(57)【要約】  【解決手段】  本発明は、電気システム（３）における電気絶縁抵抗を監視するための方法に関する。該方法は、外部電力供給（４）から第１の導体（５）及び第２の導体（６）を介して電力を供給することと、電力を第１の電流コレクタ（７）及び第２の電流コレクタ（８）を介して電気システム（３）に供給することであって、第１の電流コレクタ（７）及び第２の電流コレクタ（８）の各々は第１の主接触器（１０）及び第２の主接触器（１１）をそれぞれ介して電気システム（３）に電気的に接続されるように構成されている、ことと、制御ユニット（１２）に関連付けられ、主接触器（１０，１１）の各々に接続された絶縁抵抗監視ユニット（１６）によって、絶縁抵抗を監視することと、を含む。この方法はさらに、電流コレクタ（７，８）が導体（５，６）から切り離されている場合、主接触器（１０，１１）を閉鎖状態に維持し、これによって絶縁抵抗の監視を可能とすることと、主接触器（１０，１１）を開放し、その後、電流コレクタ（７，８）を導体（５，６）に接続することと、主接触器（１０，１１）を閉鎖し、これによって絶縁抵抗の監視を可能とすることと、を含む。また、本発明は、電気システムにおける電気絶縁抵抗を監視するための装置にも関する。  【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気システム（３）における電気絶縁抵抗を監視するための方法であって、
外部電力供給（４）から第１の導体（５）及び第２の導体（６）を介して電力を供給することと、
前記電力を第１の電流コレクタ（７）及び第２の電流コレクタ（８）を介して前記電気システム（３）に供給することであって、前記第１の電流コレクタ（７）及び前記第２の電流コレクタ（８）の各々は、第１の主接触器（１０）及び第２の主接触器（１１）をそれぞれ介して前記電気システム（３）に電気的に接続されるように構成されている、ことと、
制御ユニット（１２）に関連付けられ、前記主接触器（１０，１１）の各々に接続された絶縁抵抗監視ユニット（１６）によって、前記絶縁抵抗を監視することと、
を含み、前記方法がさらに、
前記電流コレクタ（７，８）が前記導体（５，６）から切り離されている場合、前記主接触器（１０，１１）を閉鎖状態に維持し、これによって前記絶縁抵抗の監視を可能とすることと、
前記主接触器（１０，１１）を開放し、その後、前記電流コレクタ（７，８）を前記導体（５，６）に接続することと、
前記主接触器（１０，１１）を閉鎖し、これによって前記絶縁抵抗の監視を可能とすることと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記方法はさらに、
前記の、前記電流コレクタ（７，８）を前記導体（５，６）に接続するステップの後であるが、前記の、前記主接触器（１０，１１）を閉鎖するステップの前に、プリチャージユニット（１３）を作動させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記方法はさらに、
前記第２の主接触器（１１）と並列に接続されているスイッチ（１４）を閉鎖することによって前記プリチャージユニット（１３）を作動させることを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記方法はさらに、
車両（１）用の電圧供給システムの形態である電気システム（３）における電気絶縁抵抗を監視することを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記方法はさらに、
前記外部電力供給（４）から、第１の頭上の電圧ライン（５）及び第２の頭上の電圧ライン（６）を介して、又は地面に沿って配置された導体を介して、電力を供給することを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記方法はさらに、
第１のパンタグラフ（７）及び第２のパンタグラフ（８）によって前記電気システム（３）に電力を供給することを含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記方法はさらに、
前記制御ユニット（１２）によって前記主接触器（１０，１１）を制御することを含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記方法はさらに、
前記電流コレクタ（７，８）が前記導体（５，６）に接続されている場合、前記主接触器（１０，１１）を閉鎖状態に維持し、これによって前記絶縁抵抗の監視を可能とすることと、
前記主接触器（１０，１１）を開放し、その後、前記電流コレクタ（７，８）を前記導体（５，６）から切り離すことと、
