(57)【要約】【課題】接続部材外れ検知装置で漏電が発生しても、誤検知を防止する。【解決手段】接続部材外れ検知装置１は安全プラグ１５(接続部材)が外れているか否かを検知する。安全プラグ１５は電池からの電力を伝送する電力配線１３ｃ，１３ｄの接続に用いられる。安全プラグ１５が外れていなければ信号配線３９ａと信号配線３９ｂとが接続される。安全プラグ１５が外れていれば信号配線３９ａと信号配線３９ｂとの接続が遮断される。安全プラグ１５が外れていなければテスト信号発生部３１で発生した矩形波信号(テスト信号)はテスト信号検出部３３に到達する。安全プラグ１５が外れていれば矩形波信号はテスト信号検出部に到達しない。接続部材外れ判定部３７はテスト信号検出部３３で検出される信号を基にして安全プラグ１５が外れているか否かを判定する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池からの電力を伝送する電力配線の接続に用いられる接続部材が外れているか否かを検知する接続部材外れ検知装置であって、
波形が時間により変化するテスト信号を伝送可能な信号配線と接続可能であり、前記テスト信号を検出するテスト信号検出部を備え、
前記接続部材は前記信号配線の接続にも用いられており、前記接続部材が外れていれば前記電力配線及び前記信号配線の接続がそれぞれ遮断され、前記接続部材が外れていなければ前記電力配線及び前記信号配線がそれぞれ接続されており、
前記テスト信号検出部で検出される信号について、波形が時間により変化していれば前記接続部材が外れていないと判定し、波形が時間により変化していなければ前記接続部材が外れていると判定する接続部材外れ判定部を備える接続部材外れ検知装置。
【請求項２】
前記テスト信号検出部で検出される信号のレベルを基にして、前記接続部材外れ検知装置に漏電が発生しているか否かを判定する漏電判定部を備える請求項１に記載の接続部材外れ検知装置。
【請求項３】
前記漏電判定部は、前記テスト信号検出部で検出される信号のレベルを基にして、電源側に漏電しているのか、又は接地側に漏電しているのかを判定する請求項２に記載の接続部材外れ検知装置。
【請求項４】
前記テスト信号検出部と前記接続部材との間の前記信号配線に、所定のインピーダンスを介して基準電圧を印加する基準電圧生成部を備える請求項２又は３に記載の接続部材外れ検知装置。
【請求項５】
波形が時間により変化する漏電テスト信号を用いて漏電を検知する漏電検知装置の前記漏電テスト信号を前記テスト信号とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の接続部材外れ検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電池からの電力を伝送する電力配線の接続に用いられる接続部材が外れているか否かを検知する接続部材外れ検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車、ハイブリッド自動車等の走行にはモータが利用される。これらの車両をモータで走行させるには高電圧が必要である。このため、複数のセルを接続した組電池、又は複数の組電池が、モータを駆動させる電池として用いられる。組電池と負荷(例えばモータ)との接続、組電池どうしの接続には電力配線が利用される。
【０００３】
電力配線には電力配線どうしを接続する接続部材が適宜設けられている。接続部材は安全プラグ、コネクタ等と称される。接続部材が外れれば、その箇所で電力配線が遮断される。接続部材が外れていなければ、その箇所では電力配線が接続されている。
【０００４】
電池又は電力配線の修理・メンテナンスでは作業者及び乗員の安全性を確保するために、作業者によって接続部材が外される。接続部材を外すことにより、電力配線が遮断されるが、その箇所では電力配線の端子が露出しているので、端子まで電力が供給されると危険である。そのため、接続部材外れ検知装置を設けて、接続部材が外れたことを検知すれば、リレー等のスイッチをオフさせる制御をして電池からの電力が電力配線に供給されないようにしている。
【０００５】
