JP2013213750A - 漏電検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自己診断終了から漏電検出再開までの時間を短縮する。
【解決手段】漏電検出装置１００は、カップリングコンデンサＣ１およびＣ３、パルス発生器２、擬似漏電回路４、メモリ５、電圧検出部６、漏電判定部７、および自己診断部８を備えている。メモリ５には、閾値α，β（α＞β）が記憶されている。漏電判定部７は、擬似漏電回路４のスイッチング素子Ｑがオフを維持している通常状態では、閾値αを用いて漏電の有無を判定する。また、漏電判定部７は、スイッチング素子Ｑがオンして、直流電源３０が擬似漏電状態となった後、スイッチング素子Ｑがオフして、擬似漏電状態が解除された場合は、一定時間が経過するまで、閾値βを用いて漏電の有無を判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば電気自動車において、直流電源の漏電を検出するために用いられる漏電検出装置に関する。

電気自動車においては、モータや車載機器を駆動するための高電圧の直流電源が搭載される。この直流電源は、グランドに接地されている車体と電気的に絶縁されている。しかしながら、何らかの原因により、直流電源と車体との間で絶縁不良や短絡等が発生した場合、直流電源からグランドへ至る経路に電流が流れ、漏電が生じる。そこで、この漏電を検出するための漏電検出装置が、直流電源に付設される。

漏電検出装置には、漏電検出を正常に行えるか否かを診断することができる、いわゆる自己診断機能を備えたものがある。後掲の特許文献１〜４には、このような自己診断機能を備えた漏電検出装置が記載されている。

特許文献１では、検出抵抗と絶縁抵抗との接続点と、グランドとの間に、自己診断用抵抗およびスイッチング素子が直列に接続されている。自己診断時には、スイッチング素子がオンの状態で、検出抵抗と絶縁抵抗との接続点に現れる電圧の値が基準値と異なる場合に、検出抵抗の劣化または故障と判定する。

特許文献２では、カップリングコンデンサを通じて対地絶縁回路にパルス電圧を印加し、対地絶縁回路に流れる漏電電流に略比例する信号電圧の大きさに応じて、対地絶縁回路の絶縁良否を判定する装置において、対地絶縁回路の対地絶縁抵抗が低下した場合と同じ信号変化を生じさせる、自己診断用の疑似絶縁低下回路が設けられている。

特許文献３では、外部強制漏電回路および自己診断回路が設けられ、外部強制漏電回路をバッテリパックにコンタクタを介して接続し、自己診断回路をオン状態にした後、外部強制漏電回路を作動させて漏電の有無を検出する。

特許文献４では、カップリングコンデンサやフィルタの故障時に、パルス信号の出力に対するフィルタ出力の立ち上がり時間が正常時に比べて短くなることを利用し、パルス信号のパルス幅を変動させたときのフィルタ出力に基づいて、自己診断を行う。

図６は、自己診断機能を備えた従来の漏電検出装置の一例を示している。漏電検出装置２００は、例えば電気自動車に搭載された直流電源（バッテリ）３０の漏電を検出するものであって、上位装置であるＥＣＵ（電子制御ユニット）３００と接続されている。

漏電検出装置２００は、ＣＰＵ１０、パルス発生器２、フィルタ回路３、擬似漏電回路４、メモリ５０、抵抗Ｒ１、カップリングコンデンサＣ１，Ｃ３、および端子Ｔ１〜Ｔ４を備えている。

ＣＰＵ１０は、電圧検出部６、漏電判定部７、および自己診断部８を備えている。パルス発生器２は、所定周波数のパルスを生成する。カップリングコンデンサＣ１，Ｃ３は、直流電源３０と漏電検出装置２００とを直流的に分離するためのコンデンサである。フィルタ回路３は、抵抗Ｒ２およびコンデンサＣ２からなる。擬似漏電回路４は、トランジスタＱおよび抵抗Ｒ３〜Ｒ５からなる。グランドＧは、例えば電気自動車の車体である。メモリ５０には、漏電有無の判定に用いる閾値αが記憶されている。

