漏電検知装置、漏電検知装置における閾値等の設定方法
【課題】漏電を迅速に検知できるとともに、浮遊容量の影響を受けずに漏電を正確に検知できる漏電検知装置を提供する。
【解決手段】漏電検知装置１００は、カップリングコンデンサＣ１にパルスを供給するパルス発生器２と、カップリングコンデンサＣ１の電圧を検出する電圧検出部６と、漏電の有無を判定する判定部８とを備える。判定部８は、カップリングコンデンサＣ１の充電量が飽和するまでの所定時刻ｔ１において、電圧検出部６が検出した電圧を閾値Ｖ１と比較し、その比較結果に基づいて漏電の有無を判定する。生産工程では、漏電用抵抗Ｒｏ、浮遊容量用コンデンサＣｏおよびスイッチＳＷを接続し、スイッチＳＷを閉じた場合と開いた場合のそれぞれについて、各時刻毎にカップリングコンデンサＣ１の電圧を検出し、一致する電圧を閾値Ｖ１として設定し、当該電圧に対応する時刻を所定時刻ｔ１として設定する。
【解決手段】漏電検知装置１００は、カップリングコンデンサＣ１にパルスを供給するパルス発生器２と、カップリングコンデンサＣ１の電圧を検出する電圧検出部６と、漏電の有無を判定する判定部８とを備える。判定部８は、カップリングコンデンサＣ１の充電量が飽和するまでの所定時刻ｔ１において、電圧検出部６が検出した電圧を閾値Ｖ１と比較し、その比較結果に基づいて漏電の有無を判定する。生産工程では、漏電用抵抗Ｒｏ、浮遊容量用コンデンサＣｏおよびスイッチＳＷを接続し、スイッチＳＷを閉じた場合と開いた場合のそれぞれについて、各時刻毎にカップリングコンデンサＣ１の電圧を検出し、一致する電圧を閾値Ｖ１として設定し、当該電圧に対応する時刻を所定時刻ｔ１として設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電源の漏電を検知する漏電検知装置に関し、また、漏電有無を判定する際の基準となる閾値等を設定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車においては、モータや車載機器を駆動するための高電圧の直流電源が搭載される。この直流電源は、接地されている車体と電気的に絶縁されているが、何らかの原因で直流電源と車体との間が電気的に接続されると、直流電源から車体を介してグランドへ電流が流れ、漏電（あるいは地絡）が生じる。そこで、この漏電等を検知するための検知装置が、直流電源に付設される。後掲の特許文献１〜３には、電気自動車等に搭載されるこのような検知装置が記載されている。
【０００３】
特許文献１の地絡検出装置では、車体と組電池との間の静電容量を閾値と比較することで、車体と組電池との地絡を検出する。この場合、車両の静電容量をバッテリコントローラにより推定し、推定した車両の静電容量に基づいて、閾値を設定する。このように、車両の静電容量に基づいて閾値を設定することにより、車体の静電容量の影響を受けずに、車体と電源との地絡を正確に検出することができる。
【０００４】
特許文献２のカップリングコンデンサ式漏電検出装置では、対地絶縁車載回路中の所定の一点に、カップリングコンデンサを通じて交流電圧印加回路部から漏電検出用交流電圧を印加し、交流電圧印加回路部とカップリングコンデンサとの接続点の電圧変化を電圧圧縮回路部により一度圧縮した後、バンドパスフィルタ回路により必要周波数成分を抽出し、その後、電圧増幅を行ってから、漏電検出を行う。これにより、対地絶縁車載回路の電位変動に関わらず、高精度の漏電検出が可能となる。
【０００５】
特許文献３の漏電検出装置では、主回路と接地回路との間に交流電圧を印加する交流電源と、この交流電源によって印加された交流電圧により主回路と接地回路との間で消費される電力を検出する電力検出回路と、この電力検出回路によって検出された電力に基づき主回路に漏電が発生しているかどうかを判定する漏電判定回路とが設けられている。このように、主回路に交流電圧を印加してその消費電力を検出することで、浮遊容量が大きい場合にも、正確な漏電検出を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−５３３６５号公報
【特許文献２】特開２００４−３４７３７２号公報
【特許文献３】特開２００６−７８４４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、直流電源の漏電を検知する漏電検知装置において、漏電を迅速に検知できるようにすることにある。また、本発明の他の課題は、浮遊容量の影響を受けることなく、漏電を正確に検知できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る漏電検知装置は、一端が直流電源に接続されるカップリングコンデンサと、このカップリングコンデンサの他端にパルスを供給するパルス発生器と、上記パルスにより充電されるカップリングコンデンサの電圧を検出する電圧検出部と、直流電源の漏電の有無を判定する判定部とを備える。そして、判定部は、パルス発生器から１つのパルスが出力されて電圧検出部が電圧の検出を開始してから、カップリングコンデンサの充電量が飽和するまでの間の所定時刻において、電圧検出部が検出した電圧を予め定められた閾値と比較し、その比較結果に基づいて漏電の有無を判定する。
【０００９】
このようにすると、カップリングコンデンサが飽和する前の時点で、判定部による漏電有無判定が可能となり、漏電検知を迅速に行うことができる。
【００１０】
また、本発明に係る漏電検知装置における閾値等の設定方法では、カップリングコンデンサの一端とグランドとの間に、直流電源を擬似的に漏電状態にするための漏電用抵抗と、擬似的に浮遊容量を作り出すための浮遊容量用コンデンサおよびスイッチの直列回路とを並列に接続した状態で、スイッチを閉じ、パルス発生器からパルスを出力した後、各時刻毎に、電圧検出部によりカップリングコンデンサの電圧を検出する。また、スイッチを開き、パルス発生器からパルスを出力した後、各時刻毎に、電圧検出部によりカップリングコンデンサの電圧を検出する。そして、スイッチを閉じた場合の各時刻毎の検出電圧と、スイッチを開いた場合の各時刻毎の検出電圧とを比較して、一致する電圧と、当該電圧に対応する時刻とを抽出し、抽出した電圧に基づいて閾値を設定し、抽出した時刻に基づいて所定時刻を設定する。
【００１１】
これにより、閾値および所定時刻は浮遊容量の有無に無関係となるので、浮遊容量の影響を受けることなく、漏電を正確に検知することができる。
【００１２】
上記設定方法において、さらに、パルスのパルス幅を、所定時刻に至るまでの時間に設定し、電圧検出部は、パルスの立下りのタイミングで、カップリングコンデンサの電圧を検出するようにしてもよい。
【００１３】
また、本発明の他の形態に係る漏電検知装置は、上述した漏電検知装置において、カップリングコンデンサの一端とグランドとの間に接続され、直流電源を擬似的に漏電状態にするための漏電用抵抗と、この漏電用抵抗と並列に接続された、擬似的に浮遊容量を作り出すための浮遊容量用コンデンサおよびスイッチの直列回路と、閾値および所定時刻を設定する設定部とをさらに備えている。そして、スイッチを閉じ、パルス発生器からパルスを出力した後、各時刻毎に、電圧検出部によりカップリングコンデンサの電圧を検出する。また、スイッチを開き、パルス発生器からパルスを出力した後、各時刻毎に、電圧検出部によりカップリングコンデンサの電圧を検出する。設定部は、スイッチを閉じた場合の各時刻毎の検出電圧と、スイッチを開いた場合の各時刻毎の検出電圧とを比較して、一致する電圧と、当該電圧に対応する時刻とを抽出し、抽出した電圧に基づいて閾値を設定するとともに、抽出した時刻に基づいて所定時刻を設定する。
