JP7020952B2

JP7020952B2 - 電源システム

Info

Publication number: JP7020952B2
Application number: JP2018023064A
Authority: JP
Inventors: 和彦山口
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2018-02-13
Filing date: 2018-02-13
Publication date: 2022-02-16
Anticipated expiration: 2038-02-13
Also published as: CN110154763B; CN110154763A; JP2019140817A

Description

本発明は、電源システムに関する。より詳しくは、直流の電源、負荷、正極及び負極線、並びに正極及び負極遮断スイッチを有する非接地回路を備える電動車両の電源システムに関する。

近年、動力発生源として電動機を備える電動輸送機器や、動力発生源として電動機と内燃機関とを備えるハイブリッド車両等の電動車両の開発が盛んである。このような電動車両の車体には、電動機に電気エネルギを供給するために高圧バッテリ、キャパシタ、燃料電池スタック等の電源が搭載される。また一般的には、このような電源と電動機等の負荷とを接続する電源回路は、車体の接地電位部から絶縁した非接地回路として車体に搭載する場合が多い。

特許文献１には、直流電源と、負荷と、これらを接続する正負の電力線と、これら電力線に設けられたコンタクタと、を備える非接地回路の地絡の有無を検知する地絡検知装置が示されている。この地絡検知装置は、電力線のうちコンタクタより電源側又は負荷側に接続された検知用信号発信器及び地絡信号検知回路を備えており、検知用信号発信器を用いて、これら電力線にコモンモードノイズである検出信号を重畳するとともに、地絡信号検知回路で検出した信号に基づいて地絡の有無を判定する。

ところで非接地回路には、上述のように電源と負荷とを接続又は遮断するコンタクタも含まれている。このため電動車両には、例えば特許文献２に示すように、このコンタクタが故障していないかどうかを判定するためのコンタクタの故障検知装置も搭載される。

特許文献２の故障検知装置では、電力線のうちコンタクタよりも負荷側に補機用蓄電器が接続される。このような故障検知装置では、負荷に含まれる平滑コンデンサが電源によって充電された状態でコンタクタをオフにすると、この平滑コンデンサに充電された電荷は補機用蓄電器に充電されるため、平滑コンデンサの電圧は徐々に低下する。この故障検知装置では、コンタクタをオフにした時における平滑コンデンサの電圧の低下を監視することにより、コンタクタが正常にオフにされたかどうか、すなわちコンタクタが故障していないかどうかを判定している。

特開２０１４－１７９７４号公報特開２００７－２９５６９９号公報

しかしながら特許文献２の故障検知装置では、電圧の時間変化によってコンタクタの故障の有無を判定しているため、判定に時間がかかってしまうおそれがある。

また特許文献２の故障検知装置のように負荷側の電圧の時間変化に基づく方法の他、非接地回路における電源の電圧から負荷の電圧を減算することによってコンタクタの両端子間の電圧を推定し、このコンタクタの端子間の電圧に基づいてコンタクタの故障の有無を判定することも考えられる。しかしながら、コンタクタの端子間電圧は、電源や負荷の電圧と比較して小さいため、これを精度良く推定するためには、電源及び負荷の電圧をそれぞれ精度高い電圧センサで検出する必要があり、コストが増加するおそれがある。

本発明は、速やかに非接地回路のコンタクタの故障の有無を判定できる電源システム、又は低コストで非接地回路の電源、負荷、及びコンタクタの端子間電圧を検出できる電源システムを提供することを目的とする。

（１）本発明の電源システムは、直流の電源と負荷とを接続する正極線及び負極線と、前記正極線及び前記負極線の少なくとも一方に設けられ、前記電源と前記負荷とを接続又は遮断する遮断スイッチと、を備え、正常時には前記正極及び負極線は接地電位部から電気的に絶縁された非接地回路と、前記遮断スイッチを制御するスイッチ制御部と、前記正極及び負極線のうち前記遮断スイッチよりも前記電源及び前記負荷の何れか一方側の入力接続部に接続され、前記入力接続部及び前記接地電位部に検知信号を印加する信号印加回路と、前記正極及び負極線のうち前記遮断スイッチよりも他方側の出力接続部に接続され、当該出力接続部の電圧に応じて変動する出力信号を生成する検出回路と、前記スイッチ制御部により前記遮断スイッチが接続状態に制御された状態で、前記検出回路で生成された出力信号に基づいて前記非接地回路の地絡の有無を判定する地絡判定部と、前記スイッチ制御部により前記遮断スイッチが遮断状態に制御された状態で、前記検出回路で生成された出力信号に基づいて前記遮断スイッチの故障の有無を判定するスイッチ故障判定部と、を備えることを特徴とする。

（２）この場合、電源システムは、前記正極及び負極線のうち前記遮断スイッチよりも前記電源側に接続され、当該前記正極線と前記負極線との間の電位差に応じた電源電圧検出信号を生成する電源電圧検出回路と、前記正極及び負極線のうち前記遮断スイッチよりも前記負荷側に接続され、当該正極線と前記負極線との間の電位差に応じた負荷電圧検出信号を生成する負荷電圧検出回路と、前記信号印加回路及び前記検出回路に接続され、前記信号印加回路及び前記検出回路から取得した信号に基づいて、前記遮断スイッチの前記電源側と前記負荷側との間の電位差に応じた接点間電圧検出信号を生成する接点間電圧検出回路と、をさらに備えることが好ましい。

（３）この場合、電源システムは、前記スイッチ制御部により前記遮断スイッチが接続状態に制御されている状態で、前記電源電圧検出信号、前記負荷電圧検出信号、及び前記接点間電圧検出信号に基づいて、前記電源電圧検出回路、前記負荷電圧検出回路、及び前記接点間電圧検出回路の故障の有無を判定する電圧検出機能故障判定部を備えることが好ましい。

（４）本発明の電源システムは、直流の電源と負荷とを接続する正極線及び負極線と、前記正極線及び前記負極線の少なくとも一方に設けられ、前記電源と前記負荷とを接続又は遮断する遮断スイッチと、を備え、正常時には前記正極及び負極線は接地電位部から電気的に絶縁された非接地回路と、前記遮断スイッチを制御するスイッチ制御部と、前記正極及び負極線のうち前記遮断スイッチよりも前記電源及び前記負荷の何れか一方側の入力接続部に接続され、前記入力接続部及び前記接地電位部に検知信号を印加する信号印加回路と、前記正極及び負極線のうち前記遮断スイッチよりも他方側の出力接続部に接続され、当該出力接続部の電圧に応じて変動する出力信号を生成する検出回路と、前記正極及び負極線のうち前記遮断スイッチよりも前記電源側に接続され、当該前記正極線と前記負極線との間の電位差に応じた電源電圧検出信号を生成する電源電圧検出回路と、前記正極及び負極線のうち前記遮断スイッチよりも前記負荷側に接続され、当該正極線と前記負極線との間の電位差に応じた負荷電圧検出信号を生成する負荷電圧検出回路と、前記信号印加回路及び前記検出回路に接続され、前記信号印加回路及び前記検出回路から取得した信号に基づいて、前記遮断スイッチの前記電源側と前記負荷側との間の電位差に応じた接点間電圧検出信号を生成する接点間電圧検出回路と、を備えることを特徴とする。

（１）本発明の電源システムは、電源と負荷とを接続する正極及び負極線に接続された信号印加回路及び検出回路と、遮断スイッチが接続状態に制御された状態で検出回路において生成された出力信号に基づいて地絡の有無を判定する地絡判定部と、を備える。これにより本発明では、非接地回路の地絡の有無を判定することができる。また本発明の電源システムは、信号印加回路及び検出回路を、正極及び負極線の少なくとも一方に対し遮断スイッチを挟むようにして接続した上で、遮断スイッチが遮断状態に制御された状態で検出回路において生成された出力信号に基づいて、遮断スイッチの故障の有無を判定するスイッチ故障判定部を備える。これにより本発明では、上記のように地絡の有無を判定しながら、さらに遮断スイッチの故障の有無を速やかに判定できる。また本発明の電源システムでは、遮断スイッチの故障の有無を判定するにあたり、地絡の有無を判定するための回路である検出回路を流用することにより、部品点数を少なくできるので、電源システムのコストの増加を抑制できる。

（２）本発明の電源システムは、正極及び負極線のうち遮断スイッチよりも電源側に接続され、これら正極線及び負極線の電位差に応じた電源電圧検出信号を生成する電源電圧検出回路と、正極及び負極線のうち遮断スイッチよりも負荷側に接続され、これら正極線及び負極線の電位差に応じた負荷電圧検出信号を生成する負荷電圧検出回路と、信号印加回路及び検出回路に接続され、これら信号印加回路及び検出回路から取得した信号に基づいて、遮断スイッチの電源側と負荷側との間の電位差に応じた接点間電圧検出信号を生成する接点間電圧検出回路と、を備える。従って本発明の電源システムによれば、地絡の有無及び遮断スイッチの故障の有無に加えて、電源の電圧、負荷の電圧、及び遮断スイッチの接点間の電圧をも検出することができる。

