JP7286251B2 - 絶縁抵抗検出回路 - Google Patents

Description

本発明は、絶縁抵抗検出回路に関する。

駆動源としてエンジンと電気モータとを備えるハイブリッド車や、電気自動車のような車両においては、車体上に搭載したバッテリを充電し、バッテリから供給される電気エネルギーを利用して推進力を発生する。一般に、バッテリ関連の電源回路は、２００Ｖ以上の高電圧を扱う高電圧回路として構成されており、安全性確保ため、バッテリを含む高電圧回路は接地の基準電位点となる車体から電気的に絶縁された非接地構成となっている。

非接地の高電圧バッテリを搭載した車両では、高電圧バッテリが設けられた系、具体的には、高電圧バッテリからモータに至るメインの電源系と車体との絶縁状態（地絡）を監視するために絶縁抵抗検出回路が備えられている。

絶縁抵抗検出回路は、フライングキャパシタ方式、カップリングコンデンサ方式等が広く用いられているが、特許文献１には、図８に要部を示すような別方式の回路が提案されている。

図８に示す絶縁抵抗検出回路５００は、接地の基準電位から絶縁されたバッテリＶｂを含んだ系の正極側絶縁抵抗Ｒ７と負極側絶縁抵抗Ｒ８とを計測する回路である。

本図に示すように、絶縁抵抗検出回路５００は、正極側絶縁抵抗Ｒ７と並列に、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２、抵抗Ｒ３が直列に接続された抵抗群と、スイッチＫｐ、抵抗Ｒｐ（＜Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）の直列回路とが接続されている。また、負極側絶縁抵抗Ｒ８と並列に、抵抗Ｒ４、抵抗Ｒ５、抵抗Ｒ６が直列に接続された抵抗群と、スイッチＫｑ、抵抗Ｒｐ（＜Ｒ４＋Ｒ５＋Ｒ６）の直列回路とが接続されている。

スイッチＫｐがオフのとき、正極側絶縁抵抗Ｒ７には、比較的高い合成抵抗（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）が並列に接続され、スイッチＫｐがオンのとき、正極側絶縁抵抗Ｒ７には、比較的低い合成抵抗（（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）//Ｒｐ）が並列に接続されることになる。

また、スイッチＫｑがオフのとき、負極側絶縁抵抗Ｒ８には、比較的高い合成抵抗（Ｒ４＋Ｒ５＋Ｒ６）が並列に接続され、スイッチＫｑがオンのとき、負極側絶縁抵抗Ｒ８には、比較的低い合成抵抗（（Ｒ４＋Ｒ５＋Ｒ６）//Ｒｑ）が並列に接続されることになる。

制御部５０１は、スイッチＫｍ、スイッチＫｐ、スイッチＫｑのオンオフを制御するとともに、マルチプレクサ５０３、計測アンプ５０２を介して、抵抗Ｒ２に生じる電圧および抵抗Ｒ５に生じる電圧を取得し、絶縁抵抗を検出する。

具体的には、スイッチＫｐ、スイッチＫｑともオフにした時に抵抗Ｒ２に生じる電圧および抵抗Ｒ５に生じる電圧と、スイッチＫｐをオン、スイッチＫｑをオフにした時に抵抗Ｒ２に生じる電圧および抵抗Ｒ５に生じる電圧と、スイッチＫｐをオフ、スイッチＫｑをオンにした時に抵抗Ｒ２に生じる電圧および抵抗Ｒ５に生じる電圧とに基づいて、正極側絶縁抵抗Ｒ７、負極側絶縁抵抗Ｒ８の値を推測する。

中国特許第１０３０３３７２９号明細書

絶縁抵抗検出回路５００では、計測抵抗である抵抗Ｒ１～抵抗Ｒ６、抵抗Ｒｐ、抵抗Ｒｑそれぞれの既知の値を用いた演算により正極側絶縁抵抗Ｒ７、負極側絶縁抵抗Ｒ８の値を推測する。このため、計測抵抗の値が、経年劣化、接触不良、断線、短絡等で変化すると、算出される絶縁抵抗の精度が低下してしまう。

