专利名称：绝缘电阻降低检测器和绝缘电阻降低检测器的故障自我诊断方法
技术领域：
本发明涉及一种绝缘电阻降低检测器及其故障自我诊断方法，具体地， 涉及感测绝缘电阻降低检测器自身的故障的故障自我诊断功能。
背景技术：
与地绝缘的电源，例如，在诸如汽车的车辆(所述地对应于所述车辆) 中安装的电池(直流电源)必须配备有用于检测所述电源和所述地之间的 绝缘电阻的降〗氐的电路。作为这样的绝缘电阻降低检测器，日本专利公开10-290529 (此后称为 专利文献1)公开了一种绝缘电阻降低检测器的构造，其应用于具有高压 电源的电动车。日本专利公开2005-114496 (此后称为专利文献2)公开了 一种绝缘电 阻降低检测器的构造，其中，耦合电容器连接直流电源和绝缘电阻降低检 测器，同时阻断直流分量。利用专利文献2中公开的绝缘电阻降低检测器， 在将脉冲信号提供给被配置为包含了检测电阻器、耦合电容器以及绝缘电 阻的串联电路的状态下，基于由所述检测电阻器和所述绝缘电阻分压的脉 冲状分压电压，可以感测所述绝缘电阻的降低。进一步公开了，通过将所 述脉冲状分压电压输入到低通滤波器，并改变脉冲信号的频率，基于从所 述低通滤波器得到的输出电压的上升特性可以检测到绝缘电阻降低检测器 自身的故障。然而，利用专利文献l中公开的绝缘电阻降低检测器的构造，不能感 测到绝缘电阻降低检测器自身的故障。此外，利用专利文献2中公开的绝缘电阻降低检测器，对于作为检测自身故障的功能的所述故障自我诊断功能，需要低通滤波器，这增加了组 成所述电路的组件的个数。发明内容本发明致力于解决上述问题，其目的在于提供一种具有通过简单构造 实现的故障自我诊断功能的绝缘电阻降低检测器，及其故障自我诊断方法。根据本发明的绝缘电阻降低检测器检测绝缘电源的绝缘电阻的降低。 所述绝缘电阻降低检测器包括耦合电容器、检测电阻器、电压检测器，以 及控制电路。所述检测电阻器经由所述耦合电容器串联到所述绝缘电阻。 所述电压检测器检测在所述耦合电容器和所述检测电阻器之间的连接点的 电压。所述控制电路基于所述电压检测器检测到的电压检测所述绝缘电阻 的降低。当由所述电压检测器检测到的电压维持在至少规定电压超过规定 时段时，所述控制电路感测出绝缘电阻降低检测器自身的故障。根据本发明的用于绝缘电阻降低检测器的故障自我诊断方法是一种用 于检测绝缘电源的绝缘电阻的降低的绝缘电阻降低检测器的故障自我诊断方法。所述绝缘电阻降低检测器包括耦合电容器、经由所述耦合电容器 串联到所述绝缘电阻的检测电阻器、检测在耦合电容器和所述检测电阻器 之间的连接点的电压的电压检测器以瓦基于由所述电压检测器检测到的电 压检测所述绝缘电阻的降低的控制电路。所述方法包括第一步，确定由 所述电压检测器检测到的电压是否被维持在至少规定电压超出规定期间， 以及第二步，当在第 一步中确定所述检测到的电压^L维持在至少所述规定 电压超出所述规定期间时，感测出绝缘电阻降低检测器自身的故障。根据所述绝缘电阻降低检测器及用于其的故障自我诊断方法，通it^ 连接点的电压感测所述检测电阻器和绝缘电阻的分压比，能够检测到绝缘 电阻的降低。进一步，当在所述连接点的电压的检测值被固定为至少规定 电压超出规定时段时，检测到绝缘电阻降低检测器自身的故障。结果，无 需加入新的电路，通过简单的构造可以提供故障自我诊断功能，其利用所 述绝缘电阻降低检测器中的电源电压来检测短路故障。优选地，所述绝缘电阻降低检测器包括脉沖生成器。所述脉冲生成器 将脉冲信号施加给被配置为包括所述绝缘电阻、所述耦合电容器以及所述 检测电阻器的串联电路。当由所述电压检测器检测到的电压被维持在至少 规定电压经过多个脉沖信号周期时，所述控制电路感测出所述绝缘电阻降 低检测器自身的故障。优选地，在根据本发明的绝缘电阻降低检测器的故障自我诊断方法中， 所述绝缘电阻降低检测器进一步包括脉冲生成器，其将脉冲信号施加给被 配置为包括所述绝缘电阻、所述耦合电容器以及所述检测电阻器的串联电 路，并且，在第一步中，当由所述电压检测器检测到的电压被维持在至少 规定电压经过多个脉冲信号周期时，确定检测到的电压被维持在至少所述 规定电压超出所述规定期间。