(57)【要約】【課題】直流電源に充電器が接続されている場合でも当該直流電源の地絡を正常に検出する。【解決手段】充電器３の商用電源周波数ｆ１を検出し、検出した充電器３の商用電源周波数ｆ１に基づいて地絡検出信号の周波数ｆ３を変更し、変更した地絡検出信号の周波数ｆ３をサンプリング周波数ｆＳとして、地絡検出信号の電圧値が最大となるときの電圧信号の電圧値を最大時電圧ＶＨとして抽出するとともに、地絡検出信号の電圧値が最小となるときの電圧信号の電圧値を最小時電圧ＶＬとして抽出する。そして、抽出した最大時電圧ＶＨ及び最小時電圧ＶＬの平均値をそれぞれ算出し、算出した最大時電圧ＶＨの平均値と最小時電圧ＶＬの平均値とに基づいて直流電源２の地絡を検出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に設けられた直流電源と、該直流電源を充電する充電器と、該充電器へ電力を供給する商用電源とで構成された電力システムの前記直流電源とカップリングコンデンサを介して接続され、該カップリングコンデンサの一方端となる測定点へ所定の地絡検出信号を入力して当該測定点の電圧信号を測定することにより前記直流電源の地絡を検出する車両用地絡検出装置において、
前記充電器の商用電源周波数を検出する商用電源周波数検出手段と、
前記商用電源周波数検出手段により検出された前記充電器の商用電源周波数に基づいて前記地絡検出信号の周波数を変更する信号周波数変更手段と、
前記信号周波数変更手段により変更された前記地絡検出信号の周波数をサンプリング周波数として、前記地絡検出信号が第１の位相のときの前記電圧信号の電圧値を第１の電圧として抽出するとともに、前記地絡検出信号が第２の位相のときの前記地絡検出信号の電圧値を第２の電圧として抽出する電圧値抽出手段と、
前記電圧値抽出手段により抽出された第１の電圧及び第２の電圧の平均値をそれぞれ算出する平均値算出手段と、
前記平均値算出手段により算出された第１の電圧の平均値と第２の電圧の平均値とに基づいて前記直流電源の地絡を検出する地絡検出手段と
を備えたことを特徴とする車両用地絡検出装置。
【請求項２】
前記第１の位相は、前記地絡検出信号の電圧値が最大となるときの位相であり、前記第２の位相は、前記地絡検出信号の電圧値が最小となるときの位相であることを特徴とする請求項１に記載の車両用地絡検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車などの車両に設けられた直流電源の地絡を検出する車両用地絡検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に設けられた直流電源とカップリングコンデンサを介して接続され、このカップリングコンデンサの一方端となる測定点へ矩形波パルス信号などの地絡検出信号を入力して当該測定点の電圧信号を測定することにより直流電源の地絡を検出する車両用地絡検出装置が知られている。この車両用地絡検出装置は、所定の周波数をサンプリング周波数として、地絡検出信号が第１の位相のときの電圧信号の電圧値を第１の電圧として抽出するとともに、地絡検出信号が第２の位相のときの電圧信号の電圧値を第２の電圧として抽出し、抽出した第１の電圧と第２の電圧とに基づいて直流電源の地絡を検出している（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３７８３６３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記の直流電源を充電する際には、商用電源からの電力供給を受ける充電器が当該直流電源に接続される。この場合、測定点では、充電器の脈流が重畳された電圧信号が測定されるため、従来の車両用地絡検出装置によれば、直流電源の地絡を正常に検出することができない。