漏電検知装置
【課題】漏電検知装置と直流電源とを接続するケーブルが断線した場合に、その断線による異常を検知できるようにする。
【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、電圧検出部６が検出した電圧を閾値と比較し、その比較結果に基づいて直流電源３００の漏電の有無を判定する漏電判定部７と、直流電源３００を擬似的に漏電状態にするプリチェック回路４と、直流電源３００を擬似的に漏電状態にした場合に、漏電判定部７が漏電ありと判定したか否かを診断する診断部８と、ケーブルＷ１，Ｗ２が接続される端子Ｔ１，Ｔ２とを備えている。直流電源３００を擬似的に漏電状態にした場合は、パルス発生器２から、カップリングコンデンサＣ１、ケーブルＷ１、ケーブルＷ２を介して、プリチェック回路４へ至る電流経路Ｘが形成される。
【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、電圧検出部６が検出した電圧を閾値と比較し、その比較結果に基づいて直流電源３００の漏電の有無を判定する漏電判定部７と、直流電源３００を擬似的に漏電状態にするプリチェック回路４と、直流電源３００を擬似的に漏電状態にした場合に、漏電判定部７が漏電ありと判定したか否かを診断する診断部８と、ケーブルＷ１，Ｗ２が接続される端子Ｔ１，Ｔ２とを備えている。直流電源３００を擬似的に漏電状態にした場合は、パルス発生器２から、カップリングコンデンサＣ１、ケーブルＷ１、ケーブルＷ２を介して、プリチェック回路４へ至る電流経路Ｘが形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電気自動車において、直流電源の漏電を検知するために用いられる漏電検知装置に関する。
【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、グランドに接地されている車体と電気的に絶縁されている。しかしながら、何らかの原因により、直流電源と車体との間で絶縁不良や短絡等が発生した場合、直流電源からグランドへ至る経路に電流が流れ、漏電が生じる。そこで、この漏電を検知するための漏電検知装置が、直流電源に付設される。
【０００３】
漏電検知装置には、漏電検知を正常に行えるか否かをチェックすることができる、いわゆる自己診断機能を備えたものや、断線の検出が可能な断線検出機能を備えたものがある。後記の特許文献１、２には、自己診断機能を備えた漏電検知装置が記載されている。また、後記の特許文献３には、断線検出機能を備えた漏電検知装置が記載されている。
【０００４】
特許文献１では、検出抵抗と絶縁抵抗との接続点と、グランドとの間に、自己診断用抵抗およびスイッチ素子が直列に接続されており、自己診断動作時に、スイッチ素子がオンの状態で、検出抵抗と絶縁抵抗との接続点に現れる電圧の値が基準値と異なる場合に、検出抵抗の劣化または故障と判定する判定手段が設けられている。
【０００５】
特許文献２では、カップリングコンデンサを通じて対地絶縁回路にパルス電圧を印加し、対地絶縁回路に流れる漏電電流に略比例する信号電圧の大きさに応じて、対地絶縁回路の絶縁良否を判定する絶縁性能診断装置において、対地絶縁回路の対地絶縁抵抗が低下した場合と同じ信号変化を生じさせる疑似絶縁低下回路が設けられている。
【０００６】
特許文献３では、対地漏洩電流の周波数成分に基づいて絶縁不良を検出するモータ駆動装置において、漏洩電流検出回路部の出力と閾値との比較結果に基づきパルスを出力する波形成形回路部と、この波形成形回路部が所定周波数のパルスを出力しない場合に、電源から絶縁不良検出回路部に至る経路に断線が発生したと判定する断線判定回路部とが設けられている。
【０００７】
図４は、自己診断機能を備えた従来の漏電検知装置の一例を示している。漏電検知装置２００は、ＣＰＵ１、パルス発生器２、フィルタ回路３、プリチェック回路４、メモリ５、抵抗Ｒ１、およびカップリングコンデンサＣ１，Ｃ３を備えている。ＣＰＵ１は、電圧検出部６と、漏電判定部７と、診断部８とを有している。フィルタ回路３は抵抗Ｒ２およびコンデンサＣ２からなる。プリチェック回路４は、トランジスタＱおよび抵抗Ｒ３〜Ｒ５からなる。直流電源３００（高電圧バッテリ）の負極側は、ケーブルＷを介して、漏電検知装置２００のカップリングコンデンサＣ１，Ｃ３に接続されている。直流電源３００の正極側は、モータや車載機器などの負荷に接続されている。
【０００８】
漏電検知装置２００の通常時の動作は、以下のとおりである。パルス発生器２から出力されるパルス（図６（ａ））は、抵抗Ｒ１を介してカップリングコンデンサＣ１を充電し、この充電によって、Ｐ点の電位が上昇する。このＰ点の電位はフィルタ回路３を介して、入力電圧ＶとしてＣＰＵ１に入力される。ＣＰＵ１の電圧検出部６は、この入力電圧Ｖ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。検出されたカップリングコンデンサＣ１の電圧を、以下では「検出電圧」という。
【０００９】
直流電源３００に漏電が生じていない場合は、図５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ＳＨを超える。一方、直流電源３００に漏電が生じている場合は、図５の破線に示すように、検出電圧は、漏電インピーダンスのために緩やかに上昇する。このため、時刻ｔｏから時刻ｔ１までの間に、検出電圧は閾値ＳＨを超えない。
【００１０】
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。ＣＰＵ１の漏電判定部７は、検出電圧と閾値ＳＨとを比較し、検出電圧が閾値ＳＨ以上（Ｖａ）であれば、「漏電なし」と判定し、検出電圧が閾値ＳＨ未満（Ｖｂ）であれば、「漏電あり」と判定する。「漏電あり」の場合は、ＣＰＵ１から漏電検知信号が出力される。
【００１１】
次に、漏電検知装置２００の自己診断時の動作は、以下のとおりである。自己診断を行う場合は、図６（ｂ）のように、プリチェック要求信号がＣＰＵ１に入力される。ＣＰＵ１の診断部８は、この信号を受けて、擬似漏電状態を作り出すために、プリチェック回路４のトランジスタＱをオンにする。これにより、図４の破線矢印で示すように、パルス発生器２から、抵抗Ｒ１およびカップリングコンデンサＣ１，Ｃ３を経て、プリチェック回路４へ至る電流経路Ｙが形成される。このため、パルス発生器２が出力するパルスにより、カップリングコンデンサＣ１，Ｃ３が共に充電される。この結果、Ｐ点の電位すなわち入力電圧Ｖの上昇が緩やかとなる。したがって、図６（ｃ）のように、カップリングコンデンサＣ１の検出電圧が閾値ＳＨ未満となるので、漏電判定部７は「漏電あり」と判定する。そして、この判定に基づき、図６（ｄ）のようにＣＰＵ１から漏電検知信号が出力される。これにより、診断部８は、漏電検知が正常に行われていると判定する。
【００１２】