そこで、本発明は、計測抵抗の値が変化することによる絶縁抵抗検出回路の精度低下を防ぐことを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様である絶縁抵抗検出回路は、
非接地のバッテリと接続し、前記バッテリが設けられた系の絶縁抵抗を推算する絶縁抵抗検出回路であって、
第１極側の絶縁抵抗に並列に接続される、高抵抗状態／低抵抗状態を切換え可能な第１極側計測抵抗と、第２極側の絶縁抵抗に並列に接続される、高抵抗状態／低抵抗状態を切換え可能な第２極側計測抵抗と、前記第１極側計測抵抗、前記第２極側計測抵抗とも高抵抗状態の高－高測定回路、前記第１極側計測抵抗低が低抵抗状態、前記第２極側計測抵抗が高抵抗状態の低－高測定回路、前記第１極側計測抵抗低が高抵抗状態、前記第２極側計測抵抗が低抵抗状態の高－低測定回路のそれぞれの測定回路において、前記第１極側計測抵抗に生じる第１極側電圧と、前記第２極側計測抵抗に生じる第２極側電圧とを測定し、前記絶縁抵抗を推算する制御部と、を備え、
前記第１極計測抵抗は、高抵抗状態、低抵抗状態とも導通状態となる、第１極側電圧測定抵抗を含んだ複数個の抵抗が直列に接続された回路を有し、前記第２極計測抵抗は、高抵抗状態、低抵抗状態とも導通状態となる、第２極側電圧測定抵抗を含んだ複数個の抵抗が直列に接続された回路を有し、
前記制御部は、前記高－高測定回路において、前記第１極側電圧測定抵抗に生じる電圧および前記第２極側電圧測定抵抗に生じる電圧と、前記第１極側計測抵抗、前記第２極側計測抵抗とも低抵抗状態の低－低測定回路において、前記第１極側電圧測定抵抗に生じる電圧および前記第２極側電圧測定抵抗に生じる電圧とに基づいて、前記第１極側計測抵抗および前記第２極側計測抵抗の診断を行なうことを特徴とする。
ここで、正常時において、前記第１極側計測抵抗と前記第２極側計測抵抗は、高抵抗状態、低抵抗状態とも同じ値であり、前記第１極側電圧測定抵抗と前記第２極側電圧測定抵抗は同じ値であり、前記制御部は、前記高－高測定回路における前記第１極側電圧測定抵抗に生じる電圧と前記第２極側電圧測定抵抗に生じる電圧との和と、前記低－低測定回路における前記第１極側電圧測定抵抗に生じる電圧と前記第２極側電圧測定抵抗に生じる電圧との和とが等しい場合に、前記第１極側計測抵抗および前記第２極側計測抵抗が正常であると判定することとしてもよい。
また、前記制御部は、前記高－高測定回路における前記第１極側電圧測定抵抗に生じる電圧と前記第２極側電圧測定抵抗に生じる電圧との和と、前記低－低測定回路における前記第１極側電圧測定抵抗に生じる電圧と前記第２極側電圧測定抵抗に生じる電圧との和とが等しくない場合に、前記第１極側計測抵抗および前記第２極側計測抵抗が異常であると判定し、前記絶縁抵抗の推算を行なわないこととしてもよい。

本発明によれば、計測抵抗の値が変化することによる絶縁抵抗検出回路の精度低下を防ぐことができる。

本実施形態の絶縁抵抗検出回路を説明する図である。 制御部の絶縁抵抗算出手順の一例を説明するフローチャートである。 絶縁抵抗算出ロジックを説明するフローチャートである。 Ｙコンデンサ充放電期間を挿入したフローチャートである。 Ｙコンデンサ充放電期間を挿入した別例のフローチャートである。 自己診断プロセスを挿入したフローチャートである。 本実施形態の絶縁抵抗検出回路の別例を説明する図である。 従来の絶縁抵抗検出回路を説明する図である。