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、直流電源に充電器が接続されている場合でも当該直流電源の地絡を正常に検出することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するために、充電器の商用電源周波数を検出し、検出した充電器の商用電源周波数に基づいて地絡検出信号の周波数を変更し、変更した地絡検出信号の周波数をサンプリング周波数として、地絡検出信号が第１の位相のときの電圧信号の電圧値を第１の電圧として抽出するとともに、地絡検出信号が第２の位相のときの電圧信号の電圧値を第２の電圧として抽出し、抽出した第１の電圧及び第２の電圧の平均値をそれぞれ算出し、算出した第１の電圧の平均値と第２の電圧の平均値とに基づいて直流電源の地絡を検出することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、第１の電圧の平均値と第２の電圧の平均値とに基づいて直流電源の地絡が検出されるので、直流電源に充電器が接続されている場合でも当該直流電源の地絡を正常に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態となる地絡検出装置を示す構成図である。
【図２】本発明の実施形態となる地絡検出装置の地絡検出信号を示す例示図である。
【図３】本発明の実施形態となる地絡検出装置の地絡検出処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】充電器の脈流を示す例示図である。
【図５】直流電源に充電器が接続されている場合の測定点の電圧信号を示す例示図である。
【図６】測定点の電圧信号から抽出される最大時電圧及び最小時電圧を示す例示図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態となる地絡検出装置について説明する。
【００１０】
本発明の実施形態に係る電力システム１は、図１に示すように、直流電源２と、充電器３と、商用電源４と、充電スイッチＳＷと、電源ケーブルＣＢとを備えている。
【００１１】
直流電源２は、電気自動車などの車両に設けられており、車両を駆動する駆動モータ（図示省略）や車両に搭載された電気設備（図示省略）などへ直流電力を供給する。充電器３は、充電スイッチＳＷを介して直流電源２と接続されており、この充電スイッチＳＷの状態に応じて直流電源２を充電する。なお、充電スイッチＳＷの状態は、車両に設けられた電力制御装置（図示省略）によって制御される。商用電源４は、電源ケーブルＣＢを介して充電器３と接続されており、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの交流電力を充電器３へ供給する。
【００１２】
本発明の実施形態となる地絡検出装置５は、このように構成された電力システム１における直流電源２の地絡を検出するものであり、図１に示すように、発振回路６と、電圧測定回路７と、制御回路８と、カップリングコンデンサＣとを備えている。
【００１３】
発振回路６は、一方端が直流電源２のプラス側端子と接続されたカップリングコンデンサＣの他方端と接続されており、この他方端（測定点Ａ）へ図２に示すような所定の地絡検出信号を入力する。電圧測定回路７は、一方端が直流電源２のプラス側端子と接続されたカップリングコンデンサＣの他方端と接続されており、この他方端（測定点Ａ）における電圧信号を測定する。
【００１４】
制御回路８は、充電器３及び発振回路６と接続されており、充電器３の商用電源周波数ｆ１を検出し、検出した充電器３の商用電源周波数に基づいて発振回路６により出力される地絡検出信号の周波数を変更する。また、制御回路８は、電圧測定回路７と接続されており、電圧測定回路７により測定された電圧信号の電圧値に基づいて直流電源２の地絡を検出する。なお、制御回路８は、充電器３からの作動信号を受信して、直流電源２に充電器３が接続されている場合と接続されていない場合とで地絡検出方法を切り替えることができる。
【００１５】
つぎに、図３を参照して、直流電源２に充電器３が接続されている場合の地絡検出装置５の地絡検出処理について説明する。なお、直流電源２に充電器３が接続されていない場合の地絡検出装置５の地絡検出処理については従来と同様であるので説明を省略する。
【００１６】
直流電源２に充電器３が接続されている場合、測定点Ａでは、図４に示すような充電器３の脈流が重畳された電圧信号（図５参照）が測定される。
【００１７】
まず、ステップＳ１０１では、地絡検出装置５は、充電器３の商用電源周波数ｆ１を検出する。その後、処理は、ステップＳ１０２へ進む。
【００１８】