また本発明の電源システムでは、接点間電圧検出回路の接点間電圧検出信号を用いて遮断スイッチの接点間の電圧を検出することにより、例えば、スイッチ制御部では、遮断スイッチの接点間の電圧の変化を把握することもできる。ところで電圧の分解能を維持しながら電圧の検出レンジを広くしようとすると、その分だけスイッチ制御部におけるＡＤ変換や信号処理にかかる演算負荷が増加する。これに対し遮断スイッチの接点間の電圧は、電源の電圧や負荷の電圧と比較して小さいため、その分だけスイッチ制御部における電圧の検出レンジの幅を狭くできる。よって本発明の電源システムによれば、スイッチ制御部における演算負荷を抑制しながら、遮断スイッチの接点間の電圧を精度良く把握できる。

（３）本発明の電源システムでは、非接地回路において遮断スイッチが接続状態に制御されており、電源と遮断スイッチと負荷とで閉回路が形成されている場合、電源の電圧は、遮断スイッチの接点間の電圧と負荷の電圧とを合わせた電圧と等しくなる。そこで本発明の電源システムでは、これら３つの区間の電位差に応じた信号である電源電圧検出信号と負荷電圧検出信号と接点間電圧検出信号とを用いることにより、電源電圧検出回路、負荷電圧検出回路、及び接点間電圧検出回路が正常に機能しているかどうかを判定することができる。

（４）本発明の電源システムは、電源と負荷とを接続する正極及び負極線に接続された信号印加回路及び検出回路と、正極及び負極線のうち遮断スイッチよりも電源側に接続され、これら正極線及び負極線の電位差に応じた電源電圧検出信号を生成する電源電圧検出回路と、正極及び負極線のうち遮断スイッチよりも負荷側に接続され、これら正極線及び負極線の電位差に応じた負荷電圧検出信号を生成する負荷電圧検出回路と、信号印加回路及び検出回路に接続され、これら信号印加回路及び検出回路から取得した信号に基づいて、遮断スイッチの電源側と負荷側との間の電位差に応じた接点間電圧検出信号を生成する接点間電圧検出回路と、を備える。従って本発明の電源システムによれば、非接地回路における電源の電圧、負荷の電圧、及び遮断スイッチの接点間の電圧を検出することができる。

本発明の第１実施形態に係る電源システムの構成を示す図である。信号印加回路の正極反転アンプ及び負極反転アンプの構成を示す回路図である。信号入力回路の正極反転アンプ及び負極反転アンプの構成を示す回路図である。地絡検出回路の構成を示す回路図である。負荷電圧検出回路及び電源電圧検出回路の構成を示す回路図である。接点間電圧検出回路の構成を示す回路図である。非接地回路の起動シーケンスの具体的な手順を示すフローチャートである。非接地回路の終了シーケンスの具体的な手順を示すフローチャートである。地絡判定部による地絡検知処理の具体的な手順を示すフローチャートである。状態検出回路の実装例を模式的に示す図である。本発明の第２実施形態に係る電源システムの構成を示す図である。

＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態に係る電源システム１の構成を示す図である。電源システム１は、バッテリ駆動車両、ハイブリッド車両、及び燃料電池車両等である電動車両の車体Ｂに搭載される。

電源システム１は、非接地回路２と、非接地回路２に接続されこの非接地回路２の状態に応じた各種信号を生成する状態検出回路３と、これら非接地回路２及び状態検出回路３を制御する電子制御ユニット６（以下、「ＥＣＵ６」との略称を用いる）と、を備える。

非接地回路２は、高圧の直流を発生する電源２１と、車両負荷２２と、電源２１の正極と車両負荷２２の正極とを接続する正極高圧電力線２３ｐと、電源２１の負極と車両負荷２２の負極とを接続する負極高圧電力線２３ｎと、これら電力線２３ｐ，２３ｎに設けられ電源２１と車両負荷２２との間の電気的な導通を接続又は遮断する高圧遮断機２４と、を備える。

車両負荷２２は、車両の駆動輪に機械的に接続された三相交流モータである駆動モータ、電源２１で発生した直流の電圧を変換するコンバータ、コンバータから出力される直流を交流に変換し駆動モータに供給するインバータ、及び車両補機等によって構成される。

電源２１は、車両負荷２２に含まれる電動機の主たる電力供給源であり、数百Ｖ（例えば、３００Ｖ）の高圧の直流を発生する。以下では、電源２１として、電極間をリチウムイオンが移動することで充放電を行う複数のリチウムイオンセルを直列に接続して構成される組電池を用いた場合について説明するが、本発明はこれに限らない。電源２１には、酸化ガスである空気と燃料ガスである水素とが供給されると発電する複数の燃料電池セルを積層して構成される燃料電池スタックを用いてもよいし、キャパシタを用いてもよい。

高圧遮断機２４は、それぞれ正極高圧電力線２３ｐに設けられたメインコンタクタ２４ｍ、プリチャージコンタクタ２４ｐ、及びプリチャージ抵抗２４ｒと、負極高圧電力線２３ｎに設けられたサブコンタクタ２４ｓと、を備える。

これらメインコンタクタ２４ｍ、プリチャージコンタクタ２４ｐ、及びサブコンタクタ２４ｓは、ＥＣＵ６の後述のスイッチ制御部６６から送信される指令信号ＳＷｍ，ＳＷｐ，ＳＷｓに応じて開成又は閉成する電磁スイッチである。

サブコンタクタ２４ｓは負極高圧電力線２３ｎに設けられている。サブコンタクタ２４ｓは、開成すると電源２１の負極と車両負荷２２の負極との電気的な導通を遮断し、閉成すると電源２１の負極と車両負荷２２の負極の電気的な導通を接続する。

メインコンタクタ２４ｍは正極高圧電力線２３ｐに設けられている、メインコンタクタ２４ｍは、開成すると電源２１の正極と車両負荷２２の正極との電気的な導通を遮断し、閉成すると電源２１の正極と車両負荷２２の正極の電気的な導通を接続する。

プリチャージコンタクタ２４ｐとプリチャージ抵抗２４ｒは、正極高圧電力線２３ｐのうちメインコンタクタ２４ｍの電源２１側及び車両負荷２２側の両接点を接続し、このメインコンタクタ２４ｍを迂回するバイパス電力線に直列にして設けられている。プリチャージコンタクタ２４ｐは、開成すると電源２１の正極と車両負荷２２の正極との電気的な導通を遮断し、閉成すると電源２１の正極と車両負荷２２の正極とを、プリチャージ抵抗２４ｒを介して電気的に接続する。これらプリチャージコンタクタ２４ｐ及びプリチャージ抵抗２４ｒは、電源２１と車両負荷２２とを電気的に接続する際、車両負荷２２に含まれている平滑コンデンサ（図示せず）への突入電流を緩和するため、正極高圧電力線２３ｐに対しメインコンタクタ２４ｍと並列になるように接続されている。なおプリチャージ抵抗２４ｒは、例えば数１０Ω程度である。

以上のように構成された非接地回路２のうち、少なくとも電源２１と電力線２３ｐ，２３ｎと遮断機２４ｐ，２４ｎとは、この非接地回路２の正常時には車体Ｂに設けられている接地電位部Ｇから電気的に絶縁されるように車体Ｂに設けられている。しかしながら非接地回路２に何らかの異常が生じた場合には、非接地回路２と接地電位部Ｇとの絶縁が十分に確保されていない地絡が生じる場合がある。

状態検出回路３は、信号印加回路３１と、負荷電圧検出回路３９と、信号入力回路４１と、地絡検出回路４６と、電源電圧検出回路４８と、接点間電圧検出回路５０と、を備える。

信号印加回路３１は、正極反転アンプ３４と、この正極反転アンプ３４と正極高圧電力線２３ｐに設けられた入力接続部２５ｐとを接続する正極信号線３２と、負極反転アンプ３５と、この負極反転アンプ３５と負極高圧電力線２３ｎに設けられた入力接続部２５ｎとを接続する負極信号線３３と、非接地回路２の地絡の有無を判定するために用いられる検知用入力信号Ｓ＿ｉｎを発生する検知用信号発信器３６と、を備える。信号印加回路３１は、これらを用いることによって検知用入力信号Ｓ＿ｉｎをコモンモードノイズとして入力接続部２５ｐ，２５ｎ及び接地電位部Ｇに印加する。

信号印加回路３１が接続される入力接続部２５ｐ，２５ｎは、共に、電力線２３ｐ，２３ｎのうち高圧遮断機２４よりも電源２１側又は車両負荷２２側に設けられる。以下では、入力接続部２５ｐ，２５ｎを電力線２３ｐ，２３ｎのうち高圧遮断機２４よりも車両負荷２２側に設ける場合について説明するが、本発明はこれに限らない。入力接続部２５ｐ，２５ｎは、高圧遮断機２４よりも電源２１側に設けてもよい。

正極信号線３２は、正極反転アンプ３４と入力接続部２５ｐとを接続する信号線である。この正極信号線３２には、入力接続部２５ｐ側から正極反転アンプ３４側へ向かって順に、抵抗３２１と、正極中継回路３２２と、が設けられている。抵抗３２１は、プリチャージ抵抗２４ｒよりも高抵抗であって、例えば１００ｋΩ～数１００ｋΩ程度である。正極中継回路３２２は、例えば数ＭΩ～数１０ＭΩ程度の抵抗とコンデンサとを並列に接続して構成されるＲＣ並列回路である。これにより入力接続部２５ｐの電圧は、抵抗３２１と、正極中継回路３２２の抵抗と、正極反転アンプ３４の内部抵抗（後述の図２のフィードバック抵抗３４２）とに分圧され、正極反転アンプ３４に入力される。また後述の検知用信号発信器３６で発生した交流の検知用入力信号Ｓ＿ｉｎは、正極中継回路３２２のコンデンサを介して入力接続部２５ｐに印加される。