ＣＰＵ１０において、電圧検出部６は、Ｐ点からフィルタ回路３を介してＣＰＵ１０に取り込まれる入力電圧Ｖに基づいて、カップリングコンデンサＣ１の電圧を検出する。漏電判定部７は、電圧検出部６が検出した電圧を閾値αと比較し、その比較結果に基づいて、直流電源３０の漏電有無を判定する。自己診断部８は、漏電検出装置２００が正常に動作するか否かを診断する自己診断時に、擬似漏電回路４を駆動して直流電源３０を擬似的に漏電状態にする。そして、この擬似漏電状態において漏電判定部７が「漏電あり」と判定したか否かを診断する。

直流電源３０の正極は、図示しない高電圧ユニットを介して負荷に接続されている。直流電源３０の負極は、端子Ｔ１と端子Ｔ２にそれぞれ接続されている。端子Ｔ１，Ｔ２は、それぞれカップリングコンデンサＣ１，Ｃ３に接続されている。端子Ｔ３、Ｔ４は、ＣＰＵ１０に接続されている。端子Ｔ３は、漏電が検出された場合に、ＥＣＵ３００へ漏電検出信号を出力する端子である。端子Ｔ４は、自己診断を行う場合に、ＥＣＵ３００から自己診断指令信号が入力される端子である。

次に、漏電検出装置２００の動作について説明する。

最初に、自己診断を行っていない通常の場合の動作につき、図７を参照しながら説明する。パルス発生器２は、図７（ａ）に示すような矩形波のパルスを所定周期で出力する。このパルスは、抵抗Ｒ１を介してカップリングコンデンサＣ１に供給され、カップリングコンデンサＣ１を充電する。なお、実際には、端子Ｔ１，Ｔ２と車体との間に浮遊容量が存在し、パルスによって浮遊容量にも充電が行われる。カップリングコンデンサＣ１への充電によって、図６のＰ点の電位が上昇する。このＰ点の電位はフィルタ回路３を介して、入力電圧ＶとしてＣＰＵ１０に入力される。入力電圧Ｖは、図７（ｄ）のような波形となる。

端子Ｔ４に、ＥＣＵ３００から自己診断指令信号が入力されていない場合（図７（ｂ）；自己診断指令信号ＯＦＦ）は、ＣＰＵ１０は、擬似漏電回路４へ駆動信号を出力しない。このため、擬似漏電回路４のトランジスタＱはオフしている。

ＣＰＵ１０の電圧検出部６は、入力電圧Ｖに基づいて、カップリングコンデンサＣ１の電圧を検出する。この電圧の検出は、カップリングコンデンサＣ１に供給されるパルスが立ち下がる時刻（あるいはその直前）において行われる。検出されたカップリングコンデンサＣ１の電圧を、以下では「検出電圧」という。

漏電判定部７は、電圧検出部６で検出された検出電圧と、メモリ５０に記憶されている閾値αとを比較して、その比較結果に基づき漏電の有無を判定する。直流電源３０に漏電が生じていなければ（図７（ｃ）；漏電無）、図７（ｄ）のＡで示すように、検出電圧が閾値αを超える。したがって、漏電判定部７は「漏電なし」と判定し、ＣＰＵ１０から端子Ｔ３を介して、ＥＣＵ３００へ漏電検出信号は出力されない（図７（ｅ）；漏電検出信号ＯＦＦ）。

一方、直流電源３０に漏電が生じていると（図７（ｃ）；漏電有）、漏電インピーダンスのためにカップリングコンデンサＣ１の電圧が減少する。したがって、図７（ｄ）のＢで示すように、検出電圧が閾値αを超えず、漏電判定部７は「漏電あり」と判定する。そして、ＣＰＵ１０から端子Ｔ３を介して、ＥＣＵ３００へ漏電検出信号が出力される（図７（ｅ）；漏電検出信号ＯＮ）。

次に、自己診断時の動作につき、図８を参照しながら説明する。自己診断時には、ＥＣＵ３００から端子Ｔ４に、図８（ｂ）の自己診断指令信号が時刻ｔ１で入力される（図８（ｂ）；自己診断指令信号ＯＮ）。すると、同じタイミングでＣＰＵ１０から擬似漏電回路４へ駆動信号が出力される。この駆動信号は、トランジスタＱをオンにするためのＨ（High）レベル信号である。トランジスタＱは、この駆動信号が抵抗Ｒ５を介してベースに与えられることによって、オンする。

