JP7248221B2 - 漏電検出装置、漏電検出方法及び電気車両 - Google Patents

Description

本発明は、バッテリーとシャーシとの間の漏電を検出するための技術に関する。

本出願は、２０１９年１０月３１日付け出願の韓国特許出願第１０－２０１９－０１３８０１０号、２０１９年１０月３１日付け出願の韓国特許出願第１０－２０１９－０１３８０１２号及び２０２０年９月１日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２０－０１１１２２５号に基づく優先権を主張し、当該出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に組み込まれる。

近年、ノートパソコン、ビデオカメラ、携帯電話などのような携帯用電子製品の需要が急激に伸び、電気自動車、エネルギー貯蔵用蓄電池、ロボット、衛星などの開発が本格化するにつれて、繰り返して充放電可能な高性能バッテリーに対する研究が活発に行われている。

現在、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池、リチウムバッテリーなどのバッテリーが商用化しているが、中でもリチウムバッテリーはニッケル系列のバッテリーに比べてメモリ効果が殆ど起きず充放電が自在であって、自己放電率が非常に低くてエネルギー密度が高いという長所から脚光を浴びている。

一方、このようなバッテリーは、再充電が可能な単一のセルからも具現され得るが、高電圧を供給するためには、複数のバッテリーを直列及び／または並列で接続した形態で具現される場合が多い。

このように高電圧を提供するように具現されたバッテリーは、電気車両のシャーシから電気的に十分に絶縁された状態を維持しなければならない。もし、バッテリーの正極端子及び負極端子の少なくとも一方とシャーシとの間の絶縁が破壊されれば（すなわち、漏電が発生した場合）、バッテリーとシャーシとの間にリーク電流（ｌｅａｋａｇｅ ｃｕｒｒｅｎｔ）の導通経路が形成され、それによってバッテリーと接続された電気装置の誤作動を引き起こし、特に感電などのような安全事故につながり得る。

バッテリーの漏電を検出するためには、電圧検出手段を用いてバッテリーに電気的に接続された少なくとも二つのノード間の電圧を測定する必要がある。特許文献１を含む従来の技術では、漏電判断に必要な電圧値をサンプリングするための接地（電圧測定の基準になる電気的位置）としてシャーシを用いている。そのため、シャーシの代わりにバッテリーの負極端子を接地として用いようとする場合は、特許文献１の技術を適用し難い。

また、漏電検出装置内の構成（例えば、スイッチ、抵抗器、アナログ－デジタルコンバータ）が故障するか又は誤動作すると、バッテリーとシャーシとの間の漏電を正確に検出することができないおそれがある。

韓国特許公開第１０－２０１５－００８１９８８号公報

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、漏電検出に必要な電圧を検出するための接地としてシャーシの代わりにバッテリーの負極端子を用いる漏電検出装置、漏電検出方法及び当該漏電検出装置を含む電気車両を提供することを目的とする。

また、シャーシを漏電検出装置から電気的に分離した状態で、漏電検出装置に含まれる構成の故障を個別的に診断するための方法を提供することを目的とする。

本発明の他の目的及び長所は、下記の説明によって理解でき、本発明の実施形態によってより明らかに分かるであろう。また、本発明の目的及び長所は、特許請求の範囲に示される手段及びその組合せによって実現することができる。

本発明の一態様による漏電検出装置は、バッテリー及びシャーシを含む電気車両のためのものである。漏電検出装置は、バッテリーの正極端子と負極端子との間のバッテリー電圧を測定するように構成されるバッテリー電圧センサと、負極端子に接続される第１ノードとシャーシに接続可能な第２ノードとの間に直列で接続される第１抵抗器及び第１スイッチを含む第１直列回路と、第２ノードと正極端子に接続される第３ノードとの間に直列で接続される第２抵抗器及び第２スイッチを含む第２直列回路と、第１直列回路に並列で接続され、第４ノードを通じて直列で接続される第３抵抗器及び第４抵抗器を含む電圧分配器と、第１ノードと第４ノードとの間の電圧を示すデジタル信号を生成するように構成されたアナログ－デジタルコンバータと、バッテリー電圧センサ、第１スイッチ、第２スイッチ及びアナログ－デジタルコンバータに動作可能に接続された制御部と、を含む。制御部は、第１スイッチがオン状態に制御され、第２スイッチがオフ状態に制御される第１漏電検出モードが実行中である第１検出時点におけるデジタル信号に基づいて、第１検出電圧を決定するように構成される。制御部は、第１スイッチがオフ状態に制御され、第２スイッチがオン状態に制御される第２漏電検出モードが実行中である第２検出時点におけるデジタル信号に基づいて、第２検出電圧を決定するように構成される。制御部は、バッテリー電圧、第１検出電圧及び第２検出電圧に基づいて、正極端子とシャーシとの間の第１絶縁抵抗及び負極端子とシャーシとの間の第２絶縁抵抗を決定するように構成される。制御部は、第１絶縁抵抗及び第２絶縁抵抗に基づいて、バッテリーの漏電を判断するように構成される。

第１抵抗器の抵抗は、第２抵抗器の抵抗と同一であり得る。制御部は、下記の数式１を用いて、第１絶縁抵抗を決定するように構成され得る。

（ここで、Ｖ_１は第１検出電圧あり、Ｖ_２は第２検出電圧であり、Ｒ_１は第１抵抗器の抵抗であり、Ｒ_（＋）は第１絶縁抵抗である。）

制御部は、下記の数式２を用いて、第２絶縁抵抗を決定するように構成され得る。

（ここで、Ｖ_Ｂａｔｔはバッテリー電圧であり、Ｒ_３は第３抵抗器の抵抗であり、Ｒ_４は第４抵抗器の抵抗であり、Ｒ_（－）は第２絶縁抵抗である。）

漏電検出装置は、直列で接続された第３スイッチ及び第５抵抗器を含む第３直列回路をさらに含み得る。第３スイッチは、シャーシと第２ノードとの間に接続され得る。第５抵抗器は、シャーシと第３ノードとの間に接続され得る。第３スイッチがオン状態である場合、第２ノードが第３スイッチを通じてシャーシに接続され得る。第３スイッチがオフ状態である場合、第２ノードがシャーシから分離され得る。

制御部は、第２スイッチ及び第３スイッチがオフ状態に制御される第１故障診断モードが実行中である第１診断時点におけるデジタル信号に基づいて、第１診断電圧を決定するように構成され得る。制御部は、第１診断電圧に基づいて、第２スイッチの短絡故障及び第３スイッチの短絡故障の少なくとも一つの発生を判断するように構成され得る。

制御部は、第１診断電圧が第１臨界電圧よりも大きい場合、第２スイッチ及び第３スイッチの少なくとも一つが短絡故障であると判断するように構成され得る。

制御部は、第１スイッチ及び第２スイッチがオン状態に制御され、第３スイッチがオフ状態に制御される第２故障診断モードが実行中である第２診断時点におけるデジタル信号に基づいて、第２診断電圧を決定するように構成され得る。制御部は、バッテリー電圧及び第２診断電圧に基づいて、第１スイッチの開放故障、第２スイッチの開放故障、第１抵抗器の抵抗故障、第２抵抗器の抵抗故障、第３抵抗器の抵抗故障及び第４抵抗器の抵抗故障のうち少なくとも一つの発生を判断するように構成され得る。

