JP7118935B2

JP7118935B2 - 地絡検出装置

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Description

本発明は、フライングキャパシタを用いた地絡検出装置に関する。

駆動源としてエンジンと電気モータとを備えるハイブリッド車や、電気自動車のような車両においては、車体上に搭載したバッテリを充電し、バッテリから供給される電気エネルギーを利用して推進力を発生する。一般に、バッテリ関連の電源回路は、２００Ｖ以上の高電圧を扱う高電圧回路として構成されており、安全性確保ため、バッテリを含む高電圧回路は接地の基準電位点となる車体から電気的に絶縁された非接地構成となっている。

非接地の高電圧バッテリを搭載した車両では、高電圧バッテリが設けられた系、具体的には、高電圧バッテリからモータに至るメインの電源系と車体との絶縁状態（地絡）を監視するために地絡検出装置が備えられている。地絡検出装置は、フライングキャパシタと呼ばれるコンデンサを利用した方式が広く用いられている。

図１１は、フライングキャパシタ方式の従来の地絡検出装置の回路例を示す図である。本図に示すように地絡検出装置４００は、非接地の高電圧バッテリ３００と接続し、高電圧バッテリ３００が設けられた系の地絡を検出する装置である。ここで、高電圧バッテリ３００の正極側と接地間の絶縁抵抗をＲＬｐと表し、負極側と接地間の絶縁抵抗をＲＬｎと表すものとする。

本図に示すように、地絡検出装置４００は、フライングキャパシタとして動作する検出用コンデンサＣ１を備えている。また、計測経路を切り換えるとともに、検出用コンデンサＣ１の充電および放電を制御するために、検出用コンデンサＣ１の周辺に４つのスイッチＳ１～Ｓ４を備えている。

地絡検出装置４００では、絶縁抵抗ＲＬｐおよびＲＬｎを把握するために、Ｖ０計測期間→Ｖｃ１ｎ計測期間→Ｖ０計測期間→Ｖｃ１ｐ計測期間を１サイクルとして計測動作を繰り返す。いずれの計測期間とも、計測対象の電圧で検出用コンデンサＣ１を充電してから、検出用コンデンサＣ１の充電電圧の計測を行なう。そして、次の計測のために検出用コンデンサＣ１の放電を行なう。

Ｖ０計測期間では、高電圧バッテリ３００電圧に相当する電圧を計測する。このため、スイッチＳ１、Ｓ２をオンにし、スイッチＳ３、Ｓ４をオフにして、検出用コンデンサＣ１を充電する。すなわち、高電圧バッテリ３００、抵抗Ｒ１、検出用コンデンサＣ１、抵抗Ｒ２が計測経路となる。

検出用コンデンサＣ１の充電電圧の計測時には、スイッチＳ１、Ｓ２をオフにし、スイッチＳ３、Ｓ４をオンにし、制御装置４１０でサンプリングを行なう。その後、次の計測のために検出用コンデンサＣ１の放電を行なう。検出用コンデンサＣ１の充電電圧の計測時、検出用コンデンサＣ１の放電時の動作は他の計測期間においても同様である。

Ｖｃ１ｎ計測期間では、絶縁抵抗ＲＬｎの影響を反映した電圧を計測する。このため、スイッチＳ１、Ｓ４をオンにし、スイッチＳ２、Ｓ３をオフにして、検出用コンデンサＣ１を充電する。すなわち、高電圧バッテリ３００、抵抗Ｒ１、検出用コンデンサＣ１、抵抗Ｒ４、接地、絶縁抵抗ＲＬｎが計測経路となる。

Ｖｃ１ｐ計測期間では、絶縁抵抗ＲＬｐの影響を反映した電圧を計測する。このため、スイッチＳ２、Ｓ３をオンにし、スイッチＳ１、Ｓ４をオフにして、検出用コンデンサＣ１を充電する。すなわち、高電圧バッテリ３００、絶縁抵抗ＲＬｐ、接地、抵抗Ｒ５、検出用コンデンサＣ１、抵抗Ｒ２が計測経路となる。