負極信号線３３は、負極反転アンプ３５と入力接続部２５ｎとを接続する信号線である。この負極信号線３３には、入力接続部２５ｎ側から負極反転アンプ３５側へ向かって順に、抵抗３３１と、負極中継回路３３２と、が設けられている。抵抗３３１は、上記抵抗３２１と同程度の高抵抗である。負極中継回路３３２は、上記正極中継回路３３２と同様のＲＣ並列回路である。これにより入力接続部２５ｎの電圧は、抵抗３３１と、負極中継回路３３２の抵抗と、負極反転アンプ３５の内部抵抗（後述の図２のフィードバック抵抗３５２）とに分圧され、負極反転アンプ３５に入力される。また検知用信号発信器３６で発生した検知用入力信号Ｓ＿ｉｎは、負極中継回路３３２のコンデンサを介して入力接続部２５ｎに印加される。

図２は、正極反転アンプ３４及び負極反転アンプ３５の構成を示す回路図である。なお、負極反転アンプ３５は、正極反転アンプ３４とほぼ同じ回路構成となっているため、この負極反転アンプ３５を構成する要素の符号は、図２において括弧書きで示す。

正極反転アンプ３４は、オペアンプ３４１と、このオペアンプ３４１の負入力端子と出力端子とを接続するフィードバック信号線に設けられたフィードバック抵抗３４２と、を組み合わせて構成される。オペアンプ３４１の負入力端子は、正極信号線３２が接続され、オペアンプ３４１の正入力端子は、検知用信号発信器３６及びオフセット電源３７を介して接地電位部Ｇに接続されている。

検知用信号発信器３６は、ＥＣＵ６の検知用周波数決定部６１において定められる検知用周波数ｆ＿ｃｋで振動する交流の検知用入力信号Ｓ＿ｉｎを発生する。検知用入力信号Ｓ＿ｉｎとしては、例えば矩形波や正弦波等が用いられる。またオフセット電源３７は、所定のオフセット電圧Ｖｏｆの直流電圧を発生する。これにより、オペアンプ３４１の正入力端子には、オフセット電圧Ｖｏｆを中心として電圧が周期的に変動する検知用入力信号Ｓ＿ｉｎが重畳される。

また負極反転アンプ３５は、図２において括弧書きで示すように、オペアンプ３５１と、フィードバック抵抗３５２と、を組み合わせて構成される。オペアンプ３５１の負入力端子は、負極信号線３３が接続され、オペアンプ３５１の正入力端子は、検知用信号発信器３６及びオフセット電源３７を介して接地電位部Ｇに接続されている。これにより、オペアンプ３５１の正入力端子には、オフセット電圧Ｖｏｆを中心として電圧が周期的に変動する検知用入力信号Ｓ＿ｉｎが重畳される。

図１に戻り、以上のような構成により信号印加回路３１では、検知用信号発信器３６で生成した検知用入力信号Ｓ＿ｉｎは、正極反転アンプ３４及び正極中継回路３２２を介して正極高圧電力線２３ｐの入力接続部２５ｐに印加され、負極反転アンプ３５及び負極中継回路３３２を介して負極高圧電力線２３ｎの入力接続部２５ｎに印加され、さらに接地電位部Ｇに印加される。

信号入力回路４１は、正極反転アンプ４４と、この正極反転アンプ４４と正極高圧電力線２３ｐに設けられた出力接続部２６ｐとを接続する正極信号線４２と、負極反転アンプ４５と、この負極反転アンプ４５と負極高圧電力線２３ｎに設けられた出力接続部２６ｎとを接続する負極信号線４３と、を備える。信号入力回路４１は、これらを用いることによって出力接続部２６ｐ，２６ｎの電圧に応じて変動する信号Ｖｐ２，Ｖｎ２を生成する。

出力接続部２６ｐ，２６ｎは、共に、電力線２３ｐ，２３ｎのうち高圧遮断機２４よりも電源２１側又は車両負荷２２側であって、入力接続部２５ｐ，２５ｎと反対側に設けられる。以下では、出力接続部２６ｐ，２６ｎを電力線２３ｐ，２３ｎのうち高圧遮断機２４よりも電源２１側に設ける場合について説明するが、本発明はこれに限らない。入力接続部２５ｐ，２５ｎを、高圧遮断機２４よりも電源２１側に設ける場合、出力接続部２６ｐ，２６ｎは、高圧遮断機２４よりも車両負荷２２側に設けられる。

正極信号線４２は、正極反転アンプ４４と出力接続部２６ｐとを接続する信号線である。この正極信号線４２には、抵抗４２１が設けられている。負極信号線４３は、負極反転アンプ４５と出力接続部２６ｎとを接続する信号線である。この負極信号線４３には、抵抗４３１が設けられている。また、これら抵抗４２１，４３１は、上記抵抗３２１と同程度の高抵抗である。これにより出力接続部２６ｐの電圧は、抵抗４２１と、正極反転アンプ４４の内部抵抗（後述の図３のフィードバック抵抗４４１）とに分圧され、正極反転アンプ４４に入力される。また出力接続部２６ｎの電圧は、抵抗４３１と、負極反転アンプ４５の内部抵抗（後述の図３のフィードバック抵抗４５１）とに分圧され、負極反転アンプ４５に入力される。

図３は、正極反転アンプ４４及び負極反転アンプ４５の構成を示す回路図である。なお、負極反転アンプ４５は、正極反転アンプ４４とほぼ同じ回路構成となっているため、この負極反転アンプ４５を構成する要素の符号は、図３において括弧書きで示す。

正極反転アンプ４４は、オペアンプ４４１と、このオペアンプ４４１の負入力端子と出力端子とを接続するフィードバック信号線に設けられたフィードバック抵抗４４２と、を組み合わせて構成される。オペアンプ４４１の負入力端子は、正極信号線４２が接続され、オペアンプ４４１の正入力端子は、オフセット電源３７を介して接地電位部Ｇに接続されている。

また負極反転アンプ４５は、図３において括弧書きで示すように、オペアンプ４５１と、フィードバック抵抗４５２と、を組み合わせて構成される。オペアンプ４５１の負入力端子は、負極信号線４３が接続され、オペアンプ４５１の正入力端子は、オフセット電源３７を介して接地電位部Ｇに接続されている。

図１に戻り、地絡検出回路４６は、信号入力回路４１を介して高圧電力線２３ｐ，２３ｎの出力接続部２６ｐ，２６ｎに接続されており、これら出力接続部２６ｐ，２６ｎの電圧に応じて変動する信号である地絡検知信号Ｓ＿ｏｕｔを出力する。より具体的には、地絡検出回路４６は、図４に示すような回路構成を用いて信号入力回路４１の正極反転アンプ４４の出力電圧Ｖｐ２と負極反転アンプ４５の出力電圧Ｖｎ２とを加算することに、地絡の有無を判定するために用いられる地絡検知信号Ｓ＿ｏｕｔを出力する。

図４は、地絡検出回路４６の構成を示す回路図である。地絡検出回路４６は、オペアンプ４６１と、このオペアンプ４６１の負入力端子と出力端子とを接続するフィードバック回路４６２と、正極反転アンプ４４の出力端子と負極反転アンプ４５の出力端子とを接続する第１信号線４６４と、この第１信号線４６４とオペアンプ４６１の負入力端子とを接続する第２信号線４６５と、を組み合わせて構成される。

オペアンプ４６１の正入力端子は、オフセット電源３７を介して接地電位部Ｇに接続されている。これによりオペアンプ４６１の正入力端子には、オフセット電圧Ｖｏｆが入力される。

第１信号線４６４には、正極反転アンプ４４の出力端子側から負極反転アンプ４５の出力端子側に向かって順に抵抗４６６，４６７が設けられている。また第２信号線４６５は、第１信号線４６４のうち抵抗４６６及び抵抗４６７の間と、オペアンプ４６１の負入力端子とを接続する。この第２信号線４６５には、抵抗４６８が設けられている。これによりオペアンプ４６１の負入力端子には、出力接続部２６ｐ，２６ｎの電圧に応じて変動する正極反転アンプ４４の出力電圧Ｖｐ２と負極反転アンプ４５の出力電圧Ｖｎ２とを加算した電圧が入力される。

フィードバック回路４６２は、地絡検知回路４６にバンドパスフィルタ機能が付与されるように、抵抗４６２ｒとコンデンサ４６２ｃとを並列にして組み合わせられたＲＣ並列回路が用いられる。

以上のような構成により、地絡検出回路４６では、正極高圧電力線２３ｐの出力接続部２６ｐに重畳した信号と負極高圧電力線２３ｎの出力接続部２６ｎに重畳した信号とが加算された成分のみがコンデンサ４６２ｃを介してオペアンプ４６１に入力され、この成分のうちバンドパスフィルタの通過周波数帯域（例えば、設計値ｆ１～ｆ２［Ｈｚ］）内の信号のみが、地絡検知信号Ｓ＿ｏｕｔとしてオペアンプ４６１から出力される。