制御部は、バッテリー電圧と第１電圧分配比との積と同一に第１基準電圧を決定するように構成され得る。制御部は、第２診断電圧と第１基準電圧との差の絶対値が第２臨界電圧よりも大きい場合、第１スイッチの開放故障、第２スイッチの開放故障、第１抵抗器の抵抗故障、第２抵抗器の抵抗故障、第３抵抗器の抵抗故障及び第４抵抗器の抵抗故障のうち少なくとも一つであると判断するように構成され得る。

制御部は、第１スイッチ及び第３スイッチがオフ状態に制御され、第２スイッチがオン状態に制御される第３故障診断モードが実行中である第３診断時点におけるデジタル信号に基づいて、第３診断電圧を決定するように構成され得る。制御部は、バッテリー電圧及び第３診断電圧に基づいて、第１スイッチの短絡故障の発生を判断するように構成され得る。

制御部は、バッテリー電圧と第２電圧分配比との積と同一に第２基準電圧を決定するように構成され得る。制御部は、第３診断電圧と第２基準電圧との差の絶対値が第３臨界電圧よりも大きい場合、第１スイッチが短絡故障であると判断するように構成され得る。

制御部は、第１スイッチ及び第２スイッチがオフ状態に制御され、第３スイッチがオン状態に制御される第４故障診断モードが実行中である第４診断時点におけるデジタル信号に基づいて、第４診断電圧を決定するように構成され得る。制御部は、第４診断電圧に基づいて、第３スイッチの開放故障の発生を判断するように構成され得る。

制御部は、第４診断電圧が第４臨界電圧よりも小さい場合、第３スイッチが開放故障であると判断するように構成され得る。

本発明の他の態様による電気車両は、漏電検出装置を含む。

本発明のさらに他の態様による漏電検出装置を用いる漏電検出方法は、第１スイッチがオン状態に制御され、第２スイッチがオフ状態に制御される第１漏電検出モードが実行中である第１検出時点におけるデジタル信号に基づいて、第１検出電圧を決定する段階と、第１スイッチがオフ状態に制御され、第２スイッチがオン状態に制御される第２漏電検出モードが実行中である第２検出時点におけるデジタル信号に基づいて、第２検出電圧を決定する段階と、バッテリー電圧、第１検出電圧及び第２検出電圧に基づいて、正極端子とシャーシとの間の第１絶縁抵抗及び負極端子とシャーシとの間の第２絶縁抵抗を決定する段階と、第１絶縁抵抗及び第２絶縁抵抗に基づいて、バッテリーの漏電を判断する段階と、を含む。

漏電検出方法は、第２スイッチ及び第３スイッチがオフ状態に制御される第１故障診断モードが実行中である第１診断時点におけるデジタル信号に基づいて、第１診断電圧を決定する段階と、第１診断電圧に基づいて、第２スイッチの短絡故障及び第３スイッチの短絡故障の少なくとも一つの発生を判断する段階をさらに含み得る。

本発明の少なくとも一つの態様によれば、漏電検出に必要な電圧を検出するための接地として、シャーシの代わりにバッテリーの負極端子を用いてバッテリーとシャーシとの間の漏電を検出することができる。

また、本発明の少なくとも一つの態様によれば、バッテリーの正極端子及び負極端子のそれぞれとシャーシとの間の絶縁抵抗を決定する前に、バッテリーの漏電を検出することができる。

また、本発明の少なくとも一つの態様によれば、漏電検出装置をシャーシから電気的に分離した状態で、漏電検出装置の故障を診断することができる。

本発明の効果は上記の効果に制限されず、他の効果は特許請求の範囲の記載から当業者に明確に理解できるであろう。

本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施形態を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。

本発明による電気車両の構成を例示的に示した図である。 本発明の第１実施例による漏電検出方法を例示的に示したフロー図である。 本発明の第２実施例による漏電検出方法を例示的に示したフロー図である。 本発明による漏電検出装置の自己診断のための故障診断方法を例示的に示したフロー図である。

以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び特許請求の範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。

したがって、本明細書に記載された実施形態及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施形態に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。

第１、第２などのように序数を含む用語は、多様な構成要素のうちある一つをその他の要素と区別するために使われたものであり、これら用語によって構成要素が限定されることはない。

明細書の全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、これは特に言及されない限り、他の構成要素を除外するものではなく、他の構成要素をさらに含み得ることを意味する。また、明細書に記載された「制御ユニット」のような用語は少なくとも一つの機能や動作を処理する単位を意味し、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアとの組合せで具現され得る。

さらに、明細書の全体において、ある部分が他の部分と「連結（接続）」されるとするとき、これは「直接的な連結（接続）」だけでなく、他の素子を介在した「間接的な連結（接続）」も含む。

図１は、本発明による電気車両の構成を例示的に示した図である。

図１を参照すると、電気車両１は、シャーシ２、インバータ３、電気モータ４、バッテリー１０及び漏電検出装置１００を含む。

インバータ３は、漏電検出装置１００からの命令に応じてバッテリー１０からの直流電流を交流電流に変換するように提供される。電気モータ４は、三相交流モータであって、インバータ３によって生成される交流電流の供給を受けて駆動する。電気車両１は、電気モータ４の駆動中に発生する駆動力によって走行する。

バッテリー１０は、互いに直列及び／または並列で接続された複数のバッテリーセルＢの集合体であり得る。バッテリーセルＢは、リチウムイオンセルのように、繰り返して再充電可能なものであれば、その種類は特に制限されない。

漏電検出装置１００は、バッテリー１０の正極端子１１、バッテリー１０の負極端子１２及びシャーシ２に電気的に接続可能に提供される。

図１に示されたＲ_Ｐはバッテリー１０の正極端子１１とシャーシ２との間の第１漏電抵抗を示し、Ｒ_Ｎはバッテリー１０の負極端子１２とシャーシ２との間の第２漏電抵抗を示す。第１漏電抵抗Ｒ_Ｐ及び第２漏電抵抗Ｒ_Ｎは、バッテリー１０がシャーシ２からどれ位十分に絶縁されているかを示す仮想の抵抗であると言える。バッテリー１０に漏電が発生しない間は、第１漏電抵抗Ｒ_Ｐと第２漏電抵抗Ｒ_Ｎは両方とも臨界抵抗を超える非常に大きい値を有するようになる。一方、外部からの水分やバッテリー１０自体の漏液などによってバッテリー１０とシャーシ２との間に短絡回路が形成（すなわち、バッテリー１０に漏電が発生）されれば、第１漏電抵抗Ｒ_Ｐと第２漏電抵抗Ｒ_Ｎの少なくとも一つは臨界抵抗以下の非常に小さい値を有することになる。ここで、臨界抵抗とは、感電事故を防止するため、予め決められた値であり得る。

漏電検出装置１００は、第１ノード～第４ノード（Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４）、バッテリー電圧センサ１０２、第１直列回路１１０、第２直列回路１２０、電圧分配器１３０、アナログ－デジタルコンバータ１５０及び制御部１６０を含む。

漏電検出装置１００は、第３直列回路１４０及び第５ノードＮ５をさらに含むことができる。第３直列回路１４０は、電気的に直列で接続される第５抵抗器１４１及び第３スイッチ１４２を含む。第５ノードＮ５は、シャーシ２と実質的に同一電位を有する。したがって、ある構成が第５ノードＮ５に電気的に接続されているということは、シャーシ２にも電気的に接続されていることを意味する。漏電検出装置１００において、第３直列回路１４０が省略される場合は、第２ノードＮ２と第５ノードＮ５とは同じノードであると言える。

本明細書で使用される用語「ノード」とは、二つ以上の電気部品が相互電気的に結合される位置や領域を意味する。すなわち、第１ノード～第５ノード（Ｎ１～Ｎ５）は、漏電検出装置１００のそれぞれの構成、バッテリー１０及びシャーシ２が互いに電気的に接続される、バスバーや電線などのような導電体の一部分であり得る。

具体的には、負極端子１２と第１直列回路１１０と電圧分配器１３０とアナログ－デジタルコンバータ１５０とは、第１ノードＮ１を通じて互いに電気的に接続される。第１直列回路１１０と第２直列回路１２０と電圧分配器１３０と第３スイッチ１４２とは、第２ノードＮ２を通じて互いに電気的に接続される。正極端子１１と第２直列回路１２０と第５抵抗器１４１とは、第３ノードＮ３を通じて互いに電気的に接続される。電圧分配器１３０とアナログ－デジタルコンバータ１５０とは、第４ノードＮ４を通じて互いに電気的に接続される。シャーシ２と第３スイッチ１４２と第５抵抗器１４１とは、第５ノードＮ５を通じて互いに電気的に接続される。

バッテリー電圧センサ１０２は、バッテリー１０の両端にかかったバッテリー電圧を測定するため、バッテリー１０の正極端子１１と負極端子１２とに電気的に接続される。バッテリー電圧センサ１０２は、測定されたバッテリー電圧を示す信号を生成するように構成される。

第１直列回路１１０は、第１ノードＮ１と第２ノードＮ２との間に電気的に接続される。第１直列回路１１０は、互いに電気的に直列で接続された第１抵抗器１１１及び第１スイッチ１１２を含む。すなわち、第１抵抗器１１１の一端と第１スイッチ１１２の一端とは互いに接続され、第１抵抗器１１１及び第１スイッチ１１２それぞれの他端のうち一方は第１ノードＮ１に、他方は第２ノードＮ２に電気的に接続される。第１抵抗器１１１は、第１スイッチ１１２がオン状態に制御される場合の突入電流を防止するように提供される。

第２直列回路１２０は、第２ノードＮ２と第３ノードＮ３との間に電気的に接続される。第２直列回路１２０は、互いに電気的に直列で接続された第２抵抗器１２１及び第２スイッチ１２２を含む。すなわち、第２抵抗器１２１の一端と第２スイッチ１２２の一端とは互いに接続され、第２抵抗器１２１及び第２スイッチ１２２それぞれの他端のうち一方は第２ノードＮ２に、他方は第３ノードＮ３に電気的に接続される。第２抵抗器１２１は、第２スイッチ１２２がオン状態に制御される場合の突入電流を防止するように提供される。第１抵抗器１１１の抵抗と第２抵抗器１２１の抵抗とは同一であり得る。

第１スイッチ１１２、第２スイッチ１２２及び第３スイッチ１４２は、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ）のような公知のスイッチング素子であり得る。

電圧分配器１３０は、第１直列回路１１０に電気的に並列で接続される。すなわち、電圧分配器１３０は、第１ノードＮ１と第２ノードＮ２との間に電気的に接続される。電圧分配器１３０は、互いに直列で接続された第３抵抗器１３１及び第４抵抗器１３２を含む。第３抵抗器１３１の一端と第４抵抗器１３２の一端とは第４ノードＮ４を通じて互いに電気的に接続される。第３抵抗器１３１の他端は第１ノードＮ１に電気的に接続され、第４抵抗器１３２の他端は第２ノードＮ２に電気的に接続される。第４抵抗器１３２の抵抗は、第３抵抗器１３１の抵抗の数倍～数百倍であり得る。

第３スイッチ１４２は、第２ノードＮ２と第５ノードＮ５との間に電気的に接続される。第５抵抗器１４１は、第３ノードＮ３と第５ノードＮ５との間に電気的に接続される。したがって、第３スイッチ１４２がオン状態である間、第５抵抗器１４１は第２直列回路１２０に電気的に並列で接続され得る。第５抵抗器１４１の抵抗は、第３抵抗器１３１の抵抗と第４抵抗器１３２の抵抗との和と同一であり得る。

アナログ－デジタルコンバータ１５０は、第１ノードＮ１及び第４ノードＮ４に電気的に接続される。アナログ－デジタルコンバータ１５０は、電圧分配器１３０の第３抵抗器１３１の両端にかかった電圧を測定するように提供される。アナログ－デジタルコンバータ１５０は、負極端子１２に電気的に接続されて負極端子１２と同電位を有する第１ノードＮ１を接地として用いて、第１ノードＮ１と第４ノードＮ４との間の電圧を示すデジタル信号を生成するように構成される。

制御部１６０は、ハードウェア的に、ＡＳＩＣｓ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔｓ）、ＤＳＰｓ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒｓ）、ＤＳＰＤｓ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＰＬＤｓ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＦＰＧＡｓ（ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙｓ）、マイクロプロセッサ、その他の機能を実行するための電気的ユニットのうち少なくとも一つを用いて具現され得る。また、制御部１６０にはメモリが内蔵され得る。メモリには、後述する方法を実行するのに必要なプログラム及び各種のデータが保存され得る。メモリは、例えばフラッシュメモリ、ハードディスク、ＳＳＤ（ｓｏｌｉｄ ｓｔａｔｅ ｄｉｓｋ）、ＳＤＤ（ｓｉｌｉｃｏｎ ｄｉｓｋ ｄｒｉｖｅ）、マルチメディアマイクロカード、ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（ｓｔａｔｉｃ ＲＡＭ）、ＲＯＭ（ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｅｒａｓａｂｌｅ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＰＲＯＭ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）のうち少なくとも一つの形態の保存媒体を含み得る。

制御部１６０は、バッテリー電圧センサ１０２、第１スイッチ１１２、第２スイッチ１２２、第３スイッチ１４２及びアナログ－デジタルコンバータ１５０に動作可能に接続される。制御部１６０は、第１スイッチ１１２、第２スイッチ１２２及び第３スイッチ１４２を独立的に制御することができる。すなわち、第１スイッチ１１２、第２スイッチ１２２及び第３スイッチ１４２は、それぞれオン状態またはオフ状態に制御され得る。

制御部１６０は、第１スイッチング信号～第３スイッチング信号（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）のうち一つまたは二つ以上を選択的に出力し、第１スイッチ～第３スイッチ（１１２、１２２、１４２）を独立的に制御することができる。

第１スイッチ１１２が制御部１６０からの第１スイッチング信号Ｓ１に応じてオン状態に制御される間、第１ノードＮ１は、第１直列回路１１０を通じて第２ノードＮ２に電気的に接続され得る。

第２スイッチ１２２が制御部１６０からの第２スイッチング信号Ｓ２に応じてオン状態に制御される間、第２ノードＮ２は、第２直列回路１２０を通じて第３ノードＮ３に電気的に接続され得る。

第３スイッチ１４２が制御部１６０からの第３スイッチング信号Ｓ３に応じてオン状態に制御される間、第５ノードＮ５は、第３スイッチ１４２を通じて第２ノードＮ２に電気的に接続され得る。

第１抵抗器１１１、第２抵抗器１２１、第３抵抗器１３１、第４抵抗器１３２及び第５抵抗器１４１それぞれの予め決められた抵抗を示すデータは、メモリに予め保存されている。

電圧分配器１３０は、第１ノードＮ１と第２ノードＮ２との間の電圧から第１ノードＮ１と第４ノードＮ４との間の電圧を生成するように提供される。第１ノードＮ１と第２ノードＮ２との間の電圧は、電圧分配器１３０の両端にかかった電圧である。第１ノードＮ１と第４ノードＮ４との間の電圧は、第３抵抗器１３１の両端にかかった電圧である。

第１ノードＮ１と第２ノードＮ２との間の電圧に対する第１ノードＮ１と第４ノードＮ４との間の電圧の比率は、第３抵抗器１３１の抵抗と第４抵抗器１３２の抵抗との和に対する第３抵抗器１３１の抵抗の比率と同一である。例えば、第１ノードＮ１と第２ノードＮ２との間の電圧が１００Ｖ、第４抵抗器１３２の抵抗が５．９８ＭΩ、第３抵抗器１３１の抵抗が０．０２ＭΩである場合、第１ノードＮ１と第４ノードＮ４との間の電圧は１００×０．０２／（５．９８＋０．０２）Ｖである。

制御部１６０は、漏電を検出するため、第１漏電検出モード及び第２漏電検出モードを選択的に実行することができる。制御部１６０は、バッテリー１０の充放電が中断している間、第１漏電検出モードと第２漏電検出モードを順次に実行することができる。

制御部１６０は、第１漏電検出モードを実行するとき、第１スイッチ１１２をオン状態に、第２スイッチ１２２をオフ状態に制御する。制御部１６０は、第１漏電検出モードが実行中である第１検出時点でアナログ－デジタルコンバータ１５０によって生成されたデジタル信号に基づいて、第１検出電圧を決定する。第１検出電圧は、第１検出時点で第３抵抗器１３１の両端にかかった電圧である。第１検出時点は、第１漏電検出モードの開始時点から所定時間が経過した後の時点であり得る。第１漏電検出モードの実行直後には第１スイッチ１１２及び第２スイッチ１２２の状態が瞬間的に変化することによって、第１ノードＮ１と第４ノードＮ４との間の電圧が不安定であり得るからである。

制御部１６０は、第２漏電検出モードを実行するとき、第１スイッチ１１２をオフ状態に、第２スイッチ１２２をオン状態に制御する。制御部１６０は、第２漏電検出モードが実行中である第２検出時点でアナログ－デジタルコンバータ１５０によって生成されたデジタル信号に基づいて、第２検出電圧を決定する。第２検出電圧は、第２検出時点で第３抵抗器１３１の両端にかかった電圧である。第２検出時点は、第２漏電検出モードの開始時点から所定時間が経過した後の時点であり得る。第２漏電検出モードの実行直後には第１スイッチ１１２及び第２スイッチ１２２の状態が瞬間的に変化することによって、第１ノードＮ１と第４ノードＮ４との間の電圧が不安定であり得るからである。

制御部１６０は、第１漏電検出モード及び第２漏電検出モードの実行中に第３スイッチ１４２をオン状態に制御することができる。

第１漏電検出モードが第２漏電検出モードよりも先に実行される場合、制御部１６０は、第１検出電圧が決定された時点で第２漏電検出モードを実行し得る。第２漏電検出モードが第１漏電検出モードよりも先に実行される場合、制御部１６０は、第２検出電圧が決定された時点で第１漏電検出モードを実行し得る。

第１漏電検出モードの実行中に、第１抵抗器１１１は電圧分配器１３０及び第２漏電抵抗Ｒ_Ｎに電気的に並列で接続され、第２抵抗器１２１は第２ノードＮ２から電気的に分離される。したがって、第１検出電圧は、下記の数式３による関係を有する。

… 数式３

第２漏電検出モードの実行中に、第１抵抗器１１１は第２ノードＮ２から電気的に分離され、第２抵抗器１２１は第５抵抗器１４１及び第１漏電抵抗Ｒ_Ｐに電気的に並列で接続される。したがって、第２検出電圧は、下記の数式４による関係を有する。

… 数式４

数式３及び数式４において、Ｖ_Ｂａｔｔはバッテリー電圧、Ｒ_１は第１抵抗器１１１の抵抗、Ｒ_２は第２抵抗器１２１の抵抗、Ｒ_３は第３抵抗器１３１の抵抗、Ｒ_４は第４抵抗器１３２の抵抗、Ｖ_１は第１検出電圧、Ｖ_２は第２検出電圧である。

Ｒ_（＋）は、正極端子１１とシャーシ２との間の絶縁状態を示す第１絶縁抵抗である。Ｒ_（＋）は、第１漏電抵抗Ｒ_Ｐと第５抵抗器１４１の抵抗Ｒ_５との並列合成抵抗である。すなわち、Ｒ_（＋）＝Ｒ_５∥Ｒ_Ｐ＝（Ｒ_５×Ｒ_Ｐ）／（Ｒ_５＋Ｒ_Ｐ）である。第５抵抗器１４１は、漏電検出装置１００から省略されてもよく、この場合、Ｒ_（＋）は第１漏電抵抗Ｒ_Ｐと同一である。

Ｒ_（－）は、負極端子１２とシャーシ２との間の絶縁状態を示す第２絶縁抵抗である。Ｒ_（－）は、第２漏電抵抗Ｒ_Ｎと電圧分配器１３０の抵抗との並列合成抵抗である。電圧分配器１３０の抵抗は、第３抵抗器１３１の抵抗Ｒ_３と第４抵抗器１３２の抵抗Ｒ_４との和と同一である。すなわち、Ｒ_（－）＝（Ｒ_３＋Ｒ_４）∥Ｒ_Ｎ＝｛（Ｒ_３＋Ｒ_４）×Ｒ_Ｎ｝／（Ｒ_３＋Ｒ_４＋Ｒ_Ｎ）である。

数式３及び数式４において、Ｒ_（＋）とＲ_（－）のみが未知数である。したがって、第１抵抗器１１１の抵抗Ｒ_１と第２抵抗器１２１の抵抗Ｒ_２とが同じである場合、数式３及び数式４からＲ_（＋）に対する数式５及びＲ_（－）に対する数式６を導出することができる。

… 数式５

… 数式６

注目すべき点は、Ｖ_１、Ｖ_２及びＲ_１が与えられれば、数式５からＲ_（＋）を決定できるという点である。

制御部１６０は、下記の数式７を用いて第３絶縁抵抗を決定することができる。

… 数式７

数式７において、Ｒ_ｌｅａｋは第３絶縁抵抗である。第３絶縁抵抗は、第１絶縁抵抗Ｒ_（＋）と第２絶縁抵抗Ｒ_（－）との並列合成抵抗である。

第１絶縁抵抗Ｒ_（＋）が所定の第１基準抵抗未満であることは、第１漏電抵抗Ｒ_Ｐが臨界抵抗未満であることを示す。第２絶縁抵抗Ｒ_（－）が所定の第２基準抵抗未満であることは、第２漏電抵抗Ｒ_Ｎが臨界抵抗未満であることを示す。

制御部１６０は、第１絶縁抵抗Ｒ_（＋）が第１基準抵抗未満である場合、第２絶縁抵抗Ｒ_（－）が第２基準抵抗未満である場合、または第３絶縁抵抗Ｒ_ｌｅａｋが所定の第３基準抵抗未満である場合、バッテリー１０に漏電が発生したことを示す漏電アラーム信号を生成することができる。第１基準抵抗は、第２基準抵抗と同一であり得る。第３基準抵抗は、第１基準抵抗と第２基準抵抗のうち小さい方よりも小さいものであり得る。第３基準抵抗は、第１基準抵抗と第２基準抵抗との並列合成抵抗であり得る。

漏電検出装置１００は、インターフェース部１７０をさらに含むことができる。インターフェース部１７０は、ディスプレイ及びスピーカーの少なくとも一つを含み、制御部１６０からの漏電アラーム信号をユーザが認知可能な形態の信号で出力することができる。

以下、漏電検出装置１００を用いた第１実施例及び第２実施例による漏電検出方法について説明する。それぞれの漏電検出方法の実行中に、第３スイッチ１４２はオン状態に維持され得る。バッテリー電圧Ｖ_Ｂａｔｔは、各漏電検出方法の実行前に予め決められていてもよい。

図２は、本発明の第１実施例による漏電検出方法を例示的に示したフロー図である。

図１及び図２を参照すると、段階Ｓ２１０において、制御部１６０は、第１スイッチ１１２をオン状態に、第２スイッチ１２２をオフ状態に制御する第１漏電検出モードを実行する。

段階Ｓ２２０において、制御部１６０は、第１漏電検出モードが実行中である第１検出時点でアナログ－デジタルコンバータ１５０によって生成されたデジタル信号に基づいて、第１検出電圧を決定する。

段階Ｓ２３０において、制御部１６０は、第１スイッチ１１２をオフ状態に、第２スイッチ１２２をオン状態に制御する第２漏電検出モードを実行する。

段階Ｓ２４０において、制御部１６０は、第２漏電検出モードが実行中である第２検出時点でアナログ－デジタルコンバータ１５０によって生成されたデジタル信号に基づいて、第２検出電圧を決定する。

段階Ｓ２５０において、制御部１６０は、第１検出電圧及び第２検出電圧に基づいて、バッテリー１０の正極端子１１とシャーシ２との間の絶縁状態を示す第１絶縁抵抗Ｒ_（＋）を決定する（数式５を参照）。

段階Ｓ２６０において、制御部１６０は、第１検出電圧及び第２検出電圧に基づいて、バッテリー１０の負極端子１２とシャーシ２との間の絶縁状態を示す第２絶縁抵抗Ｒ_（－）を決定する（数式６を参照）。

段階Ｓ２７０において、制御部１６０は、第１絶縁抵抗及び第２絶縁抵抗に基づいて、第３絶縁抵抗を決定する（数式７を参照）。図２の方法において、段階Ｓ２７０は省略されてもよい。

段階Ｓ２８０において、制御部１６０は、第１絶縁抵抗、第２絶縁抵抗及び第３絶縁抵抗のうち少なくとも一つに基づいて、バッテリー１０に漏電が発生したか否かを判断する。段階Ｓ２８０の値が「はい」である場合、段階Ｓ２９０に進む。

段階Ｓ２９０において、制御部１６０は、漏電アラーム信号を生成する。

図３は、本発明の第２実施例による漏電検出方法を例示的に示したフロー図である。図３の方法は、図２の方法と比較して、段階Ｓ３２５、Ｓ３４２、Ｓ３４４が加えられたものである。図３の方法の他の段階は、図２の方法と同一である。

図１及び図３を参照すると、段階Ｓ３１０において、制御部１６０は、第１スイッチ１１２をオン状態に、第２スイッチ１２２をオフ状態に制御する第１漏電検出モードを実行する。

段階Ｓ３２０において、制御部１６０は、第１漏電検出モードが実行中である第１検出時点でアナログ－デジタルコンバータ１５０によって生成されたデジタル信号に基づいて、第１検出電圧を決定する。

段階Ｓ３２５において、制御部１６０は、第１検出電圧が臨界電圧よりも大きいか否かを判断する。バッテリー電圧が同一であっても、第１漏電抵抗Ｒ_Ｐが減少するほど、電圧分配器１３０の両端にかかった電圧が大きくなるため、第１検出電圧が増加し得る。したがって、第１検出電圧が臨界電圧よりも大きいということは、第１漏電抵抗Ｒ_Ｐが臨界抵抗未満であることに起因し得る。臨界電圧は、シミュレーション結果などを考慮して予め決められたものであって、例えば後述する第１臨界電圧と同一であり得る。段階Ｓ３２５の値が「はい」である場合、段階Ｓ３９０に進む。段階Ｓ３２５の値が「いいえ」である場合、段階Ｓ３３０に進む。

段階Ｓ３３０において、制御部１６０は、第１スイッチ１１２をオフ状態に、第２スイッチ１２２をオン状態に制御する第２漏電検出モードを実行する。

段階Ｓ３４０において、制御部１６０は、第２漏電検出モードが実行中である第２検出時点でアナログ－デジタルコンバータ１５０によって生成されたデジタル信号に基づいて、第２検出電圧を決定する。

段階Ｓ３４２において、制御部１６０は、第１検出電圧が第２検出電圧以上であるか否かを判断する。第１絶縁抵抗Ｒ_（＋）及び第２絶縁抵抗Ｒ_（－）は、物理的な面で正の値でなければならない。しかし、数式５及び数式６において、第１検出電圧Ｖ_１が第２検出電圧Ｖ_２以上であれば、第１絶縁抵抗Ｒ_（＋）及び第２絶縁抵抗Ｒ_（－）は０または負の値になる。段階Ｓ３４２の値が「はい」であることは、段階Ｓ３１０、段階Ｓ３２０、段階Ｓ３２５、段階Ｓ３３０及び段階Ｓ３４０のうち少なくとも一つでエラーが発生したことを意味する。段階Ｓ３４２の値が「はい」であれば、段階Ｓ３４４に進む。段階Ｓ３４２の値が「いいえ」であれば、段階Ｓ３５０に進む。

段階Ｓ３４４において、制御部１６０は、故障アラーム信号を生成する。故障アラーム信号は、漏電検出装置１００に故障が発生して漏電検出が不可能であることを示す。インターフェース部１７０は、制御部１６０からの故障アラーム信号をユーザが認知可能な形態の信号で出力することができる。

段階Ｓ３５０において、制御部１６０は、第１検出電圧及び第２検出電圧に基づいて、バッテリー１０の正極端子１１とシャーシ２との間の絶縁状態を示す第１絶縁抵抗Ｒ_（＋）を決定する（数式５を参照）。

段階Ｓ３６０において、制御部１６０は、第１検出電圧及び第２検出電圧に基づいて、バッテリー１０の負極端子１２とシャーシ２との間の絶縁状態を示す第２絶縁抵抗Ｒ_（－）を決定する（数式６を参照）。

段階Ｓ３７０において、制御部１６０は、第１絶縁抵抗及び第２絶縁抵抗に基づいて、第３絶縁抵抗を決定する（数式７を参照）。図３の方法において、段階Ｓ３７０は省略されてもよい。

段階Ｓ３８０において、制御部１６０は、第１絶縁抵抗、第２絶縁抵抗及び第３絶縁抵抗のうち少なくとも一つに基づいて、バッテリー１０に漏電が発生したか否かを判断する。段階Ｓ３８０の値が「はい」である場合、段階Ｓ３９０に進む。

