JP2022120236A - Insulation resistance deterioration detector and failure diagnosis method for insulation resistance deterioration detector - Google Patents

Insulation resistance deterioration detector and failure diagnosis method for insulation resistance deterioration detector Download PDF

Info

Publication number
JP2022120236A
JP2022120236A JP2021017008A JP2021017008A JP2022120236A JP 2022120236 A JP2022120236 A JP 2022120236A JP 2021017008 A JP2021017008 A JP 2021017008A JP 2021017008 A JP2021017008 A JP 2021017008A JP 2022120236 A JP2022120236 A JP 2022120236A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resistance
insulation resistance
insulation
value
voltage
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.)
Pending
Application number
JP2021017008A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
鷹之 上島
Takayuki Ueshima
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.)
Toyota Industries Corp
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Industries Corp
Toyota Motor Corp
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 Toyota Industries Corp, Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Industries Corp
Priority to JP2021017008A priority Critical patent/JP2022120236A/en
Publication of JP2022120236A publication Critical patent/JP2022120236A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

To accurately detect state change of an insulation resistance deterioration detector.SOLUTION: An insulation resistance deterioration detector detects deterioration in insulation resistance between a frame of a vehicle and a high voltage circuit mounted on the vehicle. The insulation resistance deterioration detector includes a controller, a pulse generator for generating a pulse with a predetermined period, detection resistance provided between the pulse generator and the frame, electric leak resistance connected to a measuring node between the detection resistance and the frame, and a switch controlled to be in an OFF state for cutting off between the electric leak resistance and ground or an ON state for connecting the electric leak resistance and the ground. The controller detects a resistance value of the insulation resistance on the basis of the voltage of the measuring node when the switch is in the OFF state and determines whether or not the insulation resistance deterioration detector is normal on the basis of the detected resistance value and the voltage of the measuring node when the switch is in the ON state.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、車両に搭載される高電圧回路と車両フレームとの間の絶縁抵抗の低下を検出する絶縁抵抗低下検出装置および絶縁抵抗低下検出装置の故障診断方法に係わる。 The present invention relates to an insulation resistance drop detection device for detecting a drop in insulation resistance between a high voltage circuit mounted on a vehicle and a vehicle frame, and a fault diagnosis method for the insulation resistance drop detection device.

車両に搭載される電気回路は、多くのケースにおいて、その車両のボディ(以下、車両フレーム)から電気的に絶縁される。例えば、燃料電池車には、燃料電池セル、DC/DCコンバータおよび負荷を含む高電圧回路が搭載される。この場合、この高電圧回路は、車両フレームから絶縁される。また、このような車両は、絶縁抵抗の低下を検出するための絶縁抵抗低下検出装置を備える。なお、絶縁抵抗低下検出装置は、漏電検出装置と呼ばれることもある。 In many cases, electrical circuits mounted on a vehicle are electrically insulated from the body of the vehicle (hereinafter referred to as vehicle frame). For example, a fuel cell vehicle is equipped with a high voltage circuit including a fuel cell, a DC/DC converter and a load. In this case, this high voltage circuit is isolated from the vehicle frame. Moreover, such a vehicle is provided with an insulation resistance drop detection device for detecting a drop in insulation resistance. Note that the insulation resistance drop detection device is sometimes called an earth leakage detection device.

絶縁抵抗低下検出装置は、例えば、パルス発生器、検出抵抗、デカップリングコンデンサ、コントローラを備える。この場合、パルス発生器により生成されるパルス信号は、検出抵抗、デカップリングコンデンサ、および絶縁抵抗を介して、車両に搭載される高電圧回路のグランドまで伝達される。そして、コントローラは、検出抵抗を利用してパルス信号の波高値を測定し、その波高値に基づいて絶縁抵抗が正常であるか否かを判定する。 An insulation resistance drop detector includes, for example, a pulse generator, a detection resistor, a decoupling capacitor, and a controller. In this case, the pulse signal generated by the pulse generator is transmitted to the ground of the high-voltage circuit mounted on the vehicle via the detection resistor, decoupling capacitor, and insulation resistor. Then, the controller measures the crest value of the pulse signal using the detection resistor, and determines whether the insulation resistance is normal based on the crest value.

絶縁抵抗低下検出装置は、自己診断機能を備えることがある。自己診断機能は、絶縁抵抗低下検出装置が正常に動作しているか否かを判定する。例えば、自己診断時には、擬似的な漏電状態が引き起こされる。そして、コントローラは、擬似的な漏電状態においてパルス信号の波高値を測定し、その波高値に基づいて絶縁抵抗低下検出装置が正常に動作しているか否かを判定する。 The insulation resistance drop detector may have a self-diagnostic function. The self-diagnostic function determines whether the insulation resistance drop detection device is operating normally. For example, during self-diagnosis, a pseudo-leakage condition is induced. Then, the controller measures the crest value of the pulse signal in the pseudo electric leakage state, and determines whether or not the insulation resistance drop detection device is operating normally based on the crest value.

なお、自己診断を行うことが可能な絶縁抵抗低下検出器は、例えば、特許文献1に記載されている。 An insulation resistance drop detector capable of performing self-diagnosis is described in Patent Document 1, for example.

特開2007-187454号公報JP 2007-187454 A

上述した自己診断機能は、擬似的な漏電状態を発生させながらパルス信号の波高値を測定することで、絶縁抵抗低下検出装置を診断する。すなわち、自己診断においては、車両フレームと高電圧回路との間の絶縁抵抗が利用される。ここで、絶縁抵抗の抵抗値は、環境に応じて変化し得る。このため、絶縁抵抗の抵抗値の変化を考慮して自己診断を行う場合、絶縁抵抗の抵抗値の変化に対応するマージンが設定されるので、絶縁抵抗低下検出装置が正常に動作しているか否かを判定するための閾値範囲が広くなってしまう。そして、この閾値範囲が広くなると、絶縁抵抗低下検出装置の故障の予兆または軽微な故障を検知することは困難である。すなわち、従来の技術では、絶縁抵抗低下検出装置の状態変化を精度よく検知することは困難である。 The self-diagnostic function described above diagnoses the insulation resistance drop detector by measuring the crest value of the pulse signal while generating a pseudo electric leakage state. That is, the self-diagnosis utilizes the insulation resistance between the vehicle frame and the high voltage circuit. Here, the resistance value of the insulation resistor can change according to the environment. Therefore, when performing self-diagnosis considering the change in the resistance value of the insulation resistance, a margin corresponding to the change in the resistance value of the insulation resistance is set. The threshold range for judging whether or not is widened. If this threshold range widens, it becomes difficult to detect a sign of failure or a minor failure of the insulation resistance drop detection device. In other words, it is difficult for the conventional technology to accurately detect the state change of the insulation resistance drop detection device.

本発明の1つの側面に係る目的は、絶縁抵抗低下検出装置の状態変化を精度よく検知する方法を提供することである。 An object according to one aspect of the present invention is to provide a method for accurately detecting a state change of an insulation resistance drop detection device.

本発明の1つの態様に係わる絶縁抵抗低下検出装置は、車両のフレームと車両に搭載される高電圧回路との間の絶縁抵抗の低下を検出する。この絶縁抵抗低下検出装置は、コントローラと、所定の周期でパルスを生成するパルス生成器と、パルス生成器とフレームとの間に設けられる検出抵抗と、検出抵抗とフレームとの間の測定ノードに接続される漏電抵抗と、漏電抵抗とグランドとの間を遮断するオフ状態または漏電抵抗とグランドとの間を接続するオン状態に制御されるスイッチと、を備える。そして、コントローラは、スイッチがオフ状態であるときの測定ノードの電圧に基づいて絶縁抵抗の抵抗値を検出し、検出した抵抗値およびスイッチがオン状態であるときの測定ノードの電圧に基づいて、絶縁抵抗低下検出装置が正常であるか否かを判定する。 An insulation resistance drop detector according to one aspect of the present invention detects a drop in insulation resistance between a vehicle frame and a high voltage circuit mounted on the vehicle. This insulation resistance drop detector includes a controller, a pulse generator that generates pulses at a predetermined cycle, a detection resistor provided between the pulse generator and the frame, and a measurement node between the detection resistor and the frame. A connected earth leakage resistance and a switch controlled to be in an OFF state for disconnecting between the earth leakage resistance and the ground or an ON state for connecting between the earth leakage resistance and the ground. Then, the controller detects the resistance value of the insulation resistor based on the voltage of the measurement node when the switch is in the off state, and based on the detected resistance value and the voltage of the measurement node when the switch is in the on state, It is determined whether or not the insulation resistance drop detection device is normal.