しかしながら、上述した漏電検知装置２００では、図４における電流経路Ｙが漏電検知装置２００の内部に形成される。このため、ケーブルＷが断線した場合でも、自己診断時には電流経路Ｙが形成されて、図６で示した動作が行われ、漏電検知信号が出力される。すなわち、ケーブルＷが断線しているにもかかわらず、自己診断において漏電検知動作が正常と判定される。
【００１３】
しかるに、ケーブルＷが断線すると、漏電検知装置２００が直流電源３００から切り離されるので、本来の漏電検知ができなくなる。したがって、このような異常状態にもかかわらず、自己診断において漏電検知動作が正常と判定されると、漏電検知装置２００は、漏電検知が不可能な状態のまま動作を続けてしまうことになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００５−１２７８２１号公報
【特許文献２】特開２００７−１６３２９１号公報
【特許文献３】特開２００４−３６１３０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の課題は、漏電検知装置と直流電源とを接続するケーブルが断線した場合に、その断線による異常を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】
【００１６】
本発明では、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、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、この電圧検出部が検出した電圧を閾値と比較し、その比較結果に基づいて直流電源の漏電の有無を判定する漏電判定部と、直流電源を擬似的に漏電状態にする擬似漏電回路と、この擬似漏電回路により直流電源を擬似的に漏電状態にした場合に、漏電判定部が漏電ありと判定したか否かを診断する診断部とを備えた漏電検知装置において、直流電源に一端が接続された第１ケーブルの他端を、カップリングコンデンサの一端に接続するための第１端子と、直流電源に一端が接続された第２ケーブルの他端を、擬似漏電回路に接続するための第２端子とがさらに設けられる。そして、擬似漏電回路により直流電源を擬似的に漏電状態にした場合には、パルス発生器から、カップリングコンデンサ、第１端子、第１ケーブル、第２ケーブル、および第２端子を介して、擬似漏電回路へ至る電流経路が形成される。
【００１７】
このようにすると、パルス発生器から擬似漏電回路へ至る電流経路が、第１ケーブルと第２ケーブルを経由するので、２本のケーブルのいずれか一方または両方が断線した場合は、当該電流経路が形成されない。このため、自己診断時に、擬似漏電回路による擬似的な漏電状態を作り出すことができなくなるので、電圧検出部で検出されるカップリングコンデンサの電圧は、擬似漏電状態における電圧とは異なった変化を示す。したがって、カップリングコンデンサの電圧状態に基づき、電源と漏電検知装置との間のケーブルが断線したことによる異常を検知することができる。
【００１８】
本発明では、第２端子と擬似漏電回路との間に、第２のカップリングコンデンサを設けてもよい。
【００１９】
また、本発明では、第１ケーブルおよび第２ケーブルの一方または両方が断線したことを検知する断線検知部を設け、擬似漏電回路に駆動信号が与えられている状態で、電圧検出部により検出されるカップリングコンデンサの電圧が閾値以上となったことに基づいて、断線検知部が断線を検知するようにしてもよい。
【００２０】
また、本発明では、断線検知部は、擬似漏電回路に駆動信号が与えられた後、カップリングコンデンサの電圧が閾値以上である状態が一定時間継続した場合に、断線を検知するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、漏電検知装置と直流電源とを接続するケーブルが断線した場合には、自己診断時に擬似的な漏電状態が形成されなくなるので、ケーブル断線による異常を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【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】非断線時の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図３】断線時の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】従来の漏電検知装置を示した回路図である。
【図５】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６】従来の漏電検知装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。各図において、同一部分または対応する部分には同一符号を付してある。以下では、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。
【００２４】
図１に示すように、車載用の直流電源３００（高電圧バッテリ）の負極側と漏電検知装置１００とが、ケーブルＷ１，Ｗ２を介して接続されている。直流電源３００の正極側は、モータや車載機器などの負荷に接続されている。漏電検知装置１００は、ＣＰＵ１、パルス発生器２、フィルタ回路３、プリチェック回路４、メモリ５、抵抗Ｒ１、カップリングコンデンサＣ１，Ｃ３、および端子Ｔ１〜Ｔ５を備えている。
【００２５】
ＣＰＵ１は、漏電検知装置１００の動作を制御する制御部を構成しており、電圧検出部６、漏電判定部７、診断部８、および断線検知部９を備えている。実際には、これらのブロック６〜９の各機能は、ソフトウェアによって実現される。パルス発生器２は、ＣＰＵ１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。カップリングコンデンサＣ１は、直流電源３００と漏電検知装置１００とを直流的に分離するためのコンデンサであって、抵抗Ｒ１と端子Ｔ１（第１端子）との間に接続されている。
【００２６】
フィルタ回路３は、抵抗Ｒ１とカップリングコンデンサＣ１との接続点（Ｐ点）と、ＣＰＵ１との間に設けられている。このフィルタ回路３は、ＣＰＵ１に入力される電圧のノイズを除去するためのもので、抵抗Ｒ２およびコンデンサＣ２からなる。抵抗Ｒ２の一端はＰ点に接続されている。抵抗Ｒ２の他端は、ＣＰＵ１に接続されているとともに、コンデンサＣ２の一端に接続されている。コンデンサＣ２の他端は、グランドＧに接地されている。なお、本実施形態の場合、グランドＧは電気自動車の車体である。
【００２７】
プリチェック回路４と端子Ｔ２（第２端子）との間には、カップリングコンデンサＣ３が接続されている。カップリングコンデンサＣ３は、カップリングコンデンサＣ１と同様に、直流電源３００と漏電検知装置１００とを直流的に分離するためのコンデンサであり、本発明における第２のカップリングコンデンサに相当する。
【００２８】
プリチェック回路４は、本発明における擬似漏電回路を構成するもので、トランジスタＱおよび抵抗Ｒ３〜Ｒ５からなる。トランジスタＱのコレクタには抵抗Ｒ３が接続されており、カップリングコンデンサＣ３は、抵抗Ｒ３と直列に接続されている。トランジスタＱのエミッタは、グランドＧに接地されている。トランジスタＱのベースは、抵抗Ｒ５を介して、ＣＰＵ１に接続されている。抵抗Ｒ４は、トランジスタＱのベースとエミッタとにまたがって接続されている。
