JP5808678B2

JP5808678B2 - 電動車両

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Publication number: JP5808678B2
Application number: JP2012008050A
Authority: JP
Inventors: 薫福井; 太一小川; 徹栗林; 栄治我妻
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2012-01-18
Filing date: 2012-01-18
Publication date: 2015-11-10
Anticipated expiration: 2032-01-18
Also published as: JP2013150421A

Description

この発明は、ＤＣ／ＤＣコンバータを介して低電圧回路と高電圧回路とを電気的に接続し、前記低電圧回路、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ及び前記高電圧回路を非接地状態とした電動車両に関する。

一般に、電動車両では、電源からインバータを通じてモータに電力を供給することにより前記モータを駆動させ、該モータに接続された車輪を回転させる。この場合、前記電源、前記インバータ及び前記モータは、接地電位である車体に対して電気的に絶縁されている。このような非接地回路において、前記接地電位と前記非接地回路との間の絶縁状態を検出する技術が、特許文献１に開示されている。

また、特許文献２には、インバータに対して燃料電池を電気的に接続すると共に、該燃料電池に対してＤＣ／ＤＣコンバータ及びバッテリの直列回路を電気的に並列に接続した非接地回路が開示されている。この場合、昇降圧動作を行うＤＣ／ＤＣコンバータは、前記バッテリを含む低電圧回路と、前記燃料電池、前記インバータ及び該インバータに接続されたモータを含む高電圧回路とを電気的に接続しており、前記低電圧回路及び前記高電圧回路には、接地電位と前記低電圧回路及び前記高電圧回路との間の絶縁状態を検出する地絡センサがそれぞれ設けられている。

なお、以下の説明において、ＤＣ／ＤＣコンバータに電気的に接続される回路のうち、該ＤＣ／ＤＣコンバータの昇降圧動作によって、昇圧後の直流電圧が印加される非接地回路（例えば、燃料電池、インバータ及びモータを含む相対的に高電圧の回路）を高電圧回路といい、降圧後の直流電圧が印加される非接地回路（例えば、バッテリを含む相対的に低電圧の回路）を低電圧回路という。

特開平８−２２６９５０号公報特開２０１０−２３９８２０号公報

上記のように低電圧回路及び高電圧回路に地絡センサをそれぞれ設けると、１台の電動車両に２つのセンサを搭載する必要があるため、コスト高となる。従って、１つの地絡センサにより低電圧回路及び高電圧回路の双方の絶縁状態を検出することができれば、低コストで絶縁状態を検出することが可能となる。しかしながら、高電圧回路に地絡センサを設けると、該地絡センサを構成する電子部品の高耐圧化が必要となるため、前記地絡センサのコストが高くなる。

一方、低電圧回路に地絡センサを設けた場合、高電圧回路で要求される程度の耐圧性が必要でないため、該地絡センサの低コスト化を実現可能である。ここで、接地電位と低電圧回路との間の絶縁状態（絶縁抵抗値）を検出する場合には、例えば、基準電圧となる前記低電圧回路の電圧（前記低電圧回路を構成するバッテリの電圧）と、該バッテリから前記接地電位と前記低電圧回路との間の絶縁抵抗に印加される電圧とに基づいて、前記絶縁抵抗値を検出することになる。

また、前記接地電位と高電圧回路との間の絶縁状態（絶縁抵抗値）を検出する場合、ＤＣ／ＤＣコンバータが昇降圧動作を行っているため、前記絶縁抵抗値の検出に必要な基準電圧としては、前記低電圧回路の電圧と、絶縁抵抗が接続される前記高電圧回路の電圧（前記高電圧回路を構成する燃料電池の電圧）とが想定される。しかしながら、前記地絡センサは、前記低電圧回路側に設けられているため、前記低電圧回路の電圧を基準電圧として、該基準電圧と、前記燃料電池から前記接地電位と前記高電圧回路との間の絶縁抵抗に印加される電圧とに基づいて、前記絶縁抵抗値を検出する。すなわち、前記地絡センサは、前記絶縁抵抗が接続される前記高電圧回路の電圧ではなく、該高電圧回路の電圧よりも低い前記低電圧回路の電圧を基準電圧として前記絶縁抵抗値を検出する。この結果、前記地絡センサは、前記絶縁抵抗値を誤検出するおそれがある。

このように、ＤＣ／ＤＣコンバータを介して低電圧回路と高電圧回路とを電気的に接続した電動車両において、１つの地絡センサのみを用いて、接地電位と前記低電圧回路又は前記高電圧回路との間の絶縁状態を検出しようとした場合、いずれか一方の絶縁状態を誤検出することが懸念される。

この発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、１つの地絡センサで接地電位と低電圧回路及び高電圧回路との間の絶縁状態を精度良く検出することができる電動車両を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る電動車両は、ＤＣ／ＤＣコンバータを介して低電圧回路と高電圧回路とを電気的に接続し、前記低電圧回路、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ及び前記高電圧回路を非接地状態として、前記ＤＣ／ＤＣコンバータが昇降圧動作を行う電動車両において、
前記低電圧回路及び前記高電圧回路のどちらか一方に電気的に接続され、接地電位と前記低電圧回路又は前記高電圧回路との間の絶縁状態を検出する地絡センサと、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの昇降圧状態を検出する昇降圧状態検出手段と、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの前記高電圧回路側と前記低電圧回路側との電位差の絶対値が所定値以下の第１状態にあることを前記昇降圧状態検出手段が検出した場合に、前記絶縁状態の検出を許可し、一方で、前記絶対値が前記所定値を超える第２状態にあることを前記昇降圧状態検出手段が検出した場合に、前記絶縁状態の検出を禁止する検出許可判定手段と、
を有することを特徴としている。

本発明によれば、前記電位差の絶対値が前記所定値以下の前記第１状態において前記絶縁状態の検出を行い、一方で、前記絶対値が前記所定値を超える前記第２状態では前記絶縁状態の検出を禁止するため、１つの前記地絡センサを用いて、前記接地電位と前記低電圧回路との間の絶縁状態や、前記接地電位と前記高電圧回路との間の絶縁状態を精度良く検出することができる。

なお、前記第１状態とは、前記電位差の絶対値が前記所定値以下の状態をいい、具体的には、前記高電圧回路の電圧と前記低電圧回路の電圧とが略同一の電圧値となる直結状態、あるいは、該直結状態近傍の電位差で前記ＤＣ／ＤＣコンバータが昇降圧動作を行っている状態をいう。従って、前記第１状態において、前記高電圧回路の電圧と前記低電圧回路の電圧との電位差を小さくする程、前記地絡センサは、前記接地電位と前記低電圧回路との間の絶縁状態や、前記接地電位と前記高電圧回路との間の絶縁状態を精度良く検出することができる。

また、前記第２状態とは、前記電位差の絶対値が前記所定値を超える状態をいい、具体的には、前記ＤＣ／ＤＣコンバータが前記低電圧回路と前記高電圧回路との間で、前記所定値を超える電位差で昇降圧動作を精度良く行っている状態をいう。従って、前記第２状態での絶縁状態の検出を禁止することにより、前記接地電位と前記低電圧回路又は前記高電圧回路との間の絶縁状態を誤検出してしまうことを回避することができる。

ここで、前記地絡センサが前記低電圧回路と電気的に接続されていれば、該地絡センサ（を構成する電子部品）の耐圧を低く設定することができ、前記地絡センサの低コスト化を実現することができる。

また、前記地絡センサは、前記接地電位と前記低電圧回路又は前記高電圧回路との間の絶縁抵抗値を算出し、前記電動車両は、前記地絡センサから入力される前記絶縁抵抗値に基づいて、前記接地電位に対する前記低電圧回路又は前記高電圧回路の地絡の有無を判定する地絡判定手段をさらに有し、前記地絡判定手段は、前記昇降圧状態検出手段が前記第２状態を検出した場合、前記地絡センサから入力される前記絶縁抵抗値を無視することが好ましい。