これらの計測期間で得られたＶ０、Ｖｃ１ｎ、Ｖｃ１ｐから算出される（Ｖｃ１ｐ＋Ｖｃ１ｎ）／Ｖ０に基づいて、（ＲＬｐ×ＲＬｎ）／（ＲＬｐ＋ＲＬｎ）を求めることができることが知られている。このため、地絡検出装置４００内の制御装置４１０は、Ｖ０、Ｖｃ１ｎ、Ｖｃ１ｐを測定することにより、絶縁抵抗ＲＬｐ、ＲＬｎの合成抵抗を把握することができる。そして、絶縁抵抗ＲＬｐ、ＲＬｎの合成抵抗が所定の判定基準レベル以下となった場合に、地絡が発生しているものとして判定し、警報を出力する。

なお、各計測期間において、検出用コンデンサＣ１をフル充電とすると、Ｖ０計測期間では高電圧バッテリ３００の電圧値が得られ、Ｖｃ１ｎ計測期間、Ｖｃ１ｐ計測期間では、単に高電圧バッテリ３００を絶縁抵抗ＲＬｐ、ＲＬｎで分圧した値が得られてしまい、上述の式で絶縁抵抗を算出することができない。このため、例えば、検出用コンデンサＣ１が５０％程度充電される程度の時間を各計測期間の充電時間とする。

特開２０１５－２０６７８４号公報

一般に、高電圧バッテリ３００の正極側電源ライン３０１と接地電極との間および負極側電源ライン３０２と接地電極との間には、電源の高周波ノイズを除去するためや、動作を安定化するために、それぞれＹコンデンサ（ライン・バイパス・コンデンサ）と呼ばれるコンデンサＣＹｐ、ＣＹｎが接続される。特に、高電圧バッテリ３００が充電設備をはじめとした高電圧設備と接続される場合等には、大容量のＹコンデンサが接続される。

大容量のＹコンデンサが接続された場合、地絡検出装置４００において各計測を行なうときに、Ｙコンデンサに蓄積された電荷が検出用コンデンサＣ１に移動する等により計測値に影響を与えてしまう。この影響を軽減するために検出用コンデンサＣ１の容量を大きくすると、その分充電速度が遅くなり、測定時間が長くなってしまう。

そこで、本発明は、大容量Ｙコンデンサに対応した地絡検出装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の地絡検出装置は、高電圧バッテリと接続し、前記高電圧バッテリが設けられた系の絶縁抵抗低下を検出する地絡検出装置であって、フライングキャパシタとして動作する検出用コンデンサと、前記検出用コンデンサのフル充電電圧を計測する制御部と、前記高電圧バッテリの正極側と前記検出用コンデンサの正極側端とが抵抗を介して直列に接続する状態（正極第１状態）と、前記検出用コンデンサの正極側端が抵抗を介して接地に接続する状態（正極第２状態）と、を切り替える第１の切替部と、前記高電圧バッテリの負極側と前記検出用コンデンサの負極側端とが抵抗を介して直列に接続する状態（負極第１状態）と、前記検出用コンデンサの負極側端が抵抗を介して接地に接続する状態（負極第２状態）と、を切り替える第２の切替部と、を備え、前記制御部は、前記第１の切替部を前記正極第１状態に切り替え、前記第２の切替部を前記負極第２状態に切り替えた状態で計測した前記検出用コンデンサの充電電圧Ｖｐと、前記第１の切替部を前記正極第２状態に切り替え、前記第２の切替部を前記負極第１状態に切り替えた状態で計測した前記検出用コンデンサの充電電圧Ｖｎと、を比較し、充電電圧Ｖｐの方が小さく、小ささの度合いが所定の基準よりも大きい場合に、正極側絶縁抵抗が低下していると判定し、充電電圧Ｖｎの方が小さく、小ささの度合いが所定の基準よりも大きい場合に、負極側絶縁抵抗が低下していると判定する。

