(57)【要約】【課題】非接地回路の絶縁性の検出精度を維持しつつ、コスト低減及び耐久性向上を実現した絶縁性検出装置を提供する。【解決手段】絶縁性検出装置は、第２直流電源２０の正出力端子Ｐ側の電圧Ｖi1と第１直流電源５の中点電圧ＶＮ0との差に応じた第１参照電圧Ｖo1を出力する第１演算部３０と、第２直流電源２０の負出力端子Ｎ側の電圧Ｖi2と中点電圧ＶＮ0との差に応じた第２参照電圧Ｖo2を出力する第２演算部４０と、Ｖo1とＶo2の差に基づいて第２直流電源２０の出力電圧Ｖpnを検出する電源電圧検出部１１ａと、Ｖo1及びＶo2からＶＮ0のオフセット分を除去した第１参照補正電圧及び第２参照補正電圧の相違度合に基づいて、第２直流電源２０と接地電位部ＢＥ間の絶縁レベルを検出する絶縁レベル検出部１２ａとを備える。【選択図】  図１
2015152326.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負出力端子を車両の接地電位部に接続して該車両に搭載された第１直流電源と、前記接地電位部から絶縁して前記車両に搭載され、前記第１直流電源よりも高い電圧を出力する第２直流電源とを備えた車両において、該第２直流電源の絶縁性を検出する絶縁性検出装置であって、
前記第１直流電源からの供給電力により作動し、前記第２直流電源の正出力端子から第１抵抗を介して入力される電圧と、前記第１直流電源の出力電圧を１／２に分圧した中点電圧との差に応じた第１参照電圧を出力する第１演算部と、
前記第１直流電源からの供給電力により作動し、前記第２直流電源の負出力端子から第２抵抗を介して入力される電圧と、前記中点電圧との差に応じた第２参照電圧を出力する第２演算部と、
前記第１参照電圧から前記中点電圧のオフセット分を除去した第１参照補正電圧と、前記第２参照電圧から前記中点電圧のオフセット分を除去した第２参照補正電圧との相違度合に基づいて、前記第２直流電源の出力端子と前記接地電位部との間の絶縁レベルを検出する絶縁レベル検出部と
を備えたことを特徴とする絶縁性検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の絶縁性検出装置において、
前記絶縁レベル検出部は、前記第１参照補正電圧Ｖo1aと、前記第２参照補正電圧Ｖo2aと、前記第１抵抗及び前記第２抵抗の抵抗値Ｒ1とを、以下の式（１）に適用することによって、前記第２直流電源の出力端子と前記接地電位部間の絶縁レベルＲsを検出することを特徴とする絶縁性検出装置。
【数１】
2015152326.tif 000026
但し、Ｖo1a：第１参照補正電圧、Ｖo2a：第２参照補正電圧、Ｒ1：第１抵抗及び第２抵抗の抵抗値、Ｒs：第２直流電源の正出力端子又は負入力端子と接地電位部間の絶縁レベル（絶縁抵抗値）、Ｖo2a／Ｖo1a：第１参照補正電圧Ｖo1aと第２参照補正電圧Ｖo2aの相違度合。
【請求項３】
請求項１に記載の絶縁性検出装置において、
前記絶縁レベル検出部は、前記第１参照電圧Ｖo1と、前記第２参照電圧Ｖo2と、前記第１参照補正電圧Ｖo1aと、前記第２参照補正電圧Ｖo2aと、前記第１抵抗及び前記第２抵抗の抵抗値Ｒ1とを、以下の式（２）に適用することによって、前記第２直流電源の出力端子と前記接地電位部間の絶縁レベルを検出することを特徴とする絶縁性検出装置。
【数２】
2015152326.tif 000027
但し、Ｖo1：第１参照電圧、Ｖo2：第２参照電圧、Ｖo1a：第１参照補正電圧、Ｖo2a：第２参照補正電圧、Ｒ1：第１抵抗及び第２抵抗の抵抗値、Ｒs：第２直流電源の出力端子と接地電位部間の絶縁レベル（絶縁抵抗値）、Ｖo2a＋Ｖo1a：第１参照補正電圧Ｖo1aと第２参照補正電圧Ｖo2aの相違度合。
【請求項４】
請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の絶縁性検出装置において、
