(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体と電気的に絶縁されている直流電源回路と、この直流電源回路からの直流電圧により駆動される交流回路とを有する電気車両の地絡検出装置であって、
周期波形からなる地絡検出信号を検出抵抗、及びカップリングコンデンサを介して前記直流電源回路に供給するとともに、前記検出抵抗と前記カップリングコンデンサとの接続点である地絡検出点の電圧振幅値を、前記周期波形の周期の１／２となるサンプリング周期でサンプリングし、前記サンプリング周期の奇数番目に検出した電圧振幅値と、偶数番目に検出した電圧振幅値との差分値を求め、該差分値を、予め設定した電圧振幅値と絶縁抵抗値との関係に基づいて、絶縁抵抗値に変換し、前記変換した絶縁抵抗値と、予め設定された地絡判定しきい値との比較により、前記直流電源回路の絶縁抵抗劣化のレベルの検出を行うことを特徴とする電気車両の地絡検出装置。
【請求項２】
前記電圧振幅値と絶縁抵抗値との関係に基づいて、前記奇数番目に検出した電圧振幅値、及び前記偶数番目に検出した電圧振幅値をそれぞれ絶縁抵抗値に変換し、該変換された２つの抵抗値の差分と、予め設定した異常判定しきい値との比較により、前記周期波形の波形異常を検出することを特徴とする請求項２に記載の電気車両の地絡検出装置。
【請求項３】
前記周期波形は、矩形波であることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の電気車両の地絡検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気車両に搭載される高圧直流電源の地絡を検出する地絡検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電気自動車やハイブリッド電気自動車等々の電気車両では、一般的に高電圧電池に接続した高電圧直流回路と、車体に接地した車両電装回路とは絶縁されている。そこで、高電圧回路と車体との間に絶縁破壊が生じ絶縁抵抗が低下して地絡が発生した場合に警告を発するための地絡検出装置が設けられている。
【０００３】
従来の電気車両の地絡検出装置の一例を図１２を参照して説明する。同図において、１１０は、電気車両の走行駆動回路系を示すもので、５１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。
【０００４】
５２はＤＣ−ＡＣ変換器としてのインバータ、５３は車両走行用の三相交流モータ、５４はバッテリ群５１からインバータ５２への直流正極給電線であるプラス母線、５５はバッテリ群５１からインバータ５２への直流負極給電線であるマイナス母線、５６、５７、５８は、インバータ５２から交流モータ５３への交流給電線であるＵ相線、Ｖ相線、Ｗ相線である。
【０００５】
図１２に示す従来の地絡検出装置１００は、上記の走行駆動回路系１１０における車体Ｂへの地絡を検出するためのもので、発振回路６０と、電圧レベル変化を検出する検出部８０とから構成される。
【０００６】
前記発振回路６０と検出部８０との接続点Ｐと、走行駆動回路系１１０のバッテリ群５１のプラス母線５４との間が結合コンデンサ７０Ａを介して接続されており、直流成分が遮断されている。
【０００７】
前記発振回路６０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信器６１と、走行駆動回路系１１０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信器６１の発振板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６２と、インピーダンス変換器６２の後段と結合コンデンサ７０Ａとの間に接続された検出抵抗６３とを有している。尚、図１２中、６５、６６は、地絡発生時にインピーダンス変換器６２を、逆電圧又は過電圧から保護する保護用ダイオードである。