これにより、前記地絡判定手段の判定処理を素早く禁止状態とすることができる。この結果、前記検出許可判定手段から前記地絡センサに対して前記絶縁抵抗値の算出禁止を指示してから、該地絡センサが前記絶縁抵抗値の算出処理を停止するまでの間に、前記地絡センサから前記地絡判定手段に、前記第２状態において算出された絶縁抵抗値が入力された場合でも、該地絡判定手段では、入力された前記絶縁抵抗値を無視することができる。

なお、前記地絡センサは、該地絡センサに接続された前記低電圧回路又は前記高電圧回路の電圧と、前記低電圧回路又は前記高電圧回路を構成する非接地電源から前記接地電位と前記低電圧回路又は前記高電圧回路との間の絶縁抵抗に印加される電圧との比に基づいて、前記絶縁抵抗値を算出することが好ましい。これにより、前記第１状態において、前記低電圧回路側の絶縁抵抗値や、前記高電圧回路側の絶縁抵抗値を精度よく検出することができる。

また、前記地絡センサは、前記第１状態において所定時間間隔で前記絶縁抵抗値を算出して前記地絡判定手段に出力し、前記地絡判定手段は、前記絶縁抵抗値が入力される毎に前記地絡の有無を判定し、前記電動車両は、前記地絡の発生を前記地絡判定手段が判定する毎に積算するカウンタをさらに有し、前記地絡判定手段は、前記カウンタのカウント値が所定のカウント閾値に到達した場合、前記接地電位に対する前記低電圧回路又は前記高電圧回路の地絡の発生を確定することが好ましい。

このように、１回の判定処理で地絡の発生を確定するのではなく、判定処理を複数回行っても地絡が発生していると判定された場合に、該地絡の発生を確定させるので、前記地絡の発生の有無をより正確に判定することができる。

また、前記カウンタは、前記第２状態において、現在のカウント値を保持することが好ましい。これにより、前記絶縁抵抗値の算出が禁止される前記第２状態において、前記カウント値が誤積算されることを阻止することができる。

さらに、前記カウンタは、前記第１状態と前記第２状態とが切り替わる際に、積算動作又はリセット動作を禁止することが好ましい。これにより、前記第１状態と前記第２状態とが頻繁に切り替わるような状況でも、前記カウンタが誤積算したり、又は、リセットすることを阻止することができ、前記地絡の発生の確定を精度良く行うことができる。

そして、前記昇降圧状態検出手段が前記第２状態を検出した場合、前記検出許可判定手段は、前記地絡センサと前記低電圧回路及び前記高電圧回路との間を電気的に遮断させて、前記地絡センサでの前記絶縁状態の検出を禁止させることが好ましい。これにより、前記ＤＣ／ＤＣコンバータでの昇降圧動作の開始によって、前記地絡センサに耐圧以上の高電圧が印加されることを確実に防止することができる。

本発明によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータの高電圧回路側と低電圧回路側との電位差の絶対値が所定値以下の第１状態において、地絡センサによる接地電位と前記低電圧回路又は前記高電圧回路との間の絶縁状態の検出を行い、一方で、前記絶対値が前記所定値を超える第２状態では前記絶縁状態の検出を禁止するため、１つの前記地絡センサを用いて、前記接地電位と前記低電圧回路との間の絶縁状態や、前記接地電位と前記高電圧回路との間の絶縁状態を精度良く検出することができる。

本発明の一実施形態に係る電動車両の概略全体構成図である。ＤＣ／ＤＣコンバータの詳細を示す回路図である。地絡センサの詳細を示す回路図である。図４Ａ及び図４Ｂは、地絡センサによる非接地電源の電圧の検出を示す回路図である。図５Ａ及び図５Ｂは、地絡センサによる負極性側の絶縁状態の検出を示す回路図である。図６Ａ及び図６Ｂは、地絡センサによる正極性側の絶縁状態の検出を示す回路図である。図７Ａは、非接地電源の電圧と絶縁抵抗に印加された電圧との関係を示すタイムチャートであり、図７Ｂは、非接地電源の電圧と絶縁抵抗に印加された電圧の電圧差の絶対値との割合から絶縁抵抗値を特定するためのマップである。図８Ａは、１次側の絶縁抵抗に印加された電圧と２次側の絶縁抵抗に印加された電圧との関係を示すタイムチャートであり、図８Ｂは、非接地電源の電圧と絶縁抵抗に印加された電圧の電圧差の絶対値との割合から絶縁抵抗値を特定するためのマップである。バッテリＥＣＵでの制御処理を説明するためのフローチャートである。図９のステップＳ８の処理を説明するためのフローチャートである。１次電圧、２次電圧、電動車両内の各部の制御処理、及び、各部間でのデータの送受信を示すタイムチャートである。図１２Ａ及び図１２Ｂは、カウンタの動作を示すタイムチャートである。ＤＣ／ＤＣコンバータの昇降圧動作とカウンタの動作との関係を示す一覧表である。

［本実施形態の構成］
以下、本発明に係る電動車両について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る電動車両１０の概略全体構成図である。

電動車両１０では、高電圧バッテリ１２からＶＣＵ（ＶｏｌｔａｇｅＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）１４及びＰＤＵ（ＰｏｗｅｒＤｒｉｖｅＵｎｉｔ）１６を介してモータ１８に電力を供給することにより該モータ１８を駆動させ、モータ１８の回転軸に接続されたトランスミッション２０等を介して車輪２２を回転させる。また、電動車両１０には、地絡センサ２４が搭載されている。

ＶＣＵ１４の高電圧バッテリ１２側である１次側１Ｓは、低電圧回路２６とされ、ＶＣＵ１４のＰＤＵ１６及びモータ１８側である２次側２Ｓは、高電圧回路２７とされている。この場合、電動車両１０の図示しない車体は接地電位にあり、低電圧回路２６、ＶＣＵ１４及び高電圧回路２７は、該接地電位から電気的に絶縁された非接地電源回路として構成される。また、ＰＤＵ１６及びモータ１８を併せて負荷２８というが、負荷２８には、２次側２Ｓの他の構成要素を含むことができる。

高電圧バッテリ１２は、例えば、リチウムイオン２次電池、ニッケル水素２次電池又はキャパシタのような充放電可能な蓄電装置であると共に、接地電位に対しては非接地電源として構成される。この場合、高電圧バッテリ１２は、低電圧バスとしての１次側１Ｓの主回路配線１ＳＰ、１ＳＮと、ＶＣＵ１４と、高電圧バスとしての２次側２Ｓの主回路配線２ＳＰ、２ＳＮとを介して負荷２８に電力を供給する一方で、モータ１８の回生動作に伴って主回路配線２ＳＰ、２ＳＮと、ＶＣＵ１４と、主回路配線１ＳＰ、１ＳＮとを介して供給された電力を充電する。高電圧バッテリ１２にはバッテリＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）４０が接続されている。

ＶＣＵ１４は、主回路配線１ＳＰ、１ＳＮのスイッチ３０Ｐ、３０Ｎが閉じている場合に、昇降圧動作が可能なＤＣ／ＤＣコンバータ３２を有する。従って、高電圧バッテリ１２を含む低電圧回路２６には、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２の昇降圧動作によって、降圧後の１次電圧Ｖ１が供給され、負荷２８を含む高電圧回路２７には、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２の昇降圧動作によって、昇圧後の２次電圧Ｖ２が供給される。すなわち、低電圧回路２６は、相対的に低電圧の非接地回路であり、高電圧回路２７は、相対的に高電圧の非接地回路である。なお、高電圧バッテリ１２の電圧Ｖｂ及び１次電圧Ｖ１は、Ｖ１＝Ｖｂである。

１次側１Ｓの主回路配線１ＳＰ、１ＳＮ間の電圧である１次電圧Ｖ１は、電圧センサ３４で検出され、２次側２Ｓの主回路配線２ＳＰ、２ＳＮ間の電圧である２次電圧Ｖ２は、電圧センサ３６で検出される。ＶＣＵ１４は、コンバータＥＣＵ３８をさらに有する。コンバータＥＣＵ３８は、電圧センサ３４で検出された１次電圧Ｖ１、及び、電圧センサ３６で検出された２次電圧Ｖ２に基づき、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２の昇降圧動作を制御する。

