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    • 专利摘要:
    Eine Leistungsversorgungseinheit enthält eine Batterie (10), einen Motor (15), der durch eine Batterie (10) betrieben wird, 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 für die Erzeugung eines elektrischen Leckstromzustands zwischen der Batterie (10) und einer Fahrzeugkarosserie und einer Vorrichtung (30) zur Erfassung eines Leckstroms, welche einen simulierten elektrischen Leckstrom erfaßt. Ein Diagnosesystem, welches eine Diagnose der Betriebsleistung der Vorrichtung (30) zur Erfassung des Leckstroms durchführt, enthält eine Öffnungs/Schließungseinrichtung (62) zur Verbindung/Trennung der Einrichtung (20) zur Umwandlung elektrischer Leistung mit/von der Batterie (10), einer Einrichtung (63) zur Erfassung der Öffnung/Schließung der Öffnungs/Schließungseinrichtung (62) und zur Ausgabe eines Ergebnisses der Erfassung an die Einrichtung (55) zur Erzeugung eines simulierten Leckstroms und die Vorrichtung (30) zur Erfassung des Leckstroms. Wenn die Öffnung/Schließung der Öffnungs/Schließungseinrichtung (62) durch die Einrichtung (63) zur Erfassung der Öffnung/Schließung erfaßt wird, werden sowohl die Erzeugung eines simulierten Leckstroms als auch die Erfassung eines Leckstroms wiederholt.
    公开号:DE102004026114A1
    申请号:DE102004026114
    申请日:2004-05-28
    公开日:2004-12-30
    发明作者:Toshiharu Toyota Asai；Hiroshi Kariya Fujita；Kazuyuki Kariya Kato；Yuji Kariya Kito
    申请人:Toyota Motor Corp；
    IPC主号:G01R31-02
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft ein Diagnosesystem und ein Verfahren für eine Vorrichtungzum Erfassen eines Leckstroms in einer Leistungsversorgungseinheitmit einer Leckstromerfassungsfunktion.
    [0002] Esgibt Fälle,in denen ein Leckstrom von einer Gleichstromleistungsquelle (Batterie)aufgrund von Ursachen wie z.B. eines Kontaktfehlers einer Busleitungan eine Fahrzeugkarosserie fließt(es tritt ein Erdungsfehler auf). Ein Leckstrom wird daher durcheine Vorrichtung zum Erfassen eines Leckstroms erfaßt. Wennein Leckstrom erfaßtwird, leuchtet eine Warnleuchte oder dergleichen eines Instrumentsauf.
    [0003] Entsprechendder offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. 8-70503 wirdzum Erfassen eines Leckstroms eine Rechteckspannug zwischen einerBatterie und einem Motor übereinen Widerstand und einen Kopplungskondensator, welche seriellverbunden sind, eingegeben. Basierend auf der Tatsache, daß eine Spannungzwischen dem Widerstand und dem Kopplungskondensator entsprechendeinem Leckstromzustand schwankt, wird die Spannung überwacht,so daß einLeckstrom durch eine Vorrichtung zum Erfassen eines Leckstroms erfaßt wird.
    [0004] Entsprechendder offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. 8-226950,wird ein Schalter übereinem Kondensator und einen Widerstand, welche seriell verbundensind, EIN-geschaltet, so daß eineBatterie füreinen vorgegebenen Zeitraum geerdet ist und der Kondensator geladenist. Die Spannung des Kondensators wird überwacht, so daß ein Leckstromdurch eine Vorrichtung zum Erfassen eines Leckstroms erfaßt wird.
    [0005] Sowohldie in der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. 8-70503 offenbarteVorrichtung zum Erfassen eines Leckstroms, als auch die in der offengelegtenjapanischen PatentveröffentlichungNr. 8-226950 offenbarte Vorrichtung zum Erfassen eines Leckstromsenthälteinen Kondensator, und bestimmt ob ein Leckstrom aufgetreten ist,währendzwischen der Batterie und dem Motor ein Isolierzustand beibehaltenwird. Im Gegensatz zu diesen Vorrichtungen zum Erfassen eines Leckstroms,erdet eine in der offengelegten japanischen PatentveröffentlichungNr. 10-221395 offenbarte Vorrichtung zum Erfassen eines Leckstromseinen Batterieanschluß (künstlich) über einenWiderstand und einen Schalter, und führt eine Diagnose eines Betriebszustandsder Vorrichtung zum Erfassen eines Leckstroms durch, welche einenLeckstromzustand (Erdungsfehler) erfaßt, um eine Selbstdiagnoseder Betriebsleistung durchzuführen.
    [0006] Jedochist es bei den in den offengelegten japanischen PatentveröffentlichungenNr. 8-70503 und Nr. 8-226950 offenbarten Vorrichtungen zum Erfasseneines Leckstroms schwierig, ein Leckstrom zu erfassen, wenn einelektrisches Potential (Gleichtaktspannung) des Batterieanschlussesin Bezug auf ein elektrisches Potential der Fahrzeugkarosserie schwankt.Dies kommt daher, da ein vorübergehenderLade/Entladestrom, welcher der Schwankung des elektrischen Potentialsentspricht, an den Kondensator geleitet wird, weswegen ein Signalzum Erfassen eines Leckstroms schwankt. Dieses Phänomen, welchesin den in der offengelegten japanischen PatentveröffentlichungNr. 8-70503 und der offengelegten japanischen PatentveröffentlichungNr. 8-226950 offenbarten Vorrichtungen zum Erfassen eines Leckstromsauftritt, tritt ebenfalls in der in der offengelegten japanischenPatentveröffentlichungNr. 10-221395 offenbarten Vorrichtung zum Erfassen eines Leckstromsauf. Da ein Signal zum Erfas sen eines simulierten Leckstroms schwankt,ist es schwierig, eine genaue Selbstdiagnose durchzuführen.
