(57)【要約】【課題】高電圧線路を活性化状態のままで、高電圧線路に電気部品を接続することなく、高電圧系システムの絶縁抵抗を測定できる絶縁抵抗測定装置を提供する。【解決手段】発振器１１で出力された交流電流は、電流制限抵抗Ｒｃを介して、電極１２に出力され、電極１２から高電圧線路２３に伝達される。電流制限抵抗Ｒｃの他端における電流をバッファアンプ１３と、積分器１４とを介し、ＣＰＵ１５のＡ／Ｄ端子から取り込み、ＣＰＵ１５内のＡ／Ｄ変換器で取り込んだ電圧値を読み込む。取り込んだ電圧値から、ＣＰＵ１５が絶縁抵抗Ｒｄの算出のための演算を行う。【選択図】図１
2007132684.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通常電圧系システムとモータ駆動用の高電圧系システムとから構成される車載用システムの前記高電圧系システムの絶縁抵抗を測定する絶縁抵抗測定装置において、
交流電流を出力する電流出力手段と、
一端を前記電流出力手段の出力端に接続された抵抗と、
前記抵抗の他端に接続され、前記高電圧系システムの線路の近傍に配置された第１の電極と、
前記抵抗の他端における電圧を検出する電圧検出手段と、
前記電圧検出手段での検出電圧から、前記高電圧系システムの線路とＧＮＤとの間に形成される前記絶縁抵抗を算出する演算をする演算手段と、
を具備する事を特徴とする絶縁抵抗測定装置。
【請求項２】
ＧＮＤ接地され、前記高電圧系システムの線路の近傍に配置された第２の電極を具備する事を特徴とする請求項１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、電気自動車やハイブリッド自動車などで、モータ等を駆動するための高電圧系システムの絶縁抵抗測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高電圧系システムの線路と、通常電圧系システム側の測定回路とを容量素子で接続し、通常電圧系システム側の測定回路から容量素子を通して、高電圧系システムへ交流電流が流れる状態にして、高電圧系システムの絶縁抵抗を測定する装置が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開２００１−３３０６４３号公報
【特許文献２】特開２００２−０２０９３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の技術においては、絶縁抵抗を測定するためには、通常電圧系システム側の測定回路と高電圧系システムの線路とを容量素子で直接接続する必要があるため、容量素子の接続により高電圧系システムの絶縁性が悪くなる可能性が高く、測定方法として最適ではないという問題があった。
【０００４】
本発明はかかる課題を解決するためになされたもので、絶縁抵抗を測定したい高電圧系システムの線路に直接部品を接続することなく、高電圧系システムの線路の絶縁抵抗を測定する事ができる絶縁抵抗測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、通常電圧系システムとモータ駆動用の高電圧系システムとから構成される車載用システムの前記高電圧系システムの絶縁抵抗を測定する絶縁抵抗測定装置において、交流電流を出力する電流出力手段と、一端を前記電流出力手段の出力端に接続された抵抗と、前記抵抗の他端に接続され、前記高電圧系システムの線路の近傍に配置された第１の電極と、前記抵抗の他端における電圧を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段での検出電圧から、前記高電圧系システムの線路とＧＮＤとの間に形成される前記絶縁抵抗を算出する演算をする演算手段と、を具備する事を特徴とする絶縁抵抗測定装置である。
【０００６】
また、請求項２に記載の発明は、ＧＮＤ接地され、前記高電圧系システムの線路の近傍に配置された第２の電極を具備する事を特徴とする請求項１に記載の絶縁抵抗測定装置である。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１の発明によれば、高電圧系システムの線路に電気部品を直接接続することなく、高電圧系システムの絶縁抵抗を測定することができる。
【０００８】
請求項２の発明によれば、ＧＮＤ接地された第２の電極と高電圧系システムの線路とを近傍に配置し、その間にＣＲ成分を形成することで、測定値に対する高電圧系システムの線路と通常電圧系システムとの間の容量値の変動の影響を少なくでき、高電圧系システムの線路と通常電圧系システムとの間の容量成分を安定させる事が出来るので、より正確な絶縁抵抗測定を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の第１の実施形態について説明する。図１は本実施形態による絶縁抵抗測定装置の全体構成を示すブロック図である。図１は、通常電圧系システム１０と高電圧系システム２０とから構成され、通常電圧系システム１０は、交流信号を出力する発振器（電流出力手段に対応）１１と、発振器１１に一端が接続された電流制限抵抗（抵抗に対応）Ｒｃと、電流制限抵抗Ｒｃの他端に接続され、高電圧線路２３の近傍に配置された電極（第１の電極に対応）１２と、電流制限抵抗Ｒｃの他端に接続されたバッファアンプ１３と、バッファアンプ１３の出力端に接続された積分器１４と、Ａ／Ｄ端子から積分器１４の出力電圧を取り込み、絶縁抵抗Ｒｄを算出する演算を行うＣＰＵ（中央処理装置：演算手段に対応）１５とから構成されている。
【００１０】
１２Ｖ電源を使用した通常電圧系システム１０は、車体や大地のＧＮＤと同電位になっている。また高電圧系システム２０には、高電圧電源２１と、高電圧電源２１により駆動されるモータ２２と、高電圧電源２１の電力をモータ２２に供給するための高電圧線路２３とが設けられている。ここで、電極１２は高電圧線路２３のハーネス被覆部の上から円筒状に巻きつけた形で設置されている。なお、高電圧線路２３の周りに設置する電極１２は、絶縁抵抗測定をする際に作業者が手動で設置・取り外しできるようにしても良い。
【００１１】
図２は図１の等価回路図である。この図に示すように、電極１２と高電圧線路２３との間には、抵抗成分Ｒ１２と容量成分Ｃ１２とが形成され、また、高電圧線路２３と通常電圧系システム１０のＧＮＤとの間には絶縁抵抗Ｒｄが形成されている。
【００１２】
図３は図２の絶縁抵抗測定経路を示す図である。発振器１１は電流制限抵抗Ｒｃの一端に接続され、電流制限抵抗Ｒｃの他端が、抵抗成分Ｒ１２と容量成分Ｃ１２との並列接続の一端に接続されている。並列接続の他端は、絶縁抵抗Ｒｄの一端に接続されていて、絶縁抵抗Ｒｄの他端はＧＮＤ接地されている。また、電流制限抵抗Ｒｃの他端にはバッファアンプ１３が接続されている。
【００１３】
発振器１１から、電流制限抵抗Ｒｃを介して交流電流を流し、電流制限抵抗Ｒｃの他端の信号を測定した時、容量成分Ｃ１２、抵抗成分Ｒ１２が一定で値が既知であれば、絶縁抵抗Ｒｄが変化した時に測定した信号も同時に変化するので、電流制限抵抗Ｒｃの他端での信号をＣＰＵ１５で測定する事により絶縁抵抗Ｒｄの値を求めることができる。
【００１４】
次に図１に記載の第１の実施形態の動作について説明する。まず、容量成分Ｃ１２及び抵抗成分Ｒ１２の値は、電極１２と高電圧線路２３とが対向している部分の構造や高電圧線路２３のハーネス被覆部の材料の比誘電率等から予め求めておき、ＣＰＵ１５に接続されたメモリ（図示略）に値を保存する。発振器１１から出力された交流電流は、電流制限抵抗Ｒｃを介して、電極１２に出力され、さらに電極１２から高電圧線路２３、絶縁抵抗を介して、ＧＮＤへ流れる。電流制限抵抗Ｒｃの他端における電圧をバッファアンプ１３と、積分器１４とを介し、ＣＰＵ１５のＡ／Ｄ端子から取り込み、ＣＰＵ１５内のＡ／Ｄ変換器（図示略：電圧検出手段に対応）で取り込んだ電圧値を読み込み、メモリに保存する。保存された電圧値と、予めメモリ内に記憶させておいた抵抗成分Ｒ１２及び容量成分Ｃ１２の値とからＣＰＵ１５で演算することにより絶縁抵抗Ｒｄの算出を行う。高電圧系システム２０の稼動時には、絶縁抵抗Ｒｄの測定を定期的に行う。
【００１５】
