(57)【要約】      （修正有）【課題】推定した電源電圧の精度を向上できる非接地電源の絶縁検出装置。【解決手段】接地電位部７から絶縁された直流電源３にコンデンサ９を第１の設定時間接続する第１のスイッチング手段Ｓ１、Ｓ２。電源３の正端子と前記接地電位部７との間に第２の設定時間接続する第２のスイッチング手段Ｓ１、Ｓ４。接地電位部７と電源３の負端子との間に第２の設定時間接続する第３のスイッチング手段Ｓ２、Ｓ３。コンデンサ９の電圧を検出する検出手段１１を接続する第４のスイッチング手段Ｓ３、Ｓ４。第１のスイッチング手段を遮断後の検出手段１１に基づく電源３の電源電圧と、第２及び第３のスイッチング手段を遮断後の検出手段１１での各検出電圧とに基づいて電源３の接地電位部７に対する絶縁抵抗Ｒｐ、Ｒｎを求める演算手段１１。電源電圧が既知の基準電源、絶縁抵抗Ｒｐ、Ｒｎに対応させた既知の基準抵抗に基づいて、補正する補正手段１１とを備えた構成。【選択図】        図１
2004170137.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正端子側及び負端子側の配線が接地電位部から絶縁された直流電源にコンデンサを直列に、該コンデンサが完全に充電される時間よりも短い第１の設定時間の間接続する第１のスイッチング手段と、
前記電源の正端子と前記接地電位部との間に前記コンデンサを直列に第２の設定時間の間接続する第２のスイッチング手段と、
前記接地電位部と前記電源の負端子との間に前記コンデンサを直列に第２の設定時間の間接続する第３のスイッチング手段と、
前記第１、第２及び第３の各スイッチング手段の遮断後に前記コンデンサの両端子間の電圧を検出する検出手段を接続する第４のスイッチング手段と、
前記第１のスイッチング手段を遮断後の前記検出手段での検出電圧に基づいて前記電源の電源電圧を推定し、該推定した電源の電源電圧と前記第２及び第３のスイッチング手段を遮断後の前記検出手段での各検出電圧とに基づいて前記電源の前記接地電位部に対する絶縁抵抗を求める演算手段と、
前記電源に変えて電源電圧が既知の基準電源を、前記電源の前記接地電位部に対する絶縁抵抗に対応させて抵抗値が既知の基準抵抗を接続した状態で、前記第１のスイッチング手段を遮断後の前記検出手段での検出電圧に基づいて前記基準電源の電源電圧を前記演算手段で推定し、該推定した基準電源の電源電圧と前記基準電源の既知の電源電圧とに基づいて、前記演算手段で推定した電源の電源電圧を補正する補正手段とを備えた非接地電源の絶縁検出装置。
【請求項２】
前記第１のスイッチング手段が、前記電源の正端子に接続された第１のスイッチ部と、前記電源の負端子に接続された第２のスイッチ部とを含み、前記第３のスイッチング手段が、前記第２のスイッチ部と、前記第１のスイッチに直列に接続された第３のスイッチ部とを含み、前記第２のスイッチング手段が、前記第１のスイッチ部と、前記第２のスイッチ部に直列に接続された第４のスイッチ部とを含み、前記第４のスイッチング手段が、前記第３のスイッチ部と、前記第４のスイッチ部とを含み、前記第１のスイッチ部と前記第３のスイッチ部との間と、前記第２のスイッチ部と前記第４のスイッチ部との間とに、正側から負側に向かう方向に整流する第１のダイオード、第１の抵抗及び前記コンデンサが直列に接続され、前記第１のダイオード及び前記第１の抵抗に並列に、該第１ダイオードと逆方向に整流する第２のダイオード及び第２の抵抗が直列に接続されており、前記検出手段が、前記第３のスイッチ部と前記第４のスイッチ部との間に接続され、前記検出手段と前記第４のスイッチ部との間が前記接地電位部に接地されていることを特徴とする請求項１に記載の絶縁検出装置。
【請求項３】
前記演算手段は、該演算手段で求めた補正した電源電圧と前記第２及び第３のスイッチング手段を遮断後の前記検出手段での各検出電圧とに基づいて前記基準抵抗の抵抗値を求め、前記補正手段は、前記演算手段で求めた基準抵抗の抵抗値と前記基準抵抗の既知の抵抗値とに基づいて、前記演算手段で求めた前記電源の前記接地電位部に対する絶縁抵抗の値を補正することを特徴とする請求項１または２に記載の絶縁検出装置。
【請求項４】
前記検出手段、前記演算手段、及び前記補正手段が１つのマイクロコンピュータで形成され、マイクロコンピュータに設けられた補正モードポートには、該補正モードポートに印加される電圧を変える補正モード用スイッチング手段が接続され、該補正モード用スイッチング手段によって前記補正モードポートに印加される電圧が変わることにより、前記マイクロコンピュータが前記補正手段として作動する補正モードに切り換えられてなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の絶縁検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非接地電源の絶縁検出装置に係り、特に、電気による推進力を利用する車両に搭載された非接地の直流電源に好適な絶縁検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
非接地電源の絶縁検出装置は、非接地の直流電源の正及び負端子に接続され、接地電位部からは絶縁された正及び負側の主回路配線の接地電位部に対する絶縁抵抗つまり地絡抵抗を検出することで、接地電位部に対する絶縁や地絡状態を検出するものである（例えば、特許文献１参照）。このような従来の絶縁検出装置では、非接地の直流電源の正端子と接地電位部との間にコンデンサを直列に設定時間の間接続するスイッチング手段、非接地の電源の負端子と接地電位部との間にコンデンサを直列に設定時間の間接続するスイッチング手段、各スイッチング手段の遮断後にコンデンサの両端子間の電圧を検出する検出手段を接続する検出用のスイッチング手段、検出手段で検出した各スイッチング手段の遮断後のコンデンサの両端子間電圧とコンデンサを完全に充電することによって予め算出しておいた電源電圧とに基づいて電源の接地電位部に対する絶縁抵抗つまり地絡抵抗を求める演算手段などを備えており、演算手段で演算された地絡抵抗の値から絶縁状態の検出や判定などを行っている。
【０００３】
このような絶縁検出装置では、地絡抵抗の値を算出する際、コンデンサの容量などを定数として含む式を用いるが、定数として用いるコンデンサの容量などには、製品間における容量などのばらつきや温度変化による容量のばらつきなどが存在し、さらに容量などの経時変化などが生じる場合もある。このように定数として用いる値にばらつきや変化がある場合、算出した地絡抵抗の値と実際の地絡抵抗の値との間の計測誤差が増大するため、絶縁状態の検出精度が低下してしまう。したがって、コンデンサの容量など地絡抵抗を算出する際の定数となる値にばらつきや変化などがあっても、地絡抵抗の計測誤差をできるだけ低減し、絶縁状態の検出精度を向上することが望まれている。
