(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カップリングコンデンサの一端側に電源の出力端子を接続し、前記カップリングコンデンサの他端側となる測定点に、パルス信号を印加し、前記測定点に発生する電圧値を検出して、前記電源に接続された回路の地絡を判定する地絡検出装置において、
パルス信号を前記測定点に印加するパルス発生手段と、
前記パルス発生手段によって前記測定点にパルス信号を印加させた場合に、当該測定点に発生する電圧振幅値を検出する電圧検出手段と、
前記電圧検出手段により検出された電圧振幅値の変化から、前記回路の地絡発生を検知する地絡検知手段と、
前記電圧検出手段により検出された電圧振幅値の電圧範囲が予め定められた所定の範囲を超えたことを検知した場合に、前記パルス発生手段で発生させるパルス信号の周波数を電圧振幅値の電圧範囲が前記所定の範囲内である時よりも低下させるパルス制御手段とを備え、
前記パルス信号は、高電圧と低電圧の二値の電圧から成る矩形波信号であって、
前記パルス制御手段は、前記電圧検出手段により検出された電圧振幅値の電圧範囲が前記所定の範囲の上限値を超えたことを検知した場合には、前記パルス発生手段で発生させるパルス信号の振幅を低電圧側で固定させることによって、前記パルス信号の周波数を低下させ、前記カップリングコンデンサを放電させることを特徴とする地絡検出装置。
【請求項２】
カップリングコンデンサの一端側に電源の出力端子を接続し、前記カップリングコンデンサの他端側となる測定点に、パルス信号を印加し、前記測定点に発生する電圧値を検出して、前記電源に接続された回路の地絡を判定する地絡検出装置において、
パルス信号を前記測定点に印加するパルス発生手段と、
前記パルス発生手段によって前記測定点にパルス信号を印加させた場合に、当該測定点に発生する電圧振幅値を検出する電圧検出手段と、
前記電圧検出手段により検出された電圧振幅値の変化から、前記回路の地絡発生を検知する地絡検知手段と、
前記電圧検出手段により検出された電圧振幅値の電圧範囲が予め定められた所定の範囲を超えたことを検知した場合に、前記パルス発生手段で発生させるパルス信号の周波数を電圧振幅値の電圧範囲が前記所定の範囲内である時よりも低下させるパルス制御手段と  を備え、
前記パルス信号は、高電圧と低電圧の二値の電圧から成る矩形波信号であって、
前記パルス制御手段は、前記電圧検出手段により検出された電圧振幅値の電圧範囲が前記所定の範囲の下限値を超えたことを検知した場合には、前記パルス発生手段で発生させるパルス信号の振幅を高電圧側で固定させることによって、前記パルス信号の周波数を低下させ、前記カップリングコンデンサを充電させることを特徴とする地絡検出装置。
【請求項３】
カップリングコンデンサの一端側に電源の出力端子を接続し、前記カップリングコンデンサの他端側となる測定点に、パルス信号を印加し、前記測定点に発生する電圧値を検出して、前記電源に接続された回路の地絡を判定する地絡検出装置において、
パルス信号を前記測定点に印加するパルス発生手段と、
前記パルス発生手段によって前記測定点にパルス信号を印加させた場合に、当該測定点に発生する電圧振幅値を検出する電圧検出手段と、
前記電圧検出手段により検出された電圧振幅値の変化から、前記回路の地絡発生を検知する地絡検知手段と、
前記電圧検出手段により検出された電圧振幅値の電圧範囲が予め定められた所定の範囲を超えたことを検知した場合に、前記パルス発生手段で発生させるパルス信号の周波数を電圧振幅値の電圧範囲が前記所定の範囲内である時よりも低下させるパルス制御手段と  を備え、
前記パルス信号は、高電圧と低電圧の二値の電圧から成る矩形波信号であって、
前記パルス制御手段は、
前記電圧検出手段により検出された電圧振幅値の電圧範囲が前記所定の範囲の上限値を超えたことを検知した場合には、前記パルス発生手段で発生させるパルス信号の振幅を低電圧側で固定させることによって、前記パルス信号の周波数を低下させ、前記カップリングコンデンサを放電させ、
