JPH0870503A - 電気自動車の地絡検出回路 - Google Patents
電気自動車の地絡検出回路Info
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- JPH0870503A JPH0870503A JP6205587A JP20558794A JPH0870503A JP H0870503 A JPH0870503 A JP H0870503A JP 6205587 A JP6205587 A JP 6205587A JP 20558794 A JP20558794 A JP 20558794A JP H0870503 A JPH0870503 A JP H0870503A
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 安価な構成によって、直流電源の母線のみで
なく、直流電源内部および交流給電線あるいは交流モー
タ内部における地絡を検出する。 【構成】 発振器１１でデューティ比５０％の矩形波パ
ルスを発生し、その信号をインピーダンス変換器１２を
介して出力し、検出抵抗１３、カップリングコンデンサ
１０Ａを介してプラス母線４と接続する。正常時には、
接続点Ｐに現れる矩形波パルスの波高値は下がらないた
め、比較器２１はデューティ比５０％の矩形波パルスを
出力する。交流モータ３で地絡が発生すると、検出抵抗
１３および地絡抵抗３１によって矩形波パルスの波高値
が分圧されて分圧抵抗２２、２３による基準電圧Ｖ１よ
り低くなるため、比較器２１の出力はデューティ比１０
０％の一定電圧値となり、地絡を検出できる。
なく、直流電源内部および交流給電線あるいは交流モー
タ内部における地絡を検出する。 【構成】 発振器１１でデューティ比５０％の矩形波パ
ルスを発生し、その信号をインピーダンス変換器１２を
介して出力し、検出抵抗１３、カップリングコンデンサ
１０Ａを介してプラス母線４と接続する。正常時には、
接続点Ｐに現れる矩形波パルスの波高値は下がらないた
め、比較器２１はデューティ比５０％の矩形波パルスを
出力する。交流モータ３で地絡が発生すると、検出抵抗
１３および地絡抵抗３１によって矩形波パルスの波高値
が分圧されて分圧抵抗２２、２３による基準電圧Ｖ１よ
り低くなるため、比較器２１の出力はデューティ比１０
０％の一定電圧値となり、地絡を検出できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、直流高電圧電源を備え
た電気自動車の地絡検出回路に関する。
た電気自動車の地絡検出回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】直流電源の漏電を検知するものとして
は、実開平６−２９０１号公報のものがある。これは、
図４に示すように、走行用電池８１の端子と電気車両の
車体との間に漏電検知用抵抗８３、８６を設け、この漏
電検知用抵抗８３、８６に漏電電流が流れることによっ
て生じる電圧降下を差動増幅器８４、８７で監視し、電
圧降下の大きさを比較器８５、８８により所定値と比較
し、電圧降下の大きさが所定値より大きい場合にメンテ
ナンス指示ランプ８０を点灯させて、漏電の有無を運転
員に知らせるものである。
は、実開平６−２９０１号公報のものがある。これは、
図４に示すように、走行用電池８１の端子と電気車両の
車体との間に漏電検知用抵抗８３、８６を設け、この漏
電検知用抵抗８３、８６に漏電電流が流れることによっ
て生じる電圧降下を差動増幅器８４、８７で監視し、電
圧降下の大きさを比較器８５、８８により所定値と比較
し、電圧降下の大きさが所定値より大きい場合にメンテ
ナンス指示ランプ８０を点灯させて、漏電の有無を運転
員に知らせるものである。
【０００３】また、特開昭５７−１１９２６３号公報の
ものでは、図５に示すように、差動変流器９２を用い
て、直流電源９１の任意の点から引き出した端子と大地
等の接地極との間に、差動変流器９２の一次巻線の一部
と交流電源９３を挿入して、直流電源９１とコンデンサ
９４間に交流電圧を印加する。これにより、直流電源９
１と接地との間に交流電圧が常時印加され、コンデンサ
９４は、直流電源９１に対して等価的に示す対地キャパ
シタンスとして作用する。ここで可変コンデンサ９５の
容量値をコンデンサ９４の容量と同じ値に設定しておけ
ば、差動交流器９２の一次巻線で、コンデンサ９５から
流れる電流はコンデンサ９４を流れる電流を相殺し、起
磁力が零となるので、正常時には差動変流器９２の二次
巻線にはほどんど電流が流れない。直流電源９１の内部