このように、絶縁抵抗低下検出装置は、自己診断の前に絶縁抵抗の抵抗値を検出する。そして、絶縁抵抗の抵抗値を利用して自己診断が行われる。よって、絶縁抵抗の抵抗値が変動する場合であっても、現在の抵抗値に基づいて自己診断を行うことができる。したがって、絶縁抵抗低下検出装置の故障の予兆または軽微な故障を検知できる。すなわち、本発明の実施形態によれば、絶縁抵抗低下検出装置の状態変化を精度よく検知することができる。 Thus, the insulation resistance drop detector detects the resistance value of the insulation resistance before self-diagnosis. Then, self-diagnosis is performed using the resistance value of the insulation resistance. Therefore, even if the resistance value of the insulation resistor fluctuates, self-diagnosis can be performed based on the current resistance value. Therefore, it is possible to detect a sign of failure or a minor failure of the insulation resistance drop detection device. That is, according to the embodiment of the present invention, it is possible to accurately detect the state change of the insulation resistance drop detection device.

上述の態様において、絶縁抵抗低下検出装置が正常であり且つスイッチがオン状態であるときの、絶縁抵抗の抵抗値と測定ノードの電圧に基づいて得られる評価値との対応関係を表す特性グラフを予め作成しておき、コントローラは、スイッチがオフ状態であるときの測定ノードの電圧に基づいて絶縁抵抗の抵抗値を検出し、検出した抵抗値に対応する評価値を、特性グラフを利用して取得し、特性グラフを利用して取得した評価値と、スイッチがオン状態であるときの測定ノードの電圧に基づいて得られる評価値との差分が、特性グラフに対して予め設定された閾値範囲内であれば、絶縁抵抗低下検出装置が正常であると判定してもよい。 In the above-described aspect, a characteristic graph showing the correspondence relationship between the resistance value of the insulation resistance and the evaluation value obtained based on the voltage of the measurement node when the insulation resistance drop detection device is normal and the switch is in the ON state. Prepared in advance, the controller detects the resistance value of the insulation resistance based on the voltage of the measurement node when the switch is in the off state, and uses the characteristics graph to obtain the evaluation value corresponding to the detected resistance value. and the difference between the evaluation value obtained using the characteristic graph and the evaluation value obtained based on the voltage of the measurement node when the switch is in the ON state falls within a preset threshold range for the characteristic graph. If it is within, it may be determined that the insulation resistance drop detection device is normal.

この構成によれば、自己診断の前に検出する絶縁抵抗の抵抗値に対応する評価値が特定され、その評価値に対して設定される閾値範囲を利用して自己診断が行われる。よって、閾値範囲を狭くできるので、絶縁抵抗低下検出装置の状態変化を精度よく検知することができる。 According to this configuration, the evaluation value corresponding to the resistance value of the insulation resistance detected before the self-diagnosis is specified, and the self-diagnosis is performed using the threshold range set for the evaluation value. Therefore, since the threshold range can be narrowed, the state change of the insulation resistance drop detection device can be detected with high accuracy.

上述の態様によれば、絶縁抵抗低下検出装置の状態変化を精度よく検知することができる。 According to the above aspect, it is possible to accurately detect the state change of the insulation resistance drop detection device.

本発明の実施形態に係わる絶縁抵抗低下検出装置の一例を示す図である。1 is a diagram showing an example of an insulation resistance drop detector according to an embodiment of the present invention; FIG. 電圧センサにより測定される電圧波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the voltage waveform measured by a voltage sensor. 絶縁抵抗の抵抗値に対する評価値の変化を表す図である。4 is a diagram showing changes in evaluation values with respect to resistance values of insulation resistance; FIG. 自己診断および漏電判定の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a self-diagnosis and an earth-leakage determination. 本発明の実施形態に係わる自己診断および漏電判定の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the self-diagnosis and earth-leakage determination which concern on embodiment of this invention. 自己診断および漏電判定の実施例を示す図である。It is a figure which shows the Example of a self-diagnosis and an earth-leakage determination.

図1は、本発明の実施形態に係わる絶縁抵抗低下検出装置の一例を示す。本発明の実施形態に係わる絶縁抵抗低下検出装置30は、車両1に搭載され、高電圧回路10と車両フレーム20との間の絶縁抵抗Riの低下を検出する。車両1は、特に限定されるものではないが、例えば、フォークリフト等の産業車両である。ただし、車両1は、産業車両に限定されるものではなく、乗用車等であってもよい。また、車両1は、特に限定されるものではないが、例えば、燃料電池を搭載する燃料電池車である。ただし、車両1は、燃料電池車に限定されるものではない。 FIG. 1 shows an example of an insulation resistance drop detector according to an embodiment of the present invention. An insulation resistance drop detection device 30 according to an embodiment of the present invention is mounted on a vehicle 1 and detects a drop in insulation resistance Ri between a high voltage circuit 10 and a vehicle frame 20 . The vehicle 1 is, for example, an industrial vehicle such as a forklift, although it is not particularly limited. However, the vehicle 1 is not limited to an industrial vehicle, and may be a passenger car or the like. The vehicle 1 is not particularly limited, but is, for example, a fuel cell vehicle equipped with a fuel cell. However, the vehicle 1 is not limited to a fuel cell vehicle.

高電圧回路10は、燃料電池セル11、DC/DCコンバータ12、および負荷13を備える。なお、高電圧回路10は、図1に示していない他の回路または機能を備えてもよい。 High voltage circuit 10 includes fuel cell 11 , DC/DC converter 12 , and load 13 . Note that the high voltage circuit 10 may include other circuits or functions not shown in FIG.

燃料電池セル11は、燃料ガス(例えば、水素)を利用して電力を生成する。DC/DCコンバータ12は、燃料電池セル11の出力電圧を昇圧および/または降圧する。負荷13は、例えば、車両1の走行用モータであり、DC/DCコンバータ12を介して直流電圧が印加される。すなわち、負荷13は、燃料電池セル11により生成される電力で駆動される。 The fuel cell 11 uses fuel gas (eg, hydrogen) to generate electric power. The DC/DC converter 12 steps up and/or steps down the output voltage of the fuel cells 11 . The load 13 is, for example, a running motor of the vehicle 1 and is applied with a DC voltage via the DC/DC converter 12 . That is, the load 13 is driven by the electric power generated by the fuel cells 11 .

高電圧回路10は、車両フレーム20に対して電気的に絶縁されている。すなわち、高電圧回路10と車両フレーム20との間に絶縁抵抗Riが設けられている。ここで、絶縁抵抗Riの最小抵抗値は、規格等により決められている。したがって、絶縁抵抗低下検出装置30は、絶縁抵抗Riの抵抗値の低下をモニタする。 High voltage circuit 10 is electrically isolated from vehicle frame 20 . That is, an insulation resistor Ri is provided between the high voltage circuit 10 and the vehicle frame 20 . Here, the minimum resistance value of the insulation resistance Ri is determined by standards or the like. Therefore, the insulation resistance drop detector 30 monitors the drop in the resistance value of the insulation resistor Ri.

絶縁抵抗低下検出装置30は、パルス生成器31、検出抵抗Rd、デカップリングコンデンサC、漏電抵抗Rx、スイッチSW、電圧センサ32、およびコントローラ33を備える。なお、絶縁抵抗低下検出装置30は、図1に示していない他の回路または機能を備えてもよい。 The insulation resistance drop detector 30 includes a pulse generator 31 , a detection resistor Rd, a decoupling capacitor C, an earth leakage resistor Rx, a switch SW, a voltage sensor 32 and a controller 33 . The insulation resistance drop detection device 30 may have other circuits or functions not shown in FIG.

