DE102012106597B4

DE102012106597B4 - Isolationsfehlerdiagnosevorrichtung und Verfahren zur Diagnose eines Isolationsfehlers

Info

Publication number: DE102012106597B4
Application number: DE102012106597.7A
Authority: DE
Inventors: Masakazu Tago; Atsuyuki Hiruma; Hiroyasu Kudo
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2011-07-21
Filing date: 2012-07-20
Publication date: 2023-01-05
Anticipated expiration: 2032-07-21
Also published as: US9132733B2; DE102012106597A1; US20130021038A1; JP2013040918A; DE102012106597A8

Abstract

Isolationsfehlerdiagnosevorrichtung, die ein Vorhandensein oder Fehlen eines Isolationsfehlers zwischen einem Fahrzeugaufbau und einem Verbindungspfad (Lp, Ln, Lo) zu einer Leistungszufuhr (10) für eine Traktionseinheit (16), die in dem Fahrzeug angebracht ist, diagnostiziert, aufweisend:wenigstens eine Leistungswandlerschaltung (INV2 bis INV4), die mit der Leistungszufuhr (10) verbunden ist und an wenigstens einer Fahrzeughilfseinheit (22, 24, 26) Leistung zuführt;eine Ausgabeeinheit (40), die ein Diagnose-AC-Signal (ds) an den Verbindungspfad (Lp, Ln, Lo) ausgibt; undeine Diagnoseeinheit (46), die ein Vorhandensein oder Fehlen des Isolationsfehlers basierend auf einem Strom diagnostiziert, der durch den Verbindungspfad (Lp, Ln, Lo) fließt, wenn das Diagnose-AC-Signal (ds) ausgegeben wird, wobeidie Diagnoseeinheit (46) eine Speichereinheit (48) umfasst, die einen Bestimmungswert zum Bestimmen des Isolationsfehlers oder Informationen zum Einstellen des Bestimmungswerts speichert, undder Bestimmungswert oder die Informationen durch Messung einer elektrischen Zustandsgröße des Verbindungspfad (Lp, Ln, Lo) erlangt werden, die von einer Streukapazität und einem dielektrischen Widerstand des Verbindungspfads (Lp, Ln, Lo) abhängt, die erlangt werden, wenn das Diagnose-AC-Signal (ds) an den Verbindungspfad (Lp, Ln, Lo) ausgegeben wird während die Leistungswandlerschaltung (INV2 bis INV4) mit der Leistungszufuhr (10) verbunden ist.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Dieser Anmeldung beansprucht die Priorität der früheren japanischen Patentanmeldungen JP 2011-159960 , die am 21. Juli 2011 eingereicht wurde, sowie der JP 2012-030391 die am 15. Februar 2012 eingereicht wurde, und deren Beschreibung durch Bezugnahme hiermit eingebunden sind.
HINTERGRUND DER ERFINUNG
(Technisches Gebiet)
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Isolationsfehlerdiagnosevorrichtung und ein Verfahren zur Diagnose eines Isolationsfehlers, die ein Vorhandensein oder Fehlen eines Inflationsfehlers zwischen einem Fahrzeugaufbau und einem Verbindungspfad zu einer Leistungszufuhr für eine Traktionseinheit, die in einem Fahrzeug angebracht ist, diagnostizieren.
(Verwandte Technik)
Dieser Typ einer Isolationfehlerdiagnosevorrichtung ist beispielsweise in dem japanischen Patent JP 4 027 727 B2 offenbart. Während der Verwendung dieser Vorrichtung ist ein Fahrzeugaufbau über einen Kondensator und einen Widerstand mit einem Anschluss einer Leistungszufuhr eines Motors, der für eine Traktion Einheit verwendet wird, verbunden. Die Vorrichtung diagnostiziert das Vorhandensein oder Fehlen eines Isolationsfehlers zwischen dem Motor und der Masse basierend auf einem Strom, der den Kondensator durchläuft, wenn ein AC-Spannungssignal unter Verwendung eines Inverters erzeugt wird, der mit dem Motor verbunden ist.
In letzter Zeit sind einige Inverter für Fahrzeughilfseinheiten direkt mit einer Leistungszufuhr für eine Traktionseinheit verbunden worden. Wenn jedoch die Anzahl der Elemente zunimmt, die mit der Leistungszufuhr verbunden sind, nimmt ebenso eine Streukapazität zwischen der Leistungszufuhr und dem Fahrzeugaufbau zu, oder ein Wert des dielektrischen Widerstands nimmt ab. Demzufolge ist es ein Anliegen, dass eine Impedanz, die mit der Streukapazität oder einem dielektrischen Widerstand im Zusammenhang steht, herabgesetzt wird. In diesem Fall kann die Genauigkeit der Diagnose des Isolationsfehlers herabgesetzt werden.