接続部材外れ検知装置として、定電流回路と、この回路から出力される定電流により生じる電圧を検出可能な信号検出回路と、を備え、接続部材である安全プラグが外れれば定電流回路と信号検出回路とが遮断され、安全プラグが外れていなければ定電流回路と信号検出回路とを接続する構成を有する装置が提案されている(例えば、特許文献１参照)。この装置では安全プラグが外れると、信号検出回路が設定電圧より小さい定電圧を検出し、安全プラグが外れていないと、信号検出回路が設定電圧より大きい定電圧を検出するようにされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２６８２１１号公報(段落００２４〜段落００２７、図５)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように接続部材外れ検知装置によって、接続部材が外れていると検知されれば、安全確保のために電池からの電力が電力配線に供給されないようにしている。さらに、車両の走行中に接続部材が外れていると検知されれば、安全確保のために車両を強制的に停止させるシステムがある。
【０００８】
接続部材外れ検知装置が誤検知をすれば、次の問題が生じる。接続部材が外れているのに、外れていないと検知すれば、接続部材が外れている箇所では高電圧の電力配線の端子が露出しているので、危険である。一方、接続部材が外れていないのに、外れていると検知すれば、車両が強制的に停止させられる。
【０００９】
上述した先行技術では信号検出回路で検出される定電圧を用いて、接続部材が外れているか否かの判定をしているので、接続部材外れ検知装置に漏電が発生した場合、誤検知する可能性がある。
【００１０】
本発明は接続部材外れ検知装置で漏電が発生しても、接続部材が外れているか否かの検知を誤らないようにすることができる接続部材外れ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】
【００１１】
上記目的を達成する本発明の一の局面に係る接続部材外れ検知装置は、電池からの電力を伝送する電力配線の接続に用いられる接続部材が外れているか否かを検知する接続部材外れ検知装置であって、波形が時間により変化するテスト信号を伝送可能な信号配線と接続可能であり、前記テスト信号を検出するテスト信号検出部を備え、前記接続部材は前記信号配線の接続にも用いられており、前記接続部材が外れていれば前記電力配線及び前記信号配線の接続がそれぞれ遮断され、前記接続部材が外れていなければ前記電力配線及び前記信号配線がそれぞれ接続されており、前記テスト信号検出部で検出される信号について、波形が時間により変化していれば前記接続部材が外れていないと判定し、波形が時間により変化していなければ前記接続部材が外れていると判定する接続部材外れ判定部を備える。
【００１２】
本発明では波形が時間により変化するテスト信号を信号配線に流す信号として用いている。このため漏電が発生しているか否かにかかわらず、接続部材が外れている場合と外れていない場合とでテスト信号検出部で検出される信号の波形が異なる。すなわち、接続部材が外れていればテスト信号はテスト信号検出部に到達しないので、テスト信号検出部で検出される信号は波形が時間により変化していない。これに対して、接続部材が外れていなければ、テスト信号はテスト信号検出部に到達するので、テスト信号検出部で検出される信号は波形が時間により変化したものとなる。従って、本発明によれば接続部材外れ検知装置に漏電が発生しても、誤検知を防止することができる。
【００１３】
上記構成において、前記テスト信号検出部で検出される信号のレベルを基にして、前記接続部材外れ検知装置に漏電が発生しているか否かを判定する漏電判定部を備えることができる。
【００１４】
この構成によれば、接続部材外れ検知装置が正常な場合と漏電が発生している場合とで、テスト信号検出部で検出される信号のレベルが異なることを利用して、接続部材外れ検知装置に漏電が発生しているか否かを検知する。
【００１５】
上記構成において、前記漏電判定部は、前記テスト信号検出部で検出される信号のレベルを基にして、電源側に漏電しているのか、又は接地側に漏電しているのかを判定することができる。
【００１６】
この構成によれば、電源側に漏電している場合と接地側に漏電している場合とで、テスト信号検出部で検出される信号のレベルが異なることを利用して、電源側に漏電しているのか、又は接地側に漏電しているのかを検知している。従って接続部材外れ検知装置に漏電が発生した場合、電源側への漏電か、接地側への漏電かを区別することができる。
【００１７】
上記構成において、前記テスト信号検出部と前記接続部材との間の前記信号配線に、所定のインピーダンスを介して基準電圧を印加する基準電圧生成部を備えることができる。
【００１８】
この構成によれば、信号配線を流れる信号に基準電圧が重畳されるので、その信号のレベルが接地の電位より高い電圧に持ち上げられる。このため接続部材が外れることによりテスト信号検出部にテスト信号が到達しない場合において、接続部材外れ検知装置が正常な場合と接地側への漏電が発生している場合とを区別することができる。
【００１９】
