JP2010008356A - 絶縁抵抗検出装置および絶縁抵抗検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高電圧回路の電圧変動の影響を受けずに絶縁抵抗低下の判定を行うことができ、且つ絶縁低下が発生してからそれを検出するまでの時間を最適化することができる絶縁抵抗検出装置および絶縁抵抗検出方法を提供することである。
【解決手段】車体４０と高電圧回路２との絶縁抵抗１３を検出する絶縁抵抗検出装置１において、電位検出手段によって検出した電位の振幅の移動平均値を算出する移動平均手段と、移動平均手段によって算出した移動平均値が、所定値以下である場合に車体４０と高電圧回路２との間の絶縁低下であると判定する絶縁判定手段とを備え、ＥＣＵ７により実現される移動平均手段が、移動平均値を求める移動平均処理のサンプルを取得する時間を変更するサンプル取得時間変更手段を有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気・ハイブリッド車両の高電圧回路とボデーとの間の絶縁抵抗を検出する絶縁抵抗検出装置および絶縁抵抗検出方法に関する。

従来、電気・ハイブリッド車両においては駆動源としての高電圧バッテリを搭載しているが、この高電圧により乗員等が感電する危険性を排除するため、乗員等が触れ得る車両のボデー（車体）と、バッテリを含む高電圧回路とを電気的に絶縁する構造を採用している。

ところが、異物の付着やバッテリの液漏れ、モーターの絶縁破壊のような経年劣化などにより、この車体と高電圧回路との絶縁抵抗が低下してしまう虞があり、これが進行するとボデーに触れた乗員等が感電する危険性が生じてしまう。

そこで絶縁抵抗検出装置では、電気・ハイブリッド車両において乗員等が感電する危険性が生じる前に、車体と高電圧回路との間の絶縁抵抗低下を検出するようにしている。

特許文献１では、車体と高電圧回路との間の絶縁抵抗低下を検出するにあたり、検出用発振回路による周波数で変動する検出電位の振幅の加重平均に基づき絶縁抵抗低下を検出する発明を開示している。

また、特許文献２では、検出用発振回路による周波数での変動以外にも検出電位が変動することに着目し、高電圧回路の電圧変動による絶縁抵抗低下の誤判定を防ぐため、高電圧回路の電圧変動が検出された場合には絶縁抵抗低下の判定を行わないようにした発明を開示している。
特開２００７−１０８０７４号公報 特開２００４−２８６５２３号公報

しかしながら、特許文献１や特許文献２に記載の発明では以下のような問題があった。

上述のように、高電圧回路の電圧変動により、検出電位は検出用発振回路による周波数での変動以外にも変動し、このため絶縁抵抗検出装置で正しい絶縁低下判定ができないという問題があった。

これに対し、特許文献２に記載の発明では、高電圧回路の電圧変動が検出された場合には絶縁抵抗低下の判定を行わないことにより誤判定を行わないようにしているが、これでは判定を放棄しているだけであり、高電圧回路の電圧変動時には絶縁抵抗低下判定ができないという問題があった。

一方、特許文献１に記載の発明では、検出電位の振幅の加重平均に基づき絶縁抵抗低下を判定することにより、高電圧回路の電圧変動時にも絶縁抵抗低下判定を行えるようにしようとしている。

しかしながら、特許文献１のように検出電位の振幅の加重平均を用いて絶縁抵抗低下判定を行う場合、加重平均により高電圧回路の電圧変動の影響を小さくすることができるものの、加重平均の演算に用いるサンプルの取得に時間がかかり、実際に絶縁低下が発生してからそれを検出するまでに時間がかかってしまうという問題があった。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、高電圧回路の電圧変動の影響を受けずに絶縁抵抗低下の判定を行うことができ、且つ絶縁低下が発生してからそれを検出するまでの時間を最適化することができる絶縁抵抗検出装置および絶縁抵抗検出方法を提供することを目的とする。

以下、上記課題を解決するのに適した各手段につき、必要に応じて作用効果等を付記しつつ説明する。

１．車体と高電圧回路との絶縁抵抗を検出する絶縁抵抗検出装置において、
所定の周波数信号を出力する発振回路と、一方の端子を前記高電圧回路に接続されるカップリングコンデンサと、前記カップリングコンデンサの他方の端子と前記発振回路との間に接続される検出抵抗と、前記カップリングコンデンサと前記検出抵抗との間の電位を検出する電位検出手段と、前記電位検出手段によって検出した電位の振幅の移動平均値を算出する移動平均手段と、前記移動平均手段によって算出した移動平均値が、所定値以下である場合に前記車体と前記高電圧回路との間の絶縁低下であると判定する絶縁判定手段とを備え、
前記移動平均手段が、前記移動平均値を求める移動平均処理のサンプルを取得する時間を変更するサンプル取得時間変更手段を有する
ことを特徴とする絶縁抵抗検出装置。