【０００８】
前記検出部８０には、発振回路６０の交流信号出力が現れる検出抵抗６３と結合コンデンサ７０Ａとの接続点Ｐの電圧レベルを基準電圧と比較するための比較器８１が設けられており、前記接続点Ｐは比較器８１の反転入力端子に接続されている。また、比較器８１の非反転入力端子には、分圧抵抗８８、８９によって基準電圧を設定した基準電圧回路が接続されている。
【０００９】
比較器８１の出力端には、抵抗８４及びコンデンサ８５によって時定数を設定した平滑回路８６が設けられ、比較器８１の出力は平滑回路８６の抵抗８４を経て後段の比較器８７の非反転入力端子に入力される。
【００１０】
前記平滑回路８６は、比較器８１の出力がデューティ比５０％の場合に、平滑電圧が基準電圧より低くなり、比較器８１の出力がデューティ比１００％の場合に平滑電圧が基準電圧より高くなるように、その時定数が設定されている。
【００１１】
前記比較器８７の反転入力端子には、この平滑回路８６の平滑電圧に対応して分圧抵抗９３、９４によって基準電圧を設定する基準電圧回路が接続されている。
【００１２】
尚、前記地絡検出装置１００において、９１、９２は、地終発生時に前記比較器８１を、逆電圧又は過電圧から保護するための保護用ダイオードである。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した図１２に示す従来の地絡検出装置１００では、以下のような問題がある。
【００１４】
即ち、従来の地絡検出装置１００では、比較器８１、８７により地絡検出点Ｐで検出した電圧と、予め回路定数で決められた絶縁抵抗低下のしきい値電圧とを比較し、高電圧直流電源５１における地絡の有無を検出する構成であり、このため、絶縁抵抗低下をいくつかのレベルに応じて検出するためには、検出すベき絶縁抵抗低下レベルの数だけ、予め設定された絶縁抵抗低下しきい値を比較する比較器を設ける必要が生じる。また、いくつかの絶縁抵抗低下レベルに応じて警告を発しようとすると警告信号発生回路も絶縁抵抗低下レベルの数だけ必要になり、回路構成の複雑化を招くいう問題があった。
【００１５】
また、高電圧直流電源５１に地絡が発生し、地絡検出点Ｐの波高値が変化した場合、この波高値を実効値に変換し、さらにその変換された実効値と予め回路定数で決められた絶縁抵抗低下のしきい値（又は基準電圧）を比較器８１にて比較し、絶縁抵抗レベルの検出を行う構成になっているため、実効値変換で生じる誤差と回路定数にて生じる絶縁抵抗レベルの基準電圧の誤差とが重畳して、精度の良い絶縁抵抗低下レベルの検出ができないという問題もあった。
【００１６】
そこで、本発明は、従来例のような比較器や警告信号線等の数を増やす必要がなく回路構成の簡略化が可能であるとともに、直流電源回路の車体に対する絶縁抵抗低下のレベルを複数段階にわたって精度よくで検出できる車両の地絡検出装置を提供するものである。また、本発明は、地絡検出信号の波形の異常の有無をも検出できる車両の地絡検出装置を提供するものである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、車体と電気的に絶縁されている直流電源回路と、この直流電源回路からの直流電圧により駆動される交流回路とを有する電気車両の地絡検出装置であって、周期波形からなる地絡検出信号を検出抵抗、及びカップリングコンデンサを介して前記直流電源回路に供給するとともに、前記検出抵抗と前記カップリングコンデンサとの接続点である地絡検出点の電圧振幅値を、前記周期波形の周期の１／２となるサンプリング周期でサンプリングし、前記サンプリング周期の奇数番目に検出した電圧振幅値と、偶数番目に検出した電圧振幅値との差分値を求め、該差分値を、予め設定した電圧振幅値と絶縁抵抗値との関係に基づいて、絶縁抵抗値に変換し、前記変換した絶縁抵抗値と、予め設定された地絡判定しきい値との比較により、前記直流電源回路の絶縁抵抗劣化のレベルの検出を行うことを特徴とする。