JP6881097B2 - 地絡検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の地絡検出装置に関するものである。

近年、高電圧のバッテリが採用されたハイブリッド自動車や電気自動車等では、地絡に対する保護の重要性が認識されており、種々の地絡検出装置が提案されている。

例えば、特許文献１に記載の地絡検出装置は、車体に高い電気抵抗値の絶縁抵抗を介して設置された直流電源回路に、カップリングコンデンサを介して接続されている。この地絡検出装置は、そのカップリングコンデンサに、出力インピーダンスを介して交流電圧を印加し、カップリングコンデンサと出力インピーダンスとの接続点における対地電圧を検出している。この対地電圧は、交流電圧を出力インピーダンスと絶縁抵抗で分圧した電圧である。上記地絡検出装置では、この分圧の変動に基づいて、直流電源回路の地絡を検出している。

そして、特許文献１に記載の地絡検出装置では、交流電圧の周波数を変更可能に構成されている。これにより、絶縁抵抗に並列に浮遊容量が存在する場合であっても、交流電圧の周波数を低くすることにより、浮遊容量のインピーダンスを小さくして浮遊容量の影響を抑え、地絡の検出精度が低下することを抑制している。

特開２０１６−１０１０４０号公報

ところで、近年の車両においては、電源側に接続される電気機器が増加する傾向があり、それに伴い浮遊容量も増加する傾向がある。また、車両走行時には、駆動される電気機器に応じて浮遊容量が変わり、駆動される電気機器に応じて浮遊容量が大きくなることが考えられる。この場合において、浮遊容量が大きいほど地絡検出への影響が大きくなり、地絡の検出精度が低下するおそれがある。

本発明は、上記実情に鑑み、浮遊容量の大きさによらず、地絡を適正に検出する地絡検出装置を提供することを主たる目的とする。

上記課題を解決する地絡検出装置は、車体とその車体に電気的に絶縁された直流電源との間の地絡を検出する地絡検出装置において、前記直流電源に接続され、直流成分を絶縁する絶縁部と、前記直流電源とは反対側において前記絶縁部に接続され、抵抗の大きさを可変に構成された抵抗部と、前記抵抗部に接続され、前記抵抗部に交流電圧を印加する発振部と、前記抵抗部における抵抗の大きさを変化させる抵抗制御部と、前記抵抗部における抵抗の大きさの変化前後において、前記発振部が前記抵抗部に交流電圧を印加した場合における前記絶縁部と前記抵抗部との接続点での電圧を取得し、取得した電圧の電圧差に基づき、前記地絡を検出する検出部を備えた。

各車両において搭載される電気機器が異なる場合がある。そして、搭載される電気機器が多い車両では、直流電源と電気機器との接続状態によっては、浮遊容量が大きくなる場合がある。

そして、浮遊容量が大きくなる場合、その影響により、交流電圧の印加時における絶縁部と抵抗部との接続点での電圧（分圧）が低下する。このため、当該接続点での電圧が閾値以下であるか否かに基づき、地絡を判定する場合、地絡していない場合であっても、浮遊容量の増加に応じて、地絡と判定する可能性がある。

そこで、検出部は、抵抗部における抵抗の大きさの変化前後において、発振部が抵抗部に交流電圧を印加した場合における絶縁部と抵抗部との接続点での電圧を取得し、取得した電圧の電圧差に基づき、地絡を検出することとした。当該電圧差は、対地絶縁抵抗が所定値以下となった場合、急峻に低下する傾向があり、その傾向は、浮遊容量が変化してもほとんど変わらない。このため、接続点での電圧差に基づき、地絡を判定することにより、浮遊容量の変化の影響を受けにくくして、地絡の適正に検出できる。

地絡検出装置の概略構成を示す図。 絶縁抵抗と接続点における対地電圧との特性を示す図。 絶縁抵抗と接続点における電圧差との特性を示す図。 地絡判定処理を示すフローチャート。