    [0007] Unterden in den oben erwähntenVeröffentlichungenoffenbarten Konfigurationen, gibt es eine Konfiguration, in welcherdie Schaltung und ein Relais zwischen der Batterie und einem Umrichtervorgesehen sind. Auch in diesem Fall wird eine Diagnose der Betriebsleistungeiner Schaltung zum Erfassen eines Leckstroms ungeachtet des EIN/AUS-Zustandsdes Relais oder dergleichen durchgeführt. Deshalb ist es schwierig,eine Diagnose der Betriebsleistung der in der Veröffentlichungoffenbarten Schaltung zum Erfassen des Leckstroms akkurat durchzuführen.
    [0008] Aufgabeder Erfindung ist es, ein Diagnosesystem vorzusehen, welches eineDiagnose durchführt,ob eine Vorrichtung zum Erfassen eines Leckstroms, welche einenLeckstrom erfaßt(einen realen Leckstrom und einen simulierten Leckstrom), zuverlässig arbeitet,auch wenn eine Gleichtaktspannung in einer Leistungsversorgungseinheitfür einFahrzeug schwankt.
    [0009] DerErfinder konzentrierte sich auf eine Beziehung zwischen einer Gleichtaktspannung,und einer Impedanz zwischen einer Hochspannungsseite einer Leistungsversorgungseinheitund einer Fahrzeugkarosserie (Fahrzeugimpedanz). Die Fahrzeugimpedanz ändert sich,in Abhängigkeitdavon, ob ein Relais, welches zwischen einer Batterie und einem Umrichteraus Sicherheitsgründenvorgesehen werden kann, EIN-geschaltet oder AUS-geschaltet ist. Wenndas Relais EIN-geschaltet ist, ist die Fahrzeugimpedanz kleinerals jene, wenn das Relais AUS-geschaltet ist, da eine elektrischeSchaltung aus der Batterie, dem Umrichter und einem Motor besteht.Demzufolge ist die Gleichtaktspannung, wenn das Relais EIN-geschaltetist, gering, und wenn das Relais AUS-geschaltet ist, hoch.
    [0010] Entsprechendeinem ersten Aspekt der Erfindung, enthält ein Diagnosesystem, welcheseine Diagnose der Betriebsleistung einer Vorrichtung zum Erfasseneines Leckstroms in einer Leistungsversorgungseinheit mit einerBatterie durchführt,einen durch die Batterie betriebenen Motor, zwischen der Batterieund dem Motor vorgesehene Leistungsumwandlungseinrichtungen, Einrichtungenzur Erzeugung eines simulierten Leckstroms zur Erzeugung eines Zustands,wenn ein Leckstrom (nachstehend als "Leckstromzustand" bezeichnet) zwischen der Batterie undeiner Fahrzeugkarosserie aufgetreten ist, und die Vorrichtung zumErfassen eines Leckstroms, welche einen simulierten Leckstrom erfaßt. DasDiagnosesystem enthält Öffnungs/Schließungseinrichtungenzur Verbinden/Trennen der Leistungsumwandlungseinrichtungen mit/vonder Batterie, sowie Öffnungs/Schließungserfassungseinrichtungenzum Erfassen der Öffnung/Schließung der Öffnungs/Schließungseinrichtungenund zur Ausgabe des Ergebnisses der Erfassung an die Einrichtungzur Erzeugung eines simulierten Leckstroms und der Vorrichtung zumErfassen eines Leckstroms. Die Vorrichtung zum Erfassen eines Leckstromsführt zumindest: eineWiederholung oder eine zeitweilige Aussetzung bzw. Unterbrechungsowohl der Erzeugung eines simulierten Leckstroms als auch der Erfassungeines Leckstroms durch, wenn die Öffnung/Schließung der Öffnungs/Schließungseinrichtungendurch die Öffnungs/Schließungserfassungseinrichtungenerfaßt wird.
    [0011] Indem Diagnosesystem wird zumindest eine: Wiederholung oder eine zeitweiligerAussetzung von sowohl der Erzeugung eines simulierten Leckstromsdurch die Einrichtungen zur Erzeugung eines simulierten Leckstroms,als auch der Erfassung eines Leckstroms durch die Vorrichtung zumErfassen eines Leckstroms durchgeführt, falls die Diagnose derBetriebsleistung der Vorrichtung zum Erfassen des Leckstroms nichtdurchgeführtwird, wenn die Einrichtung zum Erfassen der Öffnung/Schließung die Öffnung/Schließung der Öffnungs/Schließungseinrichtungerfaßt.
    [0012] Die Öffnungs/Schließungseinrichtungentsprechend dem ersten Aspekt kann die Leistungsumwandlungseinrichtungmit der Batterie verbinden, wenn sich ein Zündschlüssel in einer Startposition befindet,und kann die Leistungsumwandlungseinrich tung von der Batterie trennen,wenn sich der Zündschlüssel ineiner von der Startposition abweichenden Position befindet.
    [0013] Die Öffnungs/Schließungseinrichtungentsprechend dem ersten Aspekt kann der Einrichtung zur Erzeugungeines simulierten Leckstroms von dem Öffnen/Schließen der Öffnungs/Schließungseinrichtung über dieVorrichtung zum Erfassen des Leckstroms Meldung geben.