前記第２参照電圧と前記第１参照電圧との差に基づいて、前記第２直流電源の出力電圧を検出する電源電圧検出部を備えたことを特徴とする絶縁性検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の接地電位部から絶縁して配置された非接地電源の出力部と、接地電位部間の絶縁性を検出する絶縁性検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、高電圧を出力する直流電源を備えた電動車両（バッテリ駆動車両、ハイブリッド車両、燃料電池車両等）においては、直流電源及び直流電源に接続される回路を車体の接地電位部（ボディアース部）から絶縁して非接地回路とするのが一般的である。
【０００３】
そして、このような非接地回路と車両の接地電位部間の絶縁性の劣化や地絡（直流電源の出力端子と車両の接地電位部間の絶縁抵抗が所定レベル以下になった状態）を検出する装置が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００４】
特許文献１に記載された装置（地絡検知装置）においては、直流電源の正出力端子及び負出力端子と接地電位部間に、それぞれスイッチング素子を介して地絡検出用抵抗を接続すると共に、正出力端子及び負出力端子と接地電位部間に定電流源を設け、各スイッチング素子をＯＮ（導通状態）したときの地絡検出用抵抗の端子間電圧に基づいて、地絡の有無を検出している。
【０００５】
また、特許文献２に記載された装置（地絡検知装置）においては、特許文献１に記載された装置と同様の回路構成によって、地絡検出用抵抗の端子間電圧の収束値を予測し、この予測値に基づいて地絡発生の有無を検知している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３２５３８１号公報
【特許文献２】特開２００４−３２５３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１，２に記載された装置においては、直流電源から出力される高圧の電圧をスイッチングする高耐圧のスイッチング素子を用いるため、部品コストが高くなる。また、スイッチング素子としてＰｈｏｔｏ−ＭＯＳ等の光半導体素子を用いたときには、寿命及び信頼性の面で不利となる。さらに、上記特許文献１，２に記載された装置においては、センサとしての出力抵抗が高いために高精度化が難しい。
【０００８】
本発明は上記背景に鑑みてなされたものであり、非接地回路の絶縁性の検出精度を維持しつつ、コスト低減及び耐久性向上を実現した絶縁性検出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】
【０００９】
本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、負出力端子を車両の接地電位部に接続して該車両に搭載された第１直流電源と、前記接地電位部から絶縁して前記車両に搭載され、前記第１直流電源よりも高い電圧を出力する第２直流電源とを備えた車両において、該第２直流電源の絶縁性を検出する絶縁性検出装置に関する。
【００１０】
そして、本発明の絶縁性検出装置は、
前記第１直流電源からの供給電力により作動し、前記第２直流電源の正出力端子から第１抵抗を介して入力される電圧と、前記第１直流電源の出力電圧を１／２に分圧した中点電圧との差に応じた第１参照電圧を出力する第１演算部と、
前記第１直流電源からの供給電力により作動し、前記第２直流電源の負出力端子から第２抵抗を介して入力される電圧と、前記中点電圧との差に応じた第２参照電圧を出力する第２演算部と、
