシャーシアース間の絶縁が低下するほど)、比率rが上昇する。
r=((R3+R4)//Rleak)/{R1+R2+((R3+R4)//Rleak)} ・・・(式9)
負側漏電抵抗Rlmの漏電抵抗値が低下するほど(マイナス配線Lmとシャーシアース間の絶縁が低下するほど)、比率rが低下する。
車両のシャーシアースと絶縁された状態で搭載され、前記車両内の負荷(2)に電力を供給する蓄電部(20)と、前記蓄電部(20)の正極と前記負荷(2)の一端が接続されるプラス配線(Lp)に挿入される第1スイッチ(MRp)と、前記蓄電部(20)の負極と前記負荷(2)の他端が接続されるマイナス配線(Lm)に挿入される第2スイッチ(MRm)と、を備える車両に搭載される漏電検出装置(10)であって、
前記プラス配線(Lp)と前記マイナス配線(Lm)間に直列接続された第1抵抗(R1)、第2抵抗(R2)、第3抵抗(R3)、及び第4抵抗(R4)を含み、前記第2抵抗(R2)と前記第3抵抗(R3)との間の接続点が前記シャーシアースに直接的に、または所定の電圧源を介して接続された分圧回路(11)と、
前記第1抵抗(R1)と前記第2抵抗(R2)との間の接続点の電位を第1電位として、前記第3抵抗(R3)と前記第4抵抗(R4)との間の接続点の電位を第2電位として測定する電圧測定部(12)と、
前記電圧測定部(12)により測定された前記第1電位と前記第2電位をもとに漏電の有無を判定する制御部(13)と、を備え、
前記分圧回路(11)は、前記第1スイッチ(MRp)と前記負荷(2)の一端との間の前記プラス配線(Lp)と、前記第2スイッチ(MRm)と前記負荷(2)の他端との間の前記マイナス配線(Lm)との間に接続されることを特徴とする漏電検出装置(10)。
これによれば、回路構成を簡素化し、コストを削減することができる。
[項目2]
前記制御部(13)は、前記第1スイッチ(MRp)と前記第2スイッチ(MRm)の両方がオンの状態において、
前記第1電位と、前記第1抵抗(R1)と前記第2抵抗(R2)の合成抵抗値と前記第2抵抗(R2)の値との比率をもとに前記プラス配線(Lp)の電位を推定し、
前記第1電位と前記第2電位の電位差と、前記第1抵抗(R1)と前記第2抵抗(R2)と前記第3抵抗(R3)と前記第4抵抗(R4)の合成抵抗値と前記第2抵抗(R2)と前記第3抵抗(R3)の合成抵抗値との比率をもとに前記蓄電部(20)の総電圧を推定し、
前記総電圧と前記プラス配線(Lp)の電位との比率をもとに前記負荷(2)と前記シャーシアース間の絶縁状態を監視する、
ことを特徴とする項目1に記載の漏電検出装置(10)。
これによれば、回路構成を簡素化し、コストを削減しつつ、負荷(2)とシャーシアース間の絶縁状態を適切に監視することができる。
[項目3]
前記制御部(13)は、
前記総電圧に対する前記プラス配線(Lp)の電位の比率が、前記第1抵抗(R1)と前記第2抵抗(R2)と前記第3抵抗(R3)と前記第4抵抗(R4)の合成抵抗値に対する前記第1抵抗(R1)と前記第2抵抗(R2)の合成抵抗値の比率より所定値以上大きい場合、前記マイナス配線(Lm)と前記シャーシアース間に漏電が発生していると判定し、
前記総電圧に対する前記プラス配線(Lp)の電位の比率が、前記第1抵抗(R1)と前記第2抵抗(R2)と前記第3抵抗(R3)と前記第4抵抗(R4)の合成抵抗値に対する前記第1抵抗(R1)と前記第2抵抗(R2)の合成抵抗値の比率より所定値以上小さい場合、前記プラス配線(Lp)と前記シャーシアース間に漏電が発生していると判定する、
ことを特徴とする項目2に記載の漏電検出装置(10)。
これによれば、回路構成を簡素化し、コストを削減しつつ、プラス配線(Lp)又はマイナス配線(Lm)とシャーシアース間の漏電の有無を適切に判定することができる。
[項目4]
前記制御部(13)は、前記第1スイッチ(MRp)と前記第2スイッチ(MRm)の両方がオンの状態において、
前記第2電位と、前記第3抵抗(R3)と前記第4抵抗(R4)の合成抵抗値と前記第3抵抗(R3)の値との比率をもとに前記マイナス配線(Lm)の電位を推定し、
前記第1電位と前記第2電位の電位差と、前記第1抵抗(R1)と前記第2抵抗(R2)と前記第3抵抗(R3)と前記第4抵抗(R4)の合成抵抗値と前記第2抵抗(R2)と前記第3抵抗(R3)の合成抵抗値との比率をもとに前記蓄電部(20)の総電圧を推定し、