【０００４】
これに対して、絶縁状態の検出精度を向上するため、本願の発明者らは、正端子側及び負端子側の配線が接地電位部から絶縁された直流電源にコンデンサを直列に第１の設定時間の間接続する第１のスイッチング手段と、電源の正端子と接地電位部との間にコンデンサを直列に第２の設定時間の間接続する第２のスイッチング手段と、接地電位部と電源の負端子との間にコンデンサを直列に第２の設定時間の間接続する第３のスイッチング手段と、第１、第２及び第３の各スイッチング手段の遮断後にコンデンサの両端子間の電圧を検出する検出手段を接続する第４のスイッチング手段と、第１のスイッチング手段を遮断後の検出手段での検出電圧に基づいて電源電圧を推定し、この推定した電源電圧と第２及び第３のスイッチング手段を遮断後の検出手段での各検出電圧とに基づいて電源の接地電位部に対する絶縁抵抗を求める演算手段とを備えた構成の絶縁検出装置を考えている。
【０００５】
このような絶縁検出装置とすれば、コンデンサを完全に充電するのに要する時間よりも短い時間に第１の設定時間を設定し、この第１の設定時間の間、第１のスイッチング手段によって直流電源と接地電位部との間にコンデンサが直流に接続されて充電され、このときのコンデンサの両端端子間の電圧を第４のスイッチング手段によって接続された検出手段で検出することにより、この検出した電圧からコンデンサの容量などを定数として含む電源電圧を算出するための式により演算手段が電源電圧を推定することができる。そして、この推定した電源電圧と、第２及び第３のスイッチング手段遮断後の検出手段での検出電圧とに基づいてコンデンサの容量などを定数として含む絶縁抵抗を算出するための式により絶縁抵抗を演算することで、絶縁抵抗の計測誤差を低減し、絶縁状態の検出精度を向上できる。
【特許文献１】
特開平８−２２６９５０号公報（第４−７頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電源電圧が定められた範囲を超えた値となった場合、この電源から電力を供給される機器や装置類、例えば車両などで不具合などが発生するのを防ぐため、電源電圧の異常を判断するための判定値を設け、この判定値と電源電圧とを比較して電源電圧の異常を判断する場合がある。これに対して、電源が上記のような本願の発明者らが考えている構成の絶縁検出装置を備えている場合、この絶縁検出装置で推定した電源電圧から電源電圧の異常を判定すれば、電源電圧の異常を検出するための装置や機器類を別個に電源に設ける必要が無くなる。
【０００７】
ところが、上記のような本願の発明者らが考えている構成の絶縁検出装置では、コンデンサの両端子間電圧から電源電圧を推定するため、電源電圧を推定する式には、コンデンサの容量などを定数として含んでいる。このため、コンデンサの容量などが製品間でばらつくことにより、定数となる数値にばらつきが生じることになる。したがって、本願の発明者らが考えている構成の絶縁検出装置で推定した電源電圧は、実際の電源電圧に対してこの定数となる数値のばらつきに応じた誤差を含むことになる。
【０００８】
この結果、本願の発明者らが考えている構成の絶縁検出装置を電源電圧の異常の検出に用いるとき、電源電圧の異常を判断するための判定値を、実際の電源電圧に基づいて決定すると、推定した電源電圧の実際の電源電圧に対する誤差が大きくなるに連れ、例えば実際には電源電圧が正常であるにも係わらず、絶縁検出装置で推定した電源電圧が判定値を越えた値を示し、電源異常と判断されてしまうといった問題が生じる可能性が大きくなる。一方、電源電圧の異常を判断するための判定値を、推定した電源電圧が実際の電源電圧に対して誤差に対応するマージンを実際の電源電圧に加えて決定すると、推定した電源電圧の実際の電源電圧に対する誤差が大きくなるに連れてマージンが大きくなるため、例えば実際の電源電圧は判定値を越えており異常であるにも係わらず、絶縁検出装置で推定した電源電圧が判定値よりも低い値を示し、電源異常を検出できなくなるといった問題が生じる可能性が大きくなる。
【０００９】
したがって、本願の発明者らが考えている構成の絶縁検出装置を電源電圧の異常の検出に用いるためには、実際の電源電圧に対する推定した電源電圧の誤差をできるだけ小さくする、すなわち推定した電源電圧の精度を向上する必要がある。
【００１０】
本発明の課題は、推定した電源電圧の精度を向上することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の絶縁検出装置は、正端子側及び負端子側の配線が接地電位部から絶縁された直流電源にコンデンサを直列に、このコンデンサが完全に充電される時間よりも短い第１の設定時間の間接続する第１のスイッチング手段と、電源の正端子と接地電位部との間にコンデンサを直列に第２の設定時間の間接続する第２のスイッチング手段と、接地電位部と電源の負端子との間にコンデンサを直列に第２の設定時間の間接続する第３のスイッチング手段と、第１、第２及び第３の各スイッチング手段の遮断後に前記コンデンサの両端子間の電圧を検出する検出手段を接続する第４のスイッチング手段と、第１のスイッチング手段を遮断後の前記検出手段での検出電圧に基づいて電源の電源電圧を推定し、この推定した電源電圧と第２及び第３のスイッチング手段を遮断後の検出手段での各検出電圧とに基づいて電源の接地電位部に対する絶縁抵抗を求める演算手段と、電源に変えて電源電圧が既知の基準電源を、電源の接地電位部に対する絶縁抵抗に対応させて抵抗値が既知の基準抵抗を接続した状態で、第１のスイッチング手段を遮断後の検出手段での検出電圧に基づいて基準電源の電源電圧を演算手段で推定し、この推定した基準電源の電源電圧と基準電源の既知の電源電圧とに基づいて、演算手段で推定した電源の電源電圧を補正する補正手段とを備えた構成とする。
【００１２】
このような構成とすれば、予め基準電源の電源電圧を演算させておくことにより、実際に電源の接地電位部に対する絶縁抵抗を演算する際に、補正手段が、演算手段で演算して推定した電源電圧を補正する。このため、コンデンサの容量などの製品間でのばらつきなどによって生じる実際の電源電圧に対する推定した電源電圧の誤差を小さくできる。したがって、推定した電源電圧の精度を向上できる。
【００１３】
また、上記の絶縁検出装置として、第１のスイッチング手段が、電源の正端子に接続された第１のスイッチ部と、電源の負端子に接続された第２のスイッチ部とを含み、第３のスイッチング手段が、第２のスイッチ部と、第１のスイッチに直列に接続された第３のスイッチ部とを含み、第２のスイッチング手段が、第１のスイッチ部と、第２のスイッチ部に直列に接続された第４のスイッチ部とを含み、第１のスイッチ部と第３のスイッチ部との間と、第２のスイッチ部と第４のスイッチ部との間とに、正側から負側に向かう方向に整流する第１のダイオード、第１の抵抗及びコンデンサが直列に接続され、第１のダイオード及び第１の抵抗に並列に、この第１ダイオードと逆方向に整流する第２のダイオード及び第２の抵抗が直列に接続されており、検出手段が、第３のスイッチ部と第４のスイッチ部との間に接続され、検出手段と第４のスイッチ部との間が接地電位部に接地されている回路構成とする。
