JP4564338B2 - 漏電検出装置 - Google Patents
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すなわち、接地電位部から絶縁された直流電源と充電用のコンデンサとの間に設けられる前記漏電検出用スイッチ手段として、直流電源の正極と前記充電用のコンデンサの他端側とを接続分離自在な正極側漏電検出用スイッチと、直流電源の負極と前記充電用のコンデンサの他端側とを接続分離自在な負極側漏電検出用スイッチとを夫々設ける構成として、直流電源の正極側において漏電が発生しているか否かを判別するときには、前記正極側漏電検出用スイッチを検出用設定時間が経過する間接続状態にする検出用接続処理を実行し、その検出用接続処理の後に、前記電圧検出処理及び前記漏電判別処理夫々を実行するようになっており、一方、直流電源の負極側において漏電が発生しているか否かを判別するときには、前記負極側漏電検出用スイッチを検出用設定時間が経過する間接続状態にする検出用接続処理を実行し、その検出用接続処理の後に、前記電圧検出処理及び前記漏電判別処理夫々を実行するようにしたものがあった(例えば、特許文献1参照。)。
しかも、前記漏電検出用スイッチ手段は前記直流電源における正極と負極との間の中間電位部に対して直に接続するものであるから、直流電源と漏電検出用スイッチ手段との間に、例えば、分圧用の抵抗等の余計な部材が無いのでその分だけ部品点数を少なくして簡単な構成で済ませることが可能となる。
又、第1特徴構成によれば、前記検出用接続処理及び前記電圧検出処理の夫々を検出用設定時間を異ならせて複数回実行することになる。例えば漏電が発生している状態でコンデンサに充電が行われる場合において、検出用接続処理が行われてコンデンサに直流電源が印加されると、コンデンサの端子間電圧は指数関数的に増加していくことになる。しかも、その増加傾向は回路の時定数の大きさによって異なるが、この回路の時定数は、漏電が発生している箇所における絶縁抵抗の大きさとコンデンサの容量とによって定まるものである。
そこで、前記検出用接続処理及び前記電圧検出処理の夫々を、前記検出用設定時間を異ならせて複数回実行することにより、検出用設定時間を異ならせてコンデンサの端子間電圧を夫々検出することで、このようなコンデンサの端子間電圧の増加傾向から絶縁抵抗の大きさを推定することが可能となるのである。その結果、どの程度の漏電状態であるかを推定することが可能となる。
従って、制御手段は、前記漏電判別処理において、複数回行われた前記電圧検出処理にて検出された複数の電圧検出値の検出情報に基づいて直流電源が漏電しているか否かを判別することが可能となるのであり、複数回の電圧検出処理が行われる毎に漏電判別処理を実行する構成に比べて、電圧検出処理が行われる回数よりも少ない回数の漏電判別処理により漏電が発生しているか否かを判別することができるので、漏電が発生しているか否かを判別する処理を短時間で行うことが可能である。
又、第2特徴構成によれば、前記検出用接続処理及び前記電圧検出処理の夫々を検出用設定時間を異ならせて複数回実行することになる。例えば漏電が発生している状態でコンデンサに充電が行われる場合において、検出用接続処理が行われてコンデンサに直流電源が印加されると、コンデンサの端子間電圧は指数関数的に増加していくことになる。しかも、その増加傾向は回路の時定数の大きさによって異なるが、この回路の時定数は、漏電が発生している箇所における絶縁抵抗の大きさとコンデンサの容量とによって定まるものである。
そこで、前記検出用接続処理及び前記電圧検出処理の夫々を、前記検出用設定時間を異ならせて複数回実行することにより、検出用設定時間を異ならせてコンデンサの端子間電圧を夫々検出することで、このようなコンデンサの端子間電圧の増加傾向から絶縁抵抗の大きさを推定することが可能となるのである。その結果、どの程度の漏電状態であるかを推定することが可能となる。
