JP6740869B2 - 地絡検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、地絡検出装置に関し、詳しくは、モータとインバータと蓄電装置と昇圧コンバータとを備える駆動装置におけるインバータよりもモータ側の交流エリアの地絡を検出する地絡検出装置に関する。

従来、モータと、モータを駆動するインバータと、インバータに電力ラインを介して接続されたバッテリと、電力ラインの負極側ラインに接続された漏電検出信号検出器と、を備える駆動装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。ここで、漏電検出信号検出器は、接地された発振電源と、発振電源に接続された検出抵抗と、検出抵抗と簡易モデルとに接続されたカップリングコンデンサと、検出抵抗とカップリングコンデンサとの接続部の電圧を検出する電圧センサと、を備える。簡易モデルは、モータやインバータ，バッテリを含む回路のモデルであり、カップリングコンデンサと接地とに互いに並列に接続された絶縁抵抗およびコモンモードコンデンサを備える。電圧センサは、簡易モデルのインピーダンスが大きいとき（漏電なしのとき）には、発振電源とほぼ同じ振幅の電圧波形を出力し、簡易モデルのインピーダンスが小さいとき（漏電ありのとき）には、発振電源よりも小さい振幅の電圧波形を出力する。したがって、電圧センサからの出力（電圧波形）の振幅を用いて正常（漏電なし）か異常（漏電あり）かの漏電判定を行なう。そして、この漏電判定を用いて、インバータのゲート許可でもゲート遮断でも漏電判定が異常のときには、インバータよりもバッテリ側の直流エリアで漏電が生じていると切り分け、インバータのゲート遮断で漏電判定が正常でゲート許可としたときに漏電判定が異常に変化したときには、インバータよりもモータ側の交流エリアで漏電が生じていると切り分ける。

特開２０１１−１７２３７３号公報

上述の手法では、検出抵抗とカップリングコンデンサとの接続部の電圧を電圧センサにより検出して用いるために、電圧波形の振幅の信頼性の確保に要する時間が比較的長くなり、交流エリアで漏電が生じていると切り分けるのに要する時間が比較的長くなる、という課題があった。このため、上述の手法とは異なる手法（発振電源やカップリングコンデンサを用いない手法）により、交流エリアの漏電（地絡）を検出できるようにすることが要求されている。

本発明の地絡検出装置は、モータとインバータと昇圧コンバータとバッテリとを備える駆動装置におけるインバータよりもモータ側の交流エリアの地絡を検出する手法を提案することを主目的とする。

本発明の地絡検出装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の地絡検出装置は、
モータと、複数のスイッチング素子のスイッチングにより前記モータを駆動するインバータと、蓄電装置と、前記蓄電装置が接続された低電圧側電力ラインの電力を昇圧して前記インバータが接続された高電圧側電力ラインに供給可能な昇圧コンバータと、を備える駆動装置における前記インバータよりも前記モータ側の交流エリアの地絡を検出する地絡検出装置であって、
前記低電圧側電力ラインの負極側ラインとグランドとの間の電圧を検出電圧として検出する電圧検出部と、
前記検出電圧から所定周波数よりも大きい周波数の成分を除去してフィルタ後電圧とするフィルタ部と、
前記フィルタ後電圧が比較電圧よりも大きいときにカウント値をカウントアップするカウント部と、
前記カウント値が第１閾値よりも大きくなったときには、前記高電圧側電力ラインの電圧が前記比較電圧以下となるように前記昇圧コンバータを制御する第１制御を実行する第１制御部と、
前記第１制御を所定時間に亘って実行したときの前記カウント値のカウントアップ量が所定値以下のときには、前記高電圧側電力ラインの電圧が前記比較電圧よりも高くなるように前記昇圧コンバータを制御する第２制御を実行する第２制御部と、
前記第２制御の実行中に前記カウント値が前記第１閾値よりも大きい第２閾値よりも大きくなったときには、前記地絡が生じていると判定する地絡判定部と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の地絡検出装置では、低電圧側電力ラインの負極側ラインとグランドとの間の電圧を検出電圧として検出し、検出電圧から所定周波数よりも大きい周波数の成分を除去してフィルタ後電圧とし、フィルタ後電圧が比較電圧よりも大きいときにカウント値をカウントアップする。そして、カウント値が第１閾値よりも大きくなったときには、高電圧側電力ラインの電圧が比較電圧以下となるように昇圧コンバータを制御する第１制御を実行し、第１制御を所定時間に亘って実行したときのカウント値のカウントアップ量が所定値以下のときには、高電圧側電力ラインの電圧が比較電圧よりも高くなるように昇圧コンバータを制御する第２制御を実行し、第２制御の実行中にカウント値が第１閾値よりも大きい第２閾値よりも大きくなったときには、インバータよりもモータ側の交流エリアの地絡が生じていると判定する。交流エリアの地絡が生じると、インバータの複数のスイッチング素子のスイッチングにより、負極側ラインとグランドとの間の電圧は、値０と高電圧側電力ラインの電圧との間で変動するようになる。したがって、交流エリアに地絡が生じていてカウント値が第１閾値よりも大きくなったときに第１制御を実行すると、カウント値のカウントアップが制限されるようになり、その後に第２制御を実行すると、カウント値がカウントアップされるようになる。このため、こうした手法により、発振電源やカップリングコンデンサを用いずに、交流エリアの地絡を検出することができる。

