接地故障检测器制造技术

一种接地故障检测器，具有：控制器；电容器；正极侧电源线，其连接到高压电池的正极侧；负极侧电源线，其连接到所述高压电池的负极侧；正极第二侧电阻；负极第二侧电阻；正极侧C触点开关；以及负极侧C触点开关。正极侧C触点开关将检测电容器的第一端的连接目的地切换至包括正极侧电源线的路径或者包括正极第二侧电阻的路径。负极侧C触点开关将检测电容器的第二端的连接目的地切换至包括负极侧电源线的路径或者包括负极第二侧电阻的路径。控制器控制第一测量模式和第二测量模式的切换。

Ground fault detector

A grounding fault detector consists of a controller, a capacitor, a positive side power line connected to the positive side of a high-voltage battery, a negative side power line connected to the negative side of the high-voltage battery, a positive side resistance, a negative side resistance, a positive side C contact switch, and a negative side C contact switch. The positive side C contact switch switches the connection destination of the first end of the detection capacitor to a path including a positive side power line or a path including a positive side resistance. The negative side C contact switch switches the connection destination of the second end of the detection capacitor to a path including a negative side power line or a path including a negative side resistance. The controller controls the switching between the first measurement mode and the second measurement mode.

【技术实现步骤摘要】
接地故障检测器
本专利技术涉及一种使用飞跨电容器的接地故障检测器。
技术介绍
诸如具有发动机和电动机作为驱动源的混合动力车辆或电动车辆这样的车辆对安装在车身中的电池充电，并且通过使用来自电池的电能而产生驱动力。通常，与电池关联的电源电路被配置为用于处理200V以上的高压的高压电路。此外，为了确保安全，包含电池的高压电路是与作为接地基准电位点的车身电绝缘的非接地结构。在安装了非接地高压电池的车辆中设置了接地故障检测器，以监测布置了高压电池的系统，更具体地，监测从高压电池到电动机的主电力系统与车身之间的绝缘状态(接地故障)。在接地故障检测器中，广泛地使用了一种系统，该系统使用被称为飞跨电容器的电容器。图11是示出飞跨电容器系统的传统接地故障检测器的电路实例的视图。如图11所示，接地故障检测器400连接到非接地高压电池300，并且是用于检测具有高压电池300的系统的接地故障的装置。此处，高压电池300的正极侧与地之间的绝缘电阻表示为RLp，高压电池300的负极侧与地之间的绝缘电阻表示为RLn。如图11所示，接地故障检测器400包括作为飞跨电容器操作的检测电容器C1。此外，接地故障检测器400在检测电容器C1周围包括四个开关元件S1至S4，从而切换测量路径并且控制检测电容器C1的充电和放电。此外，其包括开关元件Sa，以采样与检测电容器C1的充电电压相对应的测量电压。在接地故障检测器400中，作为一个周期而重复进行V0测量阶段→Vc1n测量阶段→V0测量阶段→Vc1p测量阶段这样的测量操作。在这些阶段中，利用测量目标的电压对检测电容器C1充电，而后测量检测电容器C1的充电电压。并且，为了进行下一测量，将检测电容器C1放电。在V0测量阶段中，测量与高压电池的电压相对应的电压。为此，接通开关元件S1和S2，断开开关元件S3和S4，并且从而对检测电容器X1充电。即，如图12A所示，高压电池300、电阻R1以及检测电容器C1成为测量路径。当测量检测电容器C1的充电电压时，如图12B所示，断开开关元件S1和S2，接通开关元件S3和S4，并且在接通开关元件Sa的同时在控制器420中进行采样。此后，如图12C所示，断开开关元件Sa，而后对检测电容器C1放电，以进行下一测量。当测量检测电容器C1的充电电压时，对检测电容器C1放电时的操作与其他测量阶段中的相同。在Vc1n测量阶段中，测量反映绝缘电阻RLn的影响的电压。因此，接通开关元件S1和S4，断开开关元件S2和S3，并且对检测电容器C1充电。即，如图13A所示，包括高压电池300、电阻R1、检测电容器C1、电阻R4、地以及绝缘电阻RLn的路径成为测量路径。在Vc1p测量阶段中，测量反映绝缘电阻RLp的影响的电压。因此，接通开关元件S2和S3，断开开关元件S1和S4，并且对检测电容器C1充电。即，如图13B所示，包括高压电池300、绝缘电阻RLp、地、电阻R3、电阻R1和检测电容器C1的路径成为测量路径。已知基于从这些测量阶段中获得的V0、Vc、Vc1n和Vc1p计算的(Vc1p+Vc1n)/V0而能够获得(PLp×RLn)/(RLp+RLn)。为此，接地故障检测器400中的控制器420能够通过测量V0、Vc1n和Vc1p而获得绝缘电阻RLp和RLn。此外，当绝缘电阻RLp和RLn变为等于或低于预定的判断基准水平时，判断产生接地故障，并且然后输出警报。此外，在专利文献1中，提出了具有如图14所示的电路配置的接地故障检测器440。在接地故障检测器440中，各个测量阶段的切换状态与接地故障检测器400相同。专利文献1：JP2009-281986A