根据所述绝缘电阻降低检测器及用于其的故障自我诊断方法，当通常 应该依照脉沖信号的周期而改变脉冲方式的在连接点的电压，被固定为至 少为规定电压的电压超过多个脉冲信号周期时，感测到故障。因此，能够 正确感测到绝缘电阻降低检测器的故障(与电源电压的短路故障)。根据本发明的绝缘电阻降低检测器检测绝缘电源检测绝缘电源的绝缘 电阻的降低。所述绝缘电阻降低检测器包括耦合电容器、检测电阻器、电 压检测器、控制电路，以及噪声生成器。所述检测电阻器经由所述耦合电 容器串联到所述绝缘电阻。所述电压检测器检测在所述耦合电容器和所述 检测电阻器之间的连接点的电压。所述控制电路基于由所述电压检测器检 测到的电压检测所述绝缘电阻的降低。所述噪声生成器控制连接到电源的 电路系统，从而在所述控制电路指定的时间段内生成具有规定频率的噪声。 当与由所述噪声生成器产生所述噪声之前在所述连接点的电压相比，在产 生所述噪声期间没有在所述连接点的电压中感测到由于所述噪声引起的电 压变化时，所迷控制电路感测出所述绝缘电阻降低检测器自身的故障。根据本发明的绝缘电阻降低检测器的故障自我诊断方法是用于检测绝 缘电源的绝缘电阻的降低的绝缘电阻降低检测器的故障自我诊断方法，所述绝缘电阻降低检测器包括耦合电容器、经由所述耦合电容器串联到所述绝缘电阻的检测电阻器、检测在所述耦合电容器和所述检测电阻器之间 的连接点的电压的电压检测器、基于由所述电压检测器检测到的电压检测在指定的期间内生成规定频率的噪声的噪声生成器，所述方法包括第一 步，向噪声生成器指定所述噪声的生成；第二步，确定与产生所述噪声之 前的所述电压相比，是否在第一步中指定产生所述噪声的期间在所述连接 点的电压中感测到由于所述噪声引起的电压变化；以及第三步，当在第二 步中在所述连接点的所述电压中没有感测到由于所述噪声引起的电压变化 时，感测出所述绝缘电阻降低检测器自身的故障。根据所述绝缘电阻降低检测器和用于其的所述故障自我诊断方法，通 过从连接点的电压感测所述检测电阻器和绝缘电阻的分压比，可以检测得 到绝缘电阻的降低。进一步，设置了自我诊断时段，其中，在所述电源电 路系统中强制生成噪声，并且当在此诊断期间在所述连接点的电压中没有 感测到所述噪声引起的电压变化时，检测到所述绝缘电阻降低检测器自身 的故障。结果，无需加入新电路，可以通过简单的构造提供在所述绝缘电 阻降低检测器内部或者在对所述电源的连接处检测断开故障的故障自我诊 断功能。优选地，在根据本发明的绝缘电阻降低检测器和用于其的故障自我诊 断方法中，所述绝缘电阻降低检测器进一步包括脉冲生成器。所述脉沖生 成器将脉沖信号施加给被配置为包含了绝缘电阻、耦合电容器以及检测电 阻器的串联电路。连接到电源的所述电路系统包括第一和第二逆臾器。所 述第一和第二逆变器通过基于脉沖宽度调制控制的对于功率半导体器件的 开关操作，将来自电源的直流电力转换为交流电力。具体地，在由噪声生 成器生成噪声期间，将用于在笫一逆变器的脉冲宽度调制控制的第一载波 和用于在第二逆变器的脉冲宽度调制的第二载波设置为分别的频率。无需提供新电路，采用这样的构造，能够利用用于常规逆变器控制的 构造生成用于所述绝缘电阻降低检测器的故障自我诊断的强制噪声。优选地，将所述噪声生成器产生噪声的时间段设置为启动连接到所述电源的电路系统的时间。采用这样的构造，当开始使用电源时，可以检查所述绝缘电阻降低检 测器中是否出现了断开故障。可选地且进一步优选地，在车辆中集成所述电源和所述绝缘电阻降低 检测器，并且将由所述噪声生成器产生噪声的时间段设置为停止所述车辆 的时间。采用这样的构造，无需在驱动所述车辆时产生噪声，就能够执行所述 绝缘电阻降低检测器的故障自我诊断。进一步优选地，在车辆中集成所述电源和所述绝缘电阻降低检测器， 并且将所述电源与所述车辆的车体绝缘。采用这样的构造，能够以感测所述绝缘电阻降低检测器的故障，这对 于防止接触车身的人员触电很重要。具体地，由于无需提供新的电路就可 以提供所述故障自我诊断功能，从而提高了所述绝缘电阻降低检测器对于 车载应用的适用性。于是，本发明的主要优势在于利用简单的构造就可以提供具有故障自 我i貪断功能的绝缘电阻降低检测器。