前記地絡検出装置は、前記高電圧バッテリの正極側と接地との間に直列に接続したスイッチおよび抵抗を、さらに備えるようにし、前記制御部は、前記充電電圧Ｖｐ、前記充電電圧Ｖｎを計測する際には、前記スイッチはオフにし、充電電圧Ｖｐ、充電電圧Ｖｎの小さい方の小ささの度合いが所定の基準よりも大きくない場合に、前記第１の切替部を前記正極第１状態に切り替え、第２の切替部を前記負極第２状態に切り替え、前記スイッチをオンにした状態で前記検出用コンデンサの充電電圧Ｖｐ′を計測し、前記充電電圧Ｖｐから前記充電電圧Ｖｐ′への変化率が基準より小さい場合に、両極で絶縁抵抗が低下していると判定するようにしてもよい。また、前記地絡検出装置は、前記高電圧バッテリの負極側と接地との間に直列に接続したスイッチおよび抵抗を、さらに備えるようにし、前記制御部は、前記充電電圧Ｖｐ、前記充電電圧Ｖｎを計測する際には、前記スイッチはオフにし、充電電圧Ｖｐ、充電電圧Ｖｎの小さい方の小ささの度合いが所定の基準よりも大きくない場合に、前記第１の切替部を前記正極第２状態に切り替え、第２の切替部を前記負極第１状態に切り替え、前記スイッチをオンにした状態で前記検出用コンデンサの充電電圧Ｖｎ′を計測し、前記充電電圧Ｖｎから前記充電電圧Ｖｎ′への変化率が基準より小さい場合に、両極で絶縁抵抗が低下していると判定するようにしてもよい。

本発明によれば、大容量Ｙコンデンサに対応した地絡検出装置が提供される。

本発明の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。地絡検出装置の動作について説明するフローチャートである。Ｖｐ測定について説明する図である。Ｖｎ測定について説明する図である。Ｖｐ′測定について説明する図である。Ｖｎ′測定について説明する図である。Ｖｐ′測定について説明する図である。Ｖｎ′測定について説明する図である。本発明の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。本発明の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。フライングキャパシタ方式の従来の地絡検出装置の回路例を示す図である。

＜地絡検出装置１００＞
本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る地絡検出装置１００の構成を示すブロック図である。本図に示すように地絡検出装置１００は、高電圧バッテリ３００と接続し、高電圧バッテリ３００が設けられた系の地絡を検出するフライングキャパシタ方式の装置である。ここで、高電圧バッテリ３００の正極側と接地間の絶縁抵抗をＲＬｐと表し、負極側と接地間の絶縁抵抗をＲＬｎと表すものとする。

高電圧バッテリ３００は、車両走行の駆動用に用いられるバッテリである。高電圧バッテリ３００は、リチウムイオン電池等のように充電可能なバッテリにより構成されており、図示しないバスバーを経由して放電し、インバータ等を介して接続された電気モータを駆動する。また、回生時や充電設備接続時には、バスバーを介して充電を行なう。

一般に、高電圧バッテリ３００の正極側電源ライン１０１と接地電極との間および負極側電源ライン１０２と接地電極との間には、電源の高周波ノイズを除去するためや、動作を安定化するために、それぞれＹコンデンサ（ライン・バイパス・コンデンサ）と呼ばれるコンデンサＣＹｐ、ＣＹｎが接続される。

本図に示すように、地絡検出装置１００は、フライングキャパシタとして動作する検出用コンデンサＣ１と、制御装置１１０を備えている。検出用コンデンサＣ１は、正極側端が接続点Ａと接続し、負極側端が接続点Ｂと接続している。

また、地絡検出装置１００は、計測経路を切り替えるとともに、検出用コンデンサＣ１の充電および放電を制御するために、検出用コンデンサＣ１の周辺に４つのスイッチＳ１～Ｓ４を備えている。これらのスイッチは、光ＭＯＳＦＥＴのように絶縁型のスイッチング素子で構成することができる。

スイッチＳ１は、一端が正極側電源ライン１０１と接続し、他端がダイオードＤ１のアノード側と接続している。ダイオードＤ１のカソード側は抵抗Ｒ１と接続し、抵抗Ｒ１の他端は接続点Ａと接続している。