手段１によれば、高電圧回路の電圧変動によらずに絶縁抵抗低下の判定を行うことができ、且つ絶縁低下が発生してからそれを検出するまでの時間を最適化することができる。

すなわち、手段１では、サンプル取得時間変更手段が、移動平均値を求める移動平均処理のサンプルを取得する時間を変更することができ、電位検出手段によって検出した電位の振幅の移動平均値を算出する際のサンプルを取得する時間を可変としたので、たとえば、サンプル取得時間を必要に応じて変更し、絶縁低下が発生してからそれを検出するまでの時間を最適化することができる。

２．前記高電圧回路が、バッテリと、前記バッテリの出力電圧を昇圧する昇圧回路とを有し、
前記サンプル取得時間変更手段が、前記昇圧回路が昇圧した昇圧電圧の変動に基づいて、前記移動平均値を求める移動平均処理のサンプルを取得する時間を決定する
ことを特徴とする手段１に記載の絶縁抵抗検出装置。

手段２によれば、サンプル取得時間変更手段が、昇圧回路が昇圧した昇圧電圧の変動に基づいて、移動平均値を求める移動平均処理のサンプルを取得する時間を決定するので、昇圧回路の動作に起因する電圧変動があっても正確な絶縁低下判定をすることができ、且つ絶縁低下が発生してからそれを検出するまでの時間を最適化することができる。

３．前記サンプル取得時間変更手段が、前記昇圧回路が昇圧した昇圧電圧の変動の微分値を積算した値に基づいて、前記移動平均値を求める移動平均処理のサンプルを取得する時間を決定する
ことを特徴とする手段２に記載の絶縁抵抗検出装置。

手段３によれば、サンプル取得時間変更手段が、昇圧回路が昇圧した昇圧電圧の変動の微分値を積算した値に基づいて、移動平均値を求める移動平均処理のサンプルを取得する時間を決定するので、昇圧回路の動作に起因する電圧変動を定量的に捉え、昇圧回路の動作に起因する電圧変動があっても正確な絶縁低下判定をすることができ、且つ絶縁低下が発生してからそれを検出するまでの時間を最適化することができる。

４．前記サンプル取得時間変更手段が、前記積算した値が大きいときは前記サンプルを取得する時間を長くし、前記積算した値が小さいときは前記サンプルを取得する時間を短くする
ことを特徴とする手段３に記載の絶縁抵抗検出装置。

手段４によれば、サンプル取得時間変更手段が、昇圧回路が昇圧した昇圧電圧の変動の微分値を積算し、その積算値が大きいときはサンプル取得時間を長くし、積算値が小さいときはサンプル取得時間を短くするので、積算値が大きいときすなわち変動が激しいときには多くのサンプルによって変動をならして正しい絶縁低下判定を行い、積算値が小さいときすなわち変動が少ないときには少ないサンプルによって即応性のある絶縁低下判定を行うことができる。

５．前記サンプル取得時間変更手段が、前記電位検出手段によって検出した電位の変動に基づいて、前記移動平均値を求める移動平均処理のサンプルを取得する時間を決定する
ことを特徴とする手段１に記載の絶縁抵抗検出装置。

手段５によれば、サンプル取得時間変更手段が、電位検出手段によって検出した電位の変動に基づいて、移動平均値を求める移動平均処理のサンプルを取得する時間を決定するので、高電圧回路の他箇所から電位検出する必要がなく、簡単な構成で済み、電圧変動があっても正確な絶縁低下判定をすることができ、且つ絶縁低下が発生してからそれを検出するまでの時間を最適化することができる。

６．車体と高電圧回路との絶縁抵抗を検出する絶縁抵抗検出方法において、
所定の周波数信号を出力する発振回路と、一方の端子を前記高電圧回路に接続されるカップリングコンデンサと、前記カップリングコンデンサの他方の端子と前記発振回路との間に接続される検出抵抗とを備えた回路を用い、
前記カップリングコンデンサと前記検出抵抗との間の電位を検出し、
前記検出した電位の振幅の移動平均値を算出する際のサンプルを取得する時間を変更し、該変更した時間内に取得したサンプルを用いて前記検出した電位の振幅の移動平均値を算出し、
前記算出した移動平均値が所定値以下である場合に前記車体と前記高電圧回路との間の絶縁低下であると判定する
ことを特徴とする絶縁抵抗検出方法。