図１に戻り、負荷電圧検出回路３９は、信号印加回路３１を介して高圧電力線２３ｐ，２３ｎの入力接続部２５ｐ，２５ｎに接続されており、これら入力接続部２５ｐ，２５ｎの間の電位差、すなわち非接地回路２のうち車両負荷２２の正負極両端の電圧に応じた負荷電圧検出信号Ｖｐｎを生成する。より具体的には、負荷電圧検出回路３９は、図５に示すような回路構成を用いて信号印加回路３１の正極反転アンプ３４の出力電圧Ｖｐ１と負極反転アンプ３５の出力電圧Ｖｎ１との差を求めることにより、上述のような負荷電圧検出信号Ｖｐｎを生成する。なお、入力接続部２５ｐ，２５ｎと出力接続部２６ｐ，２６ｎとの位置を入れ替える場合、すなわち図１における信号入力回路４１を高圧遮断機２４よりも車両負荷２２側に接続する場合、この負荷電圧検出回路３９は、この信号入力回路４１を介して高圧電力線２３ｐ，２３ｎに接続される。

図５は、負荷電圧検出回路３９及び後述の電源電圧検出回路４８の構成を示す回路図である。なお、電源電圧検出回路４８は、負荷電圧検出回路３９とほぼ同じ回路構成となっているため、この電源電圧検出回路４８を構成する要素の符号は、図５において括弧書きで示す。

負荷電圧検出回路３９は、オペアンプ３９１と、このオペアンプの負入力端子と出力端子とを接続するフィードバック信号線に設けられた抵抗３９２と、オペアンプ３９１の負入力端子と負極反転アンプ３５とを接続する第１信号線３９３と、オペアンプ３９１の正入力端子と正極反転アンプ３４とを接続する第２信号線３９４と、を備える。第１信号線３９３及び第２信号線３９４には、それぞれ抵抗３９５及び抵抗３９６が設けられている。またオペアンプ３９１の正入力端子は、抵抗３９７を介して接地電位部Ｇに接続されている。これによりオペアンプ３９１の負入力端子には、負極反転アンプ３５の出力電圧Ｖｎ１が抵抗３９５を介して入力され、オペアンプ３９１の正入力端子には、正極反転アンプ３４の出力電圧Ｖｐ１が抵抗３９６を介して入力される。

以上のような構成により、負荷電圧検出回路３９では、正極反転アンプ３４の出力電圧Ｖｐ１と負極反転アンプ３５の出力電圧Ｖｎ１との差分に応じた負荷電圧検出信号Ｖｐｎがオペアンプ３９１から出力される。

図１に戻り、電源電圧検出回路４８は、信号入力回路４１を介して高圧電力線２３ｐ，２３ｎの出力接続部２６ｐ，２６ｎに接続されており、これら出力接続部２６ｐ，２６ｎの間の電位差、すなわち非接地回路２のうち電源２１の正負極両端の電圧に応じた電源電圧検出信号Ｖｂａｔを生成する。より具体的には、電源電圧検出回路４８は、図５に示すような回路構成を用いて信号入力回路４１の正極反転アンプ４４の出力電圧Ｖｐ２と負極反転アンプ４５の出力電圧Ｖｎ２との差を求めることにより、上述のような電源電圧検出信号Ｖｂａｔを生成する。なお、入力接続部２５ｐ，２５ｎと出力接続部２６ｐ，２６ｎとの位置を入れ替える場合、すなわち図１における信号印加回路３１を高圧遮断機２４よりも電源２１側に接続する場合、この電源電圧検出回路４８は、この信号印加回路３１を介して高圧電力線２３ｐ，２３ｎに接続される。

図５に示すように、電源電圧検出回路４８は、オペアンプ４８１と、このオペアンプの負入力端子と出力端子とを接続するフィードバック信号線に設けられた抵抗４８２と、オペアンプ４８１の負入力端子と負極反転アンプ４５とを接続する第１信号線４８３と、オペアンプ４８１の正入力端子と正極反転アンプ４４とを接続する第２信号線４８４と、を備える。第１信号線４８３及び第２信号線４８４には、それぞれ抵抗４８５及び抵抗４８６が設けられている。またオペアンプ４８１の正入力端子は、抵抗４８７を介して接地電位部Ｇに接続されている。これによりオペアンプ４８１の負入力端子には、負極反転アンプ４５の出力電圧Ｖｎ２が抵抗４８５を介して入力され、オペアンプ４８１の正入力端子には、正極反転アンプ４４の出力電圧Ｖｐ２が抵抗４８６を介して入力される。

以上のような構成により、電源電圧検出回路４８では、正極反転アンプ４４の出力電圧Ｖｐ２と負極反転アンプ４５の出力電圧Ｖｎ２との差分に応じた電源電圧検出信号Ｖｂａｔがオペアンプ４８１から出力される。

図１に戻り、接点間電圧検出回路５０は、信号印加回路３１及び信号入力回路４１に接続されている。すなわち、接点間電圧検出回路５０は、信号印加回路３１及び信号入力回路４１を介することによって、高圧遮断機２４をまたぐようにして正極高圧電力線２３ｐの入力接続部２５ｐ及び出力接続部２６ｐに接続されえいる。接点間電圧検出回路５０は、これら信号印加回路３１及び信号入力回路４１から取得した信号に基づいて、メインコンタクタ２４ｍの電源２１側と車両負荷２２側の接点間の電位差又はプリチャージコンタクタ２４ｐ及びプリチャージ抵抗２４ｒの直列回路の電源２１側と車両負荷２２側の端子間の電位差（以下、これらをまとめて「正極側のコンタクタの接点間電圧」ともいう）に応じた接点間電圧検出信号Ｖｃｏｎを生成する。より具体的には、接点間電圧検出回路５０は、図６に示すような回路構成を用いて信号印加回路３１の正極反転アンプ３４の出力電圧Ｖｐ１と信号入力回路４１の正極反転アンプ４４の出力電圧Ｖｐ２との差を求めることにより、上述のような接点間電圧検出信号Ｖｃｏｎを生成する。

図６は、接点間電圧検出回路５０の構成を示す回路図である。接点間電圧検出回路５０は、オペアンプ５０１と、このオペアンプの負入力端子と出力端子とを接続するフィードバック信号線に設けられた抵抗５０２と、オペアンプ５０１の負入力端子と信号印加回路３１の正極反転アンプ３４の出力端子とを接続する第１信号線５０３と、オペアンプ５０１の正入力端子と信号入力回路４１の正極反転アンプ４４の出力端子とを接続する第２信号線５０４と、を備える。第１信号線５０３及び第２信号線５０４には、それぞれ抵抗５０５及び抵抗５０６が設けられている。またオペアンプ５０１の正入力端子は、抵抗５０７を介して接地電位部Ｇに接続されている。これによりオペアンプ５０１の負入力端子には、正極反転アンプ３４の出力電圧Ｖｐ１が抵抗５０５を介して入力され、オペアンプ５０１の正入力端子には、正極反転アンプ４４の出力電圧Ｖｐ２が抵抗５０６を介して入力される。

以上のような構成により、接点間電圧検出回路５０では、正極反転アンプ３４の出力電圧Ｖｐ１と正極反転アンプ４４の出力電圧Ｖｐ２との差分に応じた接点間電圧検出信号Ｖｃｏｎがオペアンプ５０１から出力される。

なお本実施形態では、接点間電圧検出回路５０を、信号印加回路３１の正極反転アンプ３４と信号入力回路４１の正極反転アンプ４４とに接続することにより、接点間電圧検出回路５０では、正極側のコンタクタの接点間電圧に応じた接点間電圧検出信号Ｖｃｏｎを生成する場合について説明したが、本発明はこれに限らない。非接地回路２において、プリチャージコンタクタ２４ｐ及びプリチャージ抵抗２４ｒを、負極高圧電力線２３ｎに設ける場合、接点間電圧検出回路は、信号線印加回路３１の負極反転アンプ３５と信号入力回路４１の負極反転アンプ４５とに接続することが好ましい。このように接続することにより接点間電圧回路では、負極側のコンタクタの接点間電圧に応じた接点間電圧検出信号を生成することができる。

ＥＣＵ６は、状態検出回路３から送信される各種信号をＡ／Ｄ変換するＩ／Ｏインターフェース、各種演算処理を実行するＣＰＵ、この演算処理の下で決定した態様で状態検出回路３や非接地回路２の各種デバイスを駆動する駆動回路、及び各種データを記憶するＲＡＭやＲＯＭ等で構成されるマイクロコンピュータである。

ＥＣＵ６には、以上のようなハードウェア構成によって各々の機能が実現される制御モジュールとして、検知用周波数決定部６１と、地絡判定部６３と、溶着判定部６４と、電圧検出機能故障判定部６５と、コンタクタ制御部６６と、が構成されている。

検知用周波数決定部６１は、地絡判定部６３において非接地回路２の地絡の有無を判定する際に、検知用信号発信器３６で発生する検知用入力信号Ｓ＿ｉｎの最適な周波数を決定する。より具体的には、検知用周波数決定部６１は、コンタクタ制御部６６によりメインコンタクタ２４ｍ（又はプリチャージコンタクタ２４ｐ）及びサブコンタクタ２４ｓが閉成されている状態で、地絡検出回路４６のバンドパスフィルタの通過周波数帯域の設計値ｆ１～ｆ２［Ｈｚ］の範囲内で検知用入力信号Ｓ＿ｉｎの周波数を掃引するとともに、この際に、地絡検出回路４６の地絡検知信号Ｓ＿ｏｕｔが最大となるような周波数を探索する。検知用周波数決定部６１は、この探索によって得られた周波数を、検知用周波数ｆ＿ｃｋとして決定する。これにより、地絡検出回路４６のバンドパスフィルタによる検知用入力信号Ｓ＿ｉｎ以外のノイズの除去効果を高めることができ、ひいては地絡の有無の判定精度を向上できる。

