專利名稱：漏電檢測裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及檢測直流電源的漏電的漏電檢測裝置。
背景技術(shù)：
在電動汽車中安裝有高壓的直流電源，用于驅(qū)動發(fā)動機和車載設備。該直流電源與被接地的車體電氣絕緣，但在直流電源與車體之間電氣連接時，由于某種原因致使電流從直流電源通過車體流向大地而產(chǎn)生漏電(或者接地)。因此，在直流電源中設置了用于檢測這種漏電等的檢測裝置。在后面敘述的專利文獻I中記載了被安裝于電動汽車的接地檢測裝置。在專利文獻I中，車輛用接地檢測裝置在耦合電容器的一端側(cè)連接直流電源的正端子，對作為耦合電容器的另一端側(cè)的測定點施加矩形波脈沖信號，對耦合電容器進行充電，檢測此時產(chǎn)生于測定點的電壓信號，并檢測直流電源的接地，在這種車輛用接地檢測裝置中，求出在矩形波脈沖信號成為第I相位的時刻在測定點測出的電壓、與在矩形波脈沖信號成為第2相位的時刻在測定點測出的電壓值之差分，根據(jù)該差分電壓來檢測直流電源的接地。在專利文獻I的接地檢測裝置中，供給耦合電容器的脈沖的周期始終是固定的。在完成對耦合電容器的充電后，從耦合電容器開始放電，在從開始放電起到測定點的電壓降低到OV需要預定時間。從脈沖下降起到另ー個脈沖上升的間隔，被設定為上述放電所需要的預定時間以上的時間。因此，當在脈沖的下降和上升的定時檢測電壓并進行有無接地的判定的情況下，從脈沖的下降到上升的區(qū)間變長，存在進行判定需要時間的問題。另外，在后面敘述的專利文獻2中記載了根據(jù)電容器的電壓來檢測直流電源的絕緣狀態(tài)的裝置。在該裝置中設有使電容器放電的復位開關，在電容器的兩端電壓超過正常工作時的最大電壓的情況下，等待電容器的兩端電壓下降到固定電壓，在達到固定電壓時接通復位開關，使電容器快速放電。專利文獻I日本特開2003-250201號公報專利文獻2日本特開2008-89322號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題是在檢測直流電源的漏電的漏電檢測裝置中，能夠快速判定有無漏電。本發(fā)明的漏電檢測裝置具有耦合電容器，其一端與直流電源連接；脈沖發(fā)生器，其向該耦合電容器的另一端提供脈沖；電壓檢測部，其檢測利用上述脈沖來充電的耦合電容器的電壓；漏電判定部，其將該電壓檢測部檢測到的電壓與第I閾值進行比較，根據(jù)該比較結(jié)果來判定直流電源有無漏電；以及放電判定部，其將電壓檢測部檢測到的電壓與小于第I閾值的第2閾值進行比較，根據(jù)耦合電容器的放電來判定檢測電壓是否小于第2閾值。并且，在由放電判定部判定為檢測電壓小于第2閾值的情況下，脈沖發(fā)生器使新的脈沖上升。 這樣，利用脈沖來充電的稱合電容器從脈沖下降的時刻起放電，在其電壓小于第2閾值時，下一個脈沖上升。因此，脈沖的間隔變短，能夠迅速進行漏電檢測。 也可以是，本發(fā)明的漏電檢測裝置具有異常判定部，在脈沖下降后，在檢測電壓不小于第2閾值的狀態(tài)持續(xù)了一定時間的情況下，該異常判定部判定為發(fā)生了異常。這樣，在由于電路的故障等致使耦合電容器不能正常放電的情況下，能夠檢測異
堂