前記主接触器（１０，１１）を閉鎖し、これによって前記絶縁抵抗の監視を可能とすることと、
を含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
電気システム（３）における電気絶縁抵抗を監視するための装置（９）であり、かつ、第１の導体（５）及び第２の導体（６）を介して外部電力供給（４）に接続された装置（９）であって、
各々が前記導体（５，６）に電気的に接続されるように構成され、前記電力を第１の主接触器（１０）及び第２の主接触器（１１）を介して前記電気システム（３）に供給するための第１の電流コレクタ（７）及び第２の電流コレクタ（８）と、
制御ユニット（１２）に関連付けられ、前記絶縁抵抗を監視するため前記主接触器（１０，１１）の各々に接続された絶縁抵抗監視ユニット（１６）と、を備え、
前記制御ユニット（１２）は、前記電流コレクタ（７，８）が前記導体（５，６）から切り離されている間に前記主接触器（１０，１１）を閉鎖状態に維持し、これによって前記絶縁抵抗を監視すると共に、前記主接触器（１０，１１）を開放し、その後、前記電流コレクタ（７，８）を前記導体（５，６）に接続して、前記主接触器（１０，１１）を閉鎖し、これによって前記絶縁抵抗を監視するように構成されていることを特徴とする装置（９）。
【請求項１０】
制御可能スイッチ（１４）及び抵抗器（１５）を直列に有するプリチャージユニット（１３）を備え、
前記プリチャージユニット（１３）は、前記第２の主接触器（１１）と並列に結合されている、請求項９に記載の装置（９）。
【請求項１１】
前記電気システム（３）は、車両（１）内の電圧供給システムによって構成されている、請求項９又は１０に記載の装置（９）。
【請求項１２】
前記第１の電流コレクタ（７）及び前記第２の電流コレクタ（８）の各々は、パンタグラフによって構成されている、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の装置（９）。
【請求項１３】
請求項９〜１２のいずれか１項に記載の電気システム（３）における電気絶縁抵抗を監視するための装置を備える車両（１）。
【請求項１４】
コンピュータプログラムであって、前記プログラムがコンピュータにおいて実行される場合、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法のステップを実施するためのプログラムコード手段を備えるコンピュータプログラム。
【請求項１５】
コンピュータプログラムを担持するコンピュータ可読媒体であって、前記プログラムがコンピュータにおいて実行される場合、請求項１〜８のいずれか１項に記載のステップを実施するためのプログラムコード手段を備えるコンピュータ可読媒体。
【請求項１６】
電気システム（３）における電気絶縁抵抗を監視するための、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法のステップを実行するように構成されている制御ユニット（１２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気システムにおける電気絶縁抵抗を監視するための方法に関する。この方法は、外部電力供給から第１の導体及び第２の導体を介して電力を供給することと、電力を第１の電流コレクタ及び第２の電流コレクタを介して電気システムに供給することであって、第１の電流コレクタ及び第２の電流コレクタの各々は第１の主接触器及び第２の主接触器をそれぞれ介して電気システムに電気的に接続されるように構成されている、ことと、制御ユニットに関連付けられ、主接触器の各々に接続された絶縁抵抗監視ユニットによって、絶縁抵抗を監視することと、を含む。
【０００２】
また、本発明は、電気システムにおける電気絶縁抵抗を監視するための装置であって、第１の導体及び第２の導体を介して外部電力供給に接続された装置に関する。この配置は、各々が各導体に電気的に接続されるように構成され、電力を第１の主接触器及び第２の主接触器を介して電気システムに供給するための第１の電流コレクタ及び第２の電流コレクタと、制御ユニットに関連付けられ、絶縁抵抗を監視するため主接触器の各々に接続された絶縁抵抗監視ユニットと、を備えている。
【０００３】
本発明は、自動車、トラック、バス、及び建設機器等の車両において適用することができる。
【０００４】
本発明について、電動バスの形態の適用例に関連付けて以下で説明するが、本発明はこの特定のタイプの車両に限定されず、他の車両においても使用され得る。これらの車両は、電気自動車又はハイブリッド電気自動車とすることができる。
【背景技術】
【０００５】
車両の分野において、代替的な動力源、すなわち従来の内燃機関の代替物を使用することは、いっそう一般的となっている。特に、電動式車両は有望な解決策として浮上している。