本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る絶縁抵抗検出回路１００を説明する図である。絶縁抵抗検出回路１００は、接地の基準電位から絶縁されたバッテリＶｂを含んだ系の正極側絶縁抵抗ＲＧｐと負極側絶縁抵抗ＲＧｎを推算する回路である。一般に、正極側絶縁抵抗ＲＧｐと並列にＹコンデンサＣＹｐが接続され、負極側絶縁抵抗ＲＧｎと並列にＹコンデンサＣＹｎが接続される。

本図に示すように、絶縁抵抗検出回路５００は、正極側絶縁抵抗ＲＧｐと並列に接続される正極側計測抵抗ＲＭｐと、負極側絶縁抵抗ＲＧｎと並列に接続される負極側計測抵抗ＲＭｎと、制御部１１０とを備えている。正極側計測抵抗ＲＭｐ、負極側計測抵抗ＲＭｎは、スイッチＳ０ｐ、スイッチＳ０ｎにより、バッテリＶｂから切り離し可能となっている。

正極側計測抵抗ＲＭｐ、負極側計測抵抗ＲＭｎは、少なくとも２種類の抵抗値を切り換えられるようになっている。ここでは、高い方の抵抗値の状態を高抵抗状態と称し、低い方の抵抗値の状態を低抵抗状態と称する。

本実施形態では、正極側計測抵抗ＲＭｐは、抵抗Ｒ１ｐと抵抗Ｒ２ｐとが直列に接続された回路と、抵抗Ｒ３ｐとスイッチＳ１ｐとが直列に接続された回路とが並列に接続されている。Ｒ１ｐ＋Ｒ２ｐ＞Ｒ３ｐであるとする。

また、負極側計測抵抗ＲＭｎは、抵抗Ｒ１ｎと抵抗Ｒ２ｎとが直列に接続された回路と、抵抗Ｒ３ｎとスイッチＳ１ｎとが直列に接続された回路とが並列に接続されている。Ｒ１ｎ＋Ｒ２ｎ＞Ｒ３ｎであるとする。Ｒ１ｐ＝Ｒ１ｎ、Ｒ２ｐ＝Ｒ２ｎ、Ｒ３ｐ＝Ｒ３ｎであるとする。

正極側計測抵抗ＲＭｐについて、スイッチＳ１ｐがオフのときに、抵抗Ｒ１ｐと抵抗Ｒ２ｐとが直列に接続された高抵抗状態となり、スイッチＳ１ｐがオンのときに、抵抗Ｒ１ｐと抵抗Ｒ２ｐの直列回路に抵抗Ｒ３ｐが並列に接続された低抵抗状態となる。低抵抗状態の正極側計測抵抗ＲＭｐは、地絡が発生していないときの正極側絶縁抵抗ＲＧｐよりも十分小さいものとする。

負極側計測抵抗ＲＭｎについて、スイッチＳ１ｎがオフのときに、抵抗Ｒ１ｎと抵抗Ｒ２ｎとが直列に接続された高抵抗状態となり、スイッチＳ１ｎがオンのときに、抵抗Ｒ１ｎと抵抗Ｒ２ｎの直列回路に抵抗Ｒ３ｎが並列に接続された低抵抗状態となる。低抵抗状態の負極側計測抵抗ＲＭｎは、地絡が発生していないときの負極側絶縁抵抗ＲＧｎよりも十分小さいものとする。

制御部１１０は、スイッチＳ０ｐ、スイッチＳ０ｎ、スイッチＳ１ｐ、スイッチＳ１ｎのオンオフを制御することで複数パターンの測定回路を形成し、それぞれの測定回路において正極側計測抵抗ＲＭｐに生じる電圧Ｖｐ、負極側計測抵抗ＲＭｎに生じる電圧Ｖｎを測定して、正極側絶縁抵抗ＲＧｐ、負極側絶縁抵抗ＲＧｎを推定する。

本実施形態では、制御部１１０は、正極側計測抵抗ＲＭｐに生じる電圧Ｖｐについて、電圧測定抵抗として機能する抵抗Ｒ１ｐに生じる電圧Ｖ１ｐを、計測アンプＯｐｐ１２１を用いて測定し、抵抗Ｒ１ｐおよび抵抗Ｒ２ｐの既知の抵抗値を利用して算出する。