パルス生成器31は、所定の周期Tで所定の波高値を有するパルスを生成する。周期Tは、パルス列がデカップリングコンデンサCを通過できるように設定される。また、パルスの波高値は、電源電圧Vccに比例するものとする。なお、パルスは、特に限定されるものではないが、例えば、矩形波である。この場合、パルスのデューティは、特に限定されるものではない。そして、パルス生成器31により生成されるパルスは、検出抵抗Rdの一方の端子に与えられる。 The pulse generator 31 generates a pulse having a predetermined crest value with a predetermined cycle T. FIG. The period T is set to allow the pulse train to pass through the decoupling capacitor C. It is also assumed that the crest value of the pulse is proportional to the power supply voltage Vcc. The pulse is, for example, a rectangular wave, although not particularly limited. In this case, the pulse duty is not particularly limited. A pulse generated by the pulse generator 31 is applied to one terminal of the detection resistor Rd.

検出抵抗Rdの他方の端子(出力側端子)は、デカップリングコンデンサCの一方の端子に電気的に接続される。そして、デカップリングコンデンサCの他方の端子は、車両フレーム20に電気的に接続される。デカップリングコンデンサCは、直流電圧成分を除去するために設けられている。 The other terminal (output terminal) of the detection resistor Rd is electrically connected to one terminal of the decoupling capacitor C. As shown in FIG. The other terminal of decoupling capacitor C is electrically connected to vehicle frame 20 . A decoupling capacitor C is provided to remove a DC voltage component.

漏電抵抗Rxの一方の端子は、検出抵抗Rdの出力側端子に電気的に接続される。漏電抵抗Rxの他方の端子は、スイッチSWを介してグランドに電気的に接続される。すなわち、検出抵抗Rdの出力側端子とグランドとの間に、漏電抵抗RxおよびスイッチSWが直列に設けられる。スイッチSWの状態は、コントローラ33により制御される。具体的には、スイッチSWは、コントローラ33により、漏電抵抗Rxとグランドとの間を遮断するオフ状態または漏電抵抗Rxとグランドとの間を接続するオン状態に制御される。 One terminal of the leakage resistance Rx is electrically connected to the output terminal of the detection resistance Rd. The other terminal of the leakage resistance Rx is electrically connected to the ground via the switch SW. That is, the leakage resistance Rx and the switch SW are provided in series between the output terminal of the detection resistance Rd and the ground. The state of the switch SW is controlled by the controller 33 . Specifically, the switch SW is controlled by the controller 33 to be in an OFF state for disconnecting the leakage resistance Rx from the ground, or to an ON state for connecting between the leakage resistance Rx and the ground.

電圧センサ32は、検出抵抗Rdの出力側端子の電圧を測定する。そして、電圧センサ32により測定される電圧値は、コントローラ33に送られる。なお、以下の記載では、電圧センサ32により電圧が測定されるノードを「測定ノードM」と呼ぶことがある。 A voltage sensor 32 measures the voltage at the output terminal of the detection resistor Rd. A voltage value measured by the voltage sensor 32 is sent to the controller 33 . In the following description, the node whose voltage is measured by the voltage sensor 32 may be called "measurement node M".

コントローラ33は、絶縁抵抗Riの抵抗値を検出する。また、コントローラ33は、絶縁抵抗低下検出装置30が正常に動作しているか否かを判定する。即ち、コントローラ33は、絶縁抵抗低下検出装置30の自己診断を行う。なお、コントローラ33は、例えば、プロセッサおよびメモリにより実現される。この場合、メモリには、絶縁抵抗Riの抵抗値を検出するためのプログラムおよび絶縁抵抗低下検出装置30を診断するための自己診断プログラムが格納されている。そして、プロセッサがこれらのプログラムを実行することにより、絶縁抵抗Riの抵抗値が検出され、また、絶縁抵抗低下検出装置30の自己診断が実現される。 The controller 33 detects the resistance value of the insulation resistor Ri. The controller 33 also determines whether the insulation resistance drop detector 30 is operating normally. That is, the controller 33 performs self-diagnosis of the insulation resistance drop detection device 30 . Note that the controller 33 is realized by, for example, a processor and memory. In this case, the memory stores a program for detecting the resistance value of the insulation resistance Ri and a self-diagnostic program for diagnosing the insulation resistance drop detector 30 . By executing these programs by the processor, the resistance value of the insulation resistance Ri is detected, and self-diagnosis of the insulation resistance drop detection device 30 is realized.

上記構成の車両1において、絶縁抵抗Riの抵抗値を検出するときは、コントローラ33は、スイッチSWをオフ状態に制御する。すなわち、漏電抵抗Rxとグランドとの間が遮断される。また、コントローラ33は、パルス生成器31に所定の周期Tでパルスを生成させる。そうすると、パルス生成器31により生成されるパルス列は、検出抵抗RdおよびデカップリングコンデンサCを介して車両フレーム20に与えられる。さらに、このパルス列は、絶縁抵抗Riを介して高電圧回路10に到達し、高電圧回路10のグランドで終端される。 In the vehicle 1 configured as described above, when detecting the resistance value of the insulation resistor Ri, the controller 33 turns off the switch SW. That is, the connection between the leakage resistance Rx and the ground is cut off. Further, the controller 33 causes the pulse generator 31 to generate pulses with a predetermined cycle T. FIG. Then, the pulse train generated by the pulse generator 31 is applied to the vehicle frame 20 via the detection resistor Rd and the decoupling capacitor C. As shown in FIG. Furthermore, this pulse train reaches the high voltage circuit 10 via the insulation resistor Ri and is terminated at the ground of the high voltage circuit 10 .

このとき、電圧センサ32は、測定ノードMの電圧を測定する。そして、コントローラ33は、電圧センサ32により測定される電圧値を所定のサンプリング間隔で取得する。サンプリング間隔は、パルスの周期Tに対して十分に短いものとする。 Voltage sensor 32 measures the voltage of measurement node M at this time. Then, the controller 33 acquires the voltage value measured by the voltage sensor 32 at predetermined sampling intervals. The sampling interval is assumed to be sufficiently short with respect to the period T of the pulse.

図2は、電圧センサ32により測定される電圧波形の一例を示す。この実施例では、図2(a)に示すように、測定ノードMに現れるパルスの波高値はV1である。波高値V1は、電源電圧Vccを検出抵抗Rdおよび絶縁抵抗Riで分圧することにより得られる電圧に比例する。ここで、絶縁抵抗Riの抵抗値は、予め決められた所定の最小抵抗値以上であることが要求される。したがって、コントローラ33には、絶縁抵抗Riの抵抗値がこの最小抵抗値であると仮定したときに測定ノードMにおいて得られる波高値を表す閾値Vthが設定される。そして、コントローラ33は、測定により得られる波高値V1と閾値Vthとを比較することにより、絶縁抵抗Riの状態を判定する。図2(a)に示す例では、測定により得られる波高値V1が閾値Vthより高い。この場合、コントローラ33は、絶縁抵抗Riが正常であると判定する。すなわち、漏電が発生していないと判定される。 FIG. 2 shows an example of voltage waveforms measured by the voltage sensor 32 . In this embodiment, as shown in FIG. 2(a), the peak value of the pulse appearing at the measurement node M is V1. The crest value V1 is proportional to the voltage obtained by dividing the power supply voltage Vcc by the detection resistor Rd and the insulation resistor Ri. Here, the resistance value of the insulation resistor Ri is required to be greater than or equal to a predetermined minimum resistance value. Therefore, the controller 33 is set with a threshold value Vth representing the crest value obtained at the measurement node M when the resistance value of the insulation resistor Ri is assumed to be this minimum resistance value. Then, the controller 33 determines the state of the insulation resistance Ri by comparing the crest value V1 obtained by the measurement with the threshold value Vth. In the example shown in FIG. 2A, the crest value V1 obtained by measurement is higher than the threshold value Vth. In this case, the controller 33 determines that the insulation resistance Ri is normal. That is, it is determined that no electric leakage has occurred.