なお本実施形態では、上記のような検知用周波数決定部６１を用いることにより、その都度、検知用周波数ｆ＿ｃｋを決定する場合について説明するが、本発明はこれに限らない。検知用周波数ｆ＿ｃｋは、バンドパスフィルタの通過周波数帯域の設計値ｆ１～ｆ２［Ｈｚ］の範囲内において、予め定められた値としてもよい。

地絡判定部６３は、コンタクタ制御部６６によりメインコンタクタ２４ｍ（又はプリチャージコンタクタ２４ｐ）及びサブコンタクタ２４ｓが閉成されている状態で、信号印加回路３１を用いて検知用周波数ｆ＿ｃｋで振動する検知用入力信号Ｓ＿ｉｎを高圧電力線２３ｐ，２３ｎ及び接地電位部Ｇに重畳するとともに、この際に地絡検出回路４６によって生成される地絡検知信号Ｓ＿ｏｕｔと、予め設定された地絡参照電圧Ｖａとを比較することによって、非接地回路２の地絡の有無を判定する。なお本実施形態では、地絡判定部６３において非接地回路２の地絡の有無を判定する際に、地絡検知信号Ｓ＿ｏｕｔに対して設定される閾値である地絡参照電圧Ｖａは、予め設定する場合について説明するが、本発明はこれに限らない。この地絡参照電圧Ｖａは、例えば本願出願人による特開２０１４－１７９７４号公報に記載されている手順に従って、その都度設定してもよい。

上述のように信号印加回路３１は、検知用信号発信器３６で発生した検知用入力信号Ｓ＿ｉｎを、コモンモードノイズとして、高圧電力線２３ｐ，２３ｎ及び接地電位部Ｇに印加する。このため、正常であれば接地電位部Ｇから絶縁されているべき正極高圧電力線２３ｐ又は負極高圧電力線２３ｎに地絡が生じている場合、検知用入力信号Ｓ＿ｉｎは、抵抗３２１と地絡抵抗とで分圧した振幅で又は抵抗３３１と地絡抵抗とで分圧した振幅で、信号入力回路４１に戻る。このため地絡が生じると、合算した後に得られる地絡検出回路４６の地絡検知信号Ｓ＿ｏｕｔのレベルは、地絡が生じていない場合のレベルよりも低下する。そこで地絡判定部６３では、地絡検知信号Ｓ＿ｏｕｔと地絡参照電圧Ｖａとのレベルを比較し、地絡検知信号Ｓ＿ｏｕｔのレベルが地絡参照電圧Ｖａ以下である場合には、非接地回路２において地絡が発生していると判定し、地絡検知信号Ｓ＿ｏｕｔのレベルが地絡参照電圧Ｖａより高い場合には、非接地回路２において地絡は発生していないと判定する。

溶着判定部６４は、コンタクタ制御部６６によりメインコンタクタ２４ｍ、プリチャージコンタクタ２４ｐ、及びサブコンタクタ２４ｓが開成されており、かつ、地絡判定部６３において非接地回路２に地絡は発生していないと判定されている状態で、信号印加回路３１を用いて検知用入力信号Ｓ＿ｉｎを高圧電力線２３ｐ，２３ｎ及び接地電位部Ｇに印加するとともに、この際の地絡検出回路４６において生成される地絡検知信号Ｓ＿ｏｕｔを参照することにより、上記コンタクタ２４ｍ，２４ｐ，２４ｓが溶着していないか否かを判定する。

上述のように信号印加回路３１は高圧遮断機２４よりも車両負荷２２側に接続され、地絡検出回路４６は高圧遮断機２４よりも電源２１側に接続されている。このため、地絡が生じておらずかつコンタクタ２４ｍ，２４ｐ，２４ｓが何れもコンタクタ制御部６６からの指令信号に応じて適切に開成されている場合、信号印加回路３１から印加した検知用入力信号Ｓ＿ｉｎは、高圧電力線２３ｐ，２３ｎのうち高圧遮断機２４よりも電源２１側へは伝達しない。そこで溶着判定部６４は、上記のような手順で検知用入力信号Ｓ＿ｉｎを印加したときに、地絡検知信号Ｓ＿ｏｕｔのレベルが予め定められた変動幅を超えて大きく変動した場合には、コンタクタ２４ｍ，２４ｐ，２４ｓの何れかが溶着していると判定し、地絡検知信号Ｓ＿ｏｕｔのレベルが上記変動幅の範囲内で変動した場合には、コンタクタ２４ｍ，２４ｐ，２４ｓは何れも溶着していないと判定する。

なお本実施形態では、溶着判定部６４は、以上のように地絡検知信号Ｓ＿ｏｕｔを用いて溶着の有無を判定する場合について説明するが、本発明はこれに限らない。溶着判定部６４では、さらに電源電圧検出回路４８の出力電圧Ｖｂａｔ及び負荷電圧検出回路３９の出力電圧Ｖｐｎを用いて溶着の有無を判定してもよい。より具体的には、溶着判定部６４は、上記のように地絡検知信号Ｓ＿ｏｕｔのレベルが変動幅の範囲内で変動していると判定した場合には、さらに電源電圧検出回路４８の出力電圧Ｖｂａｔが負荷電圧検出回路３９の出力電圧Ｖｐｎよりも高いか否かを判定し（Ｖｂａｔ＞Ｖｐｎ）、電圧Ｖｂａｔが電圧Ｖｐｎより高い場合に、これらコンタクタ２４ｍ，２４ｐ，２４ｓは何れも溶着していないと判定してもよい。

電圧検出機能故障判定部６５は、状態検出回路３のうち、非接地回路２内における電圧の検出に係る回路、すなわち負荷電圧検出回路３９、電源電圧検出回路４８、及び接点間電圧検出回路５０の故障の有無を判定する。より具体的には、電圧検出機能故障判定部６５は、コンタクタ制御部６６によりプリチャージコンタクタ２４ｐとサブコンタクタ２４ｓとが閉成され、さらにメインコンタクタ２４ｍが開成され、地絡検知信号Ｓ＿ｉｎが停止している状態で、負荷電圧検出回路３９の出力電圧Ｖｐｎ、電源電圧検出回路４８の出力電圧Ｖｂａｔ、及び接点間電圧検出回路５０の出力電圧Ｖｃｏｎに基づいて、状態検出回路３の電圧検出機能に故障が生じていないか否かを判定する。

上記のようにプリチャージコンタクタ２４ｐ及びサブコンタクタ２４ｓが閉成されており、非接地回路２に閉回路が形成されている場合、電源２１の電圧に応じた出力電圧Ｖｂａｔは、正極側のコンタクタの接点間電圧に応じた出力電圧Ｖｃｏｎと車両負荷２２の電圧に応じた出力電圧Ｖｐｎとの和とほぼ等しい。そこで電圧検出機能故障判定部６５では、出力電圧Ｖｂａｔから出力電圧Ｖｃｏｎ及び出力電圧Ｖｐｎを減算して得られる値の絶対値が、０よりも僅かに大きな値に定められ故障判定閾値以下である場合には、状態検出回路３の電圧検出機能に故障が生じていないと判定し、上記絶対値が上記故障判定閾値より大きい場合には、状態検出回路３の電圧検出機能に故障が生じていると判定する（｜Ｖｂａｔ－Ｖｃｏｎ－Ｖｐｎ｜≦故障判定閾値）。

また電圧検出機能故障判定部６５では、電源電圧検出回路４８の出力電圧Ｖｂａｔの妥当性を、この電圧Ｖｂａｔと電源２１の総電圧（すなわち、電源２１に接続されたセル電圧センサの検出値の積算値）とを比較することによって判断してもよい。すなわち、電圧検出機能故障判定部６５では、電圧Ｖｂａｔと電源２１の総電圧とが略等しい場合には、状態検出回路３の電圧検出機能に故障が生じていないと判定し、電圧Ｖｂａｔと電源２１の総電圧とが略等しくない場合には、状態検出回路３の電圧検出機能に故障が生じていると判定してもよい。

コンタクタ制御部６６は、必要に応じて指令信号ＳＷｍ，ＳＷｐ，ＳＷｓをコンタクタ２４ｍ，２４ｐ，２４ｓへ送信することにより、これら３つのコンタクタ２４ｍ，２４ｐ，２４ｓの開閉制御を実行する。

図７は、非接地回路２の起動シーケンス、すなわち、電動車両が起動されてからメインコンタクタ２４ｍ及びサブコンタクタ２４ｓを閉成し、非接地回路２を電源２１から車両負荷２２への電力の供給が可能な状態にするまでの具体的な手順を示すフローチャートである。図７に示す処理は、利用者により電動車両を起動するためのスタートスイッチ（図示せず）が操作されたことをＥＣＵ６で検出したことに応じて、ＥＣＵ６で実行される。なお図７の起動シーケンスを開始する時点では、コンタクタ２４ｍ，２４ｐ，２４ｓは何れも開成した状態である。また以下の起動シーケンスの実行中は、Ｓ８における地絡検知処理の実行中を除き、地絡検知信号Ｓ＿ｉｎは停止する。

