(57)【要約】【課題】車両の電圧が異なる回路間において、天絡、地絡、断線等の回路異常を区別して検知可能な車両の回路異常検知装置を提供する。【解決手段】車両の回路異常検知装置は、高電圧回路側に設けられ、前記高電圧回路の電圧に応じて発光出力する発光素子と、低電圧回路側に設けられ、発光素子に対応する周波数帯域を備え、発光素子からの発光出力を受光する受光素子と、受光素子により受光された発光出力に基づき、回路異常を地絡、天絡、断線を含む複数の回路異常に分類する分類手段と、を含む。【選択図】図１
2018079816.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を駆動するモータに電力を供給するバッテリを含む高電圧回路と、
前記高電圧回路よりも低電圧である低電圧回路と、
前記高電圧回路側に設けられ、前記高電圧回路の電圧に応じて発光出力する発光素子と、
前記低電圧回路側に設けられ、前記発光素子に対応する周波数帯域を備え、前記発光素子からの前記発光出力を受光する受光素子と、
前記受光素子により受光された前記発光出力に基づき、前記高電圧回路と前記低電圧回路との間の回路異常を地絡、天絡、断線を含む複数の回路異常に分類する分類手段と、
を含む、車両の回路異常検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電圧が異なる回路間の回路異常を検知する車両の回路異常検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の走行用動力源として、従来は化石燃料の消費を伴うエンジンが主流であったが、近年、電気エネルギを消費してモータ（電動機）を駆動することにより動力を得る電動車両（ＥＶ）や、モータとエンジンとを併用するハイブリッド車両などの電気自動車の普及が進んでいる。このような電気自動車では、例えばインバータ、ＤＣ−ＤＣコンバータ、高電圧バッテリ、モータジェネレータを含む高電圧回路と、低電圧バッテリを含む補機系回路である低電圧回路とを有することが知られている。
【０００３】
これらの回路間には、様々な要因によって回路異常が発生することがある。特許文献１では、これらの回路間を電気的に絶縁しつつ、回路異常を検出するために、フォトトランジスタを有するフォトカプラを利用する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２３７２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１では、回路間の絶縁状態の成否に関する回路異常しか検知できず、天絡、地絡、断線等の様々な回路異常を区別して検知することができない。また、このような回路異常の種類ごとの区別は、将来的に法規等により要求がなされる可能性があるが、上記特許文献１では対応が困難である。
【０００６】
本発明の少なくとも１実施形態は上述の事情に鑑みなされたものであり、車両の電圧が異なる回路間において、天絡、地絡、断線等の回路異常を区別して検知可能な車両の回路異常検知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】
本発明の少なくとも１実施形態に係る車両の回路異常検知装置は上記課題を解決するために、車両を駆動するモータに電力を供給するバッテリを含む高電圧回路と、前記高電圧回路よりも低電圧である低電圧回路と、前記高電圧回路側に設けられ、前記高電圧回路の電圧に応じて発光出力する発光素子と、前記低電圧回路側に設けられ、前記発光素子に対応する周波数帯域を備え、前記発光素子からの前記発光出力を受光する受光素子と、前記受光素子により受光された前記発光出力に基づき、前記高電圧回路と前記低電圧回路との間の回路異常を地絡、天絡、断線を含む複数の回路異常に分類する分類手段と、を含む。
【０００８】
上記構成によれば、高電圧回路側に設けられた発光素子からの発光出力が、低電圧回路側に設けられた受光素子で受光される。受光素子は発光素子に対応する周波数帯域を有しており、受光された発光出力に基づいて、回路異常が地絡、天絡、断線を含む複数の回路異常に分類されて検知される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の少なくとも１実施形態に係る車両の回路異常検知装置を示す回路図である。
【図２】図１の受光素子の受光入力の波長と受光感度との関係を示す特性グラフである。
【図３】図１の分類手段における起電力に基づく回路異常の分類例の一つである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００１１】
図１は本発明の少なくとも１実施形態に係る車両の回路異常検知装置１を示す回路図である。回路異常検知装置１は、電気エネルギを消費してモータ（電動機）を駆動することにより動力を得る電動車両（ＥＶ）や、モータとエンジンとを併用するハイブリッド車両のような電気自動車に搭載される電気回路を対象に、回路異常を検知する装置である。電気回路は、互いに異なる電圧を有する高電圧回路２及び低電圧回路４を含む。
【００１２】
高電圧回路２は、モータに対して電力を供給するための電気エネルギを蓄積する高電圧バッテリ（不図示）を含む電源回路であり、第１電圧Ｖ１（例えばＤＣ３００Ｖ）に設定されている。高電圧回路２には、上述の高電圧バッテリの他に、高電圧バッテリに蓄積される直流電力を交流変換するためのインバータや、電圧変換用のＤＣ−ＤＣコンバータ等が含まれてもよい。
【００１３】
低電圧回路４は、車両に搭載される各種補機に対して電力を供給するための電気エネルギを蓄積する低電圧バッテリ（不図示）を含む電源回路であり、高電圧回路２より低電圧である第２電圧Ｖ２（例えばＤＣ１２Ｖ）に設定されている。また低電圧回路４は、上述の高電圧回路２と電気的に絶縁されている。
【００１４】