手段６によれば、高電圧回路の電圧変動によらずに絶縁抵抗低下の判定を行うことができ、且つ絶縁低下が発生してからそれを検出するまでの時間を最適化することができる。

すなわち、手段６では、検出した電位の振幅の移動平均値を算出する際のサンプルを取得する時間を変更し、この変更した時間内に取得したサンプルを用いて検出した電位の振幅の移動平均値を算出するようにしたので、たとえば、サンプル取得時間を必要に応じて変更し、絶縁低下が発生してからそれを検出するまでの時間を最適化することができる。

以下、本発明の絶縁抵抗検出装置を具体化した一実施形態について図面を参照しつつ具体的に説明する。

（構成の説明）
図１は、本発明による絶縁抵抗検出装置の一実施例の構成を示すブロック図である。

図１に示すように、高電圧回路２は、電気・ハイブリッド車両の駆動源であるバッテリ８を有し、さらにバッテリ８の出力電圧である２００〜３００Ｖ程度の電圧を６５０Ｖ程度に昇圧する昇圧回路９と、平滑コンデンサ１０と、インバータ１１と、電気・ハイブリッド車両を駆動するＭＧ（モータージェネレーター）１２とを有して構成される。

この高電圧回路２は、ボデー（電気・ハイブリッド車両の車体）４０との間でたとえば数ＭΩ以上の絶縁抵抗１３（ボデー間の浮遊容量）が確保される。

高電圧回路２の昇圧回路９の低圧側（バッテリ８の−側）にはカップリングコンデンサ３の一方が接続され、カップリングコンデンサ３の他方には検出抵抗４が接続される。この検出抵抗４とボデー４０との間には発振回路５が設けられ、この発振回路５による発振電圧が検出抵抗４、カップリングコンデンサ３、絶縁抵抗１３に直列に加わる。

カップリングコンデンサ３と検出抵抗４との間で検出された電位は、発振回路５による発振周波数を通過させるバンドパスフィルタであるフィルタ６を介してＥＣＵ（電子コントロールユニット）７に入力される。また、昇圧回路９が昇圧した昇圧電圧は電圧センサ４１によって測定され、ＥＣＵ７に入力される。

なお、本実施例においては、カップリングコンデンサ３と検出抵抗４との間に電気的に接続し、この箇所の電位を、フィルタ６を介してＥＣＵ７に入力する構成が、本発明の電位検出手段を構成するものである。

絶縁抵抗検出装置１は、カップリングコンデンサ３、検出抵抗４、発振回路５、フィルタ６、ＥＣＵ７、および電圧センサ４１を有して構成される。カップリングコンデンサ３としてはたとえば１μＦ以上のものが用いられ、検出抵抗４としてはたとえば１００ｋΩ〜１５０ｋΩ程度のものが用いられ、発振回路５としてはたとえば５Ｖで２．５Ｈｚを出力するものが用いられる。

（動作の説明）
高電圧回路２とボデー４０との間の絶縁抵抗１３が低下すると、発振回路５による発振周波数で変動する、カップリングコンデンサ３と検出抵抗４との間で検出した電位の振幅、すなわちフィルタ６を介してＥＣＵ７に入力する検出値の振幅が小さくなる。そこで、絶縁抵抗検出装置１のＥＣＵ７では、この振幅が所定値よりも小さくなったかどうかを判定して絶縁抵抗１３の低下を判定する。この点について図２を参照して説明する。図２は、カップリングコンデンサ３と検出抵抗４との間で検出した電位の、フィルタ６を介した後の波形を示す図である。

図２において、波形１４はフィルタ６を介した後の検出電位の一例を示し、波形１５はフィルタ６を介した後の検出電位の別の例を示す。この例では、波形１４は絶縁抵抗１３が正常な場合の検出値であり、波形１５は絶縁抵抗１３が低下した場合の検出値である。

また図２において、点Ａは波形１４の高位側ピークの振幅値であり、点Ｂは波形１５の高位側ピークの振幅値であり、点Ｃは波形１４の低位側ピークの振幅値であり、点Ｄは波形１５の低位側ピークの振幅値である。値１６は波形１４の高位側ピークの振幅値であり、値１７は波形１５の高位側ピークの振幅値である。