【００１４】
この場合も、パルスのパルス幅を、所定時刻に至るまでの時間に設定し、電圧検出部は、パルスの立下りのタイミングで、カップリングコンデンサの電圧を検出するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の漏電検知装置によれば、カップリングコンデンサの充電量が飽和するまでに、漏電を迅速に検知することができる。また、本発明の設定方法によれば、浮遊容量の影響を受けずに閾値や時刻を設定できるので、漏電を正確に検知できる漏電検知装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る漏電検知装置を示した回路図である。
【図２】漏電時および非漏電時における検出電圧の波形図である。
【図３】浮遊容量のある場合とない場合における検出電圧の時間的変化を示した図である。
【図４】パルスと検出電圧の各波形を示したタイミングチャートである。
【図５】閾値等の設定手順を示したフローチャートである。
【図６】本発明の他の実施形態に係る漏電検知装置を示した回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。ここでは、本発明を電気自動車に搭載される漏電検知装置に適用した場合を例に挙げる。
【００１８】
図１に示すように、漏電検知装置１００は、制御部１、パルス発生器２、放電回路３、放電回路４、メモリ５、抵抗Ｒ１〜Ｒ３、コンデンサＣ１、Ｃ２を備えている。
【００１９】
制御部１は、ＣＰＵから構成されており、電圧検出部６、設定部７、判定部８およびタイマ９を有している。パルス発生器２は、制御部１からの指令に基づき、所定周波数のパルスを生成する。抵抗Ｒ１は、パルス発生器２の出力側に接続されている。抵抗Ｒ１には、抵抗Ｒ２が直列に接続されている。抵抗Ｒ２の値は、抵抗Ｒ１の値と比較して十分に小さい。コンデンサＣ１の一端は、直流電源Ｂの負極に接続されており、コンデンサＣ１の他端は、抵抗Ｒ２に接続されている。このコンデンサＣ１は、漏電検知装置１００と直流電源Ｂとを直流的に分離するカップリングコンデンサである。直流電源Ｂの正極は図示しない負荷に接続されている。
【００２０】
カップリングコンデンサＣ１の一端（直流電源Ｂとの接続点）とグランドＧとの間には、直流電源Ｂを擬似的に漏電状態にするための漏電用抵抗Ｒｏが接続される。また、擬似的に直流電源Ｂと車体との間の浮遊容量を作り出すための浮遊容量用コンデンサＣｏと、スイッチＳＷとの直列回路が、漏電用抵抗Ｒｏと並列に接続される。
【００２１】
漏電検知装置１００は、その使用に先立ち、当該装置の生産工程などにおいて、検知処理に必要な閾値（詳細は後述）などが設定される。上述した漏電用抵抗Ｒｏ、浮遊容量用コンデンサＣｏおよびスイッチＳＷから構成される回路は、このような閾値などを設定するためのもので、漏電検知装置の生産工程において漏電検知装置１００に接続される設備ユニットを構成する。なお、漏電用抵抗Ｒｏの値、および浮遊容量用コンデンサＣｏの値は、例えば、実験的に求めた値をもとにして決定される。
【００２２】
放電回路３は、トランジスタＱ１、抵抗Ｒ４、抵抗Ｒ５からなる。トランジスタＱ１のコレクタは、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との接続点に接続されている。トランジスタＱ１のエミッタは、接地されている。トランジスタＱ１のベースは、抵抗Ｒ４を介して、制御部１に接続されている。抵抗Ｒ５は、トランジスタＱ１のベースとエミッタとにまたがって接続されている。この放電回路３は、後述するように、カップリングコンデンサＣ１および浮遊容量用コンデンサＣｏの電荷を強制的に放電するための回路である。
【００２３】
抵抗Ｒ３の一端は、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との接続点に接続されている。抵抗Ｒ３の他端は、制御部１に接続されている。コンデンサＣ２は、抵抗Ｒ３の他端とグランドとの間に接続されている。このコンデンサＣ２は、フィルタ用のコンデンサであって、抵抗Ｒ３とともに、制御部１に入力される電圧のノイズを除去するフィルタ回路を構成する。
【００２４】
放電回路４は、トランジスタＱ２、抵抗Ｒ６〜Ｒ８からなる。トランジスタＱ２のコレクタは、抵抗Ｒ６を介して、抵抗Ｒ３とコンデンサＣ２との接続点に接続されている。トランジスタＱ２のエミッタは、接地されている。トランジスタＱ２のベースは、抵抗Ｒ７を介して、制御部１に接続されている。抵抗Ｒ８は、トランジスタＱ２のベースとエミッタとにまたがって接続されている。この放電回路４は、後述するように、コンデンサＣ２の電荷を強制的に放電するための回路である。
【００２５】
メモリ５は、ＲＯＭやＲＡＭ等からなり、記憶部を構成する。このメモリ５には、後述の方法により設定された閾値や時刻が記憶される。
【００２６】
制御部１において、電圧検出部６は、抵抗Ｒ１、Ｒ２の接続点ｎから抵抗Ｒ３およびコンデンサＣ２を介して、制御部１に取り込まれた電圧に基づいて、カップリングコンデンサＣ１の電圧を検出する。
【００２７】
設定部７は、判定部８における漏電有無判定の基準となる閾値を設定するとともに、パルス発生器２から出力されるパルスの幅を設定する。
【００２８】
判定部８は、電圧検出部６が検出した電圧を、設定部７で設定された閾値と比較し、その比較結果に基づいて漏電の有無を判定する。
【００２９】
タイマ９は、パルス発生器２から出力されるパルスごとに、当該パルスが出力されてからの経過時間を計測する。
【００３０】
次に、上述した構成からなる漏電検知装置１００の漏電検知動作について説明する。最初に、図１における漏電用抵抗Ｒｏ、浮遊容量用コンデンサＣｏおよびスイッチＳＷから構成される回路を考慮しない場合の、漏電検知装置１００の基本動作を説明する。
【００３１】
パルス発生器２から出力されるパルスは、抵抗Ｒ１および抵抗Ｒ２を介して、カップリングコンデンサＣ１に供給される。このパルスによりカップリングコンデンサＣ１が充電され、ｎ点の電位が上昇する。このｎ点の電位は、抵抗Ｒ３およびコンデンサＣ２を介して、制御部１に入力される。電圧検出部６は、この入力電圧に基づいて、カップリングコンデンサＣ１の電圧を検出する。この検出された電圧を、以下では「検出電圧」という。
【００３２】
直流電源ＢからグランドＧへの漏電が生じていない場合は、図２の実線に示すように、検出電圧は急峻に上昇する。このため、時刻ｔｏでパルスが立ち上がってから、時刻ｔ１でパルスが立ち下がるまでの間に、検出電圧は閾値Ｖ１を超える。一方、直流電源ＢからグランドＧへの漏電が生じている場合（漏電用抵抗Ｒｏが接続されているのと同じ状態）は、漏電経路へ電流が流れるため、図２の破線に示すように、検出電圧は緩やかに上昇する。このため、時刻ｔｏから時刻ｔ１までの間に、検出電圧は閾値Ｖ１を超えない。
【００３３】
電圧検出部６は、パルスが立ち下がる時刻ｔ１において、カップリングコンデンサＣ１の電圧を検出する。漏電が生じていない場合は、検出電圧はＶａとなり、漏電が生じている場合は、検出電圧はＶｂとなる。判定部８は、検出電圧と閾値Ｖ１とを比較し、検出電圧が閾値Ｖ１以上（Ｖａ）であれば、漏電なしと判定し、検出電圧が閾値Ｖ１未満（Ｖｂ）であれば、漏電ありと判定する。
【００３４】