ステップＳ１０２では、地絡検出装置５は、検出した充電器３の商用電源周波数ｆ１が５０Ｈｚ又は６０Ｈｚのいずれであるかを判断する。そして、充電器３の商用電源周波数ｆ１が５０Ｈｚであると判断した場合、すなわち、充電器３の脈流の周波数ｆ２（ｆ２＝ｆ１×２）が１００Ｈｚである場合には、処理は、ステップＳ１０３へ進む。
【００１９】
ステップＳ１０３では、地絡検出装置５は、地絡検出信号の周波数ｆ３を下記の数式１を用いて算出された９Ｈｚに変更する。その後、処理は、ステップＳ１０５へ進む。
【数１】
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【００２０】
一方、ステップＳ１０２において、充電器３の商用電源周波数ｆ１が６０Ｈｚであると判断した場合、すなわち、充電器３の脈流の周波数ｆ２が１２０Ｈｚである場合には、処理は、ステップＳ１０４へ進む。
【００２１】
ステップＳ１０４では、地絡検出装置５は、地絡検出信号の周波数ｆ３を上記の数式１を用いて算出された１１Ｈｚに変更する。その後、処理は、ステップＳ１０５へ進む。
【００２２】
ステップＳ１０５では、地絡検出装置５は、変更した地絡検出信号の周波数ｆ３をサンプリング周波数ｆＳとして、地絡検出信号の電圧値が最大となるときの電圧信号の電圧値を最大時電圧ＶＨとして抽出するとともに、地絡検出信号の電圧値が最小となるときの電圧信号の電圧値を最小時電圧ＶＬとして抽出する。その後、処理は、ステップＳ１０６へ進む。なお、この際、抽出した最大時電圧ＶＨ及び最小時電圧ＶＬは図６に示すような周期的なビート信号となる。
【００２３】
ステップＳ１０６では、地絡検出装置５は、抽出した最大時電圧ＶＨ及び最小時電圧ＶＬの１秒間の平均値をそれぞれ算出する。これにより、地絡検出装置５は、充電器３の脈流成分が含まれていない最大時電圧ＶＨ及び最小時電圧ＶＬを得ることができる。その後、処理は、ステップＳ１０７へ進む。
【００２４】
ステップＳ１０７では、地絡検出装置５は、算出した最大時電圧ＶＨの平均値と最小時電圧ＶＬの平均値との差分を差分電圧ＶＨ−Ｌとして算出する。その後、処理は、ステップＳ１０８へ進む。
【００２５】
ステップＳ１０８では、地絡検出装置５は、算出した差分電圧ＶＨ−Ｌが所定の閾値Ｖｔｈよりも小さいか否かを判断する。そして、差分電圧ＶＨ−Ｌが所定の閾値Ｖｔｈよりも小さいと判断した場合には、直流電源２の地絡と判定して一連の処理が終了する。一方、差分電圧ＶＨ−Ｌが所定の閾値Ｖｔｈよりも小さくないと判断した場合には、処理は、ステップＳ１０５へ戻る。
【００２６】
以上の説明から明らかなように、本発明の実施形態では、最大時電圧ＶＨの平均値と最小時電圧ＶＬの平均値とに基づいて直流電源２の地絡を検出する。すなわち、本発明の実施形態では、充電器３の脈流成分が含まれていない最大時電圧ＶＨと最小時電圧ＶＬとに基づいて直流電源２の地絡を検出する。このため、本発明の実施形態によれば、直流電源２に充電器３が接続されている場合でも当該直流電源２の地絡を正常に検出することができる。
【００２７】
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、この実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明が限定されることはない。すなわち、上記の実施形態に基づいて当業者によってなされる他の実施形態、実施例及び運用技術などはすべて本発明の範囲に含まれることを付け加えておく。
【符号の説明】
【００２８】
１：電力システム
２：直流電源
３：充電器
４：商用電源
５：地絡検出装置
６：発振回路
７：電圧測定回路
８：制御回路（商用電源周波数検出手段、信号周波数変更手段、電圧値抽出手段、平均値算出手段、及び地絡検出手段）
Ｃ：カップリングコンデンサ
ＳＷ：充電スイッチ
ＣＢ：電源ケーブル
ｆ１：商用電源周波数
ｆ２：脈流の周波数
ｆ３：地絡検出信号の周波数
ｆＳ：サンプリング周波数
ＶＨ：最大時電圧（第１の電圧）
ＶＬ：最小時電圧（第２の電圧）
ＶＨ−Ｌ：差分電圧
Ｖｔｈ：閾値
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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