DE102004026114B4 - Diagnosesysteme und Verfahren für eine Vorrichtung zur Erfassung eines Leckstroms - Google Patents

Diagnosesysteme und Verfahren für eine Vorrichtung zur Erfassung eines Leckstroms Download PDF

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Abstract

Diagnosesystem, welches eine Diagnose einer Vorrichtung (30) zum Erfassen eines Leckstroms in einer Leistungsversorgungseinheit durchführt, die eine Batterie (10), einen durch die Batterie (10) betriebenen Motor (15), eine Einrichtung (20) zur Umwandlung elektrischer Leistung, welche zwischen der Batterie (10) und dem Motor (15) vorgesehen ist, eine Einrichtung (55) zur Erzeugung eines simulierten Leckstroms zur Erzeugung eines Leckstromzustands zwischen der Batterie (10) und einer Fahrzeugkarosserie, und die Vorrichtung (30) zum Erfassen eines Leckstroms, welche einen simulierten Leckstrom erfaßt, enthält,
wobei das Diagnosesystem weiter umfasst:
eine Öffnungs/Schließungseinrichtung (62) zum Verbinden/Trennen der Einrichtung (20) zur Umwandlung der elektrischen Leistung mit/von der Batterie (10), und
einer Einrichtung (63) zum Erfassen der Öffnung/Schließung der Öffnungs/Schließungseinrichtung (62) und zum Ausgeben eines Ergebnisses der Erfassung an die Einrichtung (55) zur Erzeugung eines simulierten Leckstroms und der Vorrichtung (30) zum Erfassen eines Leckstroms,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung (30) zum Erfassen eines Leckstroms...

Description

  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft Diagnosesysteme und Verfahren für eine Vorrichtung zum Erfassen eines Leckstroms in einer Leistungsversorgungseinheit mit einer Leckstromerfassungsfunktion, nach den Oberbegriffen der Patentansprüche 1, 4, 6 und 7.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Es gibt Fälle, in denen ein Leckstrom von einer Gleichstromleistungsquelle (Batterie) aufgrund von Ursachen wie z. B. eines Kontaktfehlers einer Busleitung an eine Fahrzeugkarosserie fließt (es tritt ein Erdungsfehler auf). Ein Leckstrom wird daher durch eine Vorrichtung zum Erfassen eines Leckstroms erfaßt. Wenn ein Leckstrom erfaßt wird, leuchtet eine Warnleuchte oder dergleichen eines Instruments auf.
  • Entsprechend der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. 8-70503 wird zum Erfassen eines Leckstroms eine Rechteckspannug zwischen einer Batterie und einem Motor über einen Widerstand und einen Kopplungskondensator, welche seriell verbunden sind, eingegeben. Basierend auf der Tatsache, daß eine Spannung zwischen dem Widerstand und dem Kopplungskondensator entsprechend einem Leckstromzustand schwankt, wird die Spannung überwacht, so daß ein Leckstrom durch eine Vorrichtung zum Erfassen eines Leckstroms erfaßt wird.
  • Entsprechend der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. 8-226950 , wird ein Schalter über einem Kondensator und einen Widerstand, welche seriell verbunden sind, EIN-geschaltet, so daß eine Batterie für einen vorgegebenen Zeitraum geerdet ist und der Kondensator geladen ist. Die Spannung des Kondensators wird überwacht, so daß ein Leckstrom durch eine Vorrichtung zum Erfassen eines Leckstroms erfaßt wird.
  • Sowohl die in der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. 8-70503 offenbarte Vorrichtung zum Erfassen eines Leckstroms, als auch die in der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. 8-226950 offenbarte Vorrichtung zum Erfassen eines Leckstroms enthält einen Kondensator, und bestimmt ob ein Leckstrom aufgetreten ist, während zwischen der Batterie und dem Motor ein Isolierzustand beibehalten wird. Im Gegensatz zu diesen Vorrichtungen zum Erfassen eines Leckstroms, erdet eine in der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. 10-221395 offenbarte Vorrichtung zum Erfassen eines Leckstroms einen Batterieanschluß (künstlich) über einen Widerstand und einen Schalter, und führt eine Diagnose eines Betriebszustands der Vorrichtung zum Erfassen eines Leckstroms durch, welche einen Leckstromzustand (Erdungsfehler) erfaßt, um eine Selbstdiagnose der Betriebsleistung durchzuführen.
  • Jedoch ist es bei den in den offengelegten japanischen Patentveröffentlichungen Nr. 8-70503 und Nr. 8-226950 offenbarten Vorrichtungen zum Erfassen eines Leckstroms schwierig, ein Leckstrom zu erfassen, wenn ein elektrisches Potential (Gleichtaktspannung) des Batterieanschlusses in Bezug auf ein elektrisches Potential der Fahrzeugkarosserie schwankt. Dies kommt daher, da ein vorübergehender Lade/Entladestrom, welcher der Schwankung des elektrischen Potentials entspricht, an den Kondensator geleitet wird, weswegen ein Signal zum Erfassen eines Leckstroms schwankt. Dieses Phänomen, welches in den in der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. 8-70503 und der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. 8-226950 offenbarten Vorrichtungen zum Erfassen eines Leckstroms auftritt, tritt ebenfalls in der in der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. 10-221395 offenbarten Vorrichtung zum Erfassen eines Leckstroms auf. Da ein Signal zum Erfas sen eines simulierten Leckstroms schwankt, ist es schwierig, eine genaue Selbstdiagnose durchzuführen.
  • Unter den in den oben erwähnten Veröffentlichungen offenbarten Konfigurationen, gibt es eine Konfiguration, in welcher die Schaltung und ein Relais zwischen der Batterie und einem Umrichter vorgesehen sind. Auch in diesem Fall wird eine Diagnose der Betriebsleistung einer Schaltung zum Erfassen eines Leckstroms ungeachtet des EIN/AUS-Zustands des Relais oder dergleichen durchgeführt. Deshalb ist es schwierig, eine Diagnose der Betriebsleistung der in der Veröffentlichung offenbarten Schaltung zum Erfassen des Leckstroms akkurat durchzuführen.