なお、パルスが立ち下がる時刻ｔ１では、制御部１から放電回路３、４に制御信号が出力される。この制御信号により、放電回路３、４のトランジスタＱ１、Ｑ２はそれぞれ導通状態となる。このため、カップリングコンデンサＣ１および浮遊容量用コンデンサＣｏの充電電荷は、トランジスタＱ１を通して放電され、コンデンサＣ２の充電電荷は、トランジスタＱ２を通して放電される。その結果、検出電圧は、図２のように時刻ｔ１以降は減少する。
【００３５】
以上が、漏電検知装置１００の基本的な動作である。次に、図２における閾値Ｖ１と、時刻ｔ１（パルス幅）の設定方法について説明する。本実施形態では、以下のような方法を採用することにより、直流電源ＢとグランドＧ（車体）との間に浮遊容量が存在した場合でも、漏電検知の精度が浮遊容量の影響を受けないようにしている。
【００３６】
図３の実線は、浮遊容量が存在しない場合の、検出電圧の時間的変化を表しており、一点鎖線は、浮遊容量が存在する場合の、検出電圧の時間的変化を表している。浮遊容量が存在しない場合は、パルス発生器２から出力されるパルスによって、カップリングコンデンサＣ１のみが充電される。このため、検出電圧は実線のように、最初は速く、その後は緩やかに上昇してゆく。一方、浮遊容量が存在する場合は、浮遊容量が充電された後にカップリングコンデンサＣ１が充電される。このため、検出電圧は一点鎖線のように、最初は緩やかに、その後は速く上昇する。
【００３７】
そして、カップリングコンデンサＣ１の充電量が飽和するまで、すなわち、検出電圧が飽和電圧Ｖｓに至るまでのある時点で、実線の曲線と一点鎖線の曲線とが交差する。すなわち、時刻ｔ１において、浮遊容量が存在しない場合の検出電圧と、浮遊容量が存在する場合の検出電圧とが一致する。そこで、このときの検出電圧Ｖ１を、図２における閾値Ｖ１として設定する。また、このときの時刻ｔ１を、図２における時刻ｔ１（すなわち、パルス幅）として設定する。これらの閾値Ｖ１および時刻ｔ１は、浮遊容量の存在・不存在に影響されない値である。
【００３８】
このようにして設定された時刻ｔ１に基づき、パルス発生器２は、図４（ａ）に示すように、ｔ１のパルス幅をもったパルスを出力する。このパルスにより充電されるカップリングコンデンサＣ１の電圧は、 図４（ｂ）のように変化する。そして、パルスの立ち下りのタイミングＸで、電圧検出部６がカップリングコンデンサＣ１の電圧を検出するとともに、判定部８が検出電圧と閾値Ｖ１とを比較して、漏電有無の判定を行う。
【００３９】
次に、上述した閾値Ｖ１および時刻ｔ１の設定方法を、図５のフローチャートに基づいて、更に具体的に説明する。
【００４０】
図５の手順の実行に先立って、漏電検知装置１００の生産工程において、図１に示したように、漏電検知装置１００に、漏電用抵抗Ｒｏ、浮遊容量用コンデンサＣｏ、スイッチＳＷ、直流電源Ｂが接続される。この準備が完了すると、図５の手順が実行される。
【００４１】
まず、図５のステップＳ１において、スイッチＳＷをオンにする。これにより、浮遊容量用コンデンサＣｏが、漏電検知装置１００に接続される。また、漏電検知装置１００には、漏電用抵抗Ｒｏも接続されている。したがって、スイッチＳＷのオンにより、直流電源ＢとグランドＧ間に浮遊容量が存在する状況下で、直流電源Ｂに漏電が生じた状態が作り出される。
【００４２】
次に、ステップＳ２において、制御部１からの指令に基づき、パルス発生器２がパルス幅ｔ１のパルスを１つ発生する。これと同時にタイマ９がスタートし、ステップＳ３で、電圧検出部６が各時刻毎にカップリングコンデンサＣ１の電圧を検出する。そして、検出した各時刻毎の電圧をメモリ５に記憶する。次のステップＳ４では、パルスが立ち上がってから一定時間が経過したかどうかを、タイマ９の計時値に基づいて判定する。この一定時間は、カップリングコンデンサＣ１の充電量が飽和するまでの時間よりも短い時間である。一定時間が経過してなければ、ステップＳ３へ戻って、電圧の検出を継続し、一定時間が経過すれば、ステップＳ５へ移って、電圧の検出を停止する。このとき、タイマ９も停止する。
【００４３】
次に、ステップＳ６において、スイッチＳＷをオフにする。これにより、浮遊容量用コンデンサＣｏは、漏電検知装置１００から切り離される。一方、漏電用抵抗Ｒｏは、漏電検知装置１００に接続されたままである。したがって、スイッチＳＷのオフにより、直流電源ＢとグランドＧ間に浮遊容量が存在しない状況下で、直流電源Ｂに漏電が生じた状態が作り出される。
【００４４】
次に、ステップＳ７において、制御部１からの指令に基づき、パルス発生器２がパルス幅ｔ１のパルスを１つ発生する。これと同時にタイマ９がスタートし、ステップＳ８で、電圧検出部６が各時刻毎にカップリングコンデンサＣ１の電圧を検出する。そして、検出した各時刻毎の電圧をメモリ５に記憶する。次のステップＳ９では、パルスが立ち上がってから一定時間が経過したかどうかを、タイマ９の計時値に基づいて判定する。この一定時間は、ステップＳ４での一定時間と同じである。一定時間が経過してなければ、ステップＳ８へ戻って、電圧の検出を継続し、一定時間が経過すれば、ステップＳ１０へ移って、電圧の検出を停止する。このとき、タイマ９も停止する。その後、ステップＳ１１へ進む。
【００４５】
ステップＳ１１では、設定部７が、ステップＳ３で記憶した各時刻毎の電圧と、ステップＳ８で記憶した各時刻毎の電圧とをメモリ５から読み出し、各時刻毎に双方の電圧を比較する。そして、ステップＳ１２において、一致する電圧（図３のＶ１）と、当該電圧に対応する時刻（図３のｔ１）とを抽出する。その後、ステップＳ１３において、ステップＳ１２で抽出した電圧を、閾値Ｖ１としてメモリ５に設定する。また、ステップＳ１２で抽出した時刻を、電圧検出部６による電圧検出および判定部８による漏電有無判定の時刻ｔ１（すなわちパルス幅ｔ１）として、メモリ５に設定する。
【００４６】
以上により、閾値Ｖ１と時刻（パルス幅）ｔ１の設定が完了する。そして、上述した図５の手順に従った設定作業を、個々の漏電検知装置１００に対して行う。
【００４７】
なお、上記の説明では、１つのパルスの期間において、一致する電圧および時刻を抽出し、これらを設定値としたが、複数のパルスの各期間において、一致する電圧および時刻をそれぞれ抽出し、それらの平均値を設定値としてもよい。このようにすると、閾値と時刻の設定精度が向上する。
【００４８】
以上のように、本実施形態では、パルス発生器２からパルスが出力されて電圧検出部６が電圧検出を開始してから、カップリングコンデンサＣ１の充電量が飽和するまでの間の所定時刻ｔ１において、検出電圧と閾値Ｖ１とを比較し、その比較結果に基づいて漏電の有無を判定する。このため、コンデンサＣ１が飽和する前の時点で、判定部８による漏電有無判定が可能となり、漏電検知を迅速に行うことができる。
【００４９】
また、本実施形態では、漏電検知装置１００の生産工程において閾値などを設定する際に、漏電用抵抗Ｒｏと、浮遊容量用コンデンサＣｏと、スイッチＳＷとを漏電検知装置１００に接続して、擬似的に漏電を作り出す。そして、スイッチを閉じたとき（浮遊容量あり）とスイッチを開いたとき（浮遊容量なし）の各場合について、カップリングコンデンサＣ１の電圧を検出し、一致する電圧と当該電圧に対応する時刻とを抽出し、抽出した電圧に基づいて閾値Ｖ１を設定し、抽出した時刻に基づいて所定時刻ｔ１を設定する。これにより、閾値Ｖ１および時刻ｔ１は浮遊容量の有無に無関係となるので、浮遊容量の影響を受けることなく、漏電を正確に検知することができる。
【００５０】
なお、本実施形態では、図５のステップＳ１３において、ステップＳ１２で抽出した電圧を、そのまま閾値Ｖ１として設定したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ステップＳ１２で抽出した電圧に対して、一定の係数を乗じた値、または一定の値を加算もしくは減算した値を、閾値Ｖ１として設定してもよい。
【００５１】
同様に、時刻ｔ１に関しても、ステップＳ１２で抽出した時刻を、そのまま所定時刻ｔ１として設定することに代えて、ステップＳ１２で抽出した時刻に対して、一定の係数を乗じた値、または一定の値を加算もしくは減算した値を、所定時刻ｔ１として設定してもよい。
【００５２】
次に、本発明の他の実施形態に係る漏電検知装置を、図６を参照して説明する。図６では、図１と同一部分に同一符号を付してある。
【００５３】
図６において、図１と相違する点は、漏電用抵抗Ｒｏと、浮遊容量用コンデンサＣｏと、スイッチＳＷとが、漏電検知装置２００に組み込まれている点である。すなわち、図１の場合は、これらの部品は、生産工程において個々の漏電検知装置１００に共通に使用される設備を構成するものであったが、図６の場合は、これらの部品は、個々の漏電検知装置２００に内蔵されている。その他の構成については、図１と同じであるので、重複部分の説明は省略する。
【００５４】
図６における漏電用抵抗Ｒｏ、浮遊容量用コンデンサＣｏおよびスイッチＳＷを考慮しない場合の、漏電検知装置２００の基本動作は、図１の漏電検知装置１００のそれと同じである。
【００５５】
また、漏電用抵抗Ｒｏ、浮遊容量用コンデンサＣｏおよびスイッチＳＷを用いて、閾値Ｖ１と時刻（パルス幅）ｔ１を設定する手順は、図５のフローチャートで説明した手順と同じである。
【００５６】
図６の漏電検知装置２００においても、図１の漏電検知装置１００と同様に、カップリングコンデンサＣ１が飽和する前の時点で、判定部８による漏電有無判定が可能となり、漏電検知を迅速に行うことができる。また、設定される閾値Ｖ１および時刻ｔ１は浮遊容量の有無に無関係となるので、浮遊容量の影響を受けることなく、漏電を正確に検知することができる。
【００５７】
本発明では、以上述べた以外にも種々の実施形態を採用することができる。例えば、図１および図６では、カップリングコンデンサＣ１および浮遊容量用コンデンサＣｏの電荷を強制的に放電するための放電回路３と、コンデンサＣ２の電荷を強制的に放電するための放電回路４とを設けた例を示したが、本発明では、これらの放電回路３、４を省略してもよい。
【００５８】
また、前記の実施形態では、パルス発生器２から出力されるパルスの立ち下りのタイミングにおいて、電圧検出部６がカップリングコンデンサＣ１の電圧を検出し、判定部８が漏電の有無を判定したが、本発明はこれに限定されない。例えば、パルスが立ち下がる前の予め定められた時点で、電圧検出部６による電圧検出および判定部８による漏電有無判定を行ってもよい。
【００５９】
また、図１の実施形態では、漏電検知装置１００に浮遊容量用コンデンサＣｏを接続して、閾値等の設定を行う例を示したが、浮遊容量用コンデンサＣｏを設けずに、次のような方法を採用することも可能である。
【００６０】
すなわち、生産工程では、浮遊容量なしの状態で、図５のステップＳ７〜Ｓ１０の手順に従って、カップリングコンデンサＣ１の電圧検出と、メモリ５への記憶を行う。次に、漏電検知装置１００が車両に搭載されて、実際の浮遊容量が存在する状態で、再度、カップリングコンデンサＣ１の電圧検出と、メモリ５への記憶を行う。その後、図５のステップＳ１１〜Ｓ１３に従って、搭載前と搭載後の検出電圧を比較し、閾値Ｖ１と時刻ｔ１の設定を行う。このようにすると、個々の車両の浮遊容量に応じた設定が行われるので、車両毎に閾値Ｖ１や時刻ｔ１を精度よく設定することができる。
【００６１】
さらに、前記の実施形態では、車両に搭載される漏電検知装置に本発明を適用した例を挙げたが、本発明は、車両以外の用途に用いられる漏電検知装置にも適用することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１ 制御部
２ パルス発生器
５ メモリ
６ 電圧検出部
７ 設定部
８ 判定部
９ タイマ
１００、２００ 漏電検知装置
Ｃ１ カップリングコンデンサ
Ｒｏ 漏電用抵抗
Ｃｏ 浮遊容量用コンデンサ
ＳＷ スイッチ
Ｂ 直流電源
Ｇ グランド
Ｖ１ 閾値
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電源の漏電を検知する漏電検知装置に関し、また、漏電有無を判定する際の基準となる閾値等を設定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車においては、モータや車載機器を駆動するための高電圧の直流電源が搭載される。この直流電源は、接地されている車体と電気的に絶縁されているが、何らかの原因で直流電源と車体との間が電気的に接続されると、直流電源から車体を介してグランドへ電流が流れ、漏電（あるいは地絡）が生じる。そこで、この漏電等を検知するための検知装置が、直流電源に付設される。後掲の特許文献１〜３には、電気自動車等に搭載されるこのような検知装置が記載されている。
【０００３】
特許文献１の地絡検出装置では、車体と組電池との間の静電容量を閾値と比較することで、車体と組電池との地絡を検出する。この場合、車両の静電容量をバッテリコントローラにより推定し、推定した車両の静電容量に基づいて、閾値を設定する。このように、車両の静電容量に基づいて閾値を設定することにより、車体の静電容量の影響を受けずに、車体と電源との地絡を正確に検出することができる。
【０００４】
特許文献２のカップリングコンデンサ式漏電検出装置では、対地絶縁車載回路中の所定の一点に、カップリングコンデンサを通じて交流電圧印加回路部から漏電検出用交流電圧を印加し、交流電圧印加回路部とカップリングコンデンサとの接続点の電圧変化を電圧圧縮回路部により一度圧縮した後、バンドパスフィルタ回路により必要周波数成分を抽出し、その後、電圧増幅を行ってから、漏電検出を行う。これにより、対地絶縁車載回路の電位変動に関わらず、高精度の漏電検出が可能となる。
【０００５】
特許文献３の漏電検出装置では、主回路と接地回路との間に交流電圧を印加する交流電源と、この交流電源によって印加された交流電圧により主回路と接地回路との間で消費される電力を検出する電力検出回路と、この電力検出回路によって検出された電力に基づき主回路に漏電が発生しているかどうかを判定する漏電判定回路とが設けられている。このように、主回路に交流電圧を印加してその消費電力を検出することで、浮遊容量が大きい場合にも、正確な漏電検出を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−５３３６５号公報
【特許文献２】特開２００４−３４７３７２号公報
【特許文献３】特開２００６−７８４４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、直流電源の漏電を検知する漏電検知装置において、漏電を迅速に検知できるようにすることにある。また、本発明の他の課題は、浮遊容量の影響を受けることなく、漏電を正確に検知できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る漏電検知装置は、一端が直流電源に接続されるカップリングコンデンサと、このカップリングコンデンサの他端にパルスを供給するパルス発生器と、上記パルスにより充電されるカップリングコンデンサの電圧を検出する電圧検出部と、直流電源の漏電の有無を判定する判定部とを備える。そして、判定部は、パルス発生器から１つのパルスが出力されて電圧検出部が電圧の検出を開始してから、カップリングコンデンサの充電量が飽和するまでの間の所定時刻において、電圧検出部が検出した電圧を予め定められた閾値と比較し、その比較結果に基づいて漏電の有無を判定する。