１次側１Ｓにおいて、地絡センサ２４は、接地電位と主回路配線１ＳＰ、１ＳＮとの間の絶縁状態（接地電位と主回路配線１ＳＰ、１ＳＮとの間の絶縁抵抗Ｒ１Ｐ、Ｒ１Ｎの値（絶縁抵抗値））や、接地電位と主回路配線２ＳＰ、２ＳＮとの間の絶縁状態（接地電位と主回路配線２ＳＰ、２ＳＮとの間の絶縁抵抗Ｒ２Ｐ、Ｒ２Ｎの値（絶縁抵抗値））を検出する。具体的な検出処理については後述する。また、１次側１Ｓには、高電圧バッテリ１２と並列に、ダウンバータ（Ｄ／Ｖ）４８及び補機５０の直列回路と、エアコンディショナ（Ａ／Ｃ）５２とが電気的に接続されている。

２次側２Ｓにおいて、ＰＤＵ１６は、３相ブリッジ型の構成とされたインバータであり、直流を３相の交流に変換してモータ１８に供給する一方、回生動作に伴う交流／直流変換後の直流をＤＣ／ＤＣコンバータ３２を通じて高電圧バッテリ１２等に供給する。また、ＰＤＵ１６及びモータ１８は、モータＥＣＵ４２により制御される。すなわち、モータＥＣＵ４２は、モータ１８の回生電力をＰＤＵ１６を通じて高電圧バッテリ１２に回収させることで、車輪２２に対しモータ１８の回生制動により制動させる制動力を付与する。

さらに、主回路配線２ＳＰ、２ＳＮには、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２に対して、ＰＤＵ１６と並列に発電機４４も電気的に接続されている。発電機４４は、燃料電池、又は、発電機として機能するモータを含む概念であり、ＰＤＵ１６を介してモータ１８に電力を供給し、又は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２を介して高電圧バッテリ１２を充電させる。そのため、高電圧バッテリ１２と同様、ＰＤＵ１６、モータ１８及び発電機４４も非接地電源である。発電機４４は、発電機ＥＣＵ４６により制御される。

従って、本実施形態に係る電動車両１０は、（１）モータ１８の駆動により発進して走行する電気自動車、（２）モータ１８の電力を燃料電池がまかない、不足分の電力を高電圧バッテリ１２がアシストする燃料電池自動車、（３）内燃機関も備えるハイブリッド自動車やプラグインハイブリッド自動車も含む概念である。

地絡センサ２４、コンバータＥＣＵ３８、バッテリＥＣＵ４０、モータＥＣＵ４２及び発電機ＥＣＵ４６は、ＣＡＮ（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）等の通信ネットワークに係る通信線５４を通じて相互にデータを利用する等、通信可能に接続されている。

また、コンバータＥＣＵ３８、バッテリＥＣＵ４０、モータＥＣＵ４２及び発電機ＥＣＵ４６は、それぞれ、マイクロコンピュータを含む計算機であり、ＣＰＵ（中央処理装置）、メモリであるＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭも含む。）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、その他、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器等の入出力装置、計時部としてのタイマ等を有しており、前記ＣＰＵが前記ＲＯＭに記録されているプログラムを読み出し実行することで各種機能実現部（機能実現手段）、例えば、制御部、演算部、及び、処理部等として機能する。

この場合、バッテリＥＣＵ４０は、高電圧バッテリ１２の状態、発電機４４の状態、モータ１８の状態の他、各種センサからの入力（負荷要求）に基づき決定した電動車両１０全体として高電圧バッテリ１２に要求される負荷から、高電圧バッテリ１２が負担すべき負荷と、発電機４４が負担すべき負荷と、回生電源（モータ１８）が負担すべき負荷との配分（分担）を調停しながら決定し、モータＥＣＵ４２（ＰＤＵ１６、モータ１８）、発電機ＥＣＵ４６（発電機４４）、高電圧バッテリ１２及びコンバータＥＣＵ３８（ＤＣ／ＤＣコンバータ３２）に指令を送出し、電動車両１０における回生制動による制動力と摩擦制動による制動力との協調制御を行わせる。

なお、通信線５４には、電動車両１０をオン（起動、始動）又はオフ（停止）するイグニッションスイッチとしての機能を有するメインスイッチ５６も接続されている。

バッテリＥＣＵ４０は、昇圧検出部（昇降圧動作検出手段）６０、検出許可判定部（検出許可判定手段）６２、地絡判定部（地絡判定手段）６４及びカウンタ６６を有する。

昇圧検出部６０は、例えば、コンバータＥＣＵ３８から供給されるデータ（１次電圧Ｖ１、２次電圧Ｖ２）に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２の昇降圧状態を検出する。具体的に、昇圧検出部６０は、｜Ｖ１−Ｖ２｜≦規定値の第１状態であるのか、又は、｜Ｖ１−Ｖ２｜＞規定値の第２状態であるのかを検出する。第１状態は、Ｖ１≒Ｖ２となるＤＣ／ＤＣコンバータ３２の直結状態、又は、該直結状態近傍の電位差でＤＣ／ＤＣコンバータ３２が昇降圧動作を行っている状態をいう。また、第２状態は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２が規定値を超える電位差で昇降圧動作を精度良く行っている状態をいう。

また、昇圧検出部６０は、上述した検出方法以外にも、コンバータＥＣＵ３８から通信線５４を介して、（１）ＤＣ／ＤＣコンバータ３２を制御するゲート駆動信号ＵＨ、ＵＬのデューティ、（２）２次電圧Ｖ２の目標値、又は、（３）直結状態を示すフラグ、等の他の情報を受信し、受信した情報に基づいて、第１状態又は第２状態を判定してもよい。すなわち、これらの情報は、いずれも、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２の昇降圧動作に関する情報であって、１次電圧Ｖ１と２次電圧Ｖ２との電位差に対応する情報であり、従って、昇圧検出部６０は、これらの情報を用いて、第１状態又は第２状態を検出することができる。

具体的に、デューティに基づき検出する場合、昇圧検出部６０は、当該デューティが所定値以下であれば第１状態と検出し、前記デューティが所定値を超えれば第２状態と検出すればよい。また、２次電圧Ｖ２の目標値に基づき検出する場合、昇圧検出部６０は、当該目標値が所定値以下であれば第１状態と検出し、前記目標値が所定値を超えれば第２状態と検出すればよい。さらに、フラグに基づき検出する場合、昇圧検出部６０は、当該フラグが入力された場合に、第１状態と検出し、前記フラグが入力されなければ、第２状態と検出すればよい。

なお、以下の説明では、昇圧検出部６０は、１次電圧Ｖ１と２次電圧Ｖ２との電位差に基づき、第１状態又は第２状態を検出するものとして説明する。

検出許可判定部６２は、昇圧検出部６０が第１状態を検出した場合、地絡判定部６４での判定処理を許可すると共に、地絡センサ２４での絶縁状態の検出を許可する。また、検出許可判定部６２は、昇圧検出部６０が第２状態を検出した場合、地絡判定部６４での判定処理と、地絡センサ２４での絶縁状態の検出とを、共に禁止する。

地絡判定部６４は、検出許可判定部６２が許可した第１状態において、地絡センサ２４から絶縁抵抗値のデータが入力された場合、該絶縁抵抗値に基づいて、接地電位に対する主回路配線１ＳＰ、１ＳＮ、２ＳＰ、２ＳＮでの地絡の発生の有無を判定する。地絡判定部６４が地絡の発生を判定する毎に、カウンタ６６は、カウント値の積算を行う（カウントアップする、インクリメントする）。また、カウンタ６６のカウント値が所定の地絡閾値に到達した場合、地絡判定部６４は、主回路配線１ＳＰ、１ＳＮ、２ＳＰ、２ＳＮの地絡の発生を確定する。なお、カウンタ６６は、主回路配線１ＳＰ、１ＳＮ、２ＳＰ、２ＳＮが地絡の状態から回復した場合には、カウント値をリセットする。