【００２９】
メモリ５は、ＲＯＭやＲＡＭなどからなり、記憶部を構成している。このメモリ５には、ＣＰＵ１の動作プログラムや制御用データが記憶されているとともに、後述する漏電有無判定のための閾値ＳＨが記憶されている。
【００３０】
ＣＰＵ１において、電圧検出部６は、Ｐ点からフィルタ回路３を介してＣＰＵ１に取り込まれる入力電圧Ｖ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。
【００３１】
漏電判定部７は、電圧検出部６が検出した電圧を閾値ＳＨと比較し、その比較結果に基づいて、直流電源３００の漏電有無を判定する。
【００３２】
診断部８は、自己診断時に、プリチェック回路４を駆動して直流電源３００を擬似的に漏電状態にするとともに、この状態で漏電判定部７が「漏電あり」と判定したか否かを診断する。
【００３３】
断線検知部９は、電圧検出部６が検出した電圧の状態に基づいて、ケーブルＷ１，Ｗ２の一方または両方が断線したことを検知する。
【００３４】
ケーブルＷ１（第１ケーブル）の一端は、直流電源３００の負極に接続されている。ケーブルＷ１の他端は、漏電検知装置１００の端子Ｔ１に接続され、この端子Ｔ１を介して、カップリングコンデンサＣ１の一端に接続されている。
【００３５】
ケーブルＷ２（第２ケーブル）の一端は、直流電源３００の負極に接続されている。ケーブルＷ２の他端は、漏電検知装置１００の端子Ｔ２に接続され、この端子Ｔ２を介して、カップリングコンデンサＣ３の一端に接続されている。
【００３６】
実際には、例えば、ケーブルＷ１の一端は、直流電源３００の負極を構成する同電位の２つの端子（図示省略）の一方に接続され、ケーブルＷ２の一端は、当該２つの端子の他方に接続される。
【００３７】
漏電検知装置１００の端子Ｔ３〜Ｔ５は、ＣＰＵ１に接続されている。端子Ｔ３からは、漏電が検知された場合に漏電検知信号が出力される。端子Ｔ４からは、断線が検知された場合に断線検知信号が出力される。端子Ｔ５には、自己診断を行う場合にプリチェック要求信号が入力される。このプリチェック要求信号は、例えば、イグニッションスイッチがオンしてから一定時間が経過した後に、上位装置（図示省略）より与えられる。
【００３８】
次に、上記構成からなる漏電検知装置１００の動作について説明する。以下では、ケーブルが断線していない場合と、ケーブルが断線している場合とに分けて、動作説明を行う。
【００３９】
（１）ケーブル非断線時の動作
まず、ケーブルＷ１，Ｗ２が共に断線していない場合の動作について、図２を参照しながら説明する。パルス発生器２は、図２（ａ）に示すような矩形波のパルスを所定周期で出力する。このパルスは、抵抗Ｒ１を介してカップリングコンデンサＣ１に供給され、カップリングコンデンサＣ１を充電する。なお、実際には、端子Ｔ１，Ｔ２と車体との間に浮遊容量が存在し、パルスによって浮遊容量にも充電が行われる。カップリングコンデンサＣ１への充電によって、Ｐ点の電位が上昇する。このＰ点の電位はフィルタ回路３を介して、入力電圧ＶとしてＣＰＵ１に入力される。
【００４０】
＜プリチェック要求信号なしの場合＞
端子Ｔ５に、図２（ｂ）のプリチェック要求信号が入力されていない場合は、ＣＰＵ１からプリチェック回路４へ駆動信号が出力されない。このため、プリチェック回路４のトランジスタＱはオフしている。この状態では、図１に破線矢印で示した電流経路Ｘが形成されないので、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、カップリングコンデンサＣ３は充電されない。
【００４１】
ＣＰＵ１の電圧検出部６は、入力電圧Ｖ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。この電圧の検出は、カップリングコンデンサＣ１に供給されるパルスが立ち下がる時刻において行われる。検出されたカップリングコンデンサＣ１の電圧を、以下では「検出電圧」という。
【００４２】
図５で説明したように、漏電判定部７は、電圧検出部６で検出された検出電圧と、メモリ５に記憶されている閾値ＳＨとを比較して、その比較結果に基づき漏電の有無を判定する。直流電源３００に漏電が生じていなければ、検出電圧が閾値ＳＨを超える（図２（ｃ）のａ）。したがって、漏電判定部７は「漏電なし」と判定するので、ＣＰＵ１から漏電検知信号は出力されない（図２（ｄ））。一方、直流電源３００に漏電が生じていると、検出電圧が閾値ＳＨを超えないので（図２（ｃ）のｂ）、漏電判定部７は「漏電あり」と判定する。この場合は、ＣＰＵ１から漏電検知信号が出力される（図２の破線）。
【００４３】
＜プリチェック要求信号ありの場合＞
自己診断時には、上位装置から端子Ｔ５に、図２（ｂ）のプリチェック要求信号が入力される。すると、同じタイミングでＣＰＵ１からプリチェック回路４へ駆動信号が出力される。この駆動信号は、トランジスタＱをオンにするためのＨ（High）レベル信号である。トランジスタＱは、この駆動信号が抵抗Ｒ５を介してベースに与えられることによって、オンする。
【００４４】
トランジスタＱがオンすると、図１に破線矢印で示したように、パルス発生器２→抵抗Ｒ１→カップリングコンデンサＣ１→端子Ｔ１→ケーブルＷ１→ケーブルＷ２→端子Ｔ２→カップリングコンデンサＣ３→プリチェック回路４の電流経路Ｘが形成される。プリチェック回路４のトランジスタＱのエミッタはグランドＧ（車体）に接地されているので、トランジスタＱのオンにより、直流電源３００と車体との間で実際に漏電が生じた場合と同様の、擬似的な漏電状態が作り出される。
【００４５】
この擬似漏電状態においては、パルス発生器２が出力するパルスにより、カップリングコンデンサＣ１が充電されるとともに、カップリングコンデンサＣ３も充電される。このため、Ｐ点の電位すなわち入力電圧Ｖの上昇が緩やかとなる。その結果、カップリングコンデンサＣ１の検出電圧が閾値ＳＨ未満となるので（図２（ｃ）のｃ）、漏電判定部７は「漏電あり」と判定する。そして、この判定に基づき、図２（ｄ）で実線で示すように、ＣＰＵ１から漏電検知信号が出力される。これにより、診断部８は、漏電検知が正常に行われていると判定する。
【００４６】
その後、自己診断を終了するために、端子Ｔ５にプリチェック要求信号が入力されなくなると、同じタイミングで駆動信号の出力がなくなり、プリチェック回路４のトランジスタＱは再びオフとなる。このため、電流経路Ｘが形成されなくなって、擬似漏電状態が解除され、漏電検知装置１００は自己診断前の状態に戻る。
【００４７】
（２）ケーブル断線時の動作
次に、ケーブルＷ１，Ｗ２が断線した場合の動作について、図３を参照しながら説明する。なお、ケーブルＷ２が断線した場合は、ケーブルＷ１により漏電検知が可能であるが、電流経路Ｘが形成されないため、自己診断が不可能となる。また、ケーブルＷ１が断線した場合は、図１のＰ点が直流電源３００から切り離されるので、漏電検知が不可能となり、さらに、電流経路Ｘが形成されないため、自己診断も不可能となる。以下では、ケーブルＷ１が断線した場合を例に挙げる。