以下、車両の地絡検出装置を具現化した実施形態について説明する。本実施形態に係る地絡検出装置１０を適用する車両は、高電圧電源系を備え走行用モータを駆動源としたハイブリッド自動車、電気自動車、及び燃料電池自動車等を想定している。

まず、本実施形態に係る車両の高電圧電源系の構成について、図１を参照しつつ説明する。本車両の高圧電源系は、直流電源としてのバッテリ２０及び複数の電気機器を含み、車体と電気的に絶縁されている。複数の電気機器は、コンバータ３１、インバータ３２、ＭＧ３３及び電力変換器３４を含む。

バッテリ２０は、複数の電池セルが直列接続されて構成された高圧（例えば数百Ｖ）の組電池であり、例えばリチウムイオン二次電池である。バッテリ２０は、スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２を介してコンバータ３１に接続される。コンバータ３１にはインバータ３２が接続されており、インバータ３２は、ＭＧ３３が接続されている。

ＭＧ３３（走行用モータ）は、車両に走行動力を付与する電動機として作動するとともに、車両の減速時に回生発電を行う発電機として作動するモータジェネレータである。インバータ３２は、ＭＧ３３を発電機又は電動機として駆動する。コンバータ３１は、ＭＧ３３が電動機として作動する場合、バッテリ２０から供給された電力を昇圧してインバータ３２に供給する。また、コンバータ３１は、ＭＧ３３が発電機として作動する場合、インバータ３２から供給された電力を昇圧して、バッテリ２０を充電する。

さらに、バッテリ２０は、スイッチＳＷ３及びスイッチＳＷ４を介して電力変換器３４に接続される。電力変換器３４は、ＭＧ３３の駆動とは異なる用途で用いられる電気機器である。本実施形態において、電力変換器３４は、外部電源のプラグの差し込み口を有し、車両の外部から供給された電力の電圧を変換してバッテリ２０に供給する充電器とする。なお、電力変換器３４は、外部負荷のプラグの差し込み口を有し、バッテリ２０の電力を電圧変換して外部負荷に供給する機器でもよい。

高電圧電源系に含まれるバッテリ２０、コンバータ３１、インバータ３２、ＭＧ３３及び電力変換器３４と車体との間には、対地絶縁抵抗４１ａ〜４１ｅ及び対地浮遊容量４２ａ〜４２ｅがそれぞれ存在する。特に、電力変換器３４はノイズ量が多いため、電力変換器３４と車体との間には、ノイズ対策用コンデンサが接続されることが多い。ここでは便宜上、ノイズ対策用コンデンサも対地浮遊容量４２ｅに含める。よって、対地浮遊容量４２ｅは、対地浮遊容量４２ｂ〜４２ｄよりも大きい。また、対地浮遊容量４２ｂ〜４２ｄの中では、インバータ３２の対地浮遊容量４２ｃが大きく、コンバータ３１及びＭＧ３３の対地浮遊容量４２ｂ，４２ｄは小さい。以下、対地絶縁抵抗４１ａ〜４１ｅの少なくとも１つを示す場合は対地絶縁抵抗４１とし、対地浮遊容量４２ａ〜４２ｅの少なくとも１つを示す場合は対地浮遊容量（浮遊容量）４２とする。

次に、本実施形態に係る地絡検出装置１０の構成について、図１を参照して説明する。地絡検出装置１０は、カップリングコンデンサＣｓ、抵抗回路Ｒｓ、発振回路１２、検出回路１３、及びＣＰＵ１１を備え、高電圧電源系における車体への地絡を検出する。

