JP4842549B2

JP4842549B2 - ショート検出装置

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Publication number: JP4842549B2
Application number: JP2005063522A
Authority: JP
Inventors: 健二小林; 史郎秋山
Original assignee: Toyota Motor Corp; Hioki EE Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Hioki EE Corp
Priority date: 2005-03-08
Filing date: 2005-03-08
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2025-03-08
Also published as: JP2006250547A

Description

本発明は、対向して配置された一対の平板電極間のショート箇所の位置を検出するショート検出装置に関するものである。

この種のショート検出装置として、本願発明者は、特開２００３−２１５１９０号公報に記載されたショート検出装置を既に提案している。このショート検出装置では、対向して配置された一対の平板電極のうちの一方の平板電極における所定の部位と他方の平板電極における所定の部位との間に電流供給部が電流を供給している状態において、電圧測定部が、所定のパターンで一方の平板電極上に規定された複数の測定位置と一方の平板電極上に規定された一つの基準点との間の各電位差を測定し、検出部が、各測定位置と所定の方向に沿って隣接する他の測定位置との間の各電圧勾配を、電圧測定部によって測定された各電位差に基づいて算出すると共に、算出した各電圧勾配に基づいて電圧極小点となる測定位置を一対の平板電極間におけるショート箇所の位置として検出する。したがって、このショート検出装置では、一対の平板電極間に複数のショート箇所が存在していたとしても、これらの各ショート箇所の位置を確実かつ同時に検出することが可能となっている。
特開２００３−２１５１９０号公報（第４−７頁、第１図）

ところが、発明者は、上述したショート検出装置について検討を行った結果、改善すべき点を発見した。すなわち、このショート検出装置では、隣接する２つの測定位置間の電圧勾配に基づいて電圧極小点となる測定位置を検出することにより、電圧極小点となる測定位置をショート位置と判別している。したがって、複数の測定位置のうちの一方の平板電極の外縁部に位置している測定位置では、その外側に他の測定位置が存在しないため、一対の平板電極が互いの外縁部でショートしているときであっても、極小点とはならないことがある。特に、平面形状が四角形等の多角形に形成されている一対の平板電極の場合、一方の平板電極の隅部に位置している測定位置では、一対の平板電極がこの隅部でショートしていたとしても極小点とはならない。このため、このショート検出装置には、一対の平板電極が互いの外縁部でショートしているときに、このショート箇所の位置を検出するのが困難であり、この点を解決するのが好ましい。

本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、一対の平板電極が互いの外縁部でショートしていたとしても、ショート箇所の位置を確実に検出し得るショート検出装置を提供することを主目的とする。

上記目的を達成すべく請求項１記載のショート検出装置は、対向して配置された一対の平板電極のうちの一方の平板電極における所定の部位と他方の平板電極における所定の部位との間に電流を供給する電流供給部と、前記電流供給部によって電流が供給されている状態において、所定のパターンで前記一方の平板電極上に規定された複数の測定位置と当該一方の平板電極上に規定された一つの基準点との間の各電位差を電圧分布として測定する電圧測定部と、前記測定された電圧分布に基づいて前記各測定位置と所定の方向に沿って隣接する他の測定位置との間の各電圧勾配を算出すると共に当該算出した各電圧勾配に基づいて電圧極小点となる当該測定位置を前記一対の平板電極間における１つのショート箇所の位置として検出する検出部とを備え、前記検出部が１つのショート箇所の位置を検出した後に他のショート箇所の位置を検出するときに、前記電流供給部は、前記一方の平板電極における当該１つのショート箇所としての前記測定位置を新たな前記所定の部位として、当該新たな所定の部位と前記他方の平板電極における前記所定の部位との間に前記電流を供給し、前記電圧測定部は、前記新たな所定の部位を前記一つの基準点として、当該電流供給部によって前記電流が供給されている状態での前記電圧分布を測定し、当該検出部は、当該測定された電圧分布に基づいて最も低い電圧の前記測定位置を検出すると共に、当該検出した測定位置が前記一方の平板電極の外縁部に位置するときに、当該検出した測定位置を前記一対の平板電極間における前記他のショート箇所の位置として検出する。

請求項２記載のショート検出装置は、対向して配置された一対の平板電極のうちの一方の平板電極における所定の部位と他方の平板電極における所定の部位との間に電流を供給する電流供給部と、前記電流供給部によって電流が供給されている状態において、所定のパターンで前記一方の平板電極上に規定された複数の測定位置と当該一方の平板電極上に規定された一つの基準点との間の各電位差を電圧分布として測定する電圧測定部と、前記測定された電圧分布に基づいて最も低い電圧の前記測定位置を検出すると共に当該検出した測定位置が前記一方の平板電極の外縁部に位置するときに、当該検出した測定位置を前記一対の平板電極間における１つのショート箇所の位置として検出する検出部とを備え、前記検出部が１つのショート箇所の位置を検出した後に他のショート箇所の位置を検出するときに、前記電流供給部は、前記一方の平板電極における当該１つのショート箇所としての前記測定位置を新たな前記所定の部位として、当該新たな所定の部位と前記他方の平板電極における前記所定の部位との間に前記電流を供給し、前記電圧測定部は、前記新たな所定の部位を前記一つの基準点として、当該電流供給部によって前記電流が供給されている状態での前記電圧分布を測定し、当該検出部は、当該測定された電圧分布に基づいて最も低い電圧の前記測定位置を検出すると共に、当該検出した測定位置が前記一方の平板電極の外縁部に位置するときに、当該検出した測定位置を前記一対の平板電極間における前記他のショート箇所の位置として検出する。