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、前記電圧振幅値と絶縁抵抗値との関係に基づいて、前記奇数番目に検出した電圧振幅値、及び前記偶数番目に検出した電圧振幅値をそれぞれ絶縁抵抗値に変換し、該変換された２つの抵抗値の差分と、予め設定した異常判定しきい値との比較により、前記周期波形の波形異常を検出することを特徴とする。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、前記周期波形は、矩形波であることを特徴とする。
【００２４】
【発明の効果】
請求項１記載発明によれば、周期波形の奇数番目の半周期と、偶数番目の半周期に分けて各々サンプリングした両電圧振幅値の差分値を求め、この差分値を絶縁抵抗値に変換し、変換した絶縁抵抗値と、予め設定された地絡判定しきい値との比較により、前記直流電源回路の地絡の有無の検出を行うものであるから、高精度で直流電源回路の絶縁抵抗劣化のレベルを検出できる車両の地絡検出装置を提供することができる。
【００２５】
請求項２記載の発明によれば、検出抵抗、カップリングコンデンサの接続点である地絡検出点の電圧振幅値を周期波形の振幅の高い奇数番目の半周期と、振幅の低い偶数番目の半周期からなるサンプリング周期で各々サンプリングし、予め設定した電圧振幅値と絶縁抵抗値との関係に基づいて、サンプリングした両電圧振幅値を各々絶縁抵抗値に変換し、変換した絶縁抵抗値の差分値と、異常判定しきい値とを比較して周期波形の波形異常の有無を検出するものであるから、地絡検出制御手段からの地絡検出信号の異常の有無を検出することができる車両の地絡検出装置を提供することができる。
【００２６】
請求項３記載の発明によれば、周期波形として矩形波を用いることにより、より高精度な地絡検出が可能となる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の車両の地絡検出装置の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る地絡検出装置３０、及び電気車両の走行駆動回路系４０の構成を示す説明図である。
【００２８】
図１において、３１は高電圧直流電源（例えば出力電圧ＶB ＝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。
【００２９】
３２は直流電圧を交流電圧に変換するためのインバータ、３３は車両走行用の三相交流モータ、３４は前記バッテリ群３１からインバータ３２への直流正極給電線であるプラス母線、３５はバッテリ群３１からインバータ３２への直流負極給電線であるマイナス母線、３６、３７、３８は、インバータ３２から三相交流モータ３３への交流給電線であるＵ相線、Ｖ相線、Ｗ相線である。
【００３０】
