(57)【要約】【課題】測定者の測定作業性を向上させて絶縁抵抗値を容易且つ正確に測定できること。【解決手段】車両の高電圧バッテリ１１とシャーシ１６との間に基礎抵抗器１７を接続して、高電圧バッテリとシャーシとの間の絶縁抵抗値を測定する絶縁抵抗測定装置２０において、基礎抵抗器１７を接続していない初期状態、または高電圧バッテリ１１の負端子１４側とシャーシ１６との間に基礎抵抗器１７を接続する第１接続状態、または高電圧バッテリ１１の正端子１５側とシャーシ１６との間に基礎抵抗器１７を接続する第２接続状態のいずれかに切り替える切替部２３を有し、この切替部２３は、前記初期状態における高電圧バッテリ１１の負端子１４側とシャーシ１６との間の電圧値Ｖ１、及び前記初期状態における高電圧バッテリ１１の正端子１５側とシャーシ１６との間の電圧値Ｖ２に応じて、第１接続状態と第２接続状態とを択一に切り替えるよう構成されたものである。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の高電圧部品とシャーシとの間に基礎抵抗器を接続して、前記高電圧部品と前記シャーシとの間の絶縁抵抗値を測定する絶縁抵抗測定装置において、
前記基礎抵抗器を接続していない初期状態、または前記高電圧部品の負端子側と前記シャーシとの間に前記基礎抵抗器を接続する第１接続状態、または前記高電圧部品の正端子側と前記シャーシとの間に前記基礎抵抗器を接続する第２接続状態のいずれかに切り替える切替部を有し、
前記切替部は、前記初期状態における前記高電圧部品の負端子側と前記シャーシとの間の電圧値、及び前記初期状態における前記高電圧部品の正端子側と前記シャーシとの間の電圧値に応じて、前記第１接続状態と前記第２接続状態とを択一に切り替えるよう構成されたことを特徴とする絶縁抵抗測定装置。
【請求項２】
車両の高電圧部品とシャーシとの間に基礎抵抗器を接続して、前記高電圧部品と前記シャーシとの間の絶縁抵抗値を測定する絶縁抵抗測定装置において、
前記高電圧部品の負端子側と前記シャーシとの間の電圧値を測定する第１電圧測定部と、
前記高電圧部品の正端子側と前記シャーシとの間の電圧値を測定する第２電圧測定部と、
前記基礎抵抗器を接続していない初期状態、または前記高電圧部品の負端子側と前記シャーシとの間に前記基礎抵抗器を接続する第１接続状態、または前記高電圧部品の正端子側と前記シャーシとの間に前記基礎抵抗器を接続する第２接続状態のいずれかに切り替える切替部と、
前記切替部の切替操作を制御し、前記初期状態における前記第１測定部及び前記第２測定部によるそれぞれの測定電圧値に応じて、前記第１接続状態と前記第２接続状態とを前記切替部に択一に切替操作させ、更に、前記第１接続状態における前記第１電圧測定部による測定電圧値、または前記第２接続状態における前記第２電圧測定部による測定電圧値に基づいて、前記絶縁抵抗値を演算する制御部と、を有することを特徴とする絶縁抵抗測定装置。
【請求項３】
前記基礎抵抗器は、抵抗値の異なる複数の抵抗器を備え、この複数の抵抗器が選択されることで基礎抵抗値が変更して設定されるよう構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の絶縁抵抗測定装置。
【請求項４】
前記切替部は、高電圧部品の負端子側または正端子側と基礎抵抗器との間、及び前記基礎抵抗器とシャーシとの間にそれぞれ設けられたリレー部品にて構成されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の絶縁抵抗測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される高電圧部品の絶縁抵抗値を測定する絶縁抵抗測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、高電圧電源の正端子と接地電位との間に、保護抵抗器を介して高抵抗値と低抵抗値に切替可能な抵抗値切替回路を接続し、この抵抗値切替回路の両端電圧を測定する電圧測定器を用いて高電圧電源の絶縁抵抗値を測定する絶縁抵抗測定装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２２０５２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の絶縁抵抗測定装置では、抵抗値切替回路を接続する工程が必要であり、作業者の作業が複雑になるという課題がある。
【０００５】
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、測定者の測定作業性を向上させて絶縁抵抗値を容易且つ正確に測定できる絶縁抵抗測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る絶縁抵抗測定装置は、車両の高電圧部品とシャーシとの間に基礎抵抗器を接続して、前記高電圧部品と前記シャーシとの間の絶縁抵抗値を測定する絶縁抵抗測定装置において、前記基礎抵抗器を接続していない初期状態、または前記高電圧部品の負端子側と前記シャーシとの間に前記基礎抵抗器を接続する第１接続状態、または前記高電圧部品の正端子側と前記シャーシとの間に前記基礎抵抗器を接続する第２接続状態のいずれかに切り替える切替部を有し、前記切替部は、前記初期状態における前記高電圧部品の負端子側と前記シャーシとの間の電圧値、及び前記初期状態における前記高電圧部品の正端子側と前記シャーシとの間の電圧値に応じて、前記第１接続状態と前記第２接続状態とを択一に切り替えるよう構成されたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、車両の高電圧部品とシャーシとの間に基礎抵抗器を接続しない初期状態における高電圧部品の負端子側とシャーシとの間の電圧値、及び前記初期状態における高電圧部品の正端子側とシャーシとの間の電圧値に応じて、高電圧部品の負端子側とシャーシとの間に基礎抵抗器を接続する第１接続状態、または高電圧部品の正端子側とシャーシとの間に基礎抵抗器を接続する第２接続状態が切替部により択一に切り替えられる。従って、測定者が絶縁抵抗値の測定原理を熟知していない場合であっても、測定者の測定作業性が向上して絶縁抵抗値を容易且つ正確に測定できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る絶縁抵抗測定装置の一実施形態が適用される電気車両の駆動系統を示す構成図。
【図２】図１の高電圧バッテリとシャーシとの間の絶縁抵抗値を測定する絶縁抵抗測定装置の構成を示す電気回路図。
【図３】図２のリレー部品の動作による基礎抵抗器の接続状態を示し、（Ａ）は初期状態を、（Ｂ）は第１接続状態を、（Ｃ）は第２接続状態をそれぞれ示す電気回路図。
【図４】図２の基礎抵抗器の接続による絶縁抵抗値の測定原理を示す電気回路図。
【図５】図２の絶縁抵抗測定装置による絶縁抵抗測定手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための実施形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明に係る絶縁抵抗測定装置の一実施形態が適用される電気車両またはハイブリッド車両の駆動系統を示す構成図である。また、図２は、図１の高電圧バッテリとシャーシとの間の絶縁抵抗値を測定する絶縁抵抗測定装置の構成を示す電気回路図である。図１に示す電気車両（またはハイブリッド車両）１０は、車両に搭載された高電圧部品としての高電圧バッテリ１１からの直流電流をインバータ１２により交流電流に変換してモータ１３へ給電し、このモータ１３により発生した動力によって走行する。
【００１０】
電気車両１０に搭載された高電圧バッテリ１１は、図２に示すように、その正端子１５及び負端子１４がシャーシ１６から電気的に絶縁された状態で使用される。高電圧バッテリ１１は、漏電等による地絡が発生しない絶縁状態に維持されることが必要である。この高電圧バッテリ１１とシャーシ１６との間に基礎抵抗器１７を接続して、高電圧バッテリ１１とシャーシ１６との間の絶縁抵抗値を測定するものが絶縁抵抗測定装置２０である。
【００１１】
絶縁抵抗測定装置２０は、電気車両１０に装備されており、第１電圧測定部２１、第２電圧測定部２２、切替部２３及び制御部２４を有して構成される。ここで、基礎抵抗器１７は、抵抗値の異なる複数の抵抗器１８を備え、この複数の抵抗器１８が例えばロータリスイッチなどにより手動または制御部２４の制御により選択されることで、基礎抵抗器１７の基礎抵抗値Ｒｏが高電圧バッテリ１１の最大電圧値に応じて設定される。
【００１２】
第１電圧測定部２１は、高電圧バッテリ１１の負端子１４とシャーシ１６との間の絶縁抵抗であるＮ側絶縁抵抗１９Ｎの両端の電圧値（例えば後述の電圧値Ｖ１）を測定するものである。また、第２電圧測定部２２は、高電圧バッテリ１１の正端子１５とシャーシ１６との間の絶縁抵抗であるＰ側絶縁抵抗１９Ｐの両端の電圧値（例えば後述の電圧値Ｖ２）を測定するものである。
【００１３】
切替部２３は、高電圧バッテリ１１の負端子１４または正端子１５と基礎抵抗器１７との間に設けられた第１リレー部品２５及び第２リレー部品２６と、基礎抵抗器１７とシャーシ１６との間に設けられた第３リレー部品２７とを備えてなり、基礎抵抗器１７の後述の接続状態（初期状態、第１接続状態、第２接続状態）を切り替える。
【００１４】
つまり、第１リレー部品２５と第２リレー部品２６は、図２及び図３に示すように直列に接続されている。第１リレー部品２５は、ＯＦＦ操作時に第１電圧測定部２１のＬｏ側に接続され、ＯＮ操作時に第２電圧測定部２２のＨｉ側に接続される。また、第２リレー部品２６は、ＯＦＦ操作に遮断状態になり、ＯＮ操作時に通電状態になる。更に、第３リレー部品２７は、ＯＦＦ操作時に第１電圧測定部２１のＨｉ側に接続され、ＯＮ操作時に第２電圧測定部２２のＬｏ側に接続される。
【００１５】
第１リレー部品２５、第２リレー部品２６及び第３リレー部品２７のＯＦＦ操作時に、図３（Ａ）に示す初期状態、即ち、高電圧バッテリ１１の負端子１４及び正端子１５とシャーシ１６との間に基礎抵抗器１７が接続されていない状態になる。また、第１リレー部品２５及び第３リレー部品２７のＯＦＦ操作時及び第２リレー部品２６のＯＮ操作時に、図３（Ｂ）及び図４の１点鎖線に示す第１接続状態、即ち、高電圧バッテリ１１の負端子１４とシャーシ１６との間に基礎抵抗器１７が、Ｎ側絶縁抵抗１９Ｎと並列に接続された状態になる。更に、第１リレー部品２５、第２リレー部品２６及び第３リレー部品２７のＯＮ操作時に、図３（Ｃ）及び図４の２点鎖線に示す第２接続状態、即ち、高電圧バッテリ１１の正端子１５とシャーシ１６との間に基礎抵抗器１７が、Ｐ側絶縁抵抗１９Ｐと並列に接続された状態になる。
【００１６】
図２に示す制御部２４は、第１電圧測定部２１及び第２電圧測定部２２の駆動を制御すると共に、切替部２３の切替操作（即ち第１リレー部品２５、第２リレー部品２６、第３リレー部品２７のＯＮ、ＯＦＦ操作）を制御し、更に、高電圧バッテリ１１とシャーシ１６との間の絶縁抵抗値Ｒｉｐ、Ｒｉｎを演算する。制御部２４は、この演算結果を表示部２８に出力して表示させ、記録部（または外部通信部）２９に出力して記録する。また、制御部２４は、専用電源３０からの給電により作動する。
【００１７】
制御部２４が制御する切替部２３による第１接続状態と第２接続状態との切替操作は、高電圧バッテリ１１とシャーシ１６との間に基礎抵抗器１７が接続されていない初期状態における第１電圧測定部２１により測定された電圧値Ｖ１と、上記初期状態における第２電圧測定部２２により測定された電圧値Ｖ２との大小に応じて択一に実施される。
【００１８】
つまり、基礎抵抗器１７の初期状態において第１電圧測定部２１が測定したＮ側絶縁抵抗１９Ｎの両端の電圧値Ｖ１が、上記初期状態において第２電圧測定部２２が測定したＰ側絶縁抵抗１９Ｐの両端の電圧値Ｖ２以上（Ｖ１≧Ｖ２）である場合には、制御部２４は、切替部２３の第１リレー部品２５、第２リレー部品２６及び第３リレー部品２７を操作して、基礎抵抗器１７を第１接続状態に切り替える。また、基礎抵抗器１７の初期状態において第１電圧測定部２１が測定したＮ側絶縁抵抗１９Ｎの両端の電圧値Ｖ１が、上記初期状態において第２電圧測定部２２が測定したＰ側絶縁抵抗１９Ｐの両端の電圧値Ｖ２よりも小さい（Ｖ１＜Ｖ２）場合には、制御部２４は、切替部２３の第１リレー部品２５、第２リレー部品２６及び第３リレー部品２７を操作して、基礎抵抗器１７を第２接続状態に切り替える。
【００１９】
また、制御部２４が行う絶縁抵抗値Ｒｉｐ、Ｒｉｎの演算は、図４に示すように、基礎抵抗器１７の第１接続状態（基礎抵抗器１７とＮ側絶縁抵抗１９Ｎとが並列接続状態）において第１電圧測定部２１が測定するＮ側絶縁抵抗１９Ｎの両端の電圧値ＶＡ１、または基礎抵抗器１７の第２接続状態（基礎抵抗器１７とＰ側絶縁抵抗１９Ｐとが並列接続状態）において第２電圧測定部２２が測定するＰ側絶縁抵抗１９Ｐの両端の電圧値ＶＡ２を用い、欧州自動車基準ＥＣＥ  Ｒ１００に則って、式（１）、式（２）により絶縁抵抗値Ｒｉｐ、Ｒｉｎを演算する。
【００２０】
Ｒｉｐ＝Ｒｏ×Ｖｂ×（１／ＶＡ１−１／Ｖ１）………（１）
Ｒｉｎ＝Ｒｏ×Ｖｂ×（１／ＶＡ２−１／Ｖ２）………（２）
ここで、絶縁抵抗値Ｒｉｐは、Ｐ側絶縁抵抗１９Ｐを主体とした絶縁抵抗値であり、絶縁抵抗値Ｒｉｎは、Ｎ側絶縁抵抗１９Ｎを主体とした絶縁抵抗値である。また、Ｒｏは、絶縁抵抗器１７の基礎抵抗値である。また、Ｖｂは高電圧バッテリ１１の総電圧であり、電圧値Ｖ１と電圧値Ｖ２とを加算した値である。
【００２１】
次に、制御部２４が実施する絶縁抵抗値Ｒｉｐ、Ｒｉｎの演算のための手順を、図２及び図５を用いて説明する。
制御部２４は、切替部２３により基礎抵抗器１７を初期状態として、第１電圧測定部２１によりＮ側絶縁抵抗１９Ｎの両端の電圧値Ｖ１を測定させ、第２電圧測定部２２によりＰ側絶縁抵抗１９Ｐの両端の電圧値Ｖ２を測定させ、更に、これらの電圧値Ｖ１と電圧値Ｖ２とを加算して、高電圧バッテリ１１の総電圧値Ｖｂを算出する（Ｓ１）。
【００２２】
次に、制御部２４は、第１電圧測定部２１による測定電圧値Ｖ１と、第２電圧測定部２２による測定電圧値Ｖ２との大小を比較する（Ｓ２）。
【００２３】
制御部２４は、ステップＳ２においてＶ１≧Ｖ２である場合には、切替部２３により基礎抵抗器１７を第１接続状態に切り替えて、この基礎抵抗器１７をＮ側絶縁抵抗１９Ｎと並列に接続し、この第１接続状態で第１電圧測定部２１により、Ｎ側絶縁抵抗１９Ｎの両端の電圧値ＶＡ１を測定させる（Ｓ３）。そして、制御部２４は、第１電圧測定部２１により測定された電圧値Ｖ１、ＶＡ１等を式（１）に適用して、絶縁抵抗値Ｒｉｐを演算する（Ｓ４）。
【００２４】
ステップＳ２において比較した電圧値Ｖ１と電圧値Ｖ２とがＶ１＜Ｖ２である場合には、制御部２４は、切替部２３により基礎抵抗器１７を第２接続状態に切り替えて、この基礎抵抗器１７をＰ側絶縁抵抗１９Ｐと並列に接続し、この第２接続状態で第２電圧測定部２２により、Ｐ側絶縁抵抗１９Ｐの両端の電圧値ＶＡ２を測定させる（Ｓ５）。そして、制御部２４は、第２電圧測定部２２により測定された電圧値Ｖ２、ＶＡ２等を式（２）に適用して、絶縁抵抗値Ｒｉｎを演算する（Ｓ６）。
【００２５】
以上のように構成されたことから、本実施形態によれば、次の効果（１）〜（３）を奏する。