請求項１記載のショート検出装置によれば、検出部が、電圧勾配に基づいて電圧極小点となる測定位置を１つのショート位置として検出した後に他のショート位置を検出するときに、検出した１つのショート位置としての測定位置を新たな所定の部位として電流供給部に対して直流定電流を供給させている状態において電圧測定部によって測定されたこの新たな所定の部位を一つの基準点とする一方の平板電極表面の電圧分布に基づいて最も低い電圧の測定位置を検出すると共に、検出した測定位置が一方の平板電極の外縁部に位置するときに、その測定位置を一対の平板電極間における他のショート位置とすることにより、一対の平板電極同士が外縁部における１箇所でショートし、かつ非外縁部における１箇所でショートしているときであっても、両ショート位置を確実に検出することができる。

請求項２記載のショート検出装置によれば、検出部が、電圧測定部によって測定された電圧分布に基づいて最も低い電圧の測定位置を検出すると共にこの検出した測定位置が一方の平板電極の外縁部に位置するときには、検出した測定位置を１つのショート箇所の位置として検出し、さらに、検出した１つのショート位置としての測定位置を新たな所定の部位として電流供給部に対して直流定電流を供給させている状態において電圧測定部によって測定されたこの新たな所定の部位を一つの基準点とする一方の平板電極表面の電圧分布に基づいて最も低い電圧の測定位置を検出すると共に、検出した測定位置が一方の平板電極の外縁部に位置するときに、その測定位置対の一対の平板電極間における他のショート位置とすることにより、一対の平板電極同士が外縁部における２箇所でショートしているときであっても、両ショート位置を確実に検出することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明に係るショート検出装置の最良の形態について説明する。

最初に、図１，２を参照して、ショート検出装置１の構成について説明する。

このショート検出装置１は、図１に示すように、電流供給部２、電圧測定部３、駆動機構４、演算制御部（本発明における検出部）５、表示部６、複数のプローブ（電圧検出端子）７，７・・、および支持板８を備え、燃料電池内に配設された一対の平板電極ＥＬ１，ＥＬ２間にショート箇所が存在するときには、一対の平板電極ＥＬ１，ＥＬ２の面内におけるショート箇所の位置（以下、「ショート位置」ともいう）を検出可能に構成されている。本例では、各平板電極ＥＬ１，ＥＬ２は一例として同じ大きさの長方形にそれぞれ形成されているものとする。また、平板電極ＥＬ１，ＥＬ２間に介在する電解質膜ＥＬＦは、燃料電池内に実際に配置された状態では導電性を有するが、ショート位置検出対象体の状態では、乾燥して絶縁性を有している。

電流供給部２は、演算制御部５の制御下で、電解質膜ＥＬＦを挟んで対向配置される一対の平板電極ＥＬ１，ＥＬ２のうちの一方の平板電極ＥＬ１における所定の部位と他方の平板電極ＥＬ２における所定の部位（一例として電流供給点Ｂ）との間に直流定電流を供給する。この場合、ショート検出装置１は、平板電極ＥＬ１に対する電流供給点である所定の部位については、後述するように、電流供給点Ａまたは電流供給点Ａ１など、平板電極ＥＬ１の表面における任意の位置に設定できるように構成されている。平板電極ＥＬ１に対する電流供給点を任意の位置に設定できるようにするための構成としては、電流供給部２に例えば３次元（Ｘ−Ｙ−Ｚ）移動機構（図示せず）を設けると共に、平板電極ＥＬ１に電流を供給するためのプローブ（図示せず）をこの３次元移動機構に取り付けて自動で移動させる構成を採用することができる。

電圧測定部３は、基準点としての平板電極ＥＬ１における所定の部位（一例として電流供給点Ａ（またはＡ１））と、各プローブ７をそれぞれ接触させた各部位との間の各電位差をそれぞれ測定して電圧データＤｖとして出力する。この場合、プローブ７を接触させる測定位置ＭＰは、図２に示すように、本発明における所定のパターンの一例として、マトリックスにおける各交点位置に対応させて平板電極ＥＬ１上に合計１２１個（ＭＰ（ｉ，ｊ）：ｉ＝１，２，３，・・・，９，ａ，ｂ、ｊ＝１，２，３，・・・，９，ａ，ｂ、以下、区別しないときには「測定位置ＭＰ」ともいう。）規定されている。これに対応して、これらの交点位置の数と同数のプローブ７が、各交点位置に対応するように同一平面上にマトリックス状に並設された状態で、平板電極ＥＬ１と平行に配置された支持板８に取り付けられている。

駆動機構４は、複数のプローブ７が取り付けられた支持板８を支持するためのアーム４ａを備え、アーム４ａを上下動させて支持板８を平板電極ＥＬ１に対して接離動させることにより、全プローブ７を平板電極ＥＬ１上の対応する測定位置ＭＰに同時に接触させる。

演算制御部５は、電流供給部２、電圧測定部３および駆動機構４を制御する。また、演算制御部５は、電圧測定部３から出力される電圧データＤｖに基づいて第１および第２のショート位置検出処理を実行して、各平板電極ＥＬ１，ＥＬ２間のショート位置を検出する。また、演算制御部５は、演算制御部５によるショート位置検出の結果を表示部６に表示させる。