以上のことにより、高電圧系システム２０と、通常電圧系システム１０との間の絶縁抵抗Ｒｄが低下した時に、作業者が高電圧系システム２０の回路に触れると、図４に示すような経路を通して感電する事となり危険であるが、絶縁抵抗Ｒｄの値を定期的に測定することにより、絶縁抵抗Ｒｄが低下した時にはアラームを鳴らし、作業者に対して注意を促す事ができる。
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の第２の実施形態について説明する。図５は本実施形態による絶縁抵抗測定装置の全体構成を示すブロック図である。図５に示す装置は、図１に示す第１の実施形態の絶縁抵抗測定装置に、ＧＮＤ接地され高電圧線路２３の近傍に配置された電極（第２の電極に対応）１６を加えたものである。ここで、電極１６は電極１２と同様に高電圧線路２３のハーネス被覆部の上に円筒状に巻きつけた形で設置されている。電極１６と高電圧線路２３との間には、図６に示すように抵抗成分Ｒ１６と容量成分Ｃ１６とが形成されている。また、高電圧線路２３と通常電圧系システム１０のＧＮＤとの間には、絶縁抵抗Ｒｄが形成されている。
【００１７】
次に、第２の実施形態の動作について説明する。まず、容量成分Ｃ１２、Ｃ１６及び抵抗成分Ｒ１２、Ｒ１６の値を予め求めておき、メモリに記憶させる。発振器１１から出力された交流電流は、電流制限抵抗Ｒｃを介して電極１２に出力され、さらに電極１２から高電圧線路２３へ伝達される。また、高電圧線路２３へ伝達された電流は、高電圧線路２３から電極１６に伝達される。
【００１８】
電流制限抵抗Ｒｃの他端における信号をバッファアンプ１３と、積分器１４とを介し、ＣＰＵ１５のＡ／Ｄ端子から取り込み、ＣＰＵ１５内のＡ／Ｄ変換器で取り込んだ電圧値を読み込み、メモリに保存する。保存された電圧値と、予めメモリ内に記憶させておいた抵抗成分Ｒ１２、Ｒ１６及び容量成分Ｃ１２、Ｃ１６の値とからＣＰＵ１５で演算することにより絶縁抵抗Ｒｄの算出を行う。また、第１の実施形態の時と同様に、高電圧系システム２０の稼動時には絶縁抵抗Ｒｄの測定を定期的に行う。
【００１９】
以上のように、電極１６を付加した構成にすることで、高電圧線路と通常電圧系システムとの間に形成されるＣＲ成分を安定させる事が出来るので、より正確な絶縁抵抗の測定を行うことできる。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明は、電気自動車やハイブリッド自動車などで、モータ等を駆動するための高電圧系システムの絶縁抵抗測定装置に用いて好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる絶縁抵抗測定装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態にかかる絶縁抵抗測定装置の等価回路を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態にかかる絶縁抵抗測定経路を示す図である。
【図４】絶縁抵抗が低下したときの高電圧系システムの感電経路を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態にかかる絶縁抵抗測定装置の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第２の実施形態にかかる絶縁抵抗測定装置の等価回路を示す図である。
【符号の説明】
【００２２】
１１              …  発振器（電流出力手段）
Ｒｃ              …  電流制限抵抗（抵抗）
１２、１６        …  電極（第１の電極、第２の電極）
１５              …  ＣＰＵ（演算手段）
Ｒｄ              …  絶縁抵抗（絶縁抵抗）
Ｒ１２、Ｒ１６    …  抵抗成分
Ｃ１２、Ｃ１６    …  容量成分
【図１】
2007132684.tif 000003
【図２】
2007132684.tif 000004
【図３】
2007132684.tif 000005
【図４】
2007132684.tif 000006
【図５】
2007132684.tif 000007
【図６】
2007132684.tif 000008