Die DE 10 2009 048 981 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Testen einer elektrischen Komponente, mit einer Simulationseinrichtung zum Erzeugen eines Simulationssignals, einer Testeinrichtung zum Anschließen der elektrischen Komponente, wenigstens zwei Verbindungseinrichtungen und einer Auswahleinrichtung zum Auswählen der Verbindungseinrichtung, wobei die Simulationseinrichtung und die Testeinrichtung mit wenigstens einer der Verbindungseinrichtungen mittels der Auswahleinrichtung elektrisch leitend verbindbar sind und die einzelnen Verbindungseinrichtungen sich hinsichtlich jeweils wenigstens einer elektrischen Eigenschaft voneinander unterscheiden. Dabei wird eine Vorrichtung zum Testen einer elektrischen Komponente bereitgestellt, mit der auf einfache Weise die Testgenauigkeit durch Minimierung einer Signalverfälschung aufgrund einer parasitären Eigenschaft der Verbindungseinrichtung erhöht ist.
Die US 2009 / 0 134 881 A1 offenbart ein Isolationswiderstandsbestimmungssystem, umfassend einen Isolationswiderstandsbestimmungsabschnitt, der durch Verbinden eines Koppelkondensators, eines Erfassungswiderstands und einer Pulsoszillatorschaltung in Reihe mit einem Gleichtaktpotentialmesspunkt konfiguriert ist, und einen Isolationswiderstandsbestimmungsabschnitt mit einem Filter, der ein Wechselstromsignal an einer Verbindung zwischen dem Koppelkondensator und dem Erfassungswiderstand verarbeitet, einen Verstärker, einer Wellenspitzenwert-Erfassungsschaltung und eine Steuerung. Die Steuerung hat Funktionen zum Erfassen eines Abfalls des Isolationswiderstands als Reaktion auf eine Ausgabe der Wellenspitzenwert-Erfassungsschaltung; zum Anfordern an eine HVCPU, das Potential eines gemeinsamen Kontakts zu ändern, um einen Fehler des Isolationswiderstandsbestimmungsabschnitts zu bestimmen; und zum Bestimmen eines Fehlers des Isolationswiderstandsbestimmungsabschnitts aus einer Ausgangsänderung der Wellenspitzenwert-Bestimmungsschaltung zwischen vor und nach der Änderung des Potentials des gemeinsamen Kontakts.
KURFASSUNG
Eine Ausführungsform sieht eine Isolationsfehlerdiagnosevorrichtung und ein Verfahren zur Diagnose eines Isolationsfehlers vor, die ein Vorhandensein oder Fehlen eines Isolationsfehlers zwischen einem Fahrzeugaufbau und einen Verbindungspfad zu einer Leistungszufuhr für eine Traktionseinheit, die in dem Fahrzeug angebracht ist, mit hoher Genauigkeit diagnostizieren.
Nach einem Aspekt der Erfindung ist eine Isolationsfehlerdiagnosevorrichtung vorgesehen, die ein Vorhandensein oder Fehlen eines Isolationsfehlers zwischen einem Fahrzeugaufbau und einem Verbindungspfad zu einer Leistungszufuhr für eine Traktionseinheit, die in dem Fahrzeug angebracht ist, diagnostiziert. Die Vorrichtung umfasst: wenigstens eine Leistungswandlerschaltung, die mit der Leistungszufuhr verbunden ist und an wenigstens einer Fahrzeughilfseinheit Leistung zuführt; eine Ausgabeeinheit, die ein Diagnose-AC-Signal an den Verbindungspfad ausgibt; und eine Diagnoseeinheit, die ein Vorhandensein oder Fehlen des Isolationsfehlers basierend auf einem Strom diagnostiziert, der durch den Verbindungspfad fließt, wenn das Diagnose-AC-Signal ausgegeben wird. Die Diagnoseeinheit umfasst eine Speichereinheit, die einen Bestimmungswert zum Bestimmen des Isolationsfehlers oder Informationen zum Einstellen des Bestimmungswerts speichert. Der Bestimmungswert oder die Information wird durch Messung einer elektrischen Zustandsgröße des Verbindungspfads erlangt, die von einer Streukapazität und einem dielektrischen Widerstand des Verbindungspfads abhängt, die erlangt werden, wenn das Diagnose-AC-Signal an den Verbindungspfad ausgegeben wird während die Leistungswandlerschaltung mit der Leistungszufuhr verbunden ist.
Figurenliste
In den begleitenden Zeichnungen zeigen:

1 ein Diagramm, das einen Aufbau eines Systems gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt;
2 ein Flussdiagramm, das einen Vorgang eines Diagnoseprozesses gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
3A und 3B Diagramme, die ein Verfahren zum Erlangen eines Bestimmungswerts (Information zur Erzeugung eines Bestimmungswerts) gemäß der ersten Ausführungsform zeigen;
4 ein Diagramm, das einen Aufbau eines Systems gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt;
5 ein Diagramm, das einen Aufbau eines Transformators gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
6 ein Flussdiagramm, das einen Vorgang eines Diagnoseprozesses gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
7 ein Flussdiagramm, das einen Vorgang eines Diagnoseprozesses gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt;
8 ein Diagramm, das einen Aufbau eines Systems gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt;
9 ein Flussdiagramm, das einen Vorgang eines Selbstabstimmungsprozesses nach einer fünften Ausführungsform zeigt;
10 ein Diagramm, das ein Verhältnis zwischen einer Anfangsimpedanz Z0i und einer Frequenz zeigt; und
11 ein Diagramm, das ein Verhältnis zeigt zwischen einer Impedanz zu einer Zeit, zu welcher der dielektrische Widerstand herabgesetzt wird, und einer Frequenz.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
(Erste Ausführungsform)
Mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen wird nachstehend eine erste Ausführungsform beschrieben, bei der eine Isolationsfehlerdiagnosevorrichtung der vorliegenden Erfindung an einem Hybridfahrzeug angewendet wird.