スイッチＳ２は、一端が負極側電源ライン１０２と接続し、他端が抵抗Ｒ２と接続している。抵抗Ｒ２の他端は接続点Ｂと接続している。

スイッチＳ３は、一端が抵抗Ｒ３およびダイオードＤ３のアノード側と接続し、他端が抵抗Ｒ５の一端と制御装置１１０のアナログ入力端子に接続している。ダイオードＤ３のカソード側は接続点Ａと接続し、抵抗Ｒ３の他端はダイオードＤ２のカソード側と接続し、ダイオードＤ２のアノード側は接続点Ａと接続している。抵抗Ｒ５の他端は接地している。

スイッチＳ４は、一端が接続点Ｂと接続し、他端が抵抗Ｒ４と接続している。抵抗Ｒ４の他端は接地している。

制御装置１１０は、マイクロコンピュータ等で構成され、あらかじめ組み込まれたプログラムを実行することにより、地絡検出装置１００に必要とされる各種制御を実行する。具体的には、スイッチＳ１～Ｓ４を個別に制御して計測経路を切り替えるとともに、検出用コンデンサＣ１の充電および放電を制御する。

また、制御装置１１０は、検出用コンデンサＣ１の充電電圧に相当するアナログレベルをアナログ入力端子から入力し、このアナログレベルに基づいて高電圧バッテリ３００が設けられた系の絶縁抵抗の低下を検出する。

さらに、本実施形態では、正極側電源ライン１０１に、スイッチＳ５を介して、他端が接地された抵抗Ｒ６が接続されている。抵抗Ｒ６の抵抗値は、安全性を考慮し、例えば、絶縁抵抗値と同程度の大きさにするとよい。

また、本実施形態では、検出用コンデンサＣ１をフル充電の状態で計測を行なう。大容量のＹコンデンサ（ＣＹｐ、ＣＹｎ）が接続される場合であっても検出用コンデンサＣ１は大容量とする必要はなく、計測のためのフル充電時間を短くすることができる。また、以下に説明するように、抵抗による高電圧バッテリ３００の分圧値を計測するため、Ｙコンデンサの安定を待つ必要がない。

＜地絡検出装置１００の動作＞
次に、上記構成の地絡検出装置１００の動作について図２のフローチャートを参照して説明する。上述のように、本実施形態では、検出用コンデンサＣ１をフル充電の状態で計測を行なう。このため、従来の絶縁抵抗算出とは異なる手法で地絡判定を行なう。

まず、図３（ａ）に示すように、スイッチＳ１、スイッチＳ４をオン、スイッチＳ２、スイッチＳ３をオフにした状態で検出用コンデンサＣ１をフル充電して、このときの充電電圧Ｖｐを計測する（Ｓ１０１）。

ここで、充電電圧Ｖｐは、図３（ｂ）に示すように、高電圧バッテリ３００の電圧Ｖｂを抵抗ＲＬｐと抵抗ＲＬｎとで分圧したときに抵抗ＲＬｐに生じる電圧に相当する。

次に、図４（ａ）に示すように、スイッチＳ１、スイッチＳ４をオフ、スイッチＳ２、スイッチＳ３をオンにした状態で検出用コンデンサＣ１をフル充電して、このときの充電電圧Ｖｎを計測する（Ｓ１０２）。

ここで、充電電圧Ｖｎは、図４（ｂ）に示すように、高電圧バッテリ３００の電圧Ｖｂ
を抵抗ＲＬｐと抵抗ＲＬｎとで分圧したときに抵抗ＲＬｎに生じる電圧に相当する。なお、充電電圧Ｖｎの計測と充電電圧Ｖｐの計測の順序は問わない。

充電電圧Ｖｐの方が充電電圧Ｖｎより小さい場合（Ｓ１０３：Ｙｅｓ）は、その小ささの度合いが所定の基準より大きいとき、例えば、Ｖｎ／Ｖｐ＞基準値Ｐのとき（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）は、正極側絶縁抵抗ＲＬｐが低下していると判定する（Ｓ１０５）。

これは、充電電圧Ｖｐが充電電圧Ｖｎよりも小さいことは、正極側絶縁抵抗ＲＬｐが負極側絶縁抵抗ＲＬｎよりも小さいことを意味し、その度合いが大きいほど、正極側絶縁抵抗ＲＬｐが低下していると考えられるためである。