カップリングコンデンサＣｓ（絶縁部）は、バッテリ２０の負極端子側に接続されており、直流成分を絶縁する。

抵抗回路Ｒｓ（抵抗部）は、バッテリ２０とは反対側において、カップリングコンデンサＣｓに直列接続されているとともに、発振回路１２に直列接続されている。抵抗回路Ｒｓは、並列に接続された抵抗素子Ｒａ，Ｒｂから構成されている。抵抗素子Ｒｂには、スイッチＳＷ５（スイッチ素子）が直列接続されている。スイッチＳＷ５は、接続点Ｐ（抵抗素子ＲａとカップリングコンデンサＣｓとの接続点）と、抵抗素子Ｒｂとの間において設けられている。したがって、スイッチＳＷ５の開閉状態を制御することにより、抵抗回路Ｒｓの抵抗値（抵抗）の大きさを変更可能となっている。つまり、抵抗回路Ｒｓは、抵抗を可変可能に構成されている。本実施形態において、スイッチＳＷ５が開放状態における抵抗回路Ｒｓの抵抗の大きさを第１抵抗値Ｒ１と示し、スイッチＳＷ５が閉鎖状態における抵抗回路Ｒｓの抵抗の大きさを第２抵抗値Ｒ２と示す。

発振回路１２（発振部）は、所定周波数のパルス電圧（交流電圧であればよい）を発生し、所定周波数のパルス電圧を抵抗回路Ｒｓに印加する。所定周波数は、ＣＰＵ１１により設定される。

検出回路１３は、カップリングコンデンサＣｓと抵抗回路Ｒｓとの接続点Ｐに接続されており、接続点Ｐにおける対地電圧を抽出して、ＣＰＵ１１へ出力する。詳しくは、検出回路１３は、バンドパスフィルタ回路１３ａ及び差動増幅回路１３ｂを含む。バンドパスフィルタ回路１３ａは、接続点Ｐの対地電圧からバッテリ２０の電圧変動に伴う変動成分等のノイズ成分を除去し、ノイズ成分を除去した接続点Ｐの対地電圧を差動増幅回路１３ｂに入力する。差動増幅回路１３ｂは、接続点Ｐの対地電圧のピーク値と基準電圧との差分を増幅し、波高値としてＣＰＵ１１へ入力する。

接続点Ｐにおける対地電圧は、抵抗回路Ｒｓに印加された交流電圧を、抵抗回路Ｒｓにおける抵抗と高電圧電源系の対地絶縁抵抗とで分圧した電圧となる。抵抗回路Ｒｓにおける抵抗は、第１抵抗値Ｒ１（抵抗素子Ｒａの抵抗値）又は第２抵抗値Ｒ２（抵抗素子Ｒａ，Ｒｂの合成した値）である。高電圧電源系の対地絶縁抵抗は、バッテリ２０の対地絶縁抵抗４１ａ、及びバッテリ２０に接続されている電機機器の対地絶縁抵抗４１を合成した値となる。また、高電圧電源系の対地浮遊容量は、バッテリ２０の対地浮遊容量４２ａ、及びバッテリ２０に接続されている電機機器の対地浮遊容量４２を合成した値となる。

ＣＰＵ１１（検出部）は、マイクロコンピュータであり、スイッチＳＷ１〜ＳＷ５のオンオフを制御するとともに、交流電圧の所定周波数やピーク値を設定可能に構成されている。また、ＣＰＵ１１は、差動増幅回路１３ｂのゲインを設定可能に構成されている。また、ＣＰＵ１１は、検出回路１３から入力された電圧に基づいて、高電圧電源系の地絡を検出する。

ところで、交流電圧の所定周波数をｆｃ、対地浮遊容量４２の容量値をＣとした場合、対地浮遊容量４２のインピーダンスＸは、Ｘ＝１／（２π×ｆｃ×Ｃ）となる。すなわち、所定周波数ｆｃが高くなるほどインピーダンスＸは小さくなるとともに、容量値Ｃが大きくなるほどインピーダンスＸは小さくなる。そして、インピーダンスＸが小さくなるほど、対地絶縁抵抗４１に対する対地浮遊容量４２の影響が大きくなり、対地絶縁抵抗４１に対応する電圧降下分が小さくなって、接続点Ｐの対地電圧は小さくなる。