また、負極側計測抵抗ＲＭｎに生じる電圧Ｖｎについて、電圧測定抵抗として機能する抵抗Ｒ１ｎに生じる電圧Ｖ１ｎを、計測アンプＯｐｎ１２２を用いて測定し、抵抗Ｒ１ｎおよび抵抗Ｒ２ｎの既知の抵抗値を利用して算出する。

すなわち、本実施形態では、正極側の測定系と負極側の測定系とで同時に測定することができるようになっている。

図２は、制御部１１０の絶縁抵抗算出手順の一例を説明するフローチャートである。初期状態では、スイッチＳ０ｐ、スイッチＳ０ｎ、スイッチＳ１ｐ、スイッチＳ１ｎともオフ状態とする。このとき、ＹコンデンサＣＹｐ、ＹコンデンサＣＹｎは、バッテリＶｂの電圧を、正極側絶縁抵抗ＲＧｐと負極側絶縁抵抗ＲＧｎとで分圧した値で充電される。

まず、スイッチＳ０ｐ、Ｓ０ｎをオンにする（Ｓ１０１）。スイッチＳ１ｐ、スイッチＳ１ｎはオフのままとする。この測定回路は、正極側計測抵抗ＲＭｐ、負極側計測抵抗ＲＭｎとも高抵抗状態である。

測定回路を切換えてから所定時間経過後に正極側計測抵抗ＲＭｐに生じる電圧Ｖｐ（１Ｈ）、負極側計測抵抗ＲＭｎに生じる電圧Ｖｎ（１Ｈ）を測定する（Ｓ１０２）。

次に、スイッチＳ０ｐ、Ｓ０ｎをオンのまま、スイッチＳ１ｐをオンにする（Ｓ１０３）。スイッチＳ１ｎはオフのままとする。この測定回路は、正極側計測抵抗ＲＭｐが低抵抗状態、負極側計測抵抗ＲＭｎが高抵抗状態である。

測定回路を切換えてから所定時間経過後に正極側計測抵抗ＲＭｐに生じる電圧Ｖｐ（２Ｌ）、負極側計測抵抗ＲＭｎに生じる電圧Ｖｎ（２Ｈ）を測定する（Ｓ１０４）。

次に、スイッチＳ０ｐ、Ｓ０ｎをオンのまま、スイッチＳ１ｐをオフにし、スイッチＳ１ｎをオンにする（Ｓ１０５）。この測定回路は、正極側計測抵抗ＲＭｐが高抵抗状態、負極側計測抵抗ＲＭｎが低抵抗状態である。

測定回路を切換えてから所定時間経過後に正極側計測抵抗ＲＭｐに生じる電圧Ｖｐ（３Ｈ）、負極側計測抵抗ＲＭｎに生じる電圧Ｖｎ（３Ｌ）を測定する（Ｓ１０６）。

そして、制御部１１０は、得られた電圧Ｖｐ（１Ｈ）、電圧Ｖｎ（１Ｈ）、電圧Ｖｐ（２Ｌ）、電圧Ｖｎ（２Ｈ）、電圧Ｖｐ（３Ｈ）、電圧Ｖｎ（３Ｌ）に基づいて絶縁抵抗を算出する（Ｓ１０７）。ここでは、図３に示すようなロジックにより、正極側絶縁抵抗ＲＧｐ、負極側絶縁抵抗ＲＧｎのうち低下している方の絶縁抵抗を算出する。本実施形態では、正極側絶縁抵抗ＲＧｐと負極側絶縁抵抗ＲＧｎの両方が地絡している状況は想定しないものとする。

ここで、正極側計測抵抗ＲＭｐの高抵抗状態、すなわち、抵抗Ｒ１ｐと抵抗Ｒ２ｐとの直列接続をＲｐＨと表わし、正極側計測抵抗ＲＭｐの低抵抗状態、すなわち、抵抗Ｒ１ｐと抵抗Ｒ２ｐの直列回路と抵抗Ｒ３ｐとの並列接続をＲｐＬと表わす。また、負極側計測抵抗ＲＭｎの高抵抗状態、すなわち、抵抗Ｒ１ｎと抵抗Ｒ２ｎとの直列接続をＲｎＨと表わし、負極側計測抵抗ＲＭｎの低抵抗状態、すなわち、抵抗Ｒ１ｎと抵抗Ｒ２ｎの直列回路と抵抗Ｒ３ｎとの並列接続をＲｎＬと表わす。

上述のように、正極側絶縁抵抗ＲＧｐで地絡が発生してないとき、ＲＧｐ>>ＲｐＬが成立し、負極側絶縁抵抗ＲＧｎで地絡が発生してないとき、ＲＧｎ>>ＲｎＬが成立している。

正極側計測抵抗ＲＭｐ、負極側計測抵抗ＲＭｎとも高抵抗状態で測定して得られたＶｐ（１Ｈ）、Ｖｎ（１Ｈ）に基づいて、Ｖｐ（１Ｈ）＜Ｖｎ（１Ｈ）が成り立つかどうかを判定する（Ｓ２０１）。

ここで、Ｖｐ（１Ｈ）＜Ｖｎ（１Ｈ）が成り立つ場合は、正極側絶縁抵抗ＲＧｐが負極側絶縁抵抗ＲＧｎよりも低いと判断でき、Ｖｐ（１Ｈ）＜Ｖｎ（１Ｈ）が成り立たない場合は、負極側絶縁抵抗ＲＧｎが正極側絶縁抵抗ＲＧｐ以下であると判断できる。

Ｖｐ（１Ｈ）＜Ｖｎ（１Ｈ）が成り立つ場合（Ｓ２０１：Ｙｅｓ）、正極側計測抵抗ＲＭｐが高抵抗状態ＲｐＨ、負極側計測抵抗ＲＭｎが低抵抗状態ＲｎＬの測定回路を考える。この測定回路において、高い方の負極側絶縁抵抗ＲＧｎは地絡していないため、負極側絶縁抵抗ＲＧｎと負極側低抵抗状態ＲｎＬとの合成抵抗（ＲＧｎ//ＲｎＬ）は、ＲｎＬと近似することができる（Ｓ２０２）。

このため、この測定回路で得られたＶｐ（３Ｈ）、Ｖｎ（３Ｌ）について、
Ｖｐ（３Ｈ）：Ｖｎ（３Ｌ）＝ＲｐＨ//ＲＧｐ：ＲｎＬ
が成立する（Ｓ２０３）。ＲｐＨ、ＲｎＬの値は既知であるため、ＲＧｐを算出することができる（Ｓ２０４）。

一方、Ｖｐ（１Ｈ）＜Ｖｎ（１Ｈ）が成り立たない場合（Ｓ２０１：Ｎｏ）、正極側計測抵抗ＲＭｐが低抵抗状態ＲｐＬ、負極側計測抵抗ＲＭｎが高抵抗状態ＲｎＨの測定回路を考える。この測定回路において、高い方の正極側絶縁抵抗ＲＧｐは地絡していないため、正極側絶縁抵抗ＲＧｐと正極側低抵抗状態ＲｐＬとの合成抵抗（ＲＧｐ//ＲｐＬ）は、ＲｐＬと近似することができる（Ｓ２０５）。

このため、この測定回路で得られたＶｐ（２Ｌ）、Ｖｎ（２Ｈ）について、
Ｖｐ（２Ｌ）：Ｖｎ（２Ｈ）＝ＲｐＬ：ＲｎＨ//ＲＧｎ
が成立する（Ｓ２０６）。ＲｐＬ、ＲｎＨの値は既知であるため、ＲＧｎを算出することができる（Ｓ２０７）。

以上のロジックにより絶縁抵抗を算出すると、制御部１１０は、スイッチＳ０ｐ、スイッチＳ０ｎ、スイッチＳ１ｐ、スイッチＳ１ｎともオフ状態とする（図２：Ｓ１０８）。そして、所定の時間経過後に、Ｓ１０１以降を繰り返す。

ところで、図１に示すＹコンデンサＣＹｐ、ＹコンデンサＣＹｎとして、大容量のコンデンサが接続されると、測定回路の切換えに際し、絶縁抵抗、計測抵抗で定まる電圧バランスに収束するまでに時間を要する場合がある。

この収束に時間を要する問題は、Ｙコンデンサの容量と絶縁抵抗および計測抵抗で定まる時定数で定まるため、地絡が発生していない絶縁抵抗のみが接続されている状況において顕著となる。

そこで、本実施形態では、図４のフローチャートに示すように、処理（Ｓ１０６）で正極側高抵抗状態ＲｐＨ、負極側低抵抗状態ＲｎＬの計測を行なった後、スイッチＳ０ｐ、スイッチＳ０ｎ、スイッチＳ１ｐ、スイッチＳ１ｎともオフ状態とする（Ｓ１０８）前に、スイッチＳ０ｐ、スイッチＳ０ｎ、スイッチＳ１ｐ、スイッチＳ１ｎともオン状態とする期間を挿入している（Ｔ０１）。

スイッチＳ０ｐ、スイッチＳ０ｎ、スイッチＳ１ｐ、スイッチＳ１ｎともオン状態では、正極側計測抵抗ＲＭｐ、負極側計測抵抗ＲＭｎとも低抵抗状態となるため、絶縁抵抗と計測抵抗との合成抵抗値が最も小さくなり、時定数が小さくなる。このため、ＹコンデンサＣＹｐ、ＹコンデンサＣＹｎは、処理（Ｓ１０６）の測定で偏った電圧バランスになっていたとしても、正負がほぼ等しい電圧に迅速に充放電される。

そして、その後、スイッチＳ０ｐ、スイッチＳ０ｎ、スイッチＳ１ｐ、スイッチＳ１ｎともオフ状態としたときに（Ｓ１０８）、絶縁抵抗で地絡が発生しておらず時定数が大きい場合（すなわち、正負がほぼ等しい電圧バランス）であっても、電圧収束までの時間を短くすることができ、次サイクルの測定を速やかに開始することができる。

なお、正極側計測抵抗ＲＭｐ、負極側計測抵抗ＲＭｎとも低抵抗状態として、短い時定数でＹコンデンサＣＹｐ、ＹコンデンサＣＹｎを充放電する期間は、正極側高抵抗状態ＲｐＨ、負極側低抵抗状態ＲｎＬの計測を行なった後に限られず、他の測定回路での測定後に挿入してもよい。

例えば、図５のフローチャートに示すように、処理（Ｓ１０２）で正極側高抵抗状態ＲｐＨ、負極側高抵抗状態ＲｎＨのＶｐ（１Ｈ）、Ｖｎ（１Ｈ）計測を行なった後に、スイッチＳ０ｐ、スイッチＳ０ｎ、スイッチＳ１ｐ、スイッチＳ１ｎともオン状態とする期間を挿入してもよい（Ｔ０ａ）。

また、処理（Ｓ１０４）で正極側低抵抗状態ＲｐＬ、負極側高抵抗状態ＲｎＨのＶｐ（２Ｌ）、Ｖｎ（２Ｈ）計測を行なった後に、スイッチＳ０ｐ、スイッチＳ０ｎ、スイッチＳ１ｐ、スイッチＳ１ｎともオン状態とする期間を挿入してもよい（Ｔ０ｂ）。

ところで、図３に示した絶縁抵抗の算出では、既知のＲｐＨ、ＲｐＬ、ＲｎＨ、ＲｎＬの値を用いている。このため、ＲｐＨ、ＲｐＬ、ＲｎＨ、ＲｎＬを構成する抵抗Ｒ１ｐ、抵抗Ｒ２ｐ、抵抗Ｒ３ｐ、抵抗Ｒ１ｎ、抵抗Ｒ２ｎ、抵抗Ｒ３ｎの値が、経年劣化、接触不良、断線、短絡等で変化すると、算出される絶縁抵抗の精度が低下してしまう。