【０００６】
電動式車両は、電気機械のみによって、又は電気機械と内燃機関の双方を備えた装置によって、前進することができる。後者のタイプはハイブリッド車（ＨＥＶ）と呼ばれ、都市部の郊外を運転する際は車両を動作させるため内燃機関が用いられるが、都市部又は一酸化炭素及び窒素酸化物のような有害汚染物質の排出を制限する必要のある環境では電気機械が用いられるように使用することができる。さらに、ハイブリッド車は、電気機械に電力を提供する再充電可能バッテリパックを備えた電気エネルギ貯蔵システムを採用している。
【０００７】
他のタイプの車両も存在する。それらは例えば、路面電車及び列車（すなわち、地上に敷設された線路を走行する、線路に束縛された車両）、並びに、電気機械のような牽引ユニットによって動作され得るバス及び輸送車両（通常、線路に束縛されていない）である。そのような車両は、車両内の電気機械に電力を供給する外部電力供給の一部を形成する頭上の電流導体、すなわち電気接触ワイヤを介して、動力供給することができる。この理由のため、車両には、例えばパンタグラフ等の電流コレクタが備えられている。これは車両の屋根に位置決めされ、動作中に電流導体に接触するよう構成されている。これらのタイプの車両では、車両の動作中に電気機械は連続的に動力供給されるので、通常、再充電可能バッテリパックは必要ない。
【０００８】
要約すると、電気機械を備えた車両は、電気機械のみを使用する車両又はハイブリッド車のいずれにしても、外部電力供給から電力を供給する必要がある。電力は、エネルギ貯蔵システムを充電するため、又は車両を直接駆動するために使用される。さらに、外部電力供給は、上述のように、例えば従来の頭上の電流導体を介してアクセスできる一般的な送電網システムの形態であり得る。あるいは外部電力供給は、車両に対する電力供給として特別に採用されたスタンドアロンのユニットであり得る。
【０００９】
外部電力供給は、車載電気システムに電力を提供し、その目的は、特に電気機械の動作を制御するため、車両の特定の電気的機能を制御することである。
【００１０】
上記のような種類の電気的装置を備えた車両では、車載電気システムの電気絶縁抵抗を監視することは極めて重要である。より正確には、例えば２つの頭上の導体間の絶縁抵抗を監視し、注意深く解析しなければならない。絶縁抵抗監視の一般的な目的は、特に、仕様を満たすことを制御するため、及び、取り換える必要があり得る正常に機能しないコンポーネントを識別するために、車両の電気システムのステータスを示す制御機能を提供することである。例えば、不適切な絶縁又は接地による不充分な電気絶縁抵抗は、不良コンポーネントを発生させると共に安全上の問題を生じる可能性がある。
【００１１】
電気機械を有し、外部電力供給によって動力供給される車両が関与する状況では、通常、車載電気システムすなわち第１の電気ネット（electric net）の絶縁抵抗、及び外部電力供給に接続された電流コレクタ間すなわち第２の電気ネットの絶縁抵抗の双方を監視する必要がある。第１の電気ネットに関連付けられた絶縁抵抗監視ユニット及び第２の電気ネットに関連付けられた別の絶縁抵抗監視ユニットを用いて電気システムの絶縁抵抗を監視することは、以前から知られている。２つの異なるネットのために異なる絶縁抵抗監視ユニットを使用することは、もしも複数の監視ユニットが同一のネットに接続されたら、それらが相互の測定を妨げる可能性があるという見識に基づいている。
【００１２】
こういった理由から、以前の解決策は、複数の監視された電気ネットが一緒に接続された場合に１つの監視ユニットを物理的に切り離すように構成されたリレーデバイスを使用することである。しかしながら、この結果として追加のコンポーネント及び追加のコストが生じる。また、この結果として、ある特定の絶縁監視切断リレーが実際に閉じているか否かは不確実となり得る。閉じていない場合、潜在的な絶縁不良が検出されない可能性がある。
【００１３】
上述の欠点に基づき、従来技術に関連した問題点は、必要な絶縁検出デバイスの数を減らし、これによってそのようなシステムのコスト及び複雑さを低減させることである。
【００１４】
さらに、特許文献１は、車両と外部電力供給に接続できるパンタグラフとの間に接触器を有する車両において電気絶縁抵抗を監視するためのシステムを教示している。さらに、パンタグラフに電気絶縁検出手段を接続することができる。しかしながら、特許文献１が絶縁抵抗監視の分野を対象とするにもかかわらず、少数の絶縁監視ユニットを用いながら正確な監視を行い、いくつかの電気ネットにおける絶縁抵抗を監視することができる改良された方法及びシステムが依然として必要とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２０１２−２２３０２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