图l是框图，其表示根据本发明第一实施例的绝缘电阻降低检测器的构造；图2是波形图，其表示由图l所示的电压检测器检测到的电压波形； 图3是流程图，其表示根据第一实施例的绝缘电阻降低检测器的故障 自我诊断功能；图4是框图，其表示根据本发明第二实施例的绝缘电阻降低检测器的构造；图5是波形图，其涉及在图4所示的逆变器的脉沖宽度调制(PWM) 控制的描述;，图6是框图，其表示图4所示的逆变器控制部分的载波生成机构的一个例子；图7是流程图，其表示根据第二实施例的绝缘电阻降低检测器的故障 自我诊断功能。
具体实施方式
以下，将参考附图详细描述本发明的实施例。在所有附图中，将相同 的参考字符分配给相同的或对应的部分，并且基本上不重复其详细描述。 第一实施例参考图1,根据本发明第一实施例的绝缘电阻降低检测器50检测相对 于DC(直流)电源10的地30的绝缘电阻Ri的降低。对于DC电源IO, 连接了从DC电源10提供电源电压以进行操作的电路系统20。 DC电源 IO是诸如二次电池、燃料电池或电容器的电能储存装置，将它们作为电机 电源，集成在电动车、混合动力车等中，以驱动车辆。在这样的车辆的例子中，地30对应于所述车身。如果绝缘电阻Ri降 低，接触车身30的人员可能会触电，因此，从安全角度来看，检测绝缘电 阻Ri的降低是非常关键的。于是，不仅需要利用绝缘电阻降低检测器50 检测绝缘电阻Ri的降低，还需要确定绝缘电阻降低检测器50本身是否正 常。考虑到其集成在车辆中，优选地，还需要减小绝缘电阻降低检测器50 的尺寸，以提高其对这样的车载应用的适用性。绝缘电阻降低检测器50包括脉冲生成器60、检测电阻器70、耦合电 容器80、带通滤波器卯、过电压保护二极管91和92、电压检测器IOO, 以及控制电路IIO。脉冲生成器60产生规定频率(规定周期Tp)的脉冲信号65。检测电 阻器70连接在脉冲生成器60和节点Nl之间。耦合电容器80连接在将检 测其是否漏电的电源10和节点Nl之间。带通滤波器90连接在节点Nl和 节点N2之间。根据脉冲信号65的频率设计带通滤波器卯的通带频率。连接到节点N2的过电压保护二极管91和92去除冲击电压(高电压、 负电压)。电压检测器100以规定的采样周期Ts检测节点N2的电压。将电压检测器100的采样周期Ts设置为比脉冲信号65的周期Tp短得多， 从而可以检测响应于脉冲信号65的节点N2的电压的周期变化。因此，可 以感测对应于所述脉沖信号周期的脉冲电压周期中的最大电压(峰值电 压)、最小电压等。可以通过从脉沖生成器60向电压检测器100输入脉冲 信号65，并且考虑与脉冲信号65同步来设置节点N2的电压采样定时来感 测最大电压(峰值电压)、最小电压等。通过以下描述的方案，控制电路110基于电压检测器100检测到的节 点N2的电压，检测绝缘电阻Ri是否降低，以及绝缘电阻降低检测器50 本身是否出现电路故障(内部短路)。控制电路110基于根据采样周期Ts由电压检测器100检测到的节点 N2的电压检测绝缘电阻Ri的降低以及绝缘电阻降低检测器50的电路故 障。通常，可以利用微型计算机等以类似软件的方式处理控制电路IIO的 操作。于是，控制电路110能够被实现为电子控制单元(ECU)的一种功 能。接下来，描述绝缘电阻降低检测器50的操作。向被配置为包括检测电阻器70、耦合电容器80和绝缘电阻Ri的串联 电路施加由脉冲生成器60生成的脉冲信号65。因此，在对应于检测电阻 器70和耦合电容器80之间的连接点的节点Nl处，生成脉沖电压，其具 有这样的峰值，该峰值对应于绝缘电阻Ri和检测电阻器70 (电阻值Rd) 的分压比，即Ri/(Rd+Ri)与脉沖信号65的振幅(电源电压+B)的乘积。在节点Nl生成的脉冲电压的除脉冲信号65的频率之外的其它分量被 带通滤波器卯衰减，并且由过电压保护二极管91和92去除其冲击电压， 然后其,a送到节点N2。