本発明の一実施例としての地絡検出装置を搭載する電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 電子制御ユニット７０により実行されるカウントルーチンである。 電子制御ユニット７０により実行される地絡検出ルーチンの一例を示すフローチャートである。 フィルタ後電圧ＶＬＧｆおよびカウント値Ｃの様子の一例を示す説明図である。 地絡検出装置の動作の一例を示す説明図である。 変形例の電気自動車２０Ｂの構成の概略を示す構成図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としての駆動装置および地絡検出装置を搭載する電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の電気自動車２０は、図示するように、モータ３２と、インバータ３４と、バッテリ３６と、昇圧コンバータ４０と、地絡検出回路５０と、電子制御ユニット７０と、を備える。実施例では、駆動装置としては、モータ３２とインバータ３４とバッテリ３６と昇圧コンバータ４０と電子制御ユニット７０とが相当し、地絡検出装置としては、地絡検出回路５０と電子制御ユニット７０とが相当する。

モータ３２は、同期発電電動機として構成されており、永久磁石が埋め込まれた回転子と、三相コイルが巻回された固定子と、を備える。このモータ３２の回転子は、駆動輪２２ａ，２２ｂにデファレンシャルギヤ２４を介して連結された駆動軸２６に接続されている。

インバータ３４は、モータ３２に接続されると共に高電圧側電力ライン４２に接続されている。このインバータ３４は、６つのトランジスタＴ１１〜Ｔ１６と、６つのダイオードＤ１１〜Ｄ１６と、を有する。トランジスタＴ１１〜Ｔ１６は、それぞれ、高電圧側電力ライン４２の正極母線と負極母線とに対して、ソース側とシンク側になるように、２個ずつペアで配置されている。６つのダイオードＤ１１〜Ｄ１６は、それぞれ、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６に逆方向に並列接続されている。トランジスタＴ１１〜Ｔ１６の対となるトランジスタ同士の接続点の各々には、モータ３２の三相コイル（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の各々が接続されている。したがって、インバータ３４に電圧が作用しているときに、電子制御ユニット７０によって、対となるトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のオン時間の割合が調節されることにより、三相コイルに回転磁界が形成され、モータ３２が回転駆動される。高電圧側電力ライン４２の正極母線と負極母線とには、平滑用のコンデンサ４６が取り付けられている。

バッテリ３６は、例えば定格電圧が３００Ｖ程度のリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、低電圧側電力ライン４４に接続されている。低電圧側電力ライン４４の正極母線と負極母線とには、平滑用のコンデンサ４８が取り付けられている。