次に、ショート検出装置１による一対の平板電極ＥＬ１，ＥＬ２間のショート検出処理について、図３〜図５を参照して説明する。一例として図２において黒丸印で表示された測定位置ＭＰ（６，８）および測定位置ＭＰ（ｂ，１）の２点においてショートしているときのショート位置の検出処理動作について説明する。なお、電解質膜ＥＬＦを挟んで対向して配置された一対の平板電極ＥＬ１，ＥＬ２は、図１に示す位置（測定位置）に予め配設されているものとする。

まず、図３に示すように、演算制御部５は、駆動機構４を制御することにより、支持板８に取り付けた各プローブ７を、対応する平板電極ＥＬ１表面の各測定位置ＭＰに接触させる（ステップ３１）。続いて、演算制御部５は、図外の放電回路を作動させることにより、平板電極ＥＬ１，ＥＬ２に充電されている電荷を放電させる（ステップ３２）。

次いで、演算制御部５は、第１のショート位置検出処理を実行する（ステップ３３）。この処理では、図４に示すように、演算制御部５は、電流供給部２を定電流動作させて、平板電極ＥＬ１の電流供給点Ａと平板電極ＥＬ２の電流供給点Ｂとの間への直流定電流の供給を開始させる（ステップ４１）。この場合、各電流供給点Ａ，Ｂは、一例として、図１，２に示すように、各平板電極ＥＬ１，ＥＬ２における対向する一つの隅部（左下の隅部）にそれぞれ設定されている。次いで、演算制御部５は、電圧測定部３をスキャニング動作させて平板電極ＥＬ１表面の電圧分布を測定する（ステップ４２）。具体的には、電圧測定部３は、各プローブ７を順次スキャニングして基準点（電流供給点Ａ）と各測定位置ＭＰとの間の電位差（基準点の電位を基準とした各測定位置ＭＰの電圧）を電圧分布として測定し、測定した各測定位置ＭＰにおける電位差を電圧データＤｖとして演算制御部５に出力する。演算制御部５は、この電圧データＤｖを順次取り込み、取り込んだ電圧データＤｖをその測定位置ＭＰの位置に関連付けて内部メモリに順次記憶する。また、演算制御部５は、電圧分布の測定を完了した後、電流供給部２の定電流動作を停止させると共に、図外の放電回路を作動させることにより、平板電極ＥＬ１，ＥＬ２に充電されている電荷を放電させる。

演算制御部５は、すべての測定位置ＭＰに対する電圧データＤｖの取り込みを完了した後に、隣接する測定位置ＭＰ，ＭＰ同士間の電圧勾配Ｖｓ（Ｖｓ１，Ｖｓ２）を算出する（ステップ４３）。具体的には、まず、演算制御部５は、すべての電圧データＤｖのうちの最大値（絶対値が最大となる値）を検索し、検索した最大値を−１００とする規格化を各電圧データＤｖに対して実行して規格化データＤｓを求めると共に、求めた規格化データＤｓを電圧データＤｖと同様にして、測定位置ＭＰ（ｉ，ｊ）に対応した行列形式で内部メモリに記憶する。次いで、演算制御部５は、所定の方向に沿って隣接する測定位置ＭＰ，ＭＰ同士の規格化データＤｓの差分と相互間の距離Ｌとに基づき、隣接する測定位置ＭＰ，ＭＰ同士間の電圧勾配Ｖｓを算出する。一例として、演算制御部５は、まず、図２における左右方向（行方向）に沿って隣接する測定位置ＭＰ，ＭＰ同士間の電圧勾配Ｖｓ１を所定の方向に位置する測定位置ＭＰの規格化データＤｓを基準として算出する。具体的には、演算制御部５は、左方向に位置する測定位置ＭＰの規格化データＤｓを基準として電圧勾配Ｖｓ１を算出する。つまり、演算制御部５は、測定位置ＭＰ（ｉ，ｊ＋１）の規格化データＤｓから左隣の測定位置ＭＰ（ｉ，ｊ）の規格化データＤｓを減算し、この減算値を距離Ｌで除算して電圧勾配Ｖｓ１を求め、行列形式（本例では値（ｉ，ｊ）に対応させた１０行１０列の行列形式）で内部メモリに記憶する。また、演算制御部５は、図２における上下方向（列方向）に沿って隣接する測定位置ＭＰ，ＭＰ同士間の電圧勾配Ｖｓ２を所定の方向に位置する測定位置ＭＰの規格化データＤｓを基準として算出する。具体的には、演算制御部５は、下方向に位置する測定位置ＭＰの規格化データＤｓを基準として電圧勾配Ｖｓ２を算出する。つまり、演算制御部５は、測定位置ＭＰ（ｉ＋１，ｊ）の規格化データＤｓから下隣の測定位置ＭＰ（ｉ，ｊ）の規格化データＤｓを減算し、この減算値を距離Ｌで除算して電圧勾配Ｖｓ２を求め、行列形式（本例では値（ｉ，ｊ）に対応させた１０行１０列の行列形式）で内部メモリに記憶する。

