非接地電路的接地故障檢測裝置製造方法
2023-07-24 18:54:41
非接地電路的接地故障檢測裝置製造方法
【專利摘要】本發明提供一種非接地電路的接地故障檢測裝置。接地故障檢測裝置(10)具備：接地故障檢測部(64)，其在通過與正側輸出部(PL)連接的反相放大器(25)以及與負側輸出部(ML)連接的反相放大器(35)在正側輸出部(PL)以及負側輸出部(ML)疊加了檢測用信號(S_sig)時，基於接地故障信號檢測電路(53)的接地故障檢測信號(St_s)來檢測非接地電路(70)的接地故障；和電源電壓檢測部(66)，其基於第1電源電壓檢測電路(52)的第1電源電壓檢測信號(Vdl_s)來檢測鋰離子電池(71)的輸出電壓。
【專利說明】 非接地電路的接地故障檢測裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及檢測搭載於電動車輛等的非接地電路的接地故障(ground fault)的接地故障檢測裝置。
【背景技術】
[0002]在具備輸出高電壓的直流電源的電動車輛(蓄電池驅動車輛、混合動力車輛、燃料電池車輛等)中，一般將直流電源以及與直流電源連接的電路配置為與車體的接地電位部絕緣的非接地電路。
[0003]並且，在現有技術中提出了用於檢測如此配置於電動車輛的非接地電路與車體的接地電位部之間的絕緣性降低的接地故障(非接地電路與車輛的接地電位部間的電阻降低到接近O Ω的狀態)的各種構成(例如，參考專利文獻1:JP特開平8-226950號公報，專利文獻2:JP特許第2933490號公報，專利文獻3 JP特開2009-150779號公報，專利文獻4 JP特許第3590679號公報)。
[0004]在專利文獻I?3所記載的構成中，由於不能檢測非接地電路的電源電壓，所以需要與接地故障檢測部分開地準備電壓檢測部。由此，在構成進行接地故障檢測和電源電壓的檢測時，存在接地故障檢測裝置大型化這樣的不良狀況。
[0005]另外，在專利文獻4所記載的構成中，對電源電壓進行分壓來對中間的電位施加基準電源的輸出電壓，基於從基準電源流向接地故障電阻的電流來檢測接地故障。所以，在該構成中，在與基準電源的輸出電壓相同的電位接地故障時，因為不流過電流，所以存在不能檢測接地故障的不良狀況。
【發明內容】
[0006]本發明鑑於相關背景而提出，目的在於提供一種接地故障檢測裝置，通過能實現小型化的構成，能夠同時進行非接地電路的接地故障檢測和非接地電路的電源電壓的檢測，並且不管接地故障電位如何都能檢測接地故障。
[0007]本發明為了達成上述目的而提出，涉及一種檢測非接地電路的接地故障的非接地電路接地故障檢測裝置，其中該非接地電路具有直流電源，與車體的接地電位部電絕緣地配置在車輛中。
[0008]並且，本發明的非接地電路的接地故障檢測裝置具備:
[0009]檢測用信號發送器，其以規定的檢測用頻率輸出輸出電壓變化的檢測用信號；
[0010]第I放大器，其經由並聯連接了電容器和電阻的第I中繼電路與所述直流電源的正側輸出部連接，經由該第I中繼電路將所述檢測用信號疊加到該正側輸出部，並且基於經由該第I中繼電路而輸入的電壓，輸出與正側輸出部的電壓相應的電壓；
[0011]第2放大器，其經由並聯連接了電容器和電阻的第2中繼電路與所述直流電源的負側輸出部連接，經由該第2中繼電路將所述檢測用信號疊加到該負側輸出部，並且基於經由該第2中繼電路而輸入的電壓，輸出與負側輸出部的電壓相應的電壓；[0012]接地故障檢測部，其在通過所述第I放大器以及所述第2放大器將所述檢測用信號疊加在所述直流電源的正側輸出部以及負側輸出部時，基於該正側輸出部的電壓和該負側輸出部的電壓的變動幅度來檢測所述非接地電路的接地故障；和
[0013]第I電源電壓檢測部，其基於所述第I放大器與所述第2放大器的輸出電壓之差，來檢測所述直流電源的輸出電壓(第I發明)。
