具有失效检测器的绝缘状态检测单元制造技术

一种绝缘状态检测单元构造成：通过利用根据可变值的失效判定阈值执行对于开关的失效检测，所述开关将快速电容器连接至用于获取充电电压的取样保持电路和地电位。也就是说，绝缘状态检测单元构造成：当快速电容器被充以与DC电源的输出电压对应的电荷量时，通过把被充以与快速电容器的充电电压相对应的电荷量的取样保持电路的电容器的充电电压作为基准来确定失效判定阈值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及ー种利用快速电容器检测非接地电源与地电位的绝缘状态的绝缘状态检测単元，尤其地涉及ー种具有失效检测器的绝缘状态检测単元，该失效检测器检测对充电/放电电路转换快速电容器的连接状态的开关的失效。
技术介绍
在将电功率用作驱动能量的车辆中，通常将其中电压被升压(例如，升压至200V)的DC电源用作与车身绝缘的非接地电源。在如上所述非接地的电源中，对于非接地电源与地电位的绝缘状态的检测，诸如关于是否存在接地故障的检测，使用利用快速电容器的绝缘状态检测单元。 绝缘状态检测单元在转换其内部开关的同时，可各自地以与和地电位绝缘的DC电源的输出电压相对应的电荷量、以与DC电源的正端子侧上的接地故障电阻对应的电荷量、和以与DC电源负端子侧上的接地故障电阻对应的电荷量给快速电容器充电。于是，在绝缘状态检测単元的控制器中，測量各充电电压，并基于各测量值，计算正端子侧与负端子侧上的接地故障电阻，由此能检测非接地电源的绝缘状态。然而，当开关中发生完全短路或者局部短路时，不能精确地检测非接地电源的绝缘状态。因此，已提出的是，逐个地将在检测非接地电源的绝缘状态时初始应接通的开关转换成断开状态，并且从快速电容器的充电状态检测仅仅在转换成断开状态的所述开关处于接通状态时才出现的状态，由此检测每ー个开关的失效。具体地，在初始处于未放电的状态的快速电容器实际上放电的情况下，判定在快速电容器的放电电路上存在任ー开关失效(參考JP 3890503B,JP 3890504B.JP 3962991B和 JP 2008-089323A (专利族US 7，443，155B2))。
技术实现思路
在上述传统的开关失效检测的情况下，将快速电容器的充电电压与失效检测用的阈值互相比较。此时，在快速电容器的充电电压的测量值中有时包含噪声成分。为了避免由噪声成分的存在引起失效检测的错误判定，有利地将比噪声成分的电压值高的值用作为失效检测用的阈值。然而，实际上，即使出现开关的局部短路状态是罕见的，也希望能够检测相关的局部短路状态，并因此不得不将低的值用作为失效检测用的阈值，使得能将局部短路状态包括为检测目标。在利用设定为这种低的值的阈值的失效检测中，存在因噪声成分的存在而错误地检测失效的可能性。考虑到上述情形做出本专利技术。本专利技术的目的是提供ー种具有失效检测器的绝缘状态检测单元，其在失效检测范围内包括局部短路状态的同时，抑制因包含在充电电压的测量值中的噪声成分导致的错误的失效检测，并从而能够精确地检测失效。为了实现前述目的，根据本专利技术的第一方面的绝缘状态检测単元包括快速电容器，其布置成可充以与地电位绝缘的DC电源的电源电压相对应的电荷量；伏特计，其用于測量快速电容器的充电电压；第一开关，其能够将快速电容器的一端连接至伏特计;第二开关，其能够将快速电容器的另一端连接至地电位；以及失效检测器，其在快速电容器被充以与DC电源的电源电压相对应的电荷量时,基于失效判定阈值与当第一开关与第二开关中的任意一个开关处于接通状态而该第一开关与该第二开关中的另ー开关处于断开状态时由伏特计测量的电压值之间的比较结果来检测第一开关与第二开关的失效状态。失效检测器在快速电容器被充以与DC电源的电源电压相对应的电荷量时,将通过使第一开关与第二开关两者均处于接通状态时由伏特计测量的电压值降低至预定的比率所获得的电压值作为失效判定阈值，之后基于在快速电容器被再次充以与DC电源的电源电压相对应的电荷量之前获得的比较结果来检测第一开关与第二开关的失效状态。根据本专利技术的第一方面的绝缘状态检测単元，确定了所述失效判定阈值，该失效判定单元是通过将在失效检测之前即刻由伏特计所测量的电压值(快速电容器的充电电压)降低至预定比率而获得的。因此，如果在失效检测之前即刻由伏特计所测量的电压值为高，则失效判定阈值同样变成高的值，而如果在失效检测之即刻由伏特计所测量的电压值为低，则失效判定阈值同样变成低的值。 顺便提及，在第一开关或第二开关出现失效的情况下，如果在失效检测之前即刻由伏特计所测量的电压值为高，则在失效检测时由伏特计所测量的充电电压(在第一开关与第二开关的其中一个开关处于接通状态而其中另ー开关处于断开状态时所述快速电容器的充电电压)也为高，而如果在失效检测之前即刻由伏特计所测量的电压值为低，则在失效检测时由伏特计测量的充电电压也为低.因此，从在失效检测之前即刻由伏特计测量的电压值来适当地设定确定失效判定阈值之时的比率，由此，即使将与在失效检测之前即刻由伏特计测量的电压值相对应的可变值作为失效判定阈值，也能执行包括第一开关与第二开关的局部短路状态的这种失效的检测。