巾o并且，優(yōu)選本發(fā)明的漏電檢測裝置具有放電電路，在脈沖下降后到下一個脈沖上升的期間，該放電電路強制地使耦合電容器的電荷放電。這樣，能夠通過放電電路使耦合電容器的電荷快速放電，因而脈沖的間隔進一步縮短，能夠更加快速地進行漏電檢測。并且，在本發(fā)明的漏電檢測裝置中，優(yōu)選在從脈沖上升起到耦合電容器的電壓飽和為止的期間中的預定時刻，漏電判定部判定有無漏電。這樣，能夠在耦合電容器達到飽和之前的時刻，通過漏電判定部進行有無漏電判定，能夠更加快速地進行漏電檢測。并且，在本發(fā)明的漏電檢測裝置中，優(yōu)選每當從脈沖發(fā)生器輸出新的脈沖時，漏電判定部判定有無漏電。這樣，能夠增加漏電判定的次數(shù)，使更加快速地進行漏電檢測。根據(jù)本發(fā)明的漏電檢測裝置，在耦合電容器的電壓小于第2閾值時，下一個脈沖上升，因而脈沖的間隔變短，能夠迅速檢測漏電。


圖I是示出本發(fā)明的實施方式的漏電檢測裝置的電路圖。圖2是在漏電時和不漏電時的檢測電壓的波形圖。圖3是說明漏電檢測裝置的動作的時序圖。圖4是說明異常判定的時序圖。圖5是說明另一個實施方式的漏電檢測裝置的動作的時序圖。標號說明I控制部；2脈沖發(fā)生器；3放電電路；4放電電路；5存儲器；6電壓檢測部；7漏電判定部；8放電判定部；9異常判定部；10定時器；100漏電檢測裝置；C1耦合電容器；B直流電源；G大地；V1第I閾值；V2第2閾值。
具體實施例方式下面，參照

本發(fā)明的實施方式。在此，列舉將本發(fā)明應用于被安裝于電動汽車的漏電檢測裝置的示例。如圖I所示，漏電檢測裝置100具有控制部I、脈沖發(fā)生器2、放電電路3、放電電路4、存儲器5、電阻Rl R3、電容器C1、C2?？刂撇縄由CPU構(gòu)成，具有電壓檢測部6、漏電判定部7、放電判定部8、異常判定部9、定時器10。脈沖發(fā)生器2根據(jù)來自控制部I的命令，生成預定頻率的脈沖。電阻Rl與脈沖發(fā)生器2的輸出側(cè)連接。電阻R2與電阻Rl串聯(lián)連接。電阻R2的值與電阻Rl的值相比足夠小。電容器Cl的一端與直流電源B的負極連接，電容器Cl的另一端與電阻R2連接。該電容器Cl是對漏電檢測裝置100和直流電源B進行直流分離的耦合電容器。直流電源B的正極與未圖示的負載連接。寄生電容器Co位于直流電源B和大地G(車體)之間。放電電路3由晶體管Q1、電阻R4、電阻R5構(gòu)成。晶體管Ql的集電極與電阻Rl和電阻R2的連接點連接。晶體管Ql的發(fā)射極被接地。晶體管Ql的基極經(jīng)由電阻R4與控制部I連接。電阻R5跨接晶體管Ql的基極和發(fā)射極。該放電電路3是如后面所述強制地使耦合電容器Cl及寄生電容器Co的電荷按照箭頭所指的路徑放電的電路。電阻R3的一端與電阻Rl和電阻R2的連接點連接。電阻R3的另一端與控制部I連接。電容器C2連接于電阻R3的另一端和大地之間。該電容器C2是濾波用的電容器，與電阻R3 —起構(gòu)成將輸入到控制部I的電壓的噪聲去除的濾波器電路。放電電路4由晶體管Q2、電阻R6 R8構(gòu)成。晶體管Q2的集電極通過經(jīng)由R6與電阻R3和電容器C2的連接點連接。晶體管Q2的發(fā)射極被接地。晶體管Q2的基極經(jīng)由電阻R7與控制部I連接。電阻R8跨接晶體管Q2的基極和發(fā)射極。該放電電路4是如后面所述強制地使電容器C2的電荷按照箭頭所指的路徑放電的電路。存儲器5由ROM和RAM等構(gòu)成，并構(gòu)成存儲部。在該存儲器5中存儲有后面敘述的閾值Vl (第I閾值)和閾值V2 (第2閾值)。在控制部I中，電壓檢測部6根據(jù)從電阻Rl和R2的連接點n經(jīng)由電阻R3及電容器C2被取入控制部I的電壓，檢測耦合電容器Cl的電壓。漏電判定部7將電壓檢測部6檢測到的電壓與閾值Vl進行比較，根據(jù)該比較結(jié)果來判定有無漏電。