Ｓ１では、コンタクタ制御部６６は、指令信号ＳＷｐを送信し、プリチャージコンタクタ２４ｐのみを閉成させる。なお、メインコンタクタ２４ｍ及びサブコンタクタ２４ｓは何れも開成した状態を維持する。

Ｓ２では、ＥＣＵ６は、接点間電圧検出回路５０の出力電圧Ｖｃｏｎのキャリブレーションを実行する。上記のように、プリチャージコンタクタ２４ｐのみを閉成した状態では、プリチャージ抵抗２４ｒを電流が流れないため、正極側のコンタクタの接点間電圧は、０Ｖとなる。そこでＥＣＵ６は、プリチャージコンタクタ２４ｐのみを閉成した状態で、接点間電圧検出回路５０の出力電圧Ｖｃｏｎを読み取り、これを正極側のコンタクタの接点間電圧の０Ｖと定義する。なお、これ以降の処理において参照される出力電圧Ｖｃｏｎは、Ｓ２におけるキャリブレーションの結果が反映されているものとする。なおこのＳ２における出力電圧Ｖｃｏｎのキャリブレーションは、必ずしも起動毎に実行する必要はない。すなわち、出力電圧Ｖｃｏｎの精度が何らかの手段によって確保されている場合には、Ｓ２のキャリブレーションは実行しなくてもよい。

Ｓ３では、コンタクタ制御部６６は、プリチャージコンタクタ２４ｐを閉成したまま、指令信号ＳＷｓを送信し、サブコンタクタ２４ｓを閉成する。これにより、プリチャージ抵抗２４ｒ及び車両負荷２２には、電源２１から供給される電流が流れ始める。

Ｓ４では、電圧検出機能故障判定部６５は、電源電圧検出回路４８の出力電圧Ｖｂａｔ、負荷電圧検出回路３９の出力電圧Ｖｐｎ、及び接点間電圧検出回路５０の出力電圧Ｖｃｏｎを読み取る。

Ｓ５では、電圧検出機能故障判定部６５は、Ｓ４で取得した出力電圧Ｖｂａｔ，Ｖｐｎ，Ｖｃｏｎに基づいて、状態検出回路３の電圧検出機能が正常であるか否かを判定する。より具体的には、電圧検出機能故障判定部６５は、出力電圧Ｖｂａｔから出力電圧Ｖｂａｔ及び出力電圧Ｖｃｏｎを減算して得られる値の絶対値が、故障判定閾値以下であるか否かを判定することにより、電圧検出機能が正常であるか否かを判定する。Ｓ５の判定において、正常でないと判定された場合には、電圧検出機能故障判定部６５は、図示しない警告灯を点灯したり、図示しないスピーカから異常を報知するための音声を出力させたりすることにより、電圧検出機能に異常が生じていることを利用者に報知する（Ｓ６参照）。また、Ｓ５の判定において電圧検出機能に異常が生じていないと判定された場合には、Ｓ７の処理に移る。

Ｓ７では、コンタクタ制御部６６は、所定のタイミングで、指令信号ＳＷｍを送信し、メインコンタクタ２４ｍを閉成させた後、指令信号ＳＷｐを送信し、プリチャージコンタクタ２４ｐを開成させた後、図７の処理を終了する。Ｓ３においてプリチャージコンタクタ２４ｐとサブコンタクタ２４ｓとを閉成すると、車両負荷２２に含まれる平滑コンデンサが充電されるため、車両負荷２２の電圧が上昇し、プリチャージ抵抗２４ｒを流れる電流が減少し、正極側のコンタクタの接点間電圧も低下する。そこでコンタクタ制御部６６は、接点間電圧検出回路５０の出力電圧Ｖｃｏｎを読み取り、この出力電圧Ｖｃｏｎが所定の許可閾値より高い場合にはメインコンタクタ２４ｍを開成した状態で維持し、出力電圧Ｖｃｏｎが上記許可閾値以下になったタイミングでメインコンタクタ２４ｍを閉成させる。ここで許可閾値は、上記のようなタイミングでメインコンタクタ２４ｍを閉成させたときに、メインコンタクタ２４ｍが溶着しないような値に定められる。

Ｓ８では、地絡判定部６３は、非接地回路２における地絡の有無を判定する地絡検知処理を実行する。なお、この地絡検知処理の具体的な手順については、後に図９を参照して説明する。

図８は、非接地回路２の終了シーケンス、すなわち、図７の起動シーケンスが行われた後、非接地回路２を電源２１から車両負荷２２への電力の供給が不可能な状態にするまでの具体的な手順を示すフローチャートである。図８に示す処理は、利用者により電動車両を停止するためのストップスイッチ（図示せず）が操作されたことをＥＣＵ６で検出したことに応じて、ＥＣＵ６で実行される。なお図８の終了シーケンスを開始する時点では、コンタクタ２４ｍ，２４ｓは閉成した状態であり、コンタクタ２４ｐは開成した状態である。

Ｓ１１では、地絡判定部６３は、非接地回路２における地絡の有無を判定する地絡検知処理を実行する。なお、この地絡検知処理の具体的な手順については、後に図９を参照して説明する。

Ｓ１２では、コンタクタ制御部６６は、指令信号ＳＷｐ，ＳＷｓを送信し、プリチャージコンタクタ２４ｐ及びサブコンタクタ２４ｓの両方を開成させる。これにより、コンタクタが溶着していなければ、高圧遮断機２４に含まれるコンタクタ２４ｐ，２４ｓ，２４ｍは、何れも開成した状態となる。

Ｓ１３では、溶着判定部６４は、コンタクタ２４ｍ，２４ｐ，２４ｓが何れも溶着していないか否かを判定する。Ｓ１３の判定においてコンタクタ２４ｍ，２４ｐ，２４ｓの何れかが溶着していると判定した場合には、溶着判定部６４は、図示しない警告灯を点灯したり、図示しないスピーカから異常を報知するための音声を出力させたりすることにより、地絡が生じていることを利用者に報知する（Ｓ１４参照）。また、Ｓ１３の判定においてコンタクタ２４ｍ，２４ｐ，２４ｓが何れも溶着していないと判定された場合には、図８の終了シーケンスを終了する。

図９は、地絡判定部６３による地絡検知処理の具体的な手順を示すフローチャートである。図９の地絡検知処理は、起動シーケンスの実行中（図７のＳ８参照）及び終了シーケンスの実行中（図８のＳ１１参照）の他、電動車両の走行中に所定の制御周期で繰り返し実行してもよい。なお図９の地絡検知処理を開始する時点では、コンタクタ２４ｍ，２４ｐ，２４ｓは何れも閉成した状態である。

Ｓ２１では、地絡判定部６３は、非接地回路２において地絡が生じているか否かを判定する。このＳ２１では、地絡判定部６３は、信号印加回路３１を用いて検知用周波数ｆ＿ｃｋで振動する検知用入力信号Ｓ＿ｉｎを高圧電力線２３ｐ，２３ｎ及び接地電位部Ｇに印加するとともに、この際に地絡検出回路４６によって生成される地絡検知信号Ｓ＿ｏｕｔと地絡参照電圧Ｖａとを比較することによって、地絡の有無を判定する。Ｓ２１の判定において地絡が生じていると判定された場合には、地絡判定部６３は、図示しない警告灯を点灯したり、図示しないスピーカから異常を報知するための音声を出力させたりすることにより、地絡が生じていることを利用者に報知する（Ｓ２２参照）。また、Ｓ２１の判定において地絡が生じていないと判定された場合には、図９の地絡検知処理を終了する。

次に、図１０を参照して以上のような電源システム１の状態検出回路３を電動車両に実装する場合の好ましい例について説明する。
図１０は、状態検出回路３の実装例を模式的に示す図である。電源２１には、これを構成する各セルの電圧を検出するセル電圧センサユニット７が接続されている。セル電圧センサユニット７は、各セルの電圧を監視する複数の電源監視ＩＣ７１と、これら電源監視ＩＣ７１との間でセル電圧に関する通信を行う通信ＩＣ７２と、これら電源監視ＩＣ７１及び通信ＩＣ７２の間に設けられた複数の絶縁デバイス７３（例えば、パルストランス）と、これら電源監視ＩＣ７１と通信ＩＣ７２とを接続する通信線７４，７５と、を備える。

また状態検出回路３を実装する際には、図１０に示すように、状態検出回路３は、セル電圧センサユニット７の通信線７４，７５の一部を利用して電源２１に接続される。より具体的には、図１に示す状態検出回路３の抵抗４２１は、図１０に示すように２つの抵抗４２１ａ，４２１ｂに分割し、一方の抵抗４２１ａを通信線７４のうち通信ＩＣ７２側に接続し、他方の抵抗４２１ｂを通信線７４のうち絶縁デバイス７３側と正極高圧電力線２３ｐとの間に接続する。また図１に示す状態検出回路３の抵抗４３１は、図１０に示すように２つの抵抗４３１ａ，４３１ｂに分割し、一方の抵抗４３１ａを通信線７５のうち通信ＩＣ７２側に接続し、他方の抵抗４３１ｂを通信線７５のうち絶縁デバイス７３側と負極高圧電力線２３ｎとの間に接続する。これにより、セル電圧センサユニット７の通信線７４，７５の一部を流用して状態検出回路３を実装できる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１１は、本実施形態に係る電源システム１Ａの構成を示す図である。上記第１実施形態では、車両負荷２２には、１つの電源２１が接続されている場合について説明した。これに対し本実施形態に係る電源システム１Ａは、複数（図１１の例では、３つ）の電源を備える点において、第１実施形態に係る電源システム１と異なる。なお以下の説明において、第１実施形態に係る電源システム１と同じ構成については、同じ符号を付し、その説明を省略する。