    [0014] Entsprechendeinem zweiten Aspekt der Erfindung, ist ein Diagnosesystem vorgesehen,welches eine Diagnose der Betriebsleistung einer Vorrichtung zumErfassen eines Leckstroms in einer Leistungsversorgungseinheit durchführt, welcheeine Batterie, einen von der Batterie betriebenen Motor, zwischender Batterie und dem Motor vorgesehene Leistungsumwandlungseinrichtungen,und die Vorrichtung zum Erfassen des Leckstroms, welche ein Leckstromzwischen der Batterie und einer Fahrzeugkarosserie erfaßt, enthält. DasDiagnosesystem enthält Öffnungs/Schließungseinrichtungenzum Verbinden/Trennen der Leistungsumwandlungseinrichtungen mit/vonder Batterie, und Öffnungs/Schließungserfassungseinrichtungenzum Erfassen der Öffnung/Schließung der Öffnungs/Schließungseinrichtungenund zur Ausgabe des Ergebnisses der Erfassung an die Vorrichtungzum Erfassen des Leckstroms. Die Vorrichtung zum Erfassen des Leckstromsführt zumindesteine Wiederholung oder eine zeitweilige Aussetzung der Erfassungeines Leckstroms durch, wenn die Öffnung/Schließung der Öffnungs/Schließungseinrichtungendurch die Einrichtungen zum Erfassen der Öffnung/Schließung erfaßt wird.
    [0015] Indem Diagnosesystem wird zumindest eine Wiederholung oder eine zeitweiligeAussetzung der Erfassung eines Leckstroms durch die Vorrichtung zumErfassen des Leckstroms durchgeführt,falls eine Diagnose der Betriebsleistung der Vorrichtung zum Erfassendes Leckstroms nicht durchgeführt wird,wenn die Einrichtung zum Erfassen der Öffnung/Schließung eine Öffnung/Schließung der Öffnungs/Schließungs einrichtungenerfaßt.
    [0016] Die Öffnungs/Schließungseinrichtungenentsprechend dem zweiten Aspekt können die Leistungsumwandlungseinrichtungenmit der Batterie verbinden, wenn sich ein Zündschlüssel in einer Startpositionbefindet, und könnendie Leistungsumwandlungseinrichtungen von der Batterie trennen, wennsich ein Zündschlüssel ineiner von der Startposition abweichenden Position befindet.
    [0017] Entsprechendeinem dritten Aspekt der Erfindung ist ein Diagnoseverfahren zurDurchführungeiner Diagnose der Betriebsleistung einer Vorrichtung zum Erfasseneines Leckstroms vorgesehen. Das Diagnoseverfahren enthält die folgendenSchritte: Erzeugen eines Leckstromzustands zwischen einer Batterieund einer Fahrzeugkarosserie; Verbinden/Trennen der Leistungsumwandlungseinrichtung, welchezwischen der Batterie und einem Motor vorgesehen ist mit/von derBatterie; Erfassen der Verbindung/Trennung zwischen der Batterieund der Leistungsumwandlungseinrichtung, und Durchführen von zumindesteiner Wiederholung oder eine zeitweilige Aussetzung der Erfassungeines Leckstroms, wenn die Verbindung/Trennung zwischen der Batterieund der Leistungsumwandlungseinrichtung erfaßt wird.
    [0018] Entsprechendeinem vierten Aspekt der Erfindung ist ein Diagnoseverfahren zurDurchführung einerDiagnose der Betriebsleistung einer Vorrichtung zur Erfassung einesLeckstroms vorgesehen. Das Diagnoseverfahren enthält folgendeSchritte: Erfassen eines Leckstroms zwischen einer Batterie und einerFahrzeugkarosserie; Verbinden/Trennen des elektrischen Leistungswandlers,welcher zwischen der Batterie und dem Motor vorgesehen ist mit/von derBatterie; Erfassen der Verbindung/Trennung zwischen der Batterieund dem elektrischen Leistungswandler; und die Durchführen vonzumindest entweder einer Wiederholung oder einer zeitweiligen Aussetzungder Erfassung eines Leckstroms wenn die Verbindung/Trennung zwischender Batterie und dem elektrischen Leistungswandler erfaßt wird.
    [0019] Indem ersten Aspekt erfaßtdie Vorrichtung zum Erfassen des Leckstroms einen Leckstromzustand,welcher durch die Einrichtung zur Erzeugung des simulierten Leckstromserzeugt wurde und das Diagnosesystem führt eine Diagnose eines Betriebszu standsder Vorrichtung zum Erfassen des Leckstroms in dem simulierten Leckstromzustanddurch.
    [0020] DieVorrichtung zum Erfassen des Leckstroms kann aus einem Teil einerLeistungsversorgungs ECU gebildet sein, und kann einen Ladezustandder 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 derSchaltung zum Erfassen eines Leckstroms, und dergleichen enthalten.
    [0021] Einvon dem Abnormalitätszähler derSchaltung zum Erfassen des Leckstroms gezeigter Wert nimmt zu, wennein Leckstrom in dem Leckstromzustand nicht erfaßt wird. Wenn der Wert einenvorgegebenen Zählwertinnerhalb eines vorgegebenen Zeitraums erreicht, wird bestimmt,daß eineAbnormalitätbei der Erfassung durch die Vorrichtung zum Erfassen des Leckstromsaufgetreten ist. In vielen Fällenist die gesamte Vorrichtung zum Erfassen eines Leckstroms als IC(integrierte Schaltung) ausgebildet. Ein Beispiel einer typischenAbnormalitätist ein Ausfall bzw. Fehler des Transistors, welcher die Beleuchtungeiner LED steuert.