次いで、演算制御部５は、各電圧勾配Ｖｓ１，Ｖｓ２に基づき、電圧極小点となる測定位置ＭＰ（ショート位置）を検出する（ステップ４４）。具体的には、演算制御部５は、行列形式で記憶されている電圧勾配Ｖｓ１に対して、行毎に例えば左方向から右方向に順次検索して、電圧勾配Ｖｓ１の極性が反転する測定位置ＭＰ（電圧極小点となる測定位置ＭＰ）を検出すると共に、行列形式で記憶されている電圧勾配Ｖｓ２に対して、列毎に例えば下方向から上方向に順次検索して、電圧勾配Ｖｓ２の極性が反転する測定位置ＭＰ（電圧極小点となる測定位置ＭＰ）を検出し、左右方向および上下方向の両方向の検索において共にショート位置として検出された測定位置ＭＰを最終的なショート位置として特定する。

この場合、電流供給点Ａの電位が電流供給点Ｂの電位よりも高電位のときには、電流供給点Ａから供給された電流は平板電極ＥＬ１上において電流供給点Ａからショート位置に流れ込む。このため、ショート位置の周囲に位置する複数の測定位置ＭＰについての電圧データＤｖの内ではショート位置に最も近接する特定の測定位置ＭＰの規格化データＤｓが最も小さくなる。したがって、この特定の測定位置ＭＰの規格化データＤｓから特定の測定位置ＭＰの左隣に位置する測定位置ＭＰの規格化データＤｓを減算して得られる差分と距離Ｌとに基づいて算出される電圧勾配Ｖｓ１の極性は常にマイナス極性となり、特定の測定位置ＭＰの右隣に位置する測定位置ＭＰの規格化データＤｓから特定の測定位置ＭＰの規格化データＤｓを減算して得られる差分と距離Ｌとに基づいて算出される電圧勾配Ｖｓ１の極性は常にプラス極性となる。同様にして、この特定の測定位置ＭＰの規格化データＤｓから特定の測定位置ＭＰの下隣に位置する測定位置ＭＰの規格化データＤｓを減算して得られる差分と距離Ｌとに基づいて算出される電圧勾配Ｖｓ１の極性は常にマイナス極性となり、特定の測定位置ＭＰの上隣に位置する測定位置ＭＰの規格化データＤｓから特定の測定位置ＭＰの規格化データＤｓを減算して得られる差分と距離Ｌとに基づいて算出される電圧勾配Ｖｓ１の極性は常にプラス極性となる。したがって、演算制御部５は、電流供給点Ａの電位が電流供給点Ｂの電位よりも高電位のときには、電圧勾配Ｖｓ１に対しては、行毎に左方向から右方向に順次検索して、電圧勾配Ｖｓ１の極性がマイナス極性からプラス極性に転じる測定位置ＭＰを検出する。また、電圧勾配Ｖｓ２に対しては、列毎に下方向から上方向に順次検索して、電圧勾配Ｖｓ２の極性がマイナス極性からプラス極性に転じる測定位置ＭＰを検出する。

一方、電流供給点Ａの電位が電流供給点Ｂの電位よりも低電位のときには、逆に、平板電極ＥＬ１には平板電極ＥＬ２側からショート位置を介して電流が流れ込む。このため、平板電極ＥＬ１上におけるショート位置の周囲に位置する複数の測定位置ＭＰの電圧データＤｖの内では、ショート位置に最も近接する特定の測定位置ＭＰの規格化データＤｓが最も大きくなる。その結果、特定の測定位置ＭＰの左右方向および上下方向に隣接する４つの測定位置ＭＰと特定の測定位置ＭＰとの間の電圧勾配Ｖｓ１，Ｖｓ２の各極性は、電流供給点Ａの電位が電流供給点Ｂの電位よりも高電位のときとはそれぞれ逆極性になる。したがって、演算制御部５は、電流供給点Ａの電位が電流供給点Ｂの電位よりも低電位のときには、電圧勾配Ｖｓ１に対しては、行毎に例えば左方向から右方向に順次検索して、電圧勾配Ｖｓ１の極性がプラス極性からマイナス極性に転じる測定位置ＭＰを検出する。また、電圧勾配Ｖｓ２に対しては、列毎に例えば下方向から上方向に順次検索して、電圧勾配Ｖｓ２の極性がプラス極性からマイナス極性に転じる測定位置ＭＰを検出する。この場合、電流供給点Ａの電位が電流供給点Ｂの電位よりも高電位のため、演算制御部５は、電圧勾配Ｖｓ１，Ｖｓ２に対して、マイナス極性からプラス極性に転じる測定位置ＭＰを検出する。

また、この例では、測定位置ＭＰ（６，８）において平板電極ＥＬ１，ＥＬ２同士がショートしているため、電圧勾配Ｖｓ１に対しては、１０行１０列の行列形式における６行目（ｉ＝６）において、７列目の電圧勾配Ｖｓ１（図２における７列目と８列目との間の電圧勾配Ｖｓ１）がマイナス極性になり、８列目の電圧勾配Ｖｓ１（図２における８列目と９列目との間の電圧勾配Ｖｓ１）がプラス極性になる。したがって、演算制御部５は、電圧勾配Ｖｓ１に関する電圧極小点として測定位置ＭＰ（６，８）を検出し、この測定位置ＭＰ（６，８）をショート位置の候補とする。また、電圧勾配Ｖｓ２に対しては、１０行１０列の行列形式における８列目（ｊ＝８）において、５行目の電圧勾配Ｖｓ２（図２における５行目と６行目との間の電圧勾配Ｖｓ２）がマイナス極性になり、６行目の電圧勾配Ｖｓ２（図２における６行目と７行目との間の電圧勾配Ｖｓ２）がプラス極性になる。したがって、演算制御部５は、電圧勾配Ｖｓ２に関する電圧極小点として測定位置ＭＰ（６，８）を検出し、この測定位置ＭＰ（６，８）をショート位置の候補とする。演算制御部５は、異なる２方向（互いに直交する左右方向および上下方向）に沿った電圧極小点（ショート位置）の検出結果を比較して、測定位置ＭＰ（６，８）が両方向の検索において共にショート位置として検出されているため、この測定位置ＭＰ（６，８）を最終的なショート位置として特定する。