電源システム１Ａは、非接地回路２Ａと、状態検出回路３Ａと、ＥＣＵ６Ａと、を備える。

非接地回路２Ａは、それぞれ高圧の直流を発生する第１電源２１１、第２電源２１２、及び第３電源２１３と、車両負荷２２と、第１電源２１１の両極と車両負荷２２の両極とを接続する第１高圧電力線２３１ｐ，２３１ｎと、これら第１高圧電力線２３１ｐ，２３１ｎに設けられた第１高圧遮断機２４１と、第２電源２１２の両極と第１高圧電力線２３１ｐ，２３１ｎのうち第１高圧遮断機２４１よりも車両負荷２２側とを接続する第２高圧電力線２３２ｐ，２３２ｎと、これら第２高圧電力線２３２ｐ，２３２ｎに設けられた第２高圧遮断機２４２と、第３電源２１３の両極と第１高圧電力線２３１ｐ，２３１ｎのうち第１高圧遮断機２４１と第２高圧電力線２３２ｐ，２３２ｎとの間とを接続する第３高圧電力線２３３ｐ，２３３ｎと、これら第３高圧電力線２３３ｐ，２３３ｎに設けられた第３高圧遮断機２４３と、を備える。

電源２１１，２１２，２１３は、それぞれ第１実施形態の電源２１と同様、高圧の直流を発生する。高圧遮断機２４１，２４２，２４３は、それぞれ、第１実施形態の高圧遮断機２４と同様、メインコンタクタと、サブコンタクタと、プリチャージコンタクタと、プリチャージ抵抗とを備える。

状態検出回路３Ａは、信号印加回路３１Ａと、負荷電圧検出回路３９Ａと、第１信号入力回路４１ａと、第２信号入力回路４１ｂと、第３信号入力回路４１ｃと、第１地絡検出回路４６ａと、第２地絡検出回路４６ｂと、第３地絡検出回路４６ｃと、第１電源電圧検出回路４８ａと、第２電源電圧検出回路４８ｂと、第３電源電圧検出回路４８ｃと、第１接点間電圧検出回路５０ａと、第２接点間電圧検出回路５０ｂと、第３接点間電圧検出回路５０ｃと、を備える。すなわち状態検出回路３Ａは、電源、高速遮断機、及び高圧電力線の数が第１実施形態に係る電源システム１と比して３倍になったことに応じて、３倍の数の信号入力回路４１ａ～４１ｃ、地絡検出回路４６ａ～４６ｃ、電源電圧検出回路４８ａ～４８ｃ、及び接点間電圧検出回路５０ａ～５０ｃを備える。

信号印加回路３１Ａは、第１実施形態の信号印加回路３１と同じ回路構成を備える。信号印加回路３１Ａの正極信号線及び負極信号線は、それぞれ、第１高圧電力線２３１ｐ，２３１ｎのうち、第１高圧遮断機２４１よりも車両負荷２２側に設けられる。より具体的には、信号印加回路３１Ａの正極信号線及び負極信号線は、それぞれ、第１高圧電力線２３１ｐ，２３１ｎのうち、第２高圧電力線２３２ｐ，２３２ｎが接続される部分よりも車両負荷２２側に設けられた入力接続部２５１ｐ，２５１ｎに接続されている。信号印加回路３１Ａは、第１実施形態の信号印加回路３１と同じ回路構成により、検知用入力信号Ｓ＿ｉｎをコモンモードノイズとして入力接続部２５１ｐ，２５１ｎ及び接地電位部に印加するとともに、入力接続部２５１ｐ，２５１ｎの電圧に応じて変動する信号Ｖｐ０，Ｖｎ０を生成する。

第１信号入力回路４１ａ、第２信号入力回路４１ｂ、及び第３信号入力回路４１ｃは、それぞれ、第１実施形態の信号入力回路４１と同じ回路構成を備える。

第１信号入力回路４１ａの正極信号線及び負極信号線は、それぞれ、第１高圧電力線２３１ｐ，２３１ｎのうち、第１高圧遮断機２４１よりも第１電源２１１側に設けられた第１出力接続部２７ｐ，２７ｎに接続されている。第１信号入力回路４１ａは、第１実施形態の信号入力回路４１と同じ回路構成により、第１出力接続部２７ｐ，２７ｎの電圧に応じて変動する信号Ｖｐ１，Ｖｎ１を生成する。

第２信号入力回路４１ｂの正極信号線及び負極信号線は、それぞれ、第２高圧電力線２３２ｐ，２３２ｎのうち、第２高圧遮断機２４２よりも第２電源２１２側に設けられた第２出力接続部２８ｐ，２８ｎに接続されている。第２信号入力回路４１ｂは、第１実施形態の信号入力回路４１と同じ回路構成により、第２出力接続部２８ｐ，２８ｎの電圧に応じて変動する信号Ｖｐ２，Ｖｎ２を生成する。

また第３信号入力回路４１ｃの正極信号線及び負極信号線は、それぞれ、第３高圧電力線２３３ｐ，２３３ｎのうち、第３高圧遮断機２４３よりも第３電源２１３側に設けられた第３出力接続部２９ｐ，２９ｎに接続されている。第３信号入力回路４１ｃは、第１実施形態の信号入力回路４１と同じ回路構成により、第３出力接続部２９ｐ，２９ｎの電圧に応じて変動する信号Ｖｐ３，Ｖｎ３を生成する。

第１地絡検出回路４６ａ、第２地絡検出回路４６ｂ、及び第３地絡検出回路４６ｃは、それぞれ、第１実施形態の地絡検出回路４６と同じ回路構成を備える。

第１地絡検出回路４６ａは、第１信号入力回路４１ａを介して第１高圧電力線２３１ｐ，２３１ｎの第１出力接続部２７ｐ，２７ｎに接続されている。第１地絡検出回路４６ａは、第１実施形態の地絡検出回路４６と同じ回路構成により、第１出力接続部２７ｐ，２７ｎの電圧に応じて変動する信号である第１地絡検知信号Ｓ＿ｏｕｔ１を出力する。

第２地絡検出回路４６ｂは、第２信号入力回路４１ｂを介して第２高圧電力線２３２ｐ，２３２ｎの第２出力接続部２８ｐ，２８ｎに接続されている。第２地絡検出回路４６ｂは、第１実施形態の地絡検出回路４６と同じ回路構成により、第２出力接続部２８ｐ，２８ｎの電圧に応じて変動する信号である第２地絡検知信号Ｓ＿ｏｕｔ２を出力する。

第３地絡検出回路４６ｃは、第３信号入力回路４１ｃを介して第３高圧電力線２３３ｐ，２３３ｎの第３出力接続部２９ｐ，２９ｎに接続されている。第３地絡検出回路４６ｃは、第１実施形態の地絡検出回路４６と同じ回路構成により、第３出力接続部２９ｐ，２９ｎの電圧に応じて変動する信号である第３地絡検知信号Ｓ＿ｏｕｔ３を出力する。

負荷電圧検出回路３９Ａは、第１実施形態の負荷電圧検出回路３９と同じ回路構成を備える。負荷電圧検出回路３９Ａは、信号印加回路３１Ａを介して第１高圧電力線２３１ｐ，２３１ｎの入力接続部２５１ｐ，２５１ｎに接続されている。負荷電圧検出回路３９Ａは、第１実施形態の負荷電圧検出回路３９と同じ回路構成により、これら入力接続部２５１ｐ，２５１ｎの間の電位差、すなわち非接地回路２Ａのうち車両負荷２２の正負極両端の電圧に応じた負荷電圧検出信号Ｖｐｎを生成し、これをＥＣＵ６Ａに送信する。

第１電源電圧検出回路４８ａ、第２電源電圧検出回路４８ｂ、及び第３電源電圧検出回路４８ｃは、それぞれ、第１実施形態の電源電圧検出回路４８と同じ回路構成を備える。

第１電源電圧検出回路４８ａは、第１信号入力回路４１ａを介して第１高圧電力線２３１ｐ，２３１ｎの第１出力接続部２７ｐ，２７ｎに接続されている。第１電源電圧検出回路４８ａは、第１実施形態の電源電圧検出回路４８と同じ回路構成により、これら第１出力接続部２７ｐ，２７ｎの間の電位差、すなわち非接地回路２Ａのうち第１電源２１１の正負極両端の電圧に応じた第１電源電圧検出信号Ｖｂａｔ１を生成し、これをＥＣＵ６Ａに送信する。