従って、制御手段は、前記漏電判別処理において、複数回行われた前記電圧検出処理にて検出された複数の電圧検出値の検出情報に基づいて直流電源が漏電しているか否かを判別することが可能となるのであり、複数回の電圧検出処理が行われる毎に漏電判別処理を実行する構成に比べて、電圧検出処理が行われる回数よりも少ない回数の漏電判別処理により漏電が発生しているか否かを判別することができるので、漏電が発生しているか否かを判別する処理を短時間で行うことが可能である。
以下、漏電検出装置の参考実施形態について図面に基づいて説明する。
図1に漏電検出装置を示している。この漏電検出装置は、エンジン及び電動モータを動力源として備えて走行装置を駆動するように構成されたハイブリッド車両において、前記電動モータに駆動用電力を供給するために設けられる直流電源の接地電位部への漏電を検出するために設けられるものである。
前記制御装置5は、例えば、ハイブリッド車両の全体の運転状態を管理する管理手段(図示せず)から処理の開始が指令されると、この漏電状態判別制御を実行する構成となっている。この漏電状態判別制御としては図3に示すような処理を実行するように構成されている。すなわち、処理を開始すると、前回の判別動作にて漏電していることが判別されていなければ、先ず充電用のコンデンサ3が放電されているか否か、言い換えると、コンデンサ3の端子間電圧VC0が0Vであるか否かを確認する(ステップ1、2)。コンデンサ3の端子間電圧VC0が0Vでなければ放電用スイッチ手段SW2を接続状態に切り換えてコンデンサ3の電荷を放電用抵抗4にて放電する(ステップ3)。ステップ1にて、前回の判別動作にて漏電していることが判別されていれば、漏電が発生している状態でコンデンサ3に充電させることは適切でないので、ステップ2以降の処理は実行しないようにしている。
次に、本発明に係る漏電検出装置の第1実施形態について図面に基づいて説明する。
図6に第1実施形態の漏電検出装置の回路構成を示している。この漏電検出装置は、接地電位部1から絶縁された直流電源2と一端側が接地電位部1に接続された充電用のコンデンサ3の他端側とを接続分離自在な漏電検出用スイッチ手段SW1と、前記コンデンサ3の他端側と一端側が接地電位部1に接続された放電用抵抗4の他端側とを接続分離自在な放電用スイッチ手段SW2と、制御手段を構成するマイクロコンピュータ利用の制御装置5等を備えて構成され、前記漏電検出用スイッチ手段SW1が、前記直流電源2における正極と負極との間を複数の抵抗によって分圧した中間電位部と前記コンデンサ3の他端側とを接続する状態で設けられている。
すなわち、図10に示すように、前回の処理において漏電していることが判別されていなければ、コンデンサ3の端子間電圧VC0が0Vであるか否かを確認する(ステップ21、22)。コンデンサ3の端子間電圧VC0が0Vでなければ放電用スイッチ手段SW2を接続状態に切り換えてコンデンサ3の電荷を放電用抵抗4にて放電する(ステップ23)。ステップ21にて、前回の判別動作にて漏電していることが判別されていれば、漏電が発生している状態でコンデンサ3に充電させることは適切でないので、ステップ22以降の処理は実行しないようにしている。
このとき、コンデンサ3は接地電位部1側の端子が負電圧となり反対側端子が正電圧となる状態で充電される。従って、放電用スイッチ手段SW2を接続状態に切り換えると、図8(ロ)に示すように電流が流れて電荷が放電されるので、コンデンサ3の電圧の極性が正方向になる。
次に、本発明に係る漏電検出装置の第2実施形態について図面に基づいて説明する。