技术实现思路
在传统的接地故障检测器中，开关元件S1至S4被配置为具有作为绝缘型开关元件的四个光学MOSFET。然而，光学MOSFET昂贵，并且从而增加了接地故障检测器的成本。从而，本专利技术的目的是抑制在使用飞跨电容器的接地故障检测器中由开关元件引起的成本的增加。为了解决上述问题，本专利技术的接地故障检测器连接至非接地高压电池，并且检测设置有所述高压电池的系统的接地故障。接地故障检测器包括：控制器；检测电容器，该检测电容器用作飞跨电容器；正极侧电源线，该正极侧电源线连接到所述高压电池的正极侧；负极侧电源线，该负极侧电源线连接到所述高压电池的负极侧；正极第二侧电阻，该正极第二侧电阻的一端接地，并且所述正极第二侧电阻的另一端的电压由所述控制器测量；负极第二侧电阻，该负极第二侧电阻的一端接地；正极侧C触点开关，该正极侧C触点开关基于所述控制器的指令将所述检测电容器的第一端的连接目的地择一地切换至包括所述正极侧电源线的路径或者包括所述正极第二侧电阻的路径；以及负极侧C触点开关，该负极侧C触点开关基于所述控制器的所述指令而将所述检测电容器的第二端的连接目的地择一地切换至包括所述负极侧电源线的路径或者包括所述负极第二侧电阻的路径。控制器通过切换第一测量模式和第二测量模式来控制所述正极侧C触点开关和所述负极侧C触点开关的切换。第一测量模式可以包括在测量周期中的与所述高压电池相对应的电压的测量、被正极侧绝缘电阻影响的电压的测量以及被负极侧绝缘电阻影响的电压的测量，并且第二测量模式可以省略任意的所述测量。此处，当被所述正极侧绝缘电阻影响的电压的测量结果或者被所述负极侧绝缘电阻影响的电压的测量结果满足预定条件时，控制器可以移动到第一测量模式。此外，控制器可以根据来自外部控制器的指令而切换第一测量模式与第二测量模式，并且第二测量模式还可以包括省略所有测量的测量模式。此外，第二测量模式可以省略了与所述高压电池相对应的电压的测量，并且包括如下测量模式：该测量模式包括在测量周期中的被所述正极侧绝缘电阻影响的电压的测量和被所述负极侧绝缘电阻影响的电压的测量。当在测量模式中被所述正极侧绝缘电阻所影响的电压的测量结果获得的电压值或者从被所述负极侧绝缘电阻所影响的电压的测量结果获得的电压值超过预定的阈值时，所述控制器可以移动到所述第一测量模式。同时，第二测量模式可以省略了与所述高压电池相对应的电压的测量，并且包括如下测量模式：该测量模式包括在测量周期中的被所述正极侧绝缘电阻影响的电压的测量和被所述副洁厕绝缘电阻影响的电压的测量。当在测量模式中被所述正极侧绝缘电阻所影响的电压的变化率或者被所述负极侧绝缘电阻所影响的电压的变化率满足预定条件时，所述控制器可以移动到所述第一测量模式。根据本专利技术，在使用飞跨电容器的接地故障检测器中，不使用成本增加的光学MOSFET。因此，能够抑制由开关元件引起的成本增加。附图说明图1是示出根据本专利技术的实施例的接地故障检测器的配置的方框图；图2A至2D是示出各个测量阶段中的C触点开关的状态的图；图3是示出正极侧C触点开关的布置位置的另一实例的图；图4A至4D是示出测量模式的实例的图；图5是说明由接地故障检测器进行的测量模式的切换判定的流程图；图6是用于说明由外部控制器进行的测量模式的切换判定的流程图；图7A至7C是用于说明当测量值Vc1大于判定值时控制切换测量模式的图；图8是用于说明电容器C的充电电压上升时的时间变化的图；图9是用于说明当基于充电电压的变化率大小来进行判定时的操作的流程图；图10A和10B是示出V0测量阶段的测量路径的图；图11是示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种接地故障检测器，该接地故障检测器连接到非接地的高压电池并且检测设置有所述高压电池的系统的接地故障，所述接地故障检测器包括：控制器；检测电容器，该检测电容器作为飞跨电容器操作；正极侧电源线，该正极侧电源线连接到所述高压电池的正极侧；负极侧电源线，该负极侧电源线连接到所述高压电池的负极侧；正极第二侧电阻，该正极第二侧电阻的一端接地，并且所述正极第二侧电阻的另一端的电压由所述控制器测量；负极第二侧电阻，该负极第二侧电阻的一端接地；正极侧C触点开关，该正极侧C触点开关基于所述控制器的指令，将所述检测电容器的第一端的连接目的地择一地切换至包括所述正极侧电源线的路径或者包括所述正极第二侧电阻的路径；以及负极侧C触点开关，该负极侧C触点开关基于所述控制器的指令，将所述检测电容器的第二端的连接目的地择一地切换至包括所述负极侧电源线的路径或者包括所述负极第二侧电阻的路径，其中，所述控制器通过切换第一测量模式与第二测量模式来控制所述正极侧C触点开关与所述负极侧C触点开关的切换，所述第一测量模式包括在测量周期中的与所述高压电池相对应的电压的测量、被正极侧绝缘电阻影响的电压的测量以及被负极侧绝缘电阻影响的电压的测量，并且所述第二测量模式省略任意的所述测量。...