段階Ｓ３９０において、制御部１６０は、漏電アラーム信号を生成する。

図３の方法において、段階Ｓ３２５が省略されるか、または、Ｓ３４２及びＳ３４４が省略されてもよい。

一方、漏電検出装置１００のスイッチ（１１２、１２２、１４２）及び抵抗器（１１１、１２１、１３１、１３２、１４１）のうち少なくとも一つに故障が発生した場合、第１実施例及び第２実施例による漏電検出方法を正常に実行することができない。したがって、図２または図３による漏電検出方法の結果に対する正確性を保障するためには、漏電検出装置１００のスイッチ（１１２、１２２、１４２）及び抵抗器（１１１、１２１、１３１、１３２、１４１）のうち少なくとも一つに故障が発生したか否かを判断するための故障診断方法を実行する必要がある。

図４は、本発明による漏電検出装置の自己診断のための故障診断方法を例示的に示したフロー図である。図４の方法は、漏電検出装置１００の自己診断プロセスである。図４の方法の段階は、漏電検出方法として含まれてもよい。図４の方法は、図２または図３の漏電検出方法の実行に先立って実行されてもよい。

図１及び図４を参照すると、段階Ｓ４１０において、制御部１６０は、第１故障診断モードを実行する。第１故障診断モードは、第２スイッチ１２２及び第３スイッチ１４２をオフ状態に制御するモードである。第３スイッチ１４２をオフ状態に制御する理由は、シャーシ２に電気的に接続された第５ノードＮ５を第２ノードＮ２から電気的に分離するためである。第３スイッチ１４２がターンオフされれば、バッテリー１０と漏電検出装置１００とシャーシ２との閉回路が解除される。第１故障診断モードにおいて、第１スイッチ１１２はオフ状態に制御され得るが、オン状態に制御されてもよい。

段階Ｓ４１２において、制御部１６０は、第１故障診断モードが実行中である第１診断時点でアナログ－デジタルコンバータ１５０によって生成されたデジタル信号に基づいて、第１診断電圧を決定する。第１診断時点は、第１故障診断モードの開始時点から所定時間が経過した後の時点であり得る。第１診断電圧は、第１診断時点で第３抵抗器１３１の両端にかかった電圧を示す。

段階Ｓ４１４において、制御部１６０は、第１診断電圧に基づいて、第１故障状態が発生したか否かを判断する。第１故障状態は、第２スイッチ１２２及び第３スイッチ１４２の少なくとも一つの短絡故障を示す。短絡故障（ｓｈｏｒｔ ｃｉｒｃｕｉｔ ｆａｕｌｔ）とは、スイッチがターンオフされない故障を意味する。

第１故障診断モードによって第２スイッチ１２２及び第３スイッチ１４２が両方ともターンオフされれば、電圧分配器１３０が正極端子１１から電気的に分離されるため、第１診断電圧はアナログ－デジタルコンバータ１５０の電圧分解能（例えば、０．０３Ｖ）以下でなければならない。一方、第２スイッチ１２２及び第３スイッチ１４２の少なくとも一つがターンオフされなければ、第１診断電圧は電圧分解能よりも遥かに大きくなる。

制御部１６０は、第１診断電圧が第１臨界電圧よりも大きい場合、第１故障状態が発生したと判断する。第１臨界電圧は、アナログ－デジタルコンバータ１５０の電圧分解能を考慮して、０．０４Ｖなどと予め決められたものである。段階Ｓ４１４の値が「はい」であることは、第２スイッチ１２２及び第３スイッチ１４２の少なくとも一つが短絡故障であることを意味する。段階Ｓ４１４の値が「いいえ」であることは、第２スイッチ１２２及び第３スイッチ１４２が両方ともターンオフされたことを意味する。段階Ｓ４１４の値が「いいえ」であれば、段階Ｓ４２０に進む。段階Ｓ４１４の値が「はい」であれば、段階Ｓ４５０に進む。

段階Ｓ４２０において、制御部１６０は、第２故障診断モードを実行する。第２故障診断モードは、第１スイッチ１１２及び第２スイッチ１２２をオン状態に、第３スイッチ１４２をオフ状態に制御するモードである。第３スイッチ１４２をオフ状態に制御する理由は、シャーシ２に電気的に接続された第５ノードＮ５を第２ノードＮ２から電気的に分離するためである。

段階Ｓ４２２において、制御部１６０は、第２故障診断モードが実行中である第２診断時点でアナログ－デジタルコンバータ１５０によって生成されたデジタル信号に基づいて、第２診断電圧を決定する。第２診断時点は、第２故障診断モードの開始時点から所定時間が経過した後の時点であり得る。第２診断電圧は、第２診断時点で第３抵抗器１３１の両端にかかった電圧を示す。

段階Ｓ４２４において、制御部１６０は、第２診断電圧及びバッテリー電圧に基づいて、第２故障状態が発生したか否かを判断する。第２故障状態は、第１スイッチ１１２の開放故障、第２スイッチ１２２の開放故障、第１抵抗器１１１の抵抗故障、第２抵抗器１２１の抵抗故障、第３抵抗器１３１の抵抗故障または第４抵抗器１３２の抵抗故障を示す。開放故障（ｏｐｅｎ ｃｉｒｃｕｉｔ ｆａｕｌｔ）とは、スイッチがターンオンされない故障を意味する。抵抗故障は、抵抗器の実際抵抗と抵抗器に対して予め決められた抵抗との差が一定水準を超えたことを示す。

第２故障診断モードによって第１スイッチ１１２及び第２スイッチ１２２が両方ともターンオンされ、第３スイッチ１４２がターンオフされれば、電圧分配器１３０は、第１直列回路１１０に電気的に並列で接続されるとともに、第２直列回路１２０を通じて正極端子１１に電気的に接続される。したがって、第２故障診断モードが正常に実行された場合、バッテリー電圧と第２診断電圧とは、下記の数式８による関係を有するようになる。

… 数式８

数式８において、Ｖ_ｂａｔｔはバッテリー電圧、Ｖ_{ｄｉａ＿２}は第２診断電圧、Ｓ_ｖｄ＿１は第１電圧分配比を示す。もし、第２故障状態が発生したなら、バッテリー電圧と第２診断電圧とは数式８の関係を満足しない。数式８のバッテリー電圧Ｖ_Ｂａｔｔは、段階Ｓ４２４の前に予め決められていてもよい。

制御部１６０は、バッテリー電圧と第１電圧分配比との積と同一に第１基準電圧を決定する。その後、制御部１６０は、第２診断電圧と第１基準電圧との差の絶対値が第２臨界電圧よりも大きい場合、第２故障状態が発生したと判断する。第２臨界電圧は、アナログ－デジタルコンバータ１５０の電圧分解能を考慮して予め決められたものである。例えば、第２臨界電圧は、第１臨界電圧と同一であり得る。段階Ｓ４２４の値が「はい」であることは、第１スイッチ１１２の開放故障、第２スイッチ１２２の開放故障、第１抵抗器１１１の抵抗故障、第２抵抗器１２１の抵抗故障、第３抵抗器１３１の抵抗故障及び第４抵抗器１３２の抵抗故障のうち少なくとも一つが発生したことを意味する。段階Ｓ４２４の値が「いいえ」であることは、第１スイッチ１１２の開放故障、第２スイッチ１２２の開放故障、第１抵抗器１１１の抵抗故障、第２抵抗器１２１の抵抗故障、第３抵抗器１３１の抵抗故障及び第４抵抗器１３２の抵抗故障のいずれも発生しなかったことを意味する。段階Ｓ４２４の値が「いいえ」であれば、段階Ｓ４３０に進む。段階Ｓ４２４の値が「はい」であれば、段階Ｓ４５０に進む。