図12に第2実施形態に係る漏電検出装置を示している。この実施形態における回路構成は、電圧印加用の直流電源14と前記コンデンサ3の他端側との間を接続分離自在な電圧印加用スイッチ手段SW3及び電流制限用抵抗15が設けられている点、前記電圧印加用スイッチ手段SW3及び前記漏電検出用スイッチ手段SW1が接続状態と分離状態との間での切り換わりに要する所要時間が同じ又はほぼ同じになるように特性が設定されている点が第1実施形態と異なっており、それ以外の構成は第1実施形態と同様の回路構成となっている。
ここでは第1実施形態と同じ部材については同じ符号を付して図面に記載するが、同じ構成については説明は省略し、第1実施形態と異なる構成についてのみ説明する。
この作動時間計測制御は、ハイブリッド車両の全体の運転状態を管理する管理手段から処理の開始が指令されると処理を実行することになるが、この制御は、ハイブリッド車両におけるキースイッチが操作されて管理手段を含む制御用のシステム全体が起動する毎に実行する構成となっている。
すなわち、図16に示すように、前回の処理において漏電していることが判別されていなければ、コンデンサ3の端子間電圧VC0が0Vであるか否かを確認する(ステップ51、52)。コンデンサ3の端子間電圧VC0が0Vでなければ放電用スイッチ手段SW2を接続状態に切り換えてコンデンサ3の電荷を放電用抵抗4にて放電する(ステップ53)。ステップ1にて、前回の判別動作にて漏電していることが判別されていれば、漏電が発生している状態でコンデンサ3に充電させることは適切でないので、ステップ52以降の処理は実行しないようにしている。
次に、本発明に係る漏電検出装置の第3実施形態について図面に基づいて説明する。
図17に第3実施形態に係る漏電検出装置を示している。この実施形態における回路構成は、前記漏電検出用スイッチ手段SW1が、前記直流電源2における正極と負極との間の中間電位部と前記コンデンサ3の他端側とを接続する状態で設けられている点が第2実施形態と異なっているが、それ以外の回路構成、並びに、制御装置5による制御処理の内容も第2実施形態のときと同じ構成となっている。
すなわち、この実施形態では、図17に示す回路構成において、前記制御装置5が、第2実施形態において説明した前記漏電状態判別制御、前記中間電位漏電判別制御及び前記作動時間計測制御と同じ制御を実行する構成となっている。その処理内容は第2実施形態において説明したものと同じであるから、ここでは詳細な説明は省略する。
次に、本発明に係る漏電検出装置の第4実施形態について図面に基づいて説明する。
上記参考実施形態における図1に記載したような回路構成において、上記第1実施形態において記載した漏電状態判別制御と同様な制御を実行する構成である。
すなわち、前記漏電検出用スイッチ手段SW1が、前記直流電源2における正極と負極との間の中間電位部と前記コンデンサ3の他端側とを接続する状態で設けられる回路構成において、前記検出用接続処理及び前記電圧検出処理の夫々を、前記検出用設定時間を異ならせて複数回実行し、複数回行われた前記電圧検出処理にて検出された複数の電圧検出値の検出情報に基づいて前記直流電源が漏電しているか否かを判別する構成である。
以下、別実施形態を列記する。
(1)上記各実施形態では、漏電検出装置を1つだけ備える構成を示したが、1つの直流電源2に対して上記したような漏電検出装置を複数備える構成としてもよい。但し、このように複数の漏電検出装置を備える場合には、いずれか1つの漏電検出装置において前記漏電検出用スイッチ手段SW1を接続状態にするときには、他の漏電検出装置では前記漏電検出用スイッチ手段SW1を接続状態にする処理を禁止する構成とする。
2 直流電源
3 コンデンサ
4 放電用抵抗
5 制御手段
14 電圧印加用の直流電源
SW1 漏電検出用スイッチ手段
SW2 放電用スイッチ手段
SW3 電圧印加用スイッチ手段
Claims (4)
- 接地電位部から絶縁された直流電源と一端側が接地電位部に接続された充電用のコンデンサの他端側とを接続分離自在な漏電検出用スイッチ手段と、
前記コンデンサの他端側と一端側が接地電位部に接続された放電用抵抗の他端側とを接続分離自在な放電用スイッチ手段と、