よって、図２に示すように、実際の対地絶縁抵抗４１が同じ値でも、所定周波数ｆｃが高くなるほど又は容量値Ｃが大きくなるほど、接続点Ｐにおける対地電圧の検出値（波高値）は小さくなる。すなわち、容量値Ｃが大きくなるほど、対地絶縁抵抗４１は実際の値よりも小さく見える。そのため、例えば、波高値と閾値とを比較して地絡を判定する場合、容量値Ｃが大きいと、実際は地絡していない場合でも、地絡と判定しやすくなる。

そこで、本実施形態において、ＣＰＵ１１は、抵抗回路Ｒｓにおける抵抗の大きさの変化前後において、発振回路１２が抵抗回路Ｒｓに交流電圧を印加した場合における接続点Ｐでの対地電圧（波高値）を取得し、取得した対地電圧の電圧差に基づき、地絡を検出するようにした。

詳しく説明すると、図３（ａ）に示すように、接続点Ｐの対地電圧（波高値）は、対地絶縁抵抗４１が大きくなることに応じて、急峻に立ち上がり、その後、一定値に近づくように収束していく。また、接続点Ｐの対地電圧は、抵抗回路Ｒｓの抵抗が小さい場合（例えば、第２抵抗値Ｒ２の場合）、大きい場合（例えば、第１抵抗値Ｒ１の場合）と比較して、より急峻に立ち上がることとなる。なお、接続点Ｐの対地電圧は、抵抗回路Ｒｓの抵抗が小さい場合、大きい場合と比較して、収束する電圧値が高くなる。

また、図３（ｂ）に示すように、抵抗回路Ｒｓの抵抗の変化前後における接続点Ｐの対地電圧の電圧差（以下、単に電圧差Ｖｄと示す場合がある）は、対地絶縁抵抗４１が所定値以下となった場合、急峻に低下する傾向がある。

前述したように、対地浮遊容量４２の容量値Ｃが大きくなった場合、抵抗回路Ｒｓの抵抗の大小にかかわらず、接続点Ｐの対地電圧（波高値）は、同様に小さくなる（図３（ａ）において破線で示す）。しかしながら、抵抗回路Ｒｓにおける抵抗の大きさの変化前後における電圧差Ｖｄは、浮遊容量が変化したとしても、ほとんど変わらない。すなわち、対地絶縁抵抗４１が所定値以下となった場合に、電圧差Ｖｄが急峻に低下する傾向は、ほとんど変わらない。なお、図３（ｂ）において、浮遊容量が増加した場合における電圧差Ｖｄを破線で示す。以上により、ＣＰＵ１１は、電圧差Ｖｄが地絡閾値Ｖｔ以下となった場合、地絡を判定することとした。

次に図４に基づき地絡判定処理について説明する。地絡判定処理は、ＣＰＵ１１により、所定周期ごとに実行される。

ＣＰＵ１１は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４の開閉状態を記憶する（ステップＳ１１）。ＣＰＵ１１は、スイッチＳＷ５の開放制御を実行する（ステップＳ１２）。これにより、抵抗回路Ｒｓの抵抗値が第１抵抗値Ｒ１となる。ＣＰＵ１１は、発振回路１２に交流電圧の印加を指示する（ステップＳ１３）。これにより、発振回路１２は、抵抗回路Ｒｓに交流電圧を印加することとなる。

そして、ＣＰＵ１１は、検出回路１３から波高値を取得する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４では、抵抗値が第１抵抗値Ｒ１であるとき、抵抗回路Ｒｓに交流電圧を印加した場合における接続点Ｐの対地電圧に応じた波高値を、検出回路１３から取得する。以下、抵抗値が第１抵抗値Ｒ１である抵抗回路Ｒｓに交流電圧を印加した場合における接続点Ｐの対地電圧に応じて、検出回路１３から取得した波高値を第１波高値Ｈ１と示す。この第１波高値Ｈ１は、記憶部に記憶される。

次に、ＣＰＵ１１は、ステップＳ１１において記憶したスイッチＳＷ１〜ＳＷ４の開閉状態が同一状態であるか否かを判定する（ステップＳ１５）。この判定結果が否定の場合、電圧差Ｖｄからでは地絡を検出できないため、地絡判定処理を終了する。