前記電圧検出手段により検出された電圧振幅値の電圧範囲が所定の範囲の下限値を超えたことを検知した場合には、前記パルス発生手段で発生させるパルス信号の振幅を高電圧側で固定させることによって、前記パルス信号の周波数を低下させ、前記カップリングコンデンサを充電させることを特徴とする地絡検出装置。
【請求項４】
前記パルス制御手段は、前記電圧検出手段により検出された電圧振幅値の電圧範囲が前記所定の範囲を超えたことを検知して、前記パルス発生手段で発生させるパルス信号の周波数を低下させている期間では、前記地絡検知手段によって地絡発生を検知する動作を停止させることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の地絡検出装置。
【請求項５】
前記パルス制御手段は、前記電圧検出手段により検出された電圧振幅値の電圧範囲が前記所定の範囲を超えたことを検知して、前記パルス発生手段で発生させるパルス信号の周波数を低下させると共に前記地絡検知手段によって地絡発生を検知する動作を停止させることを複数回に亘って行った後に、前記電圧検出手段により検出された電圧振幅値の電圧範囲が前記所定の範囲を超えている場合には、前記電圧検出手段により検出された電圧振幅値の電圧範囲が前記所定の範囲内となるまで前記地絡検知手段によって地絡発生を検知する動作を停止させることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の地絡検出装置。
【請求項６】
前記パルス制御手段は、前記電圧検出手段により検出された電圧振幅値の電圧範囲が前記所定の範囲を超えたことを検知して、前記パルス発生手段で発生させるパルス信号の周波数を低下させると共に前記地絡検知手段によって地絡発生を検知する動作を停止させることを複数回に亘って行って、前記地絡検知手段によって地絡発生を検知する動作を停止させる期間が予め定められた所定値を超えた場合には故障が発生したことを判定することを特徴とする請求項４に記載の地絡検出装置。
【請求項７】
前記パルス制御手段は、前記所定の範囲の上限を超えた電圧を前記所定の範囲内に戻すことができるような時間に亘り、前記パルス発生手段で発生させるパルス信号の振幅を低電圧側で固定させることを特徴とする請求項１又は請求項３に記載の地絡検出装置。
【請求項８】
前記パルス制御手段は、前記所定の範囲の下限より小さくなった電圧を前記所定の範囲内に戻すことができるような時間に亘り、前記パルス発生手段で発生させるパルス信号の振幅を高電圧側で固定させることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の地絡検出装置。
【請求項９】
前記パルス制御手段は、前記パルス発生手段で発生させるパルス信号の周波数を低下させた後の所定時間後に、前記パルス信号の周波数を元に戻すことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の地絡検出装置。
【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設けられた高電圧電源や各種電気機器と車体との地絡の発生を検出する地絡検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、電気自動車、燃料電池車、ハイブリッド電気自動車等の電気車両においては、高電圧電池に接続された高電圧回路と、車体を接地とした車両電装回路とが絶縁されている。そして、従来より、高電圧電源の地絡判定を行う地絡検出装置としては、例えば、直流電源のプラス端子にカップリングコンデンサの一端を接続し、カップリングコンデンサの他端の測定点に所定周波数の方形波パルスを印加して、測定点に発生する電圧を検出することによって、直流電源の地絡の発生を検出している。