この図２を参照すると、絶縁抵抗１３が正常な場合の波形１４に比べ、絶縁抵抗１３が低下した場合の波形１５は、その振幅値が小さくなっていることがわかる。絶縁抵抗検出装置１のＥＣＵ７では、正常時の値１６と絶縁低下時の値１７とを区分け可能な閾値を予め記憶しておき、これと検出値（本実施例では検出値の移動平均値）とを比較することによって絶縁低下の判定処理を行う。

絶縁抵抗検出装置１のＥＣＵ７は図示しないＣＰＵのほか、各種データを一時的に記憶するＲＡＭや、各種データを継続的に記憶するＲＯＭを有して構成され、ＲＯＭに格納されたソフトウェアプログラムをＣＰＵで実行することによって、本実施例の処理を実行する。

上述のように、本実施例の絶縁抵抗検出装置１では、発振回路５による発振周波数で変動する、カップリングコンデンサ３と検出抵抗４との間で検出した電位の振幅値の移動平均値を算出し、この移動平均値を、正常時の値１６と絶縁低下時の値１７とを区分け可能な閾値と比較して絶縁低下の判定処理を行うが、検出電位の振幅値の移動平均値を算出する際に、そのサンプルを取得する時間（サンプル数に相当）を可変にしている。取得したサンプルすなわち振幅値は、以降の移動平均値を求める過去データとして用いる。この過去データはＥＣＵ７のＲＡＭに格納される。

また、このサンプルを取得する時間は、電圧センサ４１で測定した昇圧電圧の変動度に応じて定めるようにしている。なお、この移動平均処理はたとえば直近のデータの重みを大きくするなど加重移動平均処理としてもよい。

たとえば、昇圧電圧の変動度が小さい場合には、サンプル取得時間を短くして絶縁抵抗１３が低下した場合に即座に検出できるようにし、昇圧電圧の変動度が大きい場合には、サンプル取得時間を長くして変動の影響による誤検出を防ぐことができる。

以下、本実施例の処理についてフローチャートを参照しながら説明する。図３は、図１に示したＥＣＵ７で実行される処理のフローチャートである。

まず、バンドパスフィルタ６を介して信号を入力し（Ｓ３００）、並列して電圧センサ４１から信号を入力する（Ｓ３０１）。

ステップ（Ｓ３０２）では、電圧センサ４１によって測定した、昇圧回路９で昇圧した昇圧電圧の変動度を算出する。ここで、この変動度算出処理の詳細について図４を参照して説明する。図４は、図３のステップ（Ｓ３０２）に示した変動度算出処理のフローチャートである。

本実施例では、電圧センサ４１によって測定した昇圧電圧の変動度を算出するにあたり、まず、この昇圧電圧の微分値を算出する（Ｓ４００）。

続いて、ステップ（Ｓ４００）で得られた微分値を絶対値にしてそれを積算し（Ｓ４０１）、この積算値を昇圧電圧の変動度とする（Ｓ４０２）。

なお、ステップ（Ｓ４００）で絶対値を積算する際に、どの程度の期間のデータを積算するかは、たとえば、現在から予め定めた一定期間の過去データでもよいし、移動平均のサンプル取得時間と同じにしてもよい。

図３に戻り、ステップ（Ｓ３０３）では、ステップ（Ｓ３０２）で算出した電圧変動度に基づき、サンプル取得時間を取得する。この処理について図５を参照しながら説明する。図５は電圧変動度とサンプル取得時間との関係を示す図である。

本実施例では、電圧変動度とサンプル取得時間との関係を、図５に示す直線Ｅで表されるものとして定めている。すなわち、電圧変動度によってサンプル取得時間が一意に定まるものである。

ステップ（Ｓ３０３）では、たとえば、ステップ（Ｓ３０２）で算出した電圧変動度を、図５の直線Ｅの関係式にあてはめてサンプル取得時間を取得するものであってもよいし、電圧変動度とサンプル取得時間との対応付けをテーブル化しておき、このテーブルを用いて、算出した電圧変動度に対応するサンプル取得時間を取得するようにしてもよい。

なお、本実施例においては、昇圧回路９の昇圧電圧を測定する電圧センサ４１、およびステップ（Ｓ３０１）、（Ｓ３０２）、（Ｓ３０３）の処理が、本発明のサンプル取得時間変更手段として機能するものである。