【００１４】
さらに、演算手段は、この演算手段で求めた補正した電源電圧と第２及び第３のスイッチング手段を遮断後の検出手段での各検出電圧とに基づいて基準抵抗の抵抗値を求め、補正手段は、演算手段で求めた基準抵抗の抵抗値と基準抵抗の既知の抵抗値とに基づいて、演算手段で求めた電源の接地電位部に対する絶縁抵抗の値を補正する構成とする。
【００１５】
このような構成とすれば、電源の接地電位部に対する絶縁抵抗の演算に、電源の推定した電源電圧を用いることによって絶縁抵抗の計測誤差を低減できるのに加え、補正手段で、演算手段で演算した電源の接地電位部に対する絶縁抵抗の値を補正することによっても絶縁抵抗の計測誤差を低減できるため、絶縁状態の検出精度を一層向上できる。
【００１６】
さらに、検出手段、演算手段、及び補正手段が１つのマイクロコンピュータで形成され、マイクロコンピュータに設けられた補正モードポートには、この補正モードポートに印加される電圧を変える補正モード用スイッチング手段が接続され、この補正モード用スイッチング手段により補正モードポートに印加される電圧が変わることにより、マイクロコンピュータが補正手段として作動する補正モードに切り換えられる構成とする。このような構成とすれば、補正手段を備えた絶縁検出装置の構成を簡素化できる。
【００１７】
また、閉路したときに第２の抵抗をバイパスする経路を形成する第５のスイッチ部を含むバイパス手段を備えた構成とすれば、第４のスイッチング手段が閉路している状態でバイパス手段の第５のスイッチ部が閉路すると、コンデンサの放電時間を短縮できるため、絶縁状態の検出に要する時間を短縮できるので好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用してなる絶縁検出装置の一実施形態について図１乃至図４を参照して説明する。図１は、本発明を適用してなる絶縁検出装置の概略構成を示す図である。図２は、本発明を適用してなる絶縁検出装置の絶縁抵抗の算出動作を示すフロー図である。図３は、各スイッチ部の動作に対するコンデンサの充放電状態と電圧の読み込みタイミングを示すタイムチャートである。図４は、絶縁抵抗の値に対する各電源電圧の計測時間で検出した絶縁抵抗の値の検出誤差を示す図である。図５は、本発明を適用してなる絶縁検出装置の補正モードにおける動作を示すフロー図である。
【００１９】
本実施形態の絶縁検出装置１は、図１に示すように、例えば電力を利用して推進力を得る電気推進車両などの電力源となる直流電源３に対して適用したものである。電源３は、複数の蓄電池などを直列接続したものや燃料電池などであり、電源３の正端子側の正側主回路配線５ａと負端子側の負側主回路配線５ｂとが、各々、接地電位部７、例えば車体などから絶縁されており、電源３は非接地電源となっている。絶縁検出装置１は、第１スイッチＳ１、第２スイッチＳ２、第３スイッチＳ３、第４スイッチＳ４、コンデンサ９、補正手段や検出手段及び演算手段などを兼ねると共に絶縁状態を判定するマイコン１１、そして各スイッチを設定された時間に応じて開閉制御する図示していないスイッチング制御回路などで構成されている。なお、図示していないスイッチング制御回路をマイコン１１に一体に含めるなど、検出手段、演算手段及びスイッチング制御回路などは、別体または一体に適宜形成できる。また、図１で示した第１スイッチＳ１、第２スイッチＳ２、第３スイッチＳ３、第４スイッチＳ４は、例えばリレーや半導体スイッチといった様々なスイッチ機能を有する部品からなるスイッチ部を接点として模式的に示したものである。
【００２０】
電源３の正側端子には、この正側端子から第１スイッチＳ１及び第３スイッチＳ３が順次直列に接続され、電源３の負側端子には、この負端子側から第２スイッチＳ２、第４スイッチＳ４及び第４抵抗Ｒ４が順次直列に接続されている。第１スイッチＳ１と第３スイッチＳ３との間から第２スイッチＳ２と第４スイッチＳ４との間には、第１ダイオードＤ１、第１抵抗Ｒ１及びコンデンサ９が順次直列に接続されている。第１抵抗Ｒ１とコンデンサ９との間から第１スイッチＳ１と第３スイッチＳ３との間には、第２ダイオードＤ２及び第２抵抗Ｒ２が順次直列に接続されている。すなわち、第１ダイオードＤ１及び第１抵抗Ｒ１と、第２ダイオードＤ２及び第２抵抗Ｒ２とは並列に接続されている。また、第２ダイオードＤ２と第２抵抗Ｒ２との間の部位から接地電位部７に、バイパス手段として、第５スイッチＳ５、そして第２抵抗Ｒ２よりも抵抗が低い第５抵抗Ｒ５が順次直列に接続されている。なお、第１ダイオードＤ１は、正側から負側に向かう方向に整流するものであり、第２ダイオードＤ２は、第１ダイオードＤ１と逆方向に整流するものである。
【００２１】
第３スイッチＳ３と第４抵抗Ｒ４間には、第３スイッチＳ３と第４抵抗Ｒ４に対して直列に第３抵抗Ｒ３が接続されており、第３スイッチＳ３と第３抵抗Ｒ３との間の部位には、直列に順次接続された第６スイッチＳ６と第６抵抗Ｒ６とを介してマイコン１１が、マイコン１１のアナログ／デジタル変換ポートつまりＡ／Ｄポートで接続されている。マイコン１１の補正モードポートには、一方の端子側が接地電位部７に設置された第７スイッチＳ７が接続されている。なお、マイコン１１のＡ／Ｄポートと第６抵抗Ｒ６との間の部位には、マイコン１１のＡ／Ｄポートに負電位が印加されるのを抑制するためのショットキーダイオードＳＤ１のカソードと、マイコン１１のＡ／Ｄポートに過剰な正電位が印加されるのを抑制するためのショットキーダイオードＳＤ２のアノードとが接続されている。ショットキーダイオードＳＤ１のアノードは、接地電位部７に設置され、ショットキーダイオードＳＤ２のカソードは、電源３の正側端子側に接続されている。また、第３抵抗Ｒ３と第４抵抗Ｒ４との間の部位は、接地電位部７に接地されている。
【００２２】
なお、本実施形態では、電源３にコンデンサ９を直列に第１の設定時間の間接続する第１のスイッチング手段は、第１スイッチＳ１、第２スイッチＳ２及び図示していないスイッチング制御回路などで形成されている。電源３の正端子と接地電位部７との間にコンデンサ９を直列に第２の設定時間の間接続する第２のスイッチング手段は、第１スイッチＳ１、第４スイッチＳ４及び図示していないスイッチング制御回路などで形成されている。接地電位部７と電源３の負端子との間にコンデンサ９を直列に第２の設定時間の間接続する第３のスイッチング手段は、第２スイッチＳ２、第３スイッチＳ３及び図示していないスイッチング制御回路などで形成されている。第４のスイッチング手段は、第３スイッチＳ３、第４スイッチＳ４及び図示していないスイッチング制御回路などで形成されている。さらに、マイコン１１の補正機能を作動させてマイコン１１を補正モードに切り換える補正モード用スイッチング手段は、第７スイッチＳ７及び図示していないスイッチング制御回路などで形成されている。また、コンデンサ９には、例えば数μＦといった比較的高容量のものが用いられ、第１抵抗Ｒ１と第２抵抗Ｒ２には、例えば数百ｋΩといった比較的高い抵抗値のものが用いられている。