放電判定部8將電壓檢測部6檢測到的電壓與小于閾值I的閾值2進行比較，根據(jù)率禹合電容器Cl的放電來判定電壓是否小于閾值V2。在耦合電容器Cl的放電產(chǎn)生了異常的情況下，異常判定部9判定該異常。定時器10測定從由脈沖發(fā)生器2輸出的脈沖下降的時刻起、到耦合電容器Cl的電壓變?yōu)樾∮陂撝礦2為止的時間。下面，說明如上所述構(gòu)成的漏電檢測裝置100的動作。從脈沖發(fā)生器2輸出的脈沖經(jīng)由電阻Rl和電阻R2被提供給耦合電容器Cl。由該脈沖對耦合電容器Cl進行充電(此時，寄生電容器Co也被充電)，n點的電位上升。該n點的電位經(jīng)由電阻R3和電容器C2被輸入控制部I。電壓檢測部6根據(jù)該輸入電壓來檢測耦合電容器Cl的電壓。下面，將該檢測到的電壓稱為“檢測電壓”。在沒有產(chǎn)生從直流電源B向大地G的漏電的情況下，如圖2中的實線所示，檢測電壓急劇上升。因此，在從脈沖于時刻to上升起到脈沖于時刻tl下降為止的期間，檢測電壓超過閾值VI。另一方面，在產(chǎn)生從直流電源B向大地G的漏電的情況下，如圖2中的虛線所示，由于基于漏電阻抗的時間常數(shù)的影響，檢測電壓緩慢上升。因此，在從時刻to到時刻 tl的期間，檢測電壓不超過閾值VI。電壓檢測部6在脈沖下降的時刻tl檢測耦合電容器Cl的電壓。該時刻tl是指在從脈沖上升起到耦合電容器Cl的電壓飽和為止的期間中預先設定的時刻。在沒有產(chǎn)生漏電的情況下，檢測電壓為Va，在產(chǎn)生漏電的情況下，檢測電壓為Yb。漏電判定部7將檢測電壓和閾值Vl進行比較，如果檢測電壓為閾值Vl以上(Va)，則判定為沒有漏電，如果檢測電壓小于閾值Vl (Vb)，則判定為漏電。另外，在脈沖下降的時刻tl，從控制部I向放電電路3、4輸出控制信號。放電電路3、4的晶體管Q1、Q2借助該控制信號分別成為導通狀態(tài)。因此，耦合電容器Cl和寄生電容器Co的充電電荷通過晶體管Ql而放電，電容器C2的充電電荷通過晶體管Q2而放電。結(jié)果，檢測電壓按照圖2所示從時刻tl開始減小。以上是漏電檢測的基本動作。下面，參照圖3更詳細地說明漏電檢測裝置100的動作。脈沖發(fā)生器2按照圖3 (a)所示輸出具有tl的脈沖寬度的脈沖。利用該脈沖來充電的耦合電容器Cl的電壓按照圖3(c)所示變化。并且，在脈沖下降的定時X，電壓檢測部6檢測耦合電容器Cl的電壓，同時漏電判定部7將檢測電壓與閾值Vl(第I閾值)進行比較，并進行有無漏電的判定。 并且，在脈沖下降的定時X，從控制部1(圖I)向放電電路3和放電電路4同時輸出控制信號，放電電路3、4的晶體管Ql、Q2按照圖3(b)所示同時導通。即，放電電路3、4同時開始工作。由此，如前面所述，耦合電容器Cl的電荷通過晶體管Ql而放電，電容器C2的電荷通過晶體管Q2而放電。并且，在下一個脈沖上升的定時，放電電路3、4的晶體管Q1、Q2同時截止。如圖3(c)所示，由電壓檢測部6檢測到的電壓從耦合電容器Cl開始放電的時刻起下降。并且，在由放電判定部8判定為該檢測電壓小于閾值V2(第2閾值)時，在該時刻，控制部I控制脈沖發(fā)生器2使輸出下一個脈沖。由此，在耦合電容器Cl的電壓小于V2的時刻，新的脈沖上升。這樣，在本實施方式中，利用脈沖來充電的耦合電容器Cl從脈沖下降的時刻開始放電，在其電壓小于閾值V2的時刻，下一個脈沖上升。因此，脈沖的間隔Tl縮短，能夠迅速進行漏電檢測。圖3(d)表不不設置閾值V2時的脈沖輸出，在這種情況下,在I禹合電容器Cl的電壓達到OV后，下一個脈沖上升。