上記構成において、波形が時間により変化する漏電テスト信号を用いて漏電を検知する漏電検知装置の前記漏電テスト信号を前記テスト信号とすることができる。
【００２０】
接続部材外れ検知装置で用いるテスト信号と漏電検知装置で用いる漏電テスト信号とは、共に波形が時間により変化する信号である。この構成によれば、漏電テスト信号をテスト信号として利用している。従って接続部材外れ検知装置にテスト信号発生部を設ける必要がなくなるので、接続部材外れ検知装置のサイズを小さくすること及びコストを下げることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば接続部材外れ検知装置で漏電が発生しても、接続部材が外れているか否かの検知を誤らないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態に係る接続部材外れ検知装置を備えた車両用電源のブロック図である。
【図２】比較例に係る接続部材外れ検知装置のブロック図である。
【図３】比較例において検出部で検出される電圧を示すグラフである。
【図４】比較例において漏電発生時に検出部で検出される電圧を示すグラフである。
【図５】本実施形態に係る接続部材外れ検知装置のブロック図である。
【図６】本実施形態においてテスト信号発生部で発生させられるテスト信号の一例を示す波形図である。
【図７】本実施形態においてテスト信号検出部で検出される電圧を示すグラフである。
【図８】本実施形態に係る接続部材外れ装置の動作を説明するフローチャートである。
【図９】漏電検知装置の一例のブロック図である。
【図１０】変形例に係る接続部材外れ検知装置のブロック図である。
【図１１】変形例においてテスト信号検出部で検出される電圧を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本実施形態に係る接続部材外れ検知装置１を備えた車両用電源３のブロック図である。車両用電源３は電気自動車、ハイブリッド自動車等の走行に利用されるモータ７を駆動させる電源である。車両用電源３は直流電力をインバータ回路部５に供給する。直流電力はインバータ回路部５で交流電力に変換されてモータ７が駆動される。
【００２４】
車両用電源３は組電池１１ａ，１１ｂ、電力配線１３ａ〜１３ｄ、安全プラグ(接続部材の一例)１５、電池ＥＣＵ(Electronic Control Unit)１７、リレー１９及び接続部材外れ検知装置１を備える。これらは容器２１に収容されて電池パックにされている。組電池１１ａ，１１ｂを総称して組電池１１と表記する。電力配線１３ａ〜１３ｄを総称して電力配線１３と表記する。
【００２５】
組電池１１は複数のセル(単電池)２３を直列に接続、又は並列に接続、又は直列と並列とを組み合わせて接続した構成を有する。本実施形態に係る組電池１１は複数のセル２３を直列に接続した構成を有する。
【００２６】
セル２３は二次電池である。二次電池としては、例えばリチウムイオン二次電池が用いられる。なお、二次電池はリチウムイオン二次電池に限られず、例えばニッケル水素二次電池、ニッケルカドミウム二次電池等、種々の二次電池を用いることができる。
【００２７】
複数(図１では２つ)の組電池１１を直列に接続したものが、インバータ回路部５に直流電力を供給する電池となる。電池ＥＣＵ１７は電池の残存量の算出、電池に異常が発生したかの監視等を実行する。
【００２８】
電力配線１３は電池からの電力を伝送する。電力配線１３ａは組電池１１ａのプラス端子とインバータ回路部５とを接続し、電力配線１３ｂは組電池１１ｂのマイナス端子とインバータ回路部５とを接続する。容器２１には４つの端子２５ａ〜２５ｄを支持する端子台(図示せず)が設けられている。電力配線１３ｃは端子２５ａと組電池１１ａのマイナス端子とを接続する。電力配線１３ｄは端子２５ｂと組電池１１ｂのプラス端子とを接続する。端子２５ｃ，２５ｄは後で説明する接続部材外れ検知装置１との接続に用いられる。
【００２９】
安全プラグ１５が外れていないと(言い換えれば差し込まれていると)、端子２５ａと端子２５ｂとが接続されるので、電力配線１３ｃと電力配線１３ｄとが接続される。従って２つの組電池１１が直列に接続される。一方、安全プラグ１５が外れると(言い換えれば引き抜かれると)、端子２５ａと端子２５ｂとの接続が遮断されるので、電力配線１３ｃと電力配線１３ｄとの接続が遮断される。従って２つの組電池１１の直列接続が遮断される。図１では安全プラグ１５が外れていない状態を示している。
【００３０】
接続部材外れ検知装置１はテスト信号発生部３１、テスト信号検出部３３、接続部材外れ判定部３５及び漏電判定部３７を備える。テスト信号発生部３１は信号配線３９ａによって端子２５ｃに接続されている。テスト信号検出部３３は信号配線３９ｂによって端子２５ｄに接続されている。信号配線３９ａ，３９ｂを総称して信号配線３９と表記する。