【００４８】
＜プリチェック要求信号なしの場合＞
ケーブルＷ１が断線しても、前述のように端子Ｔ１と車体（グランド）との間に浮遊容量が存在するので、パルス発生器２からカップリングコンデンサＣ１への充電経路は維持される。しかし、ケーブルＷ１の断線により、カップリングコンデンサＣ３への充電が行われないため、電圧検出部６で検出された検出電圧は閾値ＳＨを超える（図３（ｃ）のａ）。したがって、漏電判定部７では「漏電なし」と判定され、ＣＰＵ１から漏電検知信号は出力されない（図３（ｄ））。
【００４９】
＜プリチェック要求信号ありの場合＞
自己診断時に、端子Ｔ５にプリチェック要求信号が入力されると（図３（ｂ））、前述したように、ＣＰＵ１からプリチェック回路４へ、トランジスタＱをオンにするための駆動信号が出力される。しかし、ケーブルＷ１が断線している場合は、トランジスタＱの状態にかかわらず、図１における電流経路Ｘが形成されない。したがって、パルス発生器２のパルスにより、カップリングコンデンサＣ１が充電されるのみであり、カップリングコンデンサＣ３からプリチェック回路４の抵抗Ｒ３およびトランジスタＱを通って、グランドＧへ電流は流れない。つまり、プリチェック回路４による擬似的な漏電状態を作り出すことができなくなる。これは、ケーブルＷ２が断線している場合、または、ケーブルＷ１，Ｗ２の両方が断線している場合にも当てはまる。
【００５０】
したがって、カップリングコンデンサＣ１の電圧、すなわち検出電圧は、図２（ｃ）のｃとは異なり、図３（ｃ）のｄに示すように、閾値ＳＨを超える。このため、漏電判定部７では「漏電なし」と判定されるので、図３（ｄ）に示すように、漏電検知信号は出力されない。
【００５１】
この場合、断線検知部９は、プリチェック回路４に駆動信号が与えられている状態で、検出電圧が閾値ＳＨ以上となったことに基づいて、断線を検知する。より詳しくは、断線検知部９は、プリチェック要求信号に基づいてプリチェック回路４へ駆動信号が出力された後、電圧検出部６での検出電圧が閾値ＳＨ以上である状態が一定時間（図３（ｃ）のＴ）継続した場合に、ケーブルＷ１，Ｗ２の一方または両方に断線が生じたことを検知する。そして、断線検知部９によりケーブルの断線が検知されると、図３（ｅ）のように、ＣＰＵ１から断線検知信号が出力される。この断線検知信号は、端子Ｔ４を介して上位装置へ送られ、上位装置において異常処理（例えば、断線を知らせる警報の出力）が行われる。
【００５２】
このように、上述した実施形態においては、漏電検知装置１００と直流電源３００とを接続するケーブルを２本に分け、端子Ｔ１と直流電源３００とをケーブルＷ１で接続するとともに、端子Ｔ２と直流電源３００とをケーブルＷ２で接続している。そして、自己診断時に、パルス発生器２から、抵抗Ｒ２、カップリングコンデンサＣ１、端子Ｔ１、ケーブルＷ１、ケーブルＷ２、端子Ｔ２、カップリングコンデンサＣ３を介して、プリチェック回路４へ至る擬似漏電用の電流経路Ｘが形成されるようにしている。
【００５３】
したがって、電流経路Ｘは必ずケーブルＷ１，Ｗ２を経由するので、ケーブルＷ１，Ｗ２のいずれか一方または両方が断線した場合は、電流経路Ｘが形成されず、擬似的な漏電状態を作り出すことができなくなる。このため、カップリングコンデンサＣ１の電圧は、擬似漏電状態における電圧とは異なった変化を示し、電圧検出部６での検出電圧が閾値ＳＨ以上となる。これに基づいて、自己診断中に、断線による異常を検知することができる。その結果、漏電検知が不可能な状態のまま漏電検知装置１００が動作を続けてしまうという不具合を、未然に防止することができる。
【００５４】
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、前記の実施形態では、抵抗Ｒ２およびコンデンサＣ２からなるフィルタ回路３を設けた例を示したが、フィルタ回路３は本発明にとって必須のものではなく、省略してもよい。また、必要に応じて、カップリングコンデンサＣ１，Ｃ３の充電電荷を強制的に放電させるための放電回路を付加してもよい。
【００５５】
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の電圧を検出するとともに、漏電判定部７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漏電判定部７による漏電有無判定を行ってもよい。
【００５６】
また、前記の実施形態では、プリチェック回路４をトランジスタＱと抵抗Ｒ４、Ｒ５で構成した例を示したが、トランジスタや抵抗に代えて、コイルおよび接点を有するリレーを用いてもよい。
【００５７】
さらに、前記の実施形態では、電気自動車に搭載される漏電検知装置を例に挙げたが、本発明は、電気自動車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】
【００５８】
１ ＣＰＵ
２ パルス発生器
３ フィルタ回路
４ プリチェック回路（擬似漏電回路）
５ メモリ
６ 電圧検出部
７ 漏電判定部
８ 診断部
９ 断線検知部
１００ 漏電検知装置
３００ 直流電源
Ｃ１，Ｃ３ カップリングコンデンサ
Ｔ１ 端子（第１端子）
Ｔ２ 端子（第２端子）
Ｗ１ ケーブル（第１ケーブル）
Ｗ２ ケーブル（第２ケーブル）
Ｘ 電流経路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電気自動車において、直流電源の漏電を検知するために用いられる漏電検知装置に関する。
【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、グランドに接地されている車体と電気的に絶縁されている。しかしながら、何らかの原因により、直流電源と車体との間で絶縁不良や短絡等が発生した場合、直流電源からグランドへ至る経路に電流が流れ、漏電が生じる。そこで、この漏電を検知するための漏電検知装置が、直流電源に付設される。
【０００３】
漏電検知装置には、漏電検知を正常に行えるか否かをチェックすることができる、いわゆる自己診断機能を備えたものや、断線の検出が可能な断線検出機能を備えたものがある。後記の特許文献１、２には、自己診断機能を備えた漏電検知装置が記載されている。また、後記の特許文献３には、断線検出機能を備えた漏電検知装置が記載されている。
【０００４】
特許文献１では、検出抵抗と絶縁抵抗との接続点と、グランドとの間に、自己診断用抵抗およびスイッチ素子が直列に接続されており、自己診断動作時に、スイッチ素子がオンの状態で、検出抵抗と絶縁抵抗との接続点に現れる電圧の値が基準値と異なる場合に、検出抵抗の劣化または故障と判定する判定手段が設けられている。
【０００５】
特許文献２では、カップリングコンデンサを通じて対地絶縁回路にパルス電圧を印加し、対地絶縁回路に流れる漏電電流に略比例する信号電圧の大きさに応じて、対地絶縁回路の絶縁良否を判定する絶縁性能診断装置において、対地絶縁回路の対地絶縁抵抗が低下した場合と同じ信号変化を生じさせる疑似絶縁低下回路が設けられている。