前記総電圧と前記マイナス配線(Lm)の電位との比率をもとに前記負荷(2)と前記シャーシアース間の絶縁状態を監視する、
ことを特徴とする項目1に記載の漏電検出装置(10)。
これによれば、回路構成を簡素化し、コストを削減しつつ、負荷(2)とシャーシアース間の絶縁状態を適切に監視することができる。
[項目5]
前記制御部(13)は、
前記総電圧に対する前記マイナス配線(Lm)の電位の比率が、前記第1抵抗(R1)と前記第2抵抗(R2)と前記第3抵抗(R3)と前記第4抵抗(R4)の合成抵抗値に対する前記第3抵抗(R3)と前記第4抵抗(R4)の合成抵抗値の比率より所定値以上大きい場合、前記プラス配線(Lp)と前記シャーシアース間に漏電が発生していると判定し、
前記総電圧に対する前記マイナス配線(Lm)の電位の比率が、前記第1抵抗(R1)と前記第2抵抗(R2)と前記第3抵抗(R3)と前記第4抵抗(R4)の合成抵抗値に対する前記第3抵抗(R3)と前記第4抵抗(R4)の合成抵抗値の比率より所定値以上小さい場合、前記マイナス配線(Lm)と前記シャーシアース間に漏電が発生していると判定する、
ことを特徴とする項目4に記載の漏電検出装置(10)。
これによれば、回路構成を簡素化し、コストを削減しつつ、プラス配線(Lp)又はマイナス配線(Lm)とシャーシアース間の漏電の有無を適切に判定することができる。
[項目6]
前記制御部(13)は、前記負荷(2)の停止中であって、前記第1スイッチ(MRp)がオフで前記第2スイッチ(MRm)がオンの状態、又は前記第1スイッチ(MRp)がオンで前記第2スイッチ(MRm)がオフの状態において測定される前記第1電位と前記第2電位をもとに、前記蓄電部(20)内の漏電の有無を判定することを特徴とする項目1から5のいずれか1項に記載の漏電検出装置(10)。
これによれば、回路構成を簡素化し、コストを削減しつつ、蓄電部(20)内の漏電の有無を適切に判定することができる。
[項目7]
前記第1スイッチ(MRp)は第1リレーで構成され、
前記第2スイッチ(MRm)は第2リレーで構成され、
前記制御部(13)は、
前記負荷(2)の停止中であって、前記第1リレーにオフ信号が供給され、前記第2リレーにオン信号が供給されている状態において測定される前記第1電位または前記第2電位をもとに、前記第1リレーの溶着の有無を判定し、
前記負荷(2)の停止中であって、前記第1リレーにオン信号が供給され、前記第2リレーにオフ信号が供給されている状態において測定される前記第1電位または前記第2電位をもとに、前記第2リレーの溶着の有無を判定する、
ことを特徴とする項目1から6のいずれか1項に記載の漏電検出装置(10)。
これによれば、回路構成を簡素化し、コストを削減しつつ、第1リレーと第2リレーの溶着の有無を適切に判定することができる。
[項目8]
車両のシャーシアースと絶縁された状態で搭載される蓄電部(20)と、
前記蓄電部(20)の正極と前記負荷(2)の一端が接続されるプラス配線(Lp)に挿入される第1スイッチ(MRp)と、
前記蓄電部(20)の負極と前記負荷(2)の他端が接続されるマイナス配線(Lm)に挿入される第2スイッチ(MRm)と、
項目1から7のいずれか1項に記載の漏電検出装置(10)と、
を備えることを特徴とする車両用電源システム(5)。
これによれば、回路構成を簡素化し、コストが削減された漏電検出装置(10)を備える車両用電源システム(5)を実現することができる。
Claims (8)
- 車両のシャーシアースと絶縁された状態で搭載され、前記車両内の負荷に電力を供給する蓄電部と、前記蓄電部の正極と前記負荷の一端が接続されるプラス配線に挿入される第1スイッチと、前記蓄電部の負極と前記負荷の他端が接続されるマイナス配線に挿入される第2スイッチと、を備える車両に搭載される漏電検出装置であって、
前記プラス配線と前記マイナス配線間に直列接続された第1抵抗、第2抵抗、第3抵抗、及び第4抵抗を含み、前記第2抵抗と前記第3抵抗との間の接続点が前記シャーシアースに直接的に、または所定の電圧源を介して接続された分圧回路と、
前記第1抵抗と前記第2抵抗との間の接続点の電位を第1電位として、前記第3抵抗と前記第4抵抗との間の接続点の電位を第2電位として測定する電圧測定部と、
前記電圧測定部により測定された前記第1電位と前記第2電位をもとに漏電の有無を判定する制御部と、を備え、