昇圧コンバータ４０は、高電圧側電力ライン４２と低電圧側電力ライン４４とに接続されている。この昇圧コンバータ４０は、２つのトランジスタＴ３１，Ｔ３２と、２つのダイオードＤ３１，Ｄ３２と、リアクトルＬと、を有する。トランジスタＴ３１は、高電圧側電力ライン４２の正極母線に接続されている。トランジスタＴ３２は、トランジスタＴ３１と、高電圧側電力ライン４２および低電圧側電力ライン４４の負極母線と、に接続されている。２つのダイオードＤ３１，Ｄ３２は、それぞれ、トランジスタＴ３１，Ｔ３２に逆方向に並列接続されている。リアクトルＬは、トランジスタＴ３１，Ｔ３２同士の接続点と、低電圧側電力ライン４４の正極母線と、に接続されている。昇圧コンバータ４０は、電子制御ユニット７０によって、トランジスタＴ３１，Ｔ３２のオン時間の割合が調節されることにより、低電圧側電力ライン４４の電力を電圧の昇圧を伴って高電圧側電力ライン４２に供給したり、高電圧側電力ライン４２の電力を電圧の降圧を伴って低電圧側電力ライン４４に供給したりする。

地絡検出回路５０は、電圧センサ５１と、ローパスフィルタ５２と、を備える。電圧センサ５１は、低電圧側電力ライン４４の負極側ラインとグランド（接地）との間の電圧を検出電圧ＶＬＧとして検出する。ローパスフィルタ５２は、検出電圧ＶＬＧから所定周波数よりも大きい周波数の成分を除去してフィルタ後電圧ＶＬＧｆとする。

電子制御ユニット７０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，不揮発性のフラッシュメモリ，入出力ポートを備える。電子制御ユニット７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。電子制御ユニット７０に入力される信号としては、例えば、モータ３２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ（例えばレゾルバ）３２ａからの回転位置θｍや、モータ３２の各相に流れる電流を検出する電流センサ３２ｕ，３２ｖからの相電流Ｉｕ，Ｉｖを挙げることができる。また、バッテリ３６の端子間に取り付けられた電圧センサからの電圧Ｖｂや、バッテリ３６の出力端子に取り付けられた電流センサからの電流Ｉｂも挙げることができる。さらに、コンデンサ４６の端子間に取り付けられた電圧センサ４６ａからのコンデンサ４６（高電圧側電力ライン４２）の電圧ＶＨや、コンデンサ４８の端子間に取り付けられた電圧センサ４８ａからのコンデンサ４８（低電圧側電力ライン４４）の電圧ＶＬも挙げることができる。加えて、ローパスフィルタ５２からのフィルタ後電圧ＶＬＧｆも挙げることができる。イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号や、シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰを挙げることができる。また、アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや、ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖも挙げることができる。電子制御ユニット７０からは、各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。電子制御ユニット７０から出力される信号としては、例えば、インバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６へのスイッチング制御信号や、昇圧コンバータ４０のトランジスタＴ３１，Ｔ３２へのスイッチング制御信号を挙げることができる。電子制御ユニット７０は、回転位置検出センサ３２ａからのモータ３２の回転子の回転位置θｍに基づいてモータ３２の電気角θｅや回転数Ｎｍを演算している。また、電子制御ユニット７０は、電流センサからのバッテリ３６の電流Ｉｂの積算値に基づいてバッテリ３６の蓄電割合ＳＯＣを演算している。ここで、蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ３６の全容量に対するバッテリ３６から放電可能な電力の容量の割合である。

こうして構成された実施例の電気自動車２０では、電子制御ユニット７０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸２６に要求される要求トルクＴｄ＊を設定し、設定した要求トルクＴｄ＊をモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊に設定し、モータ３２がトルク指令Ｔｍ＊で駆動されるようにインバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のスイッチング制御を行なう。また、モータ３２を目標動作点（トルク指令Ｔｍ＊および回転数Ｎｍ）で駆動できるように高電圧側電力ライン４２の目標電圧ＶＨ＊を設定し、高電圧側電力ライン４２の電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊となるように昇圧コンバータ４０のトランジスタＴ３１，Ｔ３２のスイッチング制御を行なう。以下、この昇圧コンバータ４０の制御を「通常制御」という。