    [0022] Die Öffnungs/Schließungseinrichtungdes Diagnosesystems kann aus einem Relais gebildet sein und dieEinrichtung zum Erfassen der Öffnung/Schließung kannaus einer Hybrid ECU gebildet sein. Die Hybrid ECU kann ein gesamtesFahrzeugsystem steuern. In der Beziehung mit der Leistungsversorgungseinheit,kann die Hybrid ECU die Menge der elektrischen Leistung, mit welcherdie Batterie geladen wird unter Verwendung der Beziehung mit demFahrzeugzustand steuern. Wenn die Öffnungs/Schließungseinrichtungengeöffnet/geschlossenwerden, kann das Diagnosesystem eine Diagnose der Betriebsleistungder Vorrichtung zum Erfassen des Leckstroms, d.h. einer Fehler-bzw. Ausfallsbestimmung wiederholen. Das Diagnosesystem kann ebenfallsdie Diagnose füreinen vorgegebenen Zeitraum bis eine Gleichtaktspannung stabil wird,unterbrechen. Das Diagnosesystem kann ebenfalls die Diagnose nacheinem vorgegebenen Zeitraum der Unterbrechung wiederholen.
    [0023] Indem zweiten Aspekt, führtdas Diagnosesystem eine Diagnose des Betriebszustands der Vorrichtungzum 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, unddergleichen enthalten. Ein durch den elektrischen Leckzähler gezeigterWert kann sich erhöhen,wenn ein Leckstrom erfaßtwird, und der Wert kann auf Null rückgesetzt werden, wenn einLeckstrom nicht erfaßtwird. Wenn der von dem elektrischen Leckzähler gezeigte Wert einen vorgegebenenWert erreicht, kann bestimmt werden, daß ein Leckstrom aufgetretenist.
    [0024] Für das Diagnosesystemkann im Grunde die gleiche Konfiguration als jene des ersten Aspekts eingesetztwerden. Die Öffnungs/Schließungseinrichtungkann nämlichdurch ein Relais gebildet sein, und die Einrichtung zum Erfassender Öffnung/Schließung kanndurch eine ECU gebildet sein. Wenn die Öffnungs/Schließungs-Vorrichtung geöffnet/geschlossenwird, kann das Diagnosesystem eine Diagnose der Betriebsleistungder Vorrichtung zum Erfassen des Leckstroms, d.h. einer Fehlerermittlung,wiederholen. Das Diagnosesystem kann ebenfalls die Diagnose für einenvorgegebenen Zeitraum, bis eine Gleichtaktspannung stabil wird,unterbrechen. Das Diagnosesystem kann ebenfalls die Diagnose nacheinem vorbestimmten Zeitraum der Unterbrechung wiederholen.
    [0025] Dievorhergehenden sowie weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindungwerden anhand der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformenin Bezug auf die begleitenden Zeichnungen, ersichtlich, wobei gleicheBezugszeichen zur Darstellung gleicher Elemente verwendet werden.Es zeigt:
    [0026] 1 einen schematischen Planeiner Schaltung, welcher eine erste Ausführungsform der Erfindung zeigt;
    [0027] 2 ein Ablaufdiagramm, welcheseinen Betrieb der ersten Ausführungsformzeigt;
    [0028] 3 einen schematischer Plandes Hauptabschnitts einer Schaltung, welcher die zweite Ausführungsformder Erfindung zeigt; und
    [0029] 4 ein Ablaufdiagramm, welcheseinen Betrieb der zweiten Ausführungsformzeigt.
    [0030] Nachstehendwerden beispielhafte Ausführungsformender Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
    [0031] Eineerste Ausführungsformder Erfindung wird beschrieben. Wie in 1 gezeigt, enthält eine Leistungsversorgungseinheiteines Hybridfahrzeugs eine Batterie (Gleichstromleistungsversorgung) 10, einenDreiphasenwechselstrommotor (nachstehend einfach als "Motor" bezeichnet) 15,welcher durch die Batterie 10 betrieben wird, und eineelektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung (nachstehend als "Umrichter" bezeichnet) 20,welcher zwischen der Batterie 10 und dem Motor 15 vorgesehenist, und welcher elektrische Leistung von einem Gleichstrom in einenWechselstrom umwandelt. Die Leistungsversorgungseinheit enthält fernereine Schaltung 30 zum Erfassen eines Leckstroms und eineVorrichtung 55 zur Erzeugung eines simulierten Leckstroms.Die Schaltung 30 zum Erfassen eines Leckstroms (Erfassungsschaltung)bildet einen Teil einer Batterie ECU (elektronische Steuereinheit) 31,und enthälteine Sendeschaltung 32, einen Pufferspeicher 37,einen Komparator 41, einen Transistor 48 und dergleichen. DieSendeschaltung 32 enthälteinen Sendeabschnitt 33 und eine Mehrzahl von Anschlüssen. Nachdem einfestgelegter Zeitraum nach Drehung des Zündschlüssels in eine IG-Position vergangenist, wird eine von dem Sendeabschnitt 33 übertrageneRechteckspannug in den Pufferspeicher 37 eingegeben, undwird gepuffert. Die Batterie 10 und die Schaltung 30 zumErfassen eines Leckstroms sind voneinander durch einen Kondensator 34 isoliert.
    [0032] EineReferenzspannung wird in ein nicht-reversibler Eingabeanschluss 43 desKomparators 41 eingegeben. Die Referenzspannung wird durchDivision einer Spannung Vcc durch einen Widerstand 45 undeinen Widerstand 46 erhalten, und weist ein konstantesNiveau auf. Die Widerstandswerte der Widerstände 45 und 46 werdenderart gewählt,so dass das Spannungsniveau geringer als das der Rechteckspannugist, welche von dem Pufferspeicher 37 an einen reversiblenEingabeanschluss 42 eingegeben wird, wenn ein Leckstromnicht aufgetreten ist, und höherals jene der Rechteckspannug ist, welche eingegeben wird, wenn einsimulierter Leckstrom erzeugt wird. Das Niveau bzw. Level der Rechteckspannug,welche in der reversible Eingabeanschluss 42 eingegebenwird, ist nämlichgeringer als die Referenzspannung, wenn ein simulierter Leckstromerzeugt wird.