次いで、演算制御部５は、検出した電圧極小点となる測定位置ＭＰ（６，８）に関する情報（位置や数の情報）を表示部６に表示させ（ステップ４５）、第１のショート位置検出処理を終了する。なお、測定位置の分解能の関係上、電圧極小点となる測定位置ＭＰそのものがショート位置となるとは限らないものの、少なくとも電圧極小点となる測定位置ＭＰがすべての測定位置ＭＰの中で実際のショート位置に最も近接している。したがって、両方向の検索において共にショート位置として検出した測定位置ＭＰをショート位置と特定することにより、実質的に、この測定位置ＭＰの極く近傍に存在する実際のショート位置が特定される。なお、測定位置ＭＰ（ｂ，１）は平板電極ＥＬ１の外縁部（具体的には隅部）に位置しているため、隣接する測定位置ＭＰ（ｂ，２），ＭＰ（ａ，１）よりも常に低電位となる。したがって、電圧極小点を検索する第１のショート位置検出処理では、測定位置ＭＰ（ｂ，１）はショート位置として検出されない。

次いで、演算制御部５は、図３に示すように、第１のショート位置検出処理においてショート位置を検出したか否か（ショート位置の有無）を判別し（ステップ３４）、ショート位置を検出したときにはステップ３５を実行して電流供給点を変更した後、ショート位置を検出しないときにはステップ３５を実行することなく第２のショート位置検出処理（ステップ３６）を実行することにより、平板電極ＥＬ１，ＥＬ２の外縁部に位置するショート位置を検出する。

本例では、第１のショート位置検出処理において測定位置ＭＰ（６，８）がショート位置として検出されているため、まず、第１のショート位置検出処理における電流供給点Ａに代えて、図１，２に示すように、この第１のショート位置検出処理においてショート位置として検出した測定位置ＭＰ（６，８）を平板電極ＥＬ１に対する新たな電流供給点（本発明における新たな所定の部位）Ａ１とする（ステップ３５）。次いで、演算制御部５は、第２のショート位置検出処理（ステップ３６）を実行する。具体的には、演算制御部５は、電流供給部２を定電流動作させて、図５に示すように、平板電極ＥＬ１の電流供給点Ａ１と平板電極ＥＬ２の電流供給点Ｂとの間に対する直流定電流の供給を開始させる（ステップ５１）。次いで、演算制御部５は、電圧測定部３をスキャニング動作させて平板電極ＥＬ１表面の電圧分布を測定する（ステップ５２）。具体的には、電圧測定部３は、平板電極ＥＬ１の電流供給点Ａ１を新たな基準点とすると共に、各プローブ７を順次スキャニングして新たな基準点（電流供給点Ａ１）と各測定位置ＭＰとの間の電位差（基準点を基準とした各測定位置ＭＰの電圧）を電圧分布として測定し、測定した各測定位置ＭＰの電位差を電圧データＤｖとして演算制御部５に出力する。演算制御部５は、この電圧データＤｖを順次取り込み、取り込んだ電圧データＤｖをその測定位置ＭＰの位置に関連付けて内部メモリに順次記憶する。また、演算制御部５は、電圧分布の測定を完了した後に、電流供給部２の定電流動作を停止させると共に、図外の放電回路を作動させることにより、平板電極ＥＬ１，ＥＬ２に充電されている電荷を放電させる。

続いて、演算制御部５は、内部メモリに記憶した電圧データＤｖに基づいてショート位置を検出する（ステップ５３）。具体的には、演算制御部５は、各測定位置ＭＰについての電圧データＤｖを相互に比較して、電圧データＤｖの最も低い測定位置ＭＰを検索する。ショート位置が存在しないときには、各測定位置ＭＰの電圧データＤｖは若干ばらつくもののほぼ同じ値になる。したがって、演算制御部５は、各測定位置ＭＰの電圧データＤｖがこのばらつきの範囲内にあるときにはショート位置が存在しないと判別し、このばらつきの範囲よりもさらに低い電圧データＤｖの測定位置ＭＰが存在するときには、これらの測定位置ＭＰのうちの最も低い電圧データＤｖの測定位置ＭＰを検索する。次いで、演算制御部５は、このような測定位置ＭＰを検索したときには、この測定位置ＭＰが平板電極ＥＬ１の外縁部に位置する測定位置ＭＰであるか否かを判別し、外縁部に位置する測定位置ＭＰのときには、検索した測定位置ＭＰをショート位置として検出する。この例では、電流供給部２は、ショート位置である測定位置ＭＰ（６，８）を電流供給点Ａ１として平板電極ＥＬ１に電流を供給する。したがって、平板電極ＥＬ１から平板電極ＥＬ２への電流供給経路としては、電流供給点Ａ１である最も電圧の高い測定位置ＭＰ（６，８）から平板電極ＥＬ２に直接的に流れる経路と、測定位置ＭＰ（６，８）から他のショート位置である測定位置ＭＰ（ｂ，１）まで平板電極ＥＬ１上を流れた後にこの測定位置ＭＰ（ｂ，１）から平板電極ＥＬ２に流れる経路との２つが存在する。このため、平板電極ＥＬ１の表面における電圧分布は、測定位置ＭＰ（６，８）がショート位置であるにも拘わらず電圧が最も高くなり、もう一つのショート位置である測定位置ＭＰ（ｂ，１）の電圧が常に最も低くなる。したがって、演算制御部５は、平板電極ＥＬ１の外縁部に位置して、電圧の最も低い測定位置ＭＰ（ｂ，１）をショート位置として検出する。

