(57)【要約】【課題】高圧電源の片方の極性とグランドとの間における絶縁抵抗が低下した状態や、高圧電源の片方の極性がグランドに接続された状態の高圧回路において漏電を確実に検出する。【解決手段】高圧バッテリ１０の負側端子１０ｂと負荷１２の他端とを接続するための送電路１４−２に一端が接続されるとともにグランドＧＮＤに他端が接続された漏電検出用線路１８を設け、漏電検出用線路１８を流れる電流を電流センサ２０により検出する。コントローラは、電流センサ２０による電流検出値Ｉが所定値Ｉ０以上である場合は、絶縁抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３のいずれかが低下した、すなわちグランドＧＮＤへの漏電が発生したと判定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧電源の両端と負荷の両端とが送電路を介して接続されるとともに高圧電源の一端及び負荷の一端がグランドから分離された高圧回路において漏電を検出する漏電検出装置であって、
前記高圧回路には、高圧電源の他端と負荷の他端とを接続する送電路に一端が接続されるとともにグランドに他端が接続された漏電検出用線路が設けられており、
漏電検出用線路を流れる電流を検出する電流検出器と、
電流検出器による電流検出値に基づいて漏電の発生を検出する漏電検出部と、
を備えることを特徴とする漏電検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の漏電検出装置であって、
漏電検出部は、電流検出器による電流検出値が所定値以上である場合に漏電が発生したと判定することを特徴とする漏電検出装置。
【請求項３】
高圧電源の一端と負荷の一端とがグランドから分離された状態で送電路を介して接続されるとともに高圧電源の他端及び負荷の他端がグランドに接続された高圧回路において漏電を検出する漏電検出装置であって、
高圧電源の電流を検出する電流検出器と、
電流検出器による電流検出値と高圧電源の電流設定値とを比較することで漏電の発生を検出する漏電検出部と、
を備えることを特徴とする漏電検出装置。
【請求項４】
請求項３に記載の漏電検出装置であって、
漏電検出部は、電流検出器による電流検出値と高圧電源の電流設定値との偏差が所定量以上である場合に漏電が発生したと判定することを特徴とする漏電検出装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１に記載の漏電検出装置であって、
前記高圧回路及び漏電検出装置は車両に搭載されており、
前記グランドとして車両のボディが用いられることを特徴とする漏電検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧電源と負荷とが送電路を介して接続された高圧回路の漏電を検出する漏電検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高圧回路の漏電を検出する漏電検出装置の関連技術が下記特許文献１に開示されている。特許文献１の漏電検出装置は、高圧バッテリの各極性にそれぞれ接続された第１及び第２のリレー接点と、各一端が第１及び第２のリレー接点を介して高圧バッテリの各極性にそれぞれ接続され各他端が互いに接続された第１及び第２の抵抗と、第１及び第２の抵抗の接続点に一端が接続され他端がグランドに接続された第３の抵抗と、を備えている。そして、高圧バッテリの一方の極性に接続された第１のリレー接点を閉じた場合には、高圧バッテリの他方の極性に発生した漏電を、第３の抵抗に生じる電圧降下に基づいて検出する。また、高圧バッテリの他方の極性に接続された第２のリレー接点を閉じた場合には、高圧バッテリの一方の極性に発生した漏電を、第３の抵抗に生じる電圧降下に基づいて検出する。
【０００３】
その他にも、下記特許文献２〜９の漏電検出装置が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１６３７０４号公報
【特許文献２】特開２００３−１９４８７０号公報
【特許文献３】特開２００３−１９４８７１号公報
【特許文献４】特開平６−１５３３０１号公報
【特許文献５】特開平８−２９４２２５号公報
【特許文献６】特開２００２−２９６３１６号公報
【特許文献７】特開２００３−１２５５３０号公報
【特許文献８】国際公開第０１／６３３０６号パンフレット