または母線において短絡事故が生じると、コンデンサ９
４のキャパシタンスが変化するため、差動変流器９２の
二次巻線に出力が生じるため、漏電が検出できる。
ものでは、図５に示すように、差動変流器９２を用い
て、直流電源９１の任意の点から引き出した端子と大地
等の接地極との間に、差動変流器９２の一次巻線の一部
と交流電源９３を挿入して、直流電源９１とコンデンサ
９４間に交流電圧を印加する。これにより、直流電源９
１と接地との間に交流電圧が常時印加され、コンデンサ
９４は、直流電源９１に対して等価的に示す対地キャパ
シタンスとして作用する。ここで可変コンデンサ９５の
容量値をコンデンサ９４の容量と同じ値に設定しておけ
ば、差動交流器９２の一次巻線で、コンデンサ９５から
流れる電流はコンデンサ９４を流れる電流を相殺し、起
磁力が零となるので、正常時には差動変流器９２の二次
巻線にはほどんど電流が流れない。直流電源９１の内部
または母線において短絡事故が生じると、コンデンサ９
４のキャパシタンスが変化するため、差動変流器９２の
二次巻線に出力が生じるため、漏電が検出できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
ものでは、走行用電池の内部の漏電については、漏電検
知用抵抗における電圧降下が小さいため、充分に漏電を
検知できない。また、後者のものでは、対地キャパシタ
ンスが変動した場合にも、差動変流器の二次巻線に出力
が生じるため、誤って漏電が検出されてしまうという問
題がある。さらに、近年、電気自動車の走行用モータと
して交流モータが採用されるようになり、モータ内部な
ど交流電圧の発生箇所においても、地絡が発生すること
が考えられるが、上記のものではいずれも、こうした点
において、充分な対応ができない。
ものでは、走行用電池の内部の漏電については、漏電検
知用抵抗における電圧降下が小さいため、充分に漏電を
検知できない。また、後者のものでは、対地キャパシタ
ンスが変動した場合にも、差動変流器の二次巻線に出力
が生じるため、誤って漏電が検出されてしまうという問
題がある。さらに、近年、電気自動車の走行用モータと
して交流モータが採用されるようになり、モータ内部な
ど交流電圧の発生箇所においても、地絡が発生すること
が考えられるが、上記のものではいずれも、こうした点
において、充分な対応ができない。
【０００５】本発明は、安価な構成によって、直流電源
の母線のみでなく、直流電源内部および交流給電線ある
いは交流モータ内部における地絡を検出することができ
る電気自動車の地絡検出回路を提供することを目的とす
る。
の母線のみでなく、直流電源内部および交流給電線ある
いは交流モータ内部における地絡を検出することができ
る電気自動車の地絡検出回路を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、請求項１で
は、車体と電気的に絶縁された直流電源回路および該直
流電源回路により駆動される交流回路を有する電気自動
車において、一定の出力インピーダンスで交流信号を出
力し、前記直流電源回路および前記交流回路に対してコ
ンデンサを介して接続された交流信号出力回路と、前記
直流電源回路あるいは前記交流回路と前記車体との地絡
の発生時に前記交流信号出力回路の前記交流信号の電圧
レベル変化を検出する電圧レベル変化検出回路とを具備
したことを技術的手段とする。請求項２では、請求項１
において、前記交流信号出力回路は、前記地絡の発生に
伴って発振振幅が変化する発振回路であり、前記電圧レ
ベル変化検出回路は、前記発振回路の発振振幅を所定値
と比較する比較回路を有することを技術的手段とする。
は、車体と電気的に絶縁された直流電源回路および該直
流電源回路により駆動される交流回路を有する電気自動
車において、一定の出力インピーダンスで交流信号を出
力し、前記直流電源回路および前記交流回路に対してコ
ンデンサを介して接続された交流信号出力回路と、前記
直流電源回路あるいは前記交流回路と前記車体との地絡
の発生時に前記交流信号出力回路の前記交流信号の電圧
レベル変化を検出する電圧レベル変化検出回路とを具備
したことを技術的手段とする。請求項２では、請求項１
において、前記交流信号出力回路は、前記地絡の発生に
伴って発振振幅が変化する発振回路であり、前記電圧レ
ベル変化検出回路は、前記発振回路の発振振幅を所定値
と比較する比較回路を有することを技術的手段とする。
【０００７】請求項３では、請求項２において、前記発
振回路は、一定の矩形波を発生する発振器と、該発振器
の後段に設けられ前記地絡の発生時に前記発振器の発振