ステップ（Ｓ３０３）でサンプル取得時間を得たならば、ステップ（Ｓ３００）における今回の検出でのカップリングコンデンサ３と検出抵抗４との間の電位の振幅値を含め、それ以前でサンプル取得時間内に検出した過去データの振幅値すなわちサンプルによって移動平均値を算出する（Ｓ３０４）。始動時のように過去データが十分になく移動平均値の算出がまだされていない場合には、予め設定した初期値を移動平均値として用いてもよいし、また、期間は短いがすでに取得完了している過去データの平均値を移動平均値として用いてもよい。

移動平均値の算出についてさらに説明する。ここで、ｍ番目のデータをＤ（ｍ）で表すものとし、現在のデータがｍ番目であるとすると、移動平均値は以下のように表わされる。

移動平均値＝（Ｄ（ｍ−（ｎ−１））＋・・・＋Ｄ（ｍ−１）＋Ｄ（ｍ））／ｎ
ここで、ｎは、サンプル取得時間内のデータすなわちサンプル個数であり、サンプル取得時間の長さが変化することによって、ｎの値が変化する。

そして、
（１）サンプル取得時間ＳＴ＝ＳＴ１の時、ｎ＝１０、
（２）サンプル取得時間ＳＴ＝ＳＴ２（但し、ＳＴ２＜ＳＴ１）の時、ｎ＝５とすると、
それぞれの移動平均値は、
（１）移動平均値＝（Ｄ（ｍ−９）＋・・・＋Ｄ（ｍ−１）＋Ｄ（ｍ））／１０
（２）移動平均値＝（Ｄ（ｍ−４）＋・・・＋Ｄ（ｍ−１）＋Ｄ（ｍ））／５
以上のようになる。

なお、本実施例においては、昇圧回路９の昇圧電圧を測定する電圧センサ４１、およびステップ（Ｓ３０１）、（Ｓ３０２）、（Ｓ３０３）、（Ｓ３０４）の処理が、本発明の移動平均手段として機能するものである。

続いて絶縁低下判定処理を行う（Ｓ３０５）。たとえば、ステップ（Ｓ３０４）で算出した移動平均値が、所定の閾値（図２に示した、正常時の値１６と絶縁低下時の値１７とを区分け可能な閾値）以上であれば、絶縁抵抗１３は正常であると判定し、この所定の閾値よりも小さければ絶縁抵抗１３が低下していると判定する。

なお、本実施例においては、ステップ（Ｓ３０５）の処理が、本発明の絶縁判定手段として機能するものである。

ところで、以上説明したように本実施例では、サンプル取得時間を可変にしたが、サンプル取得時間を固定にした比較例との比較を以下に説明する。図６は、サンプル取得時間を固定にした比較例における昇圧電圧、絶縁抵抗および絶縁低下判定値の変動を示す図であり、図７は、サンプル取得時間を可変にした本実施例における昇圧電圧、絶縁抵抗および絶縁低下判定値の変動を示す図である。

図６および図７において、グラフＦおよびグラフＬは昇圧回路９によって昇圧された昇圧電圧の変動を示すものであり、グラフＧおよびグラフＭは高電圧回路２とボデー４０との絶縁抵抗の変動を示すものであり、グラフＨおよびグラフＮはＥＣＵ７において図３のステップ（Ｓ３０５）の絶縁低下判定に用いられる移動平均値の変動を示すものである。なお、グラフＨおよびグラフＮにおいて移動平均値の変動は見易さのため概略で示している。また、この例では、絶縁低下判定値（移動平均値）がＬＯＷレベルになったときに絶縁低下と判定し、ＨＩＧＨレベルに戻ったときに絶縁正常になったと判定するものである。

ここで、図６の動作について時間の流れに沿って説明する。まず、車両を起動させると、昇圧回路９による昇圧が行われ、昇圧電圧が安定状態になる。その後、時点Ｊにおいてイニシャルチェックが開始される。このイニシャルチェックでは、絶縁抵抗検出装置の動作確認のほか、各種チェックが行われる。ここでは絶縁抵抗検出装置の動作確認について説明する。