【０００６】
特許文献３では、対地漏洩電流の周波数成分に基づいて絶縁不良を検出するモータ駆動装置において、漏洩電流検出回路部の出力と閾値との比較結果に基づきパルスを出力する波形成形回路部と、この波形成形回路部が所定周波数のパルスを出力しない場合に、電源から絶縁不良検出回路部に至る経路に断線が発生したと判定する断線判定回路部とが設けられている。
【０００７】
図４は、自己診断機能を備えた従来の漏電検知装置の一例を示している。漏電検知装置２００は、ＣＰＵ１、パルス発生器２、フィルタ回路３、プリチェック回路４、メモリ５、抵抗Ｒ１、およびカップリングコンデンサＣ１，Ｃ３を備えている。ＣＰＵ１は、電圧検出部６と、漏電判定部７と、診断部８とを有している。フィルタ回路３は抵抗Ｒ２およびコンデンサＣ２からなる。プリチェック回路４は、トランジスタＱおよび抵抗Ｒ３〜Ｒ５からなる。直流電源３００（高電圧バッテリ）の負極側は、ケーブルＷを介して、漏電検知装置２００のカップリングコンデンサＣ１，Ｃ３に接続されている。直流電源３００の正極側は、モータや車載機器などの負荷に接続されている。
【０００８】
漏電検知装置２００の通常時の動作は、以下のとおりである。パルス発生器２から出力されるパルス（図６（ａ））は、抵抗Ｒ１を介してカップリングコンデンサＣ１を充電し、この充電によって、Ｐ点の電位が上昇する。このＰ点の電位はフィルタ回路３を介して、入力電圧ＶとしてＣＰＵ１に入力される。ＣＰＵ１の電圧検出部６は、この入力電圧Ｖ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。検出されたカップリングコンデンサＣ１の電圧を、以下では「検出電圧」という。
【０００９】
直流電源３００に漏電が生じていない場合は、図５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ＳＨを超える。一方、直流電源３００に漏電が生じている場合は、図５の破線に示すように、検出電圧は、漏電インピーダンスのために緩やかに上昇する。このため、時刻ｔｏから時刻ｔ１までの間に、検出電圧は閾値ＳＨを超えない。
【００１０】
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。ＣＰＵ１の漏電判定部７は、検出電圧と閾値ＳＨとを比較し、検出電圧が閾値ＳＨ以上（Ｖａ）であれば、「漏電なし」と判定し、検出電圧が閾値ＳＨ未満（Ｖｂ）であれば、「漏電あり」と判定する。「漏電あり」の場合は、ＣＰＵ１から漏電検知信号が出力される。
【００１１】
次に、漏電検知装置２００の自己診断時の動作は、以下のとおりである。自己診断を行う場合は、図６（ｂ）のように、プリチェック要求信号がＣＰＵ１に入力される。ＣＰＵ１の診断部８は、この信号を受けて、擬似漏電状態を作り出すために、プリチェック回路４のトランジスタＱをオンにする。これにより、図４の破線矢印で示すように、パルス発生器２から、抵抗Ｒ１およびカップリングコンデンサＣ１，Ｃ３を経て、プリチェック回路４へ至る電流経路Ｙが形成される。このため、パルス発生器２が出力するパルスにより、カップリングコンデンサＣ１，Ｃ３が共に充電される。この結果、Ｐ点の電位すなわち入力電圧Ｖの上昇が緩やかとなる。したがって、図６（ｃ）のように、カップリングコンデンサＣ１の検出電圧が閾値ＳＨ未満となるので、漏電判定部７は「漏電あり」と判定する。そして、この判定に基づき、図６（ｄ）のようにＣＰＵ１から漏電検知信号が出力される。これにより、診断部８は、漏電検知が正常に行われていると判定する。
【００１２】
しかしながら、上述した漏電検知装置２００では、図４における電流経路Ｙが漏電検知装置２００の内部に形成される。このため、ケーブルＷが断線した場合でも、自己診断時には電流経路Ｙが形成されて、図６で示した動作が行われ、漏電検知信号が出力される。すなわち、ケーブルＷが断線しているにもかかわらず、自己診断において漏電検知動作が正常と判定される。
【００１３】
しかるに、ケーブルＷが断線すると、漏電検知装置２００が直流電源３００から切り離されるので、本来の漏電検知ができなくなる。したがって、このような異常状態にもかかわらず、自己診断において漏電検知動作が正常と判定されると、漏電検知装置２００は、漏電検知が不可能な状態のまま動作を続けてしまうことになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００５−１２７８２１号公報
【特許文献２】特開２００７−１６３２９１号公報
【特許文献３】特開２００４−３６１３０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の課題は、漏電検知装置と直流電源とを接続するケーブルが断線した場合に、その断線による異常を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】
【００１６】
本発明では、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、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、この電圧検出部が検出した電圧を閾値と比較し、その比較結果に基づいて直流電源の漏電の有無を判定する漏電判定部と、直流電源を擬似的に漏電状態にする擬似漏電回路と、この擬似漏電回路により直流電源を擬似的に漏電状態にした場合に、漏電判定部が漏電ありと判定したか否かを診断する診断部とを備えた漏電検知装置において、直流電源に一端が接続された第１ケーブルの他端を、カップリングコンデンサの一端に接続するための第１端子と、直流電源に一端が接続された第２ケーブルの他端を、擬似漏電回路に接続するための第２端子とがさらに設けられる。そして、擬似漏電回路により直流電源を擬似的に漏電状態にした場合には、パルス発生器から、カップリングコンデンサ、第１端子、第１ケーブル、第２ケーブル、および第２端子を介して、擬似漏電回路へ至る電流経路が形成される。
【００１７】
このようにすると、パルス発生器から擬似漏電回路へ至る電流経路が、第１ケーブルと第２ケーブルを経由するので、２本のケーブルのいずれか一方または両方が断線した場合は、当該電流経路が形成されない。このため、自己診断時に、擬似漏電回路による擬似的な漏電状態を作り出すことができなくなるので、電圧検出部で検出されるカップリングコンデンサの電圧は、擬似漏電状態における電圧とは異なった変化を示す。したがって、カップリングコンデンサの電圧状態に基づき、電源と漏電検知装置との間のケーブルが断線したことによる異常を検知することができる。
【００１８】
本発明では、第２端子と擬似漏電回路との間に、第２のカップリングコンデンサを設けてもよい。
【００１９】
また、本発明では、第１ケーブルおよび第２ケーブルの一方または両方が断線したことを検知する断線検知部を設け、擬似漏電回路に駆動信号が与えられている状態で、電圧検出部により検出されるカップリングコンデンサの電圧が閾値以上となったことに基づいて、断線検知部が断線を検知するようにしてもよい。