  • Die DE 196 44 181 A1 offenbart ein Diagnosesystem nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 4, bei dem vor jedem Schließen des Hauptschalters bei noch offenen Einschaltern eine Stromquelle an die Versorgungsspannungsquelle angeschaltet wird, um Leckströme zu erfassen, die erst bei einem relativ hohem Spannungsniveau auftreten. Um Induktivitäten von Spulen, Serienwiderstände der Spulen und Stromquellen sowie ggfs. Schwellspannungen oder Zenerspannungen zu kompensieren, wird nach dem Aktivieren der Prüfstromquelle eine vorbestimmte Verzögerungs- oder Wartezeit bis zur Auswertung einer Potentialänderung vorgegeben.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Aufgabe der Erfindung ist es, Diagnosesysteme vorzusehen, welche eine Diagnose durchführen, ob eine Vorrichtung zum Erfassen eines Leckstroms, welche einen Leckstrom erfaßt (einen realen Leckstrom und einen simulierten Leckstrom), zuverlässig arbeitet, auch wenn eine Gleichtaktspannung in einer Leistungsversorgungseinheit für ein Fahrzeug schwankt, sowie Verfahren zur Diagnose anzugeben.
  • Der Erfinder konzentrierte sich auf eine Beziehung zwischen einer Gleichtaktspannung, und einer Impedanz zwischen einer Hochspannungsseite einer Leistungsversorgungseinheit und einer Fahrzeugkarosserie (Fahrzeugimpedanz). Die Fahr zeugimpedanz ändert sich, in Abhängigkeit davon, ob ein Relais, welches zwischen einer Batterie und einem Umrichter aus Sicherheitsgründen vorgesehen werden kann, EIN-geschaltet oder AUS-geschaltet ist. Wenn das Relais EIN-geschaltet ist, ist die Fahrzeugimpedanz kleiner als jene, wenn das Relais AUS-geschaltet ist, da eine elektrische Schaltung aus der Batterie, dem Umrichter und einem Motor besteht. Demzufolge ist die Gleichtaktspannung, wenn das Relais EIN-geschaltet ist, gering, und wenn das Relais AUS-geschaltet ist, hoch.
  • Entsprechend einem ersten Aspekt der Erfindung, enthält ein Diagnosesystem, welches eine Diagnose der Betriebsleistung einer Vorrichtung zum Erfassen eines Leckstroms in einer Leistungsversorgungseinheit mit einer Batterie durchführt, einen durch die Batterie betriebenen Motor, zwischen der Batterie und dem Motor vorgesehene Leistungsumwandlungseinrichtungen, Einrichtungen zur Erzeugung eines simulierten Leckstroms zur Erzeugung eines Zustands, wenn ein Leckstrom (nachstehend als "Leckstromzustand" bezeichnet) zwischen der Batterie und einer Fahrzeugkarosserie aufgetreten ist, und die Vorrichtung zum Erfassen eines Leckstroms, welche einen simulierten Leckstrom erfaßt. Das Diagnosesystem enthält Öffnungs/Schließungseinrichtungen zur Verbinden/Trennen der Leistungsumwandlungseinrichtungen mit/von der Batterie, sowie Öffnungs/Schließungserfassungseinrichtungen zum Erfassen der Öffnung/Schließung der Öffnungs/Schließungseinrichtungen und zur Ausgabe des Ergebnisses der Erfassung an die Einrichtung zur Erzeugung eines simulierten Leckstroms und der Vorrichtung zum Erfassen eines Leckstroms. Die Vorrichtung zum Erfassen eines Leckstroms führt zumindest: eine Wiederholung oder eine zeitweilige Aussetzung bzw. Unterbrechung sowohl der Erzeugung eines simulierten Leckstroms als auch der Erfassung eines Leckstroms durch, wenn die Öffnung/Schließung der Öffnungs/Schließungseinrichtungen durch die Öffnungs/Schließungserfassungseinrichtungen erfaßt wird.
  • In dem Diagnosesystem wird zumindest eine: Wiederholung oder eine zeitweiliger Aussetzung von sowohl der Erzeugung eines simulierten Leckstroms durch die Einrichtungen zur Erzeugung eines simulierten Leckstroms, als auch der Erfassung eines Leckstroms durch die Vorrichtung zum Erfassen eines Leckstroms durchgeführt, falls die Diagnose der Betriebsleistung der Vorrichtung zum Erfassen des Leckstroms nicht durchgeführt wird, wenn die Einrichtung zum Erfassen der Öffnung/Schließung die Öffnung/Schließung der Öffnungs/Schließungseinrichtung erfaßt.
  • Die Öffnungs/Schließungseinrichtung entsprechend dem ersten Aspekt kann die Leistungsumwandlungseinrichtung mit der Batterie verbinden, wenn sich ein Zündschlüssel in einer Startposition befindet, und kann die Leistungsumwandlungseinrich tung von der Batterie trennen, wenn sich der Zündschlüssel in einer von der Startposition abweichenden Position befindet.
  • Die Öffnungs/Schließungseinrichtung entsprechend dem ersten Aspekt kann der Einrichtung zur Erzeugung eines simulierten Leckstroms von dem Öffnen/Schließen der Öffnungs/Schließungseinrichtung über die Vorrichtung zum Erfassen des Leckstroms Meldung geben.