一方、平板電極ＥＬ１，ＥＬ２が、測定位置ＭＰ（６，８）以外でショートしていないときには、平板電極ＥＬ１から平板電極ＥＬ２への電流供給経路は、電流供給点Ａ１である測定位置ＭＰ（６，８）から平板電極ＥＬ２に直接的に流れる経路のみとなる。この状態では、平板電極ＥＬ１上の電圧分布は、すべての測定位置ＭＰにおける電位がほぼ同じ電位となる。したがって、演算制御部５は、検索の結果、最も電圧データＤｖの小さい測定位置ＭＰが存在しないとき、言い換えれば、すべての測定位置ＭＰにおける電圧データＤｖがほぼ等しいときには、測定位置ＭＰ（６，８）以外のショート位置が存在しないと判別する。次いで、演算制御部５は、ショート位置として検出した測定位置ＭＰに関する情報を表示部６に表示させ（ステップ５４）、第２のショート位置検出処理を終了する。この例では、演算制御部５は、測定位置ＭＰに関する情報として、測定位置ＭＰ（ｂ，１）の位置を表示部６に表示させ、ショート位置が存在しないと判別したときには、その旨を表示させる。なお、ステップ３４においてショート位置を検出しないときには第２のショート位置検出処理（ステップ３６）のステップ５１，５２を実行することなく上記のショート位置の検出（ステップ５３）を実行することもできる。

この第２のショート位置検出処理を終了した後、演算制御部５は、図３に示すように、第２のショート位置検出処理においてショート位置を検出したか否か（ショート位置の有無）を判別し（ステップ３７）、ショート位置を検出していないと判別したきには各プローブ７を平板電極ＥＬ１から離間させる（ステップ３９）。一方、演算制御部５は、ステップ３７において、ショート位置を検出したと判別したときには、さらに電流供給点の変更を実施したか否かを判別し（ステップ３８）、実施したと判別したときには各プローブ７を平板電極ＥＬ１から離間させ（ステップ３９）、実施していないと判別したときには、ステップ３５，３６を再度実行することにより、平板電極ＥＬ１，ＥＬ２の外縁部に位置する他のショート位置を検出する。本例では、平板電極ＥＬ１，ＥＬ２は、測定位置ＭＰ（６，８）および測定位置ＭＰ（ｂ，１）の２つの位置においてショートしているため、ステップ３５において電流供給点が既に変更され、最初の第２のショート位置検出処理においてショート位置が既に検出されている。したがって、演算制御部５は、ステップ３７においてショート位置を検出したと判別してステップ３８に移行し、ステップ３８において電流供給点が既に変更されたと判別してステップ３９に移行する。最後に、演算制御部５は、ステップ３９において、駆動機構４を制御することにより、各プローブ７を平板電極ＥＬ１から離間させる。これにより、すべてのショート検査が完了する。

なお、一対の平板電極ＥＬ１，ＥＬ２が外縁部のみでショートしている場合、例えば、図２に示すように、黒三角印で表示された測定位置ＭＰ（３，ｂ）および測定位置ＭＰ（ｂ，ｂ）の２点で各平板電極ＥＬ１，ＥＬ２がショートしているときには、第１のショート位置検出処理（ステップ３３）では、ショート位置は検出されない。このようなときには、上記したように、ステップ３５を実行することなく（電流供給点を変更することなく）、演算制御部５が第２のショート位置検出処理（ステップ３６）を実行する。一例として、演算制御部５は、第２のショート位置検出処理により、測定位置ＭＰ（３，ｂ）を最初のショート位置として検出したとする。次いで、演算制御部５は、ステップ３７においてショート位置を検出したと判別すると共に、続くステップ３８において電流供給点の変更を実施していないと判別してステップ３５に移行する。ステップ３５においては、最初に実行した第２のショート位置検出処理において最初のショート位置として検出された測定位置ＭＰ（３，ｂ）を電流供給点Ａに代えて平板電極ＥＬ１に対する新たな電流供給点とする。次いで、演算制御部５は、２回目の第２のショート位置検出処理を実行する（ステップ３６）。演算制御部５は、この２回目の第２のショート位置検出処理において、測定位置ＭＰ（３，ｂ）を平板電極ＥＬ１に対する新たな電流供給点として電流供給部２に直流定電流の供給を実施させ、この状態において最も電圧データＤｖの小さい測定位置ＭＰを検出することにより、測定位置ＭＰ（ｂ，ｂ）を次のショート位置として検出する。次いで、演算制御部５は、ステップ３７においてショート位置を検出したと判別すると共に、続くステップ３８において電流供給点の変更を実施したと判別してステップ３９に移行し、各プローブ７を平板電極ＥＬ１から離間させてすべてのショート検査を完了させる。

