JP3783633B2 - Ground fault detection device for vehicles - Google Patents

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JP3783633B2
JP3783633B2 JP2002049642A JP2002049642A JP3783633B2 JP 3783633 B2 JP3783633 B2 JP 3783633B2 JP 2002049642 A JP2002049642 A JP 2002049642A JP 2002049642 A JP2002049642 A JP 2002049642A JP 3783633 B2 JP3783633 B2 JP 3783633B2
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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地絡検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、電気自動車に設けられた高電圧の電源と車体との地絡を検出する技術として、特開平8−70503号公報(以下、従来例という)に記載された技術が知られている。
【0003】
上記従来例では、直流電源のプラス母線にカップリングコンデンサ、抵抗を介して接続したインピーダンス変換器にデューティー比50%の矩形波パルスを入力し、この矩形波パルスの出力を基準電圧と比較し、地絡を検出するようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来例に記載された地絡検出装置では、高電圧電源のプラス母線と接続されたカップリングコンデンサの一端におけるインピーダンスを予め定められたしきい値と比較するようにしているので、車体自身が有する容量によって生じるインピーダンスについても検出してしまう。即ち、地絡を検出するためのインピーダンス成分と、車両の容量に起因するインピーダンスとを合計したインピーダンスを検出してしまい、高精度な検出ができないという欠点があった。
【0005】
この発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、高精度な地絡検出が可能な車両用地絡検出装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本願請求項1に記載の発明は、カップリングコンデンサの一端側に直流電源のプラス端子を接続し、前記カップリングコンデンサの他端側となる測定点に、矩形波パルス信号を印加し、前記測定点に発生する電圧信号を検出して、前記直流電源の地絡を検出する車両用地絡検出装置において、前記矩形波パルス信号が第1の位相となる時点で、前記測定点にて測定される第1の電圧値と、前記矩形波パルス信号が前記第1の位相とは異なる第2の位相となる時点で、前記測定点にて測定される第2の電圧値と、の差分を求め、該差分電圧に基づいて、前記直流電源の地絡を検出することを特徴とする。
【0007】
請求項2に記載の発明は、カップリングコンデンサの一端側に直流電源のプラス端子を接続し、前記カップリングコンデンサの他端側となる測定点に、矩形波パルス信号を印加し、前記測定点に発生する電圧信号を検出して、前記直流電源の地絡を検出する車両用地絡検出装置において、前記測定点に矩形波パルス信号を出力する発振回路と、前記矩形波パルス信号が第1の位相となる時点で、前記測定点にて測定される第1の電圧値と、前記矩形波パルス信号が前記第1の位相とは異なる第2の位相となる時点で、前記測定点にて測定される第2の電圧値と、を測定し、且つ、第1の電圧値と第2の電圧値との差分を求める電圧測定手段と、前記電圧測定手段により測定された差分電圧に基づいて、前記直流電源の地絡を検出する検出手段と、前記検出手段にて地絡が検出された際に、これを報知する報知手段と、を具備したことを特徴とする。
【0008】
請求項3に記載の発明は、前記矩形波パルスは、デューティー比50%であり、前記第1の位相は、該矩形波パルスがHレベルの時点であり、前記第2の位相は、矩形波パルスがLレベルの時点あることを特徴とする。また、請求項4に記載の発明は、前記第1の位相は、該矩形波パルスがHレベルからLレベルとなる時点の直前の位相であり、前記第2の位相は、矩形波パルスがLレベルからHレベルとなる時点の直前の位相であることを特徴とする。請求項5に記載の発明は、前記第1の位相及び第2の位相は、前記測定点に発生する電圧信号が、車両容量の変化の影響を受けない時点の位相であることを特徴とする。
【0009】
請求項に記載の発明は、前記矩形波パルスは、車両が有する容量が、容量最大値の90%を越えたときに、前記第1の電圧と第2の電圧との差分電圧が小さくなるように前記矩形波パルス信号の周波数、及び前記第1の位相、第2の位相を設定することを特徴とする。
【0011】
【発明の効果】
請求項1の発明では、矩形波パルスが第1の位相となる時点で測定される第1の電圧と、第2の位相となる時点で測定される第2の電圧との差分電圧を求め、該差分電圧の大きさに基づいて、地絡を検出する。従って、地絡の発生、或いは車両容量の増大を確実に検知することができる。
【0012】
請求項2の発明では、発振回路より出力される矩形波パルスが第1の位相となる時点で測定される第1の電圧と、第2の位相となる時点で測定される第2の電圧を測定する。そして、電圧測定手段では、これらの差分電圧を測定し、この差分電圧の大きさに基づいて地絡を検出する。従って、地絡の発生、或いは車両容量の増大を確実に検知し、操作者に通知することができる。
【0013】
請求項3〜5の発明では、矩形波パルスのデューティー比を50%とし、第1の位相を矩形波パルスのHレベルの時点、第2の位相を矩形波パルスのLレベルの時点に設定するので、高精度な地絡検出が可能となる。
【0014】