一方、検出許可判定部６２が禁止した第２状態においては、検出許可判定部６２から地絡センサ２４に対して禁止の指示を出しても、通信線５４を介しての通信時間や、該地絡センサ２４が指示を受け取ってから絶縁抵抗値の検出処理を停止するまで時間がかかることにより、第１状態から第２状態に切り替わった直後は、地絡センサ２４から通信線５４を介して地絡判定部６４に、第２状態で検出した絶縁抵抗値のデータが入力される場合もある。そこで、地絡判定部６４は、検出許可判定部６２から禁止の指示を受けると、地絡センサ２４から入力される第２状態での絶縁抵抗値を無視することで、地絡の有無の判定処理を停止する。

また、カウンタ６６は、第２状態においては、第１状態から第２状態に切り替わる直前のカウント値を保持して、積算動作やリセット動作を禁止する。さらに、カウンタ６６は、第１状態と第２状態とが切り替わる際には、積算動作やリセット動作を禁止する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ３２は、図２に示すように、１次電圧Ｖ１（＝Ｖｂ）を２次電圧Ｖ２（Ｖ１≦Ｖ２）に昇圧すると共に、２次電圧Ｖ２を１次電圧Ｖ１に降圧する昇降圧型且つチョッパ型の電圧変換装置であって、１次側１Ｓと２次側２Ｓとの間に配される相アームＵＡとリアクトル７０とから構成される。

相アームＵＡは、上アーム素子（上アームスイッチング素子７２と逆並列ダイオード７４）と下アーム素子（下アームスイッチング素子７６と逆並列ダイオード７８）とで構成される。上アームスイッチング素子７２及び下アームスイッチング素子７６には、それぞれ、例えば、ＭＯＳＦＥＴ又はＩＧＢＴ等が採用される。

リアクトル７０は、相アームＵＡの中点（共通接続点）と、高電圧バッテリ１２の正極に接続される主回路配線１ＳＰとの間に挿入され、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２により１次電圧Ｖ１と２次電圧Ｖ２との間で電圧変換を行う際に、エネルギを蓄積及び放出する作用を有する。

上アームスイッチング素子７２は、コンバータＥＣＵ３８から出力されるゲート駆動信号（駆動電圧）ＵＨのハイレベルによりオンにされ、下アームスイッチング素子７６は、ゲート駆動信号（駆動電圧）ＵＬのハイレベルによりオンにされる。

ＤＣ／ＤＣコンバータ３２の昇圧時には、第１のタイミングで、ゲート駆動信号ＵＬがハイレベル及びゲート駆動信号ＵＨがローレベルにされ、高電圧バッテリ１２からリアクトル７０にエネルギが蓄積される（高電圧バッテリ１２の正側から主回路配線１ＳＰ、リアクトル７０、下アームスイッチング素子７６、主回路配線１ＳＮ、及び、高電圧バッテリ１２の負側に至る電流路）。第２のタイミングで、ゲート駆動信号ＵＬがローレベル及びゲート駆動信号ＵＨがローレベルにされ、リアクトル７０に蓄積されたエネルギがダイオード７４を通じて２次側２Ｓに供給される（高電圧バッテリ１２の正側からリアクトル７０、ダイオード７４、主回路配線２ＳＰ、負荷３０等、主回路配線２ＳＮ、及び、高電圧バッテリ１２の負側の電流路）。以降、昇圧時の第１のタイミングと第２のタイミングが繰り返される。

ＤＣ／ＤＣコンバータ３２の降圧時には、第１のタイミングで、ゲート駆動信号ＵＨがハイレベル及びゲート駆動信号ＵＬがローレベルにされ、２次側２Ｓ（モータ１８が回生中の負荷２８又は発電機４４）からリアクトル７０にエネルギが蓄積されると共に高電圧バッテリ１２に充電される。第２のタイミングで、ゲート駆動信号ＵＨがローレベル及びゲート駆動信号ＵＬがローレベルにされ、リアクトル７０に蓄積されたエネルギがダイオード７８及びリアクトル７０を通じて高電圧バッテリ１２に供給され、該高電圧バッテリ１２が充電される。なお、回生電力は、図１から分かるように、補機５０及びエアコンディショナ５２にも供給可能である。以降、降圧時の第１のタイミングと第２のタイミングとが繰り返される。

ＤＣ／ＤＣコンバータ３２は、上述したチョッパ型として動作する他、直結型として動作することもできる。直結型として動作する場合、ゲート駆動信号ＵＨがハイレベルにされると共にゲート駆動信号ＵＬがローレベルとされ、高電圧バッテリ１２が放電する際には、１次側１Ｓからダイオード７４を通じて２次側２Ｓに電力が供給され、高電圧バッテリ１２が充電される場合には、２次側２Ｓから上アームスイッチング素子７２を通じて高電圧バッテリ１２に電力が供給される（例えば、モータ１８から高電圧バッテリ１２に回生電力が供給される）。

地絡センサ２４では、図３に示すように、主回路配線１ＳＰ、１ＳＮ間に、スイッチ８０、８２（Ｓ１、Ｓ２）を介してダイオード８４、抵抗器８６、及び、フライングキャパシタとして機能するコンデンサ８８の直列回路が接続されている。また、ダイオード８４、抵抗器８６及びコンデンサ８８の直列回路に対して、スイッチ９０、９４（Ｓ３、Ｓ４）及び抵抗器９２、９６の直列回路が並列に接続されている。抵抗器９２と抵抗器９６との間は接地されている。

また、抵抗器９２に発生する電圧は、Ａ／Ｄ変換器９８でデジタル値に変換され、地絡抵抗算出部１００に出力される。地絡抵抗算出部１００は、Ａ／Ｄ変換器９８から入力されたデジタル値と、マップ記憶部１０２に記憶された絶縁抵抗値を特定するための所定のマップとを用いて、前記デジタル値に応じた絶縁抵抗値を算出する。

さらに、地絡センサ２４では、ダイオード８４及び抵抗器８６に対してダイオード１０４及び抵抗器１０６の直列回路が並列に接続され、ダイオード１０４と抵抗器１０６との間は、スイッチ１０８（Ｓ５）及び抵抗器１１０を介して接地されている。

なお、スイッチ８０、８２、９０、９４、１０８は、例えば、光ＭＯＳＦＥＴによるスイッチであることが望ましい。

［地絡センサの動作］
本実施形態に係る電動車両１０は、以上のように構成されるものであり、次に、該電動車両１０の動作のうち、地絡センサ２４による絶縁抵抗値の検出処理について、図４Ａ〜図８Ｂを参照しながら説明する。なお、図４Ａ〜図６Ｂでは、説明の容易化のために、地絡センサ２４と高電圧バッテリ１２、負荷２８又は発電機４４との電気的接続のみ図示し、電動車両１０内の他の構成要素の図示を省略している。

地絡センサ２４においては、概略、下記（１）〜（５）のようにして絶縁抵抗値の検出処理を行う。

（１）｜Ｖ１−Ｖ２｜≦規定値の条件に起因する検出許可判定部６２からの検出許可の指示を受けるまで、検出禁止の状態を維持する。

（２）検出許可判定部６２から検出許可の指示を受けると、非接地電源である高電圧バッテリ１２、負荷２８又は発電機４４の電圧（Ｖｂ＝Ｖ１≒Ｖ２）を検出する（図４Ａ及び図４Ｂ参照）。

（３）高電圧バッテリ１２、負荷２８又は発電機４４から、接地電位と負極側の主回路配線１ＳＮ、２ＳＮとの間の絶縁抵抗Ｒ１Ｎ、Ｒ２Ｎに印加される電圧Ｖ１ｇｎ、Ｖ２ｇｎを検出する（図５Ａ及び図５Ｂ参照）。

（４）高電圧バッテリ１２、負荷２８又は発電機４４から、接地電位と正極側の主回路配線１ＳＰ、２ＳＰとの間の絶縁抵抗Ｒ１Ｐ、Ｒ２Ｐに印加される電圧Ｖ１ｇｐ、Ｖ２ｇｐを検出する（図６Ａ及び図６Ｂ参照）。

（５）正極側の電圧Ｖ１ｇｐ、Ｖ２ｇｐと負極側の電圧Ｖ１ｇｎ、Ｖ２ｇｎとの差の絶対値と、高電圧バッテリ１２、負荷２８又は発電機４４の電圧Ｖｂとの比（割合）を算出し、算出した割合｜Ｖ１ｇｐ−Ｖ１ｇｎ｜／Ｖｂ、又は、｜Ｖ２ｇｐ−Ｖ２ｇｎ｜／Ｖｂと、マップ記憶部１０２に記憶されたマップとを用いて、絶縁抵抗値を特定する（図７Ａ及び図７Ｂ参照）。