本実施形態の地絡検出装置３０は、周期２Ｔをもった矩形波の地絡検出信号を出力する矩形波出力部１４を有するマイクロコンピュータ１と、このマイクロコンピュータ１に接続された検出抵抗３と、この検出抵抗３との接続点を地絡検出点Ａとして接続したカップリングコンデンサ４と、前記マイクロコンピュータ１に設けられ前記地絡検出点Ａと接続線５により接続されて、詳細は後述するサンプリング周期Ｔ（地絡検出信号の半分の周期）毎に前記地絡検出点Ａの電圧をサンプリングして取り込むＡ／Ｄ（アナログ／テジタル）入力部１１と、このＡ／Ｄ入力部１１と地絡検出点Ａとの間に接続した抵抗２１及び前記Ａ／Ｄ入力部１１とグランドとの間に接続した一対構成のツェナーダイオード２２と、前記マイクロコンピュータ１に設けた警告信号出力部１２から導出され出力端子１３に接続した警告信号線６とを有している。出力端子１３は、注意ランプ１５、及び警告ランプ１６と接続されている。
【００３１】
カップリングコンデンサ４の他方の接続端は高電圧直流電源３１のプラス母線３４に接続されている。
【００３２】
前記マイクロコンピュータ１には、予め電圧振幅値と絶縁抵抗値との対応関係を示す電圧振幅値−絶縁抵抗値対応データ（後述）と、前記高電圧直流電源３１の地絡判定のための複数レベルの地絡判定しきい値、更には、矩形波の地絡検出信号の波形の異常判定のための異常判定しきい値Ｒckが各々設定され、図示しないメモリに格納されている。
【００３３】
次に、図２を参照して、矩形波状をなす地絡検出信号、Ａ／Ｄ入力部１１によるサンプリング周期Ｔ、Ａ／Ｄ入力部１１に対する正常時、及び高電圧直流電源３１における地絡発生による絶縁抵抗劣化時の入力電圧の関係について説明する。
【００３４】
図２（ａ）に示すように、矩形波の地絡検出信号は、電圧Ｅ（Ｖ）の値をとる奇数番目（２ｎ−１）の半周期Ｔと、電圧０（Ｖ）の値をとる偶数番目（２ｎ）の半周期Ｔとで一周期２Ｔとなる波形を形成している。ここにｎは正の整数（１，２，３・・）である。
【００３５】
Ａ／Ｄ入力部１１は、同図（ｂ）に示すように、マイクロコンピュータ１の制御の基に、奇数番目（２ｎ−１）の半周期Ｔの中間時点から、偶数番目（２ｎ）の半周期Ｔの中間時点に至る半周期Ｔ（ｓ）の時間間隔で地絡検出点Ａの電圧を順次サンプリングする。
【００３６】
Ａ／Ｄ入力部１１に対する正常時における入力電圧は、高電圧直流電源３１に地絡発生による絶縁抵抗劣化が無いため、図２（ｃ）に示すように矩形波の地絡検出信号の波形（図２（ａ））と同様な波形形状をなす電圧振幅値Ｖａとなる。
【００３７】
一方、高電圧直流電源３１において地絡が発生した際に、Ａ／Ｄ入力部１１の入力電圧となる電圧振幅値Ｖａ’は、図２（ｄ）に示すように、前記検出抵抗３と、グランド間の絶縁抵抗２０（絶縁抵抗値ＲL ）との分圧作用により地絡検出点Ａの電圧が変動し正常時の場合よりも小さい電圧振幅値Ｖａ’（Ｖａ＞Ｖａ’）となる。
【００３８】
次に、高電圧直流電源３１の陽極側に地絡発生による絶縁抵抗劣化が生じた場合について図３に示す地絡検出装置３０の等価回路図、及び図５に示す地絡検出信号の波形図を参照して説明する。
【００３９】
図３に示す等価回路において、地絡検出信号の電流値をｉ（ｔ）、検出抵抗３の抵抗値をＲ0 、絶縁抵抗２０の絶縁抵抗値をＲL 、カップリングコンデンサ４の容量値をＣ、矩形波出力部１４より出力される地絡検出信号の電圧をＥとして以下の説明を行う。
【００４０】
まず、地絡検出信号の、奇数番目の半周期０≦ｔ≦Ｔの区間でサンプリングした電圧Ｖａ1 (2n-1 ) を求める。この場合には、図３から明らかなように、下記の（１）式が成立する。
【００４１】
【数１】
0003678151.tif 000002
（１）式をラプラス変換を用いて解くと、地絡検出信号の電流値ｉ（ｔ）は下記の（２）式となる。
【００４２】
【数２】
0003678151.tif 000003
従って、地絡検出信号の奇数番目の半周期０≦ｔ≦Ｔの区間でサンプリングした電圧Ｖａ1(2n-1) は、下記（３）式で求めることができる。
【００４３】
【数３】
0003678151.tif 000004