次に、こうして構成された電気自動車２０が備える地絡検出装置の動作、具体的には、駆動装置におけるインバータ３４よりもモータ３２側の交流エリアの地絡を検出する動作について説明する。図２は、電子制御ユニット７０により実行されるカウントルーチンであり、図３は、電子制御ユニット７０により実行される地絡検出ルーチンの一例を示すフローチャートである。図２のルーチンは、繰り返し実行され、図３のルーチンは、交流エリアの地絡が本判定されていないときに繰り返し実行される。以下、順に説明する。

図２のカウントルーチンについて説明する。このルーチンが実行されると、電子制御ユニット７０は、まず、地絡検出回路５０のローパスフィルタ５２からフィルタ後電圧ＶＬＧｆを入力し（ステップＳ１００）、入力したフィルタ後電圧ＶＬＧｆと比較電圧Ｖｒｅｆとを比較する（ステップＳ１１０）。そして、フィルタ後電圧ＶＬＧｆが比較電圧Ｖｒｅｆ以下のときには、カウント値Ｃをカウントアップせずに即ち保持して（ステップＳ１２０）、本ルーチンを終了し、フィルタ後電圧ＶＬＧｆが比較電圧Ｖｒｅｆよりも大きいときには、カウント値Ｃを値１だけカウントアップして（ステップＳ１３０）、本ルーチンを終了する。

ここで、比較電圧Ｖｒｅｆは、交流エリアの地絡が生じている可能性があるか否かを判定するのに用いられる閾値であり、例えば、昇圧コンバータ４０の制御が上述の通常制御である場合に高電圧側電力ライン４２の電圧ＶＨを許容上限電圧ＶＨｌｉｍ（例えば５８０Ｖや６００Ｖ，６２０Ｖなど）以下の範囲内で調節するものにおいて、４８０Ｖや５００Ｖ，５２０Ｖなどの値を用いることができる。交流エリアの地絡が生じていないときには、フィルタ後電圧ＶＬＧｆは、定格電圧（例えば３００Ｖ程度）の１／２付近で変動する。一方、交流エリアの地絡が生じているときには、フィルタ後電圧ＶＬＧｆは、値０と高電圧側電力ライン４２の電圧ＶＨとの間で変動する。これは、以下の理由による。いま、交流エリアの三相のうち一相の地絡が生じたときを考える。このとき、トランジスタＴ１１〜Ｔ１３のうち地絡が生じた相に対応するトランジスタがオンしたときには、グランドが高電圧側電力ライン４２の正極側ラインと等電位になるから、フィルタ後電圧ＶＬＧｆは高電圧側電力ライン４２の電圧ＶＨに等しくなる。一方、トランジスタＴ１４〜Ｔ１６のうち地絡が生じた相に対応するトランジスタがオンしたときには、グランドが高電圧側電力ライン４２および低電圧側電力ライン４４の負極側ラインと等電位になるから、フィルタ後電圧ＶＬＧｆは値０となる。こうした理由により、交流エリアの地絡が生じているときには、フィルタ後電圧ＶＬＧｆが値０と高電圧側電力ライン４２の電圧ＶＨとの間で変動すると考えらられる。

カウント値Ｃは、イグニッションスイッチ８０がオンされたときに初期値としての値０が設定され、その後は、図３の地絡検出ルーチンからのリセット指示により値０にリセットされる。このカウント値Ｃは、フィルタ後電圧ＶＬＧｆが比較電圧Ｖｒｅｆよりも大きい積算時間を意味する。フィルタ後電圧ＶＬＧｆおよびカウント値Ｃの様子の一例を図４に示す。