因此，脈沖的間隔TO變長，進行漏電檢測費時間。并且，在本實施方式中，脈沖的周期不固定而是根據(jù)耦合電容器Cl的放電狀態(tài)而變化。即，在產(chǎn)生從直流電源B向大地G的漏電時，如圖3(c)所示，耦合電容器Cl的放電時間由于漏電阻抗而變長，與此對應，脈沖的間隔Tl’也變長。因此，在該區(qū)間Tl’中，耦合電容器Cl的電荷基本被放電，耦合電容器Cl的檢測電壓降低到小于閾值V2。當在耦合電容器Cl中殘留了足夠的電荷的狀態(tài)下產(chǎn)生下一個脈沖時，電容器Cl再次被充電，檢測電壓超過閾值Vl而有可能被誤判為“沒有漏電”。因此，在本實施方式中，在根據(jù)閾值V2確認到耦合電容器Cl的放電狀態(tài)后，使下一個脈沖上升。并且，在本實施方式中設置了放電電路3，在從脈沖下降后到下一個脈沖上升的期間，通過晶體管Ql強制地使耦合電容器Cl的電荷放電。因此，能夠使耦合電容器Cl快速放電，使脈沖的間隔變短，能夠更加快速地進行漏電檢測。另外，在本實施方式中，如前面所述，在從脈沖上升起到耦合電容器Cl的電壓飽和為止的期間的預定時刻(圖2中的tl)，漏電判定部7判定有無漏電。在本實施方式中，在耦合電容器Cl的電壓達到飽和之前脈沖下降，因而不繼續(xù)進行耦合電容器Cl的充電。并且，在脈沖下降的時刻，漏電判定部7判定有無漏電。因此，在耦合電容器Cl飽和之前的時亥IJ，能夠利用漏電判定部7進行有無漏電判定，能夠更加快速地進行漏電檢測。并且，在本實施方式中，根據(jù)圖3可知，每當從脈沖發(fā)生器2輸出了新的脈沖時，利用漏電判定部7判定有無漏電。因此，增加了漏電判定的次數(shù)，能夠更加快速地進行漏電檢測。下面，參照圖4說明由異常判定部9進行的異常判定。如前面所述，定時器10測定從脈沖下降的時刻起到耦合電容器Cl的電壓變?yōu)樾∮陂撝礦2為止的時間。并且，如圖4(c)所示，在放電判定部8判定為檢測電壓不小于閾值V2的狀態(tài)持續(xù)了一定時間T的情況下,異常判定部9判定為稱合電容器Cl的放電不能正常進行，發(fā)生了異常。關于異常的原因，可以考慮放電電路3的故障(例如晶體管Ql的故障)等。在異常判定部9判定為異常時，控制部I進行輸出異常信號等的處理。這樣，在耦合電容器Cl不能正常放電的情況下，能夠檢測異常。在以上的實施方式中示出了設置了用于強制使耦合電容器Cl放電的放電電路3的示例。但是，本發(fā)明也能夠應用于不設置放電電路3的情況。在這種情況下，如圖5所示，從脈沖下降的時刻起的耦合電容器Cl的放電時間，比設置放電電路3時的放電時間延長。因此，脈沖的間隔T2、T2’比圖3中的T1、T1’長。但是，在耦合電容器Cl的電壓小于閾值V2的時刻，新的脈沖上升，這一點沒有變化，因而與不設置閾值V2的情況相比，脈沖間隔變短，能夠迅速進行漏電檢測。在本發(fā)明中，除了以上敘述的情況之外，還能夠采用各種實施方式。例如，在圖I中示出了這樣的示例，即，設置由電阻R3和電容器C2構(gòu)成的濾波器電路、以及用于強制使電容器C2的電荷放電的放電電路4，但在本發(fā)明中也可以省略濾波器電路和放電電路4。并且，在前述的實施方式中，在從脈沖發(fā)生器2輸出的脈沖下降的定時，電壓檢測部6檢測耦合電容器Cl的電壓，漏電判定部7判定有無漏電，但本發(fā)明不限于此。例如，也可以在脈沖下降之前的預定時刻，執(zhí)行基于電壓檢測部6的電壓檢測和基于漏電判定部7的有無漏電判定。并且,在前述的實施方式中，不出了在稱合電容器Cl的電壓小于閾值V2的時刻下一個脈沖上升的示例，然而也可以是，在比耦合電容器Cl的電壓小于閾值V2的時刻稍微滯后的時刻，下一個脈沖上升。并且，在前述的實施方式中，示出了用晶體管Ql和電阻R4、R5構(gòu)成放電電路3的示例，但也可以用具有線圈和接點的繼電器構(gòu)成放電電路3。這同樣適用于放電電路4。