請求項の発明では、車両が有する容量が、容量最大値の90%を越えたときに、第1の電圧と第2の電圧との差分電圧が小さくなるように矩形波パルスの周波数、及び第1の位相、第2の位相を設定するので、確実に地絡の発生、或いは車両容量の増大を検出することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る地絡検出装置の構成を示すブロック図である。同図に示すように、該地絡検出装置10は、電気自動車用のモータ3駆動用のインバータ2に電圧を供給するための直流電源1が地絡した際に、これを検知するものであり、地絡検出回路4と、地絡が検出された際に、これを操作者に通知するためのインジケータ(報知手段)5と、を具備している。
【0017】
地絡検出回路4は、直流電源1のプラス側出力端と接続するカップリングコンデンサC1と、制御回路6と、電圧測定回路7と、抵抗R1とを有している。
【0018】
電圧測定回路7は、カップリングコンデンサC1の一端側(測定点A)に発生する電圧を測定するものであり、抵抗R2とコンデンサC2との直列接続回路、及びコンデンサC2に対して並列的に接続されるツェナーダイオードD1とを有している。そして、抵抗R2とコンデンサC2との接続点は、制御回路6に接続されている。
【0019】
制御回路6は、測定点Aに矩形波パルス信号を出力し、且つ、該測定点Aに発生する電圧を検出して、直流電源1に地絡を検出するものであり、矩形波パルスを出力する出力部(発振回路)11と、電圧測定回路7より出力される電圧信号(抵抗R2とコンデンサC2との接続点に発生する電圧信号)をA/D変換するA/D変換部12と、制御中枢となるCPU(電圧測定手段、検出手段)13、及びRAM14、ROM15、タイマ16、カウンタ17を具備している。
【0020】
そして、後述するように、CPU13は、出力部11より出力する矩形波パルス信号の周波数、デューティー比を設定すると共に、A/D変換部12より出力される電圧信号に基づいて、直流電源1の地絡を検出する。
【0021】
また、ROM15には、電圧測定回路7にて測定される電圧値(電圧振幅値)と直流電源1の絶縁抵抗値との対応を示すデータが記憶されている。
【0022】
次に、上述のように構成された本実施形態の動作について、図2に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【0023】
まず、ステップS10の処理で、カウンタ17をリセットする。次いで、ステップS20にて、カウンタ17によるカウントを開始する。
【0024】
その後、ステップS30にて、出力部11より、予め設定した周期T、及びデューティー比(例えば、50%)となる矩形波パルス信号の、「H」レベルとなる信号を出力する。そして、カウンタ17にて計時される時間Tcが周期Tの1/2の直前となると、即ち、T/2の時間が経過する直前となると、ステップS40でYESとなり、ステップS50にて、電圧測定回路7により検出される測定点Aの電圧値が、A/D変換部12を介してCPU13に読み込まれる。このときの電圧値をVH(第1の電圧値)とする。
【0025】
次いで、ステップS60にて、矩形波パルス信号の、「L」レベルとなる信号を出力する。そして、カウンタ17にて計時される時間Tcが周期Tの直前となると、ステップS70でYESとなり、ステップS80にて、電圧測定回路7により検出される測定点Aの電圧値がA/D変換部12を介してCPU13に読み込まれる。このときの電圧値をVL(第2の電圧値)とする。
【0026】
その後、ステップS90にて、CPU13では、前述の処理で測定された電圧値VHと、VLとの差分(VH−VL)を演算する。この差分電圧をVP-Pとする。
【0027】
ステップS100では、差分電圧VP-Pと第1のしきい値V1とを比較し、差分電圧VP-Pの方がしきい値V1よりも大きい場合には、異常無し(即ち、地絡していない)と判断して、ステップS10からの処理を繰り返す。
【0028】
他方、しきい値V1よりも小さい場合には、ステップS110にて、第2のしきい値V2(但し、V2<V1)と、差分電圧VP-Pとを比較する。V2の方が小さい場合には、軽微な地絡、或いは車両容量の増大のいずれかであると判断し、ステップS130にて、インジケータ5に警告を表示する。
【0029】
また、V2の方が大きい場合には、重度の地絡、或いは車両容量の増大のいずれかであると判断し(即ち、これ以上車両の運転を継続することは良くないと判断し)、ステップS120にて、モータ3の停止を促す旨の表示を行う。
【0030】
こうして、測定点Aの電圧値を検出し、この検出結果に基づいて、地絡或いは車両容量の増大が発生しているかどうかを判断し、インジケータ5にて警告、或いは停止を促す旨の表示を行うことができるのである。
【0031】
次に、図3に示すタイミングチャートを参照しながら、測定点Aに発生する電圧波形について説明する。
【0032】
図3(a)は、出力部11より出力される矩形波パルス信号(周期T)を示しており、図中S1,S2,・・・はサンプリングのタイミングを示している。図示のように、サンプリングのタイミングS1,S2,・・・は、矩形波パルス信号の後縁(立ち下がり点)のやや手前、及び前縁(立ち上がり点)のやや手前に設定されている。即ち、サンプリングのタイミングS1,S2,・・・は、T/2毎に設定されており、矩形波パルス信号が「H」レベル、及び「L」レベルの時点を交互にサンプリングしている。そして、タイミングS1,S3,・・(奇数回目;第1の位相)にて、前述した電圧VHを測定し、タイミングS2,S4,・・(偶数回目;第2の位相)にて、電圧VLを測定している。
【0033】
同図(b)は、正常時、即ち、地絡が発生していないときの、測定点Aに発生する電圧波形を示している。図示のように、測定点Aにおける電圧波形は、矩形波パルスの前縁、及び後縁にて若干滑らかに丸みをおびているものの、タイミングS1で測定される電圧VHと、タイミングS2で測定される電圧VLとの差分VP-P(=VH−VL)は、大きい値となっている。従って、前述したステップS100でNOとなり(図2)、地絡は検出されない。