絶縁抵抗検出装置には、図示しない動作確認スイッチを設けている。この動作確認スイッチは、ＥＣＵ７によってオン／オフ可能なスイッチであり、動作確認スイッチがオフであれば絶縁抵抗１３が絶縁正常な状態にあり、動作確認スイッチをオンすると絶縁抵抗１３が絶縁低下した状態を疑似的に発生させることができる。ＥＣＵ７は、イニシャルチェック時にこの動作確認スイッチをＯＮし、疑似的に発生させた絶縁低下を絶縁抵抗検出装置が間違いなく検出することを検査し、絶縁抵抗検出装置の動作確認を行う。

ＥＣＵ７は、起動後、時点Ｊにてイニシャルチェックを開始し、動作確認スイッチをＯＮする。これを受けて絶縁抵抗は急激に低下するが、移動平均値はなだらかに下降し、時点Ｈ１でようやく絶縁低下と判定するＬＯＷレベルに達する。

ＥＣＵ７は、動作確認スイッチをＯＮした際に絶縁低下の判定が行われたので、絶縁抵抗検出装置の動作は問題ないと判断し、時点Ｇ１で動作確認スイッチをＯＦＦする。これを受けて移動平均値はなだらかに上昇し、時点Ｋでようやく絶縁正常と判定するＨＩＧＨレベルに達してイニシャルチェックが完了し、その後、走行へと移る。ところで、走行時にはたとえばアクセル操作に伴い昇圧回路９による昇圧電圧が変動する。

サンプル取得時間を固定にした場合には、図６に示すように、イニシャルチェック完了までに長い時間が必要となってしまう。

次に図７を参照して説明すると、まず、車両を起動させると、昇圧回路９による昇圧が行われ、昇圧電圧が安定状態になる。その後、時点Ｐにてイニシャルチェックが開始される。このイニシャルチェックの内容は図６にて説明したものと同様であるのでここでは詳細は省略する。

ＥＣＵ７は、時点Ｐにおいてイニシャルチェックを開始し、動作確認スイッチをＯＮする。これを受けて絶縁抵抗は急激に低下し、本実施例では昇圧電圧の変動度が小さい場合にサンプル取得時間を短くするので、移動平均値も絶縁抵抗の変動に素早く反応し、すぐに時点Ｎ１で絶縁低下と判定するＬＯＷレベルに達する。

ＥＣＵ７は、動作確認スイッチをＯＮした際に絶縁低下の判定が行われたので、絶縁抵抗検出装置の動作は問題ないと判断し、時点Ｍ１で動作確認スイッチをＯＦＦする。これを受けて移動平均値はすぐに上昇し、時点Ｑで絶縁正常と判定するＨＩＧＨレベルに達してイニシャルチェックが完了し、その後、走行へと移る。

本実施例によれば、サンプル取得時間を可変にし、昇圧電圧の変動度が小さい場合にはサンプル取得時間を短くしたので、図６（従来）と図７（本実施例）とを比較してわかるように、昇圧電圧が安定しているイニシャルチェック時において絶縁低下の検出を短時間で行うことができる。

次に、比較例と本実施例とで、昇圧電圧の変動度が小さい場合と大きい場合とを対比させて説明する。図８は、サンプル取得時間を固定にした比較例における昇圧電圧、絶縁抵抗および絶縁低下判定値の変動を示す図であり、（ａ）は昇圧電圧の変動度が大きい場合の図、（ｂ）は昇圧電圧の変動度が小さい場合の図である。図９は、サンプル取得時間を可変にした本実施例における昇圧電圧、絶縁抵抗および絶縁低下判定値の変動を示す図であり、（ａ）は昇圧電圧の変動度が大きい場合の図、（ｂ）は昇圧電圧の変動度が小さい場合の図である。

サンプル取得時間を固定にしていると、昇圧電圧の変動度が大きい場合、小さい場合のどちらであっても、絶縁抵抗が低下してから移動平均値がＬＯＷレベルになるまでの時間はＲであり、絶縁抵抗低下の検出に時間がかかってしまう（図８（ａ）、（ｂ）参照）。

これに対して、本実施例では、昇圧電圧の変動度が大きい場合にはその変動の影響を受けないようにサンプル取得時間を長めにしているが、昇圧電圧の変動度が小さい場合にはサンプル取得時間を短くし、短時間で絶縁抵抗低下を検出できるようにしている。すなわち、図９（ａ）では絶縁抵抗が低下してから移動平均値がＬＯＷレベルになるまでの時間はＲであり、図９（ｂ）では絶縁抵抗が低下してから移動平均値がＬＯＷレベルになるまでの時間はＲよりも短いＳで済む。