【００２３】
このような構成の絶縁検出装置の動作と本発明の特徴部について説明する。絶縁検出装置１による接地電位部７に対する絶縁状態の検出動作において、絶縁検出装置１は、図２及び図３に示すように、絶縁状態の検出を開始すると、図示していないスイッチング制御回路が第１スイッチＳ１及び第２スイッチＳ２を第１の設定時間である第１閉路時間Ｔ１の間、閉路する（ステップ１０１）。すなわち、第１のスイッチング手段により、接地電位部７を介さずに電源３にコンデンサ９を直列に接続する回路が形成され、第１閉路時間Ｔ１の間、コンデンサ９への充電が行われ、コンデンサ９の両端子間の電圧ＶＣが上昇する。なお、第１閉路時間Ｔ１は、コンデンサ９を完全に充電するのに必要な時間よりも短い時間に設定されており、例えばコンデンサ９を完全に充電するのに必要な時間の１／５〜１／１０といったような短い時間となっており、第１閉路時間Ｔ１は、必要とされる絶縁抵抗の計測誤差範囲によって選択されたものである。
【００２４】
ステップ１０１において第１閉路時間Ｔ１が経過すると、第１スイッチＳ１及び第２スイッチＳ２が開路つまり遮断され、第１閉路時間Ｔ１よりも短い所定時間ｔｗ１経過後、第３スイッチＳ３及び第４スイッチＳ４が閉路される（ステップ１０３）。すなわち、第４のスイッチング手段により、コンデンサ９の両端子間の電圧を検出するマイコン１１が接続された回路が形成されると共に、第２抵抗Ｒ２、第３抵抗Ｒ３、そして第４抵抗Ｒ４を含むコンデンサ９からの放電回路が形成される。第３スイッチＳ３及び第４スイッチＳ４が閉路されてから第１閉路時間Ｔ１よりも短い所定時間ｔｗ２経過後、マイコン１１は、Ａ／Ｄポートを介してＡ／Ｄ変換データ、つまりコンデンサ９の両端子間の電圧ＶＣを読み込む（ステップ１０５）。このときのコンデンサ９の両端子間電圧ＶＣの値つまり検出電圧Ｖ０により、次式（１）から推定の電源電圧Ｖ０ｓを算出する（ステップ１０７）。
Ｖ０ｓ＝〔Ｖ０／｛１−ＥＸＰ（−Ｔ１／Ｃ・Ｒ１）｝〕・ａ      …（１）
ただし、式（１）において、Ｔ１は第１スイッチＳ１及び第２スイッチＳ２の閉路時間、Ｃはコンデンサ９の容量、Ｒ１は第１抵抗Ｒ１の抵抗値、ａは後述する補正値である。
【００２５】
一方、図示していないスイッチング制御回路は、ステップ１０５でコンデンサ９の両端子間の電圧ＶＣを検出した後、第３スイッチＳ３及び第４スイッチＳ４が閉路された状態で、第５スイッチＳ５を閉路して第２抵抗Ｒ２をバイパスさせる。これにより、第２抵抗Ｒ２よりも抵抗値が低い第５抵抗Ｒ５を介して放電されるため、コンデンサ９からの放電量が増大してコンデンサ９の両端子間の電圧ＶＣの降下割合が増大し、コンデンサ９からの放電に要する時間を短縮できる。第５スイッチＳ５を閉路して、第１閉路時間Ｔ１よりも短い所定時間ｔｄ１経過後、第５スイッチＳ５を開路つまり遮断した後、マイコン１１は、Ａ／Ｄポートを介してＡ／Ｄ変換データ、つまりコンデンサ９の両端子間の電圧ＶＣを読み込む（ステップ１０９）。
【００２６】
ステップ１０９で電圧ＶＣが０Ｖであることが確認されたら、図示していないスイッチング制御回路は、第３スイッチＳ３を開路し、所定時間ｔｗ１経過後に第１スイッチＳ１を閉路する。そして、第１スイッチＳ１及び第４スイッチＳ４を第２の設定時間である第２閉路時間Ｔ２の間、閉路する（ステップ１１１）。すなわち、第２のスイッチング手段により、電源３の正端子と接地電位部７との間にコンデンサ９を直列に接続した回路、つまり、図１に示すように、正側主回路配線５ａ、第１スイッチＳ１、第１ダイオードＤ１、第１抵抗Ｒ１、コンデンサ９、第４スイッチＳ４、第４抵抗Ｒ４、接地電位部７、そして図１において点線で示すような位置に仮定される負端子側の地絡抵抗Ｒｎ、負側主回路配線５ｂを順次直列に電源３に接続した回路が形成される。これにより、第２閉路時間Ｔ２の間、コンデンサ９への充電が行われ、図３に示すように、地絡抵抗Ｒｎの値に応じてコンデンサ９の両端子間の電圧ＶＣが上昇する。なお、第２の設定時間である第２閉路時間Ｔ２も、第１閉路時間Ｔ１と同様に、コンデンサ９を完全に充電するのに必要な時間よりも短く、所定時間ｔｗ１、ｔｗ２、ｔｄ１よりも長い時間に設定されている。
【００２７】
ステップ１１１において第２閉路時間Ｔ２が経過すると、図２及び図３に示すように、第１スイッチＳ１が開路つまり遮断され、所定時間ｔｗ１経過後、第３スイッチＳ３が閉路され、第３スイッチＳ３及び第４スイッチＳ４が閉路された状態となる。すなわち、第４のスイッチング手段により、コンデンサ９の両端子間の電圧を検出するマイコン１１が接続された回路が形成されると共に、第２抵抗Ｒ２、第３抵抗Ｒ３、そして第４抵抗Ｒ４を含むコンデンサ９からの放電回路が形成される。この状態で、マイコン１１は、Ａ／Ｄポートを介してＡ／Ｄ変換データ、つまりコンデンサ９の両端子間の電圧ＶＣを読み込む（ステップ１１３）。このときのコンデンサ９の両端子間電圧ＶＣの値を検出電圧ＶＣＮとする。
【００２８】
一方、図示していないスイッチング制御回路は、ステップ１１５でコンデンサ９の両端子間の電圧ＶＣを検出した後、第３スイッチＳ３及び第４スイッチＳ４が閉路された状態で、第５スイッチＳ５を閉路して第２抵抗Ｒ２をバイパスさせ、コンデンサ９からの放電に要する時間を短縮する。第５スイッチＳ５を閉路して、第２閉路時間Ｔ２よりも短い所定時間ｔｄ２経過後、第５スイッチＳ５を開路つまり遮断した後、マイコン１１は、Ａ／Ｄポートを介してＡ／Ｄ変換データ、つまりコンデンサ９の両端子間の電圧ＶＣを読み込む（ステップ１１５）。
【００２９】
ステップ１１５で電圧ＶＣが０Ｖであることが確認されたら、図示していないスイッチング制御回路は、第４スイッチＳ４を開路し、所定時間ｔｗ１経過後、第２スイッチＳ２を閉路する。そして、第２スイッチＳ２及び第３スイッチＳ３を第２の設定時間である第２閉路時間Ｔ２の間、閉路する（ステップ１１７）。すなわち、第３のスイッチング手段により、接地電位部７と電源３の負端子との間にコンデンサ９を直列に接続した回路、つまり、図１に示すように、正側主回路配線５ａ、図１において点線で示すような位置に仮定される正端子側の地絡抵抗Ｒｐ、接地電位部７、第３抵抗Ｒ３、第３スイッチＳ３、第１ダイオードＤ１、第１抵抗Ｒ１、コンデンサ９、第２スイッチＳ２、そして負側主回路配線５ｂを順次直列に電源３に接続した回路が形成される。これにより、第２閉路時間Ｔ２の間、コンデンサ９への充電が行われ、図３に示すように、地絡抵抗Ｒｐの値に応じてコンデンサ９の両端子間の電圧ＶＣが上昇する。