【０００３】
この地絡検出装置において、下記の特許文献１では、測定点に発生する電圧にノイズが重畳するために、当該ノイズをハイパスフィルタ及びローパスフィルタを備えたバンドパスフィルタによって除去し、ノイズ除去後の電圧に増幅回路によって直流成分を重畳するオフセットを行っている。そして、この電圧値によって、電源に接続された回路の地絡を判定している。
【特許文献１】特開平２００３−２７４５０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した地絡検出装置は、ローパスフィルタ及びハイパスフィルタを有するバンドパスフィルタを備える必要があり、回路が大型化すると共に装置コストが高くなっていた。
【０００５】
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、安価な回路構成で安定した地絡検知を行うことができる地絡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】
【０００６】
本発明は、カップリングコンデンサの一端側に電源の出力端子を接続し、前記カップリングコンデンサの他端側となる測定点に、パルス信号を印加し、前記測定点に発生する電圧値を検出して、前記電源に接続された回路の地絡を判定する地絡検出装置において、パルス信号を前記測定点に印加するパルス発生手段と、前記パルス発生手段によって前記測定点にパルス信号を印加させた場合に、当該測定点に発生する電圧振幅値を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段により検出された電圧振幅値の変化から、前記回路の地絡発生を検知する地絡検知手段とを備え、更に、上述の課題を解決するために、前記電圧検出手段により検出された電圧振幅値の電圧範囲が予め定められた所定の範囲を超えたことを検知した場合に、前記パルス発生手段で発生させるパルス信号の周波数を電圧振幅値の電圧範囲が前記所定の範囲内である時よりも低下させるパルス制御手段を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る地絡検出装置によれば、電圧検出手段により検出された電圧振幅値の電圧範囲が所定の範囲を超えたことを検知した場合に、パルス発生手段で発生させるパルス信号の周波数を低下させて、電圧検出手段により検出される電圧振幅値の電圧範囲を所定の範囲内にすることができるので、カップリングコンデンサの静電容量を増減して電圧検出手段により検出される電圧振幅値の電圧範囲を増減できる。したがって、この地絡検出装置によれば、電圧検出手段により検出される電圧振幅値の電圧範囲を増減させるための回路構成が必要なく、安価な回路構成で安定した地絡検知を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【０００９】
本発明は、例えば図１に示すように構成された車両電装システムの地絡検出装置１に適用される。
【００１０】
［車両電装システムの構成］
この車両電装システムは、地絡検出装置１により、強電電池２、強電負荷３、強電電池２と強電負荷３とを接続するハーネスを含む強電系回路（以下、単に「強電系」とも記載する。）に地絡が発生したことを判定するものであり、当該地絡判定を正確且つ安定して行うものである。この地絡検出装置１は、予め設定した地絡検出を行うことができる電圧範囲（後述する０からＥ’の電圧範囲）が設定されており、測定電圧が当該電圧範囲を超えた時に、当該測定電圧を前述の地絡検出を行うことができる電圧範囲内にすることを特徴とする。すなわち、通常、ハードウェアには、測定可能な電圧範囲が設定されており、入力する測定電圧がこの電圧範囲を超えた時には測定できなくなるため、その場合には測定電圧を測定可能な（地絡検出を行うことができる）電圧範囲内とする。
【００１１】
強電負荷３は、本例において、例えばモータや空調装置等のインバータが挙げられる。この強電負荷３は、例えば、スイッチ回路４が導通状態である時に、強電電池２からの直流電圧をスイッチング制御して、モータ等に交流電圧を供給する。
【００１２】
この強電負荷３は、電気車両の駆動力発生要求に応じて、強電電池２からモータ等に電力供給を行う。この強電負荷３は、電気車両内の強電系回路よりも低電圧系の弱電系回路（以下、単に「弱電系」とも記載する。）である電装部品との間が絶縁抵抗によって絶縁されている。
【００１３】
強電電池２は、強電負荷３に電力供給するために強電負荷３と接続されている。この強電電池２のプラス端子には、スイッチ回路４が接続されている。このスイッチ回路４は、図示しない車両制御部の制御信号によって開閉動作して、強電電池２から強電負荷３への電力供給及び電力遮断を切り換える。
【００１４】
地絡検出装置１は、強電電池２，強電負荷３側の強電系と、弱電系とが地絡していることを検出するために、強電電池２の絶縁抵抗値に応じて変化する測定点Ａの電圧値を検出する。具体的には、地絡検出装置１は、強電電池２のプラス側出力端（＋）と接続するカップリングコンデンサＣａと、抵抗Ｒ１と、制御回路１１と、外部ノイズ除去回路１３と、増幅回路１２，１４とを有している。なお、本実施例においては、カップリングコンデンサＣａを強電電池２のプラス側出力端（＋）に接続しているが、マイナス側出力端（−）に接続していても良い。
【００１５】
制御回路１１は、抵抗Ｒ１とカップリングコンデンサＣａとの間であって、カップリングコンデンサＣａの一端側（測定点Ａ）に高電圧（Ｅ）と低電圧（０）から成る矩形波の電圧信号であるパルス信号を供給するパルス発生手段、当該測定点Ａに発生する電圧を測定する電圧検出手段として機能する。また、制御回路１１は、該測定点Ａに発生する電圧を検出して、強電系の地絡を判定する。この制御回路１１は、パルス信号を出力する矩形波パルス発生部２１と、抵抗Ｒ２とコンデンサＣ２との測定点Ａに発生する電圧の振幅値をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部２２と、制御中枢となるＣＰＵ等の地絡検知部２３を備えている。
【００１６】
この地絡検知部２３は、強電系における地絡発生を判定するに際して、矩形波パルス発生部２１からパルス信号を発振させて、パルス信号に対するＡ／Ｄ変換部２２から入力する電圧振幅値の変化を読み取る。この地絡検出時のパルス信号は、例えば所定の電圧振幅値Ｅであり、且つ５〜２０Ｈｚ程度の周波数である。このパルス信号は、先ず増幅回路１２で増幅された後に抵抗Ｒ１を介して測定点Ａに印加され、カップリングコンデンサＣａ及び静電容量ＣＬの影響を受けて、外部ノイズ除去回路１３に印加される。この外部ノイズ除去回路１３は、直列接続された抵抗ｒとコンデンサＣとからなり、測定点Ａの電圧に含まれる高周波数帯域成分を除去するローパスフィルタとして機能する。そして、この外部ノイズ除去回路１３を通過した電圧は、増幅回路１４で増幅されて、Ａ／Ｄ変換部２２に供給される。なお、以下では、制御回路１１に実際に入力する（Ａ／Ｄ変換部２２に入力する）電圧を入力電圧、Ａ／Ｄ変換部２２から出力される（即ち地絡検知部２３に入力する）電圧を測定電圧と記載する。
【００１７】
Ａ／Ｄ変換部２２は、入力した入力電圧のうち、所定範囲の電圧（０以上Ｅ’以下の電圧）を読み込み（測定）可能であり、読み込んだ電圧をＡ／Ｄ変換し、測定電圧として地絡検知部２３へ出力する。従って、Ａ／Ｄ変換部２２は、入力電圧が０以下の時には０を、Ｅ’以上の場合はＥ’を測定電圧として出力する。
【００１８】
地絡検知部２３は、測定電圧の振幅値である電圧振幅値によって、強電系と弱電系とが地絡しているか否かを判定する地絡発生判定値を記憶している。強電系に地絡が発生している場合には、パルス信号を矩形波パルス発生部２１で発生させても、地絡が発生していない時の測定電圧振幅値よりも、Ａ／Ｄ変換部２２から入力する測定電圧振幅値が小さくなる。従って、地絡検知部２３では、Ａ／Ｄ変換部２２から入力した測定電圧振幅値と、メモリに記憶しておいた所定の地絡発生判定値とを比較して、強電系に地絡が発生しているか否かを判定する。