【００３１】
テスト信号発生部３１は波形が時間により変化するテスト信号を発生させる。信号配線３９はテスト信号を伝送する。テスト信号検出部３３はテスト信号発生部３１で発生し、信号配線３９を流れたテスト信号を検出する。
【００３２】
安全プラグ１５が外れていないと、端子２５ｃと端子２５ｄが接続されるので、信号配線３９ａと信号配線３９ｂが接続される。従ってテスト信号発生部３１で生成されたテスト信号はテスト信号検出部３３で検出することができる。安全プラグ１５が外れると、端子２５ｃと端子２５ｄとの接続が遮断されるので、信号配線３９ａと信号配線３９ｂとの接続が遮断される。従ってテスト信号発生部３１で生成されたテスト信号はテスト信号検出部３３で検出することができない。
【００３３】
接続部材外れ判定部３５はテスト信号検出部３３でテスト信号が検出されれば安全プラグ１５が外れていないと判定し、テスト信号検出部３３でテスト信号が検出されず、一定電圧が検出されれば安全プラグ１５が外れていると判定する。言い換えれば、接続部材外れ判定部３５はテスト信号検出部３３で検出される信号について、波形が時間により変化していれば安全プラグ１５が外れていないと判定し、波形が時間により変化していなければ安全プラグ１５が外れていると判定する。
【００３４】
漏電判定部３７はテスト信号検出部３３で検出される信号のレベルを基にして、接続部材外れ検知装置１に漏電が発生しているか否かを判定する。
【００３５】
接続部材外れ判定部３５で判定された安全プラグ１５が外れているか否かの情報及び漏電判定部３７で判定された漏電が発生しているか否かの情報は、電池ＥＣＵ１７に送られる。電池ＥＣＵ１７はそれらの情報を車両の計器盤１０１の制御部１０３に送る。制御部１０３は計器盤１０１に備えられる表示部１０５に、安全プラグ１５が外れているか否か及び接続部材外れ検知装置１に漏電が発生しているか否かを表示させる。
【００３６】
リレー１９は電力配線１３の遮断に用いられる。接続部材外れ判定部３５が、安全プラグ１５が外れていると判定すれば、電池ＥＣＵ１７はリレー１９をオフさせる制御をして電力配線１３ａ，１３ｂを遮断する。
【００３７】
本実施形態に係る接続部材外れ検知装置１を理解する前提として、比較例を説明する。図２は比較例に係る接続部材外れ検知装置５１のブロック図である。接続部材外れ検知装置５１は電流源５３、検出部５５及び抵抗５７を備える。電流源５３は信号配線３９ａによって端子２５ｃと接続されている。検出部５５は信号配線３９ｂによって端子２５ｄと接続されている。電流源５３は定電流を生成する。定電流が抵抗５７に流れると抵抗５７の両端で電圧降下が生じ、その電圧Ｖ１が検出部５５で検出される。
【００３８】
安全プラグ１５が外れていなければ、電流源５３と検出部５５とで構成される回路が閉じられる。このため定電流が抵抗５７に流れて、電圧降下が生じ、検出部で定電圧Ｖ１が検出される。一方、安全プラグ１５が外れていれば、電流源５３と検出部５５とで構成される回路が開かれる。このため抵抗５７には定電流が流れないので、電圧降下が生じず、検出部で０Ｖの定電圧が検出される。
【００３９】
よって図３に示すように、電圧Ｖ１より小さい閾値電圧Ｖｔｈを予め設定し、検出部５５で検出された電圧がＶｔｈ以上であれば、電流源５３と検出部５５とで構成される回路が閉じられていると判定して、安全プラグ１５が外れていないと検知する。これに対して、検出部５５で検出された電圧がＶｔｈより小さければ、その回路が開かれていると判定して、安全プラグ１５が外れていると検知する。
【００４０】
このように比較例では接続部材外れ検知装置５１が正常であれば、安全プラグ１５が外れているか否かを誤検知しないが、接続部材外れ検知装置５１に漏電が発生、具体的には信号配線３９ｂに漏電が発生すれば誤検知することがある。これについて図４を用いて説明する。図４は検出部５５で検出される電圧を示すグラフであり、縦軸は検出部５５で検出される電圧を示し、横軸は時間を示す。(Ａ)は電流源５３と検出部５５とで構成される回路が開かれている場合であり、(Ｂ)はその回路が閉じられている場合である。
【００４１】
信号配線３９の被覆が劣化すると、信号配線３９が水で濡れる等の原因で漏電する。この漏電では数十ｋΩの抵抗で、図２に示すように信号配線３９は電源５９と接続され又は接地される。電源５９は各種目的で車両に設けられている電源を意味する。電源５９側への漏電、すなわち信号配線３９ｂに漏電が発生して電源５９からの電流が信号配線３９ｂに流れることを、図では「ＶＢＢ漏電」と表記する。接地側への漏電、すなわち信号配線３９ｂに漏電が発生して信号配線３９ｂの電流が接地に流れることを、「ＧＮＤ漏電」と表記する。