图2 (a)示出了当绝缘电阻正常时节点N2的电压波形。当绝缘电阻Ri正常时，Ri Rd。于是，如图2 (a)所示，在节点 N2，生成具有基本等于电源电压+B的峰值电压Vp的脉冲电压。另一方面，当绝缘电阻Ri降低时，分压比，即，Ri/(Rd+Ri)降低。因 而，如图2(b)所示，周期Tp的脉冲电压的J^值电压Vp下降。因此，根据绝缘电阻Ri的可允许较低限制值和检测电阻Rd的分压比确定阈值电 压Vt，能够基于在节点N2出现的峰值电压Vp和阈值电压Vt之间的比较 来检测绝缘电阻Ri的降低。当在绝缘电阻降低检测器50内部出现配线等与电源电压+B发生短路 的故障时，如图2(c)所示，将节点N2处的检出电压固定为电源电压+B。 在这种情况下，不能正常执行绝缘电阻降低的检测。另一方面，由于在这 种情况下峰值电压超出阈值电压Vt，当尚未，地判定绝缘电阻正常时， 需要检测绝缘电阻降低检测器50自身的故障。图3是流程图，其表示所述绝缘电阻降低检测器的故障自我诊断功能。参考图3，在步骤S100中，控制电路110判定是否出现了图2 (c)的 固定电压现象。例如，控制电路110判定在节点N2处的检出电压是否被 维持在至少判定值Vj超出规定时间段Tj，从而实现步骤S100的判定。此 处，将判定值Vj设置为约为电源电压+B，从而能够感测与电源电压+B短 路。设置所述规定的时间段Tj，使得包括脉冲信号65的多个周期Tp。当检测到固定电压现象时(S100为是)，控制电路110在步骤S110 感测绝缘电阻降低检测器50自身的故障(电路中出现与电源的短路)。其 进一步存储故障凝:据(电路中出现与电源的短路)，并通过，例如，打开 警告灯，使得驾驶员知道绝缘电阻降低检测器中出现了故障。另一方面，当没有检测到固定电压现象时(S100为否)，控制电路IIO 在步骤S120判定在电路中没有出现与电源的短路。在这种情况下，参考图 2 (a)和(b)的描述，可以基于峰值电压Vp和阈值电压Vt之间的比较 来检测绝缘电阻Ri的降低。如上所述，利用根据第一实施例的绝缘电阻降低检测器50，通过应用 脉冲信号，能够检测绝缘电阻Ri的降低，并且能够为绝缘电阻降低检测器 50提供故障自我诊断功能。因而，即使当在绝缘电阻降低检测器50中出 现与电源电压+B的短路故障时，也不会作出绝缘电阻正常的错误判定，并 且能够检测到绝缘电阻降低检测器50自身中的故障。具体地，由于无需加 入新的电路元件，就可由控制电路110进行的判定处理提供所述故障自我诊断功能，因此，能够在尺寸上减小绝缘电阻降低检测器50，从而提高对 于车载应用的适用性。 第二实施例在第二实施例中，描述了这样的构造，通过具有与第一实施例中类似 的电路构造的绝缘电阻降低检测器，能够感测在被感测是否漏电的电源10 和耦合电容器80之间的断开故障。图4是框图，其示出了根据本发明第二实施例的绝缘电阻降低检测器 50#的构造。参考图4，如比较，绝缘电阻降低检测器50#与图1所示的绝缘电阻降 低检测器50的不同之处在于替代控制电路110，为其配备了控制电路110#。 类似于控制电路110，通常利用孩史型计算机等以软件类似方式处理控制电 路110#的操作。因此，图3所示的绝缘电阻降低检测器50#具有和图1所 示的绝缘电阻降低检测器50相类似的电路构造，并且通过改变电子控制单 元(ECU)的程序进行实现。在第二实施例中，电路系统20连接到其绝缘电阻将被监控的电源10， 该电路系统包括电机M1和M2，分别驱动电机Ml和M2的逆变器21和 22,以及逆变器控制部分28，其控制逆变器21和22的操作。通过对容纳的功率半导体开关元件的开关操作，逆变器21和22将从 电源IO提供的DC电力转换为AC电力，并将其提供给电机Ml和M2。 为电机M1和M2适当地配备位置传感器23，检测转子的转动相位，以及 电流传感器24，检测提供给电机Ml和M2的各相电流。