【0034】
また、図3(c)は地絡が発生している場合の、測定点Aに発生する電圧波形を示しており、地絡が発生している場合には、直流電源1の絶縁抵抗が低下するため、タイミングS1,S3,・・(奇数回目)で測定される電圧値VHは低い値となる。従って、差分電圧VP-P(=VH−VL)は低い値となり、該電圧VP-Pが第1のしきい値V1以下で、第2のしきい値V2よりも大きい場合には、警報が出力され、第2のしきい値V2よりも小さい場合には、車両の停止を促す旨の表示が行われる。
【0035】
更に、図3(d)は、車両の容量が増加した場合の、測定点Aに発生する電圧波形を示しており、この場合においても、地絡が発生したときと同様に、直流電源1の絶縁抵抗が低下するため、電圧VHが低い値となる。従って、警報、或いは停止を促す旨の表示がされる。
【0036】
そして、車両の運転者は、この表示を見ることにより、適切な対応をとることができる。
【0037】
つまり、従来例では、測定点Aに発生する電圧の実効値を求め、該実効値に基づいて、地絡を検知する方式であるので、図4(a)に示すように、アドミッタンス検知特性が、車両容量(2πfC)の影響を受けて、地絡を検出する電圧実効値に影響を与えているが、本実施形態では、同図(b)に示すように、車両容量の影響を受けない領域が存在するので、この領域内において、高精度な地絡検出を行うことができる。
【0038】
このようにして、本実施形態に係る地絡検出装置10では、カップリングコンデンサC1の一端側(測定点A)に矩形波パルス信号を印加し、該矩形波パルス信号がHレベルの時の測定電圧VH、及びLレベルのときの測定電圧VLを求め、これらの差分VP-Pに基づいて、地絡の発生或いは車両容量の増加を検出している。従って、確実な地絡検出、或いは車両容量の増大の検出が可能となる。
【0039】
また、図3(d)に示すように、車両容量が増加した場合には、パルス波形の前縁付近で大きく変化し、後縁付近ではあまり変化しないことが理解される。従って、サンプリングのタイミングS1,S2,・・・を、パルス波形の後縁付近となるように設定すれば、車両容量の影響を低減することができる。しかし、逆に、このことによって車両容量の変化が検出しにくくなってしまう。そこで、車両容量による影響を除去しつつ、且つ、車両容量の変化を高精度に検出するために、設計上の最大車両容量の90%を越えると、差分電圧VP-Pの値が小さくなるように出力部11より出力する矩形波パルス信号の周波数を設定することにより、より高精度な地絡検出が可能となる。
【0040】
更に、図1に示したROM15に、予め電圧振幅と絶縁抵抗との対応データを記憶しておき、測定点Aにて測定された電圧値を、この対応データに当てはめることにより、絶縁抵抗を求め、これに基づいて、地絡を検知するように構成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る地絡検出装置を示す構成図である。
【図2】本発明の一実施形態に係る地絡検出装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図3】本発明の一実施形態に係る地絡検出装置の、測定点Aに発生する電圧信号を示すタイミングチャートである。
【図4】絶縁アドミッタンスと、測定される電圧値との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
1 直流電源
2 インバータ
3 モータ
4 地絡検出回路
5 インジケータ(報知手段)
6 制御回路
7 電圧測定回路
10 地絡検出装置
11 出力部(発振回路)
12 A/D変換部
13 CPU
14 RAM
15 ROM
16 タイマ
17 カウンタ
C1 カップリングコンデンサ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a ground fault detection apparatus.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as a technique for detecting a ground fault between a high-voltage power supply provided in an electric vehicle and a vehicle body, a technique described in Japanese Patent Laid-Open No. 8-70503 (hereinafter referred to as a conventional example) is known.
[0003]
In the above conventional example, a rectangular wave pulse with a duty ratio of 50% is input to an impedance converter connected to a positive bus of a DC power supply via a coupling capacitor and a resistor, and the output of this rectangular wave pulse is compared with a reference voltage. A ground fault is detected.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the ground fault detection apparatus described in the above-described conventional example, the impedance at one end of the coupling capacitor connected to the positive bus of the high voltage power supply is compared with a predetermined threshold value. The impedance generated by the capacity of the vehicle body itself is also detected. That is, there is a drawback that the impedance component for detecting the ground fault and the impedance due to the capacity of the vehicle are detected, and the detection cannot be performed with high accuracy.