  • Entsprechend einem zweiten Aspekt der Erfindung, ist ein Diagnosesystem vorgesehen, welches eine Diagnose der Betriebsleistung einer Vorrichtung zum Erfassen eines Leckstroms in einer Leistungsversorgungseinheit durchführt, welche eine Batterie, einen von der Batterie betriebenen Motor, zwischen der Batterie und dem Motor vorgesehene Leistungsumwandlungseinrichtungen, und die Vorrichtung zum Erfassen des Leckstroms, welche ein Leckstrom zwischen der Batterie und einer Fahrzeugkarosserie erfaßt, enthält. Das Diagnosesystem enthält Öffnungs/Schließungseinrichtungen zum Verbinden/Trennen der Leistungsumwandlungseinrichtungen mit/von der Batterie, und Öffnungs/Schließungserfassungseinrichtungen zum Erfassen der Öffnung/Schließung der Öffnungs/Schließungseinrichtungen und zur Ausgabe des Ergebnisses der Erfassung an die Vorrichtung zum Erfassen des Leckstroms. Die Vorrichtung zum Erfassen des Leckstroms führt zumindest eine Wiederholung oder eine zeitweilige Aussetzung der Erfassung eines Leckstroms durch, wenn die Öffnung/Schließung der Öffnungs/Schließungseinrichtungen durch die Einrichtungen zum Erfassen der Öffnung/Schließung erfaßt wird.
  • In dem Diagnosesystem wird zumindest eine Wiederholung oder eine zeitweilige Aussetzung der Erfassung eines Leckstroms durch die Vorrichtung zum Erfassen des Leckstroms durchgeführt, falls eine Diagnose der Betriebsleistung der Vorrichtung zum Erfassen des Leckstroms nicht durchgeführt wird, wenn die Einrichtung zum Erfassen der Öffnung/Schließung eine Öffnung/Schließung der Öffnungs/Schließungs einrichtungen erfaßt.
  • Die Öffnungs/Schließungseinrichtungen entsprechend dem zweiten Aspekt können die Leistungsumwandlungseinrichtungen mit der Batterie verbinden, wenn sich ein Zündschlüssel in einer Startposition befindet, und können die Leistungsumwandlungseinrichtungen von der Batterie trennen, wenn sich ein Zündschlüssel in einer von der Startposition abweichenden Position befindet.
  • Entsprechend einem dritten Aspekt der Erfindung ist ein Diagnoseverfahren zur Durchführung einer Diagnose der Betriebsleistung einer Vorrichtung zum Erfassen eines Leckstroms vorgesehen. Das Diagnoseverfahren enthält die folgenden Schritte: Erzeugen eines Leckstromzustands zwischen einer Batterie und einer Fahrzeugkarosserie; Verbinden/Trennen der Leistungsumwandlungseinrichtung, welche zwischen der Batterie und einem Motor vorgesehen ist mit/von der Batterie; Erfassen der Verbindung/Trennung zwischen der Batterie und der Leistungsumwandlungseinrichtung, und Durchführen von zumindest einer Wiederholung oder eine zeitweilige Aussetzung der Erfassung eines Leckstroms, wenn die Verbindung/Trennung zwischen der Batterie und der Leistungsumwandlungseinrichtung erfaßt wird.
  • Entsprechend einem vierten Aspekt der Erfindung ist ein Diagnoseverfahren zur Durchführung einer Diagnose der Betriebsleistung einer Vorrichtung zur Erfassung eines Leckstroms vorgesehen. Das Diagnoseverfahren enthält folgende Schritte: Erfassen eines Leckstroms zwischen einer Batterie und einer Fahrzeugkarosserie; Verbinden/Trennen des elektrischen Leistungswandlers, welcher zwischen der Batterie und dem Motor vorgesehen ist mit/von der Batterie; Erfassen der Verbindung/Trennung zwischen der Batterie und dem elektrischen Leistungswandler; und die Durchführen von zumindest entweder einer Wiederholung oder einer zeitweiligen Aussetzung der Erfassung eines Leckstroms wenn die Verbindung/Trennung zwischen der Batterie und dem elektrischen Leistungswandler erfaßt wird.
  • In dem ersten Aspekt erfaßt die Vorrichtung zum Erfassen des Leckstroms einen Leckstromzustand, welcher durch die Einrichtung zur Erzeugung des simulierten Leckstroms erzeugt wurde und das Diagnosesystem führt eine Diagnose eines Betriebszu stands der Vorrichtung zum Erfassen des Leckstroms in dem simulierten Leckstromzustand durch.
  • Die Vorrichtung zum Erfassen des Leckstroms kann aus einem Teil einer Leistungsversorgungs ECU gebildet sein, und kann einen Ladezustand der Batterie durch Erfassen eines elektrischen Stroms erfassen und überwachen. Die Vorrichtung zum Erfassen des Leckstroms kann entsprechend eine Übertragungsschaltung, einen Komparator, einen Transistor zur Lampensteuerung, einen Abnormalitätszähler der Schaltung zum Erfassen eines Leckstroms, und dergleichen enthalten.
  • Ein von dem Abnormalitätszähler der Schaltung zum Erfassen des Leckstroms gezeigter Wert nimmt zu, wenn ein Leckstrom in dem Leckstromzustand nicht erfaßt wird. Wenn der Wert einen vorgegebenen Zählwert innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums erreicht, wird bestimmt, daß eine Abnormalität bei der Erfassung durch die Vorrichtung zum Erfassen des Leckstroms aufgetreten ist. In vielen Fällen ist die gesamte Vorrichtung zum Erfassen eines Leckstroms als IC (integrierte Schaltung) ausgebildet. Ein Beispiel einer typischen Abnormalität ist ein Ausfall bzw. Fehler des Transistors, welcher die Beleuchtung einer LED steuert.
  • Die Öffnungs/Schließungseinrichtung des Diagnosesystems kann aus einem Relais gebildet sein und die Einrichtung zum Erfassen der Öffnung/Schließung kann aus einer Hybrid ECU gebildet sein. Die Hybrid ECU kann ein gesamtes Fahrzeugsystem steuern. In der Beziehung mit der Leistungsversorgungseinheit, kann die Hybrid ECU die Menge der elektrischen Leistung, mit welcher die Batterie geladen wird unter Verwendung der Beziehung mit dem Fahrzeugzustand steuern. Wenn die Öffnungs/Schließungseinrichtungen geöffnet/geschlossen werden, kann das Diagnosesystem eine Diagnose der Betriebsleistung der Vorrichtung zum Erfassen des Leckstroms, d. h. einer Fehler- bzw. Ausfallsbestimmung wiederholen. Das Diagnosesystem kann ebenfalls die Diagnose für einen vorgegebenen Zeitraum bis eine Gleichtaktspannung stabil wird, unterbrechen. Das Diagnosesystem kann ebenfalls die Diagnose nach einem vorgegebenen Zeitraum der Unterbrechung wiederholen.