一方、ステップＳ１５の判定結果が肯定の場合（同一状態である場合）、ＣＰＵ１１は、スイッチＳＷ５の閉鎖制御を実行する（ステップＳ１６）。これにより、抵抗回路Ｒｓの抵抗値が第２抵抗値Ｒ２となる。これにより、ＣＰＵ１１は、抵抗制御部としての機能を備える。

ＣＰＵ１１は、発振回路１２に交流電圧の印加を指示する（ステップＳ１７）。これにより、発振回路１２は、抵抗回路Ｒｓに交流電圧を印加することとなる。そして、ＣＰＵ１１は、検出回路１３から波高値を取得する（ステップＳ１８）。ステップＳ１８では、抵抗値が第２抵抗値Ｒ２であるとき、抵抗回路Ｒｓに交流電圧を印加した場合における接続点Ｐの対地電圧に応じた波高値を、検出回路１３から取得する。以下、抵抗値が第２抵抗値Ｒ２である抵抗回路Ｒｓに交流電圧を印加した場合における接続点Ｐの対地電圧に応じて、検出回路１３から取得した波高値を第２波高値Ｈ２と示す。この第２波高値Ｈ２は、記憶部に記憶される。

次に、ＣＰＵ１１は、第１波高値Ｈ１と第２波高値Ｈ２の差分である電圧差Ｖｄを算出する（ステップＳ１９）。その後、ＣＰＵ１１は、電圧差Ｖｄが地絡閾値Ｖｔよりも高いか否かを判定する（ステップＳ２０）。

ステップＳ２０の判定結果が肯定の場合（地絡閾値Ｖｔよりも高い場合）、ＣＰＵ１１は、地絡していないと判定する（ステップＳ２１）すなわち、絶縁状態であると判定する。一方、ステップＳ２０の判定結果が否定の場合（地絡閾値Ｖｔ以下でない場合）、ＣＰＵ１１は、地絡していると判定する（ステップＳ２２）。すなわち、漏電しており、絶縁状態でないと判定する。

以上説明した本実施形態によれば、以下の効果を奏する。

対地浮遊容量４２の容量値Ｃが大きくなるほど、対地浮遊容量４２のインピーダンスＸは小さくなり、対地絶縁抵抗４１に対する対地浮遊容量４２の影響は大きくなる。すなわち、対地絶縁抵抗４１が同じであっても接続点Ｐでの対地電圧が小さくなる。したがって、単純に接続点Ｐでの対地電圧を閾値と比較するだけでは、地絡していない場合であっても、地絡であると誤判定する可能性がある。

一方、接続点Ｐでの電圧差Ｖｄは、対地絶縁抵抗４１が地絡と判定される値（地絡閾値Ｖｔに対応する地絡絶縁抵抗）以下となると急峻に低下する。対地浮遊容量４２が変化しても、その傾向はほとんど変わらない。そこで、ＣＰＵ１１は、抵抗回路Ｒｓにおける抵抗の大きさの変化前後において、抵抗回路Ｒｓに交流電圧を印加した場合における接続点Ｐでの対地電圧（波高値Ｈ１，Ｈ２）を取得する。そして、ＣＰＵ１１は、取得した電圧の電圧差Ｖｄ（波高値Ｈ１，Ｈ２の差分）に基づき、地絡を検出することとした。これにより、対地浮遊容量４２の変化の影響を受けにくくして、地絡の検出精度を向上させることができる。

このため、例えば、車両において搭載される電気機器等の部品点数が増加し、対地浮遊容量４２が増加した場合であっても、地絡の検出精度を維持することができる。

また、例えば、ある車両において、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４を閉鎖させることにより、バッテリ２０に接続される電気機器を増加させ、対地浮遊容量４２が増加した場合であっても、地絡の検出精度を維持することができる。すなわち、バッテリ２０と電気機器との接続状態に関わらず、地絡を検出することができる。