于是，由于在失效检测之前即刻由伏特计测量的电压值较高，所以増大了失效判定阈值可能超出相关测量电压值中所包含的噪声成分的电压值的可能性，或者替代性地，还增大了失效判定阈值超出噪声成分的电压值的程度。因此，由于在失效检测之前即刻由伏特计测量的电压值较高，所以对于基于测量电压值所确定的失效判定阈值，可以确保对噪声成分的较大的容限。这样，在失效检测范围内包括局部短路状态的同时，抑制了因在失效检测时由伏特计测量的电压值(快速电容器的充电电压)中包含的噪声成分而导致的错误的失效检测，并能精确地检测失效。此外，在根据本专利技术的第一方面的绝缘状态检测单元中，优选地，伏特计包括电容器，其被充以与快速电容器的一端的电位相对应的电荷量；和第三开关，其能够通过第一开关将电容器连接至快速电容器的一端，并且所述伏特计构造成当第一开关与第二开关两者处于接通状态时，获取与通过将第三开关变成接通状态达预定时段而充电至电容器的电荷量相对应的电压值作为测量电压值。于是，优选地，失效检测器还在电容器被充以与快速电容器的充电电压相对应的电荷量吋，将通过在第三开关处于断开状态时由伏特计测量的电压值降低至预定比率所获得的电压值作为第三开关的失效判定阈值，之后基于由伏特计测量的电压值与第三开关的失效判定阈值(在电容器以第三开关接通的方式放电之前所获得的失效判定阈值)之间的比较结果以及由伏特计测量的电压值与第三开关的失效判定阈值(在电容器以第三开关接通的方式放电之后所获得的失效判定阈值)之间的比较结果中的至少任意ー个比较结果，检测第三开关的失效状态。在这样的构造中，同样地，在用于使得伏特计能够测量与快速电容器的充电电压相对应的測量电压值的第三开关中，存在可能出现被锁定在接通状态或断开状态中的失效的可能性。在电容器被充以与快速电容器的充电电压相对应的电荷量的情况下，当第三开关处于断开状态吋，电容器处于与放电电路断开的状态。因此，由伏特计测量的电压值初始应当为与电容器的充电电压相对应的值。因此，在应当处于断开状态的第三开关中出现失效，并且第三开关处于接通状态时，则电容器通过经由第三开关而与其相连的放电电路放电， 并且由伏特计测量的电压值变成零。此外，在电容器被充以与快速电容器的充电电压相对应的电荷量的情况下，当第三开关处于接通状态时，电容器通过第三开关连接至放电电路，并处于将充入电容器中的电荷放电的状态。因此，由伏特计测量的电压值初始应当为零。然而，在应当处于接通状态的第三开关中出现失效，并且第三开关处于断开状态时，则电容器不放电，并变成維持被充以与快速电容器的充电电压相对应的电荷量的状态本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种绝缘状态检测单元，包括：快速电容器，该快速电容器布置成可充以与地电位绝缘的DC电源的输出电压相对应的电荷量；伏特计，该伏特计用于测量所述快速电容器的充电电压；第一开关，该第一开关能够将所述快速电容器的一端连接至所述伏特计；第二开关，该第二开关能够将所述快速电容器的另一端连接至地电位；以及失效检测器，该失效检测器在所述快速电容器被充以与所述DC电源的输出电压相对应的电荷量时，基于失效判定阈值与当所述第一开关和所述第二开关中的任意一个开关处于接通状态而所述第一开关和所述第二开关中的另一开关处于断开状态时由所述伏特计测量的电压值之间的比较结果，检测所述第一开关与所述第二开关的失效状态，其中所述失效检测器在所述快速电容器被充以与所述DC电源的输出电压相对应的电荷量时，将通过使在所述第一开关与所述第二开关两者处于接通状态时由所述伏特计测量的电压值降低至预定比率所获得的电压值作为所述失效判定阈值，之后，基于在所述快速电容器被再次充以与所述DC电源的输出电压相对应的电荷量之前获得的比较结果来检测所述第一开关与所述第二开关的失效状态。

【技术特征摘要】
2011.04.14 JP 2011-0900191.ー种绝缘状态检测单元,包括 快速电容器，该快速电容器布置成可充以与地电位绝缘的DC电源的输出电压相对应的电荷量； 伏特计，该伏特计用于测量所述快速电容器的充电电压； 第一开关，该第一开关能够将所述快速电容器的一端连接至所述伏特计； 第二开关，该第二开关能够将所述快速电容器的另一端连接至地电位；以及失效检测器，该失效检测器在所述快速电容器被充以与所述DC电源的输出电压相对应的电荷量时，基于失效判定阈值与当所述第一开关和所述第二开关中的任意ー个开关处于接通状态而所述第一开关和所述第二开关中的另ー开关处于断开状态时由所述伏特计测量的电压值之间的比较结果，检测所述第一开关与所述第二开关的失效状态，其中 所述失效检测器在所述快速电容器被充以与所述DC电源的输出电压相对应的电荷量吋，将通过使在所述第一开关与所述第二开关两者处于接通状态时由所述伏特计测量的电压值降低至预定比率所获得的电压值作为所述失效判定阈值，之后，基于在所述快速电容器被再次充以与所述DC电源的输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：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：