  • In dem zweiten Aspekt, führt das Diagnosesystem eine Diagnose des Betriebszustands der Vorrichtung zum Erfassen des Leckstroms durch, welche einen realen (normalen) Leckstrom erfaßt. Die Vorrichtung zum Erfassen eines Leckstroms kann eine Sendeschaltung, einen Komparator, einen Transistor zur Lampensteuerung, einen elektrischen Leckzähler, und dergleichen enthalten. Ein durch den elektrischen Leckzähler gezeigter Wert kann sich erhöhen, wenn ein Leckstrom erfaßt wird, und der Wert kann auf Null rückgesetzt werden, wenn ein Leckstrom nicht erfaßt wird. Wenn der von dem elektrischen Leckzähler gezeigte Wert einen vorgegebenen Wert erreicht, kann bestimmt werden, daß ein Leckstrom aufgetreten ist.
  • Für das Diagnosesystem kann im Grunde die gleiche Konfiguration als jene des ersten Aspekts eingesetzt werden. Die Öffnungs/Schließungseinrichtung kann nämlich durch ein Relais gebildet sein, und die Einrichtung zum Erfassen der Öffnung/Schließung kann durch eine ECU gebildet sein. Wenn die Öffnungs/Schließungs-Vorrichtung geöffnet/geschlossen wird, kann das Diagnosesystem eine Diagnose der Betriebsleistung der Vorrichtung zum Erfassen des Leckstroms, d. h. einer Fehlerermittlung, wiederholen. Das Diagnosesystem kann ebenfalls die Diagnose für einen vorgegebenen Zeitraum, bis eine Gleichtaktspannung stabil wird, unterbrechen. Das Diagnosesystem kann ebenfalls die Diagnose nach einem vorbestimmten Zeitraum der Unterbrechung wiederholen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die vorhergehenden sowie weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen in Bezug auf die begleitenden Zeichnungen, ersichtlich, wobei gleiche Bezugszeichen zur Darstellung gleicher Elemente verwendet werden. Es zeigt:
  • 1 einen schematischen Plan einer Schaltung, welcher eine erste Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 2 ein Ablaufdiagramm, welches einen Betrieb der ersten Ausführungsform zeigt;
  • 3 einen schematischer Plan des Hauptabschnitts einer Schaltung, welcher die zweite Ausführungsform der Erfindung zeigt; und
  • 4 ein Ablaufdiagramm, welches einen Betrieb der zweiten Ausführungsform zeigt.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nachstehend werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
  • Eine erste Ausführungsform der Erfindung wird beschrieben. Wie in 1 gezeigt, enthält eine Leistungsversorgungseinheit eines Hybridfahrzeugs eine Batterie (Gleichstromleistungsversorgung) 10, einen Dreiphasenwechselstrommotor (nachstehend einfach als "Motor" bezeichnet) 15, welcher durch die Batterie 10 betrieben wird, und eine elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung (nachstehend als "Umrichter" bezeichnet) 20, welcher zwischen der Batterie 10 und dem Motor 15 vorgesehen ist, und welcher elektrische Leistung von einem Gleichstrom in einen Wechselstrom umwandelt. Die Leistungsversorgungseinheit enthält ferner eine Schaltung 30 zum Erfassen eines Leckstroms und eine Vorrichtung 55 zur Erzeugung eines simulierten Leckstroms. Die Schaltung 30 zum Erfassen eines Leckstroms (Erfassungsschaltung) bildet einen Teil einer Batterie ECU (elektronische Steuereinheit) 31, und enthält eine Sendeschaltung 32, einen Pufferspeicher 37, einen Komparator 41, einen Transistor 48 und dergleichen. Die Sendeschaltung 32 enthält einen Sendeabschnitt 33 und eine Mehrzahl von Anschlüssen. Nachdem ein festgelegter Zeitraum nach Drehung des Zündschlüssels in eine IG-Position vergangen ist, wird eine von dem Sendeabschnitt 33 übertragene Rechteckspannug in den Pufferspeicher 37 eingegeben, und wird gepuffert. Die Batterie 10 und die Schaltung 30 zum Erfassen eines Leckstroms sind voneinander durch einen Kondensator 34 isoliert.
  • Eine Referenzspannung wird in einen nicht-reversiblen Eingabeanschluss 43 des Komparators 41 eingegeben. Die Referenzspannung wird durch Division einer Spannung Vcc durch einen Widerstand 45 und einen Widerstand 46 erhalten, und weist ein konstantes Niveau auf. Die Widerstandswerte der Widerstände 45 und 46 werden derart gewählt, so dass das Spannungsniveau geringer als das der Rechteckspannug ist, welche von dem Pufferspeicher 37 an einen reversiblen Eingabeanschluss 42 eingegeben wird, wenn ein Leckstrom nicht aufgetreten ist, und höher als jene der Rechteckspannug ist, welche eingegeben wird, wenn ein simulierter Leckstrom erzeugt wird. Das Niveau bzw. Level der Rechteckspannug, welche in der reversible Eingabeanschluss 42 eingegeben wird, ist nämlich geringer als die Referenzspannung, wenn ein simulierter Leckstrom erzeugt wird.