另外，在前述的實施方式中列舉了將本發(fā)明應用于被安裝于車輛的漏電檢測裝置的示例，然而本發(fā)明也能夠應用于在除車輛之外的用途中使用的漏電檢測裝置。
權(quán)利要求
1.ー種漏電檢測裝置，該漏電檢測裝置具有耦合電容器，其一端與直流電源連接；脈沖發(fā)生器，其向所述耦合電容器的另一端提供脈沖；電壓檢測部，其檢測利用所述脈沖來充電的所述耦合電容器的電壓；以及漏電判定部，其將所述電壓檢測部檢測到的電壓與第I閾值進行比較，根據(jù)該比較結(jié)果來判定所述直流電源有無漏電，所述漏電檢測裝置的特征在于， 所述漏電檢測裝置還具有放電判定部，該放電判定部將所述電壓檢測部檢測到的電壓與小于所述第I閾值的第2閾值進行比較，根據(jù)所述耦合電容器的放電來判定所述電壓是否小于所述第2閾值， 在由所述放電判定部判定為所述電壓小于所述第2閾值的情況下，所述脈沖發(fā)生器使新的脈沖上升。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的漏電檢測裝置，其特征在于，所述漏電檢測裝置還具有異常判定部，在所述脈沖下降后，在由所述放電判定部判定為所述電壓不小于所述第2閾值的狀態(tài)持續(xù)了一定時間的情況下，所述異常判定部判定為發(fā)生了異常。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的漏電檢測裝置，其特征在于，所述漏電檢測裝置還具有放電電路，在所述脈沖下降后到下一個脈沖上升的期間，所述放電電路強制地使所述耦合電容器的電荷放電。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的漏電檢測裝置，其特征在于，所述漏電判定部在從所述脈沖上升起到所述耦合電容器的電壓飽和為止的期間中的預定時刻，判定有無漏電。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的漏電檢測裝置，其特征在于，每當從所述脈沖發(fā)生器輸出所述新的脈沖時，所述漏電判定部判定有無漏電。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠快速檢測漏電的漏電檢測裝置。漏電檢測裝置(100)具有脈沖發(fā)生器(2)，其向耦合電容器(C1)提供脈沖；電壓檢測部(6)，其檢測耦合電容器(C1)的電壓；漏電判定部(7)，其將電壓檢測部(6)檢測到的電壓與第1閾值進行比較，根據(jù)該比較結(jié)果來判定直流電源(B)有無漏電；以及放電判定部(8)，其將電壓檢測部(6)檢測到的電壓與小于第1閾值的第2閾值進行比較，根據(jù)耦合電容器(C1)的放電來判定檢測電壓是否小于第2閾值。在由放電判定部(8)判定為檢測電壓小于第2閾值的情況下，脈沖發(fā)生器(2)使新的脈沖上升。
文檔編號G01R31/02GK102645606SQ20121003180
公開日2012年8月22日 申請日期2012年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月16日
發(fā)明者宮本聰, 小平和史, 幾島好廣, 成瀬秀明, 藤井真輝 申請人:歐姆龍汽車電子株式會社