【特許文献９】特許第２８３８４６２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の漏電検出装置においては、高圧バッテリの両方の極性がグランドから電気的に分離された高圧回路を前提としている。高圧バッテリの片方の極性とグランドとの間における絶縁抵抗が低下した状態や、高圧バッテリの片方の極性がグランドに接続された状態の高圧回路においては、高圧バッテリのもう片方の極性とグランドとの間における絶縁抵抗が低下しても、前述の第３の抵抗に電圧降下はほとんど生じなくなる。その場合は、高圧バッテリのもう片方の極性とグランドとの間における絶縁抵抗の低下を検出することが困難となり、グランドへの漏電を検出することが困難となる。
【０００６】
本発明は、高圧電源の片方の極性とグランドとの間における絶縁抵抗が低下した状態や、高圧電源の片方の極性がグランドに接続された状態の高圧回路において漏電を確実に検出することができる漏電検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る漏電検出装置は、上述した目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００８】
本発明に係る漏電検出装置は、高圧電源の両端と負荷の両端とが送電路を介して接続されるとともに高圧電源の一端及び負荷の一端がグランドから分離された高圧回路において漏電を検出する漏電検出装置であって、前記高圧回路には、高圧電源の他端と負荷の他端とを接続する送電路に一端が接続されるとともにグランドに他端が接続された漏電検出用線路が設けられており、漏電検出用線路を流れる電流を検出する電流検出器と、電流検出器による電流検出値に基づいて漏電の発生を検出する漏電検出部と、を備えることを要旨とする。
【０００９】
この本発明に係る漏電検出装置において、漏電検出部は、電流検出器による電流検出値が所定値以上である場合に漏電が発生したと判定するものとすることもできる。
【００１０】
また、本発明に係る漏電検出装置は、高圧電源の一端と負荷の一端とがグランドから分離された状態で送電路を介して接続されるとともに高圧電源の他端及び負荷の他端がグランドに接続された高圧回路において漏電を検出する漏電検出装置であって、高圧電源の電流を検出する電流検出器と、電流検出器による電流検出値と高圧電源の電流設定値とを比較することで漏電の発生を検出する漏電検出部と、を備えることを要旨とする。
【００１１】
この本発明に係る漏電検出装置において、漏電検出部は、電流検出器による電流検出値と高圧電源の電流設定値との偏差が所定量以上である場合に漏電が発生したと判定するものとすることもできる。
【００１２】
本発明に係る漏電検出装置において、前記高圧回路及び漏電検出装置は車両に搭載されており、前記グランドとして車両のボディが用いられるものとすることもできる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、高圧電源の片方の極性とグランドとの間における絶縁抵抗が低下した状態や、高圧電源の片方の極性がグランドに接続された状態の高圧回路において漏電を確実に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態（以下実施形態という）を図面に従って説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態に係る漏電検出装置の概略構成を漏電検出対象の高圧回路とともに示す図である。本実施形態に係る漏電検出装置は、高圧電源として設けられた高圧バッテリ１０の両端子１０ａ，１０ｂと負荷１２の両端とが送電路１４−１，１４−２を介してそれぞれ接続されるとともに高圧バッテリ１０の正側端子１０ａ及び負荷１２の一端がグランドＧＮＤから分離された高圧回路においてグランドＧＮＤへの漏電を検出するものである。
【００１６】
送電路１４−１，１４−２には、接点１６−１，１６−２がそれぞれ設けられている。接点１６−１，１６−２が閉じている場合は、高圧バッテリ１０からの電力による負荷１２の駆動、あるいは負荷１２のエネルギーによる高圧バッテリ１０の充電が行われる。一方、接点１６−１，１６−２が開いている場合は、高圧バッテリ１０と負荷１２との間における電力の送受が停止される。ここでの負荷１２の具体例としては、電気自動車やハイブリッド自動車などに搭載されるインバータ及び電動機による構成を挙げることができるが、高圧バッテリ１０からの電力を用いて駆動可能な他の電気機器であってもよく、特に限定されるものではない。