【００３０】
なお、ステップ１１７で第２スイッチＳ２及び第３スイッチＳ３を第２の設定時間である第２閉路時間Ｔ２の間閉路する際、第６スイッチＳ６を開路つまり遮断する。第６スイッチＳ６は、通常は閉路されており、マイコン１１のＡ／Ｄポートには、第３スイッチＳ３と第３抵抗Ｒ３との間の部位の電圧が印可される状態となっている。しかし、第６スイッチＳ６は、第２スイッチＳ２及び第３スイッチＳ３が閉路する間は遮断され、マイコン１１のＡ／Ｄポートには、第３スイッチＳ３と第３抵抗Ｒ３との間の部位の電圧が印可されない状態となる。すなわち、第２スイッチＳ２及び第３スイッチＳ３が閉路している間、第３スイッチＳ３と第３抵抗Ｒ３との間の部位は、負電位となるが、第６スイッチＳ６が第２スイッチＳ２及び第３スイッチＳ３が閉路する間遮断されることにより、この負電位がマイコン１１のＡ／Ｄポートに印可されるのを防いでいる。
【００３１】
ステップ１１７において第２閉路時間Ｔ２が経過すると、図２及び図３に示すように、第２スイッチＳ２が開路つまり遮断され、所定時間ｔｗ１経過後、第４スイッチＳ４が閉路され、第３スイッチＳ３及び第４スイッチＳ４が閉路された状態となる。すなわち、第４のスイッチング手段により、コンデンサ９の両端子間の電圧を検出するマイコン１１が接続された回路が形成されると共に、第２抵抗Ｒ２、第３抵抗Ｒ３、そして第４抵抗Ｒ４を含むコンデンサ９からの放電回路が形成される。そして、第４スイッチＳ４が閉路されてから所定時間ｔｗ２経過後、マイコン１１は、Ａ／Ｄポートを介してＡ／Ｄ変換データ、つまりコンデンサ９の両端子間の電圧ＶＣを読み込む（ステップ１１９）。このときのコンデンサ９の両端子間電圧ＶＣの値を検出電圧ＶＣＰとする。
【００３２】
ここで、マイコン１１は、ステップ１１３、１１９で検出したＶＣＮ、ＶＣＰを用いて、以下の式（２）から、電源３の接地電位部７となる車体などに対する絶縁抵抗、すなわち地絡抵抗Ｒｎ、Ｒｐを代表する地絡抵抗値ＲＬを算出する（ステップ１２１）。
ＲＬ＝〔−Ｒ１−Ｔ２／Ｃ・ｌｎ｛１−（ＶＣＰ＋ＶＣＮ）／Ｖ０ｓ｝〕・ｂ…（２）
ただし、式（２）において、Ｔ２は第２閉路時間、Ｃはコンデンサ９の容量、Ｒ１は第１抵抗Ｒ１の抵抗値、Ｖ０ｓはステップ１２１で推定した電源電圧、ｂは後述する補正値である。
【００３３】
一方、図示していないスイッチング制御回路は、ステップ１１９でコンデンサ９の両端子間の電圧ＶＣを検出した後、第３スイッチＳ３及び第４スイッチＳ４が閉路された状態で、第５スイッチＳ５を閉路して第２抵抗Ｒ２をバイパスさせ、コンデンサ９からの放電に要する時間を短縮する。第５スイッチＳ５を閉路して所定時間ｔｄ２経過後、第５スイッチＳ５を開路つまり遮断した後、マイコン１１は、Ａ／Ｄポートを介してＡ／Ｄ変換データ、つまりコンデンサ９の両端子間の電圧ＶＣを読み込む（ステップ１２３）。そして、ステップ１２５で電圧ＶＣが０Ｖであることが確認された時点で、１回の絶縁状態の検出サイクルを終了する。また、絶縁状態の検出を行う間、ステップ１０１からステップ１２３までの絶縁状態の検出サイクルを繰り返す。
【００３４】
マイコン１１は、１回の絶縁状態の検出サイクルで求めた地絡抵抗値ＲＬから絶縁状態を判定する。例えば、地絡抵抗値ＲＬと、予め絶縁状態を判定するために定めた基準となる地絡抵抗の値つまり基準抵抗値とを比較し、地絡抵抗値ＲＬが基準抵抗値以下になっている場合には、絶縁不良が生じていると判定する。
【００３５】
ところで、式（２）などからわかるように、コンデンサ９の容量Ｃ、さらに第１抵抗Ｒ１の抵抗値Ｒ１が製品間差や温度変化などによりばらつくと、地絡抵抗値ＲＬの計測精度に影響し、検出した地絡抵抗値ＲＬの精度が低下してしまう。したがって、絶縁状態の検出精度が低下してしまうことになる。特にコンデンサ９は、浮遊容量を考慮すると数μＦといった比較的大きな値のものが必要となるため、例えば製品間差において±５％程度のばらつきがあるとすると、これに温度変化を考慮すると±１０％程度のばらつきが生じる場合があり、このようなコンデンサ９の容量のばらつきが絶縁状態の検出精度を低下させてしまうことになる。加えて、経時変化による部品定数の変化によって生じるばらつきなども絶縁状態の検出精度を低下させてしまうことになる。
【００３６】
しかし、本実施形態の絶縁検出装置１では、絶縁検出のサイクルの最初の段階で第１スイッチＳ１と第２スイッチＳ２を、コンデンサ９を完全に充電するのに要する時間よりも短い第１閉路時間Ｔ１の間閉路することにより、電源３の電源電圧を推定している。第１スイッチＳ１と第２スイッチＳ２を短時間閉路してコンデンサ９を充電する場合は、実際のコンデンサ９の容量と抵抗Ｒ１の抵抗値とで決定される時定数Ｃ・Ｒ１で充電されるときの充電到達電圧を推定する方式であるため、推定した電源電圧Ｖ０ｓは、実際の電源３の電源電圧ではなく、コンデンサ９と抵抗Ｒ１の容量及び抵抗値の誤差、つまりばらつきを含んだ値となる。そして、このばらつきを含む推定した電源電圧Ｖ０ｓを、絶縁検出のサイクルにおける以降に続くステップ１２１で行う地絡抵抗値ＲＬの演算に用いることで、コンデンサ９の容量のばらつきに対する補正が行われ、コンデンサ９の容量のばらつきによって生じる実際の地絡抵抗の値と、算出した地絡抵抗値ＲＬとの誤差を低減することができる。したがって、絶縁状態の検出精度を向上できる。
【００３７】
ここで、本実施形態の絶縁検出装置１によって計測した地絡抵抗値ＲＬと、実際の地絡抵抗の値との誤差をある所定の規格容量を有するコンデンサ９、そしてある所定の規格抵抗値を有する第１抵抗Ｒ１を用いた場合を想定して計算した結果を図４に示す。なお、コンデンサ９は、製品間差と温度変化を考慮して±１０％程度の容量のばらつきが、第１抵抗Ｒ１は、製品間差と温度変化を考慮して±２％程度の容量のばらつきがあるものとする。図４において、Ｖ０計測時間は、第１閉路時間を意味し、したがって、図４では、第１閉路時間Ｔ１をｔ秒、２ｔ秒、そして３ｔ秒、ただしｔ＜２ｔ＜３ｔとした場合の計測誤差を示している。なお、図４は、縦軸を検出精度つまり検出誤差、横軸を地絡抵抗の値として計算結果をグラフ化したものである。
【００３８】
図４からわかるように、従来の絶縁検出装置で検出した場合、つまり推定した電源電圧を用いていない場合に比べて、本実施形態の絶縁検出装置１で検出した場合、つまり推定した電源電圧を用いた場合の方が各地絡抵抗値に対して計測誤差が低減されている。さらに、Ｖ０計測時間つまり第１閉路時間Ｔ１の設定によって計測誤差の低減度合いが異なっており、第１閉路時間Ｔ１がｔ秒のときには、地絡抵抗が小さくなるにしたがって誤差が大きくなるが、地絡抵抗が大きくなるにしたがって誤差が小さくなっている。第１閉路時間Ｔ１が２ｔ秒のときには、地絡抵抗が大きい場合には、第１閉路時間Ｔ１がｔ秒のときよりも誤差が大きくなるが、各地絡抵抗にわたって平均的に誤差が小さくなっている。第１閉路時間Ｔ１が３ｔ秒のときにも各地絡抵抗にわたって平均的に誤差が小さくなっているが、誤差は、第１閉路時間Ｔ１が２ｔ秒のときよりも大きい。