[0014]根據第I發明，能夠在通過所述第I放大器以及所述第2放大器對所述直流電源的正側輸出部以及負側輸出部疊加所述檢測用信號、並由所述接地故障檢測部檢測所述非接地電路的接地故障時，通過所述第I電源電壓檢測部基於所述第I放大器以及所述第2放大器的輸出電壓之差來檢測所述直流電源的輸出電壓。由此，能夠抑制為了檢測所述直流電源的輸出電壓而需要的專用部件的增加，從而使接地故障檢測裝置小型化。進而，在第I發明中，由於在接地故障檢測時不進行直流電壓的施加，因此不會如上述專利文獻4所記載的構成那樣由於接地故障電位而變得不能檢測接地故障。
[0015]另外在第I發明的基礎上，
[0016]優選所述第I中繼電路和所述第2中繼電路構成為將並聯連接了電容器和電阻的單位中繼電路串聯連接多個(第2發明)。
[0017]根據第2發明，通過串聯連接多個所述單位中繼電路來構成所述第I中繼電路和所述第2中繼電路，從而作為構成各單位中繼電路的電容器能使用耐壓低的電容器，能夠增大總體的電容。由此，例如能使用低耐壓、高電容的小型的陶瓷電容器來使所述接地故障檢測裝置小型化。另外，通過增減串聯連接的所述單位中繼電路的個數，能夠容易地設定所述第I中繼電路和所述第2中繼電路對所述直流電源的輸出電壓的分壓等級。
[0018]另外，在第I發明或第2發明的基礎上，優選還具備:
[0019]第2電源電壓檢測部，其基於所述直流電源的正側輸出部的電壓與負側輸出部的電壓之差，來檢測所述直流電源的輸出電壓；和
[0020]故障檢測部，其通過比較由所述第I電源電壓檢測部檢測出的所述直流電源的輸出電壓、和由所述第2電源電壓檢測部檢測出的所述直流電源的輸出電壓，來檢測所述接地故障檢測裝置的故障(第3發明)。
[0021]根據第3發明，若所述第I放大器和所述第2放大器的一方或兩者發生故障，則由所述第I電源電壓檢測部檢測出的所述直流電源的輸出電壓成為異常，成為與由所述第2電源電壓檢測部檢測出的所述直流電源的輸出電壓不同的狀態。由此，所述故障檢測部通過比較由所述第I電源電壓檢測部檢測出的所述直流電源的輸出電壓和由所述第2電源電壓檢測部檢測出的所述直流電源的輸出電壓，能夠檢測所述接地故障檢測裝置的故障。
[0022]另外，在第I發明到第3發明中的任一者的基礎上，優選還具備:
[0023]接地故障部位確定部，其基於所述第I放大器以及所述第2放大器的輸出電壓，來確定所述非接地電路的接地故障部位(第4發明)。
[0024]根據第4發明，在所述直流電源的正側輸出部接地故障時，與所述檢測用信號的疊加相應的所述第I放大器的輸出電壓的變動幅度減少，另外在所述直流電源的負側輸出部接地故障時，與所述檢測用信號的疊加相應的所述第2放大器的輸出電壓的變動幅度減少。由此，所述接地故障部位確定部能夠基於所述第I放大器以及所述第2放大器的輸出電壓來確定所述非接地電路的接地故障部位。[0025]另外，在第I發明到第4發明的任一者的基礎上，優選還具備:
[0026]接地故障參考電壓決定部，其設為從所述第I放大器向所述直流電源的正側輸出部疊加所述檢測用信號、並從所述第2放大器向所述直流電源的負側輸出部疊加直流電壓的狀態，或者從所述第2放大器向所述直流電源的負側輸出部疊加所述檢測用信號、並從所述第I放大器向所述直流電源的正側輸出部疊加直流電壓的狀態，來測定所述直流電源的正側輸出部以及負側輸出部的電壓的變動幅度，基於該變動幅度來決定接地故障參考電壓，
[0027]所述接地故障檢測部，在通過所述第I放大器以及所述第2放大器對所述直流電源的正側輸出部以及負側輸出部疊加了所述檢測用信號時，比較與該正側輸出部的電壓變動幅度和該負側輸出部的電壓變動幅度相應的測定電壓、和所述接地故障參考電壓，來檢測有無所述非接地電路的接地故障(第5發明)。