なお、上記の（２）〜（４）の順序は一例であって、任意の順序で電圧の検出処理を行ってもよい。

次に、上記（２）〜（５）の詳細について、図４Ａ〜図８Ｂを参照しながら説明する。

（２）において、検出許可判定部６２から検出許可の指示を受けた場合、地絡センサ２４は、先ず、図４Ａに示すように、スイッチ８０、８２をオン、スイッチ９０、９４、１０８をオフにすることで、高電圧バッテリ１２、負荷２８又は発電機４４の正極から、スイッチ８０、ダイオード８４、抵抗器８６、コンデンサ８８及びスイッチ８２を介して、高電圧バッテリ１２、負荷２８又は発電機４４の負極に至る経路で、コンデンサ８８を充電する。

次に、地絡センサ２４は、図４Ｂに示すように、スイッチ９０、９４をオン、スイッチ８０、８２、１０８をオフにすることで、コンデンサ８８から、ダイオード１０４、抵抗器１０６、スイッチ９０、抵抗器９２、抵抗器９６及びスイッチ９４を介して、コンデンサ８８に至る経路で、コンデンサ８８に蓄積された電荷を放電させる。この場合、Ａ／Ｄ変換器９８は、放電開始直後の抵抗器９２に発生するピーク電圧値をホールドしてデジタル値に変換する。これにより、Ａ／Ｄ変換器９８は、変換したデジタル値を、高電圧バッテリ１２、負荷２８又は発電機４４の電圧Ｖｂに応じた電圧値として地絡抵抗算出部１００に出力することができる。

（３）において、地絡センサ２４は、先ず、図５Ａに示すように、スイッチ８０、９４をオン、スイッチ８２、９０、１０８をオフにすることで、高電圧バッテリ１２、負荷２８又は発電機４４の正極から、スイッチ８０、ダイオード８４、抵抗器８６、コンデンサ８８、スイッチ９４、抵抗器９６、アース（接地電位）及び負極側の絶縁抵抗Ｒ１Ｎ（Ｒ２Ｎ）を介して、高電圧バッテリ１２、負荷２８又は発電機４４の負極に至る経路で、コンデンサ８８を充電する。

次に、地絡センサ２４は、図５Ｂに示すように、図４Ｂの場合と同様、スイッチ９０、９４をオン、スイッチ８０、８２、１０８をオフにすることで、コンデンサ８８から、ダイオード１０４、抵抗器１０６、スイッチ９０、抵抗器９２、抵抗器９６及びスイッチ９４を介して、コンデンサ８８に至る経路で、コンデンサ８８に蓄積された電荷を放電させる。この場合でも、Ａ／Ｄ変換器９８は、放電開始直後の抵抗器９２に発生するピーク電圧値をホールドしてデジタル値に変換する。但し、図４Ａ及び図４Ｂの場合とは異なり、図５Ａでは、負極側の絶縁抵抗Ｒ１Ｎ（Ｒ２Ｎ）を含む経路でコンデンサ８８の充電を行ったため、Ａ／Ｄ変換器９８は、変換したデジタル値を、高電圧バッテリ１２、負荷２８又は発電機４４から負極側の絶縁抵抗Ｒ１Ｎ（Ｒ２Ｎ）に印加された電圧Ｖ１ｇｎ（Ｖ２ｇｎ）に応じた電圧値として、地絡抵抗算出部１００に出力することになる。

（４）において、地絡センサ２４は、先ず、図６Ａに示すように、スイッチ８２、９０をオン、スイッチ８０、９４、１０８をオフにすることで、高電圧バッテリ１２、負荷２８又は発電機４４の正極から、正極側の絶縁抵抗Ｒ１Ｐ（Ｒ２Ｐ）、アース（接地電位）、抵抗器９２、スイッチ９０、ダイオード８４、抵抗器８６、コンデンサ８８及びスイッチ８２を介して、高電圧バッテリ１２、負荷２８又は発電機４４の負極に至る経路で、コンデンサ８８を充電する。

次に、地絡センサ２４は、図６Ｂに示すように、図４Ｂ及び図５Ｂの場合と同様、スイッチ９０、９４をオン、スイッチ８０、８２、１０８をオフにすることで、コンデンサ８８から、ダイオード１０４、抵抗器１０６、スイッチ９０、抵抗器９２、抵抗器９６及びスイッチ９４を介して、コンデンサ８８に至る経路で、コンデンサ８８に蓄積された電荷を放電させる。この場合でも、Ａ／Ｄ変換器９８は、放電開始直後の抵抗器９２に発生するピーク電圧値をホールドしてデジタル値に変換する。但し、図４Ａ〜図５Ｂの場合とは異なり、図６Ａでは、正極側の絶縁抵抗Ｒ１Ｐ（Ｒ２Ｐ）を含む経路でコンデンサ８８の充電を行ったため、Ａ／Ｄ変換器９８は、変換したデジタル値を、高電圧バッテリ１２、負荷２８又は発電機４４から正極側の絶縁抵抗Ｒ１Ｐ（Ｒ２Ｐ）に印加された電圧Ｖ１ｇｐ（Ｖ２ｇｐ）に応じた電圧値として、地絡抵抗算出部１００に出力することになる。

なお、（２）〜（４）において、Ａ／Ｄ変換器９８でのデジタル値への変換後、コンデンサ８８に蓄積されている電荷は不要になるため、スイッチ１０８をオン、スイッチ８０、８２、９０、９４をオフにすることで、コンデンサ８８に蓄積された電荷をダイオード１０４、スイッチ１０８及び抵抗器１１０を介してアースに速やかに放電させてもよい。

図７Ａは、コンデンサ８８の充電（図４Ａ、図５Ａ及び図６Ａ参照）による、該コンデンサ８８の電圧値の時間変化を図示したものである。

図４Ａの場合に、コンデンサ８８の電圧値は、時間経過に伴って上昇し、Δｔの時点で所定の電圧Ｖ０（高電圧バッテリ１２、負荷２８又は発電機４４の電圧Ｖｂ）にまで到達する。一方、図５Ａ及び図６Ａの場合に、コンデンサ８８の電圧値は、時間経過に伴って上昇し、Δｔの時点で所定の電圧Ｖ１ｇ、Ｖ２ｇ（前述の電圧Ｖ１ｇｐ、Ｖ２ｇｐ又はＶ１ｇｎ、Ｖ２ｇｎ）に到達する。

ここで、絶縁抵抗Ｒ１Ｐ（Ｒ２Ｐ）又はＲ１Ｎ（Ｒ２Ｎ）の値（絶縁抵抗値）が低ければ、電圧値の上昇を決定付けるパラメータである時定数が小さくなると共に、絶縁抵抗Ｒ１Ｐ（Ｒ２Ｐ）又はＲ１Ｎ（Ｒ２Ｎ）を介して、より多くの電流がアースに流れるため、コンデンサ８８の電圧値が電圧Ｖ０に近づく。一方、絶縁抵抗Ｒ１Ｐ（Ｒ２Ｐ）又はＲ１Ｎ（Ｒ２Ｎ）の値（絶縁抵抗値）が高ければ、時定数が大きくなると共に、絶縁抵抗Ｒ１Ｐ（Ｒ２Ｐ）又はＲ１Ｎ（Ｒ２Ｎ）を介してアースに流れる電流が小さくなるため、コンデンサ８８の電圧値は０に近づく。

従って、地絡センサ２４は、例えば、コンデンサ８８がＶ０又はＶ１ｇ（Ｖ２ｇ）の電圧値で充電されているときに、該コンデンサ８８を放電させることにより、放電開始直後に抵抗器９２に発生する略Ｖ０又はＶ１ｇ（Ｖ２ｇ）の電圧値をＡ／Ｄ変換器９８にホールドさせてデジタル値を取得することができる。