【００４２】
ＶＢＢ漏電が発生したとする。図４(Ａ)に示す回路が開かれている場合、電源５９からの電流が抵抗５７に流れて、電圧降下が生じ、０Ｖより大きい「ＶＢＢ漏電」で示す一定電圧が検出部５５で検出される。この一定電圧は信号配線３９ｂと電源５９との間の抵抗に応じて値が変わり、閾値電圧Ｖｔｈよりも大きくなることがある。これにより、回路が開かれているのに、回路が閉じられていると判定され、この結果、安全プラグ１５が外されていないと誤検知される。従って、安全プラグ１５が外れている箇所では高電圧の電力配線２５の端子が露出しているので、危険である。
【００４３】
ＧＮＤ漏電が発生したとする。図４(Ｂ)に示す回路が閉じられている場合、信号配線３９ｂの電流が接地にも流れて、抵抗５７に流れる量が少なくなる。このため、「正常」で示す電圧(つまり電圧Ｖ１)よりも小さい「ＧＮＤ漏電」で示す一定電圧が検出部５５で検出される。この一定電圧は信号配線３９ｂと接地との間の抵抗に応じて値が変わり、閾値電圧Ｖｔｈよりも小さくなることがある。これにより、回路が閉じられているのに、回路が開かれていると判定され、この結果、安全プラグ１５が外れていると誤検知される。従って、車両が走行中であれば、安全確保のために、車両を強制的に停止する制御がされる。
【００４４】
比較例において、回路が開かれている場合のＶＢＢ漏電、回路が閉じられている場合のＶＢＢ漏電、回路が閉じられている場合のＧＮＤ漏電のそれぞれについての一定電圧を予め求めておき、検出部５５で検出された一定電圧がいずれに該当するかを判定して、誤検知をなくすことが考えられる。しかし、上記それぞれの一定電圧は、信号配線３９ｂと接地との間の抵抗、信号配線３９ｂと電源５９との間の抵抗に応じて値が変わる。従って、例えば回路が開かれている場合のＶＢＢ漏電の一定電圧の範囲と、回路が閉じられている場合のＶＢＢ漏電の一定電圧の範囲とが重なることがある。よって、誤検知をなくすことはできない。
【００４５】
また、比較例では図４(Ａ)に示す回路が開かれている場合、接続部材外れ検知装置５１が正常の場合とＧＮＤ漏電の場合とでは、いずれも検出部５５で０Ｖの一定電圧が検出される。従って、接続部材外れ検知装置５１が正常な場合とＧＮＤ漏電の場合とを区別することができない。
【００４６】
次に、本実施形態に係る接続部材外れ検知装置１について説明する。図５は接続部材外れ検知装置１のブロック図である。接続部材外れ検知装置１はテスト信号発生部３１、テスト信号検出部３３、接続部材外れ判定部３５、漏電判定部３７及び基準電圧生成部４１を備える。これらの要素に関して、図１で既に説明している内容については説明を省略する。テスト信号発生部３１は図６に示すような矩形波信号を発生させる。矩形波信号は波形が時間により変化するテスト信号の一例である。
【００４７】
基準電圧生成部４１はテスト信号検出部３３と安全プラグ１５との間の信号配線３９ｂに基準電圧Ｖｒを印加する。詳細に説明すると、テスト信号検出部３３付近において、信号配線３９ｂは基準電圧生成部４１の配線と接続されている。その配線と信号配線３９ｂとの接続部４３が基準電圧Ｖｒに設定される。基準電圧生成部４１は電源４５と接続部４３との間に接続された抵抗４７、及び、接続部４３と接地との間に接続された抵抗４９を備える。抵抗４７，４９の値を変えることにより、基準電圧Ｖｒを調整することができる。図６に示す矩形波信号(テスト信号)は基準電圧Ｖｒが重畳されてテスト信号検出部３３で検出される。
【００４８】
テスト信号検出部３３で検出される電圧について説明する。図７はテスト信号検出部３３で検出される電圧を示すグラフであり、縦軸はテスト信号検出部３３で検出される電圧を示し、横軸は時間を示す。(Ａ)はテスト信号発生部３１とテスト信号検出部３３とで構成される回路が開かれている場合であり、(Ｂ)はその回路が閉じられている場合である。
【００４９】
回路が開かれている場合、テスト信号はテスト信号検出部３３に到達しない。接続部材外れ検出装置１が正常であれば、「正常」で示す一定電圧がテスト信号検出部３３で検出される。この一定電圧は基準電圧Ｖｒと等しい。一方、ＶＢＢ漏電が発生すれば、電源５９からの電流が信号配線３９ｂに流れる。このため、テスト信号検出部３３は基準電圧Ｖｒよりも大きい、「ＶＢＢ漏電」で示す一定電圧を検出する。ＧＮＤ漏電が発生すれば、信号配線３９ｂの電流は接地側にも流れる。このため、テスト信号検出部３３は基準電圧Ｖｒよりも小さい、「ＧＮＤ漏電」で示す一定電圧を検出する。
【００５０】