[0028]根據第5發明，通過設為僅從所述第I放大器以及所述第2放大器的一方疊加所述檢測用信號、從另一方疊加直流電壓的狀態，能夠設為與所述直流電源的正側輸出部或負側輸出部短路時相同的狀態。而且，該狀態下的所述直流電源的正側輸出部以及負側輸出部的電壓的變動幅度成為與所述直流電源的正側輸出部或負側輸出部短路時相同的等級。由此，接地故障參考電壓決定部能夠基於該狀態下的所述直流電源的正側輸出部以及負側輸出部的電壓變動幅度，來決定降低了與所述直流電源連接的Y電容器等的影響的適當的所述接地故障參考電壓。而且，所述接地故障檢測部使用所述接地故障參考電壓，能夠容易地檢測有無所述非接地電路的接地故障。
[0029]另外，在第I發明到第5發明的任一者的基礎上，優選還具備:
[0030]帶通濾波器，其僅使疊加在所述直流電源的輸出電壓上的信號中具有包含所述檢測用頻率的規定頻帶內的頻率的信號通過，並且輸入到所述接地故障檢測部，
[0031]所述接地故障檢測部根據所述帶通濾波器的輸出電壓，測定所述直流電源的正側輸出部以及負側輸出部的變動幅度(第6發明)。
[0032]根據第6發明，通過所述帶通濾波器去掉疊加在所述直流電源的輸出電壓上的高頻的噪聲信號，從而能夠精度良好地測定所述直流電源的正側輸出部以及負側輸出部的變動幅度。
[0033]另外，在第6發明的基礎上，優選還具備:
[0034]檢測用頻率決定部，其通過變更所述檢測用信號的頻率並測定從所述帶通濾波器輸入到所述接地故障檢測部的電壓的振幅，從而將從所述帶通濾波器輸出到所述接地故障檢測部的電壓的振幅在所述規定頻帶的中間部成為最大的頻率決定為所述檢測用頻率(第7發明)。
[0035]根據第7發明，所述帶通濾波器中的所述規定頻帶按照構成所述帶通濾波器的部件(電阻、電容器等)的實際值發生變化。由此，能通過執行所述檢測用頻率決定部的處理來使所述檢測用頻率與所述帶通濾波器的所述頻帶的中間部一致來提高所述帶通濾波器的效果。
[0036]另外，本發明的車輛具備第I發明到第7發明中的任一者所記載的非接地電路的接地故障檢測裝置(第8發明)。
[0037]根據第8發明，能夠通過小型化的所述接地故障檢測裝置來進行所述車輛中的所 述非接地電路的接地故障檢測和所述直流電源的輸出電壓的檢測。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0038]圖1是非接地電路的接地故障檢測裝置的構成圖。
[0039]圖2A以及圖2B是反相放大器的構成圖。
[0040]圖3A是接地故障信號檢測電路的構成圖。圖3B是第I電源電壓檢測電路的構成圖。
[0041]圖4是接地故障部位檢測電路的構成圖。
[0042]圖5A是第I中繼電路的其它實施方式的說明圖。圖5B是第2中繼電路的其它實施方式的說明圖。
[0043]圖6是控制器進行的校準處理的流程圖。
[0044]圖7是控制器進行的通常的短路檢測處理的流程圖。
[0045]圖8是接地故障檢測裝置不通過接觸器而與非接地電路連接的構成的說明圖。【具體實施方式】
[0046]參考圖1?圖7來說明本發明的非接地電路的接地故障檢測裝置的實施方式的一例。
[0047]參考圖1，本實施方式的非接地電路的接地故障檢測裝置10搭載於電動車輛I (蓄電池驅動車輛、混合動力車輛、燃料電池車輛等，相當於本發明的車輛)，檢測電動車輛I所具備的非接地電路70有無接地故障。
[0048]非接地電路70具備鋰離子電池71 (相當於本發明的直流電源)、和通過接觸器72與鋰離子電池71連接的逆變器73。逆變器73與電動車輛I的驅動用電動機(未圖示)連接，由鋰離子電池71的輸出電力生成3相驅動電壓，輸出給驅動用電動機。
[0049]鋰離子電池71的輸出電壓例如為300V的高壓，由鋰離子電池71以及與鋰離子電池71連接的電路構成的非接地電路70與電動車輛I的車體的接地電位部(車身搭鐵，bodyearth)電絕緣地配置。
[0050]接地故障檢測裝置10與鋰離子電池71的正側輸出部PL以及負側輸出部ML連接，檢測有無正側輸出部PL以及負側輸出部ML的接地故障。接地故障檢測裝置10具備:經由電阻20以及第I中繼電路21與正側輸出部PL連接的反相放大器25(相當於本發明的第I放大器)、經由電阻30以及第2中繼電路31與負側輸出部ML連接的反相放大器35 (相當於本發明的第2放大器)、經由電阻40與正側輸出部PL連接的反相放大器41、經由電阻42與負側輸出部ML連接的反相放大器43、以及檢測用信號發送器50。電阻20、30、40、42例如是數百kQ?數十ΜΩ程度的高電阻。
[0051]第I中繼電路21將並聯連接了電阻和電容器的單位中繼電路21a、21b串聯連接而構成。對於第I中繼電路21，通過電阻20、第I中繼電路21的電阻和反相放大器25的內部電阻(圖2B的電阻111)對正側輸出部PL的電壓進行分壓，將分壓後的電壓輸入到反相放大器25，並且將從檢測用信號發送器50輸出的檢測用信號S_sig經由單位中繼電路21a、21b的電容器疊加到正側輸出部PL。
[0052]同樣地，第2中繼電路31將並聯連接了電阻和電容器的單位中繼電路31a、31b串聯連接而構成。對於第2中繼電路31，通過電阻30、第2中繼電路31的電阻和反相放大器35的內部電阻(圖2B的電阻111)對負側輸出部ML的電壓進行分壓，將分壓後的電壓輸入到反相放大器35，並且將從檢測用信號發送器50輸出的檢測用信號S_sig經由單位中繼電路31a、31b的電容器疊加到負側輸出部ML。
[0053]在此，如圖2A所示，反相放大器41、43構成為經由電阻101連接運算放大器100的負輸入端子和輸出端子間、並輸入偏置電壓Vof。偏置電壓Vof例如相對於運算放大器100的電源電壓Vd = 5V設定為Vb = 2.5V。
[0054]另外，如圖2B所示，反相放大器25、35構成為經由電阻111連接運算放大器110的負輸入端子和輸出端子間、並在偏置電壓Vof上疊加了來自檢測用信號發送器50的檢測用信號S_sig來輸入。通過該構成,在運算放大器110的正輸入端子疊加以Vof為中心而電壓周期性變化的檢測用信號S_sig。作為檢測用信號S_sig，能使用矩形波、正弦波等。
[0055]並且，在反相放大器25中，經由第I中繼電路21對鋰離子電池71的正側輸出部PL疊加檢測用信號S_sig，在反相放大器35中，經由第2中繼電路31對鋰離子電池71的負側輸出部ML疊加檢測用信號S_sig。
[0056]進而，接地故障檢測裝置10具備:接地故障部位檢測電路51，其將反相放大器25的輸出電壓Vpl和反相放大器35的輸出電壓Vml相加，並輸出用於檢測接地故障部位的接地故障部位檢測信號Sp_s ;第I電源電壓檢測電路52，其求取反相放大器25的輸出電壓Vpl與反相放大器35的輸出電壓Vml之差，並輸出用於檢測鋰離子電池71的輸出電壓的第I電源電壓檢測信號Vdl_s ;接地故障信號檢測電路53，其將反相放大器41的輸出電壓Vp2和反相放大器43的輸出電壓Vm2相加，並輸出用於判斷有無接地故障的接地故障檢測信號St_s ;第2電源電壓檢測電路54，其求取反相放大器41的輸出電壓Vp2與反相放大器43的輸出電壓Vm2的差分，並輸出用於檢測鋰離子電池71的輸出電壓的第2電源電壓檢測信號Vd2_s ;以及控制器60，其執行接地故障檢測裝置10中的各種處理。
[0057]在此，如圖3A所示那樣，接地故障信號檢測電路53構成為:在運算放大器120的負輸入端子與輸出端子間並聯連接電阻121和電容器122從而具有帶通濾波器(BPF =BundPass Filter)的功能，並且經由電容器123 (耦合電容器)將電阻124、125連接到運算放大器120的負輸入端子，將反相放大器41的輸出電壓Vp2和反相放大器43的輸出電壓Vm2相加。另外，對運算放大器120的正輸入端子輸入偏置電壓Vof。
[0058]通過該構成，僅將疊加在鋰離子電池71的正側輸出部PL的信號和疊加在負側輸出部ML的信號相加而得到的成分經由電容器122而輸入到運算放大器120。而且，僅該成分中的帶通濾波器的透過頻帶內的信號作為接地故障檢測信號St_s從運算放大器120輸出。