図2(b)に示す例では、絶縁抵抗Riの抵抗値が低下している。この場合、高電圧回路10に含まれるインダクタンス成分の影響が支配的となり、電圧波形がなまることになる。このため、図2(a)に示すケースと比較して、測定ノードMに現れるパルスの波高値が閾値Vthを超えるタイミングは遅くなる。そこで、測定ノードMに現れるパルスの波高値と閾値Vthとの比較に基づいて絶縁抵抗Riの抵抗値の低下をモニタする場合には、パルスが印可された時から所定時間tが経過したときに2つの電圧を比較することが好ましい。具体的には、パルスが印可された時から所定時間tが経過したときに測定ノードMに現れるパルスの波高値V2が閾値thより低ければ、コントローラ33は、絶縁抵抗Riが低下していると判定する。即ち、漏電が発生していると判定される。なお、パルスの立ち上がり時の電圧は、Vcc*Ri/(Rd+Ri)で表される。よって、例えば、絶縁抵抗50kΩを閾値にした場合は、Vth=Vcc*50kΩ/(Rd+50kΩ)とすることで閾値Vthを設定することが可能である。 In the example shown in FIG. 2B, the resistance value of the insulation resistor Ri is lowered. In this case, the influence of the inductance component included in the high voltage circuit 10 becomes dominant, and the voltage waveform becomes dull. Therefore, the timing at which the crest value of the pulse appearing at the measurement node M exceeds the threshold Vth is delayed compared to the case shown in FIG. 2(a). Therefore, when monitoring the decrease in the resistance value of the insulation resistor Ri based on the comparison between the crest value of the pulse appearing at the measurement node M and the threshold value Vth, when the predetermined time t has passed since the pulse was applied, Preferably, the two voltages are compared. Specifically, if the crest value V2 of the pulse appearing at the measurement node M after a predetermined time t has elapsed since the pulse was applied is lower than the threshold value th, the controller 33 determines that the insulation resistance Ri has decreased. judge. That is, it is determined that an electric leak has occurred. Note that the voltage at the rising edge of the pulse is represented by Vcc*Ri/(Rd+Ri). Therefore, for example, when the insulation resistance of 50 kΩ is used as the threshold, the threshold Vth can be set by setting Vth=Vcc*50 kΩ/(Rd+50 kΩ).

なお、図2に示す例では、コントローラ33は、測定ノードMに現れるパルスの波高値を取得し、その波高値に基づいて絶縁抵抗Riの状態を判定するが、本発明はこの構成に限定されるものではない。たとえば、コントローラ33は、測定ノードMに現れる電圧値の積算値に基づいて絶縁抵抗Riの状態を判定してもよい。この場合、コントローラ33は、測定ノードMに現れる電圧値を所定の測定期間にわたって所定のサンプリング間隔で繰り返し取得し、このサンプリング動作により得られる複数個の電圧値の総和を計算することで電圧積算値を得る。そして、コントローラ33は、この電圧積算値に基づいて絶縁抵抗Riの状態を判定する。 In the example shown in FIG. 2, the controller 33 acquires the crest value of the pulse appearing at the measurement node M and determines the state of the insulation resistance Ri based on the crest value, but the present invention is limited to this configuration. not something. For example, the controller 33 may determine the state of the insulation resistance Ri based on the integrated value of the voltage value appearing at the measurement node M. In this case, the controller 33 repeatedly obtains the voltage value appearing at the measurement node M at predetermined sampling intervals over a predetermined measurement period, and calculates the sum of a plurality of voltage values obtained by this sampling operation. get Then, the controller 33 determines the state of the insulation resistance Ri based on this voltage integrated value.

このように、測定ノードMに現れるパルスの波高値、又は、測定ノードMに現れる電圧の積算値は、絶縁抵抗Riの抵抗値に依存する。よって、波高値または電圧積算値から絶縁抵抗Riの抵抗値を計算することが可能である。なお、波高値および電圧積算値は、それぞれ測定ノードMの電圧に基づいて得られる評価値の一例である。以下の記載では、絶縁抵抗低下検出装置30が電圧積算値を利用して抵抗検出および自己診断を行うが、本発明はこの構成に限定されるものではない。すなわち、絶縁抵抗低下検出装置30は、測定ノードMの電圧に基づいて抵抗検出および自己診断を行うことができる。 Thus, the crest value of the pulse appearing at the measurement node M or the integrated value of the voltage appearing at the measurement node M depends on the resistance value of the insulation resistor Ri. Therefore, it is possible to calculate the resistance value of the insulation resistor Ri from the crest value or the integrated voltage value. Note that the peak value and the integrated voltage value are examples of evaluation values obtained based on the voltage of the measurement node M, respectively. In the following description, the insulation resistance drop detection device 30 performs resistance detection and self-diagnosis using the voltage integrated value, but the present invention is not limited to this configuration. That is, the insulation resistance drop detection device 30 can perform resistance detection and self-diagnosis based on the voltage of the measurement node M. FIG.

図3は、絶縁抵抗Riの抵抗値に対する評価値の変化を表す。なお、以下の記載では、評価値は、測定ノードMに現れる電圧の積算値である。 FIG. 3 shows changes in the evaluation value with respect to the resistance value of the insulation resistance Ri. In the description below, the evaluation value is the integrated value of the voltage appearing at the measurement node M. FIG.

図3(a)は、スイッチSWがオフ状態に制御されているときの、絶縁抵抗Riの抵抗値と測定ノードMの電圧の積算値との対応関係を表す。即ち、図3(a)に示す特性グラフG1は、擬似的な漏電が引き起こされてない状態における、絶縁抵抗Riの抵抗値に対する電圧積算値を表す。なお、特性グラフG1は、例えば、絶縁抵抗低下検出装置30が正常であることが検証されているときにスイッチSWをオフ状態に保持し、絶縁抵抗Riの抵抗値を変えながら測定ノードMの電圧をサンプリングすることで予め作成される。そして、特性グラフG1は、コントローラ33に保存される。 FIG. 3(a) shows the correspondence relationship between the resistance value of the insulation resistor Ri and the integrated value of the voltage at the measurement node M when the switch SW is controlled to be turned off. That is, the characteristic graph G1 shown in FIG. 3(a) represents the integrated voltage value with respect to the resistance value of the insulation resistor Ri in a state in which no pseudo electric leakage is caused. It should be noted that the characteristic graph G1, for example, is obtained by holding the switch SW in an off state when the insulation resistance drop detection device 30 is verified to be normal, and changing the resistance value of the insulation resistance Ri while changing the voltage at the measurement node M. is created in advance by sampling the Then, the characteristic graph G1 is stored in the controller 33. FIG.

コントローラ33は、特性グラフG1を利用して絶縁抵抗Riの抵抗値を検出することができる。具体的には、コントローラ33は、スイッチSWをオフ状態に制御しながら電圧積算値を計算する。そして、コントローラ33は、計算した電圧積算値で特性グラフG1を参照することで、絶縁抵抗Riの抵抗値を検出する。 The controller 33 can detect the resistance value of the insulation resistor Ri using the characteristic graph G1. Specifically, the controller 33 calculates the integrated voltage value while controlling the switch SW to be in the OFF state. Then, the controller 33 detects the resistance value of the insulation resistance Ri by referring to the characteristic graph G1 with the calculated integrated voltage value.