【００１７】
コントローラ３０は、接点１６−１，１６−２の開閉制御及び負荷１２の駆動制御を行う。さらに、コントローラ３０は、後述する処理により高圧回路の漏電が発生したか否かを判定し、漏電を検出した場合は、漏電発生を示す漏電検出信号を出力することで漏電を知らせる。
【００１８】
本実施形態においては、高圧回路に漏電検出用線路１８が設けられている。漏電検出用線路１８の一端は、高圧バッテリ１０の負側端子１０ｂと負荷１２の他端とを接続するための送電路１４−２に接続されており、漏電検出用線路１８の他端は、グランドＧＮＤに接続されている。この漏電検出用線路１８により、高圧バッテリ１０の負側端子１０ｂがグランドＧＮＤに接続され、接点１６−２が閉じている場合は負荷１２の他端もグランドＧＮＤに接続される。さらに、本実施形態においては、漏電検出用線路１８を流れる電流を検出する電流センサ２０が設けられている。この電流センサ２０による電流検出信号は、コントローラ３０に入力される。
【００１９】
なお、以上の構成のコントローラ３０及び高圧回路については、電気自動車やハイブリッド車両等の車両に搭載することもできる。コントローラ３０及び高圧回路を車両に搭載した場合は、グランドＧＮＤとして車両のボディを用いることもできる。
【００２０】
次に、以上のように構成された高圧回路の漏電をコントローラ３０により検出する処理について説明する。
【００２１】
図２に示すように、送電路１４−１における高圧バッテリ１０の正側端子１０ａから接点１６−１に至る箇所で絶縁抵抗Ｒ１が低下した場合は、絶縁抵抗Ｒ１及びグランドＧＮＤを経由して漏電検出用線路１８に電流Ｉ１が流れる。同様に、図２に示すように、送電路１４−１における接点１６−１から負荷１２に至る箇所で絶縁抵抗Ｒ２が低下した場合は、絶縁抵抗Ｒ２及びグランドＧＮＤを経由して漏電検出用線路１８に電流Ｉ２が流れ、負荷１２において絶縁抵抗Ｒ３が低下した場合は、絶縁抵抗Ｒ３及びグランドＧＮＤを経由して漏電検出用線路１８に電流Ｉ３が流れる。
【００２２】
したがって、コントローラ３０は、電流センサ２０により検出した漏電検出用線路１８の電流値Ｉに基づいて、絶縁抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３のいずれかが低下したか否か、すなわちグランドＧＮＤへの漏電が発生したか否かを判定することができる。より具体的には、コントローラ３０は、電流センサ２０による電流検出値Ｉが所定値Ｉ０以上であるか否かを判定し、電流検出値Ｉが所定値Ｉ０以上である場合は、絶縁抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３のいずれかが低下した、すなわちグランドＧＮＤへの漏電が発生したと判定する。なお、ここでの所定値Ｉ０は、０または０近傍の値（電流センサ２０のノイズを考慮した場合）が設定され、実験的または解析的に設定することができる。また、送電路１４−２における負荷１２から高圧バッテリ１０の負側端子１０ｂに至る箇所で絶縁抵抗Ｒ４が低下しても、高圧バッテリ１０の負側端子１０ｂと等電位であるため、絶縁抵抗Ｒ４の低下による影響はない。
【００２３】
以上説明したように、本実施形態においては、高圧バッテリ１０の負側端子１０ｂと負荷１２の他端とを接続するための送電路１４−２に一端が接続されるとともにグランドＧＮＤに他端が接続された漏電検出用線路１８を設け、この漏電検出用線路１８を流れる電流の検出値Ｉに基づいてグランドＧＮＤへの漏電の発生を検出する。これによって、高圧バッテリ１０の負側端子１０ｂとグランドＧＮＤとの間における絶縁抵抗が低下した状態や、高圧バッテリ１０の負側端子１０ｂがグランドＧＮＤに接続された状態の高圧回路においてグランドＧＮＤへの漏電を確実に検出することができる。
【００２４】
なお、燃料電池（ＦＣ）により発生させたエネルギーを基に高圧バッテリの充電を行うシステムにおいては、冷却のためＦＣスタックに冷却水を循環させる。その場合は、ＦＣスタック用冷却水の経時劣化により、高圧バッテリの片方の極性とグランドとの間における絶縁抵抗が経時的に低下しやすくなる。高圧バッテリの両方の極性がグランドから電気的に分離された高圧回路を前提とした特許文献１等の漏電検出装置において、高圧バッテリの片方の極性とグランドとの間における絶縁抵抗が低下したときは、高圧バッテリのもう片方の極性とグランドとの間における絶縁抵抗の低下を検出することが困難となり、漏電を検出することが困難となる。これに対して本実施形態に係る漏電検出装置においては、高圧バッテリの片方の極性とグランドとの間における絶縁抵抗が低下しても、高圧バッテリのもう片方の極性とグランドとの間における絶縁抵抗の低下を確実に検出することができ、漏電を確実に検出することができる。