高電圧回路２及び低電圧回路４を含む電気回路には、様々な要因によって断線、短絡、天絡等の回路異常が発生することがある。これらの回路異常は、以下に説明する回路異常検知装置１によって区別して検知することが可能である。
【００１５】
回路異常検知装置１は、高電圧回路２側に設けられた発光素子６と、低電圧回路側に設けられた受光素子８と、を含む。発光素子６はその両端の電位差に基づいて発光出力する素子である。本実施形態では、発光素子６として、複数色のＬＥＤが１つのパッケージに封入されている、２色ＬＥＤ又はフルカラーＬＥＤが採用されており、両端（アノードとカソード）の電位差に応じた周波数（色彩）の発光出力がなされる。図１では、高電圧回路２と接地点との間には、抵抗素子Ｒ１及びＲ２が直列に接続されており、発光素子６は、抵抗素子Ｒ２に対して接地点との間に並列に接続されている。これにより、発光素子６の両端には、高電圧回路２の第１電圧Ｖ１が抵抗素子Ｒ１及びＲ２で分圧されることにより、バイアス直流電圧が印加されている。
【００１６】
受光素子８は発光素子６の発光出力を受光する素子であり、発光素子６に対応する周波数帯域を有する。本実施形態では受光素子８としてフォトダイオードが採用されている。受光素子８は、発光素子６からの発光出力に応じて、その両端に起電力を生じさせる。このような受光素子８は、低電圧回路４と接地点との間に抵抗素子Ｒ３と直列に接続されている。そして、抵抗素子Ｒ３と受光素子８との間には、受光素子８の起電力を検知するための端子１０が設けられている。
【００１７】
端子１０には、回路異常を検知するための解析装置１２が接続されている。解析装置１２は、端子１０で検知した受光素子８の起電力を取得する取得手段１４と、取得手段１４で取得した起電力に基づいて回路異常を解析することにより、複数の回路異常に分類する分類手段１６と、分類手段１６での結果を出力する出力手段１８と、を備える。このような解析装置１２は、コンピュータ等の電子演算装置から構成されており、所定のプログラムがインストールされることにより、上述の取得手段１４、分類手段１６及び出力手段１８が機能的に実現される。
【００１８】
続いて上記構成を有する回路異常検知装置１の動作原理について説明する。
まず高電圧回路２側に設けられた発光素子６には、高電圧回路２の第１電圧Ｖ１が抵抗素子Ｒ１及びＲ２によって分圧されて印加される。発光素子６は印加電圧に応じた発行出力を行う。本実施形態では発光素子６は２色ＬＥＤ又はフルカラーＬＥＤであるので、印加電圧に応じた周波数（色彩）の発光出力がなされる。
【００１９】
続いて発光素子６の発光出力は、低電圧回路４側に設けられた受光素子８により受光される。受光素子８は、発光素子６の発光出力を受光し、受光入力に応じた起電力を発生させる。ここで図２は図１の受光素子８の受光入力の波長（１／周波数）と受光感度との関係を示す特性グラフである。図２に示されるように、受光素子８の受光感度は、受光入力の波長（１／周波数）に依存する振る舞いを示す。そのため、発光素子６の発光出力が有する周波数（色彩）に応じて、受光素子８の起電力が変化することとなる（好ましくは、図２で線形特性を示す領域を利用することで、後述する回路異常の区別が容易になる）。このように受光素子８で生じた起電力は、端子１０を介して、解析装置１２に取り込まれる。
【００２０】
解析装置１２では、まず取得手段１４によって端子１０から取り込んだ起電力が取得される。分類手段１６は、取得手段１４で取得された起電力に基づいて、回路異常を分類して検知する。具体的には、分類手段１６は図３に示す各閾値で規定される分類領域を予め規定しておき、取得手段１４で取得された起電力がどの領域に属するかに基づいて、回路異常の有無を判断するとともに、回路異常が有る場合にはそれが地絡、天絡、断線等のいずれかであるか分類する。
【００２１】
図３は図１の分類手段１６における起電力に基づく回路異常の分類例の一つである。図３では、起電力に関する閾値Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ、Ｖｄ及びＶｅによって、Ｖａ〜Ｖｂの地絡領域、Ｖｂ〜Ｖｃの断線領域、Ｖｃ〜Ｖｄの正常領域、及び、Ｖｄ〜Ｖｅの天絡領域がそれぞれ規定されている。分類手段１６は、取得手段１４で取得された起電力が、これらいずれの領域に属するかに基づいて、回路異常を分類する。
【００２２】
特に地絡領域と断線領域は、上述したように発光素子６に抵抗素子R１及びR２によって形成されるバイアス直流電圧が印加されることにより、明確に区別して規定されている。これにより、天絡や地絡だけでなく、断線等によって回路に何らかの異常がある状況も、回路異常として分類して検知できる。
【００２３】
以上説明したように本実施形態によれば、高電圧回路２側に設けられた発光素子６からの発光出力が、低電圧回路４側に設けられた受光素子８で受光される。受光素子８は発光素子６に対応する周波数帯域を有しており、受光された発光出力に基づいて、回路異常が地絡、天絡、断線を含む複数の回路異常に分類されて検知される。特にこのような回路異常の検知は、高電圧回路２及び低電圧回路４間の絶縁状態を維持したまま行うことができる。このようにして、車両の電圧が異なる回路間において、天絡、地絡、断線等の回路異常を区別して検知可能な車両の回路異常検知装置を提供できる。
【符号の説明】
【００２４】
１  回路異常検知装置
２  高電圧回路
４  低電圧回路
６  発光素子
８  受光素子
１０  端子
１２  解析装置
１４  取得手段
１６  分類手段
１８  出力手段
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３  抵抗素子
【図１】
2018079816.tif 000003
【図２】
2018079816.tif 000004
【図３】
2018079816.tif 000005