絶縁抵抗低下検出装置30の自己診断を行うときは、コントローラ33は、スイッチSWをオン状態に制御する。すなわち、漏電抵抗Rxがグランドに接続され、擬似的な漏電が引き起こされる。また、コントローラ33は、パルス生成器31に所定の周期Tでパルスを生成させる。そして、コントローラ33は、測定ノードMの電圧を測定し、電圧積算値を計算する。このとき、測定ノードMは、並列に設けられた絶縁抵抗Riおよび漏電抵抗Rxによりグランドに接続される。したがって、自己診断時に得られる電圧積算値は、基本的に、絶縁抵抗Riの抵抗値の検出時に得られる電圧積算値より小さくなる。 When performing self-diagnosis of the insulation resistance drop detection device 30, the controller 33 controls the switch SW to the ON state. That is, the earth leakage resistance Rx is connected to the ground, causing a pseudo earth leakage. Further, the controller 33 causes the pulse generator 31 to generate pulses with a predetermined cycle T. FIG. The controller 33 then measures the voltage of the measurement node M and calculates the integrated voltage value. At this time, the measurement node M is grounded by the insulation resistance Ri and the leakage resistance Rx provided in parallel. Therefore, the integrated voltage value obtained during self-diagnosis is basically smaller than the integrated voltage value obtained during detection of the resistance value of the insulation resistor Ri.

図3(b)は、スイッチSWがオン状態に制御されているときの、絶縁抵抗Riの抵抗値と測定ノードMの電圧の積算値との対応関係を表す。即ち、図3(b)に示す特性グラフG2は、擬似的な漏電が引き起こされている状態における、絶縁抵抗Riの抵抗値に対する電圧積算値を表す。なお、特性グラフG2は、例えば、絶縁抵抗低下検出装置30が正常であることが検証されているときにスイッチSWをオン状態に保持し、絶縁抵抗Riの抵抗値を変えながら測定ノードMの電圧をサンプリングすることで予め作成される。そして、特性グラフG2は、コントローラ33に保存される。 FIG. 3B shows the correspondence relationship between the resistance value of the insulation resistor Ri and the integrated value of the voltage of the measurement node M when the switch SW is controlled to be on. That is, the characteristic graph G2 shown in FIG. 3(b) represents the integrated voltage value with respect to the resistance value of the insulation resistor Ri in the state in which the pseudo electric leakage is caused. It should be noted that the characteristic graph G2 is obtained by, for example, holding the switch SW in the ON state when the insulation resistance drop detection device 30 is verified to be normal, and changing the resistance value of the insulation resistance Ri while the voltage at the measurement node M is changed. is created in advance by sampling the Then, the characteristic graph G2 is stored in the controller 33. FIG.

コントローラ33は、特性グラフG2を利用して絶縁抵抗低下検出装置30が正常であるか否かを診断することができる。具体的には、コントローラ33は、スイッチSWをオン状態に制御しながら測定ノードMの電圧を測定して電圧積算値を計算する。ここで、絶縁抵抗低下検出装置30が正常である場合、計算した電圧積算値は、特性グラフG2により表される電圧積算値に近いはずである。したがって、計算した電圧積算値が、特性グラフG2により表される電圧積算値に対して所定の範囲内で検出されれば、コントローラ33は、絶縁抵抗低下検出装置30が正常であると判定する。これに対して、計算した電圧積算値が上記範囲から外れていれば、コントローラ33は、絶縁抵抗低下検出装置30が故障していると判定する。 The controller 33 can diagnose whether the insulation resistance drop detector 30 is normal using the characteristic graph G2. Specifically, the controller 33 measures the voltage of the measurement node M while controlling the switch SW to the ON state, and calculates the integrated voltage value. Here, if the insulation resistance drop detector 30 is normal, the calculated voltage integrated value should be close to the voltage integrated value represented by the characteristic graph G2. Therefore, if the calculated voltage integrated value is detected within a predetermined range with respect to the voltage integrated value represented by the characteristic graph G2, the controller 33 determines that the insulation resistance drop detection device 30 is normal. On the other hand, if the calculated voltage integrated value is out of the above range, the controller 33 determines that the insulation resistance drop detector 30 is out of order.

図4は、自己診断および漏電判定の一例を示す。この例では、コントローラ33は、絶縁抵抗低下検出装置30の自己診断を行った後に、絶縁抵抗Riの抵抗値を検出する。 FIG. 4 shows an example of self-diagnosis and earth leakage determination. In this example, the controller 33 detects the resistance value of the insulation resistance Ri after performing self-diagnosis of the insulation resistance drop detection device 30 .

すなわち、図4(a)に示すS1~S2において、コントローラ33は、自己診断を行う。このとき、コントローラ33は、測定ノードMの電圧の積算値が特性グラフG2に対して設定される所定の閾値範囲に入っているか否かを判定する。ただし、この時点で、絶縁抵抗Riの抵抗値は未知である。このため、この方法では、電圧積算値が特性グラフG2に近いか否かを判定するための閾値範囲は、図4(b)に示すように、絶縁抵抗Riの抵抗値が取り得る全領域をカバーするように設定される。そして、自己診断において絶縁抵抗低下検出装置30が正常であると判定すると、コントローラ33は、S3において、絶縁抵抗Riの抵抗値を検出する。 That is, in S1 to S2 shown in FIG. 4A, the controller 33 performs self-diagnosis. At this time, the controller 33 determines whether or not the integrated value of the voltage of the measurement node M is within a predetermined threshold range set for the characteristic graph G2. However, at this time, the resistance value of the insulation resistor Ri is unknown. Therefore, in this method, the threshold range for determining whether or not the integrated voltage value is close to the characteristic graph G2, as shown in FIG. set to cover. When it is determined in the self-diagnosis that the insulation resistance drop detection device 30 is normal, the controller 33 detects the resistance value of the insulation resistance Ri in S3.

このように、図4に示す手順では、電圧積算値が特性グラフG2に近いか否かを判定するための閾値範囲が広くなってしまう。このため、自己診断の信頼性が低くなる。たとえば、測定により得られた電圧積算値が12000であるものとする。この場合、この電圧積算値は閾値範囲内に入っているので、判定結果は「正常」である。このとき、絶縁抵抗Riの抵抗値が150Ωであったものとすると、電圧積算値と特性グラフG2との差分D1は十分に小さいので、判定結果の信頼性は高い。ところが、例えば、絶縁抵抗Riの抵抗値が800Ωであったものとすると、電圧積算値と特性グラフG2との差分D2は比較的大きく、判定結果の信頼性は低い。したがって、図4に示す手順では、絶縁抵抗低下検出装置30の故障の予兆または軽微な故障を検知できないことがある。 Thus, in the procedure shown in FIG. 4, the threshold range for determining whether or not the voltage integrated value is close to the characteristic graph G2 becomes wide. Therefore, the reliability of self-diagnosis is lowered. For example, it is assumed that the voltage integrated value obtained by measurement is 12000. In this case, since this voltage integrated value is within the threshold range, the judgment result is "normal". At this time, assuming that the resistance value of the insulation resistance Ri is 150Ω, the difference D1 between the integrated voltage value and the characteristic graph G2 is sufficiently small, so the reliability of the determination result is high. However, for example, if the resistance value of the insulation resistor Ri is 800Ω, the difference D2 between the integrated voltage value and the characteristic graph G2 is relatively large, and the reliability of the determination result is low. Therefore, in the procedure shown in FIG. 4, a sign of failure or a minor failure of the insulation resistance drop detection device 30 may not be detected.

なお、絶縁抵抗Riの抵抗値は、温度に依存して変化するだけでなく、雨または雪などより絶縁抵抗Riに水分が付着すると、大きく変動することがある。また、絶縁抵抗低下検出装置30の故障の予兆または軽微な故障としては、特に限定されるものではないが、例えば、電圧センサ32の出力信号を増幅するアンプの利得の変動などが想定される。 It should be noted that the resistance value of the insulation resistor Ri not only changes depending on the temperature, but also may change greatly when moisture adheres to the insulation resistor Ri due to rain or snow. A sign of failure or a minor failure of the insulation resistance drop detection device 30 is not particularly limited, but for example, fluctuation in the gain of an amplifier that amplifies the output signal of the voltage sensor 32 is assumed.