【００１９】
また、地絡検知部２３には、図示しないメモリが備えられており、当該メモリに、Ａ／Ｄ変換部２２から入力された測定電圧振幅値と比較されて地絡発生の有無を判定することができる地絡発生判定範囲を記憶している。例えば燃料電池の発電電力を強電電池２に充電して、強電負荷３に供給する車両電装システムにおける強電系の回路において、例えば車両の大きな挙動によって燃料電池発電時に生成される水が強電回路の一部に漏れ出すことがある。このような状況となると、強電回路の一部に静電容量ＣＬが発生し、地絡検出装置１のＡ／Ｄ変換部２２に入力する入力電圧値が、図２（ａ）の波形から整形されて図２（ｂ）に示すように０以下となり、地絡発生判定範囲（Ａ／Ｄ変換部２２が測定可能な電圧である０以上Ｅ’以下の範囲）を超えて、正確に入力電圧の振幅値の検知ができなくなる。
【００２０】
これに対し、Ａ／Ｄ変換部２２に入力する入力電圧値が、図３（ｂ）に示すように、地絡発生判定範囲の上限値Ｅ’を超えた場合、地絡検知部２３は、図３（ａ）に示すように、矩形波パルス発生部２１から出力するパルス信号の周波数を低下させ、パルス信号の振幅値を時刻ｔ１１〜ｔ１２に亘って０（低電圧側）で固定させる。これによって、カップリングコンデンサＣａ及びコンデンサＣの静電容量は開放されて、測定点Ａの電圧が下がり、Ａ／Ｄ変換部２２に供給される入力電圧値を、時刻ｔ２１〜時刻ｔ２２に亘って次第に低下させて地絡発生判定範囲内（すなわち上限値Ｅ’以下）とすることができる。
【００２１】
一方、Ａ／Ｄ変換部２２に入力する入力電圧値が、図４（ｂ）に示すように、地絡発生判定範囲の下限値０を超えて下回った場合、地絡検知部２３は、図４（ａ）に示すように、矩形波パルス発生部２１から出力するパルス信号の周波数を低下させ、パルス信号の振幅値を時刻ｔ１１〜ｔ１２に亘ってＥ（高電圧側）で固定させる。これによって、カップリングコンデンサＣａ及びコンデンサＣの静電容量が増加して、測定点Ａの電圧が上がり、Ａ／Ｄ変換部２２に供給される入力電圧値を、時刻ｔ３１〜時刻ｔ３２に亘って次第に上昇させて地絡発生判定範囲内（すなわち下限値０以上）とすることができる。
【００２２】
つぎに、このように構成された地絡検出装置１において、入力電圧の振幅値が地絡発生判定範囲を超えた時の動作について図５のフローチャートを参照して説明する。
【００２３】
この動作は、先ず、ステップＳ１において、矩形波パルス発生部２１から測定点Ａに通常の５〜２０Ｈｚ程度の地絡発生を診断するパルス信号を出力させ、ステップＳ２において、地絡検知部２３により、Ａ／Ｄ変換部２２から入力した測定電圧の振幅値が所定の地絡発生判定値よりも小さいか否かを判定する地絡検知動作を行う。
【００２４】
次に地絡検知部２３は、ステップＳ３において、ステップＳ２で検知した測定電圧が、地絡発生判定範囲の上限値Ｅ’に張り付いているか（すなわち測定電圧が上限値Ｅ’となっているか）否かを判定することによって、入力電圧が地絡発生判定範囲の上限値Ｅ’を超えているか否かを判定し、更に、ステップＳ４において、ステップＳ２で検知した測定電圧が、地絡発生判定範囲の下限値０に張り付いているか（すなわち測定電圧下限値０となっているか）否かを判定することによって、入力電圧が地絡発生判定範囲の下限値０より小さくなっているか否かを判定する。入力電圧が地絡発生判定範囲内であり、ステップＳ３及びステップＳ４が共に、「Ｎｏ」と判定された場合には、ステップＳ１に処理を戻して、地絡検知を継続する。
【００２５】
入力電圧が地絡発生判定範囲の上限値Ｅ’を超えていると判定した場合には、ステップＳ５以降に処理を進め、入力電圧が地絡発生判定範囲の下限値０より小さく張り付いていると判定した場合には、ステップＳ１６以降に処理を進める。