一方、回路が閉じられている場合、テスト信号がテスト信号検出部３３に到達する。接続部材外れ検出装置１が正常であれは「正常」で示す矩形波信号がテスト信号検出部３３で検出される。この矩形波信号はテスト信号に基準電圧Ｖｒを重畳したものである。ＶＢＢ漏電が発生すれば、電源５９からの電流が信号配線３９ｂに流れる。このため、テスト信号検出部３３は「正常」で示す矩形波信号よりも大きい、「ＶＢＢ漏電」で示す矩形波信号を検出する。ＧＮＤ漏電が発生すれば、信号配線３９ｂの電流は接地側にも流れる。このため、テスト信号検出部３３は「正常」で示す矩形波信号よりも小さい、「ＧＮＤ漏電」で示す矩形波信号を検出する。
【００５１】
以上説明したように、テスト信号として矩形波信号を用いることにより、接続部材外れ検知装置１に漏電が発生しても、テスト信号発生部３１とテスト信号検出部３３とで構成される回路が開かれている場合は一定電圧が検出され、その回路が閉じられている場合は矩形波信号が検出される。また、回路が開かれている場合、「正常」で示す一定電圧、「ＶＢＢ漏電」で示す一定電圧、「ＧＮＤ漏電」で示す一定電圧が、それぞれレベルが異なるので、接続部材外れ検知装置１が正常な場合、ＶＢＢ漏電が発生している場合、ＧＮＤ漏電が発生している場合を区別できる。同様に、回路が閉じられている場合、「正常」で示す矩形波信号、「ＶＢＢ漏電」で示す矩形波信号、「ＧＮＤ漏電」で示す矩形波信号が、それぞれレベルが異なるので、接続部材外れ検知装置１が正常な場合、ＶＢＢ漏電が発生している場合、ＧＮＤ漏電が発生している場合を区別できる。
【００５２】
次に、本実施形態に係る接続部材外れ検知装置１の動作を説明する。図８はこの動作を説明するフローチャートである。テスト信号発生部３１が図６に示すテスト信号を発生させる(ステップＳ１)。接続部材外れ判定部３５はテスト信号検出部３３で検出される信号に矩形波成分(交流成分)が含まれているか判断する(ステップＳ３)。接続部材外れ判定部３５が、その信号に矩形波成分が含まれていると判断しなければ(ステップＳ３でＮｏ)、図７(Ａ)で説明したようにテスト信号発生部３１とテスト信号検出部３３とで構成される回路が開いている。よって、接続部材外れ判定部３５は安全プラグ１５が外れていると判定し(ステップＳ５)、その旨の信号を電池ＥＣＵ１７に送る。電池ＥＣＵ１７はリレー１９をオフにする制御をして(ステップＳ７)、電池からの電力が電力配線１３に供給されないようにする。また、電池ＥＣＵ１７は安全プラグ１５が外れている旨の信号を制御部１０３に送る。制御部１０３は表示部１０５に、安全プラグ１５が外れている警告を表示させる(ステップＳ９)。
【００５３】
漏電判定部３７はテスト信号検出部３３で検出される信号の電圧が、図７(Ａ)に示す正常電圧(基準電圧Ｖｒ)を含む予め定められた範囲より大きいか判断する(ステップＳ１１)。漏電判定部３７が、テスト信号検出部３３で検出される信号の電圧が上記予め定められた範囲より大きいと判断しなければ(ステップＳ１１でＮｏ)、漏電判定部３７はその信号の電圧が、上記予め定められた範囲より小さいか判断する(ステップＳ１３)。漏電判定部３７が、その信号の電圧が上記予め定められた範囲より小さいと判断しなければ(ステップＳ１３でＮｏ)、接続部材外れ検知装置１は正常なので、漏電判定部３７は接続部材外れ検知装置１で漏電が発生していないと判定する(ステップＳ１５)。
【００５４】
これに対して、漏電判定部３７が、テスト信号検出部３３で検出される信号の電圧が上記予め定められた範囲より大きいと判断すれば(ステップＳ１１でＹｅｓ)、図７(Ａ)に示すＶＢＢ漏電が発生していると判定する(ステップＳ１７)。図１に示す制御部１０３は表示部１０５に、ＶＢＢ漏電が発生している警告の表示をさせる(ステップＳ１９)。
【００５５】
漏電判定部３７が、テスト信号検出部３３で検出される信号の電圧が上記予め定められた範囲より小さいと判断すれば(ステップＳ１３でＹｅｓ)、図７(Ａ)に示すＧＮＤ漏電が発生していると判定する(ステップＳ２１)。これにより、図１に示す制御部１０３は表示部１０５に、ＧＮＤ漏電が発生している警告の表示をさせる(ステップＳ２３)。
【００５６】
一方、接続部材外れ判定部３５が、テスト信号検出部３３で検出される信号に矩形波成分が含まれていると判断すれば(ステップＳ３でＹｅｓ)、図７(Ｂ)で説明したようにテスト信号発生部３１とテスト信号検出部３３とで構成される回路が閉じている。よって、接続部材外れ判定部３５は安全プラグ１５が外れていないと判定する(ステップＳ２５)。
【００５７】