前記第１参照電圧から前記中点電圧のオフセット分を除去した第１参照補正電圧と、前記第２参照電圧から前記中点電圧のオフセット分を除去した第２参照補正電圧との相違度合に基づいて、前記第２直流電源の出力端子と前記接地電位部との間の絶縁レベルを検出する絶縁レベル検出部とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
かかる本発明によれば、前記第２直流電源の出力端子（正出力端子及び負出力端子）と前記車両の接地電位部との絶縁抵抗が十分に高いとき（地絡が生じていないとき）には、前記第１演算部に前記第２直流電源の出力電圧の１／２倍の電圧が入力されると共に、前記第２演算部に前記第２直流電源の出力電圧の−１／２倍の電圧が入力される。この場合、前記第１演算部から出力される前記第１参照電圧は、前記第２直流電源の出力端子間電圧の１／２倍の電圧と前記中点電位部との差に応じたものとなる。同様に、前記第２演算部から出力される前記第２参照電圧は、前記第２直流電源の出力端子間電圧の−１／２倍の電圧と前記中点電位部の電圧との差に応じたものとなる。
【００１２】
そして、前記第２直流電源の正出力端子又は負出力端子と前記車両の接地電位部間の絶縁レベル（絶縁抵抗）が低下すると、前記第１演算部又は前記第２演算部の入力抵抗が減少して、前記第１演算部の入力される電圧と前記第２演算部に入力される電圧との大きさの差が大きくなり、この差によって前記第１参照補正電圧と前記第２参照電圧との相違度合が大きくなる。そのため、前記絶縁レベル検出部は、前記第１参照補正電圧と前記第２参照電圧との相違度合に基づいて、前記第２直流電源の出力端子と前記車両の接地電位部間の絶縁レベルを精度良く検出することができる。さらに、本発明においては、第２直流電源から出力される電圧の導通と遮断を切替えるための高コストなスイッチング素子や光半導体素子を備える必要がないため、装置のコスト低減及び耐久性向上を実現することができる。
【００１３】
また、前記絶縁レベル検出部は、前記第１参照補正電圧Ｖo1aと、前記第２参照補正電圧Ｖo2aと、前記第１抵抗及び前記第２抵抗のＲ1とを、以下の式（１）に適用することによって、前記第２直流電源の出力端子と前記接地電位部間の絶縁レベルＲsを検出することを特徴とする。
【００１４】
【数１】
2015152326.tif 000003
【００１５】
但し、Ｖo1a：第１参照補正電圧、Ｖo2a：第２参照補正電圧、Ｒ1：第１抵抗及び第２抵抗の抵抗値、Ｒs：第２直流電源の正出力端子又は負入力端子と接地電位部間の絶縁レベル（絶縁抵抗値）、Ｖo2a／Ｖo1a：第１参照補正電圧Ｖo1aと第２参照補正電圧Ｖo2aの相違度合。
【００１６】
この構成によれば、前記絶縁レベル検出部は、上記式（１）の関係を用いて、前記第２直流電源の出力端子と前記車両の接地電位部間の絶縁レベルを検出することができる。
【００１７】
また、前記絶縁レベル検出部は、前記第１参照電圧Ｖo1と、前記第２参照電圧Ｖo2と、前記第１参照補正電圧Ｖo1aと、前記第２参照補正電圧Ｖo2aと、前記第１抵抗及び前記第２抵抗の抵抗値Ｒ1とを、以下の式（２）に適用することによって、前記第２直流電源の出力端子と前記接地電位部間の絶縁レベルを検出することを特徴とする。
【００１８】
【数２】
2015152326.tif 000004
【００１９】
但し、Ｖo1：第１参照電圧、Ｖo2：第２参照電圧、Ｖo1a：第１参照補正電圧、Ｖo2a：第２参照補正電圧、Ｒ1：第１抵抗及び第２抵抗の抵抗値、Ｒs：第２直流電源の出力端子と接地電位部間の絶縁レベル（絶縁抵抗値）、Ｖo2a＋Ｖo1a：第１参照補正電圧Ｖo1aと第２参照補正電圧Ｖo2aの相違度合。
【００２０】
この構成によれば、前記絶縁レベル検出部は、上記式（２）の関係を用いて、前記第２直流電源の出力端子と前記車両の接地電位部間の絶縁レベルを検出することができる。
【００２１】