1 zeigt einen Aufbau eines Systems gemäß der Ausführungsform.
Eine Hochspannungsbatterie 10 ist eine Sekundärbatterie, deren Anschlussspannung beispielsweise 100 V oder mehr ist. Die Hochspannungsbatterie 10 ist gegenüber dem Fahrzeugaufbau isoliert. Insbesondere ist beispielsweise ein Paar von Kondensatoren mit den beiden Enden der Hochspannungsbatterie 10 verbunden, und die Verbindungspunkte sind mit dem Fahrzeugaufbau verbunden. Dabei wird der Mittelwert zwischen dem Potenzial der positiven Elektrode und dem Potenzial der negativen Elektrode der Hochspannungsbatterie 10 derart eingestellt, dass es mit dem Potenzial das Fahrzeugaufbaus gleich ist.
Die Hochspannungsbatterie 10 ist mit einem Paar von Leistungszufuhrleitungen Lp, Ln verbunden. Die Leistungszufuhrleitungen Lp, Ln werden durch ein Paar von Relais 12, 14 geöffnet und geschlossen. Ein Inverter INV1 ist mit den Leistungszufuhrleitungen Lp, Ln verbunden. Der Inverter INV1 legt an einem Motor-Generator 16, der als eine Fahrzeugtraktionseinheit verwendet wird, eine dreiphasige AC-Spannung an.
Zudem ist eine Leistungszufuhrschaltung PSC mit den Leistungszufuhrleitungen Lp, Ln verbunden. Die Leistungszufuhrschaltung PSC umfasst Normalmodusdrosselspulen 18 und einen Glättungskondesator 20, die mit den Leistungszufuhrleitungen Lp, Ln verbunden sind.
Die Inverter INV2 bis INV4 sind über die Leistungszufuhrleitungen Lp1, Ln1 in Parallelschaltung mit der Leistungszufuhrschaltung PSC verbunden. Der Inverter INV2 legt an einem Motor 22 für einen Gebläseventilator, der in einer Fahrzeugklimatisierung angebracht ist, eine dreiphasige AC-Spannung an. Der Inverter INV3 legt an einem Motor 24, der in einer Pumpe angebracht ist, um ein schmierendes Öl zirkulieren zu lassen, das an einem Antriebssystem, wie beispielsweise einem Differenzialgetriebe zugeführt wird, eine dreiphasigen AC-Spannung an. Zudem legt der Inverter INV4 an einem Motor 26, der in einer Wasserpumpe angebracht ist, um Kühlwasser in Zylinderblöcken einer Fahrzeugverbrennungsmaschine zu kühlen, eine dreiphasige AC-Spannung an.
Schaltelemente, welche die Inverter INV2, INV3 und INV4 bilden, werden durch einen Mikrocomputer (Mikrocomputer 34) betrieben. Insbesondere empfängt der Mikrocomputer 34 ein Befehlssignal, das in einem Fahrzeugniederspannungssystem von einer elektronischen Steuereinheit (ECU 30) über einen Fotokoppler 32 ausgegeben wird, und betreibt die Inverter INV2, INV3 und INV4 basierend auf dem Befehlssignal.
Die ECU 30 erzeugt ein Befehlssignal in Reaktion auf eine Anforderung von einem Nutzer, auf eine Anforderung der Steuerung einer Fahrzeugtraktionseinheit oder dergleichen. Es ist zu beachten, dass die ECU 30 eine Funktion aufweist, um ein Signal an eine Anzeigeeinheit 33 auszugeben, die Informationen nach außen (den Nutzern) visuell anzeigen kann.
Die Inverter INV2, INV3, INV4 und der Mikrocomputer 34 sind in einem Gehäuse CA aufgenommen. Die Fahrzeughilfseinheiten (Motoren 22, 24, 26) sind ebenfalls mit den Invertern INV2, INV3, INV4 verbunden, die außerhalb des Gehäuses CA angeordnet sind. Dies dient der Miniaturisierung des Gehäuses CA und trennt die Orte voneinander, an denen das Gehäuse CA und die Hilfseinheiten angeordnet sind, wodurch das Gehäuse CA an einem Ort angeordnet werden kann, an dem das Gehäuse CA wahrscheinlich selbst dann keinen Schaden nimmt, wenn das Fahrzeug einer Kollision unterliegt.