    [0033] DieSendeschaltung 32 schaltet den Transistor 48 entsprechendeiner Eingabe des Komparators 41 EIN/AUS. Ein Steuerabschnitt 49 schalteteine LED 51 entsprechend einem EIN/AUS-Zustand des Transistors 48 EIN/AUS.Der Komparator 41 gibt insbesondere, wenn ein Leckstromnicht aufgetreten ist (währendder Normalzeit), einen Impuls aus, und gibt ein "High" anzeigendesSignal aus, wenn ein Leckstrom aufgetreten ist. Die Sendeschaltung 32 schaltetden Transistor 48 EIN und AUS, wenn der Impuls von demKomparator 41 eingegeben wird, schaltet den Transistor 48 EIN,wenn das "High" anzeigende Signaleingegeben wird, und schaltet den Transistor 48 AUS, wennein "Low" anzeigendes Signaleingegeben wird.
    [0034] Wenndie Schaltung 30 zum Erfassen eines Leckstroms im Normalbetriebbefindlich 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.
    [0035] DieVorrichtung 55 zur Erzeugung eines simulierten Leckstroms(Erdungsfehlerversuchsschaltung), welche zwischen einer Fahrzeugkarosserie 80 unddem Umrichter 20 vorgesehen ist, enthält ein Relais 56 aufder Fahrzeugkarosserieseite 80 und einen Widerstand 57 aufder Umrichterseite 20. Das Relais 56 wird entsprechendeinem Signal von der Sendeschaltung 32 EIN-geschaltet underdet die Batterie 10 mit der Fahrzeugkarosserie 80,um künstlicheinen Leckstromzustand zu erzeugen.
    [0036] EinDiagnosesystem 60 enthältein 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 inder Startposition ist, und ist AUS-geschaltet, wenn der Zündschlüssel ineiner von der Startposition abweichenden Position befindlich ist.Ein den EIN/AUS-Zustand des zweiten Relais 62 anzeigendesSignal wird in die Hybrid ECU 63 eingegeben. Die HybridECU 63 kommuniziert mit der Batterie ECU 31.
    [0037] Während derNormalzeit bzw. dem Normalbetrieb (wenn ein Leckstrom nicht aufgetretenist), ist das erste Relais 56 offen. Wenn das erste Relais 56 entsprechendeinem Signal der Sendeschaltung 32 geschlossen wird, fließt ein elektrischerStrom von der Batterie 10 zu der Fahrzeugkarosserie 80,und eine an einem Punkt P angelegte Spannung, d.h. das Niveau desreversiblen Eingabeanschlusses 42 des Komparators 41,wird geringer. Andererseits ist das Niveau der Referenzspannung,welche in der nichtreversible Eingabeanschluss 43 eingegebenwird, konstant. Entsprechend gibt der Komparator 41 einen Impulsaus, der Transistor 48 wird entsprechend dem Impuls EIN/AUS-geschaltet,und die LED 51 ist AUS-geschaltet.
    [0038] Wennein simulierter Leckstrom erzeugt wird, wird, falls das erste Relais 56 entsprechendeinem Signal der Sendeschaltung 32 basierend auf einer Drehungdes Zündschlüssels geschlossenwird, fließt einLeckstrom von einer Busleitung 11 einer Batterie 10 andie Fahrzeugkarosserie 80. Ein elektrischer Strom wirdeinem Kondensator 34 und einem Widerstand 35 zugeführt, undder Kondensator 34 wird aufgeladen, bis die Anschlußspannungerreicht wird. Indessen wird die Rechteckspannug des Pufferspeichers 37 über denWiderstand 35, den Kondensator 34, den Widerstand 57,die Fahrzeugkarosserie 80, und den Pufferspeicher 37 übertragen.Bei Abschluß derAufladung des Kondensators 34, wird die Rechteckspannugdurch die Widerstände 35 und 57 geteilt.
    [0039] Dadas Niveau der Rechteckspannugneingabe in den reversiblen Eingabeanschluss 42 geringer alsdie Referenzspannung ist, wird ein "High" anzeigendesSignal von dem Komparator 41 ausgegeben. Wenn das "High" anzeigende Signalvon dem Komparator 41 ausgegeben wird, schaltet die Sendeschaltung 32 denTransistor 48 EIN, und die LED 51 wird durch denSteuerabschnitt 49 EIN-geschaltet.
    [0040] DieBeziehung zwischen dem Normalbetrieb und einem simulierten Leckstrom,und der Diagnose des Betriebszustands der Schaltung 30 zumErfassen eines Leckstroms wird mit Bezug auf 2 beschrieben. Nachdem ein vorgegebenerZeitraum (z.B. 10 Sekunden) nach EIN-Schaltung einer Zündung vergangenist, wird ein Selbstdiagnosebetrieb gestartet. In S1 bestimmt dieHybrid ECU 63, ob das zweite Relais 62 von EINauf AUS, oder von AUS auf EIN geschaltet wird, d.h. ob der Zündschlüssel indie Startposition gedreht wird. Wenn bestimmt wird, daß das zweiteRelais von EIN auf AUS, oder von AUS auf EIN geschaltet wird, wirdentsprechend einer Eingabe der Hybrid ECU 63 an die BatterieECU 31, ein von einem Abnormalitätszähler der Erfassungsschaltunggezeigter Wert in der Sendeschaltung auf Null rückgesetzt, ein erstes Relais 52 AUS-geschaltet, undein Stand-by-Zustand füreinen vorgegebenen Zeitraum in S2 fortgesetzt.
    [0041] Wennbestimmt wird, daß daszweite Relais 62 nicht von EIN aus AUS, oder von AUS aufEIN geschaltet wird, wird das erste Relais die Vorrichtung 55 zurErzeugung eines simulierten Leckstroms entsprechend einem Signalder Sendeschaltung 32 in S3 EIN-geschaltet, und ein Leckstromzustandkünstlicherzeugt. Wenn ein Leckstrom in S4 nicht erfaßt wird, wird der von dem Abnormalitätszähler derErfassungsschaltung gezeigte Wert erhöht. Zu diesem Zeitpunkt wirdbestimmt, daß dieErfassung abnormal ist. Der von dem Zähler gezeigte Wert wird zur Sicherheiterhöht.
    [0042] Wennin S4 ein Leckstrom erfaßtwird, wird bestimmt, ob in S5 ein vorgegebener Zeitraum vergangenist. Ein Stand-by-Zustand wird füreinen vorgegebenen Zeitraum fortgesetzt, um eine fehlerhafte Bestimmungaufgrund abrupt erzeugten Rauschens zu verhindern. Wenn bestimmtwird, daß dervorgegebene Zeitraum nicht abgelaufen ist, wird S1 erneut durchgeführt. Wennbestimmt wird, daß dervorgegebene Zeitraum abgelaufen ist, wird anschließend bestimmt,ob der von dem Abnormalitätszähler derErfassungsschaltung gezeigte Wert größer oder gleich einem vorgegebenenWert in S7 ist. Der von dem Zählergezeigte Wert wird aus Sicherheitsgründen in Betracht gezogen. Wennbestimmt wird, daß der Wertgrößer odergleich dem bestimmten Wert ist, wird bestätigt, daß die Erfassung durch die Schaltung 30 zumErfassen eines Leckstroms in S8 abnormal ist. Wenn der Wert geringerals der vorgegebene Wert ist, wird bestätigt, daß die Erfassung durch die Schaltung 30 zumErfassen eines Leckstroms in S9 normal durchgeführt wird.
    [0043] Entsprechendder Ausführungsform,wird das erste Relais 56, wenn die Hybrid ECU 63 nicht erfaßt, daß das zweiteRelais 62 von EIN auf AUS, oder von AUS auf EIN (bezugnehmendauf S1) geschaltet wird, EIN-geschaltet, um ein simulierter Leckstromzu erzeugen. Wenn die Hybrid ECU 63 andererseits erfaßt, daß das zweiteRelais von EIN auf AUS, oder von AUS auf EIN geschaltet wird, wird daserste Relais 56 zeitweilig AUS-geschaltet, und die Diagnosewird erneut nach Ablauf eines vorgegebenen Zeitraums entsprechendeinem Befehl der Hybrid ECU 63 und der Schaltung 30 zumErfassen eines Leckstroms (bezugnehmend auf S2) durchgeführt. Auchwenn die Spannung durch EIN/AUS-Schaltung des zweiten Relais 62 im Gleichtakt(Common Mode) schwankt, kann die Diagnose der Betriebsleistung derSchaltung 30 zum Erfassen eines Leckstroms akkurat durchgeführt werden.
    [0044] Wenn überdiesein durch die Vorrichtung 55 zur Erzeugung eines simuliertenLeckstroms erzeugter simulierter Leckstrom durch die Schaltung 30 zum Erfasseneines Leckstroms erfaßtwird, wird ein Stand-by-Zustand fortgesetzt, bis der von dem Abnormalitätszähler derErfassungsschaltung gezeigte Wert (bezugnehmend auf S5) erhöht wirdund ferner ein weiterer Stand-by-Zustand für einen vorbestimmten Zeitraum(bezugnehmend auf S6) fortgesetzt wird. Die Genauigkeit der Diagnosewird entsprechend weiter verbessert.
    [0045] Einezweite Ausführungsformwird in den 3 und 4 gezeigt. In der zweitenAusführungsform wirdeine Diagnose des Betriebszustands der Schaltung 30 zumErfassen eines Leckstroms durchgeführt.
    [0046] Wiein 3 gezeigt, enthält eineLeistungsversorgungseinheit die Batterie 10, den Motor 15 und denUmrichter 20. Eine Vorrichtung zum Erfassen eines Leckstroms(nicht gezeigt), welche ein Leckstrom zwischen der Busleitung 12 undder Batterie 10 und dem Umrichter 20 erfasst,weist die gleiche Konfiguration als die Schaltung 30 zumErfassen eines Leckstroms der ersten Ausführungsform, abgesehen von einemZähler,auf. Die Vorrichtung zum Erfassen eines Leckstroms entsprechendder zweiten Ausführungsformenthältnämlichanstatt des Abnormalitätszählers derErfassungsschaltung einen elektrischen Leckzähler.
    [0047] EinDiagnosesystem (nicht gezeigt), welches eine Diagnose des Betriebszustandsder Vorrichtung zum Erfassen eines Leckstroms durchführt, weist eine ähnlicheKonfiguration als die des Diagnosesystems der ersten Ausführungsformauf, und enthältein in der Busleitung 12 und der Hybrid ECU 63 vorgesehenesRelais. Das Diagnosesystem enthältnicht die Vorrichtung 55 zur Erzeugung eines simulierten Leckstroms,sowie ein dem ersten Relais 56 entsprechendes Relais.