これにより、奇数番目の半周期における、電圧振幅値−絶縁抵抗値対応データを得ることができる。
【００４４】
次に、偶数番目の半周期Ｔ≦ｔ≦２Ｔの区間でサンプリングした電圧Ｖａ2(2n)を求める。この場合には、偶数番目の半周期Ｔ≦ｔ≦２Ｔの区間における初期時点における電圧初期値Ｖａ2(t=T)について下記（４）式が成立する。
【００４５】
【数４】
0003678151.tif 000005
上記の（４）式から、地絡検出信号の電流値ｉ（ｔ）は下記（５）式で求めることができる。
【００４６】
【数５】
0003678151.tif 000006
従って、偶数番目の半周期Ｔ≦ｔ≦２Ｔの区間でサンプリングした電圧Ｖａ2(2n) は、下記（６）式で求めることができる。
【００４７】
【数６】
0003678151.tif 000007
これにより、偶数番目の半周期における、電圧振幅値−絶縁抵抗値対応データを得ることができる。
【００４８】
次に、高電圧直流電源３１のグランド側に地絡発生による絶縁抵抗劣化が生じた場合について図４の等価回路図、図５の波形図を参照して説明する。
【００４９】
まず、奇数番目の半周期０≦ｔ≦Ｔの区間でサンプリングした電圧Ｖａ1'(2n-1)を求める。この場合には、図４から明らかなように、下記（７）式が成立する。（７）式においてＶB はカップリングコンデンサ４の電圧初期値である。
【００５０】
【数７】
0003678151.tif 000008
（７）式をラプラス変換を用いて、地絡検出信号の電流値ｉ（ｔ）について解くと、下記（８）式を得ることができる。
【００５１】
【数８】
0003678151.tif 000009
従って、奇数番目の半周期０≦ｔ≦Ｔの区間でサンプリングした電圧Ｖａ1'(2n-1)は、下記（９）式で求めることができる。
【００５２】
【数９】
0003678151.tif 000010
これは、上記した（３）式と一致する。
【００５３】
次に、偶数番目の半周期Ｔ≦ｔ≦２Ｔの区間でサンプリングした電圧Ｖａ2'(2n)を求める。この場合には、偶数番目の半周期Ｔ≦ｔ≦２Ｔの区間における初期時点にについて下記（１０）式が成立する。
【００５４】
【数１０】
0003678151.tif 000011
（１０）式をラプラス変換を用いて、地絡検出信号の電流値ｉ（ｔ）について解くと、下記（１１）式を得ることができる。
【００５５】
【数１１】
0003678151.tif 000012
従って、偶数番目の半周期Ｔ≦ｔ≦２Ｔの区間でサンプリングした電圧Ｖａ2'(2n)は、下記（１２）式で求めることができる。
【００５６】
【数１２】
0003678151.tif 000013
これは、上記した（６）式と一致する。
【００５７】
次に、上述のようにして求めた電圧Ｖａ1 、Ｖａ2 （または電圧Ｖａ1'、Ｖａ2'）に基づいて高電圧直流電源３１の絶縁抵抗２０（絶縁抵抗値ＲL ）の劣化の検出を行う場合の処理について説明する。
【００５８】
（イ）高電圧直流電源３１に絶縁抵抗劣化が生じていない場合
この場合には、前記絶縁抵抗２０の絶縁抵抗値ＲL は無限大であり、矩形波出力部１４から出力される電圧がＥ（Ｖ）の区間では、前記電圧Ｖａ1 について下記（１３）式が成立する。
【００５９】
【数１３】
0003678151.tif 000014
ここで、絶縁抵抗値ＲL は無限大であるため、（１３）式の右辺括弧内の負号以下の要素は下記（１４）式で表すことができる。
【００６０】
【数１４】
0003678151.tif 000015
従って、この場合の地絡検出点Ａの電圧Ｖａ1 は下記（１５）式で表すことができる。
【００６１】
【数１５】
0003678151.tif 000016