また、一対の平板電極ＥＬ１，ＥＬ２が外縁部でショートしていない場合、第１のショート位置検出処理においてショート位置が検出されて電流供給点の変更が実施されたときであったとしても、また第１のショート位置検出処理においてショート位置が検出されずに電流供給点の変更が実施されないときであったとしても、演算制御部５が第２のショート位置検出処理（ステップ３６）を実行したときの平板電極ＥＬ１上の電圧分布は、すべての測定位置ＭＰにおける電位がほぼ同じ電位となり、第２のショート位置検出処理においてショート位置は検出されない。したがって、演算制御部５は、最初に第２のショート位置検出処理を実行した後のステップ３７においてショート位置を検出していないと判別して、ステップ３９に移行し、各プローブ７を平板電極ＥＬ１から離間させてすべてのショート検査を完了させる。

このように、このショート検出装置１によれば、演算制御部５が、１つのショート位置を検出した後に他のショート位置を検出するときに、一方の平板電極ＥＬ１における１つのショート位置に対応する測定位置ＭＰを新たな所定の部位として電流供給部２に対して直流定電流を供給させている状態において電圧測定部３によって測定された一方の平板電極ＥＬ１表面の電圧分布に基づいて最も低い電圧の測定位置ＭＰを検出すると共に、検出した測定位置ＭＰが一方の平板電極ＥＬ１の外縁部に位置するときに、その測定位置ＭＰを一対の平板電極ＥＬ１，ＥＬ２間における他のショート位置とすることにより、他のショート位置を確実に検出することができる。

また、このショート検出装置１によれば、演算制御部５が、電圧勾配Ｖｓ１，Ｖｓ２に基づいて電圧極小点となる測定位置ＭＰをショート位置として検出したときには、検出したショート位置に対応する測定位置ＭＰを新たな所定の部位として電流供給部２に対して直流定電流を供給させている状態において電圧測定部３によって測定された平板電極ＥＬ１表面の電圧分布に基づいて最も低い電圧の測定位置ＭＰを検出すると共に、検出した測定位置ＭＰが一方の平板電極ＥＬ１の外縁部に位置するときに、その測定位置ＭＰを一対の平板電極ＥＬ１，ＥＬ２間における他のショート位置とすることにより、一対の平板電極ＥＬ１，ＥＬ２同士が外縁部における１箇所でショートし、かつ非外縁部における１箇所でショートしているときであっても、両ショート位置にそれぞれ対応する測定位置ＭＰを確実に検出することができる。

さらに、このショート検出装置１によれば、演算制御部５が、電圧測定部３によって測定された電圧分布に基づいて最も低い電圧の測定位置ＭＰを検出すると共にこの検出した測定位置ＭＰが平板電極ＥＬ１の外縁部に位置するときには、検出した測定位置ＭＰを１つのショート箇所の位置として検出し、さらに、検出したショート位置に対応する測定位置ＭＰを新たな所定の部位として電流供給部２に対して直流定電流を供給させている状態において電圧測定部３によって測定された一方の平板電極ＥＬ１表面の電圧分布に基づいて最も低い電圧の測定位置ＭＰを検出すると共に、検出した測定位置ＭＰが一方の平板電極ＥＬ１の外縁部に位置するときに、その測定位置ＭＰを一対の平板電極ＥＬ１，ＥＬ２間における他のショート位置とすることにより、一対の平板電極ＥＬ１，ＥＬ２同士が外縁部における２箇所でショートしているときであっても、両ショート位置にそれぞれ対応する測定位置ＭＰを確実に検出することができる。

なお、本発明は、上記の構成に限定されず、適宜変更することが可能である。例えば、ショート検出装置１では、第１のショート位置検出処理と第２のショート位置検出処理とを実行する構成を採用したが、平板電極ＥＬ１，ＥＬ２が常に外縁部のみでショートするときには、第１のショート位置検出処理を実行せずに、第２のショート位置検出処理だけを実行する構成を採用することもできる。また、上記のショート検出装置１では、複数の測定位置ＭＰに対応してプローブ７を複数配置する構成を採用しているが、１本のプローブ７を各測定位置ＭＰに順次接触させて各測定位置ＭＰにおける電位差を測定する構成を採用することもできる。この構成によれば、ショート位置を特定するまでの時間が長くなるものの、ショート検出装置１の構成を簡略化することができる結果、装置コストを低減することができる。また、ショート検出装置１では、左右、上下の２方向に沿った電圧勾配Ｖｓ１，Ｖｓ２に基づいて電圧極小点を検出してショート位置を特定しているが、斜め方向に沿った電圧勾配に基づいて電圧極小点を検出してショート位置を特定する構成を採用することもできる。また、左右、上下の２方向の電圧勾配Ｖｓ１，Ｖｓ２と斜め方向の電圧勾配との両者に基づいてショート位置を検出する構成を採用することもできる。この構成によれば、ショート位置の検出精度を一層高めることができる。