前記分圧回路は、前記第1スイッチと前記負荷の一端との間の前記プラス配線と、前記第2スイッチと前記負荷の他端との間の前記マイナス配線との間に接続されることを特徴とする漏電検出装置。 - 前記制御部は、前記第1スイッチと前記第2スイッチの両方がオンの状態において、
前記第1電位と、前記第1抵抗と前記第2抵抗の合成抵抗値と前記第2抵抗の値との比率をもとに前記プラス配線の電位を推定し、
前記第1電位と前記第2電位の電位差と、前記第1抵抗と前記第2抵抗と前記第3抵抗と前記第4抵抗の合成抵抗値と前記第2抵抗と前記第3抵抗の合成抵抗値との比率をもとに前記蓄電部の総電圧を推定し、
前記総電圧と前記プラス配線の電位との比率をもとに前記負荷と前記シャーシアース間の絶縁状態を監視する、
ことを特徴とする請求項1に記載の漏電検出装置。 - 前記制御部は、
前記総電圧に対する前記プラス配線の電位の比率が、前記第1抵抗と前記第2抵抗と前記第3抵抗と前記第4抵抗の合成抵抗値に対する前記第1抵抗と前記第2抵抗の合成抵抗値の比率より所定値以上大きい場合、前記マイナス配線と前記シャーシアース間に漏電が発生していると判定し、
前記総電圧に対する前記プラス配線の電位の比率が、前記第1抵抗と前記第2抵抗と前記第3抵抗と前記第4抵抗の合成抵抗値に対する前記第1抵抗と前記第2抵抗の合成抵抗値の比率より所定値以上小さい場合、前記プラス配線と前記シャーシアース間に漏電が発生していると判定する、
ことを特徴とする請求項2に記載の漏電検出装置。 - 前記制御部は、前記第1スイッチと前記第2スイッチの両方がオンの状態において、
前記第2電位と、前記第3抵抗と前記第4抵抗の合成抵抗値と前記第3抵抗の値との比率をもとに前記マイナス配線の電位を推定し、
前記第1電位と前記第2電位の電位差と、前記第1抵抗と前記第2抵抗と前記第3抵抗と前記第4抵抗の合成抵抗値と前記第2抵抗と前記第3抵抗の合成抵抗値との比率をもとに前記蓄電部の総電圧を推定し、
前記総電圧と前記マイナス配線の電位との比率をもとに前記負荷と前記シャーシアース間の絶縁状態を監視する、
ことを特徴とする請求項1に記載の漏電検出装置。 - 前記制御部は、
前記総電圧に対する前記マイナス配線の電位の比率が、前記第1抵抗と前記第2抵抗と前記第3抵抗と前記第4抵抗の合成抵抗値に対する前記第3抵抗と前記第4抵抗の合成抵抗値の比率より所定値以上大きい場合、前記プラス配線と前記シャーシアース間に漏電が発生していると判定し、
前記総電圧に対する前記マイナス配線の電位の比率が、前記第1抵抗と前記第2抵抗と前記第3抵抗と前記第4抵抗の合成抵抗値に対する前記第3抵抗と前記第4抵抗の合成抵抗値の比率より所定値以上小さい場合、前記マイナス配線と前記シャーシアース間に漏電が発生していると判定する、
ことを特徴とする請求項4に記載の漏電検出装置。 - 前記制御部は、前記負荷の停止中であって、前記第1スイッチがオフで前記第2スイッチがオンの状態、又は前記第1スイッチがオンで前記第2スイッチがオフの状態において測定される前記第1電位と前記第2電位をもとに、前記蓄電部内の漏電の有無を判定することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の漏電検出装置。
- 前記第1スイッチは第1リレーで構成され、
前記第2スイッチは第2リレーで構成され、
前記制御部は、
前記負荷の停止中であって、前記第1リレーにオフ信号が供給され、前記第2リレーにオン信号が供給されている状態において測定される前記第1電位または前記第2電位をもとに、前記第1リレーの溶着の有無を判定し、
前記負荷の停止中であって、前記第1リレーにオン信号が供給され、前記第2リレーにオフ信号が供給されている状態において測定される前記第1電位または前記第2電位をもとに、前記第2リレーの溶着の有無を判定する、
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の漏電検出装置。 - 車両のシャーシアースと絶縁された状態で搭載される蓄電部と、
前記蓄電部の正極と前記負荷の一端が接続されるプラス配線に挿入される第1スイッチと、
前記蓄電部の負極と前記負荷の他端が接続されるマイナス配線に挿入される第2スイッチと、
請求項1から7のいずれか1項に記載の漏電検出装置と、
を備えることを特徴とする車両用電源システム。
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