【００３９】
したがって、絶縁不良を判定するための基準抵抗値の設定を比較的大きな値とする場合には、第１閉路時間Ｔ１をｔ秒とするのが好ましく、絶縁不良を判定するための基準抵抗値の設定を比較的小さな値とする場合には、第１閉路時間Ｔ１を２ｔ秒とするのが好ましい。このように、第１閉路時間Ｔ１つまり第１の設定時間は、基準抵抗値周辺で計測誤差が小さくなるように選択するのが好ましい。例えば、図４において基準抵抗値をＲΩに設定したとすれば、第１閉路時間Ｔ１として２ｔ秒を選択するのが好ましく、このとき、従来の絶縁検出装置では±１０％以上の計測誤差があるのに対し、本実施形態の絶縁検出装置１では、±２％以下の計測誤差となり、絶縁状態の検出精度を向上できることになる。
【００４０】
一方、本実施形態の絶縁検出装置１では、式（１）に定数としてコンデンサ９の容量Ｃ、さらに第１抵抗Ｒ１の抵抗値Ｒ１が含まれていることなどからわかるように、コンデンサ９の容量Ｃ、さらに第１抵抗Ｒ１の抵抗値Ｒ１に製品間差などによりばらつきがあると、絶縁検出装置１で推定した電源３の電源電圧に誤差が生じることとなる。このため、本実施形態の絶縁検出装置１では、例えば工場での生産過程や車両への組み付け前、さらに車両の定期検査時などに、マイコン１１で推定した電源電圧を補正するための補正作業を行うことができる。
【００４１】
絶縁検出装置１の補正作業を行う場合、図５に示すように、既知の電源電圧を有する基準電源と、既知の抵抗値を有する基準抵抗とを絶縁検出装置１に接続する。このとき、基準電源は、図１における電源３に相当する位置に、基準抵抗は、図１における正端子側の地絡抵抗Ｒｐ及び負端子側の地絡抵抗Ｒｎに対応させた位置に接続する（ステップ２０１）。
【００４２】
ステップ２０１で基準電源と基準抵抗とを絶縁検出装置１に接続した後、図５に示すように、補正手段となるマイコン１１の補正モードポートに接続された第７スイッチＳ７を閉路つまりオンする（ステップ２０３）。第７スイッチＳ７が開路つまり遮断された状態では、補正モードポートに所定の正電位が印加されているが、第７スイッチＳ７をオンすることによって補正モードポートの印加電位が０Ｖとなり、マイコン１１は、これを補正モードの開始指令としている。したがって、第７スイッチＳ７をオンすることで、マイコン１１の補正機能つまり補正プログラムがスタートする。ステップ２０３で補正機能がスタートすると、図２に示す絶縁状態の検出動作の内、ステップ１０１からステップ１０９を行い、前述の式（１）から電源電圧Ｖ０ｓを推定する。そして、推定した電源電圧Ｖ０ｓと予めマイコン１１に入力されている基準電源の既知の電源電圧とに差がないか比較する（ステップ２０５）。なお、ステップ２０５において前述の式（１）で最初に電源電圧Ｖ０ｓを推定する場合、式（１）の補正値ａは、１としており、最初に推定した電源電圧Ｖ０ｓは補正されていない状態となっている。
【００４３】
ステップ２０５において、推定した電源電圧Ｖ０ｓと基準電源の既知の電源電圧とに差がある場合には、例えば基準電源の既知の電源電圧に対する推定した電源電圧Ｖ０ｓの比率などから補正値ａを算出する（ステップ２０７）。ステップ２０７の後、ステップ２０５に戻り、ステップ２０７で算出した補正値ａを用いて前述の式（１）から補正した電源電圧Ｖ０ｓを算出し、この補正した電源電圧Ｖ０ｓと、予めマイコン１１に入力されている基準電源の既知の電源電圧とに差がないか再度比較する。このように、補正した電源電圧Ｖ０ｓと、予めマイコン１１に入力されている基準電源の既知の電源電圧との差がなくなるまで、ステップ２０５とステップ２０７が繰り返される。
【００４４】
一方、ステップ２０５において、推定した電源電圧Ｖ０ｓと予めマイコン１１に入力されている基準電源の既知の電源電圧とに差がない場合、またはステップ２０７で算出した補正値ａで補正した電源電圧Ｖ０ｓと予めマイコン１１に入力されている基準電源の既知の電源電圧とに差がなくなった場合には、図２に示す絶縁状態の検出動作の内、ステップ１１１からステップ１２３を行い、前述の式（２）から地絡抵抗値ＲＬを算出する。そして、算出した地絡抵抗値ＲＬと予めマイコン１１に入力されている基準抵抗の既知の抵抗値とに差がないか比較する（ステップ２０９）。なお、ステップ２０９において前述の式（２）で最初に地絡抵抗値ＲＬを算出する場合、式（２）の補正値ｂは、１としており、最初に算出した地絡抵抗ＲＬは補正されていない状態となっている。
【００４５】
ステップ２０９において、算出した地絡抵抗値ＲＬと基準抵抗の既知の抵抗値とに差がある場合には、例えば基準抵抗の既知の抵抗値に対する算出した地絡抵抗値ＲＬの比率などから補正値ｂを算出する（ステップ２１１）。ステップ２１１の後、ステップ２０９に戻り、ステップ２１１で算出した補正値ｂを用いて前述の式（２）から補正した地絡抵抗値ＲＬを算出し、この補正した地絡抵抗値ＲＬと、予めマイコン１１に入力されている基準抵抗の既知の抵抗値とに差がないか再度比較する。このように、補正した地絡抵抗値ＲＬと、予めマイコン１１に入力されている基準抵抗の既知の抵抗値との差がなくなるまで、ステップ２０９とステップ２１１が繰り返される。
【００４６】
一方、ステップ２１１において、ステップ２０９で算出した地絡抵抗値ＲＬと予めマイコン１１に入力されている基準抵抗の既知の抵抗値とに差がない場合、またはステップ２１１で算出した補正値ｂで補正した地絡抵抗値ＲＬと予めマイコン１１に入力されている基準抵抗の既知の抵抗値とに差がなくなった場合には、補正モードを終了するため、補正機能を果たすプログラムを終了し（ステップ２１３）、補正作業を終了する。
【００４７】
そして、実際に絶縁状態の検出動作を行うとき、マイコン１１は、図２に示すような電源３の電源電圧を推定するステップ１０７において、前述の式（１）の補正値ａとして、この補正モードで算出した補正値ａを、前述の式（２）の補正値ｂとして、この補正モードで算出した補正値ｂを用いて、各々推定した電源電圧Ｖ０ｓ及び地絡抵抗値ＲＬを算出する。
【００４８】
なお、本実施形態の絶縁検出装置１では、コンデンサ９の容量Ｃや第１抵抗Ｒ１の抵抗値Ｒ１などの製品間のばらつきにより生じる、実際の電源３の電源電圧に対する推定した電源電圧の誤差を低減することができる。しかし、実際の電源３の電源電圧に対する推定した電源電圧の誤差を生じるもう一つの要因として、絶縁検出装置１の周囲の温度変化によるコンデンサ９の容量Ｃや第１抵抗Ｒ１の抵抗値Ｒ１などの変化がある。したがって、絶縁検出装置１の周囲の温度変化により生じる実際の電源３の電源電圧に対する推定した電源電圧の誤差が、コンデンサ９の容量Ｃや第１抵抗Ｒ１の抵抗値Ｒ１などの製品間のばらつきにより生じる誤差よりも大きなものである場合には、マイコン１１に温度センサポートを設け、この温度センサポートに絶縁検出装置１周囲の温度を検出する温度センサ、例えばサーミスタなどの感温素子などを接続する。そして、複数の温度条件、例えば高温条件と低温条件といった２点の温度条件に絶縁検出装置１を置いた状態で、各々補正モードの動作を行うことにより、温度補償を考慮した補正値ａ、ｂを算出することができる。