図5は、本発明の実施形態に係わる自己診断および漏電判定の一例を示す。本発明の実施形態においては、コントローラ33は、図5(a)に示すフローチャートに従って自己診断および漏電判定を行う。なお、この実施例では、図3(a)に示す特性グラフG1および図3(b)に示す特性グラフG2が予め作成され、コントローラ33が備えるメモリに保存されているものとする。 FIG. 5 shows an example of self-diagnosis and earth leakage determination according to the embodiment of the present invention. In the embodiment of the present invention, the controller 33 performs self-diagnosis and earth leakage determination according to the flowchart shown in FIG. 5(a). In this embodiment, it is assumed that the characteristic graph G1 shown in FIG. 3A and the characteristic graph G2 shown in FIG.

S11において、コントローラ33は、絶縁抵抗Riの抵抗値を検出する。このとき、コントローラ33は、スイッチSWをオフ状態に制御すると共に、パルス生成器31にパルスを生成させる。続いて、コントローラ33は、測定ノードMの電圧を測定することで電圧積算値を計算する。そして、コントローラ33は、この電圧積算値で図3(a)に示す特性グラフG1を参照することで絶縁抵抗Riの抵抗値を検出する。 In S11, the controller 33 detects the resistance value of the insulation resistor Ri. At this time, the controller 33 turns off the switch SW and causes the pulse generator 31 to generate a pulse. Subsequently, the controller 33 measures the voltage of the measurement node M to calculate the integrated voltage value. Then, the controller 33 detects the resistance value of the insulation resistor Ri by referring to the characteristic graph G1 shown in FIG. 3(a) using this integrated voltage value.

S12~S13において、コントローラ33は、絶縁抵抗低下検出装置30の自己診断を行う。このとき、コントローラ33は、スイッチSWをオン状態に制御する。即ち、擬似的な漏電状態を発生させる。また、コントローラ33は、パルス生成器31にパルスを生成させる。続いて、コントローラ33は、測定ノードMの電圧を測定することで電圧積算値を計算する。さらに、コントローラ33は、この電圧積算値が図3(b)に示す特性グラフG2に近いか否かを判定する。ここで、本発明の実施形態においては、図5(b)に示すように、電圧積算値が特性グラフG2に近いか否かを判定するための閾値範囲が設定されている。 In S12-S13, the controller 33 performs self-diagnosis of the insulation resistance drop detection device 30. FIG. At this time, the controller 33 turns on the switch SW. That is, a pseudo electric leakage state is generated. The controller 33 also causes the pulse generator 31 to generate pulses. Subsequently, the controller 33 measures the voltage of the measurement node M to calculate the integrated voltage value. Further, the controller 33 determines whether or not this voltage integrated value is close to the characteristic graph G2 shown in FIG. 3(b). Here, in the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 5B, a threshold range is set for determining whether or not the voltage integrated value is close to the characteristic graph G2.

本発明の実施形態において設定される閾値範囲は、図4に示すケースで設定される閾値範囲よりも狭い。また、閾値範囲の幅は、例えば、特性グラフG2が表す電圧積算値に基づいて設定される。一例としては、閾値範囲の幅は、特性グラフG2が表す電圧積算値の6パーセントである。この場合、閾値範囲は「特性グラフG2が表す電圧積算値±3パーセント」で表される。したがって、例えば、特性グラフG2が「抵抗値=500」に対して「電圧積算値=13000」を表すものとすると、「抵抗値=500」に対する閾値範囲は「13000±390」である。また、特性グラフG2が「抵抗値=100」に対して「電圧積算値=12000」を表すものとすると、「抵抗値=100」に対する閾値範囲は「12000±360」である。このように、絶縁抵抗Riの抵抗値に対して対応する閾値範囲が設定される。或いは、閾値範囲の幅は、絶縁抵抗Riの抵抗値に依存しない固定値であってもよい。この場合、閾値範囲は、例えば「特性グラフG2が表す電圧積算値±300」に設定される。 The threshold range set in the embodiment of the present invention is narrower than the threshold range set in the case shown in FIG. Also, the width of the threshold range is set based on, for example, the integrated voltage value represented by the characteristic graph G2. As an example, the width of the threshold range is 6 percent of the integrated voltage value represented by characteristic graph G2. In this case, the threshold range is represented by "voltage integrated value represented by characteristic graph G2 ±3%". Therefore, for example, if the characteristic graph G2 represents "integrated voltage value=13000" for "resistance=500", the threshold range for "resistance=500" is "13000±390". Also, if the characteristic graph G2 represents "integrated voltage value=12000" for "resistance=100", the threshold range for "resistance=100" is "12000±360". Thus, a threshold range corresponding to the resistance value of the insulation resistor Ri is set. Alternatively, the width of the threshold range may be a fixed value independent of the resistance value of the insulation resistor Ri. In this case, the threshold range is set to, for example, "the integrated voltage value represented by the characteristic graph G2 ±300".

そして、コントローラ33は、S11で検出した抵抗値および図5(b)に示す閾値範囲を利用して、絶縁抵抗低下検出装置30が正常であるか否かを判定する。具体的には、S12で算出した電圧積算値がS11で検出した抵抗値に対応する閾値範囲内に入っていれば、コントローラ33は、絶縁抵抗低下検出装置30が正常であると判定する。これに対して、S12で算出した電圧積算値がS11で検出した抵抗値に対応する閾値範囲から外れていれば、コントローラ33は、絶縁抵抗低下検出装置30が正常に動作していないと判定する。 Then, the controller 33 uses the resistance value detected in S11 and the threshold range shown in FIG. 5B to determine whether the insulation resistance drop detection device 30 is normal. Specifically, if the voltage integrated value calculated in S12 is within the threshold range corresponding to the resistance value detected in S11, the controller 33 determines that the insulation resistance drop detector 30 is normal. On the other hand, if the voltage integrated value calculated in S12 is out of the threshold range corresponding to the resistance value detected in S11, the controller 33 determines that the insulation resistance drop detection device 30 is not operating normally. .

絶縁抵抗低下検出装置30が正常であると判定したときは、コントローラ33は、S14において、漏電判定を行う。具体的には、S11で検出した絶縁抵抗Riの抵抗値が所定の最小抵抗値以上であれば、漏電が発生していないと判定される。一方、S11で検出した絶縁抵抗Riの抵抗値が所定の最小抵抗値より小さいときは、漏電が発生していると判定される。なお、絶縁抵抗低下検出装置30が正常に動作していないと判定したときには、コントローラ33は漏電判定を行う必要はない。この場合、コントローラ33は、絶縁抵抗低下検出装置30が正常に動作していないことを表すアラームを出力してもよい。 When determining that the insulation resistance drop detection device 30 is normal, the controller 33 performs leakage determination in S14. Specifically, if the resistance value of the insulation resistor Ri detected in S11 is equal to or greater than a predetermined minimum resistance value, it is determined that no electrical leakage has occurred. On the other hand, when the resistance value of the insulation resistor Ri detected in S11 is smaller than the predetermined minimum resistance value, it is determined that an electrical leak has occurred. Note that when it is determined that the insulation resistance drop detection device 30 is not operating normally, the controller 33 does not need to perform the earth leakage determination. In this case, the controller 33 may output an alarm indicating that the insulation resistance drop detector 30 is not operating normally.

図6は、自己診断および漏電判定の実施例を示す。この実施例では、図6に示す特性グラフG2が作成されているものとする。 FIG. 6 shows an embodiment of self-diagnosis and earth leakage determination. In this embodiment, it is assumed that the characteristic graph G2 shown in FIG. 6 is created.