【００２０】
また、本発明では、断線検知部は、擬似漏電回路に駆動信号が与えられた後、カップリングコンデンサの電圧が閾値以上である状態が一定時間継続した場合に、断線を検知するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、漏電検知装置と直流電源とを接続するケーブルが断線した場合には、自己診断時に擬似的な漏電状態が形成されなくなるので、ケーブル断線による異常を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【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】非断線時の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図３】断線時の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】従来の漏電検知装置を示した回路図である。
【図５】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６】従来の漏電検知装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。各図において、同一部分または対応する部分には同一符号を付してある。以下では、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。
【００２４】
図１に示すように、車載用の直流電源３００（高電圧バッテリ）の負極側と漏電検知装置１００とが、ケーブルＷ１，Ｗ２を介して接続されている。直流電源３００の正極側は、モータや車載機器などの負荷に接続されている。漏電検知装置１００は、ＣＰＵ１、パルス発生器２、フィルタ回路３、プリチェック回路４、メモリ５、抵抗Ｒ１、カップリングコンデンサＣ１，Ｃ３、および端子Ｔ１〜Ｔ５を備えている。
【００２５】
ＣＰＵ１は、漏電検知装置１００の動作を制御する制御部を構成しており、電圧検出部６、漏電判定部７、診断部８、および断線検知部９を備えている。実際には、これらのブロック６〜９の各機能は、ソフトウェアによって実現される。パルス発生器２は、ＣＰＵ１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。カップリングコンデンサＣ１は、直流電源３００と漏電検知装置１００とを直流的に分離するためのコンデンサであって、抵抗Ｒ１と端子Ｔ１（第１端子）との間に接続されている。
【００２６】
フィルタ回路３は、抵抗Ｒ１とカップリングコンデンサＣ１との接続点（Ｐ点）と、ＣＰＵ１との間に設けられている。このフィルタ回路３は、ＣＰＵ１に入力される電圧のノイズを除去するためのもので、抵抗Ｒ２およびコンデンサＣ２からなる。抵抗Ｒ２の一端はＰ点に接続されている。抵抗Ｒ２の他端は、ＣＰＵ１に接続されているとともに、コンデンサＣ２の一端に接続されている。コンデンサＣ２の他端は、グランドＧに接地されている。なお、本実施形態の場合、グランドＧは電気自動車の車体である。
【００２７】
プリチェック回路４と端子Ｔ２（第２端子）との間には、カップリングコンデンサＣ３が接続されている。カップリングコンデンサＣ３は、カップリングコンデンサＣ１と同様に、直流電源３００と漏電検知装置１００とを直流的に分離するためのコンデンサであり、本発明における第２のカップリングコンデンサに相当する。
【００２８】
プリチェック回路４は、本発明における擬似漏電回路を構成するもので、トランジスタＱおよび抵抗Ｒ３〜Ｒ５からなる。トランジスタＱのコレクタには抵抗Ｒ３が接続されており、カップリングコンデンサＣ３は、抵抗Ｒ３と直列に接続されている。トランジスタＱのエミッタは、グランドＧに接地されている。トランジスタＱのベースは、抵抗Ｒ５を介して、ＣＰＵ１に接続されている。抵抗Ｒ４は、トランジスタＱのベースとエミッタとにまたがって接続されている。
【００２９】
メモリ５は、ＲＯＭやＲＡＭなどからなり、記憶部を構成している。このメモリ５には、ＣＰＵ１の動作プログラムや制御用データが記憶されているとともに、後述する漏電有無判定のための閾値ＳＨが記憶されている。
【００３０】
ＣＰＵ１において、電圧検出部６は、Ｐ点からフィルタ回路３を介してＣＰＵ１に取り込まれる入力電圧Ｖ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。
【００３１】
漏電判定部７は、電圧検出部６が検出した電圧を閾値ＳＨと比較し、その比較結果に基づいて、直流電源３００の漏電有無を判定する。
【００３２】
診断部８は、自己診断時に、プリチェック回路４を駆動して直流電源３００を擬似的に漏電状態にするとともに、この状態で漏電判定部７が「漏電あり」と判定したか否かを診断する。
【００３３】
断線検知部９は、電圧検出部６が検出した電圧の状態に基づいて、ケーブルＷ１，Ｗ２の一方または両方が断線したことを検知する。
【００３４】
ケーブルＷ１（第１ケーブル）の一端は、直流電源３００の負極に接続されている。ケーブルＷ１の他端は、漏電検知装置１００の端子Ｔ１に接続され、この端子Ｔ１を介して、カップリングコンデンサＣ１の一端に接続されている。
【００３５】
ケーブルＷ２（第２ケーブル）の一端は、直流電源３００の負極に接続されている。ケーブルＷ２の他端は、漏電検知装置１００の端子Ｔ２に接続され、この端子Ｔ２を介して、カップリングコンデンサＣ３の一端に接続されている。
【００３６】
実際には、例えば、ケーブルＷ１の一端は、直流電源３００の負極を構成する同電位の２つの端子（図示省略）の一方に接続され、ケーブルＷ２の一端は、当該２つの端子の他方に接続される。
【００３７】
漏電検知装置１００の端子Ｔ３〜Ｔ５は、ＣＰＵ１に接続されている。端子Ｔ３からは、漏電が検知された場合に漏電検知信号が出力される。端子Ｔ４からは、断線が検知された場合に断線検知信号が出力される。端子Ｔ５には、自己診断を行う場合にプリチェック要求信号が入力される。このプリチェック要求信号は、例えば、イグニッションスイッチがオンしてから一定時間が経過した後に、上位装置（図示省略）より与えられる。
【００３８】
次に、上記構成からなる漏電検知装置１００の動作について説明する。以下では、ケーブルが断線していない場合と、ケーブルが断線している場合とに分けて、動作説明を行う。
【００３９】
（１）ケーブル非断線時の動作
まず、ケーブルＷ１，Ｗ２が共に断線していない場合の動作について、図２を参照しながら説明する。パルス発生器２は、図２（ａ）に示すような矩形波のパルスを所定周期で出力する。このパルスは、抵抗Ｒ１を介してカップリングコンデンサＣ１に供給され、カップリングコンデンサＣ１を充電する。なお、実際には、端子Ｔ１，Ｔ２と車体との間に浮遊容量が存在し、パルスによって浮遊容量にも充電が行われる。カップリングコンデンサＣ１への充電によって、Ｐ点の電位が上昇する。このＰ点の電位はフィルタ回路３を介して、入力電圧ＶとしてＣＰＵ１に入力される。