一方、矩形波出力部１４から出力される電圧が０（Ｖ）の区間では、地絡検出点Ａの電圧電圧Ｖａ2 は下記（１６）式で表すことができる。
【００６２】
【数１６】
0003678151.tif 000017
ここで、絶縁抵抗値ＲL は無限大であるため、（１６）式の右辺の各要素について下記（１７）式が成立する。
【００６３】
【数１７】
0003678151.tif 000018
従って、この場合の地絡検出点Ａの電圧（絶対値電圧）Ｖａは、（１５）式、（１７）式を基に、下記（１８）式で表すことができる。
【００６４】
【数１８】
0003678151.tif 000019
（ロ）高電圧直流電源３１に絶縁抵抗劣化が生じた場合
この場合には、前記絶縁抵抗２０の絶縁抵抗値ＲL は、ＲL ＞０となり、矩形波出力部１４から出力される電圧がＥ（Ｖ）の区間及び０（Ｖ）の区間について地絡検出点Ａの前記電圧Ｖａについて下記（１９）式が成立する。但し、（１９）式において、０≦ｔ1 ≦Ｔ、Ｔ≦ｔ2 ≦２Ｔである。
【数１９】
0003678151.tif 000020
（ハ）高電圧直流電源３１が車体Ｂに短絡した場合
この場合には、前記絶縁抵抗２０の絶縁抵抗値ＲL は、ＲL ＝０となり、このとき地絡検出点Ａの前記電圧Ｖａについて下記（２０）式が成立する。
【００６５】
【数２０】
0003678151.tif 000021
次に、本実施形態の地絡検出装置３０による前記高電圧直流電源３１の地絡検出動作の流れについて図６に示すフローチャートを参照して説明する。
【００６６】
この地絡検出装置３０による地絡検出動作がスタート（ステップＳＴ１）すると、前記矩形波出力部１４は、０−Ｅ（Ｖ）の矩形波の地絡検出信号を発振し（ステップＳＴ２）、前記検出抵抗３、カップリングコンデンサ４を介して高電圧直流電源３１に地絡検出信号を供給する。
【００６７】
これにより、前記マイクロコンピュータ１は前記地絡検出点Ａに接続したＡ／Ｄ入力部１１から前記地絡検出信号の半周期に同期するタイミングで前記地絡検出点Ａの電圧Ｖａをサンプリングする。即ち、奇数番目の電圧振幅値Ｖａ(2n-1)、及び偶数番目の電圧振幅値Ｖａ(2n)をサンプリングする（ステップＳＴ３）。
【００６８】
次いで、マイクロコンピュータ１は、予め設定している電圧振幅値と絶縁抵抗値との対応関係を示す電圧振幅値−絶縁抵抗値対応データを基にして電圧振幅値Ｖａ(2n-1)を波形異常検出用絶縁抵抗値ＲLHに変換する（ステップＳＴ４）。
【００６９】
即ち、前述した（３）式（又は（９）式）に示す関係式より作成される、電圧振幅値−絶縁抵抗値対応データの特性曲線に基づき、該特性曲線に電圧振幅値Ｖａ(2n-1)を代入することにより、絶縁抵抗値ＲLを求め、この抵抗値をＲLHとする（ステップＳＴ４）。
【００７０】
同様に、電圧振幅値Ｖａ(2n)を、（６）式（又は（１２）式）に示す関係式より作成される、電圧振幅値−絶縁抵抗値対応データの特性曲線に代入することにより、絶縁抵抗値ＲLを求め、この抵抗値をＲLLとする（ステップＳＴ５）。
【００７１】
次に、マイクロコンピュータ１は、変換した波形異常検出用絶縁抵抗値ＲLH、ＲLLの差の絶対値と、前記異常判定しきい値ＲCKとを比較し（ステップＳＴ６）、前記絶対値が異常判定しきい値ＲCKよりも大きい場合には（ステップＳＴ６でＮＯ）、マイクロコンピュータ１より出力される地絡検出信号波形に異常があるものと判定する（ステップＳＴ１１）。
【００７２】
一方、前記絶対値が異常判定しきい値ＲCKよりも小さい場合には（ステップＳＴ６でＹＥＳ）、マイクロコンピュータ１は、ステップＳＴ４、５で求めた電圧振幅値Ｖａ(2n-1)、及び電圧振幅値Ｖａ(2n)を基にこれらの差の絶対値電圧（電圧振幅値）Ｖａを演算し（ステップＳＴ７）、更に、絶対値電圧Ｖａを予め設定されている電圧振幅値と絶縁抵抗値との対応関係を示す電圧振幅値−絶縁抵抗値対応データを基にして前記絶対値電圧Ｖａの値を絶縁抵抗値ＲLに変換する（ステップＳＴ８）。