次に、図３の地絡検出ルーチンについて説明する。このルーチンが実行されると、図２のカウントルーチンにより設定されるカウント値Ｃを入力し（ステップＳ２００）、入力したカウント値Ｃを閾値Ｃｒｅｆ１と比較する（ステップＳ２１０）。そして、カウント値Ｃが閾値Ｃｒｅｆ１以下のときには、本ルーチンを終了する。一方、カウント値Ｃが閾値Ｃｒｅｆ１よりも大きいときには、交流エリアの地絡を仮判定し（ステップＳ２２０）、そのときのカウント値Ｃを仮判定カウント値Ｃｓｅｔに設定する（ステップＳ２３０）。ここで、閾値Ｃｒｅｆ１は、例えば、１５０ｍｓｅｃや２００ｍｓｅｃ，２５０ｍｓｅｃなどに相当する値を用いることができる。

続いて、高電圧側電力ライン４２の目標電圧ＶＨ＊に比較電圧Ｖｒｅｆ以下の値（比較電圧Ｖｒｅｆよりもある程度低い値とするのが好ましい）を設定すると共に高電圧側電力ライン４２の電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊となるように昇圧コンバータ４０を制御する第１制御の実行を開始して、即ち、昇圧コンバータ４０の制御を上述の通常制御から第１制御に切り替える（ステップＳ２４０）。上述したように、交流エリアの地絡が生じているときにはフィルタ後電圧ＶＬＧｆが値０と高電圧側電力ライン４２の電圧ＶＨとの間で変動するから、第１制御の実行中には、カウント値Ｃのカウントアップが制限されるようになる。なお、実施例では、図２のカウントルーチンで、検出電圧ＶＬＧではなくフィルタ後電圧ＶＬＧｆを比較電圧Ｖｒｅｆと比較することにより、第１制御の実行中に、インバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のスイッチングに起因するサージ電圧などによってカウント値Ｃがカウントアップされるのをより制限することができる。

そして、第１制御の実行開始から所定時間Ｔ１が経過するのを待って、即ち、第１制御を所定時間Ｔ１に亘って実行すると（ステップＳ２５０）、図２のカウントルーチンにより設定されるカウント値Ｃを入力し（ステップＳ２６０）、入力したカウント値Ｃを仮判定カウント値Ｃｓｅｔに所定値ΔＣを加えた値（Ｃｓｅｔ＋ΔＣ）と比較する（ステップＳ２７０）。ここで、所定時間Ｔ１は、例えば、３５０ｍｓｅｃや４００ｍｓｅｃ，４５０ｍｓｅｃなどを用いることができる。また、所定値ΔＣは、昇圧コンバータ４０の制御を通常制御から第１制御に切り替えてから高電圧側電力ライン４２の電圧ＶＨが比較電圧Ｖｒｅｆ以下で安定するまでに若干の時間を要する場合があるなどの理由により用いられる。この所定値ΔＣは、所定時間Ｔ１よりも十分に短い時間に相当する値として定められ、例えば、数ｍｓｅｃ〜数十ｍｓｅｃ程度などに相当する値を用いることができる。

ステップＳ２７０でカウント値Ｃが値（Ｃｓｅｔ＋ΔＣ）よりも大きいとき、即ち、第１制御を所定時間Ｔ１に亘って実行したときのカウント値Ｃのカウントアップ量が所定値ΔＣよりも大きいときには、交流エリアの地絡とは異なる異常が生じている可能性があると判断し、交流エリアの地絡の仮判定を解除し（ステップＳ３３０）、カウント値Ｃのリセットを指示して（ステップＳ３４０）、本ルーチンを終了する。

ステップＳ２７０でカウント値Ｃが値（Ｃｓｅｔ＋ΔＣ）以下のとき、即ち、第１制御を所定時間Ｔ１に亘って実行したときのカウント値Ｃのカウントアップ量が所定値ΔＣ以下のときには、高電圧側電力ライン４２の目標電圧ＶＨ＊に比較電圧Ｖｒｅｆよりも高い値（比較電圧Ｖｒｅｆよりもある程度高い値とするのが好ましい）を設定すると共に高電圧側電力ライン４２の電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊となるように昇圧コンバータ４０を制御する第２制御の実行を開始して、即ち、昇圧コンバータ４０の制御を第１制御から第２制御に切り替える（ステップＳ２８０）。上述したように、交流エリアの地絡が生じているときにはフィルタ後電圧ＶＬＧｆが値０と高電圧側電力ライン４２の電圧ＶＨとの間で変動するから、第２制御の実行中には、カウント値Ｃがカウントアップされるようになる。