Nachstehend wird ein Verfahren zur Diagnose eines Isolationsfehlers nach der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist eine Funktion vorgesehen, um ein Vorhandensein oder Fehlen eines Isolationsfehlers zwischen dem Fahrzeugaufbau und elektrischen Pfaden, die zwischen den Invertern INV2 bis INV4 und den Motoren 22, 24, 26 liegen, die mit den Invertern INV2 bis INV4 verbunden sind, zu diagnostizieren (ob ein Isolationsfehler verursacht wurde oder nicht). Insbesondere ist eine Serienschaltung aus einem Kondensator 44 und einem Widerstand 42 mit einer Leistungszufuhrleitung Ln1 verbunden, und eine Ausgabeeinheit 40 ist mit dem Widerstand 42 verbunden. Die Ausgabeeinheit 40 ist ein Mittel zum Ausgeben eines AC-Spannungssignals (Diagnosesignal ds). Wenn die ECU 30 ein Befehl zum Ausgeben eines Diagnosesignals ds an die Diagnoseeinheit 46 ausgibt, und die Diagnoseeinheit 46 die Ausgabeeinheit 40 über den Empfang des Diagnosesignals ds benachrichtigt, gibt die Ausgabeeinheit 40 das Diagnosesignal ds aus. Die Diagnoseeinheit 46 diagnostiziert ein Vorhandensein oder Fehlen eines Isolationsfehlers basierend auf einem Potenzial des Verbindungspunkts zwischen dem Widerstand 42 und dem Kondensator 44, wenn das Diagnosesignal ds ausgegeben wird.
2 zeigt einen Vorgang des Diagnoseprozesses gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Dieser Prozess wird wiederholt durchgeführt, beispielsweise in vorbestimmten Intervallen in Mitwirkung der ECU 30, der Diagnoseeinheit 46, der Ausgabeeinheit 40 und des Mikrocomputers 34.
In diesem Prozess wird bei Schritt S10 zunächst eine Variable i, welche die Inverter INV2 bis INV4 spezifiziert, auf „2“ eingestellt. Danach werden bei Schritt S12 lediglich in dem Inverter INVi die Schaltelemente des unteren Arms eingeschaltet. Das Einstellen wird derart durchgeführt, dass lediglich die Ausgangsanschlüsse des Inverters INVi das Diagnosesignal ds, das durch die Leistungszufuhrleitung Ln1 empfangen wird, übertragen können. Danach wird bei Schritt S14 das Diagnosesignal DS ausgegeben. Bei Schritt S16 wird die Potenzialdifferenz zwischen dem Kondensator 44 und dem Widerstand 42 erfasst (das Diagnosesignal ds wird empfangen).
Falls ein Isolationsfehlers beispielsweise an einem elektrischen Pfad (Ausgangsleistung Lo) zwischen dem Inverter INVi und der entsprechenden Hilfseinheit verursacht wird, wird dann, wenn das Diagnosesignal ds ausgegeben wird, das Diagnosesignal durch einen Schleifenpfad übertragen, der einen Widerstand 42, einen Kondensator 44, die Leistungszufuhrleitung Ln1, den unteren Arm des Inverter INVi, einen elektrischen Pfad zwischen dem Inverter INVi und der entsprechenden Hilfseinheit, sowie einen dielektrischen Widerstand zwischen dem elektrischen Pfad und der Masse umfasst. Falls im Gegensatz hierzu kein Isolationsfehler vorliegt, wird das Diagnosesignal DS durch den Kondensator 44 ausgegeben. Da jedoch die Impedanz des Schleifenpfads groß ist, kann das Diagnosesignal ds, das durch den Pfad übertragen wird, ignoriert werden. Demzufolge kann ein Vorhandensein oder Fehlen eines Isolationsfehlers basierend auf der Differenz bei der Übertragung des Diagnosesignals ds in dem Schleifenpfad diagnostiziert werden (die Differenz des Stroms, der durch den Kondensator 44 fließt). Insbesondere wird bei der vorliegenden Ausführungsform ein Vorhandensein oder Fehlen eines Isolationsfehlers basierend auf der Differenz des Abweichungsbetrags der Potenzialdifferenz zwischen dem Kondensator 44 und dem Widerstand 42 diagnostiziert.
Es ist zu beachten, dass für alle elektrischen Pfade zwischen den Invertern INV2, INV3, INV4 und den Motoren 22, 24, 26, die den Invertern INV2, INV3, INV4 zugeordnet sind, ein Anormalitätsdiagnoseprozess durchgeführt wird. Demzufolge werden bei Schritt S18 die Prozesse zum Ausgeben und Empfangen des Diagnosesignals ds wiederholt während die Inverter, deren unterer Arm eingeschaltet wird (Schritt S20), gewechselt werden, bis die Variable i „4“ wird.
Falls bei Schritt S18 eine positive Beurteilung vorgenommen wurde, wird bei Schritt S24 bestimmt, ob diagnostiziert wurde, dass wenigstens ein Isolationsfehler aufgetreten ist. Falls zumindest ein Isolationsfehler diagnostiziert wird, benachrichtigt die Anzeige Einheit 33 bei Schritt S24 über die Diagnose.
Falls bei dem oben genannten Prozess eine Streukapazität und ein dielektrischer Widerstand zwischen dem Fahrzeugaufbau und den Invertern INV2 bis INV4 oder dergleichen ignoriert wird, besteht eine wirkungsvolle Erhöhung der Genauigkeit der Diagnose in einer Einstellung des Widerstandswerts des Widerstands 42 auf einen Wert, der ungefähr gleich der Maximalwert des Widerstandswerts ist, wenn bestimmt wird, dass an dem dielektrischen Widerstand, der ein Diagnosegegenstand ist, ein Isolationsfehler auftritt. Dies liegt daran, dass die Differenz des Amplitudewerts des empfangenen Diagnosesignals ds vergrößert werden kann, zwischen demjenigen Fall, bei dem der Widerstandswert des Widerstands 42 geringfügig größer als ein Widerstandswert ist, der erhalten wird, wenn der Isolationsfehler bestimmt wird, und demjenigen Fall, bei dem der Widerstandswert des Widerstands 42 geringfügig kleiner als ein Widerstandswert ist, der erhalten wird, wenn der Isolationsfehler bestimmt wird.