【００７３】
即ち、前述した（１９）式による絶縁抵抗値ＲLと絶対値電圧Ｖａとの関係を示す特性曲線を作成し、該特性曲線にステップＳＴ７で求めた絶対値電圧Ｖａを代入することにより、絶縁抵抗値ＲLを求める。
【００７４】
次に、マイクロコンピュータ１は、絶縁抵抗値ＲLと予め設定している高電圧直流電源３１の地絡判定のための地絡判定しきい値とを比較し（ステップＳＴ９）、絶縁抵抗値ＲL が地絡判定しきい値のレベルまで低下している場合には（ステップＳＴ９でＹＥＳ）、絶縁抵抗低下警告信号を、警告信号線６を介して端子１３側に送り出す（ステップＳＴ１０）。また、地絡判定しきい値のレベルまで低下していない場合には（ステップＳＴ９でＮＯ）、ステップＳＴ３からの処理を繰り返す。こうして、高電圧直流電源３１に地絡が発生した場合には、これを即時に検知することができるようになるのである。
【００７５】
このようにして、本実施形態の地絡検出装置３０では、地絡検出点Ａに発生する電圧を、地絡検出用信号（矩形波信号）の周期の１／２のサンプリング周期でサンプリングし、該サンプリングによる奇数番目に得られた電圧振幅値と、偶数回目に得られた電圧振幅値との差分の値に基づいて、高電圧直流電源３１の絶縁抵抗値ＲLを求めている。従って、従来と比較して精度の高い地絡検出が可能となる。
【００７６】
また、奇数番目に得られた電圧振幅値Ｖａ(2n-1)に基づいて絶縁抵抗値ＲLHを求め、偶数番目に得られた電圧振幅値Ｖａ(2n)に基づいて絶縁抵抗値ＲLLを求め、これらの差分値を用いることにより、地絡検出信号に異常が発生しているかどうかを検出することができるので、より信頼性の高い地絡検出が可能となる。
【００７７】
更に、マイクロコンピュータ１を用いて、地絡検出信号、及びサンプリングパルスを出力するように構成しているので、地絡検出信号に対し、サンプリングパルスを容易に同期させることができる。
【００７８】
また、警告信号のしきい値を複数設定することができるので、従来と比較して警告信号線を削減することができるようになる。
【００７９】
次に、図７を参照して本実施の形態の地絡検出装置３０による高電圧直流電源３１の地絡検出動作の具体例について説明する。
【００８０】
図７に示す等価回路において、検出抵抗３の抵抗値をＲ0、絶縁抵抗２０の絶縁抵抗値をＲL ＝４３ＫΩ、カップリングコンデンサ４の容量値Ｃ＝２．２μＦ、矩形波出力部１４の電圧Ｅは、１００Ｈｚの矩形波であり、奇数番目の半周期０≦ｔ≦Ｔの区間で５（Ｖ）、偶数番目の半周期Ｔ≦ｔ≦２Ｔの区間で０（Ｖ）とする。
【００８１】
また、注意レベルの地絡判定しきい値ＣＡを４．３ＫΩ＜ＲL ＜３０ＫΩとし、警告レベルの地絡判定しきい値ＦＡをＲL ≦４．３ＫΩとして以下の説明を行う。
【００８２】
図８に示すように、実際のサンプリング時間を考慮しない場合において、高電圧直流電源３１の絶縁抵抗の絶縁抵抗値ＲL が、注意レベルの地絡判定しきい値ＣＡの上限に等しいＲL ＝３０ＫΩとなった場合には、既述した（３）式、（６）式を基にして求めた電圧振幅値Ｖａ1 及び電圧振幅値Ｖａ2 の差である絶対値電圧Ｖａ は、１．８５（Ｖ）となる。
【００８３】
また、図９に示すように、実際のサンプリング時間を考慮しない場合において、高電圧直流電源３１の絶縁抵抗の絶縁抵抗値ＲL が、警告レベルの地絡判定しきい値ＦＡである４．３ＫΩまで低下した場合には、既述した（３）式、（６）式を基にして求めた電圧振幅値Ｖａ1 及び電圧振幅値Ｖａ2 の差である絶対値電圧Ｖａは、１．８５（Ｖ）となる。