そして、第２制御の実行開始から所定時間Ｔ２が経過したか否かを判定する（ステップＳ２９０）。ここで、所定時間Ｔ２は、例えば、３５０ｍｓｅｃや４００ｍｓｅｃ，４５０ｍｓｅｃなどを用いることができる。

ステップＳ２９０で第２制御の実行開始から所定時間Ｔ２が経過していないと判定されたときには、図２のカウントルーチンにより設定されるカウント値Ｃを入力し（ステップＳ３００）、入力したカウント値Ｃを閾値Ｃｒｅｆ１よりも大きい閾値Ｃｒｅｆ２と比較する（ステップＳ３１０）。ここで、閾値Ｃｒｅｆ２は、例えば、１５０ｍｓｅｃや２００ｍｓｅｃ，２５０ｍｓｅｃなどに相当する値だけ閾値Ｃｒｅｆ１よりも大きい値を用いることができる。

ステップＳ３１０でカウント値Ｃが閾値Ｃｒｅｆ２以下のときには、ステップＳ２９０に戻る。そして、ステップＳ２９０〜Ｓ３１０の処理を繰り返し実行しているときに、ステップＳ２９０で第２制御の実行開始から所定時間Ｔ２が経過したと判定されたときには、交流エリアの地絡とは異なる異常が生じている可能性があると判断し、交流エリアの地絡の仮判定を解除し（ステップＳ３３０）、カウント値Ｃのリセットを指示して（ステップＳ３４０）、本ルーチンを終了する。

一方、ステップＳ２９０〜Ｓ３１０の処理を繰り返し実行しているときに、ステップＳ３１０でカウント値Ｃが閾値Ｃｒｅｆ２よりも大きくなったときには、交流エリアの地絡を本判定して（ステップＳ３２０）、本ルーチンを終了する。こうした手法により、発振電源やカップリングコンデンサを用いる手法（特開２０１１−１７２３７３号公報などに記載された手法）とは異なる手法により、交流エリアの地絡を検出することができる。

図５は、地絡検出装置の動作の一例を示す説明図である。時刻ｔ１に交流エリアの地絡が生じると、フィルタ後電圧ＶＬＧｆの変動が大きくなって値０と高電圧側電力ライン４２の電圧ＶＨとの間で変動するようになり、フィルタ後電圧ＶＬＧｆが閾値ＶＬＧｆよりも大きくなるのに従ってカウント値Ｃが増加する。そして、時刻ｔ２にカウント値Ｃが閾値Ｃｒｅｆ１よりも大きくなると、交流エリアの地絡を仮判定し、昇圧コンバータ４０の制御を通常制御から第１制御に切り替える。すると、高電圧側電力ライン４２の電圧ＶＨが比較電圧Ｖｒｅｆよりも小さくなるから、フィルタ後電圧ＶＬＧｆが比較電圧Ｖｒｅｆを超えなくなり、カウント値Ｃのカウントアップが制限されるようになる。その状態で所定時間Ｔ１が経過すると、時刻ｔ３に昇圧コンバータ４０の制御を第１制御から第２制御に切り替える。すると、フィルタ後電圧ＶＬＧｆが比較電圧Ｖｒｅｆを再度超えるようになり、カウント値Ｃがカウントアップされるようになり、カウント値Ｃが閾値Ｃｒｅｆ２よりも大きくなると、交流エリアの地絡を本判定する。このようにして交流エリアの地絡を検出することができる。実施例では、上述したように、閾値Ｃｒｅｆ１は、例えば１５０ｍｓｅｃや２００ｍｓｅｃ，２５０ｍｓｅｃなどに相当する値を用いることができる。所定時間Ｔ１は、例えば３５０ｍｓｅｃや４００ｍｓｅｃ，４５０ｍｓｅｃなどを用いることができる。閾値Ｃｒｅｆ２は、例えば、１５０ｍｓｅｃや２００ｍｓｅｃ，２５０ｍｓｅｃなどに相当する値だけ閾値Ｃｒｅｆ１よりも大きい値を用いることができる。したがって、交流エリアの地絡が生じてから、７００ｍｓｅｃ〜９００ｍｓｅｃ程度で、交流エリアの地絡を検出することができる。交流エリアの地絡が生じると、グランドの電位が変動して低電圧側電力ライン４４の負極側ラインとグランドとの間の電圧が変動することから、各種センサに異常が生じたり、複数の電子制御ユニットを備える場合に各電子制御ユニット間の通信に異常が生じたりすることがある。これらの異常は、本発明者らの実験や解析により、交流エリアの地絡が生じてから数秒程度で生じる可能性があることが分かった。実施例の手法を用いれば、交流エリアの地絡に起因する二次異常が生じる前に、交流エリアの地絡を検出することができると考えられる。