【００２６】
地絡検知部２３は、ステップＳ５において、矩形波パルス発生部２１から地絡検知用のパルス信号の出力を停止させ、Ａ／Ｄ変換部２２で検知された測定電圧の振幅値に対する地絡判定を停止することによって地絡判定処理をマスクする。
【００２７】
次のステップＳ６において、地絡検知部２３は、矩形波パルス発生部２１から低電圧側（Ｌ）の電圧値のパルス信号（測定電圧補正用のパルス信号（Ｌ））を出力させる。この測定電圧補正用のパルス信号（Ｌ）は、上述の図３に示したように、地絡発生判定範囲の上限Ｅ’を超えた入力電圧を地絡発生判定範囲内（すなわち０以上Ｅ’以下の範囲内）に戻すことができるような低い周波数及び出力時間が予め設定されている。
【００２８】
次に地絡検知部２３は、ステップＳ７において、地絡検知用のパルス信号を矩形波パルス発生部２１から出力させ、ステップＳ８において、再度測定電圧が地絡発生判定範囲の上限値Ｅ’に張り付いているか否かを判定し、測定電圧の上限値Ｅ’の張り付きが解消した場合にはステップＳ１に処理を戻し、解消していない場合にはステップＳ９に処理を進める。
【００２９】
ステップＳ９において、地絡検知部２３は、再度測定電圧補正用のパルス信号（Ｌ）を矩形波パルス発生部２１から出力させ、ステップＳ１０において再度測定電圧が地絡発生判定範囲の上限値Ｅ’に張り付いているか否かを判定し、測定電圧の上限値Ｅ’の張り付きが解消していない場合には、ステップＳ１２で診断カウンタのカウントアップを開始する。この診断カウンタのカウント値は、測定電圧の上限値Ｅ’の張り付きが検知されている時間を表す。一方、ステップＳ１０において、測定電圧の上限値Ｅ’の張り付きが解消した場合には、ステップＳ１１において、この診断カウンタのカウント値をクリアしてステップＳ１に処理を戻す。
【００３０】
次に地絡検知部２３は、ステップＳ１３において、ステップＳ１２でカウントアップした診断カウンタのカウント値を参照して、診断カウンタのカウント値によって測定電圧が上限値Ｅ’に張り付いている期間が所定の設定時間に達したか否かを判定する。この所定の設定時間は、測定電圧の上限値Ｅ’の張り付きの要因が、強電系における要因ではなく、地絡検出装置１の故障と判定できる時間が経験則等によって予め設定されている。地絡検知部２３は、測定電圧が上限値Ｅ’に張り付いている期間が所定の設定時間に達していない場合には、ステップＳ９からの処理を繰り返す。
【００３１】
そして、測定電圧が上限値Ｅ’に張り付いている期間が所定の設定時間に達したと判定した場合、地絡検知部２３は、ステップＳ１４において、診断カウンタのカウント値をクリアして、ステップＳ１５において、図示しないインジケータ等に地絡検出装置１が故障したことを通知する警報を行わせる。
【００３２】
また、ステップＳ４において、入力電圧が地絡発生判定範囲の下限値０を超えて下回って、測定電圧が下限に張り付いていると判定した場合、地絡検知部２３は、ステップＳ１６において、矩形波パルス発生部２１から地絡検知用のパルス信号の出力を停止させ、Ａ／Ｄ変換部２２で検知された測定電圧の振幅値に対する地絡判定を停止することによって地絡判定処理をマスクする。
【００３３】
次のステップＳ１７において、地絡検知部２３は、矩形波パルス発生部２１から高電圧側（Ｈ）の電圧値のパルス信号（測定電圧補正用のパルス信号（Ｈ））を出力させる。この測定電圧補正用のパルス信号（Ｈ）は、上述の図４に示したように、地絡発生判定範囲の下限０より小さくなった入力電圧を地絡発生判定範囲内（すなわち０以上Ｅ’以下の範囲内）に戻すことができるような低い周波数及び出力時間が予め設定されている。
【００３４】
次に地絡検知部２３は、ステップＳ１８において、地絡検知用のパルス信号を矩形波パルス発生部２１から出力させ、ステップＳ１９において、再度測定電圧が地絡発生判定範囲の下限値０に張り付いているか否かを判定し、測定電圧の下限値０の張り付きが解消した場合にはステップＳ１に処理を戻し、解消していない場合にはステップＳ２０に処理を進める。