【００４０】
＜プリチェック要求信号なしの場合＞
端子Ｔ５に、図２（ｂ）のプリチェック要求信号が入力されていない場合は、ＣＰＵ１からプリチェック回路４へ駆動信号が出力されない。このため、プリチェック回路４のトランジスタＱはオフしている。この状態では、図１に破線矢印で示した電流経路Ｘが形成されないので、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、カップリングコンデンサＣ３は充電されない。
【００４１】
ＣＰＵ１の電圧検出部６は、入力電圧Ｖ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。この電圧の検出は、カップリングコンデンサＣ１に供給されるパルスが立ち下がる時刻において行われる。検出されたカップリングコンデンサＣ１の電圧を、以下では「検出電圧」という。
【００４２】
図５で説明したように、漏電判定部７は、電圧検出部６で検出された検出電圧と、メモリ５に記憶されている閾値ＳＨとを比較して、その比較結果に基づき漏電の有無を判定する。直流電源３００に漏電が生じていなければ、検出電圧が閾値ＳＨを超える（図２（ｃ）のａ）。したがって、漏電判定部７は「漏電なし」と判定するので、ＣＰＵ１から漏電検知信号は出力されない（図２（ｄ））。一方、直流電源３００に漏電が生じていると、検出電圧が閾値ＳＨを超えないので（図２（ｃ）のｂ）、漏電判定部７は「漏電あり」と判定する。この場合は、ＣＰＵ１から漏電検知信号が出力される（図２の破線）。
【００４３】
＜プリチェック要求信号ありの場合＞
自己診断時には、上位装置から端子Ｔ５に、図２（ｂ）のプリチェック要求信号が入力される。すると、同じタイミングでＣＰＵ１からプリチェック回路４へ駆動信号が出力される。この駆動信号は、トランジスタＱをオンにするためのＨ（High）レベル信号である。トランジスタＱは、この駆動信号が抵抗Ｒ５を介してベースに与えられることによって、オンする。
【００４４】
トランジスタＱがオンすると、図１に破線矢印で示したように、パルス発生器２→抵抗Ｒ１→カップリングコンデンサＣ１→端子Ｔ１→ケーブルＷ１→ケーブルＷ２→端子Ｔ２→カップリングコンデンサＣ３→プリチェック回路４の電流経路Ｘが形成される。プリチェック回路４のトランジスタＱのエミッタはグランドＧ（車体）に接地されているので、トランジスタＱのオンにより、直流電源３００と車体との間で実際に漏電が生じた場合と同様の、擬似的な漏電状態が作り出される。
【００４５】
この擬似漏電状態においては、パルス発生器２が出力するパルスにより、カップリングコンデンサＣ１が充電されるとともに、カップリングコンデンサＣ３も充電される。このため、Ｐ点の電位すなわち入力電圧Ｖの上昇が緩やかとなる。その結果、カップリングコンデンサＣ１の検出電圧が閾値ＳＨ未満となるので（図２（ｃ）のｃ）、漏電判定部７は「漏電あり」と判定する。そして、この判定に基づき、図２（ｄ）で実線で示すように、ＣＰＵ１から漏電検知信号が出力される。これにより、診断部８は、漏電検知が正常に行われていると判定する。
【００４６】
その後、自己診断を終了するために、端子Ｔ５にプリチェック要求信号が入力されなくなると、同じタイミングで駆動信号の出力がなくなり、プリチェック回路４のトランジスタＱは再びオフとなる。このため、電流経路Ｘが形成されなくなって、擬似漏電状態が解除され、漏電検知装置１００は自己診断前の状態に戻る。
【００４７】
（２）ケーブル断線時の動作
次に、ケーブルＷ１，Ｗ２が断線した場合の動作について、図３を参照しながら説明する。なお、ケーブルＷ２が断線した場合は、ケーブルＷ１により漏電検知が可能であるが、電流経路Ｘが形成されないため、自己診断が不可能となる。また、ケーブルＷ１が断線した場合は、図１のＰ点が直流電源３００から切り離されるので、漏電検知が不可能となり、さらに、電流経路Ｘが形成されないため、自己診断も不可能となる。以下では、ケーブルＷ１が断線した場合を例に挙げる。
【００４８】
＜プリチェック要求信号なしの場合＞
ケーブルＷ１が断線しても、前述のように端子Ｔ１と車体（グランド）との間に浮遊容量が存在するので、パルス発生器２からカップリングコンデンサＣ１への充電経路は維持される。しかし、ケーブルＷ１の断線により、カップリングコンデンサＣ３への充電が行われないため、電圧検出部６で検出された検出電圧は閾値ＳＨを超える（図３（ｃ）のａ）。したがって、漏電判定部７では「漏電なし」と判定され、ＣＰＵ１から漏電検知信号は出力されない（図３（ｄ））。
【００４９】
＜プリチェック要求信号ありの場合＞
自己診断時に、端子Ｔ５にプリチェック要求信号が入力されると（図３（ｂ））、前述したように、ＣＰＵ１からプリチェック回路４へ、トランジスタＱをオンにするための駆動信号が出力される。しかし、ケーブルＷ１が断線している場合は、トランジスタＱの状態にかかわらず、図１における電流経路Ｘが形成されない。したがって、パルス発生器２のパルスにより、カップリングコンデンサＣ１が充電されるのみであり、カップリングコンデンサＣ３からプリチェック回路４の抵抗Ｒ３およびトランジスタＱを通って、グランドＧへ電流は流れない。つまり、プリチェック回路４による擬似的な漏電状態を作り出すことができなくなる。これは、ケーブルＷ２が断線している場合、または、ケーブルＷ１，Ｗ２の両方が断線している場合にも当てはまる。
【００５０】
したがって、カップリングコンデンサＣ１の電圧、すなわち検出電圧は、図２（ｃ）のｃとは異なり、図３（ｃ）のｄに示すように、閾値ＳＨを超える。このため、漏電判定部７では「漏電なし」と判定されるので、図３（ｄ）に示すように、漏電検知信号は出力されない。
【００５１】
この場合、断線検知部９は、プリチェック回路４に駆動信号が与えられている状態で、検出電圧が閾値ＳＨ以上となったことに基づいて、断線を検知する。より詳しくは、断線検知部９は、プリチェック要求信号に基づいてプリチェック回路４へ駆動信号が出力された後、電圧検出部６での検出電圧が閾値ＳＨ以上である状態が一定時間（図３（ｃ）のＴ）継続した場合に、ケーブルＷ１，Ｗ２の一方または両方に断線が生じたことを検知する。そして、断線検知部９によりケーブルの断線が検知されると、図３（ｅ）のように、ＣＰＵ１から断線検知信号が出力される。この断線検知信号は、端子Ｔ４を介して上位装置へ送られ、上位装置において異常処理（例えば、断線を知らせる警報の出力）が行われる。
【００５２】
このように、上述した実施形態においては、漏電検知装置１００と直流電源３００とを接続するケーブルを２本に分け、端子Ｔ１と直流電源３００とをケーブルＷ１で接続するとともに、端子Ｔ２と直流電源３００とをケーブルＷ２で接続している。そして、自己診断時に、パルス発生器２から、抵抗Ｒ２、カップリングコンデンサＣ１、端子Ｔ１、ケーブルＷ１、ケーブルＷ２、端子Ｔ２、カップリングコンデンサＣ３を介して、プリチェック回路４へ至る擬似漏電用の電流経路Ｘが形成されるようにしている。
【００５３】