    [0048] EinBetrieb der zweiten Ausführungsform wirdin Bezug auf 4 beschrieben.In dieser Beschreibung, wird die Beschreibung der Vorrichtung 30 zumErfassen eines Leckstroms und die Beschreibung der Vorrichtung 55 zurErzeugung eines simulierten Leckstroms, wo geeignet, verwendet.
    [0049] InS11 wird bestimmt, ob das Relais 90 von EIN auf AUS, odervon AUS auf EIN geschaltet wird. Wenn bestimmt wird, daß das Relais 90 vonEIN auf AUS, oder von AUS auf EIN geschaltet wird, wird der vondem elektrischen Leckzählergezeigte Wert in der Sendeschaltung 32 auf Null rückgesetzt,und ein Stand-by-Zustand wird füreinen vorgegebenen Zeitraum fortgesetzt. Anschließend wirdS11 erneut durchgeführt,und es wird bestimmt, ob das Relais 90 erneut von EIN aufAUS, oder von AUS auf EIN geschaltet wird. Wenn bestimmt wird, daß das Relais 90 nichtvon EIN auf AUS, oder von AUS auf EIN geschaltet wird, wird anschließend S13durchgeführt unddie Vorrichtung 30 zum Erfassen eines Leckstroms erfaßt, ob einLeckstrom in der Busleitung 12 aufgetreten ist. Wenn einLeckstrom, d.h. ein Erdungsfehler nicht erfaßt wird, wird der von dem elektrischenLeckzählergezeigte Wert in der Sendeschaltung 32 in S15 auf Nullrückgesetzt.Wenn ein Leckstrom in S13 erfaßtwird, wird der von dem elektrischen Leckzähler gezeigte Wert in S14 erhöht. Nachdemder von dem elektrischen Leckzählergezeigte Wert in S15 auf Null rückgesetztwird, oder nachdem ein von dem elektrischen Leckzähler gezeigterWert in S14 erhöhtwird, wird bestimmt, ob der von dem elektrischen Leckzähler gezeigteWert größer oder gleicheinem vorgegebenen Wert ist. Wenn bestimmt wird, daß der Wertgrößer odergleich dem vorgegebenen Wert ist, wird bestätigt, daß ein Leckstrom in S17 aufgetretenist. Wenn der Wert kleiner als der vorgegebene Wert ist, wird S11erneut durchgeführt.
    [0050] Wennentsprechend der Ausführungsform dasRelais 90 nicht EIN/AUS-geschaltet wird, wird ein Leckstromdurch die Vorrichtung 30 zum Erfassen eines Leckstromserfaßt.Wenn das Relais 90 jedoch EIN/AUS-geschaltet wird, wirdder von dem elektrischen Leckzählergezeigte Wert auf Null rückgesetzt, einStand-by-Zustand füreinen vorgegebenen Zeitraum fortgesetzt, und eine Abnormalitätserfassung erneutdurchgeführt.Auch werden entsprechend eine Spannung durch EIN/AUS-Schaltung desRelais 90 im Gleichtakt schwankt, kann die Diagnose der Betriebsleistungder Vorrichtung 30 zum Erfassen eines Leckstroms akkuratdurchgeführtwerden.
    [0051] Zusätzlich wirdder Stand-by-Zustand fortgesetzt, bis der von dem elektrischen Leckzähler gezeigteWert in S14 erhöhtwird. Die Genauigkeit der Diagnose wird entsprechend weiter verbessert.
    [0052] Wiesoweit beschrieben, kann die Diagnose des Betriebszustands der Vorrichtungzum Erfassen eines Leckstroms, mit dem Diagnosesystem für die Vorrichtungzum Erfassen eines Leckstroms entsprechend der ersten Ausführungsform,welche ein simulierter Leckstrom erfaßt, auch wenn die zwischender Batterie und dem Umrichter versehene Öffnungs/Schließungseinrichtungaus einem Grund EIN/AUS-geschaltet wird, und deshalb die Gleichtaktspannungschwankt, akkurat durchgeführtwerden.
    [0053] Mitdem Diagnosesystem entsprechend der ersten Ausführungsform, kann die Diagnosedes Betriebszustands der Vorrichtung zum Erfassen eines Leckstroms,auch wenn der Zündschlüssel, welcher als Öffnungs/Schließungseinrichtungdient, in die Startposition gedreht wird oder von der Startposition ineine andere Position gedreht wird, akkurat durchgeführt werden.Ein Austausch eines Signals zwischen der Öffnungs/Schließungseinrichtungund der Einrichtung zur Erzeugung eines simulierten Leckstroms istdes weiteren bei diesem Diagnosesystem nicht erforderlich. Das Diagnosesystemist entsprechend vereinfacht. Zusätzlich wird bei diesem Diagnosesystemdie Diagnose zu anderen Zeiten als dem Zeitpunkt der EIN/AUS-Schaltungder Öffnungs/Schließungseinrichtungdurchgeführt.Die Gleichtaktspannung schwankt entsprechend nicht während dieDiagnose durchgeführtwird. Demzufolge wird die Diagnose akkurat durchgeführt.
    [0054] Ebenfallskann mit diesem Diagnosesystem fürdie Vorrichtung zum Erfassen eines Leckstroms entsprechend der zweitenAusführungsform,auch wenn die zwischen der Batterie und dem Umrichter versehene Öffnungs/Schließungseinrichtungaus einem Grund EIN/AUS-geschaltet wird, und deshalb die Gleichtaktspannungschwankt, die Diagnose des Betriebszustands der Vorrichtung zumErfassen eines Leckstroms, welche ein Leckstrom erfaßt, akkuratdurchgeführtwerden.