【００２５】
次に、本実施形態の他の構成例について説明する。
【００２６】
図３に示す構成の高圧回路においては、高圧バッテリ１０の正側端子１０ａと負荷１２の一端とがグランドＧＮＤから分離された状態で送電路１４−１を介して接続されるとともに高圧バッテリ１０の負側端子１０ｂ及び負荷１２の他端がグランドＧＮＤに接続されている。送電路１４−１に設けられた接点１６−１が閉じている場合は、高圧バッテリ１０からの電力による負荷１２の駆動、あるいは負荷１２のエネルギーによる高圧バッテリ１０の充電が行われる。一方、接点１６−１が開いている場合は、高圧バッテリ１０と負荷１２との間における電力の送受が停止される。
【００２７】
図３に示す構成においては、高圧バッテリ１０の電流を検出する電流センサ２２が高圧バッテリ１０の負側端子１０ｂとグランドＧＮＤとを接続するための送電路１４−３に設けられている。そして、コントローラ３０は、電流センサ２２により検出された高圧バッテリ１０の電流値Ｉｂと高圧バッテリ１０の電流設定値Ｉｂ０とを比較することで、高圧回路の漏電が発生したか否かを判定する。ここでの電流設定値Ｉｂ０は、負荷１２の駆動状態に基づいてコントローラ３０内で設定される。なお、他の構成については、図１に示す構成と同様である。
【００２８】
図４に示すように、絶縁抵抗Ｒ１が低下した場合は、絶縁抵抗Ｒ１及びグランドＧＮＤを経由して高圧バッテリ１０の負側端子１０ｂへ電流Ｉ１が流れることで、高圧バッテリ１０の電流値Ｉｂが設定値Ｉｂ０よりも増大する。同様に、図４に示すように、絶縁抵抗Ｒ２，Ｒ３が低下した場合は、絶縁抵抗Ｒ２，Ｒ３及びグランドＧＮＤを経由して高圧バッテリ１０の負側端子１０ｂへ電流Ｉ２，Ｉ３がそれぞれ流れることで、高圧バッテリ１０の電流値Ｉｂが設定値Ｉｂ０よりも増大する。そのため、コントローラ３０は、電流センサ２２による電流検出値Ｉｂと高圧バッテリ１０の電流設定値Ｉｂ０との偏差が所定量δＩｂ以上である場合は、絶縁抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３のいずれかが低下した、すなわちグランドＧＮＤへの漏電が発生したと判定することができる。したがって、高圧バッテリ１０の負側端子１０ｂがグランドＧＮＤに接続された高圧回路においてグランドＧＮＤへの漏電を確実に検出することができる。なお、ここでの所定量δＩｂについては、実験的または解析的に設定することができる。
【００２９】
以上の図３に示す構成においては、高圧バッテリ１０の電流を検出する電流センサ２２を高圧バッテリ１０の負側端子１０ｂとグランドＧＮＤとの間（送電路１４−３）に設けたが、電流センサ２２を高圧バッテリ１０の正側端子１０ａ側に設けることもできる。さらに、前述の図１に示す構成においても、高圧バッテリ１０の電流を検出する電流センサ２２を漏電検出用線路１８の電流を検出する電流センサ２０の代わりに設け、電流センサ２２による電流検出値Ｉｂと高圧バッテリ１０の電流設定値Ｉｂ０とをコントローラ３０により比較することで、漏電の発生を検出することができる。
【００３０】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態に係る漏電検出装置の概略構成を高圧回路とともに示す図である。
【図２】高圧回路における漏電電流の経路を説明する図である。
【図３】本発明の実施形態に係る漏電検出装置の他の概略構成を高圧回路とともに示す図である。
【図４】高圧回路における漏電電流の経路を説明する図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  高圧バッテリ、１２  負荷、１４−１，１４−２，１４−３  送電路、１６−１，１６−２  接点、１８  漏電検出用線路、２０，２２  電流センサ、３０  コントローラ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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