【００４９】
このように本実施形態の絶縁検出装置１では、マイコン１１が補正機能を有しており、補正手段となるため、絶縁検出装置１に電圧が既知の基準電源と抵抗値が既知の基準抵抗を接続した状態で絶縁状態の検出動作を行うことで、電源３の推定した電源電圧を補正するための補正値ａを算出するができる。そして、実際に絶縁検出装置１で電源３の絶縁状態の検出を行う際に、この補正値ａにより推定した電源電圧Ｖ０ｓの算出時に値を補正することで、コンデンサ９の容量Ｃや第１抵抗Ｒ１の抵抗値Ｒ１などの製品間でのばらつきなどによって生じる電源３の実際の電源電圧に対する推定した電源電圧Ｖ０ｓの誤差を小さくできる。したがって、推定した電源電圧の精度を向上できる。
【００５０】
さらに、推定した電源電圧の精度を向上できることにより、電源電圧の異常を検出するための判定値を、実際の電源電圧の値に近づける、言い換えればマージンを小さくできるため、電源電圧の異常を正確に検出できないといった問題を生じ難くできる。したがって、本実施形態の絶縁検出装置１は、値絡抵抗の測定や絶縁状態の検出だけでなく、電源電圧の異常を判定するための電源電圧の検出装置としても用いることができ、またこれにより、絶縁検出装置の用途を広げることができる。加えて、経時的に補正モードを実施して補正値ａを更新することで、コンデンサ９や第１抵抗Ｒ１の経時的劣化により容量Ｃや抵抗値Ｒ１に変化が生じても、電源電圧の推定精度を維持できる。さらに、コンデンサ９や第１抵抗Ｒ１に容量Ｃや抵抗値Ｒ１のばらつきが比較的大きい精度の低い部品を使用しても、電源電圧の推定精度を向上できる。
【００５１】
さらに、本実施形態の絶縁検出装置１では、マイコン１１の補正機能が、算出した地絡抵抗値ＲＬを補正するための補正値ｂを算出する機能も有している。したがって、実際に絶縁検出装置１で電源３の絶縁状態の検出を行う際に、この補正値ｂにより地絡抵抗値ＲＬの算出時に算出した値の補正を行うことで、コンデンサ９の容量Ｃや第１抵抗Ｒ１の抵抗値Ｒ１などの製品間でのばらつきなどによって生じる電源３の実際の地絡抵抗に対する算出した地絡抵抗値ＲＬの誤差を小さくできる。したがって、推定した電源電圧Ｖ０ｓを用いることによって地絡抵抗の計測誤差を低減できるのに加え、マイコン１１で、地絡抵抗値ＲＬを補正することによっても地絡抵抗値ＲＬの計測誤差を低減できるため、絶縁状態の検出精度を一層向上できる。ただし、推定した電源電圧の精度の向上のみを目的とする場合には、補正値ｂによる地絡抵抗値ＲＬの補正を行わない構成にすることもできる。
【００５２】
ところで、本実施形態の絶縁検出装置１では、第２スイッチＳ２及び第３スイッチＳ３が閉路している間、第３スイッチＳ３と第３抵抗Ｒ３との間の部位は、負電位となる。このため、第２スイッチＳ２及び第３スイッチＳ３が閉路している間、負電位がマイコン１１のＡ／Ｄポートに印可され、マイコン１１が破損する可能性がある。このような負電位がマイコン１１のＡ／Ｄポートに印可されるのを抑制するめに、ショットキーダイオードＳＤ１が設けられている。しかし、絶縁検出装置１の周囲温度によってショットキーダイオードＳＤ１の特性は変化するため、絶縁検出装置１の周囲温度によってショットキーダイオードＳＤ１のマイコン１１のＡ／Ｄポートへの負電位の印可の抑制能力は変化してしまう。したがって、ショットキーダイオードＳＤ１では、マイコン１１のＡ／Ｄポートへの負電位の印可を防げずマイコン１１が破損する場合がある。
【００５３】
これに対して、本実施形態の絶縁検出装置１では、第３スイッチＳ３と第３抵抗Ｒ３との間の部位とマイコン１１のＡ／Ｄポートとの間に第６スイッチＳ６を設け、少なくとも第２スイッチＳ２及び第３スイッチＳ３が閉路し、マイコン１１がＡ／Ｄポートを介してＡ／Ｄ変換データを読み込むときに第６スイッチＳ６を開路する構成としている。これにより、マイコン１１のＡ／Ｄポートに負電位が印可される可能性がある場合に、マイコン１１のＡ／Ｄポートへの通電を遮断できるので、マイコン１１の破損を防ぐことができる。なお、第６スイッチＳ６を設けた場合、ショットキーダイオードＳＤ１がマイコン１１の破損の抑制のみに用いられているものであれば、ショットキーダイオードＳＤ１を設けていない構成にすることもできる。
【００５４】
さらに、本実施形態の絶縁検出装置１では、閉路したときに第２抵抗Ｒ２をバイパスする経路を形成する第５スイッチＳ５を含むバイパス手段を備えているため、マイコン１１によるコンデンサ９の両端子間の電圧の検出後に第５スイッチＳ５を閉路することで、コンデンサ９からの放電時間を短縮することができる。したがって、絶縁検出のための１サイクルに要する時間を短縮することができ、単位時間当たりの絶縁検出の回数を増やし、絶縁検出の精度をさらに向上できる。
【００５５】
なお、第５スイッチＳ５を含むバイパス手段としては、本実施形態の構成に限らず、バイパス手段は、図６に示すように、第２抵抗Ｒ２の両端子間に、第２抵抗Ｒ２と並列に第５スイッチＳ５が接続されている構成にすることもできる。また、絶縁検出のための１サイクルに要する時間の短縮などの必要性がない場合などには、第５スイッチＳ５を含むバイパス手段を設けない構成にすることもできる。
【００５６】
また、本実施形態では、電源３の正端子側の地絡抵抗Ｒｐと負端子側の地絡抵抗Ｒｎを代表する地絡抵抗値ＲＬを算出している。しかし、個別の式により電源電圧Ｖ０ｓと検出電圧ＶＣＰ、ＶＣＮなどとに基づいて電源３の正端子側の地絡抵抗Ｒｐと負端子側の地絡抵抗Ｒｎを個々に推定し、絶縁不良の部位も検出できるようにすることもできる。
【００５７】
また、本実施形態の絶縁検出装置１では、演算手段となるマイコン１１によって式（１）や式（２）によって推定した電源電圧Ｖ０ｓや地絡抵抗値ＲＬを演算している。しかし、これらの式（１）や式（２）といった複雑な関数式の演算にかかる時間を短縮するため、マイコン１１の記憶手段となるメモリなどにアドレスに対応させて推定した電源電圧Ｖ０ｓや地絡抵抗値ＲＬなどを記憶した電源電圧用データテーブルや地絡抵抗値用データテーブルなどを準備し、演算手段であるマイコン１１で各々のデータテーブルに対応したアドレスを演算する構成にすることもできる。このとき、演算手段であるマイコン１１は、電源電圧を推定するために検出したコンデンサ９の両端子間電圧ＶＣの値つまり検出電圧Ｖ０、推定した電源電圧Ｖ０ｓ及び地絡抵抗値ＲＬを求めるために検出したコンデンサ９の両端子間電圧ＶＣの値つまり検出電圧ＶＣＮ、ＶＣＰなどから、式（１）や式（２）よりも簡単なアドレスの演算式により、各々電源電圧用データテーブルのアドレス、地絡抵抗値用データテーブルのアドレスを算出し、この算出した各々のアドレスから推定した電源電圧Ｖ０ｓや地絡抵抗値ＲＬを決定する。