以上説明した実施例の電気自動車２０が備える地絡検出装置では、低電圧側電力ライン４４の負極側ラインとグランドとの間の電圧を検出電圧ＶＬＧとして検出し、検出電圧ＶＬＧから所定周波数よりも大きい周波数の成分を除去してフィルタ後電圧ＶＬＧｆとし、フィルタ後電圧ＶＬＧｆが比較電圧Ｖｒｅｆよりも大きいときにカウント値Ｃをカウントアップする。そして、カウント値Ｃが閾値Ｃｒｅｆ１よりも大きくなったときには、高電圧側電力ライン４２の電圧ＶＨが比較電圧ＶＬＧ以下になるように昇圧コンバータ４０を制御する第１制御を実行し、第１制御を所定時間Ｔ１に亘って実行したときのカウント値Ｃのカウントアップ量が所定値ΔＣ以下のときには、高電圧側電力ライン４２の電圧ＶＨが比較電圧Ｖｒｅｆよりも高くなるように昇圧コンバータ４０を制御する第２制御を実行し、第２制御の実行中にカウント値Ｃが閾値Ｃｒｅｆ１よりも大きい閾値Ｃｒｅｆ２よりも大きくなったときには、交流エリアの地絡が生じていると判定する。こうした手法により、交流エリアの地絡を検出することができる。

実施例の電気自動車２０が備える地絡検出装置では、フィルタ後電圧ＶＬＧｆが比較電圧Ｖｒｅｆよりも大きいときにカウント値Ｃをカウントアップするものとした。即ち、フィルタ後電圧ＶＬＧｆが比較電圧Ｖｒｅｆよりも大きい時間が継続しているときには、その間に亘ってカウント値Ｃをカウントアップするものとした。しかし、フィルタ後電圧ＶＬＧｆが比較電圧Ｖｒｅｆを跨いで増加するタイミング（立ち上がりのタイミング）でカウント値Ｃをカウントアップしたり、フィルタ後電圧ＶＬＧｆが比較電圧Ｖｒｅｆを跨いで減少するタイミング（立ち下がりのタイミング）でカウント値Ｃをカウントアップしたりするものとしてもよい。即ち、フィルタ後電圧ＶＬＧｆが比較電圧Ｖｒｅｆよりも大きい値で継続しているとき（フィルタ後電圧ＶＬＧｆが比較電圧Ｖｒｅｆを跨いでいないとき）には、カウント値Ｃをカウントアップしないものとしてもよい。この場合、閾値Ｃｒｅｆ１や所定値ΔＣ，閾値Ｃｒｅｆ２も、実施例の値から適宜変更される。

実施例の電気自動車２０が備える地絡検出装置では、地絡検出回路５０は、電圧センサ５１とローパスフィルタ５２とを備えるものとした。しかし、ローパスフィルタ５２を備えずに、電子制御ユニット７０により、ローパスフィルタに相当する処理を実行するものとしてもよい。