前記放電用スイッチ手段を分離させて前記漏電検出用スイッチ手段を検出用設定時間が経過する間接続状態にする検出用接続処理、その検出用接続処理の後に前記放電用スイッチ手段を接続状態に切り換えて前記コンデンサの端子間電圧を検出する電圧検出処理、その電圧検出処理の検出結果に基づいて前記直流電源が漏電しているか否かを判別する漏電判別処理夫々を実行する制御手段とを備えた漏電検出装置であって、
前記漏電検出用スイッチ手段が、前記直流電源における正極と負極との間の中間電位部と前記コンデンサの他端側とを接続する状態で設けられ、
前記制御手段が、
前記漏電検出用スイッチ手段を接続状態にしてから前記コンデンサが飽和するまでの間の過渡的な状態における時間であって互いに異なる複数の時間に、前記検出用設定時間を異ならせて、前記検出用接続処理及び前記電圧検出処理の夫々を複数回実行するように構成され、且つ、
前記漏電判別処理として、複数回行われた前記電圧検出処理にて検出された複数の電圧検出値の検出情報に基づいて前記直流電源が漏電しているか否かを判別するように構成されている漏電検出装置。 - 接地電位部から絶縁された直流電源と一端側が接地電位部に接続された充電用のコンデンサの他端側とを接続分離自在な漏電検出用スイッチ手段と、
前記コンデンサの他端側と一端側が接地電位部に接続された放電用抵抗の他端側とを接続分離自在な放電用スイッチ手段と、
前記放電用スイッチ手段を分離させて前記漏電検出用スイッチ手段を検出用設定時間が経過する間接続状態にする検出用接続処理、その検出用接続処理の後に前記放電用スイッチ手段を接続状態に切り換えて前記コンデンサの端子間電圧を検出する電圧検出処理、その電圧検出処理の検出結果に基づいて前記直流電源が漏電しているか否かを判別する漏電判別処理夫々を実行する制御手段とを備えた漏電検出装置であって、
前記漏電検出用スイッチ手段が、前記直流電源における正極と負極との間を複数の抵抗によって分圧した中間電位部と前記コンデンサの他端側とを接続する状態で設けられ、
前記制御手段が、
前記漏電検出用スイッチ手段を接続状態にしてから前記コンデンサが飽和するまでの間の過渡的な状態における時間であって互いに異なる複数の時間に、前記検出用設定時間を異ならせて、前記検出用接続処理及び前記電圧検出処理の夫々を複数回実行するように構成され、且つ、
前記漏電判別処理として、複数回行われた前記電圧検出処理にて検出された複数の電圧検出値の検出情報に基づいて前記直流電源が漏電しているか否かを判別するように構成されている漏電検出装置。 - 電圧印加用の直流電源と前記コンデンサの他端側との間を接続分離自在な電圧印加用スイッチ手段が設けられ、
前記制御手段が、
前記電圧印加用スイッチ手段を充電用設定時間が経過する間接続状態にして前記電圧印加用の直流電源にて前記コンデンサを充電させる充電処理を実行し、その充電処理を実行した後に、前記検出用接続処理、前記電圧検出処理、及び、前記漏電判別処理を実行するように構成されている請求項1又は2記載の漏電検出装置。 - 前記電圧印加用スイッチ手段及び前記漏電検出用スイッチ手段が、接続状態と分離状態との間での切り換わりに要する所要時間が同じ又はほぼ同じに構成され、
前記制御手段が、
前記電圧印加用スイッチ手段を前記検出用設定時間と同じ電圧印加用設定時間が経過する間接続状態にする電圧印加処理、その電圧印加処理を終了したときの前記コンデンサの端子間電圧の検出情報に基づいて前記電圧印加用スイッチ手段が接続状態に切り換わっている実作動時間を求める作動時間測定処理、及び、前記実作動時間に基づいて前記検出用接続処理における前記検出用設定時間又は前記漏電判別処理における判別条件を補正する補正処理を実行するように構成されている請求項3記載の漏電検出装置。
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