  • Die Sendeschaltung 32 schaltet den Transistor 48 entsprechend einer Eingabe des Komparators 41 EIN/AUS. Ein Steuerabschnitt 49 schaltet eine LED 51 entsprechend einem EIN/AUS-Zustand des Transistors 48 EIN/AUS. Der Komparator 41 gibt insbesondere, wenn ein Leckstrom nicht aufgetreten ist (während der Normalzeit), einen Impuls aus, und gibt ein "High" anzeigendes Signal aus, wenn ein Leckstrom aufgetreten ist. Die Sendeschaltung 32 schaltet den Transistor 48 EIN und AUS, wenn der Impuls von dem Komparator 41 eingegeben wird, schaltet den Transistor 48 EIN, wenn das "High" anzeigende Signal eingegeben wird, und schaltet den Transistor 48 AUS, wenn ein "Low" anzeigendes Signal eingegeben wird.
  • Wenn die Schaltung 30 zum Erfassen eines Leckstroms im Normalbetrieb befindlich ist, wird der Transistor 48 EIN/AUS-geschaltet, und die LED 51 AUS geschaltet. Wenn eine Abnormalität auftritt, z. B. wenn der Transistor 48 kurzgeschlossen oder offen ist, ist die LED 51 EIN.
  • Die Vorrichtung 55 zur Erzeugung eines simulierten Leckstroms (Erdungsfehlerversuchsschaltung), welche zwischen einer Fahrzeugkarosserie 80 und dem Umrichter 20 vorgesehen ist, enthält ein Relais 56 auf der Fahrzeugkarosserieseite 80 und einen Widerstand 57 auf der Umrichterseite 20. Das Relais 56 wird entsprechend einem Signal von der Sendeschaltung 32 EIN-geschaltet und erdet die Batterie 10 mit der Fahrzeugkarosserie 80, um künstlich einen Leckstromzustand zu erzeugen.
  • Ein Diagnosesystem 60 enthält ein zweites Relais 62 und eine Hybrid ECU 63. Das zweite Relais 62 ist in einer Busleitung 12 vorgesehen. Das zweite Relais 62 ist EIN-geschaltet, wenn der Zündschlüssel in der Startposition ist, und ist AUS-geschaltet, wenn der Zündschlüssel in einer von der Startposition abweichenden Position befindlich ist. Ein den EIN/AUS-Zustand des zweiten Relais 62 anzeigendes Signal wird in die Hybrid ECU 63 eingegeben. Die Hybrid ECU 63 kommuniziert mit der Batterie ECU 31.
  • Während der Normalzeit bzw. dem Normalbetrieb (wenn ein Leckstrom nicht aufgetreten ist), ist das erste Relais 56 offen. Wenn das erste Relais 56 entsprechend einem Signal der Sendeschaltung 32 geschlossen wird, fließt ein elektrischer Strom von der Batterie 10 zu der Fahrzeugkarosserie 80, und eine an einem Punkt P angelegte Spannung, d. h. das Niveau des reversiblen Eingabeanschlusses 42 des Komparators 41, wird geringer. Andererseits ist das Niveau der Referenzspannung, welche in der nicht-reversible Eingabeanschluss 43 eingegeben wird, konstant. Entsprechend gibt der Komparator 41 einen Impuls aus, der Transistor 48 wird entsprechend dem Impuls EIN/AUS-geschaltet, und die LED 51 ist AUS-geschaltet.
  • Wenn ein simulierter Leckstrom erzeugt wird, wird, falls das erste Relais 56 entsprechend einem Signal der Sendeschaltung 32 basierend auf einer Drehung des Zündschlüssels geschlossen wird, fließt ein Leckstrom von einer Busleitung 11 einer Batterie 10 an die Fahrzeugkarosserie 80. Ein elektrischer Strom wird einem Kondensator 34 und einem Widerstand 35 zugeführt, und der Kondensator 34 wird aufgeladen, bis die Anschlußspannung erreicht wird. Indessen wird die Rechteckspannug des Pufferspeichers 37 über den Widerstand 35, den Kondensator 34, den Widerstand 57, die Fahrzeugkarosserie 80, und den Pufferspeicher 37 übertragen. Bei Abschluß der Aufladung des Kondensators 34, wird die Rechteckspannung durch die Widerstände 35 und 57 geteilt.
  • Da das Niveau der Rechteckspannungseingabe in den reversiblen Eingabeanschluss 42 geringer als die Referenzspannung ist, wird ein "High" anzeigendes Signal von dem Komparator 41 ausgegeben. Wenn das "High" anzeigende Signal von dem Komparator 41 ausgegeben wird, schaltet die Sendeschaltung 32 den Transistor 48 EIN, und die LED 51 wird durch den Steuerabschnitt 49 EIN-geschaltet.
  • Die Beziehung zwischen dem Normalbetrieb und einem simulierten Leckstrom, und der Diagnose des Betriebszustands der Schaltung 30 zum Erfassen eines Leckstroms wird mit Bezug auf 2 beschrieben. Nachdem ein vorgegebener Zeitraum (z. B. 10 Sekunden) nach EIN-Schaltung einer Zündung vergangen ist, wird ein Selbstdiagnosebetrieb gestartet. In S1 bestimmt die Hybrid ECU 63, ob das zweite Relais 62 von EIN auf AUS, oder von AUS auf EIN geschaltet wird, d. h. ob der Zündschlüssel in die Startposition gedreht wird. Wenn bestimmt wird, daß das zweite Relais von EIN auf AUS, oder von AUS auf EIN geschaltet wird, wird entsprechend einer Eingabe der Hybrid ECU 63 an die Batterie ECU 31, ein von einem Abnormalitätszähler der Erfassungsschaltung gezeigter Wert in der Sendeschaltung auf Null rückgesetzt, ein erstes Relais 52 AUS-geschaltet, und ein Stand-by-Zustand für einen vorgegebenen Zeitraum in S2 fortgesetzt.