図７Ｂは、マップ記憶部１０２に記憶されているマップを図示している。

このマップは、割合｜Ｖ１ｇｐ−Ｖ１ｇｎ｜／Ｖｂ、又は、｜Ｖ２ｇｐ−Ｖ２ｇｎ｜／Ｖｂを横軸に取ると共に、絶縁抵抗値を縦軸に取ったものであり、該マップには、１本の直線が引かれている。

地絡抵抗算出部１００は、上記（２）〜（４）によって、Ａ／Ｄ変換器９８から入力されたデジタル値（Ｖｂ、Ｖ１ｇｐ、Ｖ１ｇｎ、Ｖ２ｇｐ、Ｖ２ｇｎ）を用いて前記割合を算出した後に、前記マップ上の前記１本の直線から、前記割合に対応する絶縁抵抗値を導出する。

なお、前記マップにおいて、Ｒｔｈは絶縁抵抗閾値であり、絶縁抵抗値がＲｔｈよりも高ければ地絡が発生していないものと判定し、一方で、絶縁抵抗値がＲｔｈよりも低ければ地絡が発生しているものと判定することができる。この判定は、地絡判定部６４で行うことができる。

図８Ａ及び図８Ｂは、第２状態で絶縁抵抗の検出を行った場合（比較例）を図示している。

第２状態では、規定値を超える電位差でＤＣ／ＤＣコンバータ３２が昇降圧動作を行っているため、この比較例において、図８Ａに示すように、１次側１Ｓで高電圧バッテリ１２から絶縁抵抗Ｒ１Ｐ、Ｒ１Ｎに電圧を印加したときのコンデンサ８８の電圧値と、２次側２Ｓで回生状態の負荷２８又は発電機４４から絶縁抵抗Ｒ２Ｐ、Ｒ２Ｎに電圧を印加したときのコンデンサ８８の電圧値とでは、時間経過に伴う電圧上昇の程度が異なり、Δｔの時点では、互いに異なる電圧値Ｖ１ｇ、Ｖ２ｇに到達する（Ｖ１ｇ＜Ｖ２ｇ）。

そのため、１次側１Ｓに接続された地絡センサ２４は、基準電圧をＶｂとして割合｜Ｖ１ｇｐ−Ｖ１ｇｎ｜／Ｖｂを求めることにより、図７Ｂのマップから１次側１Ｓの絶縁抵抗Ｒ１Ｐ、Ｒ１Ｎの値（絶縁抵抗値）を算出することが可能である。

しかしながら、前述のように、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２での昇降圧動作によって１次電圧Ｖ１と２次電圧Ｖ２とが異なるため（Ｖｂ＝Ｖ１＜Ｖ２）、２次側２Ｓの絶縁抵抗Ｒ２Ｐ、Ｒ２Ｎの値（絶縁抵抗値）を算出する場合、地絡センサ２４は、２次電圧Ｖ２ではなく、１次電圧Ｖ１（電圧Ｖｂ）を基準電圧として、割合｜Ｖ２ｇｐ−Ｖ２ｇｎ｜／Ｖｂを算出することになる。この結果、２次電圧Ｖ２を基準電圧として用いれば、地絡が発生していないと判定できるにも関わらず（図８Ｂの真値）、１次電圧Ｖ１を基準電圧としたことにより（図８Ｂの計算値）、地絡が発生していると誤検出するおそれがある。

これに対して、本実施形態では、上述のように、第２状態での絶縁抵抗値の検出を禁止し、第１状態において絶縁抵抗値の検出を行っているため、１次側１Ｓと２次側２Ｓとの間での電位差がほとんどない。従って、本実施形態では、１次電圧Ｖ１（電圧Ｖｂ）を基準電圧として割合を求め、求めた割合から絶縁抵抗値を精度よく算出するため、地絡の発生の有無を誤検出することを回避することができる。

［バッテリＥＣＵの動作］
次に、バッテリＥＣＵ４０での制御処理について、図９〜図１３を参照しながら説明する。

図９は、バッテリＥＣＵ４０の制御処理を示すフローチャートであり、所定時間間隔で繰り返し行われる。

先ず、バッテリＥＣＵ４０は、ステップＳ１、Ｓ２において、コンバータＥＣＵ３８から通信線５４を介して１次電圧Ｖ１及び２次電圧Ｖ２をそれぞれ取得する。

次のステップＳ３において、バッテリＥＣＵ４０の昇圧検出部６０は、｜Ｖ１−Ｖ２｜≦規定値であるか否かを判定することにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２の昇降圧状態が第１状態又は第２状態のどちらであるかを判定する。

｜Ｖ１−Ｖ２｜＞規定値の場合（ステップＳ３：ＮＯ）、昇圧検出部６０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２の昇降圧状態が第２状態であると判定し、次のステップＳ４において、検出許可判定部６２は、地絡判定部６４での判定処理を禁止、すなわち、地絡センサ２４からの絶縁抵抗値（ＬＫ）の入力があっても無視するように地絡判定部６４に指示する。また、ステップＳ５において、検出許可判定部６２は、通信線５４を介して地絡センサ２４に絶縁抵抗値ＬＫの検出を禁止するように指示する。

一方、｜Ｖ１−Ｖ２｜≦規定値の場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、昇圧検出部６０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２の昇降圧状態が第１状態であると判定し、次のステップＳ６において、検出許可判定部６２は、地絡判定部６４での判定処理を許可し、地絡センサ２４から絶縁抵抗値ＬＫを取得させる。

ステップＳ７において、地絡判定部６４は、絶縁抵抗値ＬＫが所定の規定値（図７Ｂに示す絶縁抵抗閾値Ｒｔｈ）以下であるか否かを判定する。

ＬＫ≦Ｒｔｈであれば（ステップＳ７：ＹＥＳ）、次のステップＳ８において、地絡判定部６４は、地絡が発生したと判定し、カウンタ６６は、地絡判定部６４の判定結果に基づいて、カウントアップを行う（変数の値を１だけ積算（インクリメント）する）。また、地絡判定部６４はカウンタ６６のカウント値が地絡閾値に到達した場合、地絡の発生を確定する。

一方、ＬＫ＞Ｒｔｈであれば（ステップＳ７：ＮＯ）、地絡判定部６４は、地絡が発生していないと判定し、カウンタ６６は、カウントアップを行わない。

図１０は、ステップＳ８の詳細を示すフローチャートである。

ステップＳ１１において、地絡判定部６４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２が昇降圧動作を行っているか否かを判定する。ＤＣ／ＤＣコンバータ３２が昇降圧動作を行っていれば（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、地絡判定部６４は、ステップＳ１２以降の処理を行わず、ステップＳ８の処理を終了する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ３２が昇降圧動作を行っていなければ（ステップＳ１１：ＮＯ）、次のステップＳ１２において、地絡判定部６４は、地絡が発生しているか否かを判定する。地絡が発生してなければ（ステップＳ１２：ＮＯ）、地絡判定部６４は、ステップＳ１３以降の処理を行わず、ステップＳ８の処理を終了する。

一方、地絡が発生していれば（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、次のステップＳ１３において、カウンタ６６は、現在のカウンタ値（前回値）を１だけ増分し今回値に設定する。

次のステップＳ１４において、地絡判定部６４は、今回値が所定の地絡閾値に到達したか否かを判定する。今回値が地絡閾値に到達した場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、次のステップＳ１５において、地絡判定部６４は、地絡の発生を確定する。一方、今回値が地絡閾値に到達していない場合（ステップＳ１４：ＮＯ）、地絡判定部６４は、ステップＳ８の処理を終了する。

図１１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２が第１状態から第２状態に移行して、前述の規定値以上の電位差で昇降圧動作を開始した場合での電動車両１０内の各部の動作を示すタイムチャートである。

ＤＣ／ＤＣコンバータ３２が時点ｔ１で直結状態を解除し、昇降圧動作を開始することにより、時点ｔ４において、１次電圧Ｖ１と２次電圧Ｖ２との電位差が所定の電圧差Ｖｕ（Ｖｕ＝Ｖ２−Ｖ１）に到達したものとする。