特性グラフG2は、絶縁抵抗Riの抵抗値の関数なので、下記(1)式で表される。関数Fは、例えば、測定により予め求められる。また、閾値範囲は、下記(2)式に示すように、特性グラフG2に対して「±3パーセント」であるものとする。
特性グラフ:G2=F(Ri)・・・(1)
閾値範囲:0.97×G2~1.03×G2・・・(2)
Since the characteristic graph G2 is a function of the resistance value of the insulation resistance Ri, it is represented by the following equation (1). The function F is determined in advance by measurement, for example. Also, the threshold range is assumed to be "±3 percent" with respect to the characteristic graph G2, as shown in the following equation (2).
Characteristic graph: G2=F(Ri) (1)
Threshold range: 0.97×G2 to 1.03×G2 (2)

ケース1(絶縁抵抗Riの抵抗値=600オーム、電圧積算値:13500)
ケース1は、図6に示す判定点E1に相当する。ここで、(1)式に「Ri=600」を与え、その結果を(2)式に与えることで、絶縁抵抗Riの抵抗値に対応する閾値範囲が設定される。そうすると、判定点E1は閾値範囲内に入っているので、コントローラ33は、絶縁抵抗低下検出装置30が正常であると判定する。また、漏電の有無を判定するための最小抵抗値が500オームであるものとする。この場合、絶縁抵抗Riの抵抗値は最小抵抗値より大きいので、漏電が発生していないと判定される。
Case 1 (resistance value of insulation resistance Ri = 600 ohms, integrated voltage value: 13500)
Case 1 corresponds to decision point E1 shown in FIG. Here, by giving "Ri=600" to the equation (1) and giving the result to the equation (2), the threshold range corresponding to the resistance value of the insulation resistance Ri is set. Then, since the determination point E1 is within the threshold range, the controller 33 determines that the insulation resistance drop detector 30 is normal. It is also assumed that the minimum resistance value for determining the presence or absence of electric leakage is 500 ohms. In this case, since the resistance value of the insulation resistor Ri is greater than the minimum resistance value, it is determined that no electrical leakage has occurred.

ケース2(絶縁抵抗Riの抵抗値=600オーム、電圧積算値:12000)
ケース2は、図6に示す判定点E2に相当する。閾値範囲は、ケース1およびケース2において同じである。そうすると、判定点E2は閾値範囲内に入っていないので、コントローラ33は、絶縁抵抗低下検出装置30が正常に動作していないと判定する。この場合、コントローラ33は、漏電判定を行う必要はない。
Case 2 (resistance value of insulation resistance Ri = 600 ohms, integrated voltage value: 12000)
Case 2 corresponds to decision point E2 shown in FIG. The threshold range is the same for Case 1 and Case 2. Then, since the determination point E2 is not within the threshold range, the controller 33 determines that the insulation resistance drop detection device 30 is not operating normally. In this case, the controller 33 does not need to perform earth leakage determination.

ケース3(絶縁抵抗Riの抵抗値=150オーム、電圧積算値:13500)
ケース3は、図6に示す判定点E3に相当する。ここで、(1)式に「Ri=150」を与え、その結果を(2)式に与えることで、絶縁抵抗Riの抵抗値に対応する閾値範囲が設定される。そうすると、判定点E3は閾値範囲内に入っていないので、コントローラ33は、絶縁抵抗低下検出装置30が正常に動作していないと判定する。この場合、コントローラ33は、漏電判定を行う必要はない。
Case 3 (resistance value of insulation resistance Ri = 150 ohms, integrated voltage value: 13500)
Case 3 corresponds to decision point E3 shown in FIG. Here, by giving "Ri=150" to the equation (1) and giving the result to the equation (2), the threshold range corresponding to the resistance value of the insulation resistance Ri is set. Then, since the determination point E3 is not within the threshold range, the controller 33 determines that the insulation resistance drop detection device 30 is not operating normally. In this case, the controller 33 does not need to perform earth leakage determination.

ケース4(絶縁抵抗Riの抵抗値=150オーム、電圧積算値:12000)
ケース4は、図6に示す判定点E4に相当する。閾値範囲は、ケース3およびケース4において同じである。そうすると、判定点E4は閾値範囲内に入っているので、コントローラ33は、絶縁抵抗低下検出装置30が正常であると判定する。ただし、絶縁抵抗Riの抵抗値は最小抵抗値(ここでは、500オーム)より小さいので、漏電が発生していると判定される。
Case 4 (resistance value of insulation resistance Ri = 150 ohms, integrated voltage value: 12000)
Case 4 corresponds to decision point E4 shown in FIG. The threshold range is the same for cases 3 and 4. Then, since the determination point E4 is within the threshold range, the controller 33 determines that the insulation resistance drop detector 30 is normal. However, since the resistance value of the insulation resistor Ri is smaller than the minimum resistance value (here, 500 ohms), it is determined that an electric leak has occurred.

このように、本発明の実施形態に係わる絶縁抵抗低下検出装置30は、自己診断の前に絶縁抵抗Riの抵抗値を検出する。そして、絶縁抵抗Riの抵抗値を利用して自己診断が行われる。このとき、絶縁抵抗Riの抵抗値に対して、絶縁抵抗低下検出装置30が正常であるか否かを判定するための閾値範囲が設定される。したがって、閾値範囲は、絶縁抵抗Riの抵抗値の変動を考慮したマージンを含む必要はない。すなわち、絶縁抵抗Riの抵抗値が変動する場合であっても、狭い閾値範囲を設定することができる。この結果、絶縁抵抗低下検出装置の故障の予兆または軽微な故障を検知することが可能である。すなわち、本発明の実施形態によれば、絶縁抵抗低下検出装置の状態変化を精度よく検知することができる。 Thus, the insulation resistance drop detection device 30 according to the embodiment of the present invention detects the resistance value of the insulation resistance Ri before self-diagnosis. Self-diagnosis is performed using the resistance value of the insulation resistor Ri. At this time, a threshold range for determining whether the insulation resistance drop detection device 30 is normal is set for the resistance value of the insulation resistance Ri. Therefore, the threshold range does not need to include a margin considering variations in the resistance value of the insulation resistor Ri. That is, even when the resistance value of the insulation resistor Ri fluctuates, a narrow threshold range can be set. As a result, it is possible to detect a sign of failure or a minor failure of the insulation resistance drop detection device. That is, according to the embodiment of the present invention, it is possible to accurately detect the state change of the insulation resistance drop detection device.

なお、上述の実施例では、特性グラフG1を利用して電圧積算値が絶縁抵抗Riの抵抗値にマッピングされるが、本発明はこの方式に限定されるものではない。例えば、特性グラフG1を表す近似式を予め作成しておき、電圧積算値をこの近似式に与えることで絶縁抵抗Riの抵抗値を算出してもよい。 In the above embodiment, the characteristic graph G1 is used to map the integrated voltage value to the resistance value of the insulation resistor Ri, but the present invention is not limited to this method. For example, an approximation formula representing the characteristic graph G1 may be created in advance, and the resistance value of the insulation resistance Ri may be calculated by giving the voltage integrated value to this approximation formula.

また、閾値範囲は、絶縁抵抗Riの抵抗値に対して電圧積算値の上限値および下限値が記録されたテーブルで定義してもよい。この場合、絶縁抵抗Riの抵抗値でテーブルを検索することで閾値範囲が特定される。或いは、電圧積算値の上限値を表す近似式および下限値を表す近似式で定義してもよい。この場合、絶縁抵抗Riの抵抗値を各近似式に与えることで閾値範囲が特定される。 Also, the threshold range may be defined by a table in which the upper limit value and the lower limit value of the integrated voltage value are recorded with respect to the resistance value of the insulation resistor Ri. In this case, the threshold range is specified by searching the table with the resistance value of the insulation resistor Ri. Alternatively, it may be defined by an approximation formula representing the upper limit value and an approximation formula representing the lower limit value of the integrated voltage value. In this case, the threshold range is specified by giving the resistance value of the insulation resistance Ri to each approximate expression.