また、前記第２参照電圧と前記第１参照電圧との差に基づいて、前記第２直流電源の出力電圧を検出する電源電圧検出部を備えたことを特徴とする。
【００２２】
この構成によれば、前記電源電圧検出部により、前記第１演算部及び前記第２演算部を前記第２直流電源の出力電圧の検出に利用することによって、前記第２直流電源の出力電圧を検出するための構成を別個に備える場合よりも、装置のコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施形態の絶縁性検出装置の構成図。
【図２】正常時（地絡が生じていない状態）及び地絡発生時の電圧変化の説明図。
【図３】第２実施形態の絶縁性検出装置の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の絶縁性検出装置について、図１〜図３を参照して説明する。先ず、図１を参照して、第１実施形態について説明する。
【００２５】
［第１実施形態］
図１を参照して、第１実施形態の絶縁性検出装置１ａは車両に搭載して使用され、車両の接地電位部（ボディアース部）ＢＥから正出力端子Ｐ及び負出力端子Ｎを絶縁して車両に配置された第２直流電源２０の出力電圧Ｖpnと、第２直流電源２０の正出力端子Ｐ及び負出力端子Ｎと車両の接地電位部ＢＥ間の絶縁レベルを検出する。
【００２６】
絶縁性検出装置１ａは、第１演算部３０と、第２演算部４０と、マイクロコンピュータ１０ａと、第１直流電源５の出力電圧Ｖccを抵抗５１，５２により分圧して、Ｖcc／２の電圧（中点電圧）ＶＮ0を出力する分圧回路５０とを備えている。
【００２７】
第１演算部３０、第２演算部４０、マイクロコンピュータ１０ａ等は、負出力端子が車両の接地電位部ＢＥに接続された第１直流電源５（例えばＤＣ５Ｖの電圧Ｖccを出力する）からの供給電力によって作動する接地回路となっている。
【００２８】
第１演算部３０は、オペアンプ３１を用いて構成されており、オペアンプ３１の負入力端子が抵抗３３（本発明の第１抵抗に相当する）を介して第２直流電源２０の正出力端子Ｐに接続されると共に、オペアンプ３１の正入力端子が分圧回路５０の中点電位部（抵抗５１と抵抗５２の接続箇所）に接続されている。また、オペアンプ３１の負入力端子と出力端子が抵抗３２を介して接続され、オペアンプ３１の出力端子がマイクロコンピュータ１０ａのＡＤ（アナログ／デジタル変換）入力ポートＡＤ１に接続されている。
【００２９】
第２演算部４０は、オペアンプ４１を用いて構成されており、オペアンプ４１の負入力端子が抵抗４３（本発明の第２抵抗に相当する）を介して第２直流電源２０の負出力端子Ｎに接続されると共に、オペアンプ４１の正入力端子が分圧回路５０の中点電位部に接続されている。また、オペアンプ４１の負入力端子と出力端子が抵抗４２を介して接続され、オペアンプ４１の出力端子がマイクロコンピュータ１０ａのＡＤ入力ポートＡＤ２に接続されている。
【００３０】
図１の（ａ１），（ｂ１），（ｃ１），（ｄ１），（ｅ１）は、第２直流電源２０の正出力端子Ｐ及び負出力端子Ｎと車両の接地電位部ＢＥ間の絶縁レベルが高く、地絡が生じていない状態で第２直流電源２０の出力電圧Ｖpnが変化した（ａ１）ときの、第１演算部３０への入力電圧Ｖi1の変化（ｂ１）及び第１演算部３０の出力電圧Ｖo1の変化（ｄ１）と、第２演算部４０への入力電圧Ｖi2の変化（ｃ１）及び第２演算部４０の出力電圧Ｖo2の変化（ｅ１）を、縦軸を電圧（Ｖ）とし横軸を時間（ｔ)として示したものである。
【００３１】
ここで、第２直流電源２０の負出力端子Ｎと車両の接地電位部ＢＥ間の絶縁レベルが高く、地絡が生じていないとき、すなわち、図１に示した負出力端子Ｎと接地電位部ＢＥ間の抵抗８０の抵抗値Ｒｓが十分に高いときには、第１演算部３０の入力電圧Ｖi1と、出力電圧Ｖo1と、入力電流Ｉ1とについて、以下の式（３），式（４）の関係が成立する。
【００３２】