【００３５】
ステップＳ２０において、地絡検知部２３は、再度測定電圧補正用のパルス信号（Ｈ）を矩形波パルス発生部２１から出力させ、ステップＳ２２において再度測定電圧が地絡発生判定範囲の下限値０に張り付いているか否かを判定し、測定電圧の下限値０の張り付きが解消していない場合には、ステップＳ２２で診断カウンタのカウントアップを開始する。この診断カウンタのカウント値は、測定電圧の下限値０の張り付きが検知されている時間を表す。一方ステップＳ２２において、測定電圧の下限値０の張り付きが解消した場合には、ステップＳ２１において、この診断カウンタのカウント値をクリアしてステップＳ１に処理を戻す。
【００３６】
次に地絡検知部２３は、ステップＳ２４において、ステップＳ２３でカウントアップした診断カウンタのカウント値を参照して、診断カウンタのカウント値によって測定電圧が下限値０に張り付いている期間が所定の設定時間に達したか否かを判定する。この所定の設定時間は、測定電圧の下限値０の張り付き要因が、強電系における要因でなく、地絡検出装置１の故障と判定できる時間が経験則等によって予め設定されている。地絡検知部２３は、測定電圧が下限値０に張り付いている期間が所定の設定時間に達していない場合には、ステップＳ２０からの処理を繰り返す。
【００３７】
そして、測定電圧が下限値０に張り付いている期間が所定の設定時間に達したと判定した場合、地絡検知部２３は、ステップＳ１４において、診断カウンタのカウント値をクリアして、ステップＳ１５において、図示しないインジケータ等に地絡検出装置１が故障したことを通知する警報を行わせる。
【００３８】
このように、地絡検出装置１は、測定電圧が地絡発生判定範囲の上限値Ｅ’又は下限値０に張り付く状況、すなわち入力電圧がＡ／Ｄ変換部２２の認識（読み込み）可能な電圧範囲（０以上Ｅ’以下の範囲）を超える状況となっても、入力電圧を地絡発生判定範囲内に戻すことができ、地絡検出装置１自体の故障でない限り、入力電圧を地絡発生判定範囲内とすることができる。
【００３９】
また、地絡検出装置１は、上述の図５の処理を行う構成に代えて、図６に示すように、カップリングコンデンサＣａ及びコンデンサＣの静電容量を調整できる構成を備えていても良い。この地絡検出装置１は、測定点ＡとカップリングコンデンサＣａとの間の結線に、電源３１及びスイッチ部３２を接続させ、接地端子３３及びスイッチ部３４を接続させている。この地絡検出装置１は、地絡検知部２３で測定電圧の上限値Ｅ’の張り付きを検知した場合には、スイッチ部３４を導通状態にして、カップリングコンデンサＣａ及びコンデンサＣの静電容量を接地端子３３から開放する。また、地絡検知部２３で測定電圧の下限０の張り付きを検知した場合には、スイッチ部３２を導通状態にして、カップリングコンデンサＣａ及びコンデンサＣに電源３１から充電させる。これによっても、上述と同様に、常時測定電圧を地絡発生判定範囲内とすることができる。
【００４０】
［第１実施形態の効果］
以上詳細に説明したように、本発明を適用した地絡検出装置１によれば、地絡発生判定範囲に対して測定電圧の上限張り付き又は下限張り付きが検知された場合には、矩形波パルス発生部２１で発生させるパルス信号の周波数を低下させて、入力電圧を地絡発生判定範囲内にするので、ハイパスフィルタやオフセット回路などを備えなくても、入力電圧を地絡発生判定範囲内とすることができる。したがって、安価な回路構成で安定した地絡検知を行うことができる。
【００４１】
例えば、図７（ａ）の高周波成分を含む測定点Ａの電圧波形に対して、ローパスフィルタ処理を施して図７（ｂ）の電圧波形とした場合、更に、図７（ｃ）に示すように低周波成分を除去するためにハイパスフィルタ処理を施し、且つ、図７（ｄ）に示すようにハイパスフィルタによってゲインが低下した電圧波形に対して大きなオフセットを行って測定電圧を生成する必要を無くすことができ、ハイパスフィルタを無くすことができる。