Wenn unterdessen eine Streukapazität und ein dielektrischer Widerstand zwischen den Invertern INV2 bis INV4 und dergleichen und dem Fahrzeugaufbau vorliegen, wird das empfangene Diagnosesignal ds nicht nur durch den dielektrischen Widerstand, der ein Diagnosegegenstand ist, beeinträchtigt, sondern ebenso durch eine Schaltung, in welcher der dielektrische Widerstand, der ein Diagnosegegenstand ist, und die Streukapazität und ein dielektrischer Widerstand, der zwischen den Invertern INV2 bis INV4 und dergleichen und dem Fahrzeugaufbau besteht, in Parallelschaltung verbunden sind. Insbesondere wenn eine Streukapazität zwischen den Inverter INV2 bis INV4 und dergleichen und dem Fahrzeugaufbau größer wird, oder wenn der Wert des dielektrischen Widerstands zwischen diesen kleiner wird, zeigt das empfangene Diagnosesignal ds ein Verhalten an, das auftritt, wenn der Wert des dielektrischen Widerstands, der ein Diagnosegegenstand ist, herabgesetzt wird. Beim Einstellen eines Bestimmungswerts zur Diagnose eines Vorhandenseins oder Fehlens eines Isolationsfehlers ohne Berücksichtigung der Streukapazität und des dielektrischen Widerstands, die zwischen den Inverter in INV2 bis INV4 und dergleichen und dem Fahrzeugaufbau bestehen, ist es dementsprechend erforderlich, den Bestimmungswert derart einzustellen, dass die Wahrscheinlichkeit erhöht wird, dass der Isolationsfehler sogar beim normalen Zustand bestimmt wird.
Dementsprechend wird bei der vorliegenden Ausführungsform ein Bestimmungswert unter Berücksichtigung der Streustrahlung und des dielektrischen Widerstands zwischen den Invertern INV2 bis INV4 und dergleichen und dem Fahrzeugaufbau bestimmt, um mit hoher Genauigkeit zu bestimmen, ob der dielektrische Widerstand, der ein Diagnosegegenstand ist, ein normaler Wert ist oder ein Wert, der einen Isolationsfehler kennzeichnet, wie später beschrieben wird.
Die 3A und 3B zeigen einen Teil eines Herstellungsprozesses der Isolationsfehlerdiagnosevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Wie in 3A gezeigt ist, wird bei der vorliegenden Ausführungsform über den Kondensator 44 ein Diagnosesignal ds in einem Zustand ausgegeben, bei dem die Inverter INV1 bis INV4 mit der Hochspannungsbatterie 10 verbunden sind. Danach werden die empfangenen Diagnosesignale gemessen. Insbesondere werden die Motoren 22, 24, 26 vor der Messung über einen Verbinder C des Gehäuses CA, das die Inverter INV2, INV3, INV4 aufnimmt, jeweils mit den Inverter INV2, INV3, INV4 verbunden.
3A stellt einen Prozess zum Erzeugen von Informationen da, die zur Diagnose einer Anwesenheit oder eines Fehlens eines Isolationsfehlers in einem elektrischen Pfad, der mit dem Motor 22 verbunden ist, verwendet werden. D.h. in einem Zustand, bei dem die Verbindung zwischen einem Anschluss des Motors 22 und dem Inverter INV2 unterbrochen ist, ist ein geeigneter Ausgangsanschluss des Inverters INV2 über einen Widerstand R mit dem Fahrzeugaufbau verbunden. Wenn eine Anormalität auf tritt, ist der Widerstandswert des Widerstands R der Maximalwert des dielektrischen Widerstands zwischen dem Fahrzeugaufbau und dem elektrischen Pfad, der eine Verbindung zwischen dem Anschluss des Motors 22 und dem Inverter INV2 herstellt. Bei dem oben genannten Zustand wird die Diagnoseeinheit 46 von der Ausgabeeinheit 40 dazu angewiesen, einen Befehl zur Ausgabe eines Diagnosesignals ds auszugeben und das Diagnosesignal ds über den Verbinder C zu empfangen. Es ist zu beachten, dass in diesem Zustand zusätzlich zu dem Empfang (Messung) des Diagnosesignals ds alle Ausgangsanschlüsse des Inverters INV2 mit dem Motor 22 verbunden sein können, um für den Fall, dass die Isolation gegenüber dem Fahrzeugaufbau ausreichend ist, eine Messung durchzuführen.