段階Ｓ４３０において、制御部１６０は、第３故障診断モードを実行する。第３故障診断モードは、第２スイッチ１２２をオン状態に、第１スイッチ１１２及び第３スイッチ１４２をオフ状態に制御するモードである。第３スイッチ１４２をオフ状態に制御する理由は、シャーシ２に電気的に接続された第５ノードＮ５を第２ノードＮ２から電気的に分離するためである。

段階Ｓ４３２において、制御部１６０は、第３故障診断モードが実行中である第３診断時点でアナログ－デジタルコンバータ１５０によって生成されたデジタル信号に基づいて、第３診断電圧を決定する。第３診断時点は、第３故障診断モードの開始時点から所定時間が経過した後の時点であり得る。第３診断電圧は、第３診断時点で第３抵抗器１３１の両端にかかった電圧を示す。

段階Ｓ４３４において、制御部１６０は、第３診断電圧及びバッテリー電圧に基づいて、第３故障状態が発生したか否かを判断する。第３故障状態は、第１スイッチ１１２の短絡故障を示す。

第３故障診断モードによって第１スイッチ１１２及び第３スイッチ１４２が両方ともターンオフされ、第２スイッチ１２２がターンオンされれば、電圧分配器１３０は第２直列回路１２０を通じて正極端子１１に電気的に接続される。この場合、バッテリー電圧と第３診断電圧とは、下記の数式９による関係を有するようになる。

… 数式９

数式９において、Ｖ_ｂａｔｔはバッテリー電圧、Ｖ_{ｄｉａ＿３}は第３診断電圧、Ｓ_ｖｄ＿２は第２電圧分配比を示す。もし、第３故障状態が発生したなら、バッテリー電圧と第３診断電圧とは数式９の関係を満足しない。数式９のバッテリー電圧Ｖ_Ｂａｔｔは、段階Ｓ４３４の前に予め決められていてもよい。

制御部１６０は、バッテリー電圧と第２電圧分配比との積と同一に第２基準電圧を決定する。その後、制御部１６０は、第３診断電圧と第２基準電圧との差の絶対値が第３臨界電圧よりも大きい場合、第３故障状態が発生したと判断する。第３臨界電圧は、アナログ－デジタルコンバータ１５０の電圧分解能を考慮して予め決められたものである。例えば、第３臨界電圧は、第１臨界電圧と同一であり得る。

段階Ｓ４３４の値が「はい」であれば、段階Ｓ４５０に進む。段階Ｓ４３４の値が「いいえ」であれば、段階Ｓ４４０に進む。

段階Ｓ４４０において、制御部１６０は、第４故障診断モードを実行する。第４故障診断モードは、第１スイッチ１１２及び第２スイッチ１２２をオフ状態に、第３スイッチ１４２をオン状態に制御するモードである。

段階Ｓ４４２において、制御部１６０は、第４故障診断モードが実行中である第４診断時点でアナログ－デジタルコンバータ１５０によって生成されたデジタル信号に基づいて、第４診断電圧を決定する。第４診断時点は、第４故障診断モードの開始時点から所定時間が経過した後の時点であり得る。第４診断電圧は、第４診断時点で第３抵抗器１３１の両端にかかった電圧を示す。

段階Ｓ４４４において、制御部１６０は、第４診断電圧に基づいて第４故障状態が発生したか否かを判断する。第４故障状態は、第３スイッチ１４２の開放故障を示す。

第４故障診断モードによって第３スイッチ１４２がターンオンされると、電圧分配器１３０が第５抵抗器１４１を通じて正極端子１１に電気的に接続されるため、第４診断電圧はアナログ－デジタルコンバータ１５０の電圧分解能（例えば、０．０３Ｖ）以上でなければならない。したがって、制御部１６０は、第４診断電圧が第４臨界電圧よりも小さい場合、第４故障状態が発生したと判断する。第４臨界電圧は、アナログ－デジタルコンバータ１５０の電圧分解能を考慮して予め決められたものである。例えば、第４臨界電圧は、第１臨界電圧と同一であり得る。

代案的に、制御部１６０は、第４診断電圧と第３基準電圧との差の絶対値が第５臨界電圧よりも大きい場合、第４故障状態が発生したと判断する。第３基準電圧は、バッテリー電圧と第３電圧分配比との積と同一である。第５臨界電圧は、アナログ－デジタルコンバータ１５０の電圧分解能を考慮して予め決められたものである。例えば、第５臨界電圧は、第１臨界電圧と同一であり得る。第４故障診断モードによって第３スイッチ１４２が正常にターンオンされると、第３電圧分配比、バッテリー電圧及び第４診断電圧は下記の数式１０のような関係を満足する。

… 数式１０

数式１０において、Ｖ_ｂａｔｔはバッテリー電圧、Ｖ_{ｄｉａ＿４}は第４診断電圧、Ｓ_ｖｄ＿３は第３電圧分配比を示す。もし、第３スイッチ１４２が開放故障であれば、バッテリー電圧と第４診断電圧とは数式１０の関係を満足しない。数式１０のバッテリー電圧Ｖ_Ｂａｔｔは、段階Ｓ４４４の前に予め決められていてもよい。

段階Ｓ４４４の値が「はい」であれば、段階Ｓ４５０に進む。段階Ｓ４４４の値が「いいえ」であれば、図２の段階Ｓ２１０または図３の段階Ｓ３１０に進む。

段階Ｓ４５０において、制御部１６０は、故障アラーム信号を生成する。故障アラーム信号は、漏電検出装置１００に故障が発生して漏電検出が不可能であることを示す。インターフェース部１７０は、制御部１６０からの故障アラーム信号をユーザが認知可能な形態の信号で出力することができる。

上述した本発明の実施形態は、装置及び方法のみによって具現されるものではなく、本発明の実施形態の構成に対応する機能を実現するプログラムまたはそのプログラムが記録された記録媒体を通じても具現され得、このような具現は上述した実施形態の記載から当業者であれば容易に具現できるであろう。r また、上述した本発明は、本発明が属する技術分野で通常の知識を持つ者により、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で様々な置換、変形及び変更が可能であって、上述した実施形態及び添付の図面によって限定されるものではなく、多様な変形のため各実施形態の全部または一部が選択的に組み合わせられて構成され得る。

Claims (15)