周波数が変化しないように前記発振器の出力インピーダ
ンスを変換するインピーダンス変換器と、該インピーダ
ンス変換器と前記コンデンサとの間に直列接続される抵
抗器とから構成されることを技術的手段とする。請求項
４では、前記発振器の周波数を１００Ｈｚ以下に設定し
たことを技術的手段とする。
振回路は、一定の矩形波を発生する発振器と、該発振器
の後段に設けられ前記地絡の発生時に前記発振器の発振
周波数が変化しないように前記発振器の出力インピーダ
ンスを変換するインピーダンス変換器と、該インピーダ
ンス変換器と前記コンデンサとの間に直列接続される抵
抗器とから構成されることを技術的手段とする。請求項
４では、前記発振器の周波数を１００Ｈｚ以下に設定し
たことを技術的手段とする。
【０００８】
【作用】本発明は、請求項１では、一定の出力インピー
ダンスで交流信号を出力する交流信号発生回路は、直流
電源回路および交流回路にコンデンサを介して接続され
ているため、直流電源回路あるいは交流回路において地
絡が発生すると、交流信号発生回路における交流成分の
出力インピーダンスが変化して、交流信号の電圧レベル
が変化する。地絡によって交流信号の電圧レベルは、電
圧レベル検出回路によって検出され、地絡の発生を検出
できる。
ダンスで交流信号を出力する交流信号発生回路は、直流
電源回路および交流回路にコンデンサを介して接続され
ているため、直流電源回路あるいは交流回路において地
絡が発生すると、交流信号発生回路における交流成分の
出力インピーダンスが変化して、交流信号の電圧レベル
が変化する。地絡によって交流信号の電圧レベルは、電
圧レベル検出回路によって検出され、地絡の発生を検出
できる。
【０００９】請求項２では、地絡の発生によって発振回
路の発振振幅が変化し、その振幅変化が、比較器によっ
て所定値と比較されて地絡が検出される。請求項３で
は、発振器の後段には、インピーダンス変換器が設けら
れているため、地絡の発生によって発振回路の出力イン
ピーダンスが変化しても、発振器の発振周波数は変化せ
ず、安定した発振を行うことができる。また、発振回路
の出力としての矩形波信号の電圧レベルは、地絡によっ
て生じる抵抗と抵抗器とによって分圧された電圧レベル
となって、比較器によって比較される。請求項４では、
電圧レベルの検出部のインピーダンスが、対地キャパシ
タンスに応じてまた発振周波数が大きくなる程低下する
ことを考慮して、発振器の発振周波数を１００Ｈｚ以下
に設定している。このため、地絡が発生しない時に、対
地キャパシタンスが変動した場合でも、電圧レベルの検
出部の対地インピーダンスが低下することが少なくな
り、誤って地絡が検出されることがない。
路の発振振幅が変化し、その振幅変化が、比較器によっ
て所定値と比較されて地絡が検出される。請求項３で
は、発振器の後段には、インピーダンス変換器が設けら
れているため、地絡の発生によって発振回路の出力イン
ピーダンスが変化しても、発振器の発振周波数は変化せ
ず、安定した発振を行うことができる。また、発振回路
の出力としての矩形波信号の電圧レベルは、地絡によっ
て生じる抵抗と抵抗器とによって分圧された電圧レベル
となって、比較器によって比較される。請求項４では、
電圧レベルの検出部のインピーダンスが、対地キャパシ
タンスに応じてまた発振周波数が大きくなる程低下する
ことを考慮して、発振器の発振周波数を１００Ｈｚ以下
に設定している。このため、地絡が発生しない時に、対
地キャパシタンスが変動した場合でも、電圧レベルの検
出部の対地インピーダンスが低下することが少なくな
り、誤って地絡が検出されることがない。
【００１０】
【発明の効果】本発明は、請求項１では、交流信号発生
回路の交流信号を、コンデンサを介して直流電源回路お
よび交流回路に印加して、その電圧レベルの変化を検出
しているため、直流電源回路あるいは交流回路において
地絡が発生した場合に、容易に地絡を検出することがで
きる。請求項２では、発振回路で発生する交流信号の発
振振幅の変化を検出するため、交流回路における固有の
電圧変化の影響を受けることがなく、発振回路の交流信
号のみについての振幅変化を検出すればよいため、交流
回路における地絡発生を正確に検出することができる。
回路の交流信号を、コンデンサを介して直流電源回路お
よび交流回路に印加して、その電圧レベルの変化を検出
しているため、直流電源回路あるいは交流回路において
地絡が発生した場合に、容易に地絡を検出することがで
きる。請求項２では、発振回路で発生する交流信号の発
振振幅の変化を検出するため、交流回路における固有の