バッテリ２０と電気機器との間に設けられたスイッチＳＷ１〜ＳＷ４の開閉状態が異なる場合、対地絶縁抵抗４１や対地浮遊容量４２が異なる可能性がある。この場合、電圧差Ｖｄに基づき、地絡を検出することはできない。つまり、抵抗回路Ｒｓの抵抗を変えたことによる電圧差なのか、対地絶縁抵抗４１や対地浮遊容量４２が異なることによる電圧差なのか判別できない。

そこで、ＣＰＵ１１は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４の開閉状態が同一状態である場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、抵抗回路Ｒｓにおける抵抗値の大きさを変化させることとした。これにより、電圧差Ｖｄに基づき、地絡を判定することができる。

抵抗回路Ｒｓは、並列に接続された複数の抵抗素子Ｒａ，Ｒｂと、抵抗素子Ｒａ，Ｒｂに直列接続されるスイッチＳＷ５を有している。ＣＰＵ１１は、スイッチＳＷ５の開閉状態を変更することにより、抵抗回路Ｒｓの抵抗の大きさを変更可能となっている。これにより、簡易な構成で抵抗回路Ｒｓの抵抗を変化させることができる。

（他の実施形態）
本発明は、上記実施形態に限定されず、例えば以下のように実施してもよい。なお、以下では、各実施形態で互いに同一又は均等である部分には同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。

上記実施形態において、高電圧電源系に電力変換器３４が含まれていなくてもよい。

上記実施形態において、カップリングコンデンサＣｓは、バッテリ２０の正極端子側又はバッテリ２０の内部に接続してもよい。

上記実施形態において、高圧電源系に含まれる他の電気機器は、コンバータ３１、インバータ３２及びＭＧ３３からなる走行用の電力系統と、電力変換器３４からなる走行用以外の電力系統との２系統に限らず、３つ以上の電力系統を含んでいてもよい。

上記実施形態において、ＣＰＵ１１は、高電圧電源系に含まれるバッテリ２０とその他の電気機器との接続状態に応じて、発振回路１２から出力する交流電圧の所定周波数ｆｃを変化させてもよい。例えば、電気機器が接続される数が多い場合には、少ない場合と比較して、浮遊容量が大きくなりやすい。そこで、ＣＰＵ１１は、電気機器が接続される数が多い場合には、少ない場合と比較して、交流電圧の周波数を小さくするようにしてもよい。これにより、浮遊容量の影響が小さくなり、地絡の検出精度をより向上させることができる。なお、ＣＰＵ１１は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４の開閉状態に基づき、接続状態を把握すればよい。

上記実施形態では、抵抗回路Ｒｓが取り得る抵抗値の上限値及び下限値は、バッテリ２０に接続される対地絶縁抵抗４１及び対地浮遊容量４２に基づき、予め決められている。また、接続点Ｐでの電圧差Ｖｄは、抵抗回路Ｒｓの抵抗、交流電圧のピーク値（振幅）及び対地浮遊容量４２の容量値Ｃ等に基づき決定される。このため、電圧差Ｖｄが小さく、ノイズの影響を受けやすい可能性がある。そこで、上記実施形態において、差動増幅回路１３ｂのゲインを任意に変更可能に構成してもよい。これにより、電圧差Ｖｄを拡大することができ、地絡の検出精度を向上させることができる。

また、ＣＰＵ１１は、高電圧電源系に含まれるバッテリ２０とその他の電気機器との接続状態に応じて、差動増幅回路１３ｂのゲインを変化させてもよい。例えば、ＣＰＵ１１は、電気機器が接続される数が多い場合には、少ない場合と比較して、ゲインを大きくしてもよい。これにより、ノイズの影響を受けにくくなり、地絡判定が容易となる。

また、上記実施形態において、抵抗回路Ｒｓに印加させる交流電圧のピーク値を任意に変更可能に構成してもよい。例えば、電圧差Ｖｄが小さい場合、抵抗回路Ｒｓに印加させる交流電圧のピーク値を変更してもよい。これにより、地絡の検出精度を向上させることができる。