【０００９】
このようにすると、カップリングコンデンサが飽和する前の時点で、判定部による漏電有無判定が可能となり、漏電検知を迅速に行うことができる。
【００１０】
また、本発明に係る漏電検知装置における閾値等の設定方法では、カップリングコンデンサの一端とグランドとの間に、直流電源を擬似的に漏電状態にするための漏電用抵抗と、擬似的に浮遊容量を作り出すための浮遊容量用コンデンサおよびスイッチの直列回路とを並列に接続した状態で、スイッチを閉じ、パルス発生器からパルスを出力した後、各時刻毎に、電圧検出部によりカップリングコンデンサの電圧を検出する。また、スイッチを開き、パルス発生器からパルスを出力した後、各時刻毎に、電圧検出部によりカップリングコンデンサの電圧を検出する。そして、スイッチを閉じた場合の各時刻毎の検出電圧と、スイッチを開いた場合の各時刻毎の検出電圧とを比較して、一致する電圧と、当該電圧に対応する時刻とを抽出し、抽出した電圧に基づいて閾値を設定し、抽出した時刻に基づいて所定時刻を設定する。
【００１１】
これにより、閾値および所定時刻は浮遊容量の有無に無関係となるので、浮遊容量の影響を受けることなく、漏電を正確に検知することができる。
【００１２】
上記設定方法において、さらに、パルスのパルス幅を、所定時刻に至るまでの時間に設定し、電圧検出部は、パルスの立下りのタイミングで、カップリングコンデンサの電圧を検出するようにしてもよい。
【００１３】
また、本発明の他の形態に係る漏電検知装置は、上述した漏電検知装置において、カップリングコンデンサの一端とグランドとの間に接続され、直流電源を擬似的に漏電状態にするための漏電用抵抗と、この漏電用抵抗と並列に接続された、擬似的に浮遊容量を作り出すための浮遊容量用コンデンサおよびスイッチの直列回路と、閾値および所定時刻を設定する設定部とをさらに備えている。そして、スイッチを閉じ、パルス発生器からパルスを出力した後、各時刻毎に、電圧検出部によりカップリングコンデンサの電圧を検出する。また、スイッチを開き、パルス発生器からパルスを出力した後、各時刻毎に、電圧検出部によりカップリングコンデンサの電圧を検出する。設定部は、スイッチを閉じた場合の各時刻毎の検出電圧と、スイッチを開いた場合の各時刻毎の検出電圧とを比較して、一致する電圧と、当該電圧に対応する時刻とを抽出し、抽出した電圧に基づいて閾値を設定するとともに、抽出した時刻に基づいて所定時刻を設定する。
【００１４】
この場合も、パルスのパルス幅を、所定時刻に至るまでの時間に設定し、電圧検出部は、パルスの立下りのタイミングで、カップリングコンデンサの電圧を検出するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の漏電検知装置によれば、カップリングコンデンサの充電量が飽和するまでに、漏電を迅速に検知することができる。また、本発明の設定方法によれば、浮遊容量の影響を受けずに閾値や時刻を設定できるので、漏電を正確に検知できる漏電検知装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る漏電検知装置を示した回路図である。
【図２】漏電時および非漏電時における検出電圧の波形図である。
【図３】浮遊容量のある場合とない場合における検出電圧の時間的変化を示した図である。
【図４】パルスと検出電圧の各波形を示したタイミングチャートである。
【図５】閾値等の設定手順を示したフローチャートである。
【図６】本発明の他の実施形態に係る漏電検知装置を示した回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。ここでは、本発明を電気自動車に搭載される漏電検知装置に適用した場合を例に挙げる。
【００１８】
図１に示すように、漏電検知装置１００は、制御部１、パルス発生器２、放電回路３、放電回路４、メモリ５、抵抗Ｒ１〜Ｒ３、コンデンサＣ１、Ｃ２を備えている。
【００１９】
制御部１は、ＣＰＵから構成されており、電圧検出部６、設定部７、判定部８およびタイマ９を有している。パルス発生器２は、制御部１からの指令に基づき、所定周波数のパルスを生成する。抵抗Ｒ１は、パルス発生器２の出力側に接続されている。抵抗Ｒ１には、抵抗Ｒ２が直列に接続されている。抵抗Ｒ２の値は、抵抗Ｒ１の値と比較して十分に小さい。コンデンサＣ１の一端は、直流電源Ｂの負極に接続されており、コンデンサＣ１の他端は、抵抗Ｒ２に接続されている。このコンデンサＣ１は、漏電検知装置１００と直流電源Ｂとを直流的に分離するカップリングコンデンサである。直流電源Ｂの正極は図示しない負荷に接続されている。
【００２０】
カップリングコンデンサＣ１の一端（直流電源Ｂとの接続点）とグランドＧとの間には、直流電源Ｂを擬似的に漏電状態にするための漏電用抵抗Ｒｏが接続される。また、擬似的に直流電源Ｂと車体との間の浮遊容量を作り出すための浮遊容量用コンデンサＣｏと、スイッチＳＷとの直列回路が、漏電用抵抗Ｒｏと並列に接続される。
【００２１】
漏電検知装置１００は、その使用に先立ち、当該装置の生産工程などにおいて、検知処理に必要な閾値（詳細は後述）などが設定される。上述した漏電用抵抗Ｒｏ、浮遊容量用コンデンサＣｏおよびスイッチＳＷから構成される回路は、このような閾値などを設定するためのもので、漏電検知装置の生産工程において漏電検知装置１００に接続される設備ユニットを構成する。なお、漏電用抵抗Ｒｏの値、および浮遊容量用コンデンサＣｏの値は、例えば、実験的に求めた値をもとにして決定される。
【００２２】
放電回路３は、トランジスタＱ１、抵抗Ｒ４、抵抗Ｒ５からなる。トランジスタＱ１のコレクタは、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との接続点に接続されている。トランジスタＱ１のエミッタは、接地されている。トランジスタＱ１のベースは、抵抗Ｒ４を介して、制御部１に接続されている。抵抗Ｒ５は、トランジスタＱ１のベースとエミッタとにまたがって接続されている。この放電回路３は、後述するように、カップリングコンデンサＣ１および浮遊容量用コンデンサＣｏの電荷を強制的に放電するための回路である。
【００２３】
抵抗Ｒ３の一端は、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との接続点に接続されている。抵抗Ｒ３の他端は、制御部１に接続されている。コンデンサＣ２は、抵抗Ｒ３の他端とグランドとの間に接続されている。このコンデンサＣ２は、フィルタ用のコンデンサであって、抵抗Ｒ３とともに、制御部１に入力される電圧のノイズを除去するフィルタ回路を構成する。
【００２４】
放電回路４は、トランジスタＱ２、抵抗Ｒ６〜Ｒ８からなる。トランジスタＱ２のコレクタは、抵抗Ｒ６を介して、抵抗Ｒ３とコンデンサＣ２との接続点に接続されている。トランジスタＱ２のエミッタは、接地されている。トランジスタＱ２のベースは、抵抗Ｒ７を介して、制御部１に接続されている。抵抗Ｒ８は、トランジスタＱ２のベースとエミッタとにまたがって接続されている。この放電回路４は、後述するように、コンデンサＣ２の電荷を強制的に放電するための回路である。