【００８４】
次に、図１０、図１１に示すように、実際のサンプリング時間を考慮した場合において説明する。この場合に、前記電圧直流電源３１の絶縁抵抗の絶縁抵抗値ＲL が、注意レベルの地絡判定しきい値ＣＡの上限に等しいＲL ＝３０ＫΩとなった場合には、既述した（３）式、（６）式を基にして求めた電圧振幅値Ｖａ1 は、２．１１（Ｖ）となる。また、電圧振幅値Ｖａ2 は、０．０８（Ｖ）となる。
【００８５】
従って、電圧振幅値Ｖａ1と電圧振幅値Ｖａ2 との差である絶対値電圧Ｖａは、２．０３（Ｖ）となる。
【００８６】
また、実際のサンプリング時間を考慮した場合において、高電圧直流電源３１の絶縁抵抗の絶縁抵抗値ＲL が、警告レベルの地絡判定しきい値ＦＡである４．３ＫΩまで低下した場合には、電圧振幅値Ｖａ1 は、０．５５（Ｖ）となる。更に、電圧振幅値Ｖａ2は、０．２１（Ｖ）となる。
【００８７】
従って、電圧振幅値Ｖａ1と電圧振幅値Ｖａ2との差である絶対値電圧Ｖａは、０．３４（Ｖ）となる。
【００８８】
以上の結果から、求められる絶対値電圧Ｖａ0 が２．０（Ｖ）以下となった時、前記警告信号線６から注意レベルの信号を出力し、例えば注意ランプ１５を点灯させ、また、絶対値電圧Ｖａ0 が０．５（Ｖ）以下となった時、前記警告信号線６から警告レベルの信号を出力して、警告ランプ１６を点灯させて注意又は警告の表示を行う。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両の地絡検出装置及び走行駆動回路系を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施形態の地絡検出信号、サンプリング周期、正常時及び異常時のＡ／Ｄ入力波形の特性を示すタイミングチャートである。
【図３】本発明の一実施形態の高電圧直流電源の正極側に地絡が生じた場合の地絡検出装置の等価回路図である。
【図４】本発明の一実施形態の高電圧直流電源の負極側に地絡が生じた場合の地絡検出装置の等価回路図である。
【図５】本発明の一実施形態の地絡検出信号の波形図である。
【図６】本発明の一実施形態の地絡検出装置における地絡検出動作の流れを示すフローチャート図である。
【図７】本発明の一実施形態の地絡検出装置における地絡検出動作を説明するための等価回路図である。
【図８】本発明の一実施形態の地絡検出装置の正常時のサンブリング時点を考慮しない場合の電圧検出時点を示す説明図である。
【図９】本発明の一実施形態の地絡検出装置の異常時のサンブリング時点を考慮しない場合の電圧検出時点を示す説明図である。
【図１０】本発明の一実施形態の地絡検出装置の正常時のサンブリング時点を考慮した場合の電圧検出時点を示す説明図である。
【図１１】本発明の一実施形態の地絡検出装置の異常時のサンブリング時点を考慮した場合の電圧検出時点を示す説明図である。
【図１２】従来の地絡検出装置の回路図である。
【符号の説明】
１  マイクロコンピュータ
３  検出抵抗
４  カップリングコンデンサ
６  警告信号線
１０  マイクロコンピュータ
１１  Ａ／Ｄ入力部
１２  警告信号出力部
１３  出力端子
１４  矩形波出力部
２１  抵抗
２２  ツェナーダイオード
３０  地絡検出装置
３１  高電圧直流電源
３２  インバータ
３３  三相交流モータ
３４  プラス母線
３５  マイナス母線
３６  Ｕ相線
３７  Ｖ相線
３８  Ｗ相線
４０  走行駆動回路系
Ａ  地絡検出点
Ｂ  車体
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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