同様に、充電電圧Ｖｐが充電電圧Ｖｎ以上である場合（Ｓ１０３：Ｎｏ）は、ＶｎのＶｐに対する小ささの度合いが所定の基準より大きいとき、例えば、Ｖｐ／Ｖｎ＞基準値Ｐのとき（Ｓ１０６：Ｙｅｓ）は、負極側絶縁抵抗ＲＬｎが低下していると判定する（Ｓ１０７）。

充電電圧Ｖｐと充電電圧Ｖｎとの差が相対的に小さい場合は、正極側絶縁抵抗ＲＬｐ、負極側絶縁抵抗ＲＬｎとも正常である可能性が高いが、正極側絶縁抵抗ＲＬｐ、負極側絶縁抵抗ＲＬｎとも同程度に低下している可能性が少ないながらもある。そこで、充電電圧Ｖｐが充電電圧Ｖｎより小さい場合（Ｓ１０３：Ｙｅｓ）であって、充電電圧Ｖｐと充電電圧Ｖｎとの差が相対的に小さいとき、Ｖｎ／Ｖｐ≦基準値Ｐのとき（Ｓ１０４：Ｎｏ）は、図５（ａ）に示すように、スイッチＳ１、スイッチＳ４に加えてスイッチＳ５をオンにし、スイッチＳ２、スイッチＳ３をオフにした状態で検出用コンデンサＣ１をフル充電して、このときの充電電圧Ｖｐ′を計測する（Ｓ１０８）。また、充電電圧Ｖｐが充電電圧Ｖｎ以上である場合（Ｓ１０３：ＮＯ）であって、充電電圧Ｖｐと充電電圧Ｖｎとの差が相対的に小さいとき、Ｖｐ／Ｖｎ≦基準値Ｐのとき（Ｓ１０７：Ｎｏ）も、充電電圧Ｖｐ′を計測する（Ｓ１０８）。

ここで、充電電圧Ｖｐ′は、図５（ｂ）に示すように、高電圧バッテリ３００の電圧Ｖｂを、抵抗ＲＬｐと抵抗Ｒ６との並列合成抵抗と、抵抗ＲＬｎと、で分圧したときに、抵抗ＲＬｐと抵抗Ｒ６との並列合成抵抗に生じる電圧に相当する。

そして、充電電圧Ｖｐと充電電圧Ｖｐ′とがほぼ同じとみなせる場合、例えば、充電電圧Ｖｐから充電電圧Ｖｐ′への変化率（Ｖｐ／Ｖｐ′）が基準値より小さい場合（Ｓ１０９：Ｙｅｓ）は、挿入された抵抗Ｒ６の影響が小さいときであるため、正極側絶縁抵抗ＲＬｐ、負極側絶縁抵抗ＲＬｎとも低下していると判定する（Ｓ１１０）。

一方、充電電圧Ｖｐと充電電圧Ｖｐ′とがほぼ同じとみなせない場合、例えば、充電電圧Ｖｐから充電電圧Ｖｐ′への変化率が基準値より大きい場合（Ｓ１０９：Ｎｏ）は、挿入された抵抗Ｒ６の影響が大きいときであるため、正極側絶縁抵抗ＲＬｐ、負極側絶縁抵抗ＲＬｎとも低下しておらず、正常である判定する（Ｓ１１１）。

＜地絡検出装置１００の他の実施例＞
また、図６のように、スイッチＳ５、抵抗Ｒ６の代わりに、負極側電源ライン１０１に、スイッチＳ６を介して、他端が接地された抵抗Ｒ７が接続し、充電電圧Ｖｐと充電電圧Ｖｎとの差が相対的に小さいとき、スイッチＳ２、スイッチＳ３に加えてスイッチＳ６をオンにし、スイッチＳ１、スイッチＳ４をオフにした状態で検出用コンデンサＣ１をフル充電して、このときの充電電圧Ｖｎ′を計測し、充電電圧Ｖｎから充電電圧Ｖｎ′への変化率（Ｖｎ／Ｖｎ′）を用いて、両極の絶縁低下あるいは正常を判定するようにしてもよい。つまり、充電電圧Ｖｎから充電電圧Ｖｎ′への変化率が基準値より小さい場合は、正極側絶縁抵抗ＲＬｐ、負極側絶縁抵抗ＲＬｎとも低下していると判定し、充電電圧Ｖｎから充電電圧Ｖｎ′への変化率が基準値より大きい場合は、正極側絶縁抵抗ＲＬｐ、負極側絶縁抵抗ＲＬｎとも低下しておらず、正常である判定するようにしてもよい。抵抗Ｒ７の抵抗値は、安全性を考慮し、例えば、絶縁抵抗値と同程度の大きさにするとよい。