したがって、電流経路Ｘは必ずケーブルＷ１，Ｗ２を経由するので、ケーブルＷ１，Ｗ２のいずれか一方または両方が断線した場合は、電流経路Ｘが形成されず、擬似的な漏電状態を作り出すことができなくなる。このため、カップリングコンデンサＣ１の電圧は、擬似漏電状態における電圧とは異なった変化を示し、電圧検出部６での検出電圧が閾値ＳＨ以上となる。これに基づいて、自己診断中に、断線による異常を検知することができる。その結果、漏電検知が不可能な状態のまま漏電検知装置１００が動作を続けてしまうという不具合を、未然に防止することができる。
【００５４】
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、前記の実施形態では、抵抗Ｒ２およびコンデンサＣ２からなるフィルタ回路３を設けた例を示したが、フィルタ回路３は本発明にとって必須のものではなく、省略してもよい。また、必要に応じて、カップリングコンデンサＣ１，Ｃ３の充電電荷を強制的に放電させるための放電回路を付加してもよい。
【００５５】
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の電圧を検出するとともに、漏電判定部７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漏電判定部７による漏電有無判定を行ってもよい。
【００５６】
また、前記の実施形態では、プリチェック回路４をトランジスタＱと抵抗Ｒ４、Ｒ５で構成した例を示したが、トランジスタや抵抗に代えて、コイルおよび接点を有するリレーを用いてもよい。
【００５７】
さらに、前記の実施形態では、電気自動車に搭載される漏電検知装置を例に挙げたが、本発明は、電気自動車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】
【００５８】
１ ＣＰＵ
２ パルス発生器
３ フィルタ回路
４ プリチェック回路（擬似漏電回路）
５ メモリ
６ 電圧検出部
７ 漏電判定部
８ 診断部
９ 断線検知部
１００ 漏電検知装置
３００ 直流電源
Ｃ１，Ｃ３ カップリングコンデンサ
Ｔ１ 端子（第１端子）
Ｔ２ 端子（第２端子）
Ｗ１ ケーブル（第１ケーブル）
Ｗ２ ケーブル（第２ケーブル）
Ｘ 電流経路
【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、
前記電圧検出部が検出した電圧を閾値と比較し、その比較結果に基づいて前記直流電源の漏電の有無を判定する漏電判定部と、
前記直流電源を擬似的に漏電状態にする擬似漏電回路と、
前記擬似漏電回路により前記直流電源を擬似的に漏電状態にした場合に、前記漏電判定部が漏電ありと判定したか否かを診断する診断部と、
を備えた漏電検知装置において、
前記直流電源に一端が接続された第１ケーブルの他端を、前記カップリングコンデンサの一端に接続するための第１端子と、
前記直流電源に一端が接続された第２ケーブルの他端を、前記擬似漏電回路に接続するための第２端子と、をさらに備え、
前記擬似漏電回路により前記直流電源を擬似的に漏電状態にした場合に、前記パルス発生器から、前記カップリングコンデンサ、前記第１端子、前記第１ケーブル、前記第２ケーブル、および前記第２端子を介して、前記擬似漏電回路へ至る電流経路が形成され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いて、
前記第２端子と前記擬似漏電回路との間に、第２のカップリングコンデンサを設けたことを特徴とする漏電検知装置。
【請求項３】
請求項１に記載の漏電検知装置において、
前記第１ケーブルおよび前記第２ケーブルの一方または両方が断線したことを検知する断線検知部をさらに備え、
前記断線検知部は、前記擬似漏電回路に駆動信号が与えられている状態で、前記電圧検出部により検出される前記カップリングコンデンサの電圧が前記閾値以上となったことに基づいて、断線を検知することを特徴とする漏電検知装置。
【請求項４】
請求項３に記載の漏電検知装置において、
前記断線検知部は、前記擬似漏電回路に駆動信号が与えられた後、前記カップリングコンデンサの電圧が前記閾値以上である状態が一定時間継続した場合に、断線を検知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、
前記電圧検出部が検出した電圧を閾値と比較し、その比較結果に基づいて前記直流電源の漏電の有無を判定する漏電判定部と、
前記直流電源を擬似的に漏電状態にする擬似漏電回路と、
前記擬似漏電回路により前記直流電源を擬似的に漏電状態にした場合に、前記漏電判定部が漏電ありと判定したか否かを診断する診断部と、
を備えた漏電検知装置において、
前記直流電源に一端が接続された第１ケーブルの他端を、前記カップリングコンデンサの一端に接続するための第１端子と、
前記直流電源に一端が接続された第２ケーブルの他端を、前記擬似漏電回路に接続するための第２端子と、をさらに備え、
前記擬似漏電回路により前記直流電源を擬似的に漏電状態にした場合に、前記パルス発生器から、前記カップリングコンデンサ、前記第１端子、前記第１ケーブル、前記第２ケーブル、および前記第２端子を介して、前記擬似漏電回路へ至る電流経路が形成され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いて、
前記第２端子と前記擬似漏電回路との間に、第２のカップリングコンデンサを設けたことを特徴とする漏電検知装置。
【請求項３】
請求項１に記載の漏電検知装置において、
前記第１ケーブルおよび前記第２ケーブルの一方または両方が断線したことを検知する断線検知部をさらに備え、
前記断線検知部は、前記擬似漏電回路に駆動信号が与えられている状態で、前記電圧検出部により検出される前記カップリングコンデンサの電圧が前記閾値以上となったことに基づいて、断線を検知することを特徴とする漏電検知装置。
【請求項４】
請求項３に記載の漏電検知装置において、
前記断線検知部は、前記擬似漏電回路に駆動信号が与えられた後、前記カップリングコンデンサの電圧が前記閾値以上である状態が一定時間継続した場合に、断線を検知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２０１２−２４２３３０（Ｐ２０１２−２４２３３０Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１４９７７（Ｐ２０１１−１１４９７７）
【出願日】平成２３年５月２３日（２０１１．５．２３）
【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１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２３日（２０１１．５．２３）
【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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