トランジスタＱがオンすると、図６に破線矢印で示したように、パルス発生器２→抵抗Ｒ１→カップリングコンデンサＣ１→端子Ｔ１→端子Ｔ２→カップリングコンデンサＣ３→擬似漏電回路４の電流経路Ｘが形成される。擬似漏電回路４のトランジスタＱのエミッタはグランドＧ（車体）に接地されているので、トランジスタＱのオンにより、直流電源３０と車体との間で実際に漏電が生じた場合と同様の、擬似的な漏電状態が作り出される（図８（ｃ）；擬似漏電）。

この擬似漏電状態においては、パルス発生器２が出力するパルスにより、カップリングコンデンサＣ１が充電されるとともに、カップリングコンデンサＣ３も充電される。このため、Ｐ点の電位すなわち入力電圧Ｖの上昇が緩やかとなる。その結果、図８（ｄ）のＢに示すように、カップリングコンデンサＣ１の検出電圧が閾値α未満となるので、漏電判定部７は「漏電あり」と判定する。そして、この判定に基づき、図８（ｅ）に示すように、時刻ｔ２でＣＰＵ１０から漏電検出信号が出力される（図８（ｅ）；漏電検出信号ＯＮ）。これにより、自己診断部８は、漏電検出が正常に行われていると判定する。

その後、自己診断を終了するために、時刻ｔ３で端子Ｔ４に自己診断指令信号が入力されなくなると、同じタイミングでＣＰＵ１０からの駆動信号の出力がなくなり、擬似漏電回路４のトランジスタＱは再びオフとなる。このため、図６の電流経路Ｘが形成されなくなって、擬似漏電状態が解除され、漏電検出装置２００は自己診断前の状態に戻る。

ところで、自己診断を行っていない通常動作時には、パルス発生器２から出力されるパルスにより、カップリングコンデンサＣ１のみが充電されるのに対し、自己診断を行っている時には、カップリングコンデンサＣ１に加えて、カップリングコンデンサＣ３も充電される。そして、自己診断終了時にトランジスタＱがオフすると、カップリングコンデンサＣ３は、グランドＧから切り離されるので、すぐには放電を完了することができない。このため、自己診断が終了した後、カップリングコンデンサＣ３の放電が完了するまでの間は、カップリングコンデンサＣ１の電圧に基づく入力電圧Ｖの振幅が、通常動作時に比べて小さくなる。

これを図８（ｄ）で説明する。時刻ｔ３で自己診断が終了すると、入力電圧Ｖの波形はすぐには自己診断前の状態に復帰せず、カップリングコンデンサＣ３の緩やかな放電に伴って、検出電圧はＣ→Ｄ→Ｅ→Ｆ→Ａのように徐々に増加してゆく。このため、時刻ｔ３〜ｔ７では、検出電圧（Ｃ，Ｄ）が閾値αよりも小さくなる。その結果、時刻ｔ３〜ｔ７の間は、漏電の有無にかかわらず、図８（ｅ）に示すように漏電検出信号が出力され続けるので、漏電判定部７は「漏電あり」と判定してしまう。したがって、この期間では、漏電検出を正確に行うことができなくなる。

図９は、自己診断が終了した後に漏電検出を再開する場合のタイムチャートである。前記の通り、時刻ｔ３〜ｔ７の間は正確な漏電検出が不可能なため、漏電検出を再開するには、カップリングコンデンサＣ３の放電により検出電圧（Ｅ）が閾値αを越えて、漏電検出信号が出力されなくなる時刻ｔ８が経過するまで待つ必要がある。この待ち時間は、直流電源３０と車体との間に存在する浮遊容量や抵抗の値によって変動する。そして、時刻ｔ９で漏電が発生した場合、検出電圧（Ｂ）が閾値αよりも小さくなって、時刻ｔ１０で漏電検出信号が出力されるため、漏電判定部７は「漏電あり」と正常に判定する。

したがって、漏電検出信号の出力が停止（時刻ｔ８）した直後の時刻ｔ９で漏電が発生したとしても、自己診断が終了してから漏電検出信号が出力されるまでには、最短でもＴ２（ｔ３〜ｔ１０）の時間が経過することとなる。このため、自己診断終了から漏電検出再開までに長時間を要するという問題がある。