Das Ergebnis der Messung des Messevorgangs, der in 3A gezeigt ist, wird durch Eingeben eines Speicherbefehls in die Diagnoseeinheit 46 von außerhalb in einem nicht flüchtigen Speicher 48, der in 1 gezeigt ist, abgespeichert, wie in 3B gezeigt ist. Der nicht flüchtige Speicher 48 ist ein Speichermittel, der unabhängig von dem Vorhandensein oder Fehlen einer Leistungseinspeisung Daten speichert und behält, zum Beispiel ein elektrisch löschbarer, programmierbarer Read-Only-Speicher (EEPROM: eingetragene Marke) oder dergleichen. Es ist zu beachten, dass in dem nicht flüchtigen Speicher 48 gespeicherte Daten nicht auf das Ergebnis der Messung begrenzt sind, und ein Bestimmungswert für einen Isolationsfehler sein können, der in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Messung eingestellt wird.
Wie oben stehend beschrieben, können beim Verschicken der Produkte die gespeicherten Daten durch Handelsvertreter oder dergleichen aktualisiert werden, indem das Ergebnis der Messung oder der Bestimmungswert in dem nicht flüchtigen Speicher 48 gespeichert wird. Demzufolge kann unter dem Umstand, dass sich die Streukapazität oder der dielektrische Widerstand verändern, beispielsweise durch Ändern eines Teils der Fahrzeughilfseinheit oder Hinzufügen einer Fahrzeughilfseinheit, der optimale Bestimmungswert für die Streukapazität und den dielektrischen Widerstand eingestellt werden.
Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform werden die nachfolgenden Vorteile erzielt.

(1) Wenn beispielsweise Produkte verschickt werden, wird der Übergangszustand des Diagnosesignals ds in einem Zustand gemessen, bei dem die Inverter INV1 bis INV4 mit der Hochspannungsbatterie 10 verbunden sind. Danach werden das Ergebnis der Messung (Informationen zur Einstellung eines Bestimmungswerts) und ein Bestimmungswert, der in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Messung eingestellt wird, in dem nichtflüchtigen Speicher 48 gespeichert. Demzufolge kann das Vorhandensein oder Fehlen eines Isolationsfehlers mit hoher Genauigkeit diagnostiziert werden.
(2) Die Messung wird in einem Zustand durchgeführt, bei dem die Hochspannungsbatterie 10 und die Inverter INV1 bis INV4 in dem Fahrzeug angebracht sind. Demzufolge kann die Messung, die eine Streukapazität zwischen dem Hochspannungssystem und dem Fahrzeugaufbau und einem dielektrischen Widerstand des Hochspannungssystems reflektiert, mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden.
(3) Das Messergebnis und der Bestimmungswert sind in dem nichtflüchtigen Speicher 48 gespeichert. Daher können die gespeicherten Daten beim Verschicken der Produkte aktualisiert werden, wenn das Hochspannungssystem geändert wird.
(4) Beim Ausgeben des Diagnosesignals ds über den Kondensator 44 werden lediglich diejenigen Schaltelemente des unteren Arms in dem Inverter, die dem Diagnosegegenstand entsprechen, eingeschaltet. Demzufolge kann der Diagnosegegenstand identifiziert werden.

(Zweite Ausführungsform)
Nachstehend wird mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen eine zweite Ausführungsform beschrieben, wobei der Schwerpunkt auf Unterschieden zu der ersten Ausführungsform liegt.
4 ist ein Diagramm, das einen Aufbau eines Systems gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Es ist zu beachten, dass dieselben Bezugszeichen wie in 1 dieselben Bauteile in 4 bezeichnen.
Wie in 4 gezeigt ist, sind der Kondensator 44 und der Widerstand 42 bei der vorliegenden Ausführungsform nicht umfasst. Durch ein abwechselndes Einschalten der oberen und unteren Arme der Inverter INV2 bis INV4 (komplementärer Vorgang), wird einen AC-Signal in die elektrischen Pfade zwischen den Invertern INV2 bis INV4 und den Motoren 22, 24, 26 ausgegeben. In diesem Fall wird ein Vorhandensein oder Fehlen eines Isolationsfehlers basierend auf der Spannung diagnostiziert, die durch eine Erfassungsspule wd induziert wird. Die Erfassungsspule wd ist eine Sekundärseitenspule eines Transformators T und ist mit beiden Leistungszufuhrleitungen Lp1, Ln1, welche die Primärseite bilden, magnetisch gekoppelt. 5 zeigt den Aufbau des Transformators T.
Wie in 5 gezeigt ist, verbindet ein Kern 50 (es ist ein ringförmiger Kern dargestellt) beide Leistungszufuhrleitungen Lp1, Ln1 mit der Erfassungsspule wd. Zudem stimmt die Richtung des Magnetflusses, der durch den Kern 50 induziert wird, wenn ein Strom von der Seite der Leistungszufuhrschaltung PSC durch die Leistungszufuhrleitung Lp1 zu der Inverterseite fließt, mit der Richtung des Magnetflusses überein, der durch den Kern 50 induziert wird, wenn ein Strom von der Seite der Leistungszufuhrleitung PSC durch die Leistungszufuhrleitung Ln1 zu der Inverterseite fließt.