【数３】
2015152326.tif 000005
【００３３】
【数４】
2015152326.tif 000006
【００３４】
但し、Ｖi1＝Ｖpn／２、Ｖpn：第２直流電源２０の出力電圧、ＶＮ：出力端子Ｐ，Ｎ間の中点の電圧、Ｒ1：抵抗３３の抵抗値、Ｒ2：抵抗３２の抵抗値、ＶＮ0：中点電位部の電圧（中点電圧）、Ｉ1：第１演算部３０への入力電流。
【００３５】
上記式（３）をＩ1について整理すると以下の式（５）が得られ、式（５）によるＩ1を上記式（４）に代入して、Ｖo1について整理すると以下の式（６）が得られる。
【００３６】
【数５】
2015152326.tif 000007
【００３７】
【数６】
2015152326.tif 000008
【００３８】
上記式（６）は、オペアンプ３１の正入力端子と負入力端子間の電圧（（Ｖi1＋ＶＮ）−ＶＮ０）にゲイン（−Ｒ1／Ｒ2）を乗じて、中点電圧ＶＮ0によるオフセット分を加えた形になっている。
【００３９】
第２演算部４０の出力電圧Ｖo2についても、同様にして以下の式（７）が得られる。
【００４０】
【数７】
2015152326.tif 000009
【００４１】
但し、Ｖo2：第２演算部４０の出力電圧、Ｖi2：第２演算部４０への入力電圧、ＶＮ：出力端子Ｐ，Ｎ間の中点の電圧、Ｒ1：抵抗３３の抵抗値、Ｒ2：抵抗３２の抵抗値、ＶＮ0：中点電位部の電圧。
【００４２】
マイクロコンピュータ１０ａは、ＣＰＵ、メモリ、入出力ポート等を備えて構成されており、メモリに保持された絶縁性検出装置用の制御プログラムをＣＰＵで実行することによって、第２直流電源２０の正出力端子Ｐと負出力端子Ｎ間の電圧Ｖpnを検出する電源電圧検出部１１ａと、第２直流電源２０の正出力端子Ｐ又は負出力端子Ｎと車両の接地電位部ＢＥ間の絶縁レベルを検出する絶縁レベル検出部１２ａとして機能する。
【００４３】
また、マイクロコンピュータ１０ａは、ＡＤ入力ポートＡＤ１に入力される第１演算部３０の出力電圧Ｖo1（アナログ電圧、本発明の第１参照電圧に相当する）を、デジタル値に変換して読み込む。同様に、マイクロコンピュータ１０ａは、ＡＤ入力ポートＡＤ２に入力される第２演算部４０の出力電圧Ｖo2（アナログ電圧、本発明の第２参照電圧に相当する）を、デジタル値に変換して読み込む。
【００４４】
マイクロコンピュータ１０ａのＡＤ入力ポートＡＤ１に入力されるＶo1と、ＡＤ入力ポートＡＤ２に入力されるＶo2とについては、上記式（６）及び式（７）により、以下の式（８）の関係が成り立つ。
【００４５】
【数８】
2015152326.tif 000010
【００４６】
但し、Ｖo1：第１演算部３０の出力電圧、Ｖo2：第２演算部４０の出力電圧、Ｖi1：第１演算部３０への入力電圧、Ｖi2：第２演算部４０への入力電圧、Ｖpn：第２直流電源２０の出力電圧、Ｒ1：抵抗３３，４３の抵抗値、Ｒ2：抵抗３２，４２の抵抗値。
【００４７】
Ｒ1（抵抗３３の抵抗値）とＲ2（抵抗３２の抵抗値）は既知（設計値）であるので、電源電圧検出部１１ａは、上記式（８）に、ＡＤ入力ポートＡＤ1，ＡＤ2に入力されるＶo1，Ｖo2とＶoとＲ1，Ｒ2を代入して、第２直流電源２０の出力電圧（端子間電圧）Ｖpn（＝Ｖi1−Ｖi2）を算出する。
【００４８】
次に、絶縁レベル検出部１２ａは、マイクロコンピュータ１０ａのＡＤ入力ポートＡＤ1に入力される第１演算部３０の出力電圧Ｖo1と、ＡＤ入力ポートＡＤ2に入力される第２演算部４０の出力電圧Ｖo2とを用いて、第２直流電源２０の正出力端子Ｐ又は負出力端子Ｎと接地電位部ＢＥとの絶縁レベル（絶縁抵抗値）を算出する。
【００４９】
図１に示したように、第２直流電源２０の負出力端子Ｎと接地電位部ＢＥ間の抵抗８０（地絡抵抗）の抵抗値がＲsであるときは、第１演算部３０への入力電圧Ｖi1は、以下の式（９）で表される。
【００５０】
【数９】