[0059]另外，如圖3B所示那樣，第I電源電壓檢測電路52構成為:經由電阻131連接運算放大器130的負輸入端子和輸出端子間，並且經由電阻132將反相放大器25的輸出電壓Vpl輸入到負輸入端子。另外，還構成為:經由電阻134將運算放大器130的正輸入端子與接地電位部連接，並且經由電阻133將反相放大器35的輸出電壓Vml輸入到正輸入端子。
[0060]根據該構成，反相放大器25的輸出電壓Vpl和反相放大器35的輸出電壓Vml的差分作為第I電源電壓檢測信號Vdl_s從運算放大器130輸出。
[0061]另外，如圖4所示，接地故障部位檢測電路51構成為:經由電阻141連接運算放大器140的負輸入端子和輸出端子間，並且經由電阻142將反相放大器25的輸出電壓Vpl輸入到負輸入端子，並經由電阻143將反相放大器35的輸出電壓Vml輸入到負輸入端子。
[0062]進而，接地故障部位檢測電路51構成為:經由電阻144對運算放大器140的正輸入端子輸入加上了偏置電壓Vof的檢測用信號S_sig，並經由電阻147對正輸入端子輸入偏置電壓Vof。
[0063]通過該構成，接地故障部位檢測電路51輸出振幅相應於接地故障部位(正側輸出部PL或負側輸出部ML)而變化的接地故障部位檢測信號Sp_s。
[0064]接下來，控制器60由未圖示的CPU、存儲器等構成，通過執行保持於存儲器中的接地故障檢測裝置10的控制用程序而作為檢測用頻率決定部61、接地故障參考電壓決定部62、接地故障部位確定部63、接地故障檢測部64、故障檢測部65以及電源電壓檢測部66發揮功能。
[0065]對控制器60輸入來自接地故障部位檢測電路51的接地故障部位檢測信號Sp_s、來自第I電源電壓檢測電路52的第I電源電壓檢測信號Vdl_s、來自接地故障信號檢測電路53的接地故障檢測信號St_s、以及來自第2電源電壓檢測電路54的第2電源電壓檢測信號Vd2_s。另外，通過從控制器60輸出給檢測用信號發送器50的頻率指示信號f_cmd來變更檢測用信號S_sig的頻率。
[0066]另外，通過第I電源電壓檢測電路52、和電源電壓檢測部66基於第I電源電壓檢測信號Vdl_s來檢測鋰離子電池71的輸出電壓的構成，構成本發明的第I電源電壓檢測部。另外，通過第2電源電壓檢測電路54、和電源電壓檢測部66基於第2電源電壓檢測信號Vd2_s來檢測鋰離子電池71的輸出電壓的構成，構成本發明的第2電源電壓檢測部。
[0067]另外，如圖1所示，在本實施方式中，串聯連接2個單位中繼電路21a、21b來構成第I中繼電路21，另外，串聯2個單位中繼電路31a、31b來構成第2中繼電路31。但是，如圖5A所示，也可以串聯連接3個以上的單位中繼電路150來構成第I中繼電路21以及第2中繼電路31。
[0068]根據圖5A所示的構成，能通過增加連接的單位中繼電路150的個數來降低加在各單位中繼電路150的電壓。由此，能使用耐壓低、高電容的電容器來構成單位中繼電路150，並且作為整體增加第I中繼電路21以及第2中繼電路31的電容。進而，也可以如圖5B所示那樣，將單位中繼電路151設為如下構成:將串聯連接的多個電容器(在圖5B中為2個)和電阻並聯連接。
[0069]接下來，按照圖6~圖7所示的流程圖來說明控制器60進行的非接地電路70的接地故障檢測處理。
[0070]圖6的步驟I~步驟7是接通電動車輛I的電源並使接觸器72 (參考圖1)接通(導通狀態)時所執行的校準(calibration)處理。
[0071]步驟I是故障檢測部65進行的處理。故障檢測部65判斷通過電源電壓檢測部66根據第I電源電壓檢測信號Vdl_s識別的鋰離子電池71的輸出電壓Vdl、與根據第2電源電壓檢測信號Vd2_s識別的鋰離子電池71的輸出電壓Vd2之差是否為規定的異常檢測閾值 Er_th 以上(Er_th ≤ | Vdl-Vd2 |)。