電圧変化の影響を受けることがなく、発振回路の交流信
号のみについての振幅変化を検出すればよいため、交流
回路における地絡発生を正確に検出することができる。
【００１１】請求項３では、発振回路が、発振器とイン
ピーダンス変換器とから構成されているため、地絡が発
生しても、安定した矩形波を発生させることができる。
従って、矩形波信号の電圧レベルの変化を正確に検出で
き、安定して地絡を検出することができる。請求項４で
は、発振器の発振周波数が１００Ｈｚ以下であるため、
対地キャパシタンスが変動しても、発振回路の出力イン
ピーダンスが変動しにくい。このため、対地キャパシタ
ンスが変動しても、誤って地絡が検出されることがな
い。
ピーダンス変換器とから構成されているため、地絡が発
生しても、安定した矩形波を発生させることができる。
従って、矩形波信号の電圧レベルの変化を正確に検出で
き、安定して地絡を検出することができる。請求項４で
は、発振器の発振周波数が１００Ｈｚ以下であるため、
対地キャパシタンスが変動しても、発振回路の出力イン
ピーダンスが変動しにくい。このため、対地キャパシタ
ンスが変動しても、誤って地絡が検出されることがな
い。
【００１２】
【実施例】次に本発明の電気自動車の地絡検出回路を、
図に示す実施例に基づいて説明する。図１において、Ａ
は、電気自動車の走行駆動回路系を示すもので、１は高
電圧直流電源（例えば２００〜３００Ｖ）として設けら
れたバッテリ群であり車体Ｂと電気絶縁されている。２
はＤＣ−ＡＣ変換器としてのインバータ、３は車両走行
用の交流モータ、４はバッテリ群１からインバータ２へ
の直流正極給電線であるプラス母線、５はバッテリ群１
からインバータ２への直流負極給電線であるマイナス母
線、６、７、８は、インバータ２から交流モータ３への
交流給電線であるＵ相線、Ｖ相線、Ｗ相線である。
図に示す実施例に基づいて説明する。図１において、Ａ
は、電気自動車の走行駆動回路系を示すもので、１は高
電圧直流電源（例えば２００〜３００Ｖ）として設けら
れたバッテリ群であり車体Ｂと電気絶縁されている。２
はＤＣ−ＡＣ変換器としてのインバータ、３は車両走行
用の交流モータ、４はバッテリ群１からインバータ２へ
の直流正極給電線であるプラス母線、５はバッテリ群１
からインバータ２への直流負極給電線であるマイナス母
線、６、７、８は、インバータ２から交流モータ３への
交流給電線であるＵ相線、Ｖ相線、Ｗ相線である。
【００１３】本実施例の地絡検出回路１００は、上記の
走行駆動回路系Ａにおける車体Ｂへの地絡を検出するた
めのもので、交流信号出力回路としての発振回路１０
と、電圧レベル変化検出回路としての検出部２０とから
なり、発振回路１０と検出部２０との接続点Ｐと走行駆
動回路系Ａのバッテリ群１のプラス母線４との間がカッ
プリングコンデンサ１０Ａで接続されており、直流成分
が遮断される。
走行駆動回路系Ａにおける車体Ｂへの地絡を検出するた
めのもので、交流信号出力回路としての発振回路１０
と、電圧レベル変化検出回路としての検出部２０とから
なり、発振回路１０と検出部２０との接続点Ｐと走行駆
動回路系Ａのバッテリ群１のプラス母線４との間がカッ
プリングコンデンサ１０Ａで接続されており、直流成分
が遮断される。
【００１４】発振回路１０は、演算増幅器その他によっ
てマルチバイブレータが形成され一定周波数の矩形波を
発生する発振器１１と、その後段に設けられ、走行駆動
回路系Ａにおける地絡の発生時に負荷インピーダンスが
変動したとき発振器１１の発振周波数が変動しないよう
にするために設けられたインピーダンス変換器１２と、
インピーダンス変換器１２の後段に接続された検出抵抗
１３とからなる。
てマルチバイブレータが形成され一定周波数の矩形波を
発生する発振器１１と、その後段に設けられ、走行駆動
回路系Ａにおける地絡の発生時に負荷インピーダンスが
変動したとき発振器１１の発振周波数が変動しないよう
にするために設けられたインピーダンス変換器１２と、
インピーダンス変換器１２の後段に接続された検出抵抗
１３とからなる。
【００１５】発振器１１は、デューティ比５０％の一定
周波数の矩形波パルスを発生し、インピーダンス変換器
１２は、発振器１１の矩形波パルスをそのままのデュー
ティ比で出力し、発振回路１０の交流信号出力は、検出
抵抗１３を介して接続点Ｐに現れる。検出抵抗１３は、
地絡発生時に、地絡抵抗３１とによって分圧器として作
用する。
周波数の矩形波パルスを発生し、インピーダンス変換器
１２は、発振器１１の矩形波パルスをそのままのデュー
ティ比で出力し、発振回路１０の交流信号出力は、検出
抵抗１３を介して接続点Ｐに現れる。検出抵抗１３は、