また、ショート検出装置１では、異なる２方向に沿った電圧勾配Ｖｓ１，Ｖｓ２に基づいてショート位置を検出する構成を採用して検出精度を高めているが、検出精度よりも検出速度を優先するときには、一方向に沿った電圧勾配Ｖｓのみに基づいてショート位置を検出することもできる。また、ショート検出装置１では、電圧測定部３によって測定された電圧データＤｖを規格化した規格化データＤｓに基づいて電圧勾配Ｖｓ１，Ｖｓ２を算出する構成が採用されているが、この規格化処理を省いて、電圧データＤｖから電圧勾配Ｖｓ１，Ｖｓ２を直接的に算出する構成を採用することもできる。

また、ショート検出装置１では、プローブ７を接触させる複数の測定位置ＭＰ，ＭＰ・・を図２に示すようにマトリックス状のパターンで平板電極ＥＬ１上に規定しているが、正三角形、正方形、平行四辺形および正六角形などの多角形を隣接して配置し、各多角形の頂点に各測定位置ＭＰを対応させることで、規則性を有するパターン上に各測定位置ＭＰを配置することもできる。また、ショート検出装置１では、電圧測定部３による電圧データＤｖの測定時における基準点を平板電極ＥＬ１における電流供給点Ａに設定する構成を採用しているが、この基準点を電流供給点Ａとは異なる任意の点に設定することもできる。また、燃料電池における平板電極ＥＬ１，ＥＬ２間のショート位置を検出する例について説明したが、本発明は他の分野における一対の平板電極間に対するショート位置検出にも有効に適用することができる。また、ショート検出装置１では、電流供給部２と電圧測定部３とを別体に設ける構成を採用しているが、例えば、電圧測定部３内に直流定電流源として電流供給部２を配設すると共に、一点鎖線で示すように電圧測定部３内の電流供給部２と電流供給点Ｂとを接続し、かつ複数のプローブ７のうちの１本を電流供給用として電流供給部２に接続することにより、電圧測定部３から平板電極ＥＬ１，ＥＬ２間に直流定電流を供給する構成を採用することもできる。

ショート検出装置１の構成を示す構成図である。複数のプローブ７が取り付けられた状態の支持板８の平面図である。ショート検出装置１におけるショート検出処理のフローチャートである。図３に示す第１のショート位置検出処理のフローチャートである。図３に示す第２のショート位置検出処理のフローチャートである。

符号の説明

１ショート検出装置
２電流供給部
３電圧測定部
４駆動機構
５演算制御部（本発明における検出部）
７プローブ
Ａ，Ａ１電流供給点（平板電極ＥＬ１の所定の部位）
Ｄｖ電圧データ
ＥＬ１，ＥＬ２平板電極
ＭＰ測定位置

Claims

対向して配置された一対の平板電極のうちの一方の平板電極における所定の部位と他方の平板電極における所定の部位との間に電流を供給する電流供給部と、
前記電流供給部によって電流が供給されている状態において、所定のパターンで前記一方の平板電極上に規定された複数の測定位置と当該一方の平板電極上に規定された一つの基準点との間の各電位差を電圧分布として測定する電圧測定部と、
前記測定された電圧分布に基づいて前記各測定位置と所定の方向に沿って隣接する他の測定位置との間の各電圧勾配を算出すると共に当該算出した各電圧勾配に基づいて電圧極小点となる当該測定位置を前記一対の平板電極間における１つのショート箇所の位置として検出する検出部とを備え、
前記検出部が１つのショート箇所の位置を検出した後に他のショート箇所の位置を検出するときに、前記電流供給部は、前記一方の平板電極における当該１つのショート箇所としての前記測定位置を新たな前記所定の部位として、当該新たな所定の部位と前記他方の平板電極における前記所定の部位との間に前記電流を供給し、前記電圧測定部は、前記新たな所定の部位を前記一つの基準点として、当該電流供給部によって前記電流が供給されている状態での前記電圧分布を測定し、当該検出部は、当該測定された電圧分布に基づいて最も低い電圧の前記測定位置を検出すると共に、当該検出した測定位置が前記一方の平板電極の外縁部に位置するときに、当該検出した測定位置を前記一対の平板電極間における前記他のショート箇所の位置として検出するショート検出装置。
対向して配置された一対の平板電極のうちの一方の平板電極における所定の部位と他方の平板電極における所定の部位との間に電流を供給する電流供給部と、
前記電流供給部によって電流が供給されている状態において、所定のパターンで前記一方の平板電極上に規定された複数の測定位置と当該一方の平板電極上に規定された一つの基準点との間の各電位差を電圧分布として測定する電圧測定部と、
前記測定された電圧分布に基づいて最も低い電圧の前記測定位置を検出すると共に当該検出した測定位置が前記一方の平板電極の外縁部に位置するときに、当該検出した測定位置を前記一対の平板電極間における１つのショート箇所の位置として検出する検出部とを備え、
前記検出部が１つのショート箇所の位置を検出した後に他のショート箇所の位置を検出するときに、前記電流供給部は、前記一方の平板電極における当該１つのショート箇所としての前記測定位置を新たな前記所定の部位として、当該新たな所定の部位と前記他方の平板電極における前記所定の部位との間に前記電流を供給し、前記電圧測定部は、前記新たな所定の部位を前記一つの基準点として、当該電流供給部によって前記電流が供給されている状態での前記電圧分布を測定し、当該検出部は、当該測定された電圧分布に基づいて最も低い電圧の前記測定位置を検出すると共に、当該検出した測定位置が前記一方の平板電極の外縁部に位置するときに、当該検出した測定位置を前記一対の平板電極間における前記他のショート箇所の位置として検出するショート検出装置。