実施例の電気自動車２０が備える地絡検出装置では、地絡検出回路５０は、電圧センサ５１とローパスフィルタ５２とを備え、電子制御ユニット７０は、図２のカウントルーチンと図３の地絡検出ルーチンとを実行するものとした。しかし、図６の変形例の電気自動車２０Ｂが備える地絡検出装置のように、地絡検出回路５０Ｂは、電圧センサ５１とローパスフィルタ５２とに加えて、ローパスフィルタ５２からのフィルタ後電圧ＶＬＧｆと比較電圧Ｖｒｅｆとを比較する比較器５３Ｂと、フィルタ後電圧ＶＬＧｆが比較電圧Ｖｒｅｆ以下のときにはカウント値Ｃをカウントアップしない（保持する）と共にフィルタ後電圧ＶＬＧｆが比較電圧Ｖｒｅｆよりも大きいときにはカウント値Ｃを値１だけカウントアップするカウンタ５５Ｂと、を備え、電子制御ユニット７０は、カウンタＢからのカウント値Ｃを用いて図３の地絡検出ルーチンを実行するものとしてもよい。

実施例の電気自動車２０では、蓄電装置として、バッテリ３６を備えるものとしたが、キャパシタを備えるものとしてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、モータ３２が「モータ」に相当し、インバータ３４が「インバータ」に相当し、バッテリ３６が「蓄電装置」に相当し、昇圧コンバータ４０が「昇圧コンバータ」に相当し、電圧センサ５１が「電圧検出部」に相当し、ローパスフィルタ５２が「フィルタ部」に相当し、図２のカウントルーチンを実行する電子制御ユニット７０が「カウント部」に相当し、図３の地絡検出ルーチンを実行する電子制御ユニット７０が「第１制御部」，「第２制御部」，「地絡判定部」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、地絡検出装置の製造産業などに利用可能である。

２０，２０Ｂ 電気自動車、２２ａ，２２ｂ 駆動輪、２４ デファレンシャルギヤ、２６ 駆動軸、３２ モータ、３２ａ 回転位置検出センサ、３２ｕ，３２ｖ 電流センサ、３４ インバータ、３６ バッテリ、４０ 昇圧コンバータ、４２ 高電圧側電力ライン、４４ 低電圧側電力ライン、４６，４８ コンデンサ、４６ａ，４８ａ，５１ 電圧センサ、５０，５０Ｂ 地絡検出回路、５２ ローパスフィルタ、５３Ｂ 比較器、５５Ｂ カウンタ、７０ 電子制御ユニット、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ３１，Ｄ３２ ダイオード、Ｌ リアクトル、Ｔ１１〜Ｔ１６，Ｔ３１，Ｔ３２ トランジスタ。

Claims (1)

1. モータと、複数のスイッチング素子のスイッチングにより前記モータを駆動するインバータと、蓄電装置と、前記蓄電装置が接続された低電圧側電力ラインの電力を昇圧して前記インバータが接続された高電圧側電力ラインに供給可能な昇圧コンバータと、を備える駆動装置における前記インバータよりも前記モータ側の交流エリアの地絡を検出する地絡検出装置であって、
   前記低電圧側電力ラインの負極側ラインとグランドとの間の電圧を検出電圧として検出する電圧検出部と、
   前記検出電圧から所定周波数よりも大きい周波数の成分を除去してフィルタ後電圧とするフィルタ部と、
   前記フィルタ後電圧が比較電圧よりも大きいときにカウント値をカウントアップするカウント部と、
   前記カウント値が第１閾値よりも大きくなったときには、前記高電圧側電力ラインの電圧が前記比較電圧以下となるように前記昇圧コンバータを制御する第１制御を実行する第１制御部と、
   前記第１制御を所定時間に亘って実行したときの前記カウント値のカウントアップ量が所定値以下のときには、前記高電圧側電力ラインの電圧が前記比較電圧よりも高くなるように前記昇圧コンバータを制御する第２制御を実行する第２制御部と、
   前記第２制御の実行中に前記カウント値が前記第１閾値よりも大きい第２閾値よりも大きくなったときには、前記地絡が生じていると判定する地絡判定部と、
   を備える地絡検出装置。

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