なお、上述した実施形態では、充電電圧Ｖｐと充電電圧Ｖｎとの差が相対的に小さい場合、充電電圧Ｖｐ、充電電圧Ｖｎの大小に関係なく、充電電圧Ｖｐ′のみを計測、または充電電圧Ｖｎ′のみを計測し、両極の絶縁低下あるいは正常を判定していた。しかしながら、図７（ａ）、図８（ａ）のように、スイッチＳ５、Ｓ６、抵抗Ｒ６、Ｒ７を備えるようにし、正極側絶縁抵抗ＲＬｐ、負極側絶縁抵抗ＲＬｎのうち少しでも値の大きい方に抵抗（Ｒ６またはＲ７）を並列接続させたときの充電電圧変化率を判定するようにしてもよい。つまり、充電電圧Ｖｐと充電電圧Ｖｎとの差が相対的に小さい場合に、充電電圧Ｖｐの方が小さければ、負極側絶縁抵抗ＲＬｎの方が大きいので、負極側絶縁抵抗ＲＬｎに抵抗Ｒ７を並列接続させ、このときの充電電圧Ｖｎ′を計測し、充電電圧Ｖｎの方が小さければ、正極側絶縁抵抗ＲＬｐの方が大きいので、正極側絶縁抵抗ＲＬｐに抵抗Ｒ６を並列接続させ、このときの充電電圧Ｖｐ′を計測するようにしてもよい。

このとき、例えば、充電電圧Ｖｐが充電電圧Ｖｎより大きい場合であって、充電電圧Ｖｐと充電電圧Ｖｎとの差が相対的に小さいとき、例えば、Ｖｐ／Ｖｎ＜基準値Ｐのときは、図７（ａ）に示すように、スイッチＳ２、スイッチＳ３に加えてスイッチＳ６をオンにし、スイッチＳ１、Ｓ４をオフにした状態で検出用コンデンサＣ１をフル充電して、このときの充電電圧Ｖｎ′を計測する。

ここで、充電電圧Ｖｎ′は、図７（ｂ）に示すように、高電圧バッテリ３００の電圧Ｖｂを、抵抗ＲＬｐと抵抗Ｒ７との並列合成抵抗と、抵抗ＲＬｎと、で分圧したときに、抵抗ＲＬｐと抵抗Ｒ７との並列合成抵抗に生じる電圧に相当する。

そして、充電電圧Ｖｎと充電電圧Ｖｎ′とがほぼ同じとみなせる場合、例えば、充電電圧Ｖｎから充電電圧Ｖｎ′への変化率（Ｖｎ／Ｖｎ′）が基準値より小さい場合は、挿入された抵抗Ｒ７の影響が小さいときであるため、正極側絶縁抵抗ＲＬｐ、負極側絶縁抵抗ＲＬｎとも低下していると判定する。

一方、充電電圧Ｖｎと充電電圧Ｖｎ′とがほぼ同じとみなせない場合、例えば、充電電圧Ｖｎから充電電圧Ｖｎ′への変化率が基準値より大きい場合は、挿入された抵抗Ｒ７の影響が大きいため、正極側絶縁抵抗ＲＬｐ、負極側絶縁抵抗ＲＬｎとも低下しておらず、正常である判定する。