特開２００５−１２７８２１号公報 特開２００７−１６３２９１号公報 特開２０１０−１８１３６８号公報 特開２００５−１１４４９７号公報

本発明の課題は、自己診断終了から漏電検出再開までの時間を短縮することにある。

本発明に係る漏電検出装置は、一端が直流電源に接続される第１のカップリングコンデンサと、この第１のカップリングコンデンサの他端にパルスを供給するパルス発生器と、このパルスにより充電される第１のカップリングコンデンサの電圧を検出する電圧検出部と、第１の閾値、および、これより小さい第２の閾値を記憶した記憶部と、電圧検出部が検出した電圧に基づいて、直流電源の漏電の有無を判定する漏電判定部と、スイッチング素子を有し、当該スイッチング素子がオンすることにより、直流電源を擬似的に漏電状態にする擬似漏電回路と、直流電源と擬似漏電回路との間に設けられた第２のカップリングコンデンサと、擬似漏電回路により直流電源を擬似的に漏電状態にした場合に、漏電判定部が漏電ありと判定したか否かを診断する自己診断部とを備える。漏電判定部は、擬似漏電回路のスイッチング素子がオフを維持している通常状態では、電圧検出部が検出した電圧と、第１の閾値との比較結果に基づいて、漏電の有無を判定する。また、漏電判定部は、擬似漏電回路のスイッチング素子がオンして、直流電源が擬似的に漏電状態となった後、スイッチング素子がオフして、擬似的な漏電状態が解除された場合は、当該漏電状態の解除後、一定時間が経過するまでは、電圧検出部が検出した電圧と、第２の閾値との比較結果に基づいて、漏電の有無を判定する。

このようにすると、自己診断が終了して擬似的な漏電状態が解除された時点から一定時間は、漏電有無判定のための閾値が、第１の閾値からこれより低い第２の閾値に切り替えられる。このため、自己診断が終了した直後において、第２のカップリングコンデンサの放電が完了していないことに起因して、電圧検出部が検出した電圧が低い値であっても、当該電圧は第２の閾値を超える。これにより、漏電検出信号が停止して回路がリセット状態となるので、従来よりも早いタイミングで、漏電検出を再開することが可能となる。

本発明では、第２の閾値は、擬似的な漏電状態が解除された直後に電圧検出部で検出される電圧よりも、低い値に設定するとよい。

また、本発明では、閾値が第２の閾値に切り替えられている時間は、擬似的な漏電状態が解除された時点から、電圧検出部で検出される電圧が最初に第１の閾値を超える時点までの時間よりも、短い時間に設定するとよい。

本発明によれば、自己診断終了から漏電検出再開までの時間を短縮することが可能な漏電検出装置を提供することができる。

本発明の実施形態による漏電検出装置の回路図である。 図１の漏電検出装置における通常時の動作を示すタイムチャートである。 図１の漏電検出装置における自己診断時の動作を示すタイムチャートである。 図１の漏電検出装置において自己診断終了後に漏電が発生した場合のタイムチャートである。 本発明の他の実施形態による漏電検出装置の回路図である。 従来の漏電検出装置の回路図である。 図６の漏電検出装置における通常時の動作を示すタイムチャートである。 図６の漏電検出装置における自己診断時の動作を示すタイムチャートである。 図６の漏電検出装置において自己診断終了後に漏電が発生した場合のタイムチャートである。

本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。以下では、本発明を電気自動車に搭載される漏電検出装置に適用した場合を例に挙げる。

図１は、本発明の実施形態による漏電検出装置を示している。図１では、図６と同一の部分または対応する部分には、図６と同一符号を付してある。漏電検出装置１００は、電気自動車に搭載された直流電源（バッテリ）３０の漏電を検出するものであって、上位装置であるＥＣＵ（電子制御ユニット）３００と接続されている。

漏電検出装置１００は、ＣＰＵ１、パルス発生器２、フィルタ回路３、擬似漏電回路４、メモリ５、抵抗Ｒ１、カップリングコンデンサＣ１，Ｃ３、および端子Ｔ１〜Ｔ４を備えている。