2015152326.tif 000011
【００５１】
但し、Ｖi1：第１演算部３０への入力電圧、Ｖpn：第２直流電源２０の出力電圧、ＶＮ：出力端子Ｐ，Ｎ間の中点の電圧、Ｒ1：抵抗３３の抵抗値、Ｒs：抵抗８０（地絡抵抗）の抵抗値。
【００５２】
また、第２演算部４０への入力電圧Ｖi2は、以下の式（１０）で表される。
【００５３】
【数１０】
2015152326.tif 000012
【００５４】
但し、Ｖi2：第２演算部４０への入力電圧、Ｖpn：第２直流電源２０の出力電圧、ＶＮ：出力端子Ｐ，Ｎ間の中点の電圧、Ｒ1：抵抗４３の抵抗値、Ｒs：抵抗８０（地絡抵抗）の抵抗値。
【００５５】
そのため、第１演算部３０の出力電圧Ｖo1（第１参照電圧）と第２演算部４０の出力電圧Ｖo2（第２参照電圧）は、以下の式（１１），式（１２）で表される。
【００５６】
【数１１】
2015152326.tif 000013
【００５７】
但し、Ｖo1：第１演算部３０の出力電圧（第１参照電圧）。
【００５８】
【数１２】
2015152326.tif 000014
【００５９】
但し、Ｖo2：第２演算部４０の出力電圧（第２参照電圧）。
【００６０】
上記式（１１），式（１２）により算出した第１参照電圧Ｖo1，第２参照電圧Ｖo2から、中点電位部のオフセット電圧ＶＮ0（＝Ｖcc／２，既知）を除去した以下の式（１３），式（１４）により、第１参照補正電圧Ｖo1a及び第２参照補正電圧Ｖo2aが算出される。
【００６１】
【数１３】
2015152326.tif 000015
【００６２】
但し、Ｖo1a：第１参照補正電圧。
【００６３】
【数１４】
2015152326.tif 000016
【００６４】
但し、Ｖo2a：第２参照補正電圧。
【００６５】
上記式（１３），式（１４）において、ＶＮ＝ＶＮ0であるので、式（１３）は以下の式（１５）となり、式（１４）は以下の式（１６）となる。
【００６６】
【数１５】
2015152326.tif 000017
【００６７】
【数１６】
2015152326.tif 000018
【００６８】
上記式（１５），式（１６）の辺々の比をとると、以下の式（１７）が得られる。
【００６９】
【数１７】
2015152326.tif 000019
【００７０】
そこで、絶縁レベル検出部１２ａは、第１参照補正電圧Ｖo1a及び第２参照補正電圧Ｖo2aと、既知（設計値）である抵抗値Ｒ1及びＲ2を、上記式（１７）に適用（代入）して、第２直流電源２０の負出力端子Ｎと接地電位部ＢＥ間の抵抗８０の抵抗値（地絡抵抗値）Ｒsを算出する。
【００７１】
ここで、図２（ａ）は第２直流電源２０の地絡が生じていない（Ｒs＝∞）とき（正常時）のアンプ（第１演算部３０及び第２演算部４０）の入力電圧Ｖi1，Ｖi2と、出力電圧Ｖo1，Ｖo2との関係を示したものである。図２（ａ）において、入力電圧Ｖi1は、第２直流電源２０の出力電圧Ｖpnの中点の電圧ＶＮにＶpn／２を加えたものとなり、入力電圧Ｖi2は、第２直流電源２０の出力電圧Ｖpnの中点の電圧ＶＮに−Ｖpn／２を加えたものとなっている。
【００７２】
そして、アンプの出力電圧Ｖo1は、第１直流電源５の中点の電圧ＶＮ0に−Ｒ2／Ｒ1・Ｖpn／２を加えたものとなり、出力電圧Ｖo2は、第１直流電源５の中点の電圧ＶＮ0にＲ2／Ｒ1・Ｖpn／２を加えたものとなって、ＶＮとＶＮ0が均衡している。
【００７３】
それに対して、図２（ｂ）は第２直流電源２０の地絡が生じた（Ｒｓ≦５００ｋ〜１ＭΩ）とき（地絡、不平衡時）のアンプの入力電圧Ｖi1，Ｖi2と、出力電圧Ｖo1，Ｖo2との関係を示したものである。図２（ｂ）において、ＶＮ0に対する基準電圧であるＶＮに対して、出力電圧Ｖo1とＶo2の振幅が変化して、Ｖo1は上記式（１１）で表される電圧となり、Ｖo2は上記式（１２）で表される電圧となる。