地絡発生時に、地絡抵抗３１とによって分圧器として作
用する。
【００１６】検出部２０には、発振回路１０の交流信号
出力が現れる検出抵抗１３とカップリングコンデンサ１
０Ａとの接続点Ｐの電圧レベルを基準電圧Ｖ１と比較す
るための比較器２１が設けられており、接続点Ｐは比較
器２１の反転入力端子に接続されている。比較器２１の
非反転入力端子には、分圧抵抗２２、２３によって基準
電圧Ｖ１を設定した基準電圧回路が接続されている。
出力が現れる検出抵抗１３とカップリングコンデンサ１
０Ａとの接続点Ｐの電圧レベルを基準電圧Ｖ１と比較す
るための比較器２１が設けられており、接続点Ｐは比較
器２１の反転入力端子に接続されている。比較器２１の
非反転入力端子には、分圧抵抗２２、２３によって基準
電圧Ｖ１を設定した基準電圧回路が接続されている。
【００１７】比較器２１の基準電圧Ｖ１は、地絡が発生
しない正常時には発振回路１０の矩形波パルスの波高値
が基準電圧Ｖ１より高くなり、地絡が発生して矩形波パ
ルスの波高値が低くなった場合には、その波高値が基準
電圧Ｖ１より低くなるように設定されている。従って、
比較器２１からは、地絡が発生しない場合には、デュー
ティ比５０％の矩形波パルスが出力され、地絡が発生し
た場合には、デューティ比１００％の一定電圧値が出力
される。
しない正常時には発振回路１０の矩形波パルスの波高値
が基準電圧Ｖ１より高くなり、地絡が発生して矩形波パ
ルスの波高値が低くなった場合には、その波高値が基準
電圧Ｖ１より低くなるように設定されている。従って、
比較器２１からは、地絡が発生しない場合には、デュー
ティ比５０％の矩形波パルスが出力され、地絡が発生し
た場合には、デューティ比１００％の一定電圧値が出力
される。
【００１８】比較器２１の後段には、抵抗２４およびコ
ンデンサ２５によって時定数を設定した平滑回路２６が
設けられ、比較器２１の出力は平滑回路２６を介して比
較器２７の非反転入力端子と接続されている。平滑回路
２６は、比較器２１の出力がデューティ比５０％の場合
に、平滑電圧Ｖｒが基準電圧Ｖ２より低くなり、比較器
２１の出力がデューティ比１００％の場合に平滑電圧Ｖ
ｒが基準電圧Ｖ２より高くなるように、その時定数が設
定されている。
ンデンサ２５によって時定数を設定した平滑回路２６が
設けられ、比較器２１の出力は平滑回路２６を介して比
較器２７の非反転入力端子と接続されている。平滑回路
２６は、比較器２１の出力がデューティ比５０％の場合
に、平滑電圧Ｖｒが基準電圧Ｖ２より低くなり、比較器
２１の出力がデューティ比１００％の場合に平滑電圧Ｖ
ｒが基準電圧Ｖ２より高くなるように、その時定数が設
定されている。
【００１９】比較器２７の反転入力端子には、この平滑
回路２６の平滑電圧Ｖｒに対応して分圧抵抗２８、２９
によって基準電圧Ｖ２を設定した基準電圧回路が接続さ
れている。比較器２７は、比較器２１の出力がデューテ
ィ比５０％の矩形波パルスの場合に、平滑回路２６の平
滑電圧Ｖｒが基準電圧Ｖ２より低くなるため、ローレベ
ルを出力し、比較器２１の出力がデューティ比１００％
の一定電圧値の場合には、平滑電圧Ｖｒが基準電圧Ｖ２
より高くなるため、ハイレベルを出力する。なお、発振
回路１０および検出部２０のアースラインＧＮＤは、い
ずれも車体Ｂと接続されている。
回路２６の平滑電圧Ｖｒに対応して分圧抵抗２８、２９
によって基準電圧Ｖ２を設定した基準電圧回路が接続さ
れている。比較器２７は、比較器２１の出力がデューテ
ィ比５０％の矩形波パルスの場合に、平滑回路２６の平
滑電圧Ｖｒが基準電圧Ｖ２より低くなるため、ローレベ
ルを出力し、比較器２１の出力がデューティ比１００％
の一定電圧値の場合には、平滑電圧Ｖｒが基準電圧Ｖ２
より高くなるため、ハイレベルを出力する。なお、発振
回路１０および検出部２０のアースラインＧＮＤは、い
ずれも車体Ｂと接続されている。
【００２０】なお、地絡検出回路１００において、１
５、１６、１７、１８は、地絡発生時にインピーダンス
変換器１２の演算増幅器および比較器２１を、逆電圧あ
るいは過電圧から保護するための保護用ダイオードであ
る。
５、１６、１７、１８は、地絡発生時にインピーダンス
変換器１２の演算増幅器および比較器２１を、逆電圧あ
るいは過電圧から保護するための保護用ダイオードであ
る。
【００２１】なお、本実施例において、検出部２０の入
力インピーダンスＺは、
力インピーダンスＺは、
【００２２】
【数１】
【００２３】で表され、この数式１のＸｃが、周波数ｆ
と対地キャパシタンスＣとによって
と対地キャパシタンスＣとによって
【００２４】
【数２】