【００５８】
なお、このような電源電圧用データテーブルや地絡抵抗値用データテーブルを用いて推定した電源電圧Ｖ０ｓや地絡抵抗値ＲＬを求める構成の絶縁検出装置に本願発明を適用する場合のマイコン１１の補正モードの動作について以下に説明する。ここでは、図５に示した動作と同じ動作を行うステップには同じ符号を付して説明を省略し、図５と異なる動作のみを説明する。推定した電源電圧の補正では、図７に示すように、ステップ２０３でマイコンを補正モードにした後、電源電圧用データテーブルに対するアドレスを算出する。そして、この電源電圧用データテーブルに対するアドレスにより電源電圧用データテーブルから電源電圧Ｖ０ｓを求め、この電源電圧用データテーブルから求めた電源電圧Ｖ０ｓと基準電源の既知の電源電圧とを比較する（ステップ２１５）。
【００５９】
ステップ２１５において電源電圧用データテーブルから求めた電源電圧Ｖ０ｓと基準電源の既知の電源電圧とに差がある場合には、ステップ２１５で算出した電源電圧用データテーブルに対するアドレスをシフトする（ステップ２１７）。ステップ２１７の後、ステップ２１５に戻り、ステップ２１７でシフトした電源電圧用データテーブルに対するアドレスにより電源電圧用データテーブルから補正した電源電圧Ｖ０ｓを求め、この補正した電源電圧Ｖ０ｓと、予めマイコン１１に入力されている基準電源の既知の電源電圧とに差がないか再度比較する。このように、補正した電源電圧Ｖ０ｓと、予めマイコン１１に入力されている基準電源の既知の電源電圧との差がなくなるまで、ステップ２１７で電源電圧用データテーブルに対するアドレスをシフトし、ステップ２１５で補正した電源電圧Ｖ０ｓを求める動作が繰り返される。
【００６０】
一方、地絡抵抗値の補正では、地絡抵抗値用データテーブルに対するアドレスを算出する。そして、この地絡抵抗値用データテーブルに対するアドレスにより地絡抵抗値用データテーブルから地絡抵抗値ＲＬを求め、この地絡抵抗値用データテーブルから求めた地絡抵抗値ＲＬと基準抵抗の既知の抵抗値とを比較する（ステップ２１９）。ステップ２１９において地絡抵抗値用データテーブルから求めた地絡抵抗値ＲＬと基準抵抗の既知の抵抗値とに差がある場合には、ステップ２１９で算出した地絡抵抗値用データテーブルに対するアドレスをシフトする（ステップ２２１）。
【００６１】
ステップ２２１の後、ステップ２１９に戻り、ステップ２２１でシフトした地絡抵抗値用データテーブルに対するアドレスにより地絡抵抗値用データテーブルから補正した地絡抵抗値ＲＬを求め、この補正した地絡抵抗値ＲＬと、予めマイコン１１に入力されている基準抵抗の既知の抵抗値とに差がないか再度比較する。このように、補正した地絡抵抗値ＲＬと、予めマイコン１１に入力されている基準抵抗の既知の抵抗値との差がなくなるまで、ステップ２２１で地絡抵抗値用データテーブルに対するアドレスをシフトし、ステップ２１９で補正した地絡抵抗値ＲＬを求める動作が繰り返される。
【００６２】
また、本実施形態の絶縁検出装置１では、第６スイッチＳ６は、通常は閉路されており、マイコン１１のＡ／Ｄポートに第３スイッチＳ３と第３抵抗Ｒ３との間の部位の電圧が印可される状態となっているが、第２スイッチＳ２及び第３スイッチＳ３が閉路する間は遮断され、マイコン１１のＡ／Ｄポートに第３スイッチＳ３と第３抵抗Ｒ３との間の部位の電圧が印可されない状態とする。しかし、第６スイッチＳ６は、図８に示すように、通常は開路され、第３スイッチＳ３と第４スイッチＳ４とが閉路された状態で、マイコン１１がＡ／Ｄポートを介してＡ／Ｄ変換データを読み込むときにのみ閉路され、マイコン１１のＡ／Ｄポートに第３スイッチＳ３と第３抵抗Ｒ３との間の部位の電圧が印可される構成にすることもできる。このような構成とすれば、マイコン１１のＡ／Ｄポートへの負電位の印可を防ぐだけでなく、マイコン１１のＡ／Ｄポートへ不要なノイズやその他のストレスが印可されるのを抑制することもできる。
【００６３】
また、本発明は、本実施形態において示した回路構成に限らず、正端子側及び負端子側の配線が接地電位部から絶縁された直流電源にコンデンサを直列に第１の設定時間の間接続する第１のスイッチング手段、電源の正端子と接地電位部との間に前記コンデンサを直列に第２の設定時間の間接続する第２のスイッチング手段、電源の負端子と接地電位部との間にコンデンサを直列に第２の設定時間の間接続する第３のスイッチング手段、第１、第２及び第３の各スイッチング手段の遮断後にコンデンサの両端子間の電圧を検出する検出手段を接続する第４のスイッチング手段などをそなえていれば様々な回路構成の絶縁検出装置に適用することができる。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、推定した電源電圧の精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用してなる絶縁検出装置の一実施形態の概略構成を示す図である。
【図２】本発明を適用してなる絶縁検出装置の一実施形態における絶縁抵抗の算出動作を示すフロー図である。
【図３】各スイッチ部の動作に対するコンデンサの充放電状態と電圧の読み込みタイミングを示すタイムチャートである。
【図４】絶縁抵抗の値に対する各電源電圧の計測時間で検出した絶縁抵抗の値の検出誤差を示す図である。
【図５】本発明を適用してなる絶縁検出装置の一実施形態における補正モードの動作を示すフロー図である。
【図６】本発明を適用してなる絶縁検出装置の変形例の概略構成を示す図である。
【図７】本発明を適用してなる絶縁検出装置の変形例における補正モードの動作を示すフロー図である。
【図８】本発明を適用してなる絶縁検出装置の変形例における各スイッチ部の動作に対するコンデンサの充放電状態と電圧の読み込みタイミングを示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１  絶縁検出装置
３  電源
５ａ  正側主回路配線
５ｂ  負側主回路配線
７  接地電位部
９  コンデンサ
１１  マイコン
Ｓ１  第１スイッチ
Ｓ２  第２スイッチ
Ｓ３  第３スイッチ
Ｓ４  第４スイッチ
Ｓ５  第５スイッチ
Ｓ６  第６スイッチ
Ｓ７  第７スイッチ
Ｒｐ  正端子側地絡抵抗
Ｒｎ  負端子側地絡抵抗
【図１】
2004170137.tif 000003
【図２】
2004170137.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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