[0072]然後，在若未產生接地故障檢測裝置10的異常則應大致相同的Vdl和Vd2之差成為異常檢測閾值Er_th以上時，分支到步驟20。在步驟20中，作為異常報知，故障檢測部65在未圖示的顯示器進行異常顯示，並且從未圖示的揚聲器輸出異常報知聲音，之後結束處理。
[0073]另一方面，在Vdl與Vd2之差小於異常檢測閾值Er_th時，進入步驟2。步驟2是檢測用頻率決定部61進行的處理。檢測用頻率決定部61在接地故障信號檢測電路53的帶通濾波器(參考圖3A)的通過頻帶(相當於本發明的規定頻帶)的設計值fl?f2的範圍內掃描檢測用信號S_sig的頻率。然後，檢測用頻率決定部61搜索從接地故障信號檢測電路53輸出的接地故障檢測信號St_s成為最大的頻率。
[0074]檢測用頻率決定部61將接地故障檢測信號St_s成為最大的頻率決定為檢測用頻率f_ck。如此，通過掃描檢測用信號S_sig的頻率來決定檢測用頻率f_ck，能夠將接地故障信號檢測電路53的帶通濾波器的通過頻帶的中間的頻率決定為檢測用頻率乙4。因此，能夠提高帶通濾波器除去檢測用信號S_sig以外的信號的效果。
[0075]接下來的步驟2?步驟3是接地故障參考電壓決定部62進行的處理。接地故障參考電壓決定部62在步驟2中，根據頻率指示信號f_cmd，設為從檢測用信號發送器50僅對反相放大器25輸出檢測用信號,對反相放大器35輸出直流電壓(例如偏置電壓Vof等)的狀態。
[0076]在該狀態下，僅在鋰離子電池71的正側輸出部PL疊加檢測用信號S_sig，不在負側輸出部ML疊加檢測用信號。因此，從接地故障信號檢測電路53輸出的接地故障檢測信號St_s的振幅成為在鋰離子電池71的正側輸出部PL和負側輸出部ML的雙方都疊加檢測用信號S_sig的情況的一半。
[0077]因此，接地故障參考電壓決定部62在步驟3中，取得該狀態下從接地故障信號檢測電路53輸出的接地故障檢測信號St_s的振幅，作為接地故障參考電壓Va。由此，能將流入連接在鋰離子電池71的正側輸出部Pl與接地故障電位間的Y電容器75 (參照圖1)、以及連接在鋰離子電池71的負側輸出部ML與接地故障電位間的Y電容器74(參照圖1)的電流帶來的影響包含在內，來取得接地故障參考電壓Va。
[0078]另外，也可以設為僅在鋰離子電池71的負側輸出部ML疊加檢測用信號S_sig、不在正側輸出部PL疊加檢測用信號S_sig的狀態，來取得接地故障參考電壓Va。
[0079]下面的步驟4?步驟6是接地故障檢測部64進行的處理。接地故障檢測部64在步驟4中，根據頻率指示信號f_cmd，從檢測用信號發送器50向反相放大器25、35兩者輸入檢測用頻率f_ck的檢測用信號S_sig。另外，通過接地故障信號檢測電路53和接地故障檢測部64，構成了本發明的接地故障檢測部。
[0080]在接下來的步驟5中，接地故障檢測部64取得從接地故障信號檢測電路53輸出的接地故障檢測信號St_s，作為測定電壓Vb。然後，在接下來的步驟6中，接地故障檢測部64比較測定電壓Vb和接地故障參考電壓Va，在測定電壓Vb的振幅(成為與正側輸出部PL的電壓的變動幅度和負側輸出部ML的變動幅度相應的值)相對於接地故障參考電壓Va成為某一定比率以下時，判斷為有接地故障。
[0081]在判斷為有接地故障時，在接下來的步驟7中分支到步驟30，接地故障檢測部64進行接地故障報知(向顯示器的接地故障發生顯示、來自揚聲器的接地故障發生聲音的輸出等)，結束處理。另一方面，在判斷為沒有接地故障時，從步驟7進入圖7的步驟8。控制器60在接通電動車輛I的電源時，反覆執行步驟8?步驟12的通常的短路檢測的處理。[0082]步驟8是故障檢測部65進行的處理。與圖6的步驟I相同，故障檢測部65判斷通過電源電壓檢測部66根據第I電源電壓檢測信號Vdl_s識別的鋰離子電池71的輸出電壓Vdl、與根據第2電源電壓檢測信號Vd2_s識別的鋰離子電池71的輸出電壓Vd2之差是否為異常檢測閾值Er_th以上(Er_th ( | Vdl_Vd2 |)。