Falls die elektrischen Pfade zwischen den Invertern INV1, INV2, INV3 und den entsprechend zugehörigen Motoren 22, 24, 26 normal isoliert sind, kann bei dem oben genannten Aufbau davon ausgegangen werden, dass die absoluten Werte der Ströme durch die Leistungszufuhrleitung Lp1 und die Leistungszufuhrleitung Ln1 dieselben sind, wenn von den Invertern INV1 bis INV3 ein AC-Signal ausgegeben wird. In diesem Fall wird der Magnetfluss im Kern 50 nach der Regel von Ampere null. Falls im Gegensatz hierzu die elektrischen Pfade nicht normal isoliert sind, unterscheiden sich aufgrund des Stroms, der durch den Fahrzeugaufbau fließt, die absoluten Werte der Ströme voneinander, die durch die Leistungszufuhrleitung Lp1 und die Leistungszufuhrleitung Ln1 fließen, wodurch ein Magnetfluss im Kern 50 erzeugt wird. Insbesondere wenn ein AC-Signal erzeugt wird, weicht ein Magnetfluss im Kern 50 ebenso ab, da die Differenz zwischen den absoluten Werten der Ströme, die durch die Leistungszufuhrleitung Ln1 und die Wasserzufuhrleitung Ln1 fließen, abweicht. Demzufolge wird in der Erfassungsspule wd die Spannung induziert, die von der Abweichung des Magnetflusses abhängt. Somit kann durch Erfassung der Spannung ein Vorhandensein oder Fehlen eines Isolationsfehlers diagnostiziert werden.
6 zeigt einen Vorgang eines Isolationsfehlerdiagnoseprozesses gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Dieser Prozess wird im Zusammenhang mit der ECU 30, der Diagnoseeinheit 46, der Ausgabeeinheit 40 und dem Mikrocomputer 34 beispielsweise in vorbestimmten Intervallen wiederholt durchgeführt. Es ist zu beachten, dass die Nummern der Schritte in 2 dieselben Schritte bezeichnen wie in 6.
In diesem Prozess werden bei Schritt S12a Schaltelemente des oberen Arms und Schaltelemente des unteren Arms des Inverters INVi, der durch die variable i spezifiziert wird, abwechselnd ein und ausgeschaltet. Im darauffolgenden Schritt S16a wird eine Spannung vd erfasst, die durch die Erfassungsspule wd die induziert wird.
Wie oben stehend beschrieben ist, kann bei der vorliegenden Ausführungsform ein Vorhandensein oder Fehlen eines Isolationsfehlers diagnostiziert werden, ohne das Hochspannungssystem über den Kondensator 44 und den Widerstand 42 mit dem Fahrzeugaufbau zu verbinden. Es ist zu beachten, dass in diesem Fall eine Diagnose mit hoher Genauigkeit schwierig ist, solange nicht das Verhältnis zwischen dem Wert des dielektrischen Widerstands, der ein Diagnosegegenstand ist, und der Spannung, die durch die Erfassungsspule wd induziert wird, exakt erlangt wird. Wenn keine Diagnose mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden kann, ist ein großer Spielraum erforderlich. Demzufolge ist es insbesondere wichtig, dass ein Bestimmungswert nach der Art und Weise der ersten Ausführungsform bestimmt wird, um eine Diagnose mit hoher Genauigkeit durchzuführen.
(Dritte Ausführungsform)
Nachstehend wird mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen eine dritte Ausführungsform beschrieben, wobei der Schwerpunkt auf den Unterschieden zu der ersten Ausführungsform liegt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Vorhandensein oder Fehlen eines Isolationsfehlers nicht auf eine binäre Art und Weise diagnostiziert, sondern in zwei Schritten, um den Druck zu reduzieren, der auf den Nutzer ausgeübt wird. D.h., falls beim Bestimmen des Vorhandenseins oder Fehlens eines Isolationsfehlers ein Vorhandensein eines Isolationsfehlers in einer binären Art und Weise bestimmt wird, fühlt sich der Nutzer unter Druck gesetzt, den Handelsvertreter unmittelbar aufzusuchen. Um dieses Problem zu lösen, kann der Nutzer durch einen Bestimmen von mittleren Problemen zwischen einem Isolationsfehler und einem normalen Zustand vorsichtig dazu veranlasst werden, den Handelsvertreter aufzusuchen, wenn der Nutzer dazu Zeit hat. Demzufolge kann verhindert werden, dass der Nutzer stark unter Druck gesetzt wird.
7 zeigt einen Prozess zum Erzeugen von Bestimmungswerten der Isolationsfehler gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Dieser Prozess entspricht dem Prozess, der in 3 gezeigt ist, und beispielsweise durchgeführt wird bevor die Produkte verschickt werden.
Bei diesem Prozess wird bei Schritt S30 zunächst eine Variable j, die den Widerstandswert spezifiziert, auf „1“ eingestellt. Danach wird bei Schritt S32 mit einem Widerstand, der den Widerstandswert Rj aufweist, eine Verbindung zwischen dem Fahrzeugaufbau und dem elektrischen Pfad hergestellt, der zwischen einem der Inverter INV2 bis INV4 und einem der diesen zugeordneten Motoren 22, 24, 26 liegt. Danach wird bei Schritt S34 ein Diagnosesignal ds ausgegeben. Bei Schritt S36 wird das Diagnosesignal ds empfangen. Dieser Prozess wird durchgeführt, bis die Variable j den Maximalwert jmax einnimmt (Schritte S38, S40).