【００２５】
メモリ５は、ＲＯＭやＲＡＭ等からなり、記憶部を構成する。このメモリ５には、後述の方法により設定された閾値や時刻が記憶される。
【００２６】
制御部１において、電圧検出部６は、抵抗Ｒ１、Ｒ２の接続点ｎから抵抗Ｒ３およびコンデンサＣ２を介して、制御部１に取り込まれた電圧に基づいて、カップリングコンデンサＣ１の電圧を検出する。
【００２７】
設定部７は、判定部８における漏電有無判定の基準となる閾値を設定するとともに、パルス発生器２から出力されるパルスの幅を設定する。
【００２８】
判定部８は、電圧検出部６が検出した電圧を、設定部７で設定された閾値と比較し、その比較結果に基づいて漏電の有無を判定する。
【００２９】
タイマ９は、パルス発生器２から出力されるパルスごとに、当該パルスが出力されてからの経過時間を計測する。
【００３０】
次に、上述した構成からなる漏電検知装置１００の漏電検知動作について説明する。最初に、図１における漏電用抵抗Ｒｏ、浮遊容量用コンデンサＣｏおよびスイッチＳＷから構成される回路を考慮しない場合の、漏電検知装置１００の基本動作を説明する。
【００３１】
パルス発生器２から出力されるパルスは、抵抗Ｒ１および抵抗Ｒ２を介して、カップリングコンデンサＣ１に供給される。このパルスによりカップリングコンデンサＣ１が充電され、ｎ点の電位が上昇する。このｎ点の電位は、抵抗Ｒ３およびコンデンサＣ２を介して、制御部１に入力される。電圧検出部６は、この入力電圧に基づいて、カップリングコンデンサＣ１の電圧を検出する。この検出された電圧を、以下では「検出電圧」という。
【００３２】
直流電源ＢからグランドＧへの漏電が生じていない場合は、図２の実線に示すように、検出電圧は急峻に上昇する。このため、時刻ｔｏでパルスが立ち上がってから、時刻ｔ１でパルスが立ち下がるまでの間に、検出電圧は閾値Ｖ１を超える。一方、直流電源ＢからグランドＧへの漏電が生じている場合（漏電用抵抗Ｒｏが接続されているのと同じ状態）は、漏電経路へ電流が流れるため、図２の破線に示すように、検出電圧は緩やかに上昇する。このため、時刻ｔｏから時刻ｔ１までの間に、検出電圧は閾値Ｖ１を超えない。
【００３３】
電圧検出部６は、パルスが立ち下がる時刻ｔ１において、カップリングコンデンサＣ１の電圧を検出する。漏電が生じていない場合は、検出電圧はＶａとなり、漏電が生じている場合は、検出電圧はＶｂとなる。判定部８は、検出電圧と閾値Ｖ１とを比較し、検出電圧が閾値Ｖ１以上（Ｖａ）であれば、漏電なしと判定し、検出電圧が閾値Ｖ１未満（Ｖｂ）であれば、漏電ありと判定する。
【００３４】
なお、パルスが立ち下がる時刻ｔ１では、制御部１から放電回路３、４に制御信号が出力される。この制御信号により、放電回路３、４のトランジスタＱ１、Ｑ２はそれぞれ導通状態となる。このため、カップリングコンデンサＣ１および浮遊容量用コンデンサＣｏの充電電荷は、トランジスタＱ１を通して放電され、コンデンサＣ２の充電電荷は、トランジスタＱ２を通して放電される。その結果、検出電圧は、図２のように時刻ｔ１以降は減少する。
【００３５】
以上が、漏電検知装置１００の基本的な動作である。次に、図２における閾値Ｖ１と、時刻ｔ１（パルス幅）の設定方法について説明する。本実施形態では、以下のような方法を採用することにより、直流電源ＢとグランドＧ（車体）との間に浮遊容量が存在した場合でも、漏電検知の精度が浮遊容量の影響を受けないようにしている。
【００３６】
図３の実線は、浮遊容量が存在しない場合の、検出電圧の時間的変化を表しており、一点鎖線は、浮遊容量が存在する場合の、検出電圧の時間的変化を表している。浮遊容量が存在しない場合は、パルス発生器２から出力されるパルスによって、カップリングコンデンサＣ１のみが充電される。このため、検出電圧は実線のように、最初は速く、その後は緩やかに上昇してゆく。一方、浮遊容量が存在する場合は、浮遊容量が充電された後にカップリングコンデンサＣ１が充電される。このため、検出電圧は一点鎖線のように、最初は緩やかに、その後は速く上昇する。
【００３７】
そして、カップリングコンデンサＣ１の充電量が飽和するまで、すなわち、検出電圧が飽和電圧Ｖｓに至るまでのある時点で、実線の曲線と一点鎖線の曲線とが交差する。すなわち、時刻ｔ１において、浮遊容量が存在しない場合の検出電圧と、浮遊容量が存在する場合の検出電圧とが一致する。そこで、このときの検出電圧Ｖ１を、図２における閾値Ｖ１として設定する。また、このときの時刻ｔ１を、図２における時刻ｔ１（すなわち、パルス幅）として設定する。これらの閾値Ｖ１および時刻ｔ１は、浮遊容量の存在・不存在に影響されない値である。
【００３８】
このようにして設定された時刻ｔ１に基づき、パルス発生器２は、図４（ａ）に示すように、ｔ１のパルス幅をもったパルスを出力する。このパルスにより充電されるカップリングコンデンサＣ１の電圧は、 図４（ｂ）のように変化する。そして、パルスの立ち下りのタイミングＸで、電圧検出部６がカップリングコンデンサＣ１の電圧を検出するとともに、判定部８が検出電圧と閾値Ｖ１とを比較して、漏電有無の判定を行う。
【００３９】
次に、上述した閾値Ｖ１および時刻ｔ１の設定方法を、図５のフローチャートに基づいて、更に具体的に説明する。
【００４０】
図５の手順の実行に先立って、漏電検知装置１００の生産工程において、図１に示したように、漏電検知装置１００に、漏電用抵抗Ｒｏ、浮遊容量用コンデンサＣｏ、スイッチＳＷ、直流電源Ｂが接続される。この準備が完了すると、図５の手順が実行される。
【００４１】
まず、図５のステップＳ１において、スイッチＳＷをオンにする。これにより、浮遊容量用コンデンサＣｏが、漏電検知装置１００に接続される。また、漏電検知装置１００には、漏電用抵抗Ｒｏも接続されている。したがって、スイッチＳＷのオンにより、直流電源ＢとグランドＧ間に浮遊容量が存在する状況下で、直流電源Ｂに漏電が生じた状態が作り出される。
【００４２】
次に、ステップＳ２において、制御部１からの指令に基づき、パルス発生器２がパルス幅ｔ１のパルスを１つ発生する。これと同時にタイマ９がスタートし、ステップＳ３で、電圧検出部６が各時刻毎にカップリングコンデンサＣ１の電圧を検出する。そして、検出した各時刻毎の電圧をメモリ５に記憶する。次のステップＳ４では、パルスが立ち上がってから一定時間が経過したかどうかを、タイマ９の計時値に基づいて判定する。この一定時間は、カップリングコンデンサＣ１の充電量が飽和するまでの時間よりも短い時間である。一定時間が経過してなければ、ステップＳ３へ戻って、電圧の検出を継続し、一定時間が経過すれば、ステップＳ５へ移って、電圧の検出を停止する。このとき、タイマ９も停止する。
【００４３】
次に、ステップＳ６において、スイッチＳＷをオフにする。これにより、浮遊容量用コンデンサＣｏは、漏電検知装置１００から切り離される。一方、漏電用抵抗Ｒｏは、漏電検知装置１００に接続されたままである。したがって、スイッチＳＷのオフにより、直流電源ＢとグランドＧ間に浮遊容量が存在しない状況下で、直流電源Ｂに漏電が生じた状態が作り出される。
【００４４】