従って、本発明の目的は、費用対効果が高く正確な測定方法及び機構を伴う、絶縁抵抗監視のための改良された方法及びシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
一般に、上述の目的は、請求項１に従った、電気システムにおける電気絶縁抵抗を監視するための方法によって達成される。この方法は、外部電力供給から第１の導体及び第２の導体を介して電力を供給することと、電力を第１の電流コレクタ及び第２の電流コレクタを介して電気システムに供給することであって、第１の電流コレクタ及び第２の電流コレクタの各々は、第１の主接触器及び第２の主接触器をそれぞれ介して電気システムに電気的に接続されるように構成されている、ことと、制御ユニットに関連付けられ、主接触器の各々に接続された絶縁抵抗監視ユニットによって、絶縁抵抗を監視することと、を含む。方法はさらに、電流コレクタが導体から切り離されている場合、主接触器を閉鎖状態に維持し、これによって絶縁抵抗の監視を可能とすることと、主接触器を開放し、その後、電流コレクタを導体に接続することと、主接触器を閉鎖し、これによって絶縁抵抗の監視を可能とすることと、を含む。
【００１８】
本発明によって、いくつかの利点が得られる。第１に、これは最小限の数のコンポーネントで正確かつ費用対効果の高い監視を提供するので、絶縁抵抗監視のための改良された方法が得られると言うことができる。
【００１９】
一実施形態によれば、方法は、電流コレクタを導体に接続するステップの後であるが主接触器を閉鎖するステップの前に、プリチャージユニットを作動させるステップをさらに含む。これはつまり、プリチャージユニットを用いて、外部電力供給からの電力の電流が最初のうちは制限される電気システムの特別な始動モードを提供できるということである。このようにして、接触器及び他の電気コンポーネントを保護することができる。
【００２０】
一実施形態によれば、方法は、第２の主接触器と並列に接続されているスイッチを閉鎖することによってプリチャージユニットを作動させるステップを含む。
【００２１】
さらに、一実施形態によれば、方法は、外部電力供給から第１の頭上の電圧ライン及び第２の頭上の電圧ラインを介して又は地面に沿って配置された導体を介して電力を供給するステップを含む。従って車両は、電気システムの動作中に適切な導体配置から効率的に電力が提供される。特定の実施形態によれば、本発明は、第１のパンタグラフ及び第２のパンタグラフによって電気システムに電力を供給することを含む。パンタグラフは、様々なタイプの車両において電流を収集するための堅牢かつ高効率なデバイスである。
【００２２】
また、上述の目的は、請求項９に従った、電気システムにおける電気絶縁抵抗を監視するための装置であって、第１の導体及び第２の導体を介して外部電力供給に接続された装置によって達成される。この装置は、各々が各導体に電気的に接続されるように構成され、電力を第１の主接触器及び第２の主接触器を介して電気システムに供給するための第１の電流コレクタ及び第２の電流コレクタと、制御ユニットに関連付けられ、絶縁抵抗を監視するため主接触器の各々に接続された絶縁抵抗監視ユニットと、を備えている。さらに、制御ユニットは、電流コレクタが導体から切り離されている間に主接触器を閉鎖状態に維持し、これによって絶縁抵抗を監視すると共に、主接触器を開放し、その後、電流コレクタを導体に接続して、主接触器を閉鎖し、これによって絶縁抵抗を監視するように構成されている。
【００２３】
本発明のさらに別の利点及び有利な特徴は、以下の記載及び従属請求項に開示されている。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
添付図面を参照して、例として言及される本発明の実施形態のより詳細な記載を以下に与える。
【００２５】
【図１】本発明を使用することができる車両の簡略化斜視図を示す。
【図２】本発明の一実施形態に従った電気絶縁抵抗を監視するための装置の概略図である。
【図３】図２に対応する概略図であるが、第１の代替的な動作状態における装置を示す。
【図４】図２に対応する概略図であるが、第２の代替的な動作状態における装置を示す。
【図５】図２に対応する概略図であるが、第３の代替的な動作状態における装置を示す。
【図６】図２に対応する概略図であるが、第４の代替的な動作状態における装置を示す。
【図７】本発明の一実施形態の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下で、添付の図面を参照して本開示の様々な態様についてさらに充分に記載する。しかしながら、本明細書に開示される方法及びシステムは多くの異なる形態で実現することができ、本明細書に述べられる態様に限定されると解釈するべきではない。
【００２７】
最初に図１を参照すると、実施形態に従って電気機械２によって動作するように構成されたバス１の形態の車両の簡略化斜視図が示されている。さらに、電気機械２は、図１に概略的に示されて以下でさらに詳しく説明される車載電気システム３が関連付けられている。
【００２８】
電気システム３の用途は、電気エネルギを適切に分配することによって車両１の電気的推進力を制御すること、また、電気機械２及び他の関連するコンポーネントの動作を制御することである。さらに、電気システム３は、加熱デバイス及び換気デバイス等のような、車両１内の他の補助電気コンポーネントに電力を提供するため構成されている。この用途のため、電気システム３は外部電力供給４からの電流によって動力供給される。より正確には、外部電力供給４は、一実施形態に従って１対の頭上の導体として配置された第１の電流導体５及び第２の電流導体６を備えている。導体５，６は、特定の電圧を有する充電電流を伝達するため構成されている。一実施形態によれば、第１の導体５と第２の導体６との間の公称電圧は６００ボルトＤＣである。
【００２９】
導体５，６は、車両１上に配置された第１の電流コレクタ７及び第２の電流コレクタ８を介して電気システム３に接続されている。電流コレクタ７，８は、一実施形態によれば、バス１の屋根に搭載されてそれぞれ第１の導体５及び第２の導体６と接触するため配置された２つのパンタグラフによって構成されている。このようにして車両１の車載電気システム３に電力を供給することができる。これについては以下でさらに説明する。
【００３０】
図１は車両１を簡略化形態で示していることに留意するべきである。一実施形態によれば、車両１は電気機械２のみによって動作するように構成されている。１つ以上の車輪を動作させるため車両において電気機械を使用することができるやり方は、それ自体以前から既知である。そのため、ここではこれ以上詳しくは説明しない。
【００３１】
別の実施形態（図面には示されていない）によれば、車両は、例えば、クラッチを介して相互に接続された内燃機関と電気機械を備えた、いわゆるプラグインハイブリッドタイプのハイブリッド車であり得る。内燃機関及び電気機械の双方は、車両を動作させるため交互に又は並行して使用することができる。ハイブリッドタイプの車両の場合、通常、バッテリパックを備えた再充電可能電気エネルギ貯蔵システムも提供される。さらに本発明は、電力のみで動力供給される車両において使用することができる。そのような場合、車両は、バッテリパックを充電するため頭上の導体に接続されたパンタグラフが備えられて、車両を外部電力供給に接続することなく、ある特定の距離運転できるようになっている。
【００３２】
バッテリパックは、所望の電圧レベルを有する出力ＤＣ電圧を提供する。車両が充電可能バッテリパックを備える一実施形態では、車両が静止している間、例えばバスターミナル又は同様の場所のような充電所に位置する間にバッテリパックの充電が行われるように、車両を構成することができる。あるいは、特にバッテリパックを外部電力供給に接続するためパンタグラフが用いられる場合、車両の動作中に充電を実行することができる。
【００３３】
上記のように、車両１は、導体５，６を介して外部電力供給４から電力が供給されるように構成された車載電気システム３を備えている。電気システム３はさらに、導体５，６上の入力電圧を、インバータによって、通常は６００ボルトＡＣである電気機械２に適した電圧に変換するため配置されている。また、電気システム３は、入力電圧を、通常は２４ボルトＤＣである車両内の補助負荷（例えばヒータ、換気デバイス等）に適したレベルに変換するため構成されている。さらに、電気システム３は、電気機械２及び車両１の駆動系の他のコンポーネントの動作を制御するため配置されている。一実施形態によれば、パンタグラフ７，８及び頭上ワイヤ５，６は、車両１の動作中に接触した状態であるように配置されている。
【００３４】
本開示はバスの形態の車両１に言及しているが、本発明は一般に、少なくとも電気機械によって動作される実質的にいかなるタイプの車両においても実施できる。そのような車両には、自動車、バス、路面電車、輸送車両、及び列車が含まれる。
【００３５】