1 車両
10 高電圧回路
20 車両フレーム
30 絶縁抵抗低下検出装置
31 パルス生成器
32 電圧センサ
33 コントローラ
1 vehicle 10 high voltage circuit 20 vehicle frame 30 insulation resistance drop detector 31 pulse generator 32 voltage sensor 33 controller

Claims (4)

車両のフレームと前記車両に搭載される高電圧回路との間の絶縁抵抗の低下を検出する絶縁抵抗低下検出装置であって、
コントローラと、
所定の周期でパルスを生成するパルス生成器と、
前記パルス生成器と前記フレームとの間に設けられる検出抵抗と、
前記検出抵抗と前記フレームとの間の測定ノードに接続される漏電抵抗と、
前記漏電抵抗とグランドとの間を遮断するオフ状態または前記漏電抵抗とグランドとの間を接続するオン状態に制御されるスイッチと、を備え、
前記コントローラは、
前記スイッチがオフ状態であるときの前記測定ノードの電圧に基づいて前記絶縁抵抗の抵抗値を検出し、
検出した抵抗値および前記スイッチがオン状態であるときの前記測定ノードの電圧に基づいて、当該絶縁抵抗低下検出装置が正常であるか否かを判定する
ことを特徴とする絶縁抵抗低下検出装置。
An insulation resistance drop detection device for detecting a drop in insulation resistance between a vehicle frame and a high voltage circuit mounted on the vehicle,
a controller;
a pulse generator that generates pulses at a predetermined period;
a sensing resistor provided between the pulse generator and the frame;
a leakage resistor connected to a measurement node between the sensing resistor and the frame;
a switch that is controlled to an OFF state that cuts off between the leakage resistance and ground or an ON state that connects between the leakage resistance and ground,
The controller is
detecting the resistance value of the insulation resistor based on the voltage of the measurement node when the switch is in an off state;
An insulation resistance drop detector that determines whether the insulation resistance drop detector is normal based on the detected resistance value and the voltage of the measurement node when the switch is in an ON state.
当該絶縁抵抗低下検出装置が正常であり且つ前記スイッチがオン状態であるときの、前記絶縁抵抗の抵抗値と前記測定ノードの電圧に基づいて得られる評価値との対応関係を表す特性グラフが予め作成されており、
前記コントローラは、
前記スイッチがオフ状態であるときの前記測定ノードの電圧に基づいて前記絶縁抵抗の抵抗値を検出し、
検出した抵抗値に対応する評価値を、前記特性グラフを利用して取得し、
前記特性グラフを利用して取得した評価値と、前記スイッチがオン状態であるときの前記測定ノードの電圧に基づいて得られる評価値との差分が、前記特性グラフに対して予め設定された閾値範囲内であれば、当該絶縁抵抗低下検出装置が正常であると判定する
ことを特徴とする請求項1に記載の絶縁抵抗低下検出装置。
A characteristic graph representing a correspondence relationship between a resistance value of the insulation resistance and an evaluation value obtained based on the voltage of the measurement node when the insulation resistance drop detection device is normal and the switch is in an ON state is prepared in advance. is created and
The controller is
detecting the resistance value of the insulation resistor based on the voltage of the measurement node when the switch is in an off state;
Acquiring an evaluation value corresponding to the detected resistance value using the characteristic graph,
The difference between the evaluation value obtained using the characteristic graph and the evaluation value obtained based on the voltage of the measurement node when the switch is in an ON state is a threshold preset for the characteristic graph. 2. The insulation resistance drop detection device according to claim 1, wherein if it is within the range, the insulation resistance drop detection device is determined to be normal.
前記コントローラは、当該絶縁抵抗低下検出装置が正常であると判定したときに、前記絶縁抵抗の抵抗値が所定の閾値以下に低下しているか否かを判定する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の絶縁抵抗低下検出装置。
2. The controller determines whether or not the resistance value of the insulation resistance has decreased below a predetermined threshold when determining that the insulation resistance drop detection device is normal. 3. The insulation resistance drop detector according to 2.
車両のフレームと前記車両に搭載される高電圧回路との間の絶縁抵抗の低下を検出する絶縁抵抗低下検出装置の故障を診断する方法であって、
前記絶縁抵抗低下検出装置は、所定の周期でパルスを生成するパルス生成器と、前記パルス生成器と前記フレームとの間に設けられる検出抵抗と、前記検出抵抗と前記フレームとの間の測定ノードに接続される漏電抵抗と、前記漏電抵抗とグランドとの間を遮断するオフ状態または前記漏電抵抗とグランドとの間を接続するオン状態に制御されるスイッチと、を備え、
前記スイッチがオフ状態であるときの前記測定ノードの電圧に基づいて前記絶縁抵抗の抵抗値を検出し、
検出した抵抗値および前記スイッチがオン状態であるときの前記測定ノードの電圧に基づいて、当該絶縁抵抗低下検出装置が正常であるか否かを判定する
ことを特徴とする絶縁抵抗低下検出装置の故障診断方法。
A method for diagnosing a failure of an insulation resistance drop detection device that detects a drop in insulation resistance between a vehicle frame and a high voltage circuit mounted on the vehicle, comprising:
The insulation resistance drop detection device includes a pulse generator that generates pulses at a predetermined cycle, a detection resistor provided between the pulse generator and the frame, and a measurement node between the detection resistor and the frame. and a switch that is controlled to an OFF state that disconnects between the leakage resistance and the ground or an ON state that connects between the leakage resistance and the ground,
detecting the resistance value of the insulation resistor based on the voltage of the measurement node when the switch is in an off state;
Determining whether the insulation resistance drop detection device is normal based on the detected resistance value and the voltage of the measurement node when the switch is in the ON state. fault diagnosis method.
JP2021017008A 2021-02-05 2021-02-05 Insulation resistance deterioration detector and failure diagnosis method for insulation resistance deterioration detector Pending JP2022120236A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021017008A JP2022120236A (en) 2021-02-05 2021-02-05 Insulation resistance deterioration detector and failure diagnosis method for insulation resistance deterioration detector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021017008A JP2022120236A (en) 2021-02-05 2021-02-05 Insulation resistance deterioration detector and failure diagnosis method for insulation resistance deterioration detector

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022120236A true JP2022120236A (en) 2022-08-18

Family

ID=82849102

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021017008A Pending JP2022120236A (en) 2021-02-05 2021-02-05 Insulation resistance deterioration detector and failure diagnosis method for insulation resistance deterioration detector

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2022120236A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116087622A (en) * 2023-04-11 2023-05-09 苏州清研精准汽车科技有限公司 Detection accuracy prediction method, device, processing equipment and storage medium

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116087622A (en) * 2023-04-11 2023-05-09 苏州清研精准汽车科技有限公司 Detection accuracy prediction method, device, processing equipment and storage medium
CN116087622B (en) * 2023-04-11 2023-09-05 苏州清研精准汽车科技有限公司 Detection accuracy prediction method, device, processing equipment and storage medium

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8373424B2 (en) Apparatus for detecting fault of flying capacitor of insulated condition detecting unit
JP4624400B2 (en) Electric wire protection method and electric wire protection device for vehicle
US10330716B2 (en) Earth fault detector with flying capacitor
KR102637200B1 (en) Sensor defect detection using paired sample correlation
US20050038623A1 (en) In-operation test of a signal path
JP2007068249A (en) Leak detector for electric car
KR101504429B1 (en) Temperature measuring apparatus using negative temperature coefficient thermistor
JP5452902B2 (en) Liquid leakage detection system and liquid leakage detection method
JP2011154028A (en) Isolation monitoring system and method utilizing variable emulated inductance
JP6369407B2 (en) Failure detection system
WO2014086381A1 (en) Method for isolation monitoring
JP2007187454A (en) Insulation resistance drop detector
CN104422860A (en) Testing Apparatus
CN108957135B (en) Online measuring system and method for insulation resistance of electric automobile
JP2022120236A (en) Insulation resistance deterioration detector and failure diagnosis method for insulation resistance deterioration detector
JP2020106517A (en) Electric leak detection circuit
US10514307B2 (en) Fault detection apparatus
JP2004170146A (en) Insulation detecting apparatus of non-grounded power supply
JPH07180647A (en) Misfire detecting device for internal combustion engine
US7116110B1 (en) Sensorless protection for electronic device
KR20120045844A (en) Apparatus and method for sensing battery leakage current
JP2023107032A (en) Insulation resistance detector and fault detection method
JP2017219352A (en) Power supply device for insulation inspection
JP2004170117A (en) Insulation detecting device of non-grounded power source
US11860218B2 (en) Electronic monitoring circuit for detecting the variation in the power or current absorbed by at least one electronic circuit under test and electronic system for testing the operation of the at least one electronic circuit

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210304