コンバータＥＣＵ３８には、電圧センサ３４、３６で検出された１次電圧Ｖ１及び２次電圧Ｖ２が逐次入力されており、コンバータＥＣＵ３８内では、デジタル処理により１次電圧Ｖ１と２次電圧Ｖ２との電圧差を算出している。コンバータＥＣＵ３８は、１次電圧Ｖ１、２次電圧Ｖ２及び電圧差を通信線５４を介してバッテリＥＣＵ４０に送信する。また、コンバータＥＣＵ３８は、時点ｔ２において、１次電圧Ｖ１と２次電圧Ｖ２との電圧差が、昇圧検出部６０において第１状態又は第２状態の判定を行うために用いられる規定値に対応した所定の電圧閾値Ｖｔｈとなったことを認識することができる。

バッテリＥＣＵ４０内部でもデジタル処理を行っているが、通信線５４を介したコンバータＥＣＵ３８とバッテリＥＣＵ４０との間の通信時間により、時点ｔ２から時間Ｔ１だけ経過した時点ｔ３において、１次電圧Ｖ１と２次電圧Ｖ２との電圧差が電圧閾値Ｖｔｈに到達したことを認識することになる。

従って、バッテリＥＣＵ４０の昇圧検出部６０は、時点ｔ３において、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２が昇降圧動作を行った（第２状態に移行した）ことを示すフラグを立てる。また、昇圧検出部６０がフラグを立てたことに対応して、検出許可判定部６２は、時点ｔ３から時点ｔ５までの時間Ｔ２において、地絡センサ２４から入力される絶縁抵抗値のデータを無視するよう地絡判定部６４を制御する。これにより、時点ｔ５以降、地絡センサ２４は、地絡の判定処理を停止し、地絡センサ２４から入力される絶縁抵抗値のデータを無視することができる。

ところで、通信線５４を介してバッテリＥＣＵ４０と地絡センサ２４との間で通信可能な時間Ｔ３は、所定周期で繰り返す。具体的に、時点ｔ３と時点ｔ５との間では、時点ｔ４から時点ｔ５までの時間Ｔ３において、バッテリＥＣＵ４０と地絡センサ２４との間でのデータの送受信が可能である。

そこで、検出許可判定部６２は、時点ｔ５に、地絡センサ２４での絶縁抵抗値の検出を停止することを求めるインヒビット信号（ＩＮＨ信号）を通信線５４を介して地絡センサ２４に送信する。

地絡センサ２４は、ＩＮＨ信号を受信すると、スイッチ８０、８２、９０、９４をオフにして、低電圧回路２６、ＶＣＵ１４及び高電圧回路２７との電気的な接続を直ちに遮断する。これにより、時点ｔ５以降、地絡センサ２４における電圧検出は停止する。従って、コンデンサ８８の電圧は、時点ｔ５以降、略０レベルに低下する。

また、地絡センサ２４は、時点ｔ５から時点ｔ６まで、絶縁抵抗値の検出処理を停止するための処理を行う。これにより、時点ｔ６以降、地絡センサ２４における絶縁抵抗値の検出処理は停止する。

さらに、地絡センサ２４は、時点ｔ７でスイッチ１０８をオンにして、コンデンサ８８に蓄積された電荷を速やかにアースに放電する。

そして、地絡センサ２４は、通信線５４を介してバッテリＥＣＵ４０にデータを送信する場合、時点ｔ５までは全てのデータをバッテリＥＣＵ４０に送信可能であり、時点ｔ５から時点ｔ６までは、絶縁抵抗値、高電圧バッテリ１２の電圧Ｖｂ、及び、地絡センサ２４のステータス情報を送信可能であり、時点ｔ６以降は、データの送信がマスクされると共に、ステータス情報の送信も制限される。

図１２Ａ及び図１２Ｂは、カウンタ６６でのカウントを図示したタイムチャートである。

図１２Ａは、地絡が発生していない場合を図示し、図１２Ｂは、地絡が発生している場合を図示したものである。図１２Ａ及び図１２Ｂでは、第１状態と第２状態（昇圧中）とが繰り返す場合を図示している。

図１２Ａにおいて、地絡が発生していない場合、理想的には、破線で示すように、カウンタ６６は積算しない。しかしながら、第１状態から第２状態への移行に伴って、バッテリＥＣＵ４０から通信線５４を介して地絡センサ２４にＩＮＨ信号を出力しても、通信線５４を介した通信時間や、地絡センサ２４での停止処理に時間がかかることで、該地絡センサ２４から通信線５４を介してバッテリＥＣＵ４０に絶縁抵抗値のデータが入力されることにより、第１状態から第２状態への移行の際、地絡判定部６４が誤判定を行い、カウンタ６６が誤ってカウントアップする（誤積算する）おそれがある。

そこで、本実施形態では、図１３に示すように、カウンタ６６は、第１状態のように、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２が昇降圧動作を行っていない場合（図１３の今回及び次回の「昇圧なし」）には、カウントアップを可能とし、一方で、第２状態（図１３の今回及び次回の「昇圧あり」）、第１状態と第２状態との移行の際（図１３の今回又は次回のいずれか一方が「昇圧あり」の場合）には、カウントアップを禁止する。

より詳しく説明すれば、バッテリＥＣＵ４０では、図１１に示す地絡センサ２４との間で通信可能な時間Ｔ３を含む１周期内で、図９及び図１０に示す制御処理を実行している。すなわち、図１３中の「今回」は、今回の１周期内での制御処理を示しており、一方で、「次回」は、次の１周期内での制御処理を示している。

そのため、第１状態（図１３の今回及び次回の「昇圧なし」）において、バッテリＥＣＵ４０内の地絡判定部６４は、地絡の発生の有無を判定し、地絡が発生したと判定した場合、カウンタ６６は、この判定結果を反映するため、カウントアップを行う。

一方、第２状態（図１３の今回及び次回の「昇圧あり」）や、第１状態と第２状態との移行の際（図１３の今回又は次回のいずれか一方が「昇圧あり」の場合）では、地絡判定部６４での誤判定や、カウンタ６６での誤積算を回避するために、地絡判定部６４は、判定処理を実施せず、カウンタ６６もカウントアップやリセットを実施しない。

つまり、本実施形態では、図１２Ｂに示すように、第１状態では、カウンタ６６はカウントアップを行っているが、第１状態と第２状態とが切り替わる際や、第２状態では、カウンタ６６はカウント値を保持している。これにより、第１状態と第２状態とが頻繁に切り替わるような場合でも、地絡判定部６４は、第１状態において、カウンタ６６のカウント値が地絡閾値Ｃｔｈに到達すれば、地絡の発生を精度良く確定させることができる。

［本実施形態の効果］
以上説明したように、本実施形態に係る電動車両１０によれば、バッテリＥＣＵ４０の検出許可判定部６２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２の低電圧回路２６側の１次電圧Ｖ１（高電圧バッテリ１２の電圧Ｖｂ）と、高電圧回路２７側の２次電圧Ｖ２（モータ１８の回生電圧又は発電機４４の電圧）との電位差の絶対値｜Ｖ１−Ｖ２｜が、規定値（電圧閾値Ｖｔｈ）以下の第１状態においては、地絡センサ２４による接地電位と低電圧回路２６又は高電圧回路２７との間の絶縁状態の検出を許可する。また、検出許可判定部６２は、｜Ｖ１−Ｖ２｜＞規定値（Ｖｔｈ）の第２状態では、地絡センサ２４による絶縁状態の検出を禁止する。

これにより、１つの地絡センサ２４を用いて、接地電位と低電圧回路２６との間の絶縁状態や、接地電位と高電圧回路２７との間の絶縁状態を精度良く検出することができる。

なお、第１状態は、具体的に、Ｖ１≒Ｖ２となる直結状態、又は、該直結状態近傍の電位差でＤＣ／ＤＣコンバータ３２が昇降圧動作を行っている状態である。従って、｜Ｖ１−Ｖ２｜を小さくする程、地絡センサ２４は、接地電位と低電圧回路２６との間の絶縁状態や、接地電位と高電圧回路２７との間の絶縁状態を精度良く検出することができる。

また、第２状態は、具体的に、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２が低電圧回路２６と高電圧回路２７との間で、規定値を超える電位差で昇降圧動作を精度良く行っている状態である。従って、第２状態での地絡センサ２４による絶縁状態の検出を禁止することにより、接地電位と低電圧回路２６又は高電圧回路２７との間の絶縁状態を誤検出してしまうことを回避することができる。