また、ＣＰＵ１１は、高電圧電源系に含まれるバッテリ２０とその他の電気機器との接続状態に応じて、抵抗回路Ｒｓに印加させる交流電圧のピーク値を変化させてもよい。例えば、ＣＰＵ１１は、電気機器が接続される数が多い場合には、少ない場合と比較して、抵抗回路Ｒｓに印加させる交流電圧のピーク値を大きくしてもよい。これにより、ノイズの影響を受けにくくなり、地絡判定が容易となる。

上記実施形態では、接続状態の変化に基づき、対地浮遊容量４２が変化しても、地絡を検出可能に構成されている。このため、ＣＰＵ１１は、高電圧電源系に含まれるバッテリ２０とその他の電気機器との接続状態を変化させ、地絡を検出できるか否かを比較することにより、地絡している箇所を特定可能に構成してもよい。例えば、ＣＰＵ１１は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４が開放状態である場合において、地絡を検出しなかったにもかかわらず、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を閉鎖状態である場合において、地絡を検出した場合、コンバータ３１、インバータ３２若しくはモータ３３が接続されている電気経路において地絡が発生していると特定してもよい。

上記実施形態の抵抗回路Ｒｓとして、抵抗値を任意に変更可能な可変抵抗を採用してもよい。また、抵抗素子の数又はスイッチの数を増やして、抵抗回路Ｒｓが選択可能な抵抗値を増やしてもよい。これにより、電圧差Ｖｄが小さい場合、抵抗回路Ｒｓの抵抗値を適切に変更して、地絡の検出精度を向上させることができる。

また、ＣＰＵ１１は、高電圧電源系に含まれるバッテリ２０とその他の電気機器との接続状態に応じて、変化前後における抵抗回路Ｒｓの抵抗値や変化幅を変更してもよい。例えば、ＣＰＵ１１は、電気機器が接続される数が多い場合には、少ない場合と比較して、変化前後における抵抗回路Ｒｓの抵抗値を小さくしてもよい。これにより、ノイズの影響を受けにくくなり、地絡判定が容易となる。

１０…地絡検出装置、１１…ＣＰＵ、１２…発振回路、２０…バッテリ、Ｃｓ…カップリングコンデンサ、Ｒｓ…抵抗回路。

Claims (5)

1. 車体とその車体に電気的に絶縁された直流電源（２０）との間の地絡を検出する地絡検出装置（１０）において、
   前記直流電源に接続され、直流成分を絶縁する絶縁部（Ｃｓ）と、
   前記直流電源とは反対側において前記絶縁部に接続され、抵抗の大きさを可変に構成された抵抗部（Ｒｓ）と、
   前記抵抗部に接続され、前記抵抗部に交流電圧を印加する発振部（１２）と、
   前記抵抗部における抵抗の大きさを変化させる抵抗制御部（１１）と、
   前記抵抗部における抵抗の大きさの変化前後において、前記発振部が前記抵抗部に交流電圧を印加した場合における前記絶縁部と前記抵抗部との接続点での電圧を取得し、取得した電圧の電圧差に基づき、前記地絡を検出する検出部（１１）を備えた地絡検出装置。
2. 前記抵抗制御部は、前記直流電源と電気機器（３１，３２，３３，３４）との間に設けられたスイッチ（ＳＷ１〜ＳＷ４）の開閉状態が維持された状態である場合、前記抵抗部における抵抗の大きさを変化させる請求項１に記載の地絡検出装置。
3. 前記電圧差を増幅する差動増幅回路（１３ｂ）を備え、前記差動増幅回路のゲインを変更可能に構成されている請求項１又は２に記載の地絡検出装置。
4. 前記発振部は、前記交流電圧のピーク値を変更可能に構成されている請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の地絡検出装置。
5. 前記抵抗部は、並列に接続された複数の抵抗素子（Ｒａ，Ｒｂ）と、前記抵抗素子に直列接続されるスイッチ素子（ＳＷ５）を有し、前記スイッチ素子の開閉状態を変更することにより、前記抵抗部の抵抗の大きさを変更可能に構成されている請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の地絡検出装置。

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