また、充電電圧Ｖｎが充電電圧Ｖｐより大きい場合であって、充電電圧Ｖｐと充電電圧Ｖｎとの差が相対的に小さいとき、例えば、Ｖｐ／Ｖｎ＜基準値Ｐのときは、図８（ａ）に示すように、スイッチＳ１、スイッチＳ４に加えてスイッチＳ５をオンにし、スイッチＳ２、スイッチＳ３をオフにした状態で検出用コンデンサＣ１をフル充電して、このときの充電電圧Ｖｐ′を計測する。

ここで、充電電圧Ｖｐ′は、図８（ｂ）に示すように、高電圧バッテリ３００の電圧Ｖｂを、抵抗ＲＬｐと抵抗Ｒ６との並列合成抵抗と、抵抗ＲＬｎと、で分圧したときに、抵抗ＲＬｐと抵抗Ｒ６との並列合成抵抗に生じる電圧に相当する。

そして、充電電圧Ｖｐと充電電圧Ｖｐ′とがほぼ同じとみなせる場合、例えば、充電電圧Ｖｐから充電電圧Ｖｐ′への変化率（Ｖｐ／Ｖｐ′）が基準値より小さい場合は、挿入された抵抗Ｒ６の影響が小さいときであるため、正極側絶縁抵抗ＲＬｐ、負極側絶縁抵抗ＲＬｎとも低下していると判定する。

一方、充電電圧Ｖｐと充電電圧Ｖｐ′とがほぼ同じとみなせない場合、例えば、充電電
圧Ｖｐから充電電圧Ｖｐ′への変化率が基準値より大きい場合は、挿入された抵抗Ｒ６の影響が大きいため、正極側絶縁抵抗ＲＬｐ、負極側絶縁抵抗ＲＬｎとも低下しておらず、正常である判定する。

＜切替部＞
本実施形態では、常に、スイッチＳ１とスイッチＳ３のどちらかはオンになっている。また、両方のスイッチが、同時にオンになることはない。よって、スイッチＳ１とスイッチＳ３は、高電圧バッテリ３００の正極側と検出用コンデンサＣ１の正極側端とが直列的に接続する状態と、検出用コンデンサＣ１の正極側端が接地に接続する状態と、を切り替える切替部を構成する。この切替部は、スイッチＳ１、スイッチＳ２の代わりに、図９に示すように、Ｃ接点スイッチＳｃ１により構成してもよいし、図１０に示すように、連動して動作する２つのＣ接点スイッチから成るツインリレーＳｔ１により構成してもよい。

同様に、本実施形態では、常に、スイッチＳ２とスイッチＳ４のどちらかはオンになっている。また、両方のスイッチが、同時にオンになることはない。よって、スイッチＳ２とスイッチＳ４は、高電圧バッテリ３００の負極側と検出用コンデンサＣ１の負極側端とが直列的に接続する状態と、検出用コンデンサＣ１の負極側端が接地に接続する状態と、を切り替える切替部を構成する。この切替部は、スイッチＳ１、スイッチＳ２の代わりに、図９に示すように、Ｃ接点スイッチＳｃ２により構成してもよいし、図１０に示すように、ツインリレーＳｔ２により構成してもよい。

また、スイッチ５、スイッチ６も、図９に示したＣ接点スイッチＳｃ３のように、Ｃ接点スイッチにより構成してもよいし、図１０に示したツインリレーＳｔ３のように、ツインリレーにより構成してもよい。

１００地絡検出装置
１０１正極側電源ライン
１０２負極側電源ライン
１１０制御装置
３００高電圧バッテリ
Ｃ１検出用コンデンサ
ＣＹｐＹコンデンサ
ＣＹｎＹコンデンサ
ＲＬｎ負極側絶縁抵抗
ＲＬｐ正極側絶縁抵抗