[0005]
The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a vehicle ground fault detection device capable of detecting a ground fault with high accuracy.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a positive terminal of a DC power source is connected to one end side of a coupling capacitor, and a rectangular wave pulse is applied to a measurement point on the other end side of the coupling capacitor. applying a signal, the detecting the that voltage signals be generated in the measuring point, the vehicle site fault sensing device for detecting a ground fault of the DC power source, when the rectangular wave pulse signal is the first phase The second voltage measured at the measurement point when the first voltage value measured at the measurement point and the rectangular wave pulse signal are in a second phase different from the first phase. A difference between the voltage and the voltage value is obtained, and a ground fault of the DC power supply is detected based on the difference voltage.
[0007]
According to the second aspect of the present invention, a positive terminal of a DC power supply is connected to one end side of the coupling capacitor, a rectangular wave pulse signal is applied to a measurement point on the other end side of the coupling capacitor, and the measurement point to detect to that voltage signals occurs, the vehicle site fault sensing device for detecting a ground fault of the DC power source, an oscillation circuit for outputting a rectangular wave pulse signal to the measurement point, the rectangular wave pulse signal is first When the phase becomes 1, the first voltage value measured at the measurement point and the point when the rectangular wave pulse signal becomes the second phase different from the first phase A voltage measuring means for measuring a second voltage value measured in accordance with the first voltage value and obtaining a difference between the first voltage value and the second voltage value; and based on the differential voltage measured by the voltage measuring means. Detecting means for detecting a ground fault of the DC power supply , When the ground fault by said detecting means is detected, characterized in that anda informing means for informing them.