【００４２】
また、この地絡検出装置１によれば、ハイパスフィルタを無くすことによって、測定電圧の誤差を少なくすることができ、精度の高い地絡検知を行うことができる。
【００４３】
更に、この地絡検出装置１によれば、地絡発生判定範囲に対して測定電圧の上限張り付きが検知された場合には、パルス信号の周波数を低下させて、パルス信号の振幅を低電圧側で固定させるので、カップリングコンデンサＣａを放電して、測定電圧の上限張り付きを解消できる。一方、地絡発生判定範囲に対して測定電圧の下限張り付きが検知された場合には、パルス信号の周波数を低下させ、パルス信号の振幅を高電圧側で固定させるので、カップリングコンデンサＣａに充電して、測定電圧の下限張り付きを解消できる。
【００４４】
更にまた、地絡検出装置１によれば、地絡発生判定範囲に対する測定電圧の上限張り付き又は下限張り付きを解消するために、測定電圧補正用のパルス信号を出力している最中には、地絡発生の検知動作を停止させるので、測定電圧が地絡発生判定範囲の上限又は下限に近い時の測定電圧の振幅値によって、地絡発生を誤検知してしまうことを防止できる。
【００４５】
更にまた、地絡検出装置１によれば、測定電圧補正用のパルス信号を出力する動作を複数回に亘って行っても入力電圧が地絡発生判定範囲を超えている場合には、入力電圧が地絡発生判定範囲内となるまで地絡発生の検知する動作を停止させるので、入力電圧が地絡発生判定範囲を超える状況が連続した場合に、地絡検知ができる状況まで待つことができる。
【００４６】
更にまた、地絡検出装置１によれば、測定電圧補正用のパルス信号を出力する動作を複数回に亘って行って、地絡発生を検知する動作を停止させる期間が所定値を超えた場合には故障が発生したことを判定するので、測定電圧が地絡発生判定範囲の上限又は下限に張り付く状態と、地絡検出装置１の故障とを区別することができる。
【００４７】
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明を適用した地絡検出装置を含む車両電装システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明を適用した地絡検出装置の特徴を説明するための測定電圧の図であり、（ａ）は測定点Ａでの測定電圧、（ｂ）は外部ノイズ除去回路通過後の測定電圧である。
【図３】本発明を適用した地絡検出装置の特徴を説明するための測定電圧の図であり、（ａ）は矩形波パルス発生部から出力する測定電圧、（ｂ）は地絡発生判定範囲の上限張り付きが解消される測定電圧である。
【図４】本発明を適用した地絡検出装置の特徴を説明するための測定電圧の図であり、（ａ）は矩形波パルス発生部から出力する測定電圧、（ｂ）は地絡発生判定範囲の下限張り付きが解消される測定電圧である。
【図５】本発明を適用した地絡検出装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明を適用した地絡検出装置を含む車両電装システムの他の構成を示すブロック図である。
【図７】比較例としての測定電圧の図であり、（ａ）は測定点Ａでの測定電圧、（ｂ）はローパスフィルタ通過後の測定電圧、（ｃ）はハイパスフィルタ通過後の測定電圧、（ｄ）はオフセット重畳回路通過後の測定電圧である。
【符号の説明】
【００４９】
１  地絡検出装置
２  強電電池
３  強電負荷
４  スイッチ回路
１１  制御回路
１２，１４  増幅回路
１３  外部ノイズ除去回路
２１  矩形波パルス発生部
２２  変換部
２３  地絡検知部
３１  電源
３２，３４  スイッチ部
３３  接地端子
【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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