Claims

高電圧バッテリと接続し、前記高電圧バッテリが設けられた系の絶縁抵抗低下を検出する地絡検出装置であって、
フライングキャパシタとして動作する検出用コンデンサと、
前記検出用コンデンサのフル充電電圧を計測する制御部と、
前記高電圧バッテリの正極側と前記検出用コンデンサの正極側端とが抵抗を介して直列に接続する状態（正極第１状態）と、前記検出用コンデンサの正極側端が抵抗を介して接地に接続する状態（正極第２状態）と、を切り替える第１の切替部と、
前記高電圧バッテリの負極側と前記検出用コンデンサの負極側端とが抵抗を介して直列に接続する状態（負極第１状態）と、前記検出用コンデンサの負極側端が抵抗を介して接地に接続する状態（負極第２状態）と、を切り替える第２の切替部と、
前記高電圧バッテリの正極側と接地との間に直列に接続したスイッチおよび抵抗と、を備え、
前記制御部は、
前記第１の切替部を前記正極第１状態に切り替え、前記第２の切替部を前記負極第２状態に切り替えた状態で計測した前記検出用コンデンサの充電電圧Ｖｐと、前記第１の切替部を前記正極第２状態に切り替え、前記第２の切替部を前記負極第１状態に切り替えた状態で計測した前記検出用コンデンサの充電電圧Ｖｎと、を比較し、
充電電圧Ｖｐの方が小さく、小ささの度合いが所定の基準よりも大きい場合に、正極側絶縁抵抗が低下していると判定し、充電電圧Ｖｎの方が小さく、小ささの度合いが所定の基準よりも大きい場合に、負極側絶縁抵抗が低下していると判定し、
前記充電電圧Ｖｐ、前記充電電圧Ｖｎを計測する際には、前記スイッチはオフにし、
充電電圧Ｖｐ、充電電圧Ｖｎの小さい方の小ささの度合いが所定の基準よりも大きくない場合に、前記第１の切替部を前記正極第１状態に切り替え、第２の切替部を前記負極第２状態に切り替え、前記スイッチをオンにした状態で前記検出用コンデンサの充電電圧Ｖｐ′を計測し、
前記充電電圧Ｖｐから前記充電電圧Ｖｐ′への変化率が基準より小さい場合に、両極で絶縁抵抗が低下していると判定する地絡検出装置。
高電圧バッテリと接続し、前記高電圧バッテリが設けられた系の絶縁抵抗低下を検出する地絡検出装置であって、
フライングキャパシタとして動作する検出用コンデンサと、
前記検出用コンデンサのフル充電電圧を計測する制御部と、
前記高電圧バッテリの正極側と前記検出用コンデンサの正極側端とが抵抗を介して直列に接続する状態（正極第１状態）と、前記検出用コンデンサの正極側端が抵抗を介して接地に接続する状態（正極第２状態）と、を切り替える第１の切替部と、
前記高電圧バッテリの負極側と前記検出用コンデンサの負極側端とが抵抗を介して直列に接続する状態（負極第１状態）と、前記検出用コンデンサの負極側端が抵抗を介して接地に接続する状態（負極第２状態）と、を切り替える第２の切替部と、
前記高電圧バッテリの負極側と接地との間に直列に接続したスイッチおよび抵抗と、を備え、
前記制御部は、
前記第１の切替部を前記正極第１状態に切り替え、前記第２の切替部を前記負極第２状態に切り替えた状態で計測した前記検出用コンデンサの充電電圧Ｖｐと、前記第１の切替部を前記正極第２状態に切り替え、前記第２の切替部を前記負極第１状態に切り替えた状態で計測した前記検出用コンデンサの充電電圧Ｖｎと、を比較し、
充電電圧Ｖｐの方が小さく、小ささの度合いが所定の基準よりも大きい場合に、正極側絶縁抵抗が低下していると判定し、充電電圧Ｖｎの方が小さく、小ささの度合いが所定の基準よりも大きい場合に、負極側絶縁抵抗が低下していると判定し、
前記充電電圧Ｖｐ、前記充電電圧Ｖｎを計測する際には、前記スイッチはオフにし、
充電電圧Ｖｐ、充電電圧Ｖｎの小さい方の小ささの度合いが所定の基準よりも大きくない場合に、前記第１の切替部を前記正極第２状態に切り替え、第２の切替部を前記負極第１状態に切り替え、前記スイッチをオンにした状態で前記検出用コンデンサの充電電圧Ｖｎ′を計測し、
前記充電電圧Ｖｎから前記充電電圧Ｖｎ′への変化率が基準より小さい場合に、両極で絶縁抵抗が低下していると判定する地絡検出装置。