逆变器控制部分28基于通过位置传感器23和电流传感器24检测到的 值控制逆变器21和22中的开关^作，从而根据指令值(转矩、速度)驱 动电机M1和M2。可以采用利用功率半导体开关元件构造的普通三相逆变器作为逆变器 21和22，因此，此处不对其详细构造进行描述。通常，提供图5所示的脉 冲宽度调制(PWM)控制作为这样的逆变器中的开关控制。在PWM控 制中，将矩形波输出电压的脉冲宽度改变某个周期，从而改变各周期的输出电压平均。通常，通过将某个周期划分为对应于载波周期的多个开关周期，并且为各个开关周期对功率半导体开关元件施加ON/OFF控制，可以 实现脉冲宽度调制控制。参考图5，在逆变器21和22的PWM控制中，遵循将作用于电机M1 和M2的(各相中的)AC电压指令的信号波160被与规定频率的载波150 相比较。通过切换在载波电压高于信号波电压的部分和信号波电压高于载 波电压的部分之间的各相臂中的功率半导体开关元件的ON/OFF,可以为 电机Ml和M2提供组合的矩形波电压的AC电压，作为各相的逆变器输 出电压。在图5中，利用虛线指示AC电压的基波分量。即，载波150的 频率对应于逆变器21和22的开关频率。尽管当正常控制时将分别用于逆变器21和22的PWM控制的载波150 设置为相同的频率，在此有意地使所述频率彼此位移。因而，如图4所示， 可以在电路系统20中强制生成对应于所述频率差的噪声170。图6示出了逆变器控制部分28的载波生成机构的一种例子。参考图6，载波生成机构200包括振荡器210，其生成频率fa的载波， 振荡器220，其生成频率fb的载波，以及开关230。正常地，将所述开关 控制在I侧，从而用于逆变器21的PWM控制的载波150.1和用于逆变器 22的PWM控制的载波150.2具有相同的频率fa。另一方面，当控制电路110#发出噪声生成指令时，将开关控制为处于 II侧。因而，强制性地4吏得用于逆变器21的PWM控制的载波150.1的频 率和用于逆变器22的PWM控制的载波150.2的频率彼此不同，由此强制 产生噪声。此处，设计载波150之间的频率差(fa-fb)，使得噪声频率 等于脉冲信号65的频率(即，带通滤波器90的通带频率)。再次参考图4,经由电源10和耦合电容器80向绝缘电阻降低检测器 50弁的节点N1发送在电路系统20强制生成的噪声170。因而，在节点N1 中出现由于噪声170的影响而产生的电压变化。通过将所述噪声频率设置 为等于脉冲信号65的频率，向节点N2发送所迷电压变化，并由电压检测 器100感测该电压变化。另一方面，当通过耦合电容器80的连接中正出现断开故障并且耦合电 容器80没有正常连接到将要监控其绝缘电阻的电源10时，在电路系统20 处强制生成的噪声170不会影响节点N1处的电压。因此，电压检测器100 感测不到由于噪声影响产生的电压变化。于是，利用绝缘电阻降低检测器50#，在规定的故障自我诊断期间， 通过由控制电路110#生成噪声生成指令以确定是否发生了由于在电路系 统20生成的噪声170的影响而产生的电压变化，感测到是否经由耦合电容 器80与电源IO的连接中，或者，绝缘电阻降低检测器50#中出现了断开 故障。当出现所述断开故障时，即使绝缘电阻Ri降低，在节点N1的脉沖电 压的峰值电压也不会下降。于是，不能正常执行所述绝缘电阻降低检测， 并且在这种情况下可能作出所述绝缘电阻正常的错误判定。因此，需要检 测绝缘电阻降低检测器50自身的故障。图7是流程图，其表示通过绝缘电阻降低检测器50#检测断开的故障 自我诊断。参考图7，在步骤S200，控制电路110#在故障自我诊断期间之前，即， 在强制生成噪声170之前，测量节点N2处的峰值电压。此后，在步骤S210，控制电路110#通过生成噪声生成指令并从而使得 逆变器21和22之间载波频率相异，在电路系统20中生成强制噪声170。进一步，在步骤S220，控制电路110弁确定是否在节点N1出现由于噪 声170带来的电压变化。具体地，其对故障自我诊断期间在节点N2的峰 值电压和在步骤S200测量的故障自我诊断期间之前的峰值电压进行比较， 以判定是否出现峰值电压的下降。