上述の実施例１では、図１に示した昇圧回路９による昇圧電圧を電圧センサ４１によって得、これに基づいてサンプル取得時間を設定するようにしたが、この実施例２では、電圧センサ４１を設けずに、カップリングコンデンサ３と検出抵抗４との間で検出した電位に基づいてサンプル取得時間を設定する。

図１０は、本発明による絶縁抵抗検出装置の実施例２の構成を示すブロック図である。図１０の構成は、電圧センサ４１がない以外は、図１と同様であるので、同じ構成には同じ参照番号を付し、詳細な説明を省略する。

以下、本実施例２の処理についてフローチャートを参照しながら説明する。図１１は、図１０に示したＥＣＵ７で実行される処理のフローチャートである。

まず、バンドパスフィルタ６を介して信号を入力する（Ｓ１１００）。ステップ（Ｓ１１０２）では、入力した信号の振幅値のばらつき度合いを算出する（Ｓ１１０１）。

ステップ（Ｓ１１００）で入力した信号すなわちカップリングコンデンサ３と検出抵抗４との間で検出した電位は、昇圧回路９による昇圧電圧の変動やそのほかの外因がなければ、図２の波形１４のように振幅値のばらつきがないものとなるが、昇圧電圧の変動などがあると、図１２の波形１４のように振幅値のばらつきが生じる。

そこで、本実施例２のステップ（Ｓ１１０１）では、この振幅値のばらつきを定量的に捉えるため、ばらつき度合いを算出する。たとえば、振幅値のばらつきがない場合との差分の絶対値を積算し、この積算値を振幅値のばらつき度合いとする。なお、絶対値を積算する際に、どの程度の期間のデータを積算するかは、たとえば、現在から予め定めた一定期間の過去データでもよいし、移動平均のサンプル取得時間と同じにしてもよい。

ステップ（Ｓ１１０２）では、ステップ（Ｓ１１０１）で算出したばらつき度合いに基づき、サンプル取得時間を取得する。この処理は、実施例１と同様に、ばらつき度合いが小さい場合にはサンプル取得時間を短くし、ばらつき度合いが大きい場合にはサンプル取得時間を長くするように予め設定した、ばらつき度合いとサンプル取得時間との対応付けテーブルや関係式を用いて行えばよい。

なお、本実施例２においては、カップリングコンデンサ３と検出抵抗４との間に電気的に接続し、この箇所の電位を、フィルタ６を介してＥＣＵ７に入力する構成、およびステップ（Ｓ１１００）、（Ｓ１１０１）、（Ｓ１１０２）の処理が、本発明のサンプル取得時間変更手段として機能するものである。

ステップ（Ｓ１１０２）でサンプル取得時間を得たならば、ステップ（Ｓ１１００）における今回の検出でのカップリングコンデンサ３と検出抵抗４との間の電位の振幅値を含め、それ以前でサンプル取得時間内に検出した過去データの振幅値すなわちサンプルによって移動平均値を算出する（Ｓ１１０３）。この処理は実施例１と同様である。

なお、本実施例においては、カップリングコンデンサ３と検出抵抗４との間に電気的に接続し、この箇所の電位を、フィルタ６を介してＥＣＵ７に入力する構成、およびステップ（Ｓ１１００）、（Ｓ１１０１）、（Ｓ１１０２）、（Ｓ１１０３）の処理が、本発明の移動平均手段として機能するものである。

続いて絶縁低下判定処理を行う（Ｓ１１０４）。この処理も実施例１と同様である。なお、本実施例においては、ステップ（Ｓ１１０４）の処理が、本発明の絶縁判定手段として機能するものである。

本実施例２のように、カップリングコンデンサ３と検出抵抗４との間の電位の振幅値のばらつき度合いに基づいてサンプル取得時間を設定するようにすれば、実施例１の電圧センサ４１が不要となり、構成が簡単で、安価に実現することができる。