[0008]
According to a third aspect of the present invention, the rectangular wave pulse has a duty ratio of 50%, the first phase is a point in time when the rectangular wave pulse is at H level, and the second phase is a rectangular wave The pulse is at an L level. According to a fourth aspect of the present invention, the first phase is a phase immediately before the point in time when the rectangular wave pulse changes from H level to L level, and the second phase is that the rectangular wave pulse is L It is a phase immediately before the time point when the level changes to H level. The invention according to claim 5 is characterized in that the first phase and the second phase are phases when a voltage signal generated at the measurement point is not affected by a change in vehicle capacity. .
[0009]
According to a sixth aspect of the present invention, in the rectangular wave pulse, when the capacity of the vehicle exceeds 90% of the maximum capacity value, the differential voltage between the first voltage and the second voltage becomes small. Thus, the frequency of the rectangular wave pulse signal, the first phase, and the second phase are set.
[0011]
【The invention's effect】
In the invention of claim 1, a differential voltage between the first voltage measured when the rectangular wave pulse becomes the first phase and the second voltage measured when the square wave pulse becomes the second phase is obtained, A ground fault is detected based on the magnitude of the differential voltage. Therefore, it is possible to reliably detect the occurrence of a ground fault or an increase in vehicle capacity.
[0012]
In the invention of claim 2, the first voltage measured when the rectangular wave pulse output from the oscillation circuit becomes the first phase and the second voltage measured when the second phase becomes the second phase are obtained. taking measurement. The voltage measuring means measures these differential voltages and detects a ground fault based on the magnitude of the differential voltage. Therefore, it is possible to reliably detect occurrence of a ground fault or increase in vehicle capacity and notify the operator.
[0013]
According to the third to fifth aspects of the present invention, the duty ratio of the rectangular wave pulse is set to 50%, the first phase is set to the H level of the rectangular wave pulse, and the second phase is set to the L level of the rectangular wave pulse. Therefore, highly accurate ground fault detection becomes possible.
[0014]
In the invention of claim 6 , when the capacity of the vehicle exceeds 90% of the maximum capacity value, the frequency of the rectangular wave pulse so that the differential voltage between the first voltage and the second voltage becomes small, and Since the first phase and the second phase are set, it is possible to reliably detect the occurrence of a ground fault or an increase in vehicle capacity.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a ground fault detection apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the ground fault detection device 10 detects a ground fault when a DC power source 1 for supplying a voltage to an inverter 2 for driving a motor 3 for an electric vehicle has a ground fault. A ground fault detection circuit 4 and an indicator (notification means) 5 for notifying the operator when a ground fault is detected are provided.
[0017]
The ground fault detection circuit 4 has a coupling capacitor C1, a control circuit 6, a voltage measurement circuit 7, and a resistor R1, which are connected to the positive output terminal of the DC power supply 1.
[0018]
The voltage measurement circuit 7 measures a voltage generated on one end side (measurement point A) of the coupling capacitor C1, and is connected in parallel to the series connection circuit of the resistor R2 and the capacitor C2 and the capacitor C2. Zener diode D1. A connection point between the resistor R2 and the capacitor C2 is connected to the control circuit 6.
[0019]
The control circuit 6 outputs a rectangular wave pulse signal to the measurement point A, detects a voltage generated at the measurement point A, and detects a ground fault in the DC power source 1 and outputs a rectangular wave pulse. An output unit (oscillation circuit) 11 for performing A / D conversion on a voltage signal output from the voltage measurement circuit 7 (voltage signal generated at a connection point between the resistor R2 and the capacitor C2); A CPU (voltage measuring means, detecting means) 13 serving as a control center, a RAM 14, a ROM 15, a timer 16, and a counter 17 are provided.