（１）電気車両１０の高電圧バッテリ１１とシャーシ１６との間に基礎抵抗器１７を接続しない初期状態における高電圧バッテリ１１の負端子１４側とシャーシ１６との間のＮ側絶縁抵抗１９Ｎの両端の電圧値Ｖ１、及び上記初期状態における高電圧バッテリ１１の正端子１５側とシャーシ１６との間のＰ側絶縁抵抗１９Ｐの両端の電圧値Ｖ２に応じて、高電圧バッテリ１１の負端子１４側とシャーシ１６との間に基礎抵抗器１７を接続する基礎抵抗器１７の第１接続状態、または高電圧バッテリ１１の正端子１５側とシャーシ１６との間に基礎抵抗器１７を接続する基礎抵抗器１７の第２接続状態が、切替部２３（第１リレー部品２５、第２リレー部品２６、第３リレー部品２７）により択一に切り替えられる。
【００２６】
そして、基礎抵抗器１７の第１接続状態における高電圧バッテリ１１の負端子１４側とシャーシ１６との間のＮ側絶縁抵抗１９Ｎの両端の電圧値ＶＡ１、または基礎抵抗器１７の第２接続状態における高電圧バッテリ１１の正端子１５側とシャーシ１６との間のＰ側絶縁抵抗１９Ｐの両端の電圧値ＶＡ２に基づいて、高電圧バッテリ１１とシャーシ１６との間の絶縁抵抗値Ｒｉｐ、Ｒｉｎが測定される。従って、測定者が絶縁抵抗値の測定原理を熟知していない場合であっても、測定者の測定作業性が向上して、高電圧バッテリ１１とシャーシ１６と間の絶縁抵抗値Ｒｉｐ、Ｒｉｎを容易且つ正確に測定できる。
【００２７】
（２）測定対象である高電圧バッテリ１１の電圧を利用して、高電圧バッテリ１１の負端子１４側とシャーシ１６との間のＮ側絶縁抵抗１９Ｎの両端の電圧値Ｖ１、ＶＡ１を第１電圧測定部２１により測定し、高電圧バッテリ１１の正端子１５側とシャーシ１６との間のＰ側絶縁抵抗１９Ｐの両端の電圧値Ｖ２、ＶＡ２を第２電圧測定部２２により測定する。そして、これらの電圧値Ｖ１、ＶＡ１、Ｖ２、ＶＡ２に基づいて、高電圧バッテリ１１とシャーシ１６との間の絶縁抵抗値Ｒｉｐ、Ｒｉｎを演算して測定している。このため、絶縁抵抗測定装置２０に高電圧電源を内蔵する必要がないので、絶縁抵抗測定装置２０のコストを低減できる。
【００２８】
（３）基礎抵抗器１７は、抵抗値が異なる複数の抵抗器１８を備え、これらの抵抗器１８がロータリスイッチなどにより選択されることで、基礎抵抗器１７の基礎抵抗値Ｒｏが高電圧バッテリ１１の最大電圧に応じて変更される。従って、電気車両１０に搭載される高電圧バッテリ１１の最大電圧に応じて基礎抵抗器を取り換える必要がないので、この観点からも、測定者の測定作業性を向上させることができる。
【００２９】
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができ、また、それらの置き換えや変更は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００３０】
例えば、第１電圧測定部２１及び第２電圧測定部２２は着脱可能に構成されて、校正を容易に実施できるようにしてもよい。また、基礎抵抗器１７は、選択可能な抵抗器１８を複数備えたものではなく、外部からアクセスして、高電圧バッテリ１１の最大電圧に適合した抵抗器に変更できるようにしてもよい。また、高電圧部品は高電圧バッテリ１１の場合を述べたが、高電圧トランス等のように高電圧を発生する他の部品であってもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１０…電気車両、１１…高電圧バッテリ（高電圧部品）、１４…負端子、１５…正端子、１６…シャーシ、１７…基礎抵抗器、１８…抵抗器、１９Ｎ…Ｎ側絶縁抵抗、１９Ｐ…Ｐ側絶縁抵抗、２０…絶縁抵抗測定装置、２１…第１電圧測定部、２２…第２電圧測定部、２３…切替部、２４…制御部、２５…第１リレー部品、２６…第２リレー部品、２７…第３リレー部品、Ｖ１、Ｖ２…電圧値、Ｖｂ…総電圧値、ＶＡ１、ＶＡ２…電圧値、Ｒｉｐ、Ｒｉｎ…絶縁抵抗値。
【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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