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1. Gebiet der Erfindung
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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.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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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:
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1 einen
schematischen Plan einer Schaltung, welcher eine erste Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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2 ein
Ablaufdiagramm, welches einen Betrieb der ersten Ausführungsform
zeigt;
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3 einen
schematischer Plan des Hauptabschnitts einer Schaltung, welcher
die zweite Ausführungsform
der Erfindung zeigt; und
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4 ein
Ablaufdiagramm, welches einen Betrieb der zweiten Ausführungsform
zeigt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachstehend
werden beispielhafte Ausführungsformen
der Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.