即，根据由电压检测器100测量的电压 判定，相对于噪声生成之前如图2(a)所示的在节点Nl (N2)的脉冲电 压，是否由于生成噪声170期间(故障自我诊断期间)通过节点Nl的噪 声所降低的电压导致了节点N2的峰值电压值降低。当没有检测到噪声生成期间在节点N2的峰值电压降低时(在步骤 S220为是)，在步骤S230,控制电路110#判定在绝缘电阻降低检测器50#中没有出现断开故障，并且终止所述故障自我诊断。在这种情况下，由于绝缘电阻降低检测器50#正在正常工作，可以基于第一实施例中所述的峰 值电压Vp和阈值电压Vt之间的比较来检测绝缘电阻Ri的降低。另一方面，当检测到在噪声生成期间在节点N2没有峰值电压降低时 (在步骤S220为否)，在步骤S240,控制电路110#感测到绝缘电阻降低 检测器50#中出现断开故障。其进一步存储故障数据(电路中出现断开)， 并通过打开警告灯等让驾驶员知道绝缘电阻降低检测器中出现故障。如上所述，利用根据第二实施例的绝缘电阻降低检测器50#，通过施 加脉冲信号可以检测绝缘电阻Ri的降低。进一步，即使当在绝缘电阻降低 检测器50并中或者在与电源10的连接中出现断开故障时，能够检测到绝 缘电阻降低检测器50#自身的故障，而不会错误地判定绝缘电阻正常。因 而，由于无需加入新的电路元件就可以通过控制电路110进行的判定处理 提供所述故障自我诊断功能，能够在尺寸上减小绝缘电阻降低检测器50#，从而提高其对于车载应用的适用性。可以注意到，可以在电路系统20的启动定时设置控制电路110#生成噪声生成指令的定时，即，所述故障自我"^断期间，在所述启动定时，电 路系统20被提供来自电源10的电力并被启动。可选地，当在诸如电动车、 混合动力车等的车辆中集成了电源IO时，一种期望的构造是仅当车辆停止 时，执行通过强制噪声生成进行的绝缘电阻降低检测器的故障自我诊断。可以利用除了参考图4-6所述的在逆变器的载波频率变化中提供差 异的方法之外的其它方法生成用于绝缘电阻降4氐检测器50#的故障自我i貪 断的强制噪声170。可以注意到，利用诸如图4所示的构造，其中，多个 逆变器共享电源IO，通过上述方法，则无需加入新的电路元件，就可以生 成用于故障自我"^断的强制噪声170。如上所述，可以通过微型计算机等的软件实现控制电路110和110#的 功能。于是，可以形成绝缘电阻检测器，其根据图3的流程图(第一实施 例)和图7的流程图(第二实施例)执行二者的故障自我诊断。可以理解，从任何方面而言，此处公开的实施例都是描述性而不是限制性的。由权利要求的条款，而不是以上描述和范例来定义本发明的范围， 并且其意在包括所述权利要求条款的范围和等同意义之内的任何修改和变 化。工业应用性代表性地，根据本发明所述的绝缘电阻降低检测器和所述绝缘电阻降 低检测方法可以应用于具有高电压电源的装置。
权利要求
1.一种检测绝缘电源的绝缘电阻的降低的绝缘电阻降低检测器，包括耦合电容器；检测电阻器，其经由所述耦合电容器串联到所述绝缘电阻；电压检测装置，其检测在所述耦合电容器和所述检测电阻器之间的连接点的电压；控制装置，其基于由所述电压检测装置检测的电压检测所述绝缘电阻的降低，其中，所述控制装置包括故障感测单元，当由所述电压检测装置检测到的电压维持在至少规定电压超过规定期间时，其感测出所述绝缘电阻降低检测器自身的故障。
2. 根据权利要求l所述的绝缘电阻降低检测器，进一步包括脉冲 生成装置，用于将脉沖信号施加给被配置为包括所述绝缘电阻、所述耦合 电容器以及所述检测电阻器的串联电路，其中，当由所述电压检测装置检测到的电压被维持在至少所述规定电压经 过所述脉冲信号的多个周期时，所述故障感测单元感测出所述绝缘电阻降 低检测器自身的故障。