[0083]然後,在Vdl與Vd2之差成為異常檢測閾值Er_th以上時,分支到步驟40,作為異常報知，故障檢測部65在顯示器上進行異常顯示，並從揚聲器輸出異常報知音，之後結束處理。
[0084]接下來的步驟9?步驟12以及從步驟12分支的步驟50是接地故障檢測部64進行的處理。在步驟9中，根據頻率指示信號f_cmd，從檢測用信號發送器50對反相放大器25,35的兩者輸入檢測用頻率f_ck的檢測用信號S_sig。在步驟10中，接地故障檢測部63取得從接地故障信號檢測電路53輸出的接地故障檢測信號St_s，作為測定電壓Vb。
[0085]然後，在接下來的步驟11中，接地故障檢測部64比較測定電壓Vb和接地故障參考電壓Va (振幅彼此的比較)，在測定電壓Vb相對於接地故障參考電壓Va為某一定的比率以下時，判斷為有接地故障。
[0086]接地故障檢測部64在判斷為有接地故障時，在接下來的步驟12分支到步驟50，進行接地故障報知(向顯示器的接地故障發生顯示、來自揚聲器的接地故障發生聲音的輸出等)，結束處理。另一方面，在判斷為沒有接地故障時，返回到步驟8，接地故障檢測部64再次執行步驟8以後的處理。
[0087]另外，如圖1所示，本實施方式的接地故障檢測裝置10在斷開電動車輛I的電源時，通過非接地電路70的接觸器72從鋰離子電池71切斷。由此，在電動車輛I的電源斷開時，不會從鋰離子電池71向接地故障檢測裝置10流過電流。
[0088]與此相對，如圖8所示，在接地故障檢測裝置10不經由接觸器72而是與鋰離子電池71直接連接時，就算在斷開電動車輛I的電源時，也會成為從鋰離子電池71向接地故障檢測裝置10流過漏電流的狀態。由此，為了避免這樣的漏電流，優選設置開關160(在I個部位切斷的情況下)、或開關161a、161b (在2個部位切斷的情況下)，切斷鋰離子電池71和接地故障檢測裝置10間的通電路徑。
[0089]作為圖8的變形形態，可以取代開關160而在鋰離子電池71的負側輸出部ML和接地故障檢測裝置10的連接路徑設置開關162，也可以一起設置開關160、162。另外，也可以取代開關161a、161b而在負側的連接路徑設置開關163a、163b，也可以一起設置開關161a、161b 和開關 163a、163b。
[0090]作為開關160、161a、161b、162、163a、163b，可以使用繼電器、MOSFET, PhotoMOS 開關等。
[0091 ] 另外，在本實施方式中，具備設置第2電源電壓檢測電路54、通過故障檢測部65來檢測接地故障檢測裝置10的故障的構成，但在不具備該構成的情況下也能得到本發明的效果。
[0092]另外，在本實施方式中，具備設置接地故障部位檢測電路51、通過接地故障部位確定部63來確定接地故障部位的構成，但在不具備該構成的情況下也能得到本發明的效果。
[0093]另外，在本實施方式中，具備通過接地故障參考電壓決定部62來決定用於檢測接地故障的接地故障參考電壓的構成，但在不具備該構成的情況下也能得到本發明的效果。[0094]另外，在本實施方式中，在接地故障信號檢測電路53中具備帶通濾波器，但在不具備帶通濾波器的情況下也能得到本發明的效果。
[0095]另外，在本實施方式中，進行了如下處理:通過檢測用頻率決定部61掃描檢測用信號的頻率，並將接地故障信號檢測電路53的輸出在帶通濾波器的通過頻帶的中間部成為最大的頻率決定為檢測用頻率。但是，也可以不進行該處理，而根據帶通濾波器的設計值來決定檢測用頻率。
[0096]另外，在本實施方式中，示出了檢測搭載於電動車輛I的非接地電路70的接地故障的接地故障檢測裝置10，但是對於檢測搭載於電動車輛以外的車輛、或車輛以外的筐體的非接地電路的接地故障的接地故障檢測裝置，也能應用本發明。
【權利要求】