【００２５】で決まることから、検出部２０の入力イン
ピーダンスＺは、周波数ｆが大きくなるほど低下する。
このため、各母線４、５と車体との間に発生する対地キ
ャパシタンスＣが実車両において約２０〜４０ｎＦであ
るとした場合、対地キャパシタンスＣの変動によって誤
って地絡が検出されないようにするために、上記の発振
器１１の矩形波パルスの発振周波数Ｆは、１００Ｈｚ以
下に設定してある。
ピーダンスＺは、周波数ｆが大きくなるほど低下する。
このため、各母線４、５と車体との間に発生する対地キ
ャパシタンスＣが実車両において約２０〜４０ｎＦであ
るとした場合、対地キャパシタンスＣの変動によって誤
って地絡が検出されないようにするために、上記の発振
器１１の矩形波パルスの発振周波数Ｆは、１００Ｈｚ以
下に設定してある。
【００２６】次に、地絡検出回路１００の作動を図２を
参考に説明する。地絡が発生していない平常時には、接
続点Ｐのインピーダンスに変化がないため、比較器２１
の反転入力端子には、あらかじめ設定した基準電圧Ｖ１
より高い波高値を有する矩形波パルスが入力されるた
め、比較器２１の出力はデューティ比５０％の矩形波パ
ルスとなる。このため、抵抗２４およびコンデンサ２５
の平滑回路２６によって現れる平滑電圧Ｖｒは、基準電
圧Ｖ２より低くなり、それが比較器２７の非反転入力端
子に入力されて、比較器２７の出力は正常状態を示すロ
ーレベルとなる。
参考に説明する。地絡が発生していない平常時には、接
続点Ｐのインピーダンスに変化がないため、比較器２１
の反転入力端子には、あらかじめ設定した基準電圧Ｖ１
より高い波高値を有する矩形波パルスが入力されるた
め、比較器２１の出力はデューティ比５０％の矩形波パ
ルスとなる。このため、抵抗２４およびコンデンサ２５
の平滑回路２６によって現れる平滑電圧Ｖｒは、基準電
圧Ｖ２より低くなり、それが比較器２７の非反転入力端
子に入力されて、比較器２７の出力は正常状態を示すロ
ーレベルとなる。
【００２７】マイナス母線５と車体Ｂとの間に地絡が発
生し、図１に示す地絡抵抗３１が現れた場合には、カッ
プリングコンデンサ１０Ａは、バッテリ群１、カップリ
ングコンデンサ１０Ａ、検出抵抗１３、インピーダンス
変換器１２、アースラインＧＮＤ、車体Ｂ、地絡抵抗３
１、バッテリ群１の経路で、バッテリ群１の電圧値まで
充電される。
生し、図１に示す地絡抵抗３１が現れた場合には、カッ
プリングコンデンサ１０Ａは、バッテリ群１、カップリ
ングコンデンサ１０Ａ、検出抵抗１３、インピーダンス
変換器１２、アースラインＧＮＤ、車体Ｂ、地絡抵抗３
１、バッテリ群１の経路で、バッテリ群１の電圧値まで
充電される。
【００２８】同時に、インピーダンス変換器１２の出力
は、交流信号出力の矩形波パルスであるため、検出抵抗
１３、カップリングコンデンサ１０Ａ、バッテリ群１、
地絡抵抗３１、車体Ｂ、インピーダンス変換器１２の経
路で伝達し、上記のカップリングコンデンサ１０Ａの充
電完了とともに、インピーダンス変換器１２の出力の矩
形波パルスの波高値が検出抵抗１３および地絡抵抗３１
で分圧される発振振幅に小さくなって安定する。このた
め、比較器２１の反転入力端子には、基準電圧Ｖ１より
低い波高値の矩形波パルスが入力され、比較器２１の出
力のデューティ比は１００％に変化する。
は、交流信号出力の矩形波パルスであるため、検出抵抗
１３、カップリングコンデンサ１０Ａ、バッテリ群１、
地絡抵抗３１、車体Ｂ、インピーダンス変換器１２の経
路で伝達し、上記のカップリングコンデンサ１０Ａの充
電完了とともに、インピーダンス変換器１２の出力の矩
形波パルスの波高値が検出抵抗１３および地絡抵抗３１
で分圧される発振振幅に小さくなって安定する。このた
め、比較器２１の反転入力端子には、基準電圧Ｖ１より
低い波高値の矩形波パルスが入力され、比較器２１の出
力のデューティ比は１００％に変化する。
【００２９】この結果、抵抗２４およびコンデンサ２５
の平滑回路２６によって現れる平滑電圧Ｖｒは、基準電
圧Ｖ２より高くなり、それが比較器２７の非反転入力端
子に入力されて、比較器２７の出力は地絡状態を示すハ
イレベルとなる。以上のとおり、バッテリ群１において
地絡が発生した場合には、それを検出擦ることができ
る。
の平滑回路２６によって現れる平滑電圧Ｖｒは、基準電
圧Ｖ２より高くなり、それが比較器２７の非反転入力端
子に入力されて、比較器２７の出力は地絡状態を示すハ
イレベルとなる。以上のとおり、バッテリ群１において
地絡が発生した場合には、それを検出擦ることができ
る。
【００３０】また、プラス母線４又はバッテリ群１の内
部と車体Ｂとの間に地絡が発生した場合には、カップリ
ングコンデンサ１０Ａの充電電圧値が、地絡位置に依存
して上記の場合と異なるだけで、インピーダンス変換器
１２の出力は上記と同様に交流信号出力としての矩形波
パルスであるため、上記の場合と同様に地絡を検出でき
る。
部と車体Ｂとの間に地絡が発生した場合には、カップリ
ングコンデンサ１０Ａの充電電圧値が、地絡位置に依存
して上記の場合と異なるだけで、インピーダンス変換器
１２の出力は上記と同様に交流信号出力としての矩形波
パルスであるため、上記の場合と同様に地絡を検出でき
る。
【００３１】次に、交流給電線であるＵ相線６、Ｖ相線
７、Ｗ相線８、あるいは交流モータ３内部に地絡が発生
した場合について図３を参考に説明する。図３におい
て、４１〜４６はドライブ素子、４１ａ〜４６ａはダイ
オード、４７はコンデンサ、４８は放電抵抗、４９はリ
レーである。
７、Ｗ相線８、あるいは交流モータ３内部に地絡が発生
した場合について図３を参考に説明する。図３におい
て、４１〜４６はドライブ素子、４１ａ〜４６ａはダイ
オード、４７はコンデンサ、４８は放電抵抗、４９はリ
レーである。
【００３２】図３に示すように、交流モータ３の内部が
モータケーシングを介して車体Ｂとの間に地絡を生じた
場合、発振回路１０の矩形波パルスがハイレベルのとき
には、インピーダンス変換器１２、検出抵抗１３、カッ
プリングコンデンサ１０Ａ、バッテリ群１、インバータ
２内のダイオード４６ａ、Ｗ相線８、交流モータ３、地
絡抵抗３１、車体Ｂ、アースラインＧＮＤ、インピーダ
ンス変換器１２の経路で、発振回路１０の矩形波パルス
がローレベルのときには、インピーダンス変換器１２、
アースラインＧＮＤ、車体Ｂ、地絡抵抗３１、交流モー
タ３、Ｗ相線８、インバータ２内のダイオード４６ａ、
放電抵抗４８、バッテリ群１、カップリングコンデンサ
１０Ａ、検出抵抗１３、インピーダンス変換器１２の経
路でそれぞれ交流信号出力としての矩形波パルスが伝達
する。
モータケーシングを介して車体Ｂとの間に地絡を生じた
場合、発振回路１０の矩形波パルスがハイレベルのとき
には、インピーダンス変換器１２、検出抵抗１３、カッ
プリングコンデンサ１０Ａ、バッテリ群１、インバータ
２内のダイオード４６ａ、Ｗ相線８、交流モータ３、地
絡抵抗３１、車体Ｂ、アースラインＧＮＤ、インピーダ
ンス変換器１２の経路で、発振回路１０の矩形波パルス
がローレベルのときには、インピーダンス変換器１２、
アースラインＧＮＤ、車体Ｂ、地絡抵抗３１、交流モー
タ３、Ｗ相線８、インバータ２内のダイオード４６ａ、
放電抵抗４８、バッテリ群１、カップリングコンデンサ
１０Ａ、検出抵抗１３、インピーダンス変換器１２の経
路でそれぞれ交流信号出力としての矩形波パルスが伝達
する。
【００３３】従って、いずれの場合にも矩形波パルス
は、検出抵抗１３と地絡抵抗３１とによって分圧され
る。この結果、上記の説明の如く、地絡発生時には、分
圧によって矩形波パルスの波高値が低下するため、地絡
発生時には、検出部２０の比較器２１の出力がデューテ
ィ比１００％になり、地絡が検出される。
は、検出抵抗１３と地絡抵抗３１とによって分圧され
る。この結果、上記の説明の如く、地絡発生時には、分
圧によって矩形波パルスの波高値が低下するため、地絡
発生時には、検出部２０の比較器２１の出力がデューテ
ィ比１００％になり、地絡が検出される。
【００３４】以上のとおり、本発明では、電気自動車の
バッテリ群１からの各母線４、５やバッテリ群１内の地
絡とともに、交流モータ３内の地絡検出を確実に行うこ
とができる。上記実施例では、発振器１１として演算増
幅器によるマルチバイブレータを用いたが、矩形波パル
スが出力されるものであれば、タイマＩＣやインバータ
ロジックＩＣによって構成してもよい。
バッテリ群１からの各母線４、５やバッテリ群１内の地
絡とともに、交流モータ３内の地絡検出を確実に行うこ
とができる。上記実施例では、発振器１１として演算増
幅器によるマルチバイブレータを用いたが、矩形波パル
スが出力されるものであれば、タイマＩＣやインバータ
ロジックＩＣによって構成してもよい。
【００３５】また、検出部２０では、比較器２１におい
てデューティ比が１００％の場合に地絡を検出するよう
にしたが、デューティ比が０％の場合に地絡を検出する
ようにしてもよい。また、カップリングコンデンサ１０
Ａをバッテリ群１の正極端子側に接続したが、結線上の
制約から負極端子側あるいはバッテリ群１の内部に接続
してもよい。
てデューティ比が１００％の場合に地絡を検出するよう
にしたが、デューティ比が０％の場合に地絡を検出する
ようにしてもよい。また、カップリングコンデンサ１０
Ａをバッテリ群１の正極端子側に接続したが、結線上の
制約から負極端子側あるいはバッテリ群１の内部に接続
してもよい。
【図１】本発明の実施例を示す電気自動車の走行駆動回
路系および地絡検出回路の回路図である。
路系および地絡検出回路の回路図である。
【図２】本実施例の地絡検出回路の作動説明のための波
形図である。
形図である。
【図３】本発明の他の実施例を示す電気自動車の走行駆
動回路系および地絡検出回路の回路図である。
動回路系および地絡検出回路の回路図である。
【図４】従来の漏電検知装置を示す回路図である。
【図５】従来の漏電検知方法の他の例を示す回路図であ
る。
る。
１ バッテリ群（直流電源回路） １０ 発振回路（交流信号出力回路） １０Ａ カップリングコンデンサ（コンデンサ） １１ 発振器 １２ インピーダンス変換器 １３ 検出抵抗（抵抗器） ２０ 検出部（電圧レベル変化検出回路） ２１ 比較器（比較回路） １００ 地絡検出回路（電気自動車の地絡検出回路） Ａ 走行駆動回路系（交流回路） Ｂ 車体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松木 務 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 栗山 俊彦 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 車体と電気的に絶縁された直流電源回路
および該直流電源回路により駆動される交流回路を有す
る電気自動車において、 一定の出力インピーダンスで交流信号を出力し、前記直
流電源回路および前記交流回路に対してコンデンサを介
して接続された交流信号出力回路と、 前記直流電源回路あるいは前記交流回路と前記車体との
地絡の発生時に前記交流信号出力回路の前記交流信号の
電圧レベル変化を検出する電圧レベル変化検出回路とを
具備したことを特徴とする電気自動車の地絡検出回路。 - 【請求項２】 前記交流信号出力回路は、前記地絡の発
生に伴って発振振幅が変化する発振回路であり、前記電
圧レベル変化検出回路は、前記発振回路の発振振幅を所
定値と比較する比較回路を有することを特徴とする請求
項１記載の電気自動車の地絡検出回路。 - 【請求項３】 前記発振回路は、一定の矩形波を発生す
る発振器と、該発振器の後段に設けられ前記地絡の発生
時に前記発振器の発振周波数が変化しないように前記発
振器の出力インピーダンスを変換するインピーダンス変
換器と、該インピーダンス変換器と前記コンデンサとの
間に直列接続される抵抗器とから構成されることを特徴
とする請求項２記載の電気自動車の地絡検出回路。 - 【請求項４】 前記発振器の周波数を１００Ｈｚ以下に
設定したことを特徴とする請求項３記載の電気自動車の
地絡検出回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6205587A JP2933490B2 (ja) | 1994-08-30 | 1994-08-30 | 電気自動車の地絡検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6205587A JP2933490B2 (ja) | 1994-08-30 | 1994-08-30 | 電気自動車の地絡検出回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0870503A true JPH0870503A (ja) | 1996-03-12 |
| JP2933490B2 JP2933490B2 (ja) | 1999-08-16 |
Family
ID=16509357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6205587A Expired - Lifetime JP2933490B2 (ja) | 1994-08-30 | 1994-08-30 | 電気自動車の地絡検出回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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- 1994-08-30 JP JP6205587A patent/JP2933490B2/ja not_active Expired - Lifetime
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