  • Wenn bestimmt wird, daß das zweite Relais 62 nicht von EIN aus AUS, oder von AUS auf EIN geschaltet wird, wird das erste Relais die Vorrichtung 55 zur Erzeugung eines simulierten Leckstroms entsprechend einem Signal der Sendeschaltung 32 in S3 EIN-geschaltet, und ein Leckstromzustand künstlich erzeugt. Wenn ein Leckstrom in S4 nicht erfaßt wird, wird der von dem Abnormalitätszähler der Erfassungsschaltung gezeigte Wert erhöht. Zu diesem Zeitpunkt wird bestimmt, daß die Erfassung abnormal ist. Der von dem Zähler gezeigte Wert wird zur Sicherheit erhöht.
  • Wenn in S4 ein Leckstrom erfaßt wird, wird bestimmt, ob in S5 ein vorgegebener Zeitraum vergangen ist. Ein Stand-by-Zustand wird für einen vorgegebenen Zeitraum fortgesetzt, um eine fehlerhafte Bestimmung aufgrund abrupt erzeugten Rauschens zu verhindern. Wenn bestimmt wird, daß der vorgegebene Zeitraum nicht abgelaufen ist, wird S1 erneut durchgeführt. Wenn bestimmt wird, daß der vorgegebene Zeitraum abgelaufen ist, wird anschließend bestimmt, ob der von dem Abnormalitätszähler der Erfassungsschaltung gezeigte Wert größer oder gleich einem vorgegebenen Wert in S7 ist. Der von dem Zähler gezeigte Wert wird aus Sicherheitsgründen in Betracht gezogen. Wenn bestimmt wird, daß der Wert größer oder gleich dem bestimmten Wert ist, wird bestätigt, daß die Erfassung durch die Schaltung 30 zum Erfassen eines Leckstroms in S8 abnormal ist. Wenn der Wert geringer als der vorgegebene Wert ist, wird bestätigt, daß die Erfassung durch die Schaltung 30 zum Erfassen eines Leckstroms in S9 normal durchgeführt wird.
  • Entsprechend der Ausführungsform, wird das erste Relais 56, wenn die Hybrid ECU 63 nicht erfaßt, daß das zweite Relais 62 von EIN auf AUS, oder von AUS auf EIN (bezugnehmend auf S1) geschaltet wird, EIN-geschaltet, um ein simulierter Leckstrom zu erzeugen. Wenn die Hybrid ECU 63 andererseits erfaßt, daß das zweite Relais von EIN auf AUS, oder von AUS auf EIN geschaltet wird, wird das erste Relais 56 zeitweilig AUS-geschaltet, und die Diagnose wird erneut nach Ablauf eines vorgegebenen Zeitraums entsprechend einem Befehl der Hybrid ECU 63 und der Schaltung 30 zum Erfassen eines Leckstroms (bezugnehmend auf S2) durchgeführt. Auch wenn die Spannung durch EIN/AUS-Schaltung des zweiten Relais 62 im Gleichtakt (Common Mode) schwankt, kann die Diagnose der Betriebsleistung der Schaltung 30 zum Erfassen eines Leckstroms akkurat durchgeführt werden.
  • Wenn überdies ein durch die Vorrichtung 55 zur Erzeugung eines simulierten Leckstroms erzeugter simulierter Leckstrom durch die Schaltung 30 zum Erfassen eines Leckstroms erfaßt wird, wird ein Stand-by-Zustand fortgesetzt, bis der von dem Abnormalitätszähler der Erfassungsschaltung gezeigte Wert (bezugnehmend auf S5) erhöht wird und ferner ein weiterer Stand-by-Zustand für einen vorbestimmten Zeitraum (bezugnehmend auf S6) fortgesetzt wird. Die Genauigkeit der Diagnose wird entsprechend weiter verbessert.
  • Eine zweite Ausführungsform wird in den 3 und 4 gezeigt. In der zweiten Ausführungsform wird eine Diagnose des Betriebszustands der Schaltung 30 zum Erfassen eines Leckstroms durchgeführt.
  • Wie in 3 gezeigt, enthält eine Leistungsversorgungseinheit die Batterie 10, den Motor 15 und den Umrichter 20. Eine Vorrichtung zum Erfassen eines Leckstroms (nicht gezeigt), welche ein Leckstrom zwischen der Busleitung 12 und der Batterie 10 und dem Umrichter 20 erfasst, weist die gleiche Konfiguration als die Schaltung 30 zum Erfassen eines Leckstroms der ersten Ausführungsform, abgesehen von einem Zähler, auf. Die Vorrichtung zum Erfassen eines Leckstroms entsprechend der zweiten Ausführungsform enthält nämlich anstatt des Abnormalitätszählers der Erfassungsschaltung einen elektrischen Leckzähler.
  • Ein Diagnosesystem (nicht gezeigt), welches eine Diagnose des Betriebszustands der Vorrichtung zum Erfassen eines Leckstroms durchführt, weist eine ähnliche Konfiguration als die des Diagnosesystems der ersten Ausführungsform auf, und enthält ein in der Busleitung 12 und der Hybrid ECU 63 vorgesehenes Relais. Das Diagnosesystem enthält nicht die Vorrichtung 55 zur Erzeugung eines simulierten Leckstroms, sowie ein dem ersten Relais 56 entsprechendes Relais.
  • Ein Betrieb der zweiten Ausführungsform wird in Bezug auf 4 beschrieben. In dieser Beschreibung, wird die Beschreibung der Vorrichtung 30 zum Erfassen eines Leckstroms und die Beschreibung der Vorrichtung 55 zur Erzeugung eines simulierten Leckstroms, wo geeignet, verwendet.
  • In S11 wird bestimmt, ob das Relais 90 von EIN auf AUS, oder von AUS auf EIN geschaltet wird. Wenn bestimmt wird, daß das Relais 90 von EIN auf AUS, oder von AUS auf EIN geschaltet wird, wird der von dem elektrischen Leckzähler gezeigte Wert in der Sendeschaltung 32 auf Null rückgesetzt, und ein Stand-by-Zustand wird für einen vorgegebenen Zeitraum fortgesetzt. Anschließend wird S11 erneut durchgeführt, und es wird bestimmt, ob das Relais 90 erneut von EIN auf AUS, oder von AUS auf EIN geschaltet wird. Wenn bestimmt wird, daß das Relais 90 nicht von EIN auf AUS, oder von AUS auf EIN geschaltet wird, wird anschließend S13 durchgeführt und die Vorrichtung 30 zum Erfassen eines Leckstroms erfaßt, ob ein Leckstrom in der Busleitung 12 aufgetreten ist. Wenn ein Leckstrom, d. h. ein Erdungsfehler nicht erfaßt wird, wird der von dem elektrischen Leckzähler gezeigte Wert in der Sendeschaltung 32 in S15 auf Null rückgesetzt. Wenn ein Leckstrom in S13 erfaßt wird, wird der von dem elektrischen Leckzähler gezeigte Wert in S14 erhöht. Nachdem der von dem elektrischen Leckzähler gezeigte Wert in S15 auf Null rückgesetzt wird, oder nachdem ein von dem elektrischen Leckzähler gezeigter Wert in S14 erhöht wird, wird bestimmt, ob der von dem elektrischen Leckzähler gezeigte Wert größer oder gleich einem vorgegebenen Wert ist. Wenn bestimmt wird, daß der Wert größer oder gleich dem vorgegebenen Wert ist, wird bestätigt, daß ein Leckstrom in S17 aufgetreten ist. Wenn der Wert kleiner als der vorgegebene Wert ist, wird S11 erneut durchgeführt.
  • Wenn entsprechend der Ausführungsform das Relais 90 nicht EIN/AUS-geschaltet wird, wird ein Leckstrom durch die Vorrichtung 30 zum Erfassen eines Leckstroms erfaßt. Wenn das Relais 90 jedoch EIN/AUS-geschaltet wird, wird der von dem elektrischen Leckzähler gezeigte Wert auf Null rückgesetzt, ein Stand-by-Zustand für einen vorgegebenen Zeitraum fortgesetzt, und eine Abnormalitätserfassung erneut durchgeführt. Auch werden entsprechend eine Spannung durch EIN/AUS-Schaltung des Relais 90 im Gleichtakt schwankt, kann die Diagnose der Betriebsleistung der Vorrichtung 30 zum Erfassen eines Leckstroms akkurat durchgeführt werden.
  • Zusätzlich wird der Stand-by-Zustand fortgesetzt, bis der von dem elektrischen Leckzähler gezeigte Wert in S14 erhöht wird. Die Genauigkeit der Diagnose wird entsprechend weiter verbessert.
  • Wie soweit beschrieben, kann die Diagnose des Betriebszustands der Vorrichtung zum Erfassen eines Leckstroms, mit dem Diagnosesystem für die Vorrichtung zum Erfassen eines Leckstroms entsprechend der ersten Ausführungsform, welche ein simulierter Leckstrom erfaßt, auch wenn die zwischen der Batterie und dem Umrichter versehene Öffnungs/Schließungseinrichtung aus einem Grund EIN/AUS-geschaltet wird, und deshalb die Gleichtaktspannung schwankt, akkurat durchgeführt werden.
  • Mit dem Diagnosesystem entsprechend der ersten Ausführungsform, kann die Diagnose des Betriebszustands der Vorrichtung zum Erfassen eines Leckstroms, auch wenn der Zündschlüssel, welcher als Öffnungs/Schließungseinrichtung dient, in die Startposition gedreht wird oder von der Startposition in eine andere Position gedreht wird, akkurat durchgeführt werden. Ein Austausch eines Signals zwischen der Öffnungs/Schließungseinrichtung und der Einrichtung zur Erzeugung eines simulierten Leckstroms ist des weiteren bei diesem Diagnosesystem nicht erforderlich. Das Diagnosesystem ist entsprechend vereinfacht. Zusätzlich wird bei diesem Diagnosesystem die Diagnose zu anderen Zeiten als dem Zeitpunkt der EIN/AUS-Schaltung der Öffnungs/Schließungseinrichtung durchgeführt. Die Gleichtaktspannung schwankt entsprechend nicht während die Diagnose durchgeführt wird. Demzufolge wird die Diagnose akkurat durchgeführt.
  • Ebenfalls kann mit diesem Diagnosesystem für die Vorrichtung zum Erfassen eines Leckstroms entsprechend der zweiten Ausführungsform, auch wenn die zwischen der Batterie und dem Umrichter versehene Öffnungs/Schließungseinrichtung aus einem Grund EIN/AUS-geschaltet wird, und deshalb die Gleichtaktspannung schwankt, die Diagnose des Betriebszustands der Vorrichtung zum Erfassen eines Leckstroms, welche ein Leckstrom erfaßt, akkurat durchgeführt werden.
  • Ebenfalls kann mit diesem Diagnosesystem, auch wenn der Zündschlüssel, welcher als Öffnungs/Schließungseinrichtung dient, in die Startposition gedreht wird, oder von der Startposition in eine andere Position gedreht wird, die Diagnose des Betriebszustands der Vorrichtung zum Erfassen eines Leckstroms akkurat durchgeführt werden. Zusätzlich wird mit diesem Diagnosesystem, die Diagnose zu Zeiten außerhalb dem Zeitpunkt der EIN/AUS-Schaltung der Öffnungs/Schließungseinrichtung durchgeführt. Die Gleichtaktspannung schwankt daher nicht während die Diagnose durchgeführt wird. Demzufolge kann die Diagnose akkurat durchgeführt werden.