【技术特征摘要】
2017.02.07 JP 2017-020600;2017.07.06 JP 2017-132611.一种接地故障检测器，该接地故障检测器连接到非接地的高压电池并且检测设置有所述高压电池的系统的接地故障，所述接地故障检测器包括：控制器；检测电容器，该检测电容器作为飞跨电容器操作；正极侧电源线，该正极侧电源线连接到所述高压电池的正极侧；负极侧电源线，该负极侧电源线连接到所述高压电池的负极侧；正极第二侧电阻，该正极第二侧电阻的一端接地，并且所述正极第二侧电阻的另一端的电压由所述控制器测量；负极第二侧电阻，该负极第二侧电阻的一端接地；正极侧C触点开关，该正极侧C触点开关基于所述控制器的指令，将所述检测电容器的第一端的连接目的地择一地切换至包括所述正极侧电源线的路径或者包括所述正极第二侧电阻的路径；以及负极侧C触点开关，该负极侧C触点开关基于所述控制器的指令，将所述检测电容器的第二端的连接目的地择一地切换至包括所述负极侧电源线的路径或者包括所述负极第二侧电阻的路径，其中，所述控制器通过切换第一测量模式与第二测量模式来控制所述正极侧C触点开关与所述负极侧C触点开关的切换，所述第一测量模式包括在测量周期中的与所述高压电池相对应的电压的测量、被正极侧绝缘电阻影响的电压的测量以及被负极侧绝缘电阻影响的电压的测量，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩边刚史，有谷亮介，河村佳浩，
申请(专利权)人：矢崎总业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP