CN104977510A

CN104977510A - 绝缘检测装置

Info

Publication number: CN104977510A
Application number: CN201510154737.3A
Authority: CN
Inventors: 河村佳浩; 有谷亮介
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2014-04-03
Filing date: 2015-04-02
Publication date: 2015-10-14
Anticipated expiration: 2035-04-02
Also published as: DE102015206078A1; US9874595B2; JP2015197406A; DE102015206078B4; US20150285851A1; CN104977510B

Abstract

本发明提供一种绝缘检测装置，能够根据状况来选择短时间的直流电源的输出电压的检测及接地电阻的检测、和高精度的直流电源的输出电压的检测及接地电阻的检测。绝缘检测装置包括：飞跨电容器，其保持充电电压；及检测运算单元，其检测飞跨电容器的充电电压，并基于该检测电压运算与地线电气绝缘的直流电源与地线之间所形成的接地电阻，其中，飞跨电容器包括：1个或多个第1电容器；1个或多个第2电容器，其与第1电容器并联；及并联解除开关，其配置在第1电容器与第2电容器之间，进行第1电容器与第2电容器的并联和该并联的解除，通过并联解除开关的接通/断开，对飞跨电容器的容量进行可变控制。

Description

绝缘检测装置

技术领域

本发明涉及绝缘检测装置，特别涉及适合对在利用由电力产生的推进力的车辆上搭载的非接地的直流电源进行绝缘检测的绝缘检测装置。

背景技术

在近年来的电动汽车、混合动力车上，搭载有电池集合体(以下，简略记载为直流电源)作为高电力、高输出、且紧凑型的直流电源。该直流电源是将具有正电极和负电极的多个单电池串联连接而构成的，其输出电压为200V(伏特)以上。因此，直流电源的作为输出的正负的各电源线是与车辆(车身)电气绝缘的构成、即直流电源是非接地的构成，车辆(车身)是不作为直流电源的地线来使用的构成。

在这样的构成的车辆中，例如，如专利文献1所记载的绝缘检测装置那样，一般的构成是：使用飞跨电容器方式的绝缘检测技术监视直流电源的输出电压，并且，监视直流电源与车辆(车身)的绝缘状态。在该专利文献1所记载的绝缘检测装置中，包括：飞跨电容器，其处于从接地电位即地线悬浮的状态；多个电阻及二极管；及多个开关，其对直流电源与飞跨电容器、多个电阻及二极管的连接进行控制。

在该绝缘检测装置中，开关被适当地控制，在飞跨电容器的一个端子与直流电源的正极连接、且飞跨电容器的另一个端子与直流电源的负极连接的状态下，将该飞跨电容器充电，并检测充电至该飞跨电容器的电压(于输出电压对应的电压)。此后，开关被适当地控制，使充电至飞跨电容器的电压放电。接着，开关被适当地控制，作为接地电阻测量电压的检测，在飞跨电容器的一个端子经由接地电阻接地的状态下由直流电源将飞跨电容器充电，并检测充电至该飞跨电容器的第1电压。接着，在第1电压放电后，开关被适当地控制，进而在飞跨电容器的另一个端子经由接地电阻接地的状态下由直流电源将飞跨电容器充电，并检测充电至该飞跨电容器的第2电压。检测结束时，使第2电压放电。然后，基于检测到的直流电源的输出电压、第1电压、第2电压，运算直流电源(包含与直流电源连接的电源线)的绝缘状态即接地的有无。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004－170103号公报

发明内容

本发明欲解决的技术问题

在专利文献1所记载的绝缘检测装置中，在检测第1电压及第2电压时，飞跨电容器的端子的仅任一个与直流电源的电源线连接，并将该飞跨电容器充电。另一方面，形成有：在直流电源的电源线上配置的被称为Y电容的电容器、即用于去除高频噪声等的电容器(噪声去除电容器)所伴随的电容；及与地线之间形成的寄生电容等。因此，在专利文献1所记载的绝缘检测装置中，在飞跨电容器的一个端子或另一个端子经由接地电阻接地的状态下由直流电源将飞跨电容器充电时，为了抑制来自Y电容的电荷给飞跨电容器的充电带来的影响，需要使用具有比Y电容的容量充分大的容量的飞跨电容器。但是，为了高精度地检测直流电源的输出电压，需要使电容器充电至完全充电或接近完全充电的状态，在使用具有大的容量的飞跨电容器的情况下，还存在需要非常长的充电时间这种问题。

另外，还有如下要求：如车辆电源刚接通后的绝缘状态的检测那样，与检测精度相比想要使短时间的检测优先的情况、及短时间且高精度地进行直流电源的输出电压的检测。

本发明是鉴于这些的问题点而完成的，本发明的目的是提供一种绝缘检测装置，该绝缘检测装置能够根据状况来选择短时间的直流电源的输出电压的检测及接地电阻的检测、和高精度的直流电源的输出电压的检测及接地电阻的检测。

用于解决问题的技术方案

用于解决上述问题的技术方案1所述的发明是一种绝缘检测装置，包括：飞跨电容器，其保持充电电压；及检测运算单元，其检测上述飞跨电容器的充电电压，并基于该检测电压运算与地线电气绝缘的直流电源与上述地线之间所形成的接地电阻，

所述绝缘检测装置的特征在于，

上述飞跨电容器包括：1个或多个第1电容器；1个或多个第2电容器，其与上述第1电容器并联；及并联解除开关，其配置在上述第1电容器与上述第2电容器之间，进行上述第1电容器与上述第2电容器的并联和该并联的解除，

通过上述并联解除开关的接通/断开对上述飞跨电容器的容量进行可变控制。

用于解决上述问题的技术方案2所述的发明是如技术方案1所述的绝缘检测装置，其特征在于，包括：第1开关，其配置在上述飞跨电容器的一端与直流电源的正极之间；第2开关，其配置在上述飞跨电容器的另一端与上述直流电源的负极之间；第3开关，其配置在上述飞跨电容器的一端与地线之间；及第4开关，其配置在上述飞跨电容器的另一端与上述地线之间，

上述检测运算单元通过仅使上述第3及上述第4开关接通而形成的第4路径来检测上述飞跨电容器的充电电压，其中，上述飞跨电容器的充电电压是通过仅使上述第1开关和上述第2开关接通而形成的第1路径、及仅使上述第1开关和上述第4开关接通而形成的第2路径、以及仅使上述第2开关和上述第3开关接通而形成的第3路径来分别充电的上述飞跨电容器的充电电压，并且，

上述检测运算单元基于由上述第1～第3路径分别充电至上述飞跨电容器的充电电压的检测电压，运算上述接地电阻。

用于解决上述问题的技术方案3所述的发明是如技术方案1或2所述的绝缘检测装置，其特征在于，上述第1电容器和上述第2电容器的并联解除时的上述飞跨电容器的容量为上述第1电容器和上述第2电容器并联时的所述飞跨电容器的容量的一半以下。

用于解决上述问题的技术方案4所述的发明是如技术方案1至3中的任一项所述的绝缘检测装置，其特征在于，包括如下的检测模式：

在使上述并联解除开关断开的状态下，进行：

由使上述第1及上述第2开关接通而形成的上述第1路径对仅由上述第1电容器构成的上述飞跨电容器进行完全充电；及

由使上述第3及上述第4开关接通而形成的上述第4路径来检测上述完全充电的上述飞跨电容器的充电电压，并基于由上述检测运算单元检测的完全充电时的检测电压，运算上述直流电源的输出电压。

发明的效果

如以上说明的那样根据技术方案1所述的本发明，构成为：飞跨电容器包括：1个或多个第1电容器；1个或多个第2电容器，其与第1电容器并联；及并联解除开关，其配置在第1电容器与第2电容器之间，进行第1电容器与第2电容器的并联和该并联的解除，利用该并联解除开关的接通/断开来对飞跨电容器的容量进行可变控制。即，构成为：对于仅用另一个电容器的少的容量来形成飞跨电容器的检测、和用使一个电容器与另一个电容器并联的大的容量来形成飞跨电容器的检测，能够利用并联解除开关的接通/断开来控制。

因此，能够进行如下两种检测组合起来的检测：小的飞跨电容器容量下的检测、即飞跨电容器的充放电所需的时间短的检测、和大的飞跨电容器容量下的检测、即飞跨电容器的充放电所需的时间长但其检测精度好的检测。其结果是，能够得到能够根据状况来改变接地电阻的检测这种效果。

根据技术方案2所述的本发明，构成为：包括：第1开关，其配置在飞跨电容器的一端与直流电源的正极之间；第2开关，其配置在飞跨电容器的另一端与直流电源的负极之间；第3开关，其配置在飞跨电容器的一端与地线之间；及第4开关，其配置在飞跨电容器的另一端与上述地线之间，检测运算单元通过仅使第3及第4开关接通而形成的第4路径来检测上述飞跨电容器的充电电压，其中，上述飞跨电容器的充电电压是通过仅使第1开关和第2开关接通而形成的第1路径、及仅使第1开关和第4开关接通而形成的第2路径、以及仅使第2开关和第3开关接通而形成的第3路径来分别充电的上述飞跨电容器的充电电压，并且，检测运算单元基于由第1～第3路径分别充电至飞跨电容器的充电电压的检测电压，运算接地电阻，因此，由于能够进行将配置在第1～第3路径中的元件的偏差等校正了的运算，所以，能够使接地电阻的运算精度提高。

根据技术方案3所述的本发明，构成为：第1电容器与第2电容器并联解除时的飞跨电容器的容量为第1电容器与第2电容器并联时的飞跨电容器的容量的一半以下，因此，能够得到并联解除开关断开时的飞跨电容器的容量变化、即能够大幅度缩短检测时间这种效果。

根据技术方案4所述的本发明，在使并联解除开关断开的状态下，能够减小飞跨电容器容量，也能够缩短为了使飞跨电容器完全充电所需的时间，因此，能够缩短由仅第1及上述第2开关为接通的第1路径对飞跨电容器的完全充电、由仅第3及第4开关为接通的第4路径的检测运算单元所进行的飞跨电容器的充电电压的检测和基于该检测值的直流电源的输出电压的推断、及充电至飞跨电容器的电压的放电所需的时间。所以，能够得到能够短时间且高精度地监视直流电源的输出电压这种效果。

附图说明

图1是用于说明本发明的实施方式的绝缘检测装置的概略结构的图。

图2是用于说明本实施方式的绝缘检测装置的检测动作的图。

附图标记说明

S1～S4 开关

D1～D3 二极管

C0、C1 电容器

R1～R5 电阻

Rp、Rn 接地电阻

1 飞跨电容器

2 采样保持电路

3 微型计算机

4、5Y 电容

具体实施方式

以下，使用附图说明应用了本发明的实施方式。其中，在以下的说明中，对于相同的构成要素标注相同的附图标记并省略重复的说明。

图1是用于说明本发明的实施方式的绝缘检测装置的概略结构的图，以下，基于图1说明本实施方式的绝缘检测装置。其中，本实施方式的绝缘检测装置除了由2个电容器C0、C1和开关(并联解除开关)S0形成的飞跨电容器1、及由微型计算机3进行的检测控制的动作之外，其他构成是与以往的绝缘检测装置同样的构成。因此，在以下的说明中，详细说明飞跨电容器1。另外，开关S0～S4例如由公知的光MOSFET构成，是由微型计算机3进行接通/断开控制的构成。

此外，在以下的说明中，为了使说明清楚，将电容器C0、C1的端子之中的、经由开关S1(包含开关S0)与直流电源的正极连接的那一侧记为正极端子(正极侧端子)，将经由开关S2与直流电源的负极连接的那一侧记为负极端子(负极侧端子)。此时，作为电容器C0、C1，不具有极性的公知的陶瓷电容器是合适的，但是，也可以是使用具有极性的电解电容器等的构成。

如图1所示，本实施方式的绝缘检测装置分别连接于：与例如200V(伏特)以上的高压的未图示的直流电源的正极连接的电源线(在图中用高压+示出)；及与负极连接的电源线(在图中用高压－示出)。此时，与直流电源的正极连接的电源线连接于开关(第1开关)S1的一端，与负极连接的电源线连接于开关(第2开关)S2的一端。利用该构成，对根据在与直流电源的正极连接的电源线与地线之间形成的假想的接地电阻Rp、和在与负极连接的电源线与地线之间形成的假想的接地电阻Rn形成的合成的接地电阻RL进行检测，并且，对直流电源的正极与负极之间的电压即输出电压进行检测。但是，在与直流电源的正极连接的电源线与地线等之间形成的假想的电容即Y电容4、及在与直流电源的正极连接的电源线与地线等之间形成的假想的电容即Y电容5被分别形成。

开关S1的另一端经由二极管D1及电阻R1与形成飞跨电容器1的电容器C0的正极端子(图1中的上侧的端子)及开关S0的一端连接，并且，也分别与二极管D2的阴极及二极管D3的阳极连接。开关S0的另一端与容量比电容器(另一个电容器)C0的容量大的电容器(一个电容器)C1的正极端子(图1中的上侧的端子)连接。

另外，二极管D3的阴极与电阻R3的一端连接，该电阻R3的另一端分别与二极管D2的阳极及开关(第3开关)S3的一端连接。另外，开关S3的另一端经由电阻R5与地线连接，并且，与采样保持电路2的输入端子连接。

另一方面，开关S2的另一端经由电阻R2与形成飞跨电容器1的电容器C0、C1的各负极端子(图1中的下侧的端子)及开关(第4开关)S4的一端连接。该开关S4的另一端经由电阻R4与地线连接。

采样保持电路2的输出与具有微型计算机3的A/D转换器的输入端子(在图中用A/D示出)连接，将由该采样保持电路2暂时保持的电压经由A/D转换器用微型计算机3检测并作为检测电压。但是，微型计算机3与后述的检测模式相对应，也作为检测运算部(检测运算单元)而进行动作，该检测运算部根据检测电压来对直流电源的输出电压及将接地电阻Rp、Rn合成的接地电阻RL进行运算。

在以上说明的本实施方式的构成中，构成飞跨电容器1的电容器C0与电容器C1在开关S0断开的情况下，成为电容器C1的正极端子不与电容器C0的正极端子连接的构成。因此，电容器C0的容量成为飞跨电容器1的容量。

另一方面，在开关S0接通的情况下，成为电容器C1的正极端子经由开关S0与电容器C0的正极端子连接的构成。此时，如上所述，成为电容器C0的负极端子与电容器C1的负极端子电气连接的构成。因此，成为电容器C1经由开关S0与电容器C0并联的构成，电容器C0的容量与电容器C1的容量合并的(相加的)容量成为飞跨电容器1的容量。

这样，由于开关S0的接通/断开控制由微型计算机3控制，所以，微型计算机3能够根据检测模式来控制飞跨电容器1的容量。另外，由于电容器C1的容量比电容器C0的容量大，所以，能够使飞跨电容器1的容量大幅度地增加或减小。

另外，在本实施方式的绝缘检测装置中，优选的是，电容器C1的容量为以往的飞跨电容器的容量程度(例如，1μF以上)，电容器C0的容量至少为电容器C1的容量以下的容量。即，优选的是，开关S0接通时的飞跨电容器1的容量通过开关S0断开而变成一半以下。而且，优选使用：开关S0接通时的飞跨电容器1的容量通过开关S0断开而变成1/10左右的容量的电容器C0、C1。

但是，在由后述的第2路径及第3路径进行的飞跨电容器1的充电中，在形成各路径时电荷会从Y电容4、5移动到飞跨电容器1，由第2及第3路径能够检测出的电压范围会减小。

以下，详细说明使开关S1、S4接通的第2路径的情况下的影响。其中，为了使说明简单，对如下的情况进行说明：通过接通开关S 1、S4，仅是存储在Y电容4中的电荷(设为电荷量Qy)移动到飞跨电容器1，即，没有来自直流电源(图1中所示的高压+)的电荷的供给。另外，对于在Y电容4与飞跨电容器1之间、及飞跨电容器1与地线之间配置的二极管D1、及电阻R1、R4所造成的影响也进行省略。

此外，在以下的说明中，设电容器C0的容量为C0、设电容器C1的容量为C1(其中，C1＝10×C0)、设Y电容4的容量为Cy。

首先，在图1中，在开关S0断开、且开关S1～S4也断开的情况下，仅是Y电容4、5由高压+或高压－(直流电源)充电，使该Y电容4、5存储预定的电荷Q。另外，飞跨电容器1(电容器C0)是放电后，存储在电容器中的电荷是0(zero)。

接下来，在开关S1、S4接通的情况下(其中，开关S0断开)，存储在Y电容4中的电荷Qy的一部分经由开关S1移动到构成飞跨电容器1的电容器C0。此时，当Y电容4的端子间的电压、与电容器C0的端子间的电压变得相等时，电荷的移动结束。设此时的电压为电压Va、设存储在Y电容4中的电荷量为Qa、设存储在电容器C0中的电荷量为Qb。

在此情况下，因为在开关S1、S4断开时存储在Y电容4中的电荷是移动后的，因此，电荷量Qy、Qa、Qb成为下述的式1。

Qy＝Qa+Qb···(式1)

另一方面，由于Y电容4的端子间的电压与电容器C0的端子间的电压变得相等，所以，该电压Va成为Va＝Qa/Cy＝Qb/C0，Y电容4及电容器C0的电荷量Qa、Qb成为下述的式2。

Qa＝Cy×Va，Qb＝C0×Va···(式2)

因此，从式1、2得到下述的式3，开关S0断开的情况下的电压Va成为下述的式4。

Qy＝Cy×Va+C0×Va＝(Cy+C0)×Va···(式3)

Va＝Qy/(Cy+C0)···(式4)

同样，在开关S0接通的状态下，开关S1、S4断开的情况下的电压Vb成为下述的式5。

Vb＝Qy/(Cy+(C0+C1))···(式5)

此处，由于C1＝10×C0，因此，式5成为下述的式6。

Vb＝Qy/(Cy+11×C0)···(式6)

因此，根据式4和式6，电压Vb与电压Va的比率Va/Vb成为下述的式7。

Va/Vb＝(Qy/(Cy+C0))/(Qy/(Cy+11×C0))

＝(Cy+11×C0)/(Cy+C0)···(式7)

根据该式7显而易见，在电容器C0的容量C0小、例如与Y电容4、5同等程度的容量Cy的情况下，在开关S0断开时，式7成为Va/Vb＝(12×C0)/(2×C0)＝6，从Y电容4移动的电荷所导致的飞跨电容器1的初期的电压会成为开关S0接通时的6倍。此外，在使开关S2、S3接通的第3路径中也同样。

这样，即使在使飞跨电容器1的电荷全部放电至0(zero)后，在该飞跨电容器1的容量小的情况下，与容量大的情况相比，随着开关S1、S4的接通而从Y电容4移动的电荷所导致的飞跨电容器1的初期的电压也会变高。其结果是，在对飞跨电容器1施加有比初期的电压低的电压的情况下，会将初期的电压检测为飞对跨电容器1的施加电压，会将比初期的电压低的施加电压掩盖。如根据上述的式(7)显而易见那样，与飞跨电容器1的容量大的情况相比，在容量小的情况下，从该Y电容4、5移动的电荷所造成的影响会变得显著。

另一方面，在接地电阻Rp、Rn大的情况下，施加于飞跨电容器1的电压变小。因此，在接地电阻Rp、Rn大而施加于飞跨电容器1的电压小的情况下，被检测为飞跨电容器1的充电电压的电压是由从Y电容4、5移动的电荷所产生的电压。因此，接地电阻Rp、Rn大而施加于飞跨电容器1的电压小的区域的接地电阻不能检测。

例如，在设Y电容4、5各自的容量为零点几μF的情况下，在飞跨电容器1的容量为几μF的情况下，接地电阻RL的检测范围为几百kΩ～几MΩ，但是，在飞跨电容器1的容量为零点几μF的情况下，接地电阻RL的检测范围为几百kΩ～0.5MΩ左右。即，在飞跨电容器1的容量为零点几μF的情况下，即使实际的接地电阻RL为500kΩ以上，也会被检测为500kΩ。

因此，本实施方式的电容器C0的容量需要为Y电容4、5的各个的容量以上。因此，由于通常Y电容4、5的容量为零点几μF以下的容量，因此，电容器C1的容量为几μF左右、电容器C0的容量为零点几μF左右是合适的。

通过采用这样的电容器C0、C1的容量，从而在本实施方式的绝缘检测装置中，能够通过开关S0的接通/断开来切换地执行：利用与以往相同程度的飞跨电容器容量进行的接地电阻RL的检测及直流电源的输出电压的检测；及利用一半以下的飞跨电容器容量进行的接地电阻RL的检测及直流电源的输出电压的检测。

在飞跨电容器1的容量小的情况下，能够以与以往相比短的时间使飞跨电容器1充电，并且能够缩短使充电的电荷放电的时间，即，能够缩短飞跨电容器的充放电所需的时间。因此，能够使接地电阻RL的检测及直流电源的输出电压的检测所需的时间分别大幅度地缩短，能够使从直流电源的电压的异常到检测出的时间及从接地的发生到检测出的时间大幅度地缩短。其结果是，能够使被施加从直流电源到达负载的高电压的高电压部的可靠性提高。

另一方面，在飞跨电容器1的容量大的情况下，与以往同样，由于能够使多的电荷充电至飞跨电容器1，所以，能够进行使Y电容等的影响大幅度降低的对接地电阻RL的检测精度高的检测。

另外，由于电容器C0的容量小，所以，与电容器C1相比，能够容易地使用高精度且高稳定的电容器。通过使用这样的高精度且高稳定的电容器，从而即使在后述的V0f检测中的不完全充电的检测的情况下，也能够进行检测精度高的检测。但是，作为电容器C0，即使是不使用高精度且高稳定的电容器的构成，也能够得到上述的效果。

接下来，在图2中示出用于说明本实施方式的绝缘检测装置的检测动作的图，以下，基于图2说明切换了飞跨电容器容量的情况下的动作。其中，图2(a)是示出将如下动作组合的情况下的检测动作的图，该动作是：使开关S0接通来对直流电源的电压及接地电阻RL进行检测的动作；及使开关S0断开并且使电容器C0完全充电来对直流电源的电压进行检测的动作。图2(b)是示出使开关S0断开并且使电容器C0完全充电来对直流电源的电压进行检测的情况下的检测动作的图。图2(c)是示出使开关S0断开来对直流电源的电压及接地电阻RL进行检测的情况下的检测动作的图。其中，图2(a)～图2(c)所示的检测示出连续地重复的检测的一部分。另外，也可以是将图2(a)～图2(c)所示的检测作为适当组合检测。

(V0检测、V0f检测、Vc1n检测、及Vc1p检测)

在进行图2(a)所示的直流电源的电压检测和检测出接地电阻RL的动作中，首先，作为V0检测5，在将开关S0接通后，在预定期间t1的期间，将开关S1、S2分别接通。由此，形成从高压+(直流电源的正极)经由二极管D1、电阻R1、飞跨电容器1、及电阻R2到高压－(直流电源的负极)的第1路径，在期间t1的期间，飞跨电容器1由直流电源的电压充电。此时，由于开关S0接通，所以，飞跨电容器1的容量为将电容器C0与电容器C1并联的容量。因此，期间t1为了对将电容器C0的容量与电容器C1的容量相加的容量进行充电，优选充分的期间，充电时间常数为τs(秒)左右。

接着，在经过了V0检测5的期间t1后，作为检测及放电6的期间，将开关S1、S2分别断开，此后，将开关S3、S4在预定期间t2的期间分别接通。由此，形成从飞跨电容器1的一端侧(图1中的上侧、正极侧)经由二极管D3、电阻R3、及电阻R5到地线、并且从飞跨电容器1的另一端侧(图1中的下侧，负极侧)经由电阻R4到地线的第4路径，在预定期间t2的期间，将被充电至飞跨电容器1的电压放电。

此外，在检测及放电6的期间，是维持开关S0接通的构成，期间t2为了对将在期间t1充电的电压放电至0V(0伏特)，优选充分的期间，充电时间常数为τ×5s左右。

另外，在本实施方式的绝缘检测装置中，与以往同样，在将开关S3、S4分别接通的初期、即放电6的期间的开始初期，由电阻R3、R5分压的飞跨电容器1的充电电压被采样保持电路2保持，被保持的电压作为V0检测5中的检测电压V0，由微型计算机3的公知的A/D转换器进行检测，并作为检测电压V0进行保持。

接着，在经过了放电6的期间t2后，将开关S3、S4分别断开。此后，作为V0f检测13，在将开关S0断开后，在预定期间t3的期间，将开关S1、S2分别接通。由此，再次形成从高压+经由二极管D1、电阻R1、飞跨电容器1、及电阻R2到高压－的第1路径，在期间t3的期间，飞跨电容器1由直流电源的电压充电。此时，由于开关S0断开，所以，飞跨电容器1的容量为电容器C0的容量。另外，在V0f检测13中，在为了对电容器C0的容量完全充电(包含大致完全充电)的充分的期间t3，将仅成为电容器C0的飞跨电容器1充电。

该V0f检测13中，由于使飞跨电容器1完全充电，所以，充电至该飞跨电容器1的电压为与直流电源的输出电压相同的电压(大致相同的电压)。在此情况下，充电至飞跨电容器1的电压不会受到第1路径中(充电路径中)的电阻R1、R2的偏差所伴随的充电电流的偏差、开关S1、S2的寄生电阻及寄生容量的偏差、及每次V0f检测13的Y电容4、5的变动等所伴随的充放电特性的变动所伴随的充电电流的偏差等的影响。其结果是，后述的放电14的期间所检测的检测电压V0f，与在受到偏差的影响的V0检测5、9中所检测的检测电压V0相比，能够提高其检测电压的精度(绝对值精度)。

接着，在经过了V0f检测13的期间t3后，作为检测及放电14的期间，将开关S1、S2分别断开，此后，在预定期间t4的期间，将开关S3、S4分别接通。由此，形成第4路径，在预定期间t4的期间，将充电至飞跨电容器1的电压放电，并且，在将开关S3、S4分别接通的初期，将由电阻R3、R5分压的电压作为V0f检测13的检测电压V0f，由微型计算机3进行检测。

此时，由于检测电压V0f为由电阻R3和电阻R5对飞跨电容器1完全充电而得到的电压进行分压后的电压，因此，基于下述的式8，根据检测电压V0f来运算直流电源的推断输出电压V0fs。

V0＝V0f＝V0fs×R5/(R3+R5)···(式8)

此外，在V0f检测13中，也可以构成为：基于式8预先将V0f检测中的检测电压V0f与推断输出电压V0fs的关系作为表格数据进行存储，基于检测电压V0f并参照表格数据来算出推断输出电压V0fs。

另外，在检测及放电14的期间，由于飞跨电容器1的容量为电容器C0的容量，所以，比接在V0检测5后的检测及放电6的期间t2短的放电期间就足够。其结果是，与V0检测5的期间t1和接在该V0检测5后的检测及放电6的期间t2的合计相比，V0f检测13的期间t3和接在该V0f检测13后的检测及放电14的期间t4的合计是非常短的期间，能够得到以较短的时间检测检测电压V0f的效果，其中，检测电压V0f是检测出的直流电源的输出电压。

而且，由于检测电压V0f的绝对值精度能够提高，因此，能够得到直流电源的推断输出电压V0fs的绝对值精度能够提高这种效果。其结果是，得到基于直流电源的推断输出电压V0fs进行的、直流电源的输出电压的监视的精度也能够提高这种效果。

接着，在经过了放电14的期间t4后，将开关S3断开，此后，作为Vc1n检测7，在将开关S0接通后，在与V0检测5相同的预定期间t1的期间，将开关S1接通。由此，形成从高压+经由二极管D1、电阻R1、飞跨电容器1、及电阻R4到地线、并且从高压－经由接地电阻Rn到地线的第2路径，在期间t1的期间，飞跨电容器1由第2路径充电。此时，由于开关S0接通，所以，飞跨电容器1的容量为将电容器C0与电容器C1并联的容量。此外，使Vc1n检测7(包含Vc1p检测11)的期间(充电期间)为与V0检测5的期间t1相同的期间的原因在于，为了使在Vc1n检测7(包含Vc1p检测11)与V0检测5中飞跨电容器1的充放电特性相同。所以，Vc1n检测7的期间不限定于t1，也可以是其他期间，但是，优选为与之前的V0检测5的期间或Vc1p检测11的期间相同的期间。

接着，在经过了Vc1n检测7的期间t1后，作为放电8的期间(包含检测)，将开关S1断开，此后，将开关S3接通。由此，形成第4路径，在预定期间t2的期间，将充电至飞跨电容器1的电压放电，并且在开关S3接通的初期，用微型计算机3对由电阻R3、R5分压的电压进行检测，并作为Vc1n检测7的检测电压Vc1n进行保持。

在经过了该放电8的期间t2后，将开关S3、S4分别断开。此后，再次进行V0f检测13和接在该V0f检测13后的检测及放电14。另外，与上述同样，对检测电压V0f进行检测，基于该检测电压V0f并利用式8的运算，运算直流电源的推断输出电压V0fs。

在经过了该放电14的期间t4后，将开关S3、S4断开。此后，再次与上述的V0检测5和接在该V0检测5后的检测及放电6同样地，进行V0检测9及接在该V0检测9后的检测及放电10，对与V0检测9对应的检测电压V0进行检测，并进行保持。

接着，在经过了与V0检测9对应的放电10的期间t2后，将开关S3、S4分别断开。此后，再次进行V0f检测13和接在该V0f检测13后的检测及放电14。此处，与上述同样，对检测电压V0f进行检测，基于该检测电压V0f并利用上述的式8的运算，运算直流电源的推断输出电压V0fs。

在经过了该放电14的期间t4后，将开关S4断开，此后，作为Vc1p检测11，在将开关S0接通后，在与V0检测5相同的预定期间t1的期间，将开关S2接通。由此，形成从高压+经由接地电阻Rp到地线、并且从该地线经由电阻R5、二极管D2、飞跨电容器1、及电阻R2到高压－的第3路径，在期间t1的期间，飞跨电容器1由第3路径充电。此时，由于开关S0接通，所以，飞跨电容器1的容量为将电容器C0与电容器C1并联的容量。此外，Vc1p检测11的期间不限定于t1，也可以是其他期间，但是，与Vc1n检测7同样，优选之前的V0检测9的期间或与Vc1n检测7的期间相同的期间。

接着，在经过了Vc1p检测11的期间t1后，作为检测及放电12的期间，将开关S2断开，此后，将开关S4接通。由此，形成第4路径，在预定期间t2的期间，将充电至飞跨电容器1的电压放电，在将开关S4接通的初期，将由电阻R3、R5分压的电压作为Vc1p检测11的检测电压Vc1p，由微型计算机3进行检测。

此后，基于V0检测5、9中的检测电压V0、Vc1n检测7中的检测电压Vc1n、及Vc1p检测11中的检测电压Vc1p，在微型计算机3中，利用下述的式9运算Vc1n+Vc1p与V0的比率，基于该运算结果并参照表格数据，算出与接地电阻Rp和接地电阻Rn相应地形成的接地电阻RL、即将接地电阻Rp和接地电阻Rn合成的接地电阻RL。

(Vc1n+Vc1p)/V0···(式9)

此外，也可以是如下的构成：在Vc1n检测7之后的检测及放电8的期间，基于在该检测及放电8的期间所检测的检测电压Vc1n、和在V0检测5之后的检测及放电6的期间所检测的检测电压V0，运算Vc1n/V0。接着，在Vc1p检测11之后的检测及放电12的期间，基于在该检测及放电12期间所检测的检测电压Vc1p、和在V0检测9之后的检测及放电10的期间所检测的检测电压V0，运算Vc1p/V0，将该Vc1p/V0的运算结果和之前运算的Vc1n/V0的运算结果相加，基于该相加结果并参照表格数据，算出合成的接地电阻RL。

通过重复以上说明的从V0检测5到与V0f检测13相对应的放电14为止的电容器C1的充电、和充电至该电容器C1的电压的检测及放电及运算，从而能够依次实时地算出直流电源的推断输出电压V0fs和接地电阻RL，即能够将直流电源的输出电压的监视及接地的发生及绝缘的状态输出到上位的控制装置。

另外，在图2(a)的检测动作中，由于能够以高的频度对检测电压V0f的绝对值精度及推断输出电压V0fs的绝对值精度高的V0f检测13进行检测，所以，在本实施方式的绝缘检测装置中能够兼用监视电池监视单元的总电压的电压传感器，该电池监视单元监视构成直流电源的各单电池的电压。

(V0f检测的重复)

接下来，基于图2(b)说明仅将V0f检测及接在该V0f检测后的放电(包含检测)连续地重复、并算出直流电源的推断输出电压V0fs的情况下的动作。其中，图2(b)所示的V0f检测13及放电14进行与上述的图2(a)所示的V0f检测13及放电14同样的动作及运算。

如图2(b)所示，首先，作为V0f检测13，在将开关S0断开后，在预定期间t3的间，将开关S1、S2分别接通。由此，形成第1路径，在期间t3的期间，飞跨电容器1由直流电源的电压充电。在该V0f检测13中，如上所述，飞跨电容器1的容量为电容器C0的容量，而且，为了将该电容器C0的容量完全充电(包含大致完全充电)，在充分的期间t3，将仅为电容器C0的飞跨电容器1充电。

接着，在经过了V0f检测13的期间t3后，作为放电14的期间(包含电压V0f的检测)，将开关S1、S2分别断开，此后，将开关S3、S4在预定期间t4的期间分别接通。由此，形成第4路径，利用微型计算机3对检测电压V0进行检测，基于上述的式8并根据所检测的检测电压V0f来运算直流电源的推断输出电压V0fs。

通过重复以上说明的V0f检测13和与该V0f检测13对应的放电14，从而能够在短时间进行多次的电压V0f的检测及直流电源的推断输出电压V0fs的运算。

此时，如上所述，在V0f检测13中是使仅为电容器C0的容量的飞跨电容器1完全充电的构成，能够提高检测电压V0f的绝对值精度及直流电源的推断输出电压V0fs的绝对值精度。因此，在图2(b)的检测动作中，由于能够提高检测电压V0f的绝对值精度及推断输出电压V0fs的绝对值精度，所以，在本实施方式的绝缘检测装置能够兼用监视电池监视单元的总电压的电压传感器，该电池监视单元监视构成直流电源的各单电池的电压。

(V00检测、Vc01n检测、Vc01p检测)

接着，基于图2(c)说明进行使开关S0断开而飞跨电容器1仅为电容器C0的情况下的直流电源的输出电压和接地电阻RL的检测的动作。其中，图2(c)所示的Vc01n检测15、V00检测17、Vc01p检测19、及放电16、18、20除了飞跨电容器1是由电容器C0形成的构成、及与电容器C0的容量对应的期间t5～t8之外，其他构成与以往的绝缘检测装置同样。因此，在以下的说明中，详细说明飞跨电容器1的容量及与该容量对应的Vc01n检测15、V00检测17、Vc01p检测19、及放电16、18、20的各期间。

在图2(c)所示的动作中，首先，作为Vc01n检测15，开关S0断开，在预定期间t5的期间，将开关S1、S4分别接通，将开关S2、S3分别断开。由此，形成第2路径，在期间t5的期间，仅是形成飞跨电容器1的电容器C0由该第2路径充电。

接着，在经过了该Vc01n检测15的期间t5后，作为放电16的期间(包含检测)，将开关S1断开，此后，将开关S3接通。由此，形成第4路径，在预定期间t6的期间，将充电至仅为电容器C0的容量的飞跨电容器1的电压放电至0V，并且，在开关S3接通的初期，用微型计算机3检测由电阻R3、R5分压的电压，并作为Vc01n检测15的检测电压Vc01n进行保持。

在该Vc01n检测15及放电16中，各期间t5、t6是用于使电容器C0的容量的飞跨电容器1进行充放电的期间。因此，与用于将容量大于电容器C0的容量的电容器C1充放电的期间t1、t2相比，为较短的(小的)期间。

接着，在经过了放电16的期间t6后，将开关S3、S4分别断开。此后，作为V00检测17，在将开关S0断开的状态下，在预定期间t7的期间，将开关S1、S2分别接通。由此，形成第1路径，在期间t7的期间，仅是形成飞跨电容器1的电容器C0由该第1路径充电。

接着，在经过了该V00检测17的期间t7后，作为放电18的期间(包含检测)，将开关S1、S2分别断开，此后，将开关S3、S4分别接通。由此，形成第4路径，在预定期间t8的期间，将被充电至仅为电容器C0的容量的飞跨电容器1的电压放电，并且，在将开关S3、S4接通的初期，用微型计算机3检测由电阻R3、R5分压的电压，并作为V00检测17的检测电压V00进行保持。

在该V00检测17及放电18中，也由于各期间t7、t8是用于使电容器C0的容量的飞跨电容器1的充放电的期间，因此，与Vc01n检测15及放电16同样，与图2(a)所示的期间t1、t2相比，为较短的期间。

接着，在经过了放电18的期间t8后，将开关S4断开。此后，作为Vc01p检测19，在将开关S0断开的状态下，在预定期间t5的期间，将开关S2接通。由此，形成第3路径，在期间t5的期间，仅是形成飞跨电容器1的电容器C0由该第3路径充电。

接着，在经过了该Vc01p检测19的期间t5后，作为放电20的期间(包含检测)，将开关S2断开，此后，将开关S4接通。由此，形成第4路径，在预定期间t6的期间，将充电至仅为电容器C0的容量的飞跨电容器1的电压放电至0V，并且，在将开关S4接通的初期，用微型计算机3检测由电阻R3、R5分压的电压，并作为Vc01p检测19的检测电压Vc01p进行保持。

此后，基于上述的V00检测17中的检测电压V00、Vc01n检测15中的检测电压Vc01n、及Vc01p检测19中的检测电压Vc01p，在微型计算机3中，利用下述的式10，运算Vc01n+Vc01p与V00的比率，基于该运算结果并参照表格数据，算出合成了接地电阻Rp和接地电阻Rn的接地电阻RL。

(Vc01n+Vc01p)/V00···(式10)

此处，由于Vc01p检测19及放电20的期间为期间t5、t6，所以，与期间t1、t2相比，为较短的(小的)期间。

这样，图2(c)所示的动作是将比期间t1、t2短的期间t5～t8的Vc01n检测15、V00检测17、及Vc01p检测19、和放电16、18、20分别重复的动作。

因此，与重复使开关S0接通的情况下的V0检测、Vc1n检测、及Vc1p检测和其放电的检测相比，图2(c)所示的动作能够高速地算出合成的接地电阻RL。

其结果是，在车辆的启动时(点火刚接通后的期间)等需要短时间内异常的检测的情况下，能够迅速地进行监视。即，该检测模式适合于监视车辆的启动时(点火刚接通后的期间)的直流电源的输出电压及接地电阻RL。例如，在电容器C0的容量为0.1～0.3μF、电容器C1的容量为1μF程度的情况下，在开关S0接通的情况下的V0检测和其后的放电的期间，能够进行从上述的Vc01n检测15到放电20。即，由于能够完成直流电源的输出电压的检测和接地电阻RL的检测，所以非常有效。

如以上说明的那样，在本实施方式的绝缘检测装置中，构成为：飞跨电容器1包括至少2个电容器C0、C1，一个电容器C1经由开关S0与另一个电容器C0并联。另外，电容器C1的容量是与以往的飞跨电容器的容量同样的容量(例如，1μF)，电容器C0的容量是电容器C1的容量以下的容量(适当的是0.1～0.3μF左右)。而且，开关S0的接通/断开与其他开关S1～S4同样是由来自微型计算机3的未图示的开关控制输出来控制的构成。即，构成为：通过来自微型计算机3的控制输出所进行的开关S0的接通/断开，对飞跨电容器1的容量进行如下情况的可变控制：以仅由电容器C0构成飞跨电容器1的情况和由并联的电容器C0、C1构成飞跨电容器1的情况。

因此，能够将如下检测组合来进行检测：以小的飞跨电容器容量进行检测、即飞跨电容器1的充放电所需的时间短的检测；和以大的飞跨电容器容量进行检测、即飞跨电容器1的充放电所需的时间长但检测精度好的检测。

其结果是，能够得到能够根据状况来容易地切换短时间的直流电源的输出电压的检测及接地电阻RL的检测、和高精度的直流电源的输出电压的检测及接地电阻RL的检测这种效果，能够使绝缘检测装置的功能及性能提高。另外，也能够得到能够短时间且高精度地进行直流电源的输出电压的检测这种效果。

以上，基于上述发明的实施方式具体地说明了由本发明的发明人完成的发明，但是，本发明不限定于上述发明的实施方式，能够在不脱离其主旨的范围进行各种变更。

Claims

1.一种绝缘检测装置，包括：飞跨电容器，其保持充电电压；及检测运算单元，其检测上述飞跨电容器的充电电压，并基于该检测电压运算与地线电气绝缘的直流电源与上述地线之间所形成的接地电阻，

所述绝缘检测装置的特征在于，

通过上述并联解除开关的接通/断开，对上述飞跨电容器的容量进行可变控制。

2.如权利要求1所述的绝缘检测装置，其特征在于，

包括：第1开关，其配置在上述飞跨电容器的一端与直流电源的正极之间；第2开关，其配置在上述飞跨电容器的另一端与上述直流电源的负极之间；第3开关，其配置在上述飞跨电容器的一端与地线之间；及第4开关，其配置在上述飞跨电容器的另一端与上述地线之间，

3.如权利要求1或2所述的绝缘检测装置，其特征在于，

上述第1电容器和上述第2电容器的并联解除时的上述飞跨电容器的容量为上述第1电容器和上述第2电容器并联时的上述飞跨电容器的容量的一半以下。

4.如权利要求1或2所述的绝缘检测装置，其特征在于，

包括如下的检测模式：

在使上述并联解除开关断开的状态下，进行：

5.如权利要求3所述的绝缘检测装置，其特征在于，

包括如下的检测模式：

在使上述并联解除开关断开的状态下，进行：