[0020]
As will be described later, the CPU 13 sets the frequency and duty ratio of the rectangular wave pulse signal output from the output unit 11, and based on the voltage signal output from the A / D conversion unit 12, Detect a ground fault.
[0021]
The ROM 15 stores data indicating the correspondence between the voltage value (voltage amplitude value) measured by the voltage measurement circuit 7 and the insulation resistance value of the DC power supply 1.
[0022]
Next, the operation of the present embodiment configured as described above will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0023]
First, in step S10, the counter 17 is reset. Next, counting by the counter 17 is started in step S20.
[0024]
After that, in step S30, the output unit 11 outputs a signal having an “H” level of a rectangular wave pulse signal having a preset cycle T and a duty ratio (for example, 50%). Then, when the time Tc timed by the counter 17 is just before ½ of the period T, that is, immediately before the time T / 2 has elapsed, YES is determined in step S40, and voltage measurement is performed in step S50. The voltage value at the measurement point A detected by the circuit 7 is read into the CPU 13 via the A / D converter 12. The voltage value at this time is assumed to be VH (first voltage value).
[0025]
Next, in step S60, a signal of “L” level of the rectangular wave pulse signal is output. When the time Tc counted by the counter 17 is immediately before the cycle T, YES is determined in step S70, and the voltage value of the measurement point A detected by the voltage measurement circuit 7 is converted to the A / D conversion unit in step S80. 12 is read into the CPU 13 via The voltage value at this time is VL (second voltage value).
[0026]
Thereafter, in step S90, the CPU 13 calculates a difference (VH−VL) between the voltage value VH measured in the above-described process and VL. This differential voltage is VP-P.
[0027]
In step S100, the difference voltage VP-P is compared with the first threshold value V1, and if the difference voltage VP-P is larger than the threshold value V1, there is no abnormality (ie, a ground fault occurs). The process from step S10 is repeated.
[0028]
On the other hand, if it is smaller than the threshold value V1, the second threshold value V2 (where V2 <V1) is compared with the differential voltage VP-P in step S110. If V2 is smaller, it is determined that either a slight ground fault or an increase in vehicle capacity is detected, and a warning is displayed on the indicator 5 in step S130.
[0029]
If V2 is larger, it is determined that either a severe ground fault or an increase in vehicle capacity is detected (that is, it is determined that it is not good to continue driving the vehicle any more), and step In S120, a display indicating that the motor 3 is to be stopped is displayed.
[0030]
In this way, the voltage value of the measurement point A is detected, and based on the detection result, it is determined whether a ground fault or an increase in vehicle capacity has occurred, and the indicator 5 displays a warning or prompting stoppage. It can be done.
[0031]
Next, the voltage waveform generated at the measurement point A will be described with reference to the timing chart shown in FIG.
[0032]
FIG. 3A shows a rectangular wave pulse signal (period T) output from the output unit 11, and S1, S2,... Indicate sampling timings. As shown in the figure, sampling timings S1, S2,... Are set slightly before the trailing edge (falling point) of the rectangular wave pulse signal and slightly before the leading edge (rising point). That is, the sampling timings S1, S2,... Are set for each T / 2, and the rectangular wave pulse signal is sampled alternately at the “H” level and “L” level. Then, the voltage VH is measured at timings S1, S3,... (Odd number; first phase), and the voltage VL is measured at timings S2, S4,. Is measuring.
[0033]
FIG. 5B shows a voltage waveform generated at the measurement point A when it is normal, that is, when a ground fault has not occurred. As shown in the drawing, the voltage waveform at the measurement point A is measured at the voltage VH measured at the timing S1 and at the timing S2, although it is slightly rounded at the leading and trailing edges of the rectangular wave pulse. The difference VP-P (= VH−VL) with respect to the voltage VL is a large value. Therefore, NO is determined in step S100 described above (FIG. 2), and no ground fault is detected.