ＣＰＵ１は、漏電検出装置１００の動作を制御する制御部であって、電圧検出部６、漏電判定部７、自己診断部８、および計時部９を備えている。実際には、これらのブロック６〜９の各機能は、ソフトウェアによって実現される。パルス発生器２は、ＣＰＵ１からの指令に基づき、所定周波数のパルスを生成する。抵抗Ｒ１はパルス発生器２の出力側に接続されている。カップリングコンデンサＣ１（第１のカップリングコンデンサ）は、直流電源３０と漏電検出装置１００とを直流的に分離するためのコンデンサであって、抵抗Ｒ１と端子Ｔ１との間に接続されている。

フィルタ回路３は、抵抗Ｒ１とカップリングコンデンサＣ１との接続点（Ｐ点）と、ＣＰＵ１との間に設けられている。このフィルタ回路３は、ＣＰＵ１に入力される電圧のノイズを除去するためのもので、抵抗Ｒ２およびコンデンサＣ２からなる。抵抗Ｒ２の一端はＰ点に接続されている。抵抗Ｒ２の他端は、ＣＰＵ１に接続されているとともに、コンデンサＣ２の一端に接続されている。コンデンサＣ２の他端は、グランドＧに接地されている。本実施形態では、グランドＧは電気自動車の車体である。

擬似漏電回路４と端子Ｔ２との間には、カップリングコンデンサＣ３（第２のカップリングコンデンサ）が接続されている。このカップリングコンデンサＣ３は、カップリングコンデンサＣ１と同様に、直流電源３０と漏電検出装置１００とを直流的に分離するためのコンデンサである。

擬似漏電回路４は、トランジスタＱおよび抵抗Ｒ３〜Ｒ５からなる。トランジスタＱのコレクタには抵抗Ｒ３が接続されており、カップリングコンデンサＣ３は、抵抗Ｒ３と直列に接続されている。トランジスタＱのエミッタは、グランドＧに接地されている。トランジスタＱのベースは、抵抗Ｒ５を介して、ＣＰＵ１に接続されている。抵抗Ｒ４は、トランジスタＱのベースとエミッタとにまたがって接続されている。

メモリ５は、ＲＯＭやＲＡＭなどからなり、本発明における記憶部を構成する。このメモリ５には、ＣＰＵ１の動作プログラムや制御用データが記憶されているとともに、漏電有無の判定に用いる閾値α（第１の閾値）および閾値β（第２の閾値）が記憶されている。閾値βは、閾値αより小さい値に設定されている（α＞β）。

ＣＰＵ１において、電圧検出部６は、Ｐ点からフィルタ回路３を介してＣＰＵ１に取り込まれる入力電圧Ｖに基づいて、カップリングコンデンサＣ１の電圧を検出する。

漏電判定部７は、電圧検出部６が検出した電圧を閾値αまたは閾値βと比較し、その比較結果に基づいて、直流電源３０の漏電有無を判定する。閾値α，βの切り替えについては後述する。

自己診断部８は、漏電検出装置１００が正常に動作するか否かを診断する自己診断時に、擬似漏電回路４を駆動して直流電源３０を擬似的に漏電状態にする。そして、この擬似漏電状態において漏電判定部７が「漏電あり」と判定したか否かを診断する。

計時部９は、カウンタから構成されており、ＣＰＵ１の内部で発生するクロック信号を計数することで、時間の計測を行う。

直流電源３０の正極は、図示しない高電圧ユニットを介して負荷に接続されている。高電圧ユニットは、ＤＣ−ＤＣコンバータやインバータ回路などから構成される。負荷は、例えばモータや車載機器である。直流電源３０の負極は、端子Ｔ１と端子Ｔ２にそれぞれ接続されている。端子Ｔ１は、カップリングコンデンサＣ１に接続されている。端子Ｔ２は、カップリングコンデンサＣ３に接続されている。