さらに、本実施形態では、地絡センサ２４が低電圧回路２６と電気的に接続されているため、該地絡センサ２４（を構成する電子部品）の耐圧を低く設定することができ、地絡センサ２４の低コスト化を実現することができる。

また、地絡センサ２４は、接地電位と低電圧回路２６又は高電圧回路２７との間の絶縁抵抗値を算出し、算出した絶縁抵抗値のデータをバッテリＥＣＵ４０に送信する。バッテリＥＣＵ４０において、地絡判定部６４は、地絡センサ２４から入力される絶縁抵抗値のデータに基づいて、接地電位に対する低電圧回路２６又は高電圧回路２７の地絡の発生の有無を判定する。また、昇圧検出部６０が第２状態を検出した場合、地絡判定部６４は、検出許可判定部６２からの指示に従って、地絡センサ２４から入力される絶縁抵抗値のデータを無視すればよい。

これにより、地絡判定部６４の判定処理を素早く禁止状態とすることができる。この結果、検出許可判定部６２から通信線５４を介して地絡センサ２４に絶縁抵抗値の算出禁止を指示してから、該地絡センサ２４が絶縁抵抗値の算出処理を停止するまでの間に、地絡センサ２４から通信線５４を介して地絡判定部６４に、第２状態において算出された絶縁抵抗値のデータが入力された場合でも、該地絡判定部６４では、入力された絶縁抵抗値のデータを無視することができる。

なお、地絡センサ２４は、第１状態において、割合｜Ｖ１ｇｐ−Ｖ１ｇｎ｜／Ｖｂ、又は、｜Ｖ２ｇｐ−Ｖ２ｇｎ｜／Ｖｂと、マップ記憶部１０２に記憶されたマップとを用いて、絶縁抵抗値を算出するため、低電圧回路２６側の絶縁抵抗値や、高電圧回路２７側の絶縁抵抗値を精度よく検出することができる。

また、地絡センサ２４は、第１状態において、所定時間間隔で絶縁抵抗値を算出してバッテリＥＣＵ４０に出力し、地絡判定部６４は、絶縁抵抗値が入力される毎に、地絡の発生の有無を判定する。また、カウンタ６６は、地絡の発生を地絡判定部６４が判定する毎に積算し、地絡判定部６４は、カウンタ６６のカウント値が所定のカウント閾値に到達した場合、接地電位に対する低電圧回路２６又は高電圧回路２７の地絡の発生を確定する。

このように、地絡判定部６４は、１回の判定処理で地絡の発生を確定するのではなく、判定処理を複数回行っても地絡が発生していると判定される場合に、該地絡の発生を確定させるので、地絡の発生の有無をより正確に判定することができる。

また、カウンタ６６は、第２状態において、現在のカウント値を保持するため、絶縁抵抗値の算出が禁止される第２状態において、カウント値が誤積算されることを阻止することができる。

さらに、カウンタ６６は、第１状態と第２状態とが切り替わる際に、積算動作又はリセット動作を禁止するため、第１状態と第２状態とが頻繁に切り替わるような状況でも、カウンタ６６が誤積算したり、又は、リセットすることを阻止することができ、地絡の発生の確定を精度良く行うことができる。

そして、昇圧検出部６０が第２状態を検出した場合、検出許可判定部６２は、地絡センサ２４に対して絶縁抵抗値の検出禁止を指示する（ＩＮＨ信号を出力する）。これにより、地絡センサ２４は、スイッチ８０、８２、９０、９４をオフにして、地絡センサ２４と低電圧回路２６及び高電圧回路２７との間を電気的に遮断させ、絶縁抵抗値の検出を強制的に禁止することができ、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２での昇降圧動作の開始によって、地絡センサ２４に耐圧以上の高電圧が印加されることを確実に防止することができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限らず、本明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることは勿論である。

１０…電動車両１２…高電圧バッテリ
１４…ＶＣＵ１６…ＰＤＵ
１８…モータ２４…地絡センサ
２６…低電圧回路２７…高電圧回路
２８…負荷３２…ＤＣ／ＤＣコンバータ
３４、３６…電圧センサ３８…コンバータＥＣＵ
４０…バッテリＥＣＵ４２…モータＥＣＵ
４４…発電機４６…発電機ＥＣＵ
５４…通信線６０…昇圧検出部
６２…検出許可判定部６４…地絡判定部
６６…カウンタ８０、８２、９０、９４、１０８…スイッチ
８６、９２、９６、１０６、１１０…抵抗器
８８…コンデンサ９８…Ａ／Ｄ変換器
１００…地絡抵抗算出部１０２…マップ記憶部

Claims

ＤＣ／ＤＣコンバータを介して低電圧回路と高電圧回路とを電気的に接続し、前記低電圧回路、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ及び前記高電圧回路を非接地状態として、前記ＤＣ／ＤＣコンバータが昇降圧動作を行う電動車両において、
前記低電圧回路及び前記高電圧回路のどちらか一方に電気的に接続され、接地電位と前記低電圧回路又は前記高電圧回路との間の絶縁状態を検出する地絡センサと、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの昇降圧状態を検出する昇降圧状態検出手段と、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの前記高電圧回路側と前記低電圧回路側との電位差の絶対値が所定値以下の第１状態にあることを前記昇降圧状態検出手段が検出した場合に、前記絶縁状態の検出を許可し、一方で、前記絶対値が前記所定値を超える第２状態にあることを前記昇降圧状態検出手段が検出した場合に、前記絶縁状態の検出を禁止する検出許可判定手段と、
を有する
ことを特徴とする電動車両。
請求項１記載の電動車両において、
前記地絡センサは、前記低電圧回路と電気的に接続される
ことを特徴とする電動車両。
請求項２記載の電動車両において、
前記地絡センサは、前記接地電位と前記低電圧回路又は前記高電圧回路との間の絶縁抵抗値を算出し、
前記電動車両は、前記地絡センサから入力される前記絶縁抵抗値に基づいて、前記接地電位に対する前記低電圧回路又は前記高電圧回路の地絡の有無を判定する地絡判定手段をさらに有し、
前記地絡判定手段は、前記昇降圧状態検出手段が前記第２状態を検出した場合、前記地絡センサから入力される前記絶縁抵抗値を無視する
ことを特徴とする電動車両。
請求項３記載の電動車両において、
前記地絡センサは、該地絡センサに接続された前記低電圧回路又は前記高電圧回路の電圧と、前記低電圧回路又は前記高電圧回路を構成する非接地電源から前記接地電位と前記低電圧回路又は前記高電圧回路との間の絶縁抵抗に印加される電圧との比に基づいて、前記絶縁抵抗値を算出する
ことを特徴とする電動車両。
請求項３又は４記載の電動車両において、
前記地絡センサは、前記第１状態において、所定時間間隔で前記絶縁抵抗値を算出して前記地絡判定手段に出力し、前記地絡判定手段は、前記絶縁抵抗値が入力される毎に、前記地絡の有無を判定し、
前記電動車両は、前記地絡の発生を前記地絡判定手段が判定する毎に積算するカウンタをさらに有し、
前記地絡判定手段は、前記カウンタのカウント値が所定のカウント閾値に到達した場合、前記接地電位に対する前記低電圧回路又は前記高電圧回路の地絡の発生を確定する
ことを特徴とする電動車両。
請求項５記載の電動車両において、
前記カウンタは、前記第２状態において、現在のカウント値を保持する
ことを特徴とする電動車両。
請求項５又は６記載の電動車両において、
前記カウンタは、前記第１状態と前記第２状態とが切り替わる際に、積算動作又はリセット動作を禁止する
ことを特徴とする電動車両。
請求項１〜７のいずれか１項に記載の電動車両において、
前記昇降圧状態検出手段が前記第２状態を検出した場合、前記検出許可判定手段は、前記地絡センサと前記低電圧回路及び前記高電圧回路との間を電気的に遮断させて、前記地絡センサでの前記絶縁状態の検出を禁止させる
ことを特徴とする電動車両。