導体に関して、それらは頭上ワイヤとして配置され得ると言うことができる。あるいは、本発明は、路面に沿って配置された電流伝達パワーレールの形態の導体によって実施できる。そのような配置は、移動可能であり地面の方へ降下する１つ以上の電流コレクタと協働するように構成されている。この電流コレクタは、車両の動作中に電流伝達パワーレールと接続するように構成され得る。また、本発明は、例えば車両の側面に沿って配置されて車両上の適切な電流コレクタと連絡する電線のような他のタイプの導体によって実施することも可能である。
【００３６】
これより図２を参照して、本発明の一実施形態についてさらに詳しく記載する。これは、上述の電気機械２、電気システム３、電流コレクタ７，８を備えると共に、電気システム３における電気絶縁抵抗を監視するため提供されたさらなるコンポーネントも備えた装置９のスケジュールである。
【００３７】
上述のように、外部電力供給４には、一実施形態に従って６００ボルトの大きさの電圧に適した導体を構成する第１の導体５及び第２の導体６が提供されている。第１の電流コレクタ７は第１の主接触器１０を介して電気システム３の第１の入力端子に接続され、第２の電流コレクタ８は第２の主接触器１１を介して電気システム３の第２の入力端子に接続されている。主接触器１０，１１の各々は、制御可能スイッチを含む大電流リレーを構成する。双方の主接触器１０，１１は、各スイッチの状態を制御するように構成された制御ユニット１２に接続されている。
【００３８】
一実施形態によれば、第２の主接触器１１と並列にプリチャージユニット１３が接続されている。プリチャージユニット１３の用途は、電流コレクタ７，８が導体５，６に接続されたらすぐに電気システム３の始動モードを開始することである。この始動モード中、外部電力供給４からの供給電力を電流制限して、初期段階中に入力電圧の制御された立ち上がり時間を得るようにすることが極めて重要である。そのような「プリチャージ」がない場合、主接触器１０，１１の両端に印加される高電圧が電気アークを発生させ、これが主接触器１０，１１及び電気システム３のコンポーネントに損傷を与える虞がある。従って、プリチャージユニット１３の用途は、上述の始動段階中に突入電流を制限することである。
【００３９】
プリチャージユニット１３を作動させるため、抵抗器１５と直列に接続された制御可能スイッチを有するプリチャージ接触器１４を、プリチャージユニット１３は備えている。プリチャージ接触器１４は、２つの上記主接触器１０，１１と同様に制御ユニット１２に接続されている。
【００４０】
さらに、制御ユニット１２は絶縁抵抗監視ユニット１６を備えている。制御ユニット１２はシャシーのアース点に接続されているが、これは図面には示されていない。最初に述べたように、車載電気システム３及びパンタグラフ７，８に関連した絶縁抵抗を監視することは重要である。この理由のため、絶縁抵抗監視ユニット１６は、２つのパンタグラフ７，８及び接地間、あるいは電気システム３の入力端子及び接地間の電気絶縁が充分に高いことを保証するように構成されている。これは、絶縁抵抗を測定するため構成された絶縁抵抗監視ユニット１６によって達成される。具体的には、これは、絶縁抵抗が可能な限り無限に近くなければならないことを意味する。絶縁抵抗のこの監視によって、電気システム３又はパンタグラフ７，８が、不良コンポーネント、不適切な電気絶縁、不注意による接地もしくは短絡、又は同様の電気的欠陥を含むか否かを判定することができる。絶縁抵抗監視ユニット１６は、検出された絶縁抵抗が所定の閾値よりも低い場合に緊急信号を開始するように構成することができる。
【００４１】
絶縁抵抗監視ユニット１６は制御ユニット１２に関連付けられている。パンタグラフ７，８を導体５，６に接続及び切断する間、制御ユニット１２は、第１の主接触器１０、第２の主接触器１１、及びプリチャージユニット１３の一部を形成するスイッチを開放及び閉鎖するように構成されている。この用途のため制御ユニット１２は、パンタグラフ７，８の位置を制御するように、すなわち、それらを導体５，６に電気的に接続すると共にそれらから切り離すことができるように構成されている。図２は、パンタグラフ７，８が導体５，６から切り離された状態でそれらを示していることに留意すべきである。パンタグラフ７，８が接続及び切断される状態をとるようにそれらを制御するため、並びに、第１の主接触器１０、第２の主接触器１１、及びプリチャージユニット１３を制御するためのプロセスは、特定のシーケンスに従って制御ユニット１２により実行される。これについて以下で説明する。
【００４２】
図２に示されているように、電力は第１の導体５及び第２の導体６から供給され、第１の電流コレクタ７及び第２の電流コレクタ８を介して電気システム３に供給されるようになっている。一実施形態に従ったコレクタ７，８は、パンタグラフによって構成され、第１の主接触器１０及び第２の主接触器１１をそれぞれ介して電気システム３に接続されている。図２は、電流コレクタ７，８が２つの導体５，６から切り離されている状態を示す。この状態では、第１の主接触器１０及び第２の主接触器１１は閉鎖状態であり、電流コレクタ７，８を含めて、電気システム３の絶縁抵抗が監視される。図２の実施形態によれば、プリチャージ接触器１４も閉鎖されている。主接触器１０，１１が閉鎖状態に維持される限り、電気システム３の絶縁抵抗の監視は維持される。