【００７４】
なお、振幅の変化ではなく、アンプ入力の基準電圧がＶＮからＶＮ’に移動したと考えることもできる。この場合、ＶＮ’は以下の式（１８）で表される。
【００７５】
【数１８】
2015152326.tif 000020
【００７６】
この場合のアンプの出力電圧Ｖo1，Ｖo2は、以下の式（１９），式（２０）で表される。
【００７７】
【数１９】
2015152326.tif 000021
【００７８】
【数２０】
2015152326.tif 000022
【００７９】
上記式（１９），式（２０）を、Ｖo1，Ｖo2について整理すると上記式（１１），式（１２）と同様に、上記式（１３），式（１４）の形になる。
【００８０】
アンプの出力電圧である第１参照電圧Ｖo1と第２参照電圧Ｖo2は、入力電圧Ｖi1とＶi2の中点電位ＶＮからの振幅がずれることにより、基準電圧ＶＮ0からの振幅が不均衡となる。そのため、振幅成分である第１参照補正電圧Ｖo1aと第２参照補正電圧Ｖo2aの不均衡の程度（アンバランス量、本発明の第１参照補正電圧と第２参照補正電圧の相違度合に相当する）から絶縁性レベルを算出することができる。
【００８１】
［第２実施形態］
次に、図３を参照して、本発明の絶縁性検出装置の第２実施形態について説明する。なお、図１に示した第１実施形態の絶縁性検出装置と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００８２】
第２実施形態の絶縁性検出装置１ｂは、差動演算部として機能するオペアンプ６１を備え、オペアンプ６１の負入力端子が抵抗６３を介して第１演算部３０の出力端子に接続されると共に、オペアンプ６１の正入力端子が抵抗６４を介して第２演算部４０の出力端子に接続されている。また、オペアンプ６１の正入力端子と出力端子が抵抗６２を介して接続され、負入力端子が抵抗６５を介して接地電位部ＢＥに接続され、出力端子がマイクロコンピュータ１０ｂのＡＤ入力ポートＡＤ1に接続されている。
【００８３】
また、第１演算部３０の出力端子は抵抗６６を介してマイクロコンピュータ１０ｂのＡＤ入力ポートＡＤ２に接続され、第２演算部４０の出力端子は抵抗６７を介してマイクロコンピュータ１０ｂのＡＤ入力ポートＡＤ２に接続されている。なお、図３中のｒは、各抵抗６２〜６７の抵抗値を表している。
【００８４】
図３の（ａ２），（ｂ２），（ｃ２），（ｄ２），（ｅ２）は、第２直流電源２０の負出力端子Ｎと車両の接地電位部ＢＥ間の絶縁レベルが低く、地絡が生じた状態で第２直流電源２０の出力電圧Ｖpnが変化した（ａ２）ときの、第１演算部３０への入力電圧Ｖi1の変化（ｂ２）及び第１演算部３０の出力電圧Ｖo1の変化（ｄ２）と、第２演算部４０への入力電圧Ｖi2の変化（ｃ２）及び第２演算部４０の出力電圧Ｖo2の変化（ｅ２）と、オペアンプ６１の出力電圧Ｖoutの変化（ｆ２）と、抵抗６６，６７による加算回路の出力電圧Ｖsの変化（ｇ２）を、縦軸を電圧(V)とし横軸を時間(t)として示したものである。
【００８５】
マイクロコンピュータ１０ｂは、ＣＰＵ、メモリ、入出力ポート等を備えて構成されており、メモリに保持された絶縁性検出装置用の制御プログラムをＣＰＵで実行することによって、第２直流電源２０の出力電圧Ｖpnを検出する電源電圧検出部１１ｂと、第２直流電源２０の正出力端子Ｐ又は負出力端子Ｎと車両の接地電位部ＢＥ間の絶縁レベルを検出する絶縁レベル検出部１２ｂとして機能する。
【００８６】
また、マイクロコンピュータ１０ｂは、ＡＤ入力ポートＡＤ１に入力される第１演算部３０の出力電圧Ｖo1（アナログ電圧）を、デジタル値に変換して読み込む。同様に、マイクロコンピュータ１０ｂは、ＡＤ入力ポートＡＤ２に入力される第２演算部４０の出力電圧Ｖo2（アナログ電圧）を、デジタル値に変換して読み込む。
【００８７】