漏電検出装置１００の端子Ｔ３、Ｔ４は、ＣＰＵ１に接続されている。端子Ｔ３は、漏電が検出された場合に、ＥＣＵ３００へ漏電検出信号を出力する端子である。端子Ｔ４は、自己診断を行う場合に、ＥＣＵ３００から自己診断指令信号が入力される端子である。この指令信号は、例えば、イグニッションスイッチ（図示省略）がオンしてから所定時間が経過した後に、ＥＣＵ３００から出力される。漏電検出装置１００は、端子Ｔ３、Ｔ４以外にも、ＥＣＵ３００との間で通信を行う端子を備えているが、図１では図示を省略してある。

次に、漏電検出装置１００の動作について説明する。

最初に、自己診断を行っていない通常の場合の動作につき、図２を参照しながら説明する。この場合の動作は、図７で説明した動作と実質的に同じである。パルス発生器２は、図２（ａ）に示すような矩形波のパルスを所定周期で出力する。このパルスは、抵抗Ｒ１を介してカップリングコンデンサＣ１に供給され、カップリングコンデンサＣ１を充電する。なお、実際には、端子Ｔ１，Ｔ２と車体との間に浮遊容量が存在し、パルスによって浮遊容量にも充電が行われる。カップリングコンデンサＣ１への充電によって、図１のＰ点の電位が上昇する。このＰ点の電位はフィルタ回路３を介して、入力電圧ＶとしてＣＰＵ１に入力される。入力電圧Ｖは、図２（ｄ）のような波形となる。

端子Ｔ４に、ＥＣＵ３００から自己診断指令信号が入力されていない場合（図２（ｂ）；自己診断指令信号ＯＦＦ）は、ＣＰＵ１は、擬似漏電回路４へ駆動信号を出力しない。このため、擬似漏電回路４のトランジスタＱはオフしている。

ＣＰＵ１の電圧検出部６は、入力電圧Ｖに基づいて、カップリングコンデンサＣ１の電圧を検出する。この電圧の検出は、カップリングコンデンサＣ１に供給されるパルスが立ち下がる時刻（あるいはその直前）において行われる。検出されたカップリングコンデンサＣ１の電圧を、以下では「検出電圧」という。

漏電判定部７は、電圧検出部６で検出された検出電圧と、メモリ５に記憶されている閾値αとを比較して、その比較結果に基づき漏電の有無を判定する。直流電源３０に漏電が生じていなければ（図２（ｃ）；漏電無）、図２（ｄ）のＡで示すように、検出電圧が閾値αを超える。したがって、漏電判定部７は「漏電なし」と判定し、ＣＰＵ１から端子Ｔ３を介して、ＥＣＵ３００へ漏電検出信号は出力されない（図２（ｅ）；漏電検出信号ＯＦＦ）。

一方、直流電源３０に漏電が生じていると（図２（ｃ）；漏電有）、漏電インピーダンスのためにカップリングコンデンサＣ１の電圧が減少する。したがって、図２（ｄ）のＢで示すように、検出電圧が閾値αを超えず、漏電判定部７は「漏電あり」と判定する。そして、ＣＰＵ１から端子Ｔ３を介して、ＥＣＵ３００へ漏電検出信号が出力される（図２（ｅ）；漏電検出信号ＯＮ）。

次に、自己診断時の動作につき、図３を参照しながら説明する。自己診断時には、ＥＣＵ３００から端子Ｔ４に、図３（ｂ）の自己診断指令信号が時刻ｔ１で入力される（図３（ｂ）；自己診断指令信号ＯＮ）。すると、同じタイミングでＣＰＵ１から擬似漏電回路４へ駆動信号が出力される。この駆動信号は、トランジスタＱをオンにするためのＨ（High）レベル信号である。トランジスタＱは、この駆動信号が抵抗Ｒ５を介してベースに与えられることによって、オンする。

トランジスタＱがオンすると、図１に破線矢印で示したように、パルス発生器２→抵抗Ｒ１→カップリングコンデンサＣ１→端子Ｔ１→端子Ｔ２→カップリングコンデンサＣ３→擬似漏電回路４の電流経路Ｘが形成される。擬似漏電回路４のトランジスタＱのエミッタはグランドＧ（車体）に接地されているので、トランジスタＱのオンにより、直流電源３０と車体との間で実際に漏電が生じた場合と同様の、擬似的な漏電状態が作り出される（図３（ｃ）；擬似漏電）。