そこで、図６のフローチャートに示すように、絶縁抵抗の算出プロセス（Ｓ１０１～Ｓ１０８）に先立ち、計測抵抗の自己診断プロセス（Ｕ０１～Ｕ０６）を行なうようにしてもよい。自己診断では、制御部１１０が計測抵抗である抵抗Ｒ１ｐ、抵抗Ｒ２ｐ、抵抗Ｒ３ｐ、抵抗Ｒ１ｎ、抵抗Ｒ２ｎ、抵抗Ｒ３ｎの値が正常であるかどうかを判定する。また、スイッチＳ１ｐ、Ｓ１ｎが正常に動作しているかどうかも判定することができる。なお、正常時において、抵抗Ｒ１ｐ＝抵抗Ｒ１ｎ、抵抗Ｒ２ｐ＝抵抗Ｒ２ｎ、抵抗Ｒ３ｐ＝抵抗Ｒ３ｎであるとする。

自己診断プロセスでは、スイッチＳ０ｐ、Ｓ０ｎをオン、スイッチＳ１ｐ、スイッチＳ１ｎをオフにして、正極側計測抵抗ＲＭｐ、負極側計測抵抗ＲＭｎとも高抵抗状態とする（Ｕ０１）。

そして、正極側の抵抗Ｒ１ｐに生じる電圧Ｖ１ｐ（Ｈ）、負極側の抵抗Ｒ１ｎに生じる電圧Ｖ１ｎ（Ｈ）を測定する（Ｕ０２）。

次に、スイッチＳ０ｐ、Ｓ０ｎをオンのまま、スイッチＳ１ｐ、スイッチＳ１ｎをオンにして、正極側計測抵抗ＲＭｐ、負極側計測抵抗ＲＭｎとも低抵抗状態とする（Ｕ０３）。

そして、正極側の抵抗Ｒ１ｐに生じる電圧Ｖ１ｐ（Ｌ）、負極側の抵抗Ｒ１ｎに生じる電圧Ｖ１ｎ（Ｌ）を測定する（Ｕ０４）。

自己診断プロセス中において絶縁抵抗は変化しないとみなせるため、抵抗Ｒ１ｐ、抵抗Ｒ２ｐ、抵抗Ｒ３ｐ、抵抗Ｒ１ｎ、抵抗Ｒ２ｎ、抵抗Ｒ３ｎが正常であれば、対応する正負の抵抗値が同一であるため、Ｖ１ｐ（Ｈ）＋Ｖ１ｎ（Ｈ）は、Ｖ１ｐ（Ｌ）＋Ｖ１ｎ（Ｌ）とほぼ等しくなる。

そこで、Ｖ１ｐ（Ｈ）＋Ｖ１ｎ（Ｈ）≒Ｖ１ｐ（Ｌ）＋Ｖ１ｎ（Ｌ）が成り立つかどうかを判定し（Ｕ０５）、Ｖ１ｐ（Ｈ）＋Ｖ１ｎ（Ｈ）≒Ｖ１ｐ（Ｌ）＋Ｖ１ｎ（Ｌ）が成り立てば（Ｕ０５：Ｙｅｓ）、計測抵抗が正常であるとして絶縁抵抗測定のプロセスに進む（Ｓ１０１～）。

一方、Ｖ１ｐ（Ｈ）＋Ｖ１ｎ（Ｈ）≒Ｖ１ｐ（Ｌ）＋Ｖ１ｎ（Ｌ）が成り立たなければ（Ｕ０５：Ｎｏ）、計測抵抗が異常であると判定し（Ｕ０１）、測定を中断する。なお、自己診断プロセスにおいては、スイッチＳ１ｐ、Ｓ１ｎの固着不良も検出することができる。

なお、図１に示した回路では、計測アンプＯｐｎ１２２の動作電源として負電源を用いる必要があり、コスト上昇を招くことになる。そこで、図７に示すように、正極側と負極側とを分離し、負極側の測定系に対して、独立した電源Ｖｒｅｆを用いて、電圧レベルを正側にシフトさせるようにしてもよい。これにより、計測アンプＯｐｎ１２２の動作電源として正電源を用いることができ、コスト上昇を抑えることができるようになる。