次に、ステップＳ７において、制御部１からの指令に基づき、パルス発生器２がパルス幅ｔ１のパルスを１つ発生する。これと同時にタイマ９がスタートし、ステップＳ８で、電圧検出部６が各時刻毎にカップリングコンデンサＣ１の電圧を検出する。そして、検出した各時刻毎の電圧をメモリ５に記憶する。次のステップＳ９では、パルスが立ち上がってから一定時間が経過したかどうかを、タイマ９の計時値に基づいて判定する。この一定時間は、ステップＳ４での一定時間と同じである。一定時間が経過してなければ、ステップＳ８へ戻って、電圧の検出を継続し、一定時間が経過すれば、ステップＳ１０へ移って、電圧の検出を停止する。このとき、タイマ９も停止する。その後、ステップＳ１１へ進む。
【００４５】
ステップＳ１１では、設定部７が、ステップＳ３で記憶した各時刻毎の電圧と、ステップＳ８で記憶した各時刻毎の電圧とをメモリ５から読み出し、各時刻毎に双方の電圧を比較する。そして、ステップＳ１２において、一致する電圧（図３のＶ１）と、当該電圧に対応する時刻（図３のｔ１）とを抽出する。その後、ステップＳ１３において、ステップＳ１２で抽出した電圧を、閾値Ｖ１としてメモリ５に設定する。また、ステップＳ１２で抽出した時刻を、電圧検出部６による電圧検出および判定部８による漏電有無判定の時刻ｔ１（すなわちパルス幅ｔ１）として、メモリ５に設定する。
【００４６】
以上により、閾値Ｖ１と時刻（パルス幅）ｔ１の設定が完了する。そして、上述した図５の手順に従った設定作業を、個々の漏電検知装置１００に対して行う。
【００４７】
なお、上記の説明では、１つのパルスの期間において、一致する電圧および時刻を抽出し、これらを設定値としたが、複数のパルスの各期間において、一致する電圧および時刻をそれぞれ抽出し、それらの平均値を設定値としてもよい。このようにすると、閾値と時刻の設定精度が向上する。
【００４８】
以上のように、本実施形態では、パルス発生器２からパルスが出力されて電圧検出部６が電圧検出を開始してから、カップリングコンデンサＣ１の充電量が飽和するまでの間の所定時刻ｔ１において、検出電圧と閾値Ｖ１とを比較し、その比較結果に基づいて漏電の有無を判定する。このため、コンデンサＣ１が飽和する前の時点で、判定部８による漏電有無判定が可能となり、漏電検知を迅速に行うことができる。
【００４９】
また、本実施形態では、漏電検知装置１００の生産工程において閾値などを設定する際に、漏電用抵抗Ｒｏと、浮遊容量用コンデンサＣｏと、スイッチＳＷとを漏電検知装置１００に接続して、擬似的に漏電を作り出す。そして、スイッチを閉じたとき（浮遊容量あり）とスイッチを開いたとき（浮遊容量なし）の各場合について、カップリングコンデンサＣ１の電圧を検出し、一致する電圧と当該電圧に対応する時刻とを抽出し、抽出した電圧に基づいて閾値Ｖ１を設定し、抽出した時刻に基づいて所定時刻ｔ１を設定する。これにより、閾値Ｖ１および時刻ｔ１は浮遊容量の有無に無関係となるので、浮遊容量の影響を受けることなく、漏電を正確に検知することができる。
【００５０】
なお、本実施形態では、図５のステップＳ１３において、ステップＳ１２で抽出した電圧を、そのまま閾値Ｖ１として設定したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ステップＳ１２で抽出した電圧に対して、一定の係数を乗じた値、または一定の値を加算もしくは減算した値を、閾値Ｖ１として設定してもよい。
【００５１】
同様に、時刻ｔ１に関しても、ステップＳ１２で抽出した時刻を、そのまま所定時刻ｔ１として設定することに代えて、ステップＳ１２で抽出した時刻に対して、一定の係数を乗じた値、または一定の値を加算もしくは減算した値を、所定時刻ｔ１として設定してもよい。
【００５２】
次に、本発明の他の実施形態に係る漏電検知装置を、図６を参照して説明する。図６では、図１と同一部分に同一符号を付してある。
【００５３】
図６において、図１と相違する点は、漏電用抵抗Ｒｏと、浮遊容量用コンデンサＣｏと、スイッチＳＷとが、漏電検知装置２００に組み込まれている点である。すなわち、図１の場合は、これらの部品は、生産工程において個々の漏電検知装置１００に共通に使用される設備を構成するものであったが、図６の場合は、これらの部品は、個々の漏電検知装置２００に内蔵されている。その他の構成については、図１と同じであるので、重複部分の説明は省略する。
【００５４】
図６における漏電用抵抗Ｒｏ、浮遊容量用コンデンサＣｏおよびスイッチＳＷを考慮しない場合の、漏電検知装置２００の基本動作は、図１の漏電検知装置１００のそれと同じである。
【００５５】
また、漏電用抵抗Ｒｏ、浮遊容量用コンデンサＣｏおよびスイッチＳＷを用いて、閾値Ｖ１と時刻（パルス幅）ｔ１を設定する手順は、図５のフローチャートで説明した手順と同じである。
【００５６】
図６の漏電検知装置２００においても、図１の漏電検知装置１００と同様に、カップリングコンデンサＣ１が飽和する前の時点で、判定部８による漏電有無判定が可能となり、漏電検知を迅速に行うことができる。また、設定される閾値Ｖ１および時刻ｔ１は浮遊容量の有無に無関係となるので、浮遊容量の影響を受けることなく、漏電を正確に検知することができる。
【００５７】
本発明では、以上述べた以外にも種々の実施形態を採用することができる。例えば、図１および図６では、カップリングコンデンサＣ１および浮遊容量用コンデンサＣｏの電荷を強制的に放電するための放電回路３と、コンデンサＣ２の電荷を強制的に放電するための放電回路４とを設けた例を示したが、本発明では、これらの放電回路３、４を省略してもよい。
【００５８】
また、前記の実施形態では、パルス発生器２から出力されるパルスの立ち下りのタイミングにおいて、電圧検出部６がカップリングコンデンサＣ１の電圧を検出し、判定部８が漏電の有無を判定したが、本発明はこれに限定されない。例えば、パルスが立ち下がる前の予め定められた時点で、電圧検出部６による電圧検出および判定部８による漏電有無判定を行ってもよい。
【００５９】
また、図１の実施形態では、漏電検知装置１００に浮遊容量用コンデンサＣｏを接続して、閾値等の設定を行う例を示したが、浮遊容量用コンデンサＣｏを設けずに、次のような方法を採用することも可能である。
【００６０】
すなわち、生産工程では、浮遊容量なしの状態で、図５のステップＳ７〜Ｓ１０の手順に従って、カップリングコンデンサＣ１の電圧検出と、メモリ５への記憶を行う。次に、漏電検知装置１００が車両に搭載されて、実際の浮遊容量が存在する状態で、再度、カップリングコンデンサＣ１の電圧検出と、メモリ５への記憶を行う。その後、図５のステップＳ１１〜Ｓ１３に従って、搭載前と搭載後の検出電圧を比較し、閾値Ｖ１と時刻ｔ１の設定を行う。このようにすると、個々の車両の浮遊容量に応じた設定が行われるので、車両毎に閾値Ｖ１や時刻ｔ１を精度よく設定することができる。
【００６１】
さらに、前記の実施形態では、車両に搭載される漏電検知装置に本発明を適用した例を挙げたが、本発明は、車両以外の用途に用いられる漏電検知装置にも適用することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１ 制御部
２ パルス発生器
５ メモリ
６ 電圧検出部
７ 設定部
８ 判定部
９ タイマ
１００、２００ 漏電検知装置
Ｃ１ カップリングコンデンサ
Ｒｏ 漏電用抵抗
Ｃｏ 浮遊容量用コンデンサ
ＳＷ スイッチ
Ｂ 直流電源
Ｇ グランド
Ｖ１ 閾値
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が直流電源に接続されるカップリングコンデンサと、
前記カップリングコンデンサの他端にパルスを供給するパルス発生器と、
前記パルスにより充電される前記カップリングコンデンサの電圧を検出する電圧検出部と、