[0034]
FIG. 3C shows a voltage waveform generated at the measurement point A when a ground fault occurs. When a ground fault occurs, the insulation resistance of the DC power source 1 decreases. Therefore, the voltage value VH measured at the timings S1, S3,... (Odd number) is a low value. Accordingly, the differential voltage VP-P (= VH-VL) becomes a low value, and when the voltage VP-P is equal to or lower than the first threshold value V1 and larger than the second threshold value V2, an alarm is issued. When it is output and is smaller than the second threshold value V2, a display for prompting the vehicle to stop is displayed.
[0035]
Further, FIG. 3D shows a voltage waveform generated at the measurement point A when the capacity of the vehicle is increased. In this case as well, when the ground fault occurs, the DC power source 1 Since the insulation resistance decreases, the voltage VH becomes a low value. Accordingly, an alarm or a display prompting the stop is displayed.
[0036]
And the driver | operator of a vehicle can take an appropriate response by seeing this display.
[0037]
That is, in the conventional example, the effective value of the voltage generated at the measurement point A is obtained, and the ground fault is detected based on the effective value. Therefore, as shown in FIG. The effective voltage value for detecting the ground fault is affected by the vehicle capacity (2πfC), but in this embodiment, as shown in FIG. Since there is an area, high-accuracy ground fault detection can be performed in this area.
[0038]
Thus, in the ground fault detection apparatus 10 according to the present embodiment, the rectangular wave pulse signal is applied to one end side (measurement point A) of the coupling capacitor C1, and measurement is performed when the rectangular wave pulse signal is at the H level. The voltage VH and the measurement voltage VL at the L level are obtained, and the occurrence of the ground fault or the increase in the vehicle capacity is detected based on the difference VP-P. Therefore, reliable ground fault detection or increase in vehicle capacity can be detected.
[0039]
In addition, as shown in FIG. 3D, it is understood that when the vehicle capacity increases, the pulse waveform changes greatly near the leading edge and does not change much near the trailing edge. Therefore, if the sampling timings S1, S2,... Are set near the trailing edge of the pulse waveform, the influence of the vehicle capacity can be reduced. However, on the contrary, this makes it difficult to detect changes in vehicle capacity. Therefore, in order to remove the influence of the vehicle capacity and to detect the change in the vehicle capacity with high accuracy, the value of the differential voltage VP-P becomes small when exceeding 90% of the designed maximum vehicle capacity. By setting the frequency of the rectangular wave pulse signal output from the output unit 11, it is possible to detect the ground fault with higher accuracy.
[0040]
Further, correspondence data between the voltage amplitude and the insulation resistance is stored in advance in the ROM 15 shown in FIG. 1, and the insulation resistance is obtained by applying the voltage value measured at the measurement point A to the correspondence data. Based on this, it is also possible to configure to detect a ground fault.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a ground fault detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure of the ground fault detection apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a timing chart showing a voltage signal generated at a measurement point A in the ground fault detection device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between insulation admittance and a measured voltage value.
[Explanation of symbols]
1 DC power supply 2 Inverter 3 Motor 4 Ground fault detection circuit 5 Indicator (notification means)
6 Control Circuit 7 Voltage Measurement Circuit 10 Ground Fault Detection Device 11 Output Unit (Oscillation Circuit)
12 A / D converter 13 CPU
14 RAM
15 ROM
16 Timer 17 Counter C1 Coupling capacitor

Claims (6)

カップリングコンデンサの一端側に直流電源のプラス端子を接続し、前記カップリングコンデンサの他端側となる測定点に、矩形波パルス信号を印加し、前記測定点に発生する電圧信号を検出して、前記直流電源の地絡を検出する車両用地絡検出装置において、
前記矩形波パルス信号が第1の位相となる時点で、前記測定点にて測定される第1の電圧値と、前記矩形波パルス信号が前記第1の位相とは異なる第2の位相となる時点で、前記測定点にて測定される第2の電圧値と、の差分を求め、該差分電圧に基づいて、前記直流電源の地絡を検出することを特徴とする車両用地絡検出装置。
Connect the positive terminal of the DC power source to one end of the coupling capacitor, the measuring point as a second end of the coupling capacitor, by applying a rectangular pulse signal, detect to that voltage signals generated in the measuring point In the vehicle ground fault detection device for detecting the ground fault of the DC power supply,
When the rectangular wave pulse signal becomes the first phase, the first voltage value measured at the measurement point and the rectangular wave pulse signal become the second phase different from the first phase. A vehicle ground fault detection device characterized in that, at the time, a difference from the second voltage value measured at the measurement point is obtained, and a ground fault of the DC power supply is detected based on the difference voltage.