【００４３】
電気システム３を外部電力供給に接続する要求があると、主接触器１０，１１は開放状態にセットされる。これは図３に示されている。図３はプリチャージ接触器１４が開放状態にセットされていることも示す。次のステップが図４に示されている。すなわち、電流コレクタ７，８は制御ユニット１２による制御によって対応する導体５，６に接続され、接触器１０，１１，１４は開放状態に維持されている。
【００４４】
この後、図５に示す実施形態に従って、プリチャージ接触器１４は第１の主接触器１０と共に閉鎖され、これによりプリチャージ段階を開始する。これは上述のように、外部電力供給４から供給される電力を制限して、プリチャージ段階中に入力電圧の制御された立ち上がり時間を得ることを意図している。より正確には、プリチャージ接触器１４を閉鎖することで、抵抗器１５を第２の主接触器１１と並列に接続する。
【００４５】
次のステップが図６に示されている。第２の主接触器１１が閉鎖され、これがプリチャージ段階を終了させ、双方の導体５，６を車載電気システム３に接続する。この状態において、電気システム３の動作中に絶縁抵抗の監視が行われる。
【００４６】
外部電力供給４からの電気システム３の切り離しは、上記とは反対に実行される。まず、主接触器１０，１１及びプリチャージ接触器１４が開放状態にセットされる。次に、電流コレクタ７，８が導体５，６から切り離される。最後に、電気絶縁抵抗を監視するため、主接触器１０，１１及びプリチャージ接触器１４が閉鎖状態にセットされる。
【００４７】
図７は、本発明の一実施形態に従った手順を示すフローチャートである。最初、システムは、外部電力供給４が車載電気システム３に接続されていない状態である（図７に「ステップ１７」として示されている）。この動作状態は図２の開示に対応する。すなわち、電気システム３の絶縁抵抗が監視されている。
【００４８】
次に、電気システム３を外部電力供給４に接続するための準備として、主接触器１０，１１を開放状態にセットする（ステップ１８）。装置９がプリチャージユニット１３を備える実施形態では、この段階中にプリチャージ接触器１４も開放状態にセットする（ステップ１８ａ）。
【００４９】
次に、第１の電流コレクタ７及び第２の電流コレクタ８をそれぞれ第１の導体５及び第２の導体６に接続する（ステップ１９）。これは、接触器１０，１１，１４が開放位置に維持されている間に実行される。
【００５０】
プロセスの次のステップは、第１の主接触器１０を閉鎖することである（ステップ２０）。任意選択的に、プリチャージユニット１３を備えた実施形態ではプリチャージ接触器１４も閉鎖し（ステップ２０ａ）、その後、第２の主接触器１１を閉鎖する。このようにして、電気システム３及び車両１の動作中に絶縁抵抗の連続的な監視が達成される（ステップ２１）。
【００５１】
外部電力供給４からの電流コレクタ７，８の切り離しは、上述のように、上記とは反対に実行される。
【００５２】
本発明は、上述し図面に示した実施形態に限定されないことは理解されよう。当業者には、添付の特許請求の範囲内で多くの変更及び変形が実施され得ることが認められよう。
【００５３】
例えば、図２〜図６に示した実施形態は上述のプリチャージユニット１３を含む。しかしながら、本発明はそのような実施形態のみに限定されず、そのようなプリチャージユニットを含むか又は含まない場合があることに留意すべきである。
【００５４】
さらに、本発明は、上述のような頭上ワイヤの形態の導電体、又は導電性レールもしくは線路のような地表面に配置された導体の双方と共に使用することができる。後者の場合、使用される電流コレクタは、動作中に導体レールと連続的に接触している移動可能接点の形態である。また、本発明は、車両の側面に沿って配置されたワイヤによって実施することも可能である。
【００５５】
また、本発明は、外部電力供給と連続的に接触している電流コレクタを有する車両、及び、特定の時間間隔で充電される再充電可能バッテリシステムを使用する車両の双方に適している。
【００５６】
最後に、本発明は、レールに束縛されている種類及びレールに束縛されていない種類の双方の電気自動車において実施することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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