第２電源電圧検出回路４８ｂは、第２信号入力回路４１ｂを介して第２高圧電力線２３２ｐ，２３２ｎの第２出力接続部２８ｐ，２８ｎに接続されている。第２電源電圧検出回路４８ｂは、第１実施形態の電源電圧検出回路４８と同じ回路構成により、これら第２出力接続部２８ｐ，２８ｎの間の電位差、すなわち非接地回路２Ａのうち第２電源２１２の正負極両端の電圧に応じた第２電源電圧検出信号Ｖｂａｔ２を生成し、これをＥＣＵ６Ａに送信する。

第３電源電圧検出回路４８ｃは、第３信号入力回路４１ｃを介して第３高圧電力線２３３ｐ，２３３ｎの第２出力接続部２９ｐ，２９ｎに接続されている。第３電源電圧検出回路４８ｃは、第１実施形態の電源電圧検出回路４８と同じ回路構成により、これら第３出力接続部２９ｐ，２９ｎの間の電位差、すなわち非接地回路２Ａのうち第３電源２１３の正負極両端の電圧に応じた第３電源電圧検出信号Ｖｂａｔ３を生成し、これをＥＣＵ６Ａに送信する。

第１接点間電圧検出回路５０ａ、第２接点間電圧検出回路５０ｂ、及び第３接点間電圧検出回路５０ｃは、それぞれ、第１実施形態の接点間電圧検出回路５０と同じ回路構成を備える。

第１接点間電圧検出回路５０ａは、信号印加回路３１Ａ及び第１信号入力回路４１ａに接続されている。第１接点間電圧検出回路５０ａは、第１実施形態の接点間電圧検出回路５０と同じ回路構成により、信号印加回路３１Ａの出力電圧Ｖｐ０及び第１信号入力回路４１ａの出力電圧Ｖｐ１に基づいて、第１高圧遮断機２４１の正極側のコンタクタの接点間電圧に応じた第１接点間電圧検出信号Ｖｃｏｎ１を生成し、これをＥＣＵ６Ａに送信する。

第２接点間電圧検出回路５０ｂは、信号印加回路３１Ａ及び第２信号入力回路４１ｂに接続されている。第２接点間電圧検出回路５０ｂは、第１実施形態の接点間電圧検出回路５０と同じ回路構成により、信号印加回路３１Ａの出力電圧Ｖｐ０及び第２信号入力回路４１ｂの出力電圧Ｖｐ２に基づいて、第２高圧遮断機２４２の正極側のコンタクタの接点間電圧に応じた第２接点間電圧検出信号Ｖｃｏｎ２を生成し、これをＥＣＵ６Ａに送信する。

第３接点間電圧検出回路５０ｃは、信号印加回路３１Ａ及び第３信号入力回路４１ｃに接続されている。第３接点間電圧検出回路５０ｃは、第１実施形態の接点間電圧検出回路５０と同じ回路構成により、信号印加回路３１Ａの出力電圧Ｖｐ０及び第３信号入力回路４１ｃの出力電圧Ｖｐ３に基づいて、第３高圧遮断機２４３の正極側のコンタクタの接点間電圧に応じた第３接点間電圧検出信号Ｖｃｏｎ３を生成し、これをＥＣＵ６Ａに送信する。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限らない。
例えば上記実施形態では、正極高圧電力線及び負極高圧電力線のそれぞれにコンタクタを設けた場合について説明したが、本発明はこれに限らない。コンタクタはこれら正極高圧電力線及び負極高圧電力線の一方にだけ設けてもよい。

Ｂ…車体
１，１Ａ…電源システム
２，２Ａ…非接地回路
２１…電源（電源）
２１１…第１電源（電源）
２１２…第２電源（電源）
２１３…第３電源（電源）
２２…車両負荷（負荷）
２３ｐ…正極高圧電力線（正極線）
２３１ｐ…第１高圧電力線（正極線）
２３２ｐ…第２高圧電力線（正極線）
２３３ｐ…第３高圧電力線（正極線）
２３ｎ…負極高圧電力線（負極線）
２３１ｎ…第１高圧電力線（負極線）
２３２ｎ…第２高圧電力線（負極線）
２３３ｎ…第３高圧電力線（負極線）
２５ｐ，２５ｎ…入力接続部
２５１ｐ，２５１ｎ…入力接続部
２６ｐ，２６ｎ…出力接続部
２７ｐ，２７ｎ…第１出力接続部（出力接続部）
２８ｐ，２８ｎ…第２出力接続部（出力接続部）
２９ｐ，２９ｎ…第３出力接続部（出力接続部）
２４，２４１，２４２，２４３…高圧遮断機（遮断スイッチ）
２４ｍ…メインコンタクタ（正極遮断スイッチ）
２４ｐ…プリチャージコンタクタ（正極遮断スイッチ）
２４ｓ…サブコンタクタ２４ｓ（負極遮断スイッチ）
３，３Ａ…状態検出回路
３１，３１Ａ…信号印加回路
３９，３９Ａ…負荷電圧検出回路
４１，４１ａ，４１ｂ，４１ｃ…信号入力回路（検出回路）
４６，４６ａ，４６ｂ，４６ｃ…地絡検出回路（検出回路）
４８，４８ａ，４８ｂ，４８ｃ…電源電圧検出回路
５０，５０ａ，５０ｂ，５０ｃ…接点間電圧検出回路
Ｇ…接地電位部
６，６Ａ…ＥＣＵ
６３…地絡判定部
６４…溶着判定部（スイッチ故障判定部）
６５…電圧検出機能故障判定部
６６…コンタクタ制御部（スイッチ制御部）
７…セル電圧センサユニット
７１…電源監視ＩＣ
７２…通信ＩＣ
７３…絶縁デバイス
７４，７５…通信線

Claims

直流の電源と負荷とを接続する正極線及び負極線と、前記正極線及び前記負極線の少なくとも一方に設けられ、前記電源と前記負荷とを接続又は遮断する遮断スイッチと、を備え、正常時には前記正極及び負極線は接地電位部から電気的に絶縁された非接地回路と、
前記遮断スイッチを制御するスイッチ制御部と、を備える電源システムであって、
前記正極及び負極線のうち前記遮断スイッチよりも前記電源及び前記負荷の何れか一方側の入力接続部に接続され、前記入力接続部及び前記接地電位部に検知信号を印加する信号印加回路と、
前記正極及び負極線のうち前記遮断スイッチよりも他方側であって前記入力接続部と反対側の出力接続部に接続され、当該出力接続部の電圧に応じて変動する出力信号を生成する検出回路と、
前記スイッチ制御部により前記遮断スイッチが接続状態に制御された状態で、前記検出回路で生成された出力信号に基づいて前記非接地回路の地絡の有無を判定する地絡判定部と、
前記スイッチ制御部により前記遮断スイッチが遮断状態に制御された状態で、前記検出回路で生成された出力信号に基づいて前記遮断スイッチの故障の有無を判定するスイッチ故障判定部と、を備えることを特徴とする電源システム。
前記正極及び負極線のうち前記遮断スイッチよりも前記電源側に接続され、当該前記正極線と前記負極線との間の電位差に応じた電源電圧検出信号を生成する電源電圧検出回路と、
前記正極及び負極線のうち前記遮断スイッチよりも前記負荷側に接続され、当該正極線と前記負極線との間の電位差に応じた負荷電圧検出信号を生成する負荷電圧検出回路と、
前記信号印加回路及び前記検出回路に接続され、前記信号印加回路及び前記検出回路から取得した信号に基づいて、前記遮断スイッチの前記電源側と前記負荷側との間の電位差に応じた接点間電圧検出信号を生成する接点間電圧検出回路と、をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の電源システム。
前記スイッチ制御部により前記遮断スイッチが接続状態に制御されている状態で、前記電源電圧検出信号、前記負荷電圧検出信号、及び前記接点間電圧検出信号に基づいて、前記電源電圧検出回路、前記負荷電圧検出回路、及び前記接点間電圧検出回路の故障の有無を判定する電圧検出機能故障判定部を備えることを特徴とする請求項２に記載の電源システム。
直流の電源と負荷とを接続する正極線及び負極線と、前記正極線及び前記負極線の少なくとも一方に設けられ、前記電源と前記負荷とを接続又は遮断する遮断スイッチと、を備え、正常時には前記正極及び負極線は接地電位部から電気的に絶縁された非接地回路と、
前記遮断スイッチを制御するスイッチ制御部と、を備える電源システムであって、
前記正極及び負極線のうち前記遮断スイッチよりも前記電源及び前記負荷の何れか一方側の入力接続部に接続され、前記入力接続部及び前記接地電位部に検知信号を印加する信号印加回路と、
前記正極及び負極線のうち前記遮断スイッチよりも他方側であって前記入力接続部と反対側の出力接続部に接続され、当該出力接続部の電圧に応じて変動する出力信号を生成する検出回路と、
前記正極及び負極線のうち前記遮断スイッチよりも前記電源側に接続され、当該前記正極線と前記負極線との間の電位差に応じた電源電圧検出信号を生成する電源電圧検出回路と、
前記正極及び負極線のうち前記遮断スイッチよりも前記負荷側に接続され、当該正極線と前記負極線との間の電位差に応じた負荷電圧検出信号を生成する負荷電圧検出回路と、
前記信号印加回路及び前記検出回路に接続され、前記信号印加回路及び前記検出回路から取得した信号に基づいて、前記遮断スイッチの前記電源側と前記負荷側との間の電位差に応じた接点間電圧検出信号を生成する接点間電圧検出回路と、を備えることを特徴とする電源システム。