前記直流電源の漏電の有無を判定する判定部と、
を備え、
前記判定部は、前記パルス発生器から１つのパルスが出力されて前記電圧検出部が電圧の検出を開始してから、前記カップリングコンデンサの充電量が飽和するまでの間の所定時刻において、前記電圧検出部が検出した電圧を予め定められた閾値と比較し、その比較結果に基づいて漏電の有無を判定することを特徴とする漏電検知装置。
【請求項２】
請求項１に記載の漏電検知装置における前記閾値および前記所定時刻の設定方法であって、
前記カップリングコンデンサの一端とグランドとの間に、前記直流電源を擬似的に漏電状態にするための漏電用抵抗と、擬似的に浮遊容量を作り出すための浮遊容量用コンデンサおよびスイッチの直列回路とを並列に接続した状態で、
前記スイッチを閉じ、前記パルス発生器からパルスを出力した後、各時刻毎に、前記電圧検出部により前記カップリングコンデンサの電圧を検出し、
前記スイッチを開き、前記パルス発生器からパルスを出力した後、各時刻毎に、前記電圧検出部により前記カップリングコンデンサの電圧を検出し、
前記スイッチを閉じた場合の各時刻毎の検出電圧と、前記スイッチを開いた場合の各時刻毎の検出電圧とを比較して、一致する電圧と、当該電圧に対応する時刻とを抽出し、
前記抽出した電圧に基づいて前記閾値を設定し、前記抽出した時刻に基づいて前記所定時刻を設定することを特徴とする漏電検知装置における閾値等の設定方法。
【請求項３】
請求項２に記載の設定方法において、さらに、
前記パルスのパルス幅を、前記所定時刻に至るまでの時間に設定し、
前記電圧検出部は、前記パルスの立下りのタイミングで、前記カップリングコンデンサの電圧を検出することを特徴とする漏電検知装置における閾値等の設定方法。
【請求項４】
請求項１に記載の漏電検知装置において、
前記カップリングコンデンサの一端とグランドとの間に接続され、前記直流電源を擬似的に漏電状態にするための漏電用抵抗と、
前記漏電用抵抗と並列に接続された、擬似的に浮遊容量を作り出すための浮遊容量用コンデンサおよびスイッチの直列回路と、
前記閾値および前記所定時刻を設定する設定部と、
をさらに備え、
前記スイッチを閉じ、前記パルス発生器からパルスを出力した後、各時刻毎に、前記電圧検出部により前記カップリングコンデンサの電圧を検出し、
前記スイッチを開き、前記パルス発生器からパルスを出力した後、各時刻毎に、前記電圧検出部により前記カップリングコンデンサの電圧を検出し、
前記設定部は、
前記スイッチを閉じた場合の各時刻毎の検出電圧と、前記スイッチを開いた場合の各時刻毎の検出電圧とを比較して、一致する電圧と、当該電圧に対応する時刻とを抽出し、
抽出した電圧に基づいて前記閾値を設定するとともに、抽出した時刻に基づいて前記所定時刻を設定することを特徴とする漏電検知装置。
【請求項５】
請求項１または請求項４に記載の漏電検知装置において、
前記パルスのパルス幅は、前記所定時刻に至るまでの時間に設定されており、
前記電圧検出部は、前記パルスの立下りのタイミングで、前記カップリングコンデンサの電圧を検出することを特徴とする漏電検知装置。
【請求項１】
一端が直流電源に接続されるカップリングコンデンサと、
前記カップリングコンデンサの他端にパルスを供給するパルス発生器と、
前記パルスにより充電される前記カップリングコンデンサの電圧を検出する電圧検出部と、
前記直流電源の漏電の有無を判定する判定部と、
を備え、
前記判定部は、前記パルス発生器から１つのパルスが出力されて前記電圧検出部が電圧の検出を開始してから、前記カップリングコンデンサの充電量が飽和するまでの間の所定時刻において、前記電圧検出部が検出した電圧を予め定められた閾値と比較し、その比較結果に基づいて漏電の有無を判定することを特徴とする漏電検知装置。
【請求項２】
請求項１に記載の漏電検知装置における前記閾値および前記所定時刻の設定方法であって、
前記カップリングコンデンサの一端とグランドとの間に、前記直流電源を擬似的に漏電状態にするための漏電用抵抗と、擬似的に浮遊容量を作り出すための浮遊容量用コンデンサおよびスイッチの直列回路とを並列に接続した状態で、
前記スイッチを閉じ、前記パルス発生器からパルスを出力した後、各時刻毎に、前記電圧検出部により前記カップリングコンデンサの電圧を検出し、
前記スイッチを開き、前記パルス発生器からパルスを出力した後、各時刻毎に、前記電圧検出部により前記カップリングコンデンサの電圧を検出し、
前記スイッチを閉じた場合の各時刻毎の検出電圧と、前記スイッチを開いた場合の各時刻毎の検出電圧とを比較して、一致する電圧と、当該電圧に対応する時刻とを抽出し、
前記抽出した電圧に基づいて前記閾値を設定し、前記抽出した時刻に基づいて前記所定時刻を設定することを特徴とする漏電検知装置における閾値等の設定方法。
【請求項３】
請求項２に記載の設定方法において、さらに、
前記パルスのパルス幅を、前記所定時刻に至るまでの時間に設定し、
前記電圧検出部は、前記パルスの立下りのタイミングで、前記カップリングコンデンサの電圧を検出することを特徴とする漏電検知装置における閾値等の設定方法。
【請求項４】
請求項１に記載の漏電検知装置において、
前記カップリングコンデンサの一端とグランドとの間に接続され、前記直流電源を擬似的に漏電状態にするための漏電用抵抗と、
前記漏電用抵抗と並列に接続された、擬似的に浮遊容量を作り出すための浮遊容量用コンデンサおよびスイッチの直列回路と、
前記閾値および前記所定時刻を設定する設定部と、
をさらに備え、
前記スイッチを閉じ、前記パルス発生器からパルスを出力した後、各時刻毎に、前記電圧検出部により前記カップリングコンデンサの電圧を検出し、
前記スイッチを開き、前記パルス発生器からパルスを出力した後、各時刻毎に、前記電圧検出部により前記カップリングコンデンサの電圧を検出し、
前記設定部は、
前記スイッチを閉じた場合の各時刻毎の検出電圧と、前記スイッチを開いた場合の各時刻毎の検出電圧とを比較して、一致する電圧と、当該電圧に対応する時刻とを抽出し、
抽出した電圧に基づいて前記閾値を設定するとともに、抽出した時刻に基づいて前記所定時刻を設定することを特徴とする漏電検知装置。
【請求項５】
請求項１または請求項４に記載の漏電検知装置において、
前記パルスのパルス幅は、前記所定時刻に至るまでの時間に設定されており、
前記電圧検出部は、前記パルスの立下りのタイミングで、前記カップリングコンデンサの電圧を検出することを特徴とする漏電検知装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１６８０７０（Ｐ２０１２−１６８０７０Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３０３９８（Ｐ２０１１−３０３９８）
【出願日】平成２３年２月１６日（２０１１．２．１６）
【出願人】（５１０１２３８３９）オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 (110)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１６日（２０１１．２．１６）
【出願人】（５１０１２３８３９）オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 (110)
【Ｆターム（参考）】
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