オペアンプ６１の出力電圧Ｖoutは、上記式（１１），式（１２）により、以下の式（２１）で表される。
【００８８】
【数２１】
2015152326.tif 000023
【００８９】
但し、Ｖout：オペアンプ６１の出力電圧、Ｖo1：第１演算部３０の出力電圧（第１参照伝あ圧）、Ｖo2：第２演算部４０の出力電圧（第２参照電圧）、Ｖpn：第２直流電源２０の出力電圧、Ｒ1：抵抗３３，４３の抵抗値、Ｒ2：抵抗３２，４２の抵抗値、Ｒs：抵抗８０（地絡抵抗）の抵抗値。
【００９０】
上記式（２１）において、Ｒ2とＲ1は既知（設計値）であるので、電源電圧検出部１１ｂは、ＡＤ入力ポートＡＤ1に入力される電圧をＲ2／Ｒ1で除することにより、第２直流電源２０の出力電圧Ｖpnを算出することができる。
【００９１】
抵抗６６，６７による加算回路の出力Ｖsは、ＶＮ＝ＶＮ０であるので、上記式（１３），式（１４）に示した、第１参照電圧Ｖo1，第２参照電圧Ｖo2からオフセット電圧ＶＮ0を除去した第１参照補正電圧Ｖo1a，第２参照補正電圧Ｖo2aにより、以下の式（２２）で表される。
【００９２】
【数２２】
2015152326.tif 000024
【００９３】
但し、Ｒs≪Ｒ1。Ｖs：抵抗６６，６７による加算回路の出力電圧、Ｖo1a：第１参照補正電圧、Ｖo2a：第２参照補正電圧、Ｖpn：第２直流電源２０の出力電圧、Ｒ1：抵抗３３，４３の抵抗値、Ｒ2：抵抗３２，４２の抵抗値、Ｒs：抵抗８０（地絡抵抗）の抵抗値。
【００９４】
ＶＮ0とＶsとの大小比較（正負判定）により、第２直流電源２０の正出力端子Ｐと負出力端子Ｎのどちらが接地電位部ＢＥに短絡しているかを判断することができる。すなわち、ＶＮ0＜Ｖsであるときは負出力端子Ｎが接地電位部ＢＥに短絡しており、Ｖs＜ＶＮ0であるときには正出力端子Ｐが接地電位部ＢＥに短絡していると判断することができる。
【００９５】
次に、オペアンプ６１の出力電圧Ｖoutと抵抗６６，６７による加算回路の出力電圧Ｖsは、以下の式（２３）の関係がある。
【００９６】
【数２３】
2015152326.tif 000025
【００９７】
但し、Ｖs：抵抗６６，６７による加算回路の出力電圧、Ｖout：オペアンプ６１の出力電圧、Ｖpn：第２直流電源２０の出力電圧、Ｒ1：抵抗３３，４３の抵抗値、Ｒ2：抵抗３２，４２の抵抗値、Ｒs：抵抗８０（地絡抵抗）の抵抗値。
【００９８】
そこで、絶縁レベル検出部１２ｂは、マイクロコンピュータ１０ｂのＡＤ入力ポートＡＤ1に入力されるＶoutと、ＡＤポートＡＤ2に入力されるＶsと、既知であるＲ1（設計値）を上記式（２２）に代入して、地絡抵抗８０の抵抗値Ｒs（絶縁レベル）を算出する。
【００９９】
なお、第２実施形態では、オペアンプ６１により第１演算部３０の出力電圧Ｖo1と第２演算部４０の出力電圧Ｖo2の差をＶoutとしてＡＤ入力ポートＡＤ1に入力すると共に、抵抗６６，６７による加算回路により第１演算部３０の出力電圧Ｖo1と第２演算部４０の出力電圧Ｖo2の和をＶsとしてＡＤ入力ポートＡＤ2に入力したが、これらの演算をマイクロコンピュータ１０ｂにより行うようにしてもよい。
【０１００】
この場合には、第１実施形態と同様に、第１演算部３０の出力電圧Ｖo1をＡＤ入力ポートＡＤ1に入力すると共に、第２演算部４０の出力電圧Ｖo2をＡＤ入力ポートＡＤ2に入力し、マイクロコンピュータ１０ｂの演算処理によって、Ｖo1とＶo2の和と差を算出する構成となる。
【符号の説明】
【０１０１】
５…第１直流電源、１０ａ，１０ｂ…マイクロコンピュータ、１１ａ，１１ｂ…電源電圧検出部、１２ａ，１２ｂ…絶縁レベル検出部、２０…第２直流電源、３０…第１演算部、４０…第２演算部、５０…分圧回路。
【図１】
2015152326.tif 000028
【図２】
2015152326.tif 000029
【図３】
2015152326.tif 000030