Claims (7)

  1. Diagnosesystem, welches eine Diagnose einer Vorrichtung (30) zum Erfassen eines Leckstroms in einer Leistungsversorgungseinheit durchführt, die eine Batterie (10), einen durch die Batterie (10) betriebenen Motor (15), eine Einrichtung (20) zur Umwandlung elektrischer Leistung, welche zwischen der Batterie (10) und dem Motor (15) vorgesehen ist, eine Einrichtung (55) zur Erzeugung eines simulierten Leckstroms zur Erzeugung eines Leckstromzustands zwischen der Batterie (10) und einer Fahrzeugkarosserie, und die Vorrichtung (30) zum Erfassen eines Leckstroms, welche einen simulierten Leckstrom erfaßt, enthält, wobei das Diagnosesystem weiter umfasst: eine Öffnungs/Schließungseinrichtung (62) zum Verbinden/Trennen der Einrichtung (20) zur Umwandlung der elektrischen Leistung mit/von der Batterie (10), und einer Einrichtung (63) zum Erfassen der Öffnung/Schließung der Öffnungs/Schließungseinrichtung (62) und zum Ausgeben eines Ergebnisses der Erfassung an die Einrichtung (55) zur Erzeugung eines simulierten Leckstroms und der Vorrichtung (30) zum Erfassen eines Leckstroms, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (30) zum Erfassen eines Leckstroms dann, wenn eine Öffnung oder Schließung der Öffnungs/Schließungseinrichtung (62) von der Einrichtung (63) zum Erfassen der Öffnung/Schließung erfasst wird, sowohl eine Erzeugung eines simulierten Leckstroms als auch eine Erfassung eines Leckstroms durchführt, nachdem ein vorgegebener Zeitraum vergangen ist, seit die Öffnung bzw. Schließung der Öffnungs/Schließungseinrichtung (62) erfaßt worden ist.
  2. Diagnosesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungs/Schließungseinrichtung (62) die Einrichtung (20) zur Umwandlung der elektrischen Leistung mit der Batterie (10) verbindet, wenn sich ein Zündschlüssel in einer Startposition befindet, und die Einrichtung (20) zur Umwandlung der elektrischen Leistung von der Batterie (10) trennt, wenn sich der Zündschlüssel in einer von der Startposition abweichenden Position befindet.
  3. Diagnosesystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (63) zum Erfassen der Öffnung/Schließung der Einrichtung (55) zur Erzeugung eines simulierten Leckstroms das Öffnen/Schließen der Öffnungs/Schließungseinrichtung (62) über die Vorrichtung (30) zum Erfassen eines Leckstroms meldet.
  4. Diagnosesystem, welches eine Diagnose einer Vorrichtung (30) zum Erfassen eines Leckstroms in einer Leistungsversorgungseinheit durchführt, die eine Batterie (10), einen von der Batterie (10) betriebenen Motor (15), eine Einrichtung (20) zur Umwandlung elektrischer Leistung, welche zwischen der Batterie (10) und dem Motor (15) vorgesehen ist, und die Vorrichtung (30) zum Erfassen eines Leckstroms, welche einen Leckstrom zwischen der Batterie (10) und einer Fahrzeugkarosserie erfaßt, enthält, wobei das Diagnosesystem weiter umfasst: eine Öffnungs/Schließungseinrichtung (62) zum Verbinden/Trennen der Einrichtung (20) zur Umwandlung der elektrischen Leistung mit/von der Batterie (10); und eine Einrichtung (63) zum Erfassen der Öffnung/Schließung der Öffnungs/Schließungseinrichtung (62) und zum Ausgeben eines Ergebnisses der Erfassung an die Vorrichtung (30) zum Erfassen eines Leckstroms, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (30) zum Erfassen des Leckstroms dann, wenn eine Öffnung oder Schließung der Öffnungs/Schließungseinrichtung (62) von der Einrichtung (63) zum Erfassen der Öffnung/Schließung erfasst wird, eine Erfassung eines Leckstroms durchführt, nachdem ein vorgegebener Zeitraum vergangen ist, seit die Öffnung bzw. Schließung der Öffnungs/Schließungseinrichtung (62) erfasst worden ist.
  5. Diagnosesystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungs/Schließungseinrichtung (62) die Einrichtung (20) zur Umwandlung der elektrischen Leistung mit der Batterie (10) verbindet, wenn sich ein Zündschlüssel in einer Startposition befindet, und die Einrichtung (20) zur Umwandlung der elektrischen Leistung von der Batterie (10) trennt, wenn sich der Zündschlüssel in einer von der Startposition abweichenden Position befindet.
  6. Diagnoseverfahren zur Durchführung einer Diagnose einer Vorrichtung (30) zum Erfassen eines Leckstroms, mit den folgenden Schritten: Erzeugen eines Leckstromszustands zwischen einer Batterie (10) und einer Fahrzeugkarosserie; Verbinden/Trennen einer Einrichtung (20) zur Umwandlung elektrischer Leistung, welche zwischen der Batterie (10) und dem Motor (15) vorgesehen ist, mit/von der Batterie (10); Erfassen der Verbindung/Trennung zwischen der Batterie (10) und der Einrichtung (20) zur Umwandlung elektrischer Leistung; gekennzeichnet durch folgende Schritte: Erzeugen eines simulierten Leckstroms und Erfassen eines Leckstroms, nachdem ein vorgegebener Zeitraum vergangen ist, seit eine Öffnung oder Schließung der Öffnungs/Schließungseinrichtung (62) erfasst worden ist.
  7. Diagnoseverfahren zum Durchführen einer Diagnose einer Vorrichtung (30) zum Erfassen eines Leckstroms mit folgenden Schritten: Erfassen eines Leckstroms zwischen einer Batterie (10) und einer Fahrzeugkarosserie; Verbinden/Trennen der Einrichtung (20) zur Umwandlung der elektrischen Leistung, welche zwischen der Batterie (10) und dem Motor (15) vorgesehen ist, mit/von der Batterie (10); Erfassen der Verbindung/Trennung zwischen der Batterie (10) und der Einrichtung zur Umwandlung der elektrischen Leistung; gekennzeichnet durch folgenden Schritt: Erfassen eines Leckstroms, nachdem ein vorgegebener Zeitraum vergangen ist, seit eine Öffnung oder Schließung der Öffnungs/Schließungseinrichtung (62) erfasst worden ist.
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