1.一種非接地電路的接地故障檢測裝置，檢測非接地電路的接地故障，其中該非接地電路具有直流電源，與車體的接地電位部電絕緣地配置在車輛中，所述非接地電路的接地故障檢測裝置具備: 檢測用信號發送器，其以規定的檢測用頻率輸出輸出電壓變化的檢測用信號； 第I放大器，其經由並聯連接了電容器和電阻的第I中繼電路與所述直流電源的正側輸出部連接，經由該第I中繼電路將所述檢測用信號疊加到該正側輸出部，並且基於經由該第I中繼電路而輸入的電壓，輸出與正側輸出部的電壓相應的電壓； 第2放大器，其經由並聯連接了電容器和電阻的第2中繼電路與所述直流電源的負側輸出部連接，經由該第2中繼電路將所述檢測用信號疊加到該負側輸出部，並且基於經由該第2中繼電路而輸入的電壓，輸出與負側輸出部的電壓相應的電壓； 接地故障檢測部，其在通過所述第I放大器以及所述第2放大器將所述檢測用信號疊加在所述直流電源的正側輸出部以及負側輸出部時，基於該正側輸出部的電壓和該負側輸出部的電壓的變動幅度來檢測所述非接地電路的接地故障；和 第I電源電壓檢測部，其基於所述第I放大器與所述第2放大器的輸出電壓之差，來檢測所述直流電源的輸出電壓。
2.根據權利要求1所述的非接地電路的接地故障檢測裝置，其中， 所述第I中繼電路和所述第2中 繼電路構成為將並聯連接了電容器和電阻的單位中繼電路串聯連接多個。
3.根據權利要求1所述的非接地電路的接地故障檢測裝置，其中，還具備: 第2電源電壓檢測部，其基於所述直流電源的正側輸出部的電壓與負側輸出部的電壓之差，來檢測所述直流電源的輸出電壓；和 故障檢測部，其通過比較由所述第I電源電壓檢測部檢測出的所述直流電源的輸出電壓、和由所述第2電源電壓檢測部檢測出的所述直流電源的輸出電壓，來檢測所述接地故障檢測裝置的故障。
4.根據權利要求1所述的非接地電路的接地故障檢測裝置，其中，還具備: 接地故障部位確定部，其基於所述第I放大器以及所述第2放大器的輸出電壓，來確定所述非接地電路的接地故障部位。
5.根據權利要求1所述的非接地電路的接地故障檢測裝置，其中，還具備: 接地故障參考電壓決定部，其設為從所述第I放大器向所述直流電源的正側輸出部疊加所述檢測用信號、並從所述第2放大器向所述直流電源的負側輸出部疊加直流電壓的狀態，或者從所述第2放大器向所述直流電源的負側輸出部疊加所述檢測用信號、並從所述第I放大器向所述直流電源的正側輸出部疊加直流電壓的狀態，來測定所述直流電源的正側輸出部以及負側輸出部的電壓的變動幅度，基於該變動幅度來決定接地故障參考電壓， 所述接地故障檢測部，在通過所述第I放大器以及所述第2放大器對所述直流電源的正側輸出部以及負側輸出部疊加了所述檢測用信號時，比較與該正側輸出部的電壓變動幅度和該負側輸出部的電壓變動幅度相應的測定電壓、和所述接地故障參考電壓，來檢測有無所述非接地電路的接地故障。
6.根據權利要求1所述的非接地電路的接地故障檢測裝置，其中，還具備: 帶通濾波器，其僅使疊加在所述直流電源的輸出電壓上的信號中具有包含所述檢測用頻率的規定頻帶內的頻率的信號通過，並且輸入到所述接地故障檢測部， 所述接地故障檢測部根據所述帶通濾波器的輸出電壓，測定所述直流電源的正側輸出部以及負側輸出部的變動幅度。
7.根據權利要求6所述的非接地電路的接地故障檢測裝置，其中，還具備: 檢測用頻率決定部，其通過變更所述檢測用信號的頻率並測定從所述帶通濾波器輸入到所述接地故障檢測部的電壓的振幅，從而將從所述帶通濾波器輸出到所述接地故障檢測部的電壓的振幅在所述規定頻帶的中間部成為最大的頻率決定為所述檢測用頻率。
8.—種車輛，其具備權 利要求1所述的非接地電路的接地故障檢測裝置。
【文檔編號】G01R31/02GK103543371SQ201310249826
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年6月21日 優先權日:2012年7月9日
【發明者】山口和彥 申請人:本田技研工業株式會社