3，一种检测绝缘电源的绝缘电阻的降低的绝缘电阻降低检测器，包括耦合电容器；检测电阻器，其经由所述耦合电容器串联到所述绝缘电阻； 电压检测装置，其检测在所述耦合电容器和所述检测电阻器之间的连 接点的电压；控制装置，其基于由所述电压检测装置检测到的电压检测所述绝缘电 阻的降低；以及噪声生成装置，用于在连接到所述电源的电路系统中指定产生规定频 率的噪声，其中，所述控制装置包括这样的单元，当与产生所述噪声之前在所述连接点 的电压相比，在由所述噪声生成装置产生所述噪声的期间没有在所述连接 点的电压中感测到由于所述噪声引起的电压变化时，此单元感测出所述绝 缘电阻降低检测器自身的故障。
4. 根据权利要求3所述的绝缘电阻降低检测器，进一步包括脉冲 生成装置，其将脉冲信号施加给被配置为包括所述绝缘电阻、所述耦合电 容器以及所述检测电阻器的串联电路，其中，所述电路系统包括第一和第二逆变器，它们通过基于脉冲宽度调制控 制的对于功率半导体器件的切换操作，将来自所述电源的直流电力转换为 交流电力，并且在由所述噪声生成装置指定生成所述噪声的期间，将用于在所述第一 逆变器的所述脉冲宽度调制控制的第一载波和用于在所述第二逆变器的所 述脉沖宽度调制控制的第二载波设置在分别的频率。
5. 根据权利要求3或4所述的绝缘电阻降低检测器，其中， 将由所述噪声生成装置产生所述噪声的所述期间设置为启动所述电路系统的时间。
6. 根据权利要求3或4所述的绝缘电阻降低检测器，其中， 在车辆中装入所述电源和所述绝缘电阻降低检测器，并且 将由所述噪声生成装置产生所述噪声的所述期间设置为停止所述车辆的时间。
7. 根据权利要求1 - 4之一所述的绝缘电阻降低检测器，其中， 在车辆中装入所述电源和所述绝缘电阻降低检测器，并且 将所述电源与所述车辆的车体绝缘。
8. —种检测绝缘电源的绝缘电阻的降{氐的绝缘电阻降4氐检测器，包括耦合电容器；检测电阻器，其经由所述耦合电容器串联到所述绝缘电阻； 电压检测器，其检测在所述耦合电容器和所述检测电阻器之间的连接点的电压；控制电路，其基于由所述电压检测器检测到的电压检测所述绝缘电阻 的降低，其中，当由所述电压检测器检测到的电压被维持在至少规定电压超出规定 期间时，所述控制电路感测出所述绝缘电阻降低检测器自身的故障。
9. 根据权利要求8所述的绝缘电阻降低检测器，进一步包括脉冲 生成器，其将脉冲信号施加给被配置为包括所述绝缘电阻、所述耦合电容 器以及所述检测电阻器的串联电路，其中，当由所述电压检测器检测到的电压被维持在至少所述规定电压经过 所述脉冲信号的多个周期时，所述控制电路感测出所述绝缘电阻降低检测 器自身的故障。
10. —种检测绝缘电源的绝缘电阻的降〗氐的绝缘电阻降4氐检测器，包括耦合电容器；检测电阻器，其经由所述耦合电容器串联到所述绝缘电阻； 电压检测器，其检测在所述耦合电容器和所述检测电阻器之间的连接 点的电压；控制电路，其基于由所述电压检测器检测到的电压检测所述绝缘电阻 的降4氐；以及噪声生成器，其控制连接到所述电源的电路系统，从而在由所述控制 电路指定的期间内产生规定频率的噪声，其中，当与产生所述噪声之前在所述连接点的电压相比，在由所述噪声生成 器产生所述^^喿声的期间没有在所述连接点的电压中感测到由于所述噪声引 起的电压变化时，所述控制电路感测出所述绝缘电阻降低检测器自身的故障。
11. 根据权利要求10所述的绝缘电阻降低检测器，进一步包括脉 冲生成器，其将脉冲信号施加给被配置为包括所述绝缘电阻、所述耦合电 容器以及所述检测电阻器的串联电路，其中，所述电路系统包括第一和第二逆变器，它们通过基于脉冲宽度调制控 制的对于功率半导体器件的切换操作，将来自所述电源的直流电力转换为 交流电力，并且在由所述噪声生成器生成所述噪声的期间，将用于在所述第一逆变器 的所述脉沖宽度调制控制的第一载波和用于在所述第二逆变器的所述脉冲 宽度调制控制的第二载波设置在分别的频率。
12. 根据权利要求10或11所述的绝缘电阻降低检测器，其中将由所述噪声生成器产生所述噪声的所述期间设置为启动所述 电路系统的时间。
13. 根据权利要求10或11所述的绝缘电阻降低检测器，其中， 在车辆中^所述电源和所述绝缘电阻降低检测器，并且 将由所述噪声生成器产生所述噪声的所述期间设置为停止所述车辆的时间。