    [0055] Ebenfallskann mit diesem Diagnosesystem, auch wenn der Zündschlüssel, welcher als Öffnungs/Schließungseinrichtungdient, in die Startposition gedreht wird, oder von der Startpositionin eine andere Position gedreht wird, die Diagnose des Betriebszustandsder Vorrichtung zum Erfassen eines Leckstroms akkurat durchgeführt werden.Zusätzlich wirdmit diesem Diagnosesystem, die Diagnose zu Zeiten außerhalbdem Zeitpunkt der EIN/AUS-Schaltung der Öffnungs/Schließungseinrichtungdurchgeführt.Die Gleichtaktspannung schwankt daher nicht während die Diagnose durchgeführt wird.Demzufolge kann die Diagnose akkurat durchgeführt werden.
    权利要求:
    Claims (7)
    [1] Diagnosesystem, welches eine Diagnose der Betriebsleistungeiner Vorrichtung (30) zum Erfassen eines Leckstroms ineiner 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) vorgesehenist, eine Einrichtung (55) zur Erzeugung eines simuliertenLeckstroms zur Erzeugung eines Leckstromzustands zwischen der Batterie(10) und einer Fahrzeugkarosserie, und die Vorrichtung(30) zum Erfassen eines Leckstroms, welche einen simuliertenLeckstrom erfaßt,enthält, gekennzeichnetdurch: 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 andie Einrichtung (55) zur Erzeugung eines simulierten Leckstromsund der Vorrichtung (30) zum Erfassen eines Leckstroms,wobei die Vorrichtung (30) zum Erfassen eines Leckstromszumindest ein Wiederholen oder ein zeitweiliges Aussetzen von sowohlder Erzeugung eines simulierten Leckstroms als auch der Erfassungeines Leckstroms durchführt, wenneine Öffnung/Schließung der Öffnungs/Schließungseinrichtung(62) von der Einrichtung (63) zum Erfassen der Öffnung/Schließung erfaßt wird.
    [2] Diagnosesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß die Öffnungs/Schließungseinrichtung(62) die Einrichtung (20) zur Umwandlung der elektrischenLeistung mit der Batterie (10) verbindet, wenn sich einZündschlüssel ineiner Startposition befindet, und die Einrichtung (20)zur Umwandlung der elektrischen Leistung von der Batterie (10) trennt,wenn sich der Zündschlüssel ineiner von der Startposition abweichenden Position befindet.
    [3] Diagnosesystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,daß dieEinrichtung (63) zum Erfassen der Öffnung/Schließung derEinrichtung (55) zur Erzeugung eines simulierten Leckstromsdas Öffnen/Schließen der Öffnungs/Schließungseinrichtung(62) überdie Vorrichtung (30) zum Erfassen eines Leckstroms meldet.
    [4] Diagnosesystem, welches eine Diagnose der Betriebsleistungeiner Vorrichtung (30) zum Erfassen eines Leckstroms ineiner 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) vorgesehenist, und die Vorrichtung (30) zum Erfassen eines Leckstroms,welche einen Leckstrom zwischen der Batterie (10) und einerFahrzeugkarosserie erfaßt,enthält.gekennzeichnet durch: 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 andie Vorrichtung (30) zum Erfassen eines Leckstroms, wobeidie Vorrichtung (30) zum Erfassen des Leckstroms zumindestein Wiederholen oder ein zeitweiliges Aussetzen der Erfassung eines Leckstromsdurchführt,wenn die Öffnung/Schließung der Öffnungs/Schließungseinrichtung(62) durch die Einrichtung (63) zum Erfassen der Öffnung/Schließung erfaßt wird.
    [5] Diagnosesystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,daß die Öffnungs/Schließungseinrichtung(62) die Einrichtung (20) zur Umwandlung der elektrischenLeistung mit der Batterie (10) verbindet, wenn sich einZündschlüssel ineiner Startposition befindet, und die Einrichtung (20)zur Umwandlung der elektrischen Leistung von der Batterie (10) trennt,wenn sich der Zündschlüssel ineiner von der Startposition abweichenden Position befindet.
    [6] Diagnoseverfahren zur Durchführung einer Diagnose einerBetriebsleistung einer Vorrichtung (30) zum Erfassen einesLeckstroms, gekennzeichnet durch Aufweisen der folgenden Schritte: Erzeugeneines Leckstromszustands zwischen einer Batterie (10) undeiner 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 elektrischerLeistung; und Durchführungvon zumindest einer Wiederholung oder zeitweiligem Aussetzen vonsowohl Erzeugung eines simulierten Leckstroms als auch Erfasseneines Leckstroms, wenn die Verbindung/Trennung zwischen der Batterie(10) und der Einrichtung (20) zur Umwandlung derelektrischen Leistung erfaßtwird.
    [7] Diagnoseverfahren zum Durchführen einer Diagnose der Betriebsleistungeiner Vorrichtung (30) zum Erfassen eines Leckstroms, gekennzeichnet durchfolgende Schritte: Erfassen eines Leckstroms zwischen einerBatterie (10) und einer Fahrzeugkarosserie; Verbinden/Trennender Einrichtung (20) zur Umwandlung der elektrischen Leistung,welche zwischen der Batterie (10) und dem Motor (15)vorgesehen ist, mit/von der Batterie (10); Erfassender Verbindung/Trennung zwischen der Batterie (10) undder Einrichtung zur Umwandlung der elektrischen Leistung; und Durchführen vonzumindest einem Wiederholen oder zeitweiligem Aussetzen der Erfassungeines Leckstroms, wenn die Verbindung/Trennung zwischen der Batterie(10) und der Einrichtung (20) zur Umwandlung derelektrischen Leistung erfaßtwird.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    JP4082676B2|2008-04-30|
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    申请号 | 申请日 | 专利标题
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