1. バッテリー及びシャーシを含む電気車両のための漏電検出装置であって、
   前記バッテリーの正極端子と負極端子との間のバッテリー電圧を測定するように構成されるバッテリー電圧センサと、
   前記負極端子に接続される第１ノードと前記シャーシに接続可能な第２ノードとの間に直列で接続される第１抵抗器及び第１スイッチを含む第１直列回路と、
   前記第２ノードと前記正極端子に接続される第３ノードとの間に直列で接続される第２抵抗器及び第２スイッチを含む第２直列回路と、
   前記第１直列回路に並列で接続され、第４ノードを通じて直列で接続される第３抵抗器及び第４抵抗器を含む電圧分配器と、
   前記第１ノードと前記第４ノードとの間の電圧を示すデジタル信号を生成するように構成されたアナログ－デジタルコンバータと、
   前記バッテリー電圧センサ、前記第１スイッチ、前記第２スイッチ及び前記アナログ－デジタルコンバータに動作可能に接続された制御部と、を含み、
   前記制御部は、
   前記第１スイッチがオン状態に制御され、前記第２スイッチがオフ状態に制御される第１漏電検出モードが実行中である第１検出時点における前記デジタル信号に基づいて、第１検出電圧を決定し、
   前記第１スイッチがオフ状態に制御され、前記第２スイッチがオン状態に制御される第２漏電検出モードが実行中である第２検出時点における前記デジタル信号に基づいて、第２検出電圧を決定し、
   前記バッテリー電圧、前記第１検出電圧及び前記第２検出電圧に基づいて、前記正極端子と前記シャーシとの間の第１絶縁抵抗及び前記負極端子と前記シャーシとの間の第２絶縁抵抗を決定し、
   前記第１絶縁抵抗及び前記第２絶縁抵抗に基づいて、前記バッテリーの漏電を判断するように構成される、漏電検出装置。
2. 前記第１抵抗器の抵抗は、前記第２抵抗器の抵抗と同一であり、
   前記制御部は、
   下記の数式１を用いて、前記第１絶縁抵抗を決定するように構成される、漏電検出装置であって、
   

   

   Ｖ_１は前記第１検出電圧あり、Ｖ_２は前記第２検出電圧であり、Ｒ_１は前記第１抵抗器の抵抗であり、Ｒ_（＋）は前記第１絶縁抵抗である、
   請求項１に記載の漏電検出装置。
3. 前記制御部は、
   下記の数式２を用いて、前記第２絶縁抵抗を決定するように構成される漏電検出装置であって、
   

   

   Ｖ_Ｂａｔｔは前記バッテリー電圧であり、Ｒ_３は前記第３抵抗器の抵抗であり、Ｒ_４は前記第４抵抗器の抵抗であり、Ｒ_（－）は前記第２絶縁抵抗である、
   請求項１または２に記載の漏電検出装置。
4. 直列で接続された第３スイッチ及び第５抵抗器を含む第３直列回路をさらに含み、
   前記第３スイッチは、前記シャーシと前記第２ノードとの間に接続され、
   前記第５抵抗器は、前記シャーシと前記第３ノードとの間に接続され、
   前記第３スイッチがオン状態である場合、前記第２ノードが前記第３スイッチを通じて前記シャーシに接続され、
   前記第３スイッチがオフ状態である場合、前記第２ノードが前記シャーシから分離される、請求項１から３のいずれか一項に記載の漏電検出装置。
5. 前記制御部は、
   前記第２スイッチ及び前記第３スイッチがオフ状態に制御される第１故障診断モードが実行中である第１診断時点における前記デジタル信号に基づいて、第１診断電圧を決定し、
   前記第１診断電圧に基づいて、前記第２スイッチの短絡故障及び前記第３スイッチの短絡故障の少なくとも一つの発生を判断するように構成される、請求項４に記載の漏電検出装置。
6. 前記制御部は、
   前記第１診断電圧が第１臨界電圧よりも大きい場合、前記第２スイッチ及び前記第３スイッチの少なくとも一つが短絡故障であると判断するように構成される、請求項５に記載の漏電検出装置。
7. 前記制御部は、
   前記第１スイッチ及び前記第２スイッチがオン状態に制御され、前記第３スイッチがオフ状態に制御される第２故障診断モードが実行中である第２診断時点における前記デジタル信号に基づいて、第２診断電圧を決定し、
   前記バッテリー電圧及び前記第２診断電圧に基づいて、前記第１スイッチの開放故障、前記第２スイッチの開放故障、前記第１抵抗器の抵抗故障、前記第２抵抗器の抵抗故障、前記第３抵抗器の抵抗故障及び前記第４抵抗器の抵抗故障のうち少なくとも一つの発生を判断するように構成される、請求項５または６に記載の漏電検出装置。
8. 前記制御部は、
   前記バッテリー電圧と第１電圧分配比との積と同一に第１基準電圧を決定し、
   前記第２診断電圧と前記第１基準電圧との差の絶対値が第２臨界電圧よりも大きい場合、前記第１スイッチの開放故障、前記第２スイッチの開放故障、前記第１抵抗器の抵抗故障、前記第２抵抗器の抵抗故障、前記第３抵抗器の抵抗故障及び前記第４抵抗器の抵抗故障のうち少なくとも一つであると判断するように構成される、請求項７に記載の漏電検出装置。
9. 前記制御部は、
   前記第１スイッチ及び前記第３スイッチがオフ状態に制御され、前記第２スイッチがオン状態に制御される第３故障診断モードが実行中である第３診断時点における前記デジタル信号に基づいて、第３診断電圧を決定し、
   前記バッテリー電圧及び前記第３診断電圧に基づいて、前記第１スイッチの短絡故障の発生を判断するように構成される、請求項７または８に記載の漏電検出装置。
10. 前記制御部は、
    前記バッテリー電圧と第２電圧分配比との積と同一に第２基準電圧を決定し、
    前記第３診断電圧と前記第２基準電圧との差の絶対値が第３臨界電圧よりも大きい場合、前記第１スイッチが短絡故障であると判断するように構成される、請求項９に記載の漏電検出装置。
11. 前記制御部は、
    前記第１スイッチ及び前記第２スイッチがオフ状態に制御され、前記第３スイッチがオン状態に制御される第４故障診断モードが実行中である第４診断時点における前記デジタル信号に基づいて、第４診断電圧を決定し、
    前記第４診断電圧に基づいて、前記第３スイッチの開放故障の発生を判断するように構成される、請求項９または１０に記載の漏電検出装置。
12. 前記制御部は、
    前記第４診断電圧が第４臨界電圧よりも小さい場合、前記第３スイッチが開放故障であると判断するように構成される、請求項１１に記載の漏電検出装置。
13. 請求項１～１２のうちいずれか一項に記載の漏電検出装置を含む電気車両。
14. 請求項１～１２のうちいずれか一項に記載の漏電検出装置を用いる漏電検出方法であって、
    前記第１スイッチがオン状態に制御され、前記第２スイッチがオフ状態に制御される第１漏電検出モードが実行中である第１検出時点における前記デジタル信号に基づいて、第１検出電圧を決定する段階と、
    前記第１スイッチがオフ状態に制御され、前記第２スイッチがオン状態に制御される第２漏電検出モードが実行中である第２検出時点における前記デジタル信号に基づいて、第２検出電圧を決定する段階と、
    前記バッテリー電圧、前記第１検出電圧及び前記第２検出電圧に基づいて、前記正極端子と前記シャーシとの間の第１絶縁抵抗及び前記負極端子と前記シャーシとの間の第２絶縁抵抗を決定する段階と、
    前記第１絶縁抵抗及び前記第２絶縁抵抗に基づいて、前記バッテリーの漏電を判断する段階と、を含む漏電検出方法。
15. 前記第２スイッチ及び前記第３スイッチがオフ状態に制御される第１故障診断モードが実行中である第１診断時点における前記デジタル信号に基づいて、第１診断電圧を決定する段階と、
    前記第１診断電圧に基づいて、前記第２スイッチの短絡故障及び前記第３スイッチの短絡故障の少なくとも一つの発生を判断する段階と、をさらに含む、請求項４から１２のいずれか一項に記載の漏電検出装置を用いる請求項１４に記載の漏電検出方法。

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