14. 根据权利要求8-ll之一所述的绝缘电阻降低检测器，其中， 在车辆中^所述电源和所述绝缘电阻降低检测器，并且 将所述电源与所述车辆的车体绝缘。
15.器的故障自我诊断方法，所述绝缘电阻降低检测器包括耦合电容器、经 由所述耦合电容器串联到所述绝缘电阻的检测电阻器、检测在所述耦合电 容器和所述检测电阻器之间的连接点的电压的电压检测器以及基于由所述 电压检测器检测到的电压检测所述绝缘电阻的降低的控制电路，所述方法 包括第 一步，确定由所述电压检测器检测到的电压是否被维持在至少规定 电压超出规定期间；以及第二步，当在第一步中确定所述检测到的电压^f皮维持在至少所述规定 电压超出所述规定期间时，感测出所述绝缘电阻降低检测器自身的故障。
16.根据权利要求15所述的绝缘电阻降低检测器的故障自我诊断方 法，其中，
17.所述绝缘电阻降低检测器进一步包括脉冲生成器，其将脉冲信号施 加给被配置为包括所述绝缘电阻、所述耦合电容器以及所述检测电阻器的 串联电路，并且，在所述第一步中，当由所述电压检测器检测到的电压被维持在至少所 述规定电压经过所述^of信号的多个周期时，确定所述检测到的电压^^维 持在至少所述规定电压超出所述规定期间。器的故障自我诊断方法，所述绝缘电阻降低检测器包括耦合电容器、经 由所述耦合电容器串联到所述绝缘电阻的检测电阻器、检测在所述耦合电 容器和所述检测电阻器之间的连接点的电压的电压检测器、基于由所述电到所述电源的电路系统从而在指定的期间内生成规定频率的噪声的噪声生 成器，所述方法包括第一步，向所述噪声生成器指定所述噪声的产生；第二步，确定与产生所述噪声之前的所述电压相比，是否在第一步中 指定产生所述噪声的期间在所述连接点的所述电压中感测到由于所述噪声 引起的电压变化；以及第三步，当在所述第二步中在所述连接点的所述电压中没有感测到由 于所述噪声引起的电压变化时，感测出所述绝缘电阻降低检测器自身的故 障。
18.根据权利要求17所述的绝缘电阻降低检测器的故障自我诊断方 法，其中，所述绝缘电阻降低检测器进一步包括脉沖生成器，其将脉沖信号施 加给被配置为包括所述绝缘电阻、所述耦合电容器以及所述检测电阻器的 串联电路，所述电路系统包括第一和第二逆变器，它们通过基于脉冲宽度调制控 制的对于功率半导体器件的切换操作，将来自所述电源的直流电力转换为 交流电力，并且在由所述噪声生成器生成所述噪声的期间，将用于在所述第一逆变器的所述脉冲宽度调制控制的第一载波和用于在所述第二逆变器的所述J5^冲 宽度调制控制的第二载波设置在分别的频率。
19. 根据权利要求17或18所述的绝缘电阻降低检测器的故障自我诊 断方法，其中将由所述噪声生成器产生所述噪声的所述期间设置为启动所 述电路系统的时间。
20. 根据权利要求17或18所述的绝缘电阻降低检测器，其中， 在车辆中"所述电源和所述绝缘电阻降低检测器，并且 将由所述噪声生成器产生所述噪声的所述期间^没置为停止所述车辆的时间。
21. 根据权利要求15-18之一所述的绝缘电阻降低检测器，其中， 在车辆中装入所述电源和所述绝缘电阻降低检测器，并且将所述电源与所述车辆的车体绝缘。
全文摘要
一种绝缘电阻降低检测器(50)，包括脉冲生成器(60)，其对串联连接了检测电阻器(70)、耦合电容器(80)以及绝缘电阻(Ri)的串联电路施加脉冲信号(65)。在向所述串联电路施加所述脉冲信号(65)的状态下，控制电路(110)经由带通滤波器(90)通过电压检测电路(100)检测在节点(N1)出现的脉冲状分压，从而感测绝缘电阻(Ri)的降低。进一步，当由所述电压检测电路(100)检测到的电压被维持在至少规定电压超过脉冲信号(65)的多个周期时，所述控制电路(110)感测出绝缘电阻降低检测器自身的故障。这样，通过简单的构造实现了具有故障自我诊断功能的绝缘电阻降低检测器。
文档编号G01R27/02GK101228447SQ20068002684
公开日2008年7月23日 申请日期2006年8月18日 优先权日2005年8月29日
发明者内田健司 申请人:丰田自动车株式会社