本発明は、電気・ハイブリッド車両の高電圧回路に適用でき、電気・ハイブリッド車両の安全性向上に有効である。

本発明による絶縁抵抗検出装置の一実施例の構成を示すブロック図である。 カップリングコンデンサ３と検出抵抗４との間で検出した電位の、フィルタ６を介した後の波形を示す図である。 図３は、図１に示したＥＣＵ７で実行される処理のフローチャートである。 図３のステップ（Ｓ３０２）に示した変動度算出処理のフローチャートである。 電圧変動度とサンプル取得時間との関係を示す図である。 サンプル取得時間を固定にした比較例における昇圧電圧、絶縁抵抗および絶縁低下判定値の変動を示す図である。 サンプル取得時間を可変にした本実施例における昇圧電圧、絶縁抵抗および絶縁低下判定値の変動を示す図である。 サンプル取得時間を固定にした比較例における昇圧電圧、絶縁抵抗および絶縁低下判定値の変動を示す図であり、（ａ）は昇圧電圧の変動度が大きい場合の図、（ｂ）は昇圧電圧の変動度が小さい場合の図である。 サンプル取得時間を可変にした本実施例における昇圧電圧、絶縁抵抗および絶縁低下判定値の変動を示す図であり、（ａ）は昇圧電圧の変動度が大きい場合の図、（ｂ）は昇圧電圧の変動度が小さい場合の図である。 本発明による絶縁抵抗検出装置の実施例２の構成を示すブロック図である。 図１０に示したＥＣＵ７で実行される処理のフローチャートである。 カップリングコンデンサ３と検出抵抗４との間で検出した電位の、フィルタ６を介した後の波形を示す図であり、振幅値がばらついている場合を示す図である。

符号の説明

１ 絶縁抵抗検出装置
２ 高電圧回路
３ カップリングコンデンサ
４ 検出抵抗
５ 発振器
６ フィルタ回路
７ ＥＣＵ（電子コントロールユニット）
８ バッテリ
９ 昇圧回路
１０ 平滑コンデンサ
１１ インバータ
１２ ＭＧ（モータージェネレーター）
１３ 絶縁抵抗
４０ ボデー
４１ 電圧センサ

Claims (6)

1. 車体と高電圧回路との絶縁抵抗を検出する絶縁抵抗検出装置において、
   所定の周波数信号を出力する発振回路と、一方の端子を前記高電圧回路に接続されるカップリングコンデンサと、前記カップリングコンデンサの他方の端子と前記発振回路との間に接続される検出抵抗と、前記カップリングコンデンサと前記検出抵抗との間の電位を検出する電位検出手段と、前記電位検出手段によって検出した電位の振幅の移動平均値を算出する移動平均手段と、前記移動平均手段によって算出した移動平均値が、所定値以下である場合に前記車体と前記高電圧回路との間の絶縁低下であると判定する絶縁判定手段とを備え、
   前記移動平均手段が、前記移動平均値を求める移動平均処理のサンプルを取得する時間を変更するサンプル取得時間変更手段を有する
   ことを特徴とする絶縁抵抗検出装置。
2. 前記高電圧回路が、バッテリと、前記バッテリの出力電圧を昇圧する昇圧回路とを有し、
   前記サンプル取得時間変更手段が、前記昇圧回路が昇圧した昇圧電圧の変動に基づいて、前記移動平均値を求める移動平均処理のサンプルを取得する時間を決定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の絶縁抵抗検出装置。
3. 前記サンプル取得時間変更手段が、前記昇圧回路が昇圧した昇圧電圧の変動の微分値を積算した値に基づいて、前記移動平均値を求める移動平均処理のサンプルを取得する時間を決定する
   ことを特徴とする請求項２に記載の絶縁抵抗検出装置。
4. 前記サンプル取得時間変更手段が、前記積算した値が大きいときは前記サンプルを取得する時間を長くし、前記積算した値が小さいときは前記サンプルを取得する時間を短くする
   ことを特徴とする請求項３に記載の絶縁抵抗検出装置。
5. 前記サンプル取得時間変更手段が、前記電位検出手段によって検出した電位の変動に基づいて、前記移動平均値を求める移動平均処理のサンプルを取得する時間を決定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の絶縁抵抗検出装置。
6. 車体と高電圧回路との絶縁抵抗を検出する絶縁抵抗検出方法において、
   所定の周波数信号を出力する発振回路と、一方の端子を前記高電圧回路に接続されるカップリングコンデンサと、前記カップリングコンデンサの他方の端子と前記発振回路との間に接続される検出抵抗とを備えた回路を用い、
   前記カップリングコンデンサと前記検出抵抗との間の電位を検出し、
   前記検出した電位の振幅の移動平均値を算出する際のサンプルを取得する時間を変更し、該変更した時間内に取得したサンプルを用いて前記検出した電位の振幅の移動平均値を算出し、
   前記算出した移動平均値が所定値以下である場合に前記車体と前記高電圧回路との間の絶縁低下であると判定する
   ことを特徴とする絶縁抵抗検出方法。

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