１００ 絶縁抵抗検出回路
１１０ 制御部
１２１ 計測アンプＯｐｐ
１２２ 計測アンプＯｐｎ
ＣＹｎ Ｙコンデンサ
ＣＹｐ Ｙコンデンサ
Ｒ１ｎ 抵抗
Ｒ１ｐ 抵抗
Ｒ２ｎ 抵抗
Ｒ２ｐ 抵抗
Ｒ３ｎ 抵抗
Ｒ３ｐ 抵抗
ＲＭｎ 負極側計測抵抗
ＲＭｐ 正極側計測抵抗
Ｓ０ｎ スイッチ
Ｓ０ｐ スイッチ
Ｓ１ｎ スイッチ
Ｓ１ｐ スイッチ
Ｖｂ バッテリ
Ｖｒｅｆ 電源

Claims (3)

1. 非接地のバッテリと接続し、前記バッテリが設けられた系の絶縁抵抗を推算する絶縁抵抗検出回路であって、
   第１極側の絶縁抵抗に並列に接続される、高抵抗状態／低抵抗状態を切換え可能な第１極側計測抵抗と、
   第２極側の絶縁抵抗に並列に接続される、高抵抗状態／低抵抗状態を切換え可能な第２極側計測抵抗と、
   前記第１極側計測抵抗、前記第２極側計測抵抗とも高抵抗状態の高－高測定回路、前記第１極側計測抵抗が低抵抗状態、前記第２極側計測抵抗が高抵抗状態の低－高測定回路、前記第１極側計測抵抗が高抵抗状態、前記第２極側計測抵抗が低抵抗状態の高－低測定回路のそれぞれの測定回路において、前記第１極側計測抵抗に生じる第１極側電圧と、前記第２極側計測抵抗に生じる第２極側電圧とを測定し、前記絶縁抵抗を推算する制御部と、を備え、
   前記第１極側計測抵抗は、高抵抗状態、低抵抗状態とも導通状態となる、第１極側電圧測定抵抗を含んだ複数個の抵抗が直列に接続された回路を有し、
   前記第２極側計測抵抗は、高抵抗状態、低抵抗状態とも導通状態となる、第２極側電圧測定抵抗を含んだ複数個の抵抗が直列に接続された回路を有し、
   前記制御部は、前記高－高測定回路において、前記第１極側電圧測定抵抗に生じる電圧および前記第２極側電圧測定抵抗に生じる電圧と、前記第１極側計測抵抗、前記第２極側計測抵抗とも低抵抗状態の低－低測定回路において、前記第１極側電圧測定抵抗に生じる電圧および前記第２極側電圧測定抵抗に生じる電圧とに基づいて、前記第１極側計測抵抗および前記第２極側計測抵抗の診断を行なうことを特徴とする絶縁抵抗検出回路。
2. 正常時において、前記第１極側計測抵抗と前記第２極側計測抵抗は、高抵抗状態、低抵抗状態とも同じ値であり、前記第１極側電圧測定抵抗と前記第２極側電圧測定抵抗は同じ値であり、
   前記制御部は、前記高－高測定回路における前記第１極側電圧測定抵抗に生じる電圧と前記第２極側電圧測定抵抗に生じる電圧との和と、前記低－低測定回路における前記第１極側電圧測定抵抗に生じる電圧と前記第２極側電圧測定抵抗に生じる電圧との和とが等しい場合に、前記第１極側計測抵抗および前記第２極側計測抵抗が正常であると判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回路。
3. 前記制御部は、前記高－高測定回路における前記第１極側電圧測定抵抗に生じる電圧と前記第２極側電圧測定抵抗に生じる電圧との和と、前記低－低測定回路における前記第１極側電圧測定抵抗に生じる電圧と前記第２極側電圧測定抵抗に生じる電圧との和とが等しくない場合に、前記第１極側計測抵抗および前記第２極側計測抵抗が異常であると判定し、前記絶縁抵抗の推算を行なわないことを特徴とする請求項１または２に記載の絶縁抵抗検出回路。

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