この擬似漏電状態においては、パルス発生器２が出力するパルスにより、カップリングコンデンサＣ１が充電されるとともに、カップリングコンデンサＣ３も充電される。このため、Ｐ点の電位すなわち入力電圧Ｖの上昇が緩やかとなる。その結果、図３（ｄ）のＢに示すように、カップリングコンデンサＣ１の検出電圧が閾値α未満となるので、漏電判定部７は「漏電あり」と判定する。そして、この判定に基づき、図３（ｅ）に示すように、時刻ｔ２でＣＰＵ１から漏電検出信号が出力される（図３（ｅ）；漏電検出信号ＯＮ）。これにより、自己診断部８は、漏電検出が正常に行われていると判定する。

その後、自己診断を終了するために、時刻ｔ３で端子Ｔ４に自己診断指令信号が入力されなくなると、同じタイミングでＣＰＵ１からの駆動信号の出力がなくなり、擬似漏電回路４のトランジスタＱは再びオフとなる。このため、図１の電流経路Ｘが形成されなくなって、擬似漏電状態が解除される。ここまでの動作は、図８の場合と実質的に同じである。

本実施形態の特徴は、図３（ｄ）のように、自己診断が終了して擬似漏電状態が解除された時点（時刻ｔ３）から、一定時間τが経過するまでの間、閾値αをこれより小さい閾値βへ切り替える点にある。そして、検出電圧と閾値βとの比較結果に基づいて、漏電有無の判定を行う。

ここで、閾値βの値は、擬似漏電状態が解除された直後（時刻ｔ４）に電圧検出部６で検出される電圧（図３（ｄ）のＣ）の検出値Ｖｔ_４よりも、低い値に設定されている（α＞Ｖｔ_４＞β）。また、閾値βに切り替えられている時間τは、擬似漏電状態が解除された時点（時刻ｔ３）から、検出電圧（Ｅ）が最初に閾値αを超える時点（時刻ｔ８）までの時間よりも、短い時間に設定されている。この時間τは、計時部９によって計時される。

前述したように、自己診断終了時にトランジスタＱがオフすることで、検出電圧は、カップリングコンデンサＣ３の放電とともにＣ→Ｄ→Ｅ→Ｆ→Ａのように徐々に増加してゆく。従来は、この過程で閾値がαに固定されていたため、検出電圧が閾値αを超えるまで漏電検出信号が出力された（図８（ｅ））。しかるに、本実施形態では、自己診断が終了した時点で、閾値がαからβに低下するので、図３（ｄ）のＣ、Ｄのように検出電圧が小さくても、当該検出電圧は閾値βを超える。このため、検出電圧（Ｃ）が閾値βを超えた時刻ｔ４において、漏電検出信号の出力が停止する（図３（ｅ））。この結果、回路がリセット状態となり、従来よりも早いタイミングで、漏電検出を再開することが可能となる。

漏電検出の再開につき、図４によりさらに詳細に説明する。図４において、閾値は、自己診断が終了した時刻ｔ３から一定時間τだけβに低下し、その後、時刻ｔ７で再びαに戻る。このため、時刻ｔ７で漏電が発生した場合、時刻ｔ８における検出電圧（Ｂ）は、閾値αよりも小さくなる。したがって、時刻ｔ８で漏電検出信号が出力され、漏電判定部７は「漏電あり」と正常に判定する。この結果、自己診断終了から漏電検出信号の出力までの最短時間は、Ｔ１（ｔ３〜ｔ８）となる。図４と図９を比較すればわかるように、図４の時間Ｔ１は、図９の時間Ｔ２よりも短い。このため、自己診断が終了した後、短時間で漏電検出を再開することができる。

以上のように、本実施形態によれば、自己診断が終了して擬似漏電状態が解除された時点から一定時間τは、漏電有無判定のための閾値が、閾値αからこれより低い閾値βに切り替えられる。このため、自己診断が終了した直後において、カップリングコンデンサＣ３の放電が完了していないことに起因して、電圧検出部６が検出した電圧が低い値であっても、この検出電圧は閾値βを超える。これにより、漏電検出信号が停止して回路がリセット状態となるので、自己診断終了から漏電検出再開までの時間を短縮することが可能となる。