そして、接続部材外れ検知装置１に漏電が発生しているか判断するために、ステップＳ１１へ進む。ここでは、漏電判定部３７において、テスト信号検出部３３で検出される信号の直流成分の電圧が、基準電圧Ｖｒを含む予め定められた範囲より大きいか否か(ステップＳ１１)及び小さいか否か(ステップＳ１３)を判断する。テスト信号検出部３３で検出される信号を、例えば積分器で平均化することにより、直流成分の電圧が得られる。
【００５８】
本実施形態の主な効果を説明する。
【００５９】
本実施形態では図６に示すように、信号配線３９に流すテスト信号として矩形波信号を用いている。このため図７で説明したように信号配線３９ｂに漏電が発生しているか否かにかかわらず、安全プラグ１５が外れている場合と外れていない場合とでテスト信号検出部３３で検出される信号の波形が異なる。すなわち、安全プラグ１５が外れていればテスト信号はテスト信号検出部３３に到達しないので、図７(Ａ)に示すようにテスト信号検出部３３で検出される信号は一定である(波形が時間により変化していない)。これに対して、安全プラグ１５が外れていなければ、テスト信号はテスト信号検出部３３に到達するので、図７(Ｂ)に示すようにテスト信号検出部３３で検出される信号は矩形波である(波形が時間により変化したものとなる)。従って、本実施形態によれば接続部材外れ検知装置１に漏電が発生しても、誤検知を防止することができる。なお、テスト信号としては、矩形波信号に限らず、波形が時間により変化する信号(例えば正弦波、のこぎり波)であればよい。
【００６０】
さらに、本実施形態によれば、ステップＳ１１，Ｓ１３で説明したように、漏電判定部３７が、テスト信号検出部３３で検出される信号のレベルを基にして、電源側に漏電しているのか、又は接地側に漏電しているのかを判定する。これは、電源側に漏電している場合と接地側に漏電している場合とで、テスト信号検出部３３で検出される信号のレベルが異なることを利用したものである。従って本実施形態によれば、ステップＳ１９，Ｓ２３で説明したように、電源側に漏電が発生しているのか、接地側に漏電が発生していのか区別して報知することができる。よって、接続部材外れ検知装置１に漏電が発生して修理する際に参考にすることができる。また、接続部材外れ検知装置１に漏電が発生しても、安全プラグ１５が外れているか否かを誤検知しないので、安全プラグ１５が外れていない場合(ステップＳ２５)は、ステップＳ１９，Ｓ２３で説明した表示をさせて、車両を走行させることができる。
【００６１】
電源側への漏電か、又は接地側への漏電かは、例えば次の(１)又は(２)の方法で判定することができる。(１)漏電判定部３７は接続部材外れ検知装置１が正常な場合においてテスト信号検出部３３で検出される信号のレベルの範囲を予め記憶している。テスト信号検出部３３で検出される信号のレベルがその範囲より上であれば、電源側への漏電が発生していると判定する。テスト信号検出部３３で検出される信号のレベルがその範囲より下であれば、接地側へ漏電が発生していると判定する。(２)漏電判定部３７は電源側への漏電が発生している場合及び接地側への漏電が発生している場合において、それぞれテスト信号検出部３３で検出される信号のレベルの範囲を予め記憶している。テスト信号検出部３３で検出される信号のレベルが、電源側への漏電が発生している場合の上記範囲に含まれれば、電源側への漏電が発生していると判定する。テスト信号検出部３３で検出される信号のレベルが、接地側への漏電が発生している場合の上記範囲に含まれれば、接地側への漏電が発生していると判定する。
【００６２】
また、本実施形態によれば、図５で説明したように基準電圧生成部４１が、テスト信号検出部３３と安全プラグ１５との間の信号配線３９ｂに、抵抗４７，４９(所定のインピーダンスの一例)を介して基準電圧Ｖｒを印加している。これにより、信号配線３９ｂを流れる信号に基準電圧Ｖｒが重畳されるので、その信号のレベルが接地の電位より高い電圧に持ち上げられる。その結果、図７(Ａ)に示すように、安全プラグ１５が外れることによりテスト信号検出部３３にテスト信号が到達しない場合において、接続部材外れ検知装置１が正常な場合と接地側への漏電が発生している場合とを区別することができる。
【００６３】
次に、本実施形態の変形例について説明する。変形例では漏電検知装置で用いられる漏電テスト信号をテスト信号として用いる。図９は漏電検知装置７１の一例のブロック図である。電気自動車、ハイブリッド自動車等の車両には漏電を検知するための漏電検知装置７１が設けられている。
【００６４】
漏電検知装置７１はマイクロコンピュータ７３、抵抗７５及びコンデンサ７７を備える。マイクロコンピュータ７３は信号発生部７９及び信号検出部８１を備える。信号発生部７９は正弦波信号を発生させる。正弦波信号は波形が時間により変化する漏電テスト信号の一例である。
【００６５】