カップリングコンデンサの一端側に直流電源のプラス端子を接続し、前記カップリングコンデンサの他端側となる測定点に、矩形波パルス信号を印加し、前記測定点に発生する電圧信号を検出して、前記直流電源の地絡を検出する車両用地絡検出装置において、
前記測定点に矩形波パルス信号を出力する発振回路と、
前記矩形波パルス信号が第1の位相となる時点で、前記測定点にて測定される第1の電圧値と、前記矩形波パルス信号が前記第1の位相とは異なる第2の位相となる時点で、前記測定点にて測定される第2の電圧値と、を測定し、且つ、第1の電圧値と第2の電圧値との差分を求める電圧測定手段と、
前記電圧測定手段により測定された差分電圧に基づいて、前記直流電源の地絡を検出する検出手段と、
前記検出手段にて地絡が検出された際に、これを報知する報知手段と、
を具備したことを特徴とする車両用地絡検出装置。
Connect the positive terminal of the DC power source to one end of the coupling capacitor, the measuring point as a second end of the coupling capacitor, by applying a rectangular pulse signal, detect to that voltage signals generated in the measuring point In the vehicle ground fault detection device for detecting the ground fault of the DC power supply,
An oscillation circuit that outputs a rectangular pulse signal to the measurement point;
When the rectangular wave pulse signal becomes the first phase, the first voltage value measured at the measurement point and the rectangular wave pulse signal become the second phase different from the first phase. A voltage measuring means for measuring a second voltage value measured at the measurement point and obtaining a difference between the first voltage value and the second voltage value;
Detecting means for detecting a ground fault of the DC power supply based on the differential voltage measured by the voltage measuring means;
When a ground fault is detected by the detection means, a notification means for notifying this,
A ground fault detection device for a vehicle, comprising:
前記矩形波パルスは、デューティー比50%であり、前記第1の位相は、該矩形波パルスがHレベルの時点であり、前記第2の位相は、矩形波パルスがLレベルの時点あることを特徴とする請求項1または請求項2のいずれかに記載の車両用地絡検出装置。  The rectangular wave pulse has a duty ratio of 50%, the first phase is when the rectangular wave pulse is at H level, and the second phase is when the rectangular wave pulse is at L level. The vehicular ground fault detection device according to claim 1, wherein the ground fault detection device is used. 前記第1の位相は、該矩形波パルスがHレベルからLレベルとなる時点の直前の位相であり、前記第2の位相は、矩形波パルスがLレベルからHレベルとなる時点の直前の位相であることを特徴とする請求項3に記載の車両用地絡検出装置。  The first phase is a phase immediately before the time when the rectangular wave pulse changes from the H level to the L level, and the second phase is a phase immediately before the time when the rectangular wave pulse changes from the L level to the H level. The ground fault detection device for a vehicle according to claim 3, wherein 前記第1の位相及び第2の位相は、前記測定点に発生する電圧信号が、車両容量の変化の影響を受けない時点の位相であることを特徴とする請求項4に記載の車両用地絡検出装置。  5. The vehicle ground fault according to claim 4, wherein the first phase and the second phase are phases when a voltage signal generated at the measurement point is not affected by a change in vehicle capacity. Detection device. 前記矩形波パルスは、車両が有する容量が、容量最大値の90%を越えたときに、前記第1の電圧と第2の電圧との差分電圧が小さくなるように前記矩形波パルス信号の周波数、及び前記第1の位相、第2の位相を設定することを特徴とする請求項1または請求項2のいずれかに記載の車両用地絡検出装置。  The rectangular wave pulse has a frequency of the rectangular wave pulse signal so that a difference voltage between the first voltage and the second voltage becomes small when the capacity of the vehicle exceeds 90% of the maximum capacity value. And the first phase and the second phase are set, and the ground fault detection device for a vehicle according to any one of claims 1 and 2.
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