また、本実施形態では、閾値βが、擬似漏電状態が解除された直後に電圧検出部６で検出される電圧よりも、低い値に設定されている。このため、自己診断終了後、直ちに漏電検出信号を停止させて、回路をリセット状態にすることができる。

また、本実施形態によれば、閾値がβに切り替えられている時間τは、擬似漏電状態が解除された時点から、検出電圧が最初に閾値αを超える時点までの時間よりも、短い時間に設定されている。このため、自己診断終了後、漏電検出再開までの時間を最短とすることができる。

本発明では、以上述べた以外にも種々の実施形態を採用することができる。例えば、図１においては、カップリングコンデンサＣ１に接続された端子Ｔ１と、カップリングコンデンサＣ３に接続された端子Ｔ２とを設けた例を挙げた。これに代えて、図５に示すように、カップリングコンデンサＣ１，Ｃ３をともに端子Ｔ１に接続して、端子Ｔ２を省略してもよい。

また、前記の実施形態では、漏電検出装置１００とＥＣＵ３００とを別ユニットとした例を挙げたが、漏電検出装置１００とＥＣＵ３００とを１つのユニットとして構成してもよい。

また、前記の実施形態では、擬似漏電回路４のスイッチング素子をトランジスタＱで構成した例を示したが、スイッチング素子として、ＦＥＴやリレーを用いてもよい。

さらに、前記の実施形態では、電気自動車に搭載される漏電検出装置に本発明を適用した例を挙げたが、本発明は、電気自動車以外の用途に用いられる漏電検出装置にも適用することができる。

１ ＣＰＵ
２ パルス発生器
４ 擬似漏電回路
５ メモリ（記憶部）
６ 電圧検出部
７ 漏電判定部
８ 自己診断部
９ 計時部
３０ 直流電源
１００ 漏電検出装置
α 閾値（第１の閾値）
β 閾値（第２の閾値）
Ｃ１ カップリングコンデンサ（第１のカップリングコンデンサ）
Ｃ３ カップリングコンデンサ（第２のカップリングコンデンサ）
Ｑ トランジスタ（スイッチング素子）
τ 一定時間

Claims (3)

1. 一端が直流電源に接続される第１のカップリングコンデンサと、
   前記第１のカップリングコンデンサの他端にパルスを供給するパルス発生器と、
   前記パルスにより充電される前記第１のカップリングコンデンサの電圧を検出する電圧検出部と、
   第１の閾値、および、これより小さい第２の閾値を記憶した記憶部と、
   前記電圧検出部が検出した電圧に基づいて、前記直流電源の漏電の有無を判定する漏電判定部と、
   スイッチング素子を有し、当該スイッチング素子がオンすることにより、前記直流電源を擬似的に漏電状態にする擬似漏電回路と、
   前記直流電源と前記擬似漏電回路との間に設けられた第２のカップリングコンデンサと、
   前記擬似漏電回路により前記直流電源を擬似的に漏電状態にした場合に、前記漏電判定部が漏電ありと判定したか否かを診断する自己診断部と、を備え、
   前記漏電判定部は、
   前記擬似漏電回路のスイッチング素子がオフを維持している通常状態では、前記電圧検出部が検出した電圧と、前記第１の閾値との比較結果に基づいて、漏電の有無を判定し、
   前記擬似漏電回路のスイッチング素子がオンして、前記直流電源が擬似的に漏電状態となった後、前記スイッチング素子がオフして、前記擬似的な漏電状態が解除された場合は、当該漏電状態の解除後、一定時間が経過するまでは、前記電圧検出部が検出した電圧と、前記第２の閾値との比較結果に基づいて、漏電の有無を判定することを特徴とする、漏電検出装置。
2. 請求項１に記載の漏電検出装置において、
   前記第２の閾値は、前記擬似的な漏電状態が解除された直後に前記電圧検出部で検出される電圧よりも、低い値に設定されていることを特徴とする、漏電検出装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の漏電検出装置において、
   前記一定時間は、前記擬似的な漏電状態が解除された時点から、前記電圧検出部で検出される電圧が最初に前記第１の閾値を超える時点までの時間よりも、短い時間に設定されていることを特徴とする、漏電検出装置。

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