信号発生部７９で発生した漏電テスト信号は抵抗７５を流れて、信号検出部８１で検出される。抵抗７５と信号検出部８１とを接続する配線の途中にコンデンサ７７を介して配線８３が接続されている。配線８３は例えば車両の筐体８５に接続される。コンデンサ７７は筐体８５から配線８３に流れる電流から直流成分をカットする機能を有する。
【００６６】
筐体８５で漏電が発生していれば、数十キロオームの抵抗８９が配線８３に接続されていることになる。従って、信号検出部８１で検出される漏電テスト信号は、筐体８５で漏電が発生しているか否かで波形が異なる。漏電検知装置７１は信号検出部８１で検出された漏電テスト信号の波形を用いて、漏電が発生しているか否かを検知する。
【００６７】
図１０は変形例に係る接続部材外れ検知装置９１のブロック図であり、図５に示す本実施形態に係る接続部材外れ検知装置１と同じ構成については同一符号を付すことにより説明を省略する。
【００６８】
変形例では、漏電テスト信号をテスト信号として用いる。漏電テスト信号は例えば正弦波信号であり、テスト信号と同様に波形が時間により変化する信号である。変形例ではテスト信号発生部３１が設けられていない。図９に示す漏電検知装置７１の信号発生部７９で発生させられた漏電テスト信号はコンデンサ８７を介して、信号配線３９ａにも流される。
【００６９】
図１１は変形例に係る接続部材外れ検知装置９１のテスト信号検出部３３で検出される電圧を示すグラフであり、縦軸はテスト信号検出部３３で検出される電圧を示し、横軸は時間を示す。(Ａ)は信号配線３９とテスト信号検出部３３とで構成される回路が開かれている場合であり、(Ｂ)はその回路が閉じられている場合である。
【００７０】
図７に示す本実施形態に係る接続部材外れ検知装置１のテスト信号検出部３３で検出される電圧を示すグラフとは、回路が閉じられている場合において、正弦波信号が検出される点で異なる。これは、テスト信号として正弦波信号を用いているからである。
【００７１】
変形例では本実施形態と同様に、漏電が発生しているか否かに関わらず、回路が開かれている場合(図１１(Ａ))と回路が閉じられている場合(図１１(Ｂ))とで波形が異なる。また、接続部材外れ装置９１が正常な場合、ＶＢＢ漏電が発生している場合、ＧＮＤ漏電が発生している場合のそれぞれで直流成分のレベルが異なる。従って変形例に係る接続部材外れ検知装置９１は本実施形態に係る接続部材外れ検知装置１と同様の効果を得ることができる。
【００７２】
また、変形例では漏電テスト信号をテスト信号として用いるので、テスト信号発生部３１を設ける必要がなくなる。従って接続部材外れ検知装置９１のサイズを小さくすること及びコストを下げることができる。
【００７３】
本実施形態及びその変形例では接続部材として安全プラグ１５を例に説明したが、電力配線１３どうしを接続するコネクタにも適用することができる。このコネクタはハイボルテージインターロック装置を構成する要素であり、スイッチが設けられている。コネクタによって電力配線１３どうしを接続した場合、スイッチがオンし、これにより図１に示すリレー１９がオンに制御されて、電池からの電力が電力配線１３に供給可能にされる。一方、コネクタを外して電力配線１３どうしの接続を遮断した場合、スイッチがオフし、これによりリレー１９がオフに制御されて、電池からの電力が電力配線１３に供給されないようにされる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明に係る接続部材外れ検知装置は、安全プラグ、コネクタ等の外れ検知装置として、電気自動車、ハイブリッド自動車等において、好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００７５】
１  接続部材外れ検知装置
１１ａ，１１ｂ  組電池
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ  電力配線
１５  安全プラグ(接続部材の一例)
２３  セル
２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ  端子
３１  テスト信号発生部
３３  テスト信号検出部
３５  接続部材外れ判定部
３７  漏電判定部
３９ａ，３９ｂ  信号配線
４１  基準電圧生成部
７１  漏電検知装置
９１  接続部材外れ検知装置
【図１】
2012055048.tif 000003
【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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