Falls die Diagnosesignale ds, die zu den jeweiligen Werten der Widerstände R1 bis Rjmax zugehören und die sich voneinander unterscheiden, bei Schritt S42 empfangen werden, wird eine Regressionsanalyse durchgeführt. Insbesondere wird eine Regressionsgleichung erzeugt, wobei der Widerstandswert eine Erklärungsvariable ist und der Fluktuationsbereich des empfangenen Diagnosesignals ds eine Reaktionsvariable ist. Danach wird bei Schritt S44 ein Bestimmungswert Vth2 und ein Bestimmungswert Vthl basierend auf der Regressionsgleichung eingestellt. Der Bestimmungswert Vth2 ist ein Wert zur Diagnose der Tatsache, dass ein Isolationsfehler erzeugt worden ist. Der Bestimmungswert Vthl ist ein Wert aus einem Paar von Werten, zum Definieren eines mittleren Bereichs (Grauzone) zwischen einem Bereich, in dem ein normaler Zustand diagnostiziert wird, und einem Bereich, in dem ein Isolationsfehler diagnostiziert wird, wobei sich Vthl von dem Bestimmungwert Vth2 unterscheidet. Bei Schritt S46 wird das Paar der Bestimmungswerte Vthl und Vth2 in dem nichtflüchtigen Speicher 48 gespeichert.
(Vierte Ausführungsform)
Nachstehend wird mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen eine vierte Ausführungsform beschrieben, wobei der Schwerpunkt auf den Unterschieden zu der ersten Ausführungsform liegt.
8 ist ein Diagramm, das einen Aufbau eines Systems gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Es ist zu beachten, dass dieselben Bezugszeichen wie in 1 dieselben Bauteile wie in 8 bezeichnen.
Wie in 8 gezeigt ist, sind bei der vorliegenden Ausführungsform der Fahrzeugaufbau und der elektrische Pfad zwischen dem Inverter INV2 und dem Motor 22 über eine Serienschaltung eines Widerstands 60 und eines Schaltelements 62 verbunden. Der Widerstand 60 ist in etwa auf den Maximalwert des Werts des dielektrischen Widerstands des elektrischen Pfads eingestellt, der erlangt wird, wenn bestimmt wird, dass ein Isolationsfehler des elektrischen Pfads verursacht wird. Wenn die Diagnoseeinheit 46 das Schaltelement 62 einschaltet, kann demzufolge ein Pseudozustand erzeugt werden, bei dem ein Isolationsfehler verursacht wird. Demzufolge kann bei dem Prozess, der in 3A gezeigt ist, die Messung durch ein externes Anweisen der Diagnoseeinheit 46 durchgeführt werden, um einen Pseudozustand zu erzeugen, bei dem ein Isolationsfehler verursacht wird, und die Übergangsbedingung des Diagnosesignals ds zu messen.
(Fünfte Ausführungsform)
Nachstehend wird mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen eine fünfte Ausführungsform beschrieben, wobei der Schwerpunkt auf den Unterschieden zu der zweiten Ausführungsform liegt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist eine Selbstabstimmungsvorrichtung für einen Parameter zur Diagnose eines Vorhandenseins oder Fehlens eines Isolationsfehlers, mit dem Mikrocomputer 34, der Diagnoseeinheit 46 und dem nicht flüchtigen Speicher 48 ausgestaltet.
9 zeigt einen Vorgang des Selbstabstimmungsprozesses. Dieser Prozess wird mit einem Auslöser gestartet, der eine Anweisung zur Durchführung einer Selbstabstimmung ist und über die ECU 30 von außen erteilt wird. Die Anweisung wird erteilt unmittelbar nachdem die Inverter INV2 bis INV4 mit der Hochspannungsbatterie 10 verbunden sind und mit jedem der Inverter INV2 bis INV4 eine Fahrzeughilfseinheit verbunden ist.
Bei diesem Prozess wird bei Schritt S50 zunächst eine Variable i, welche die Inverter INV2 bis INV4 spezifiziert, auf „2“ eingestellt. Danach wird bei Schritt S52 eine Frequenz f eines angepassten Signals zum Anpassen eines AC-Signals, das für die Diagnose eines Isolationsfehlers verwendet wird, auf eine Anfangsfrequenz f0 eingestellt. Danach wird bei Schritt S54 durch abwechselndes Einschalten des oberen Arms und unteren Arms des Inverters INVi ein AC-Signal an einen der zugeordneten Motoren 22, 24, 26 ausgegeben. Bei diesem Prozess wird das Verhältnis zwischen der Dauer, während welcher der obere Arm eingeschaltet ist, und der Dauer, während welcher der untere Arm eingeschaltet ist, angeglichen, und das angeglichene Signal wird als ein rechteckiges Wellensignal ausgebildet.
Danach wird bei Schritt S46 eine anfängliche Impedanz Z0i zwischen dem Fahrzeugaufbau und einem der zugehörigen Motoren 22, 24, 26 oder der Ausgangsleitung Lo berechnet. Zunächst wird ein Bandpassfilterprozess durchgeführt, so dass die Komponente der Frequenz f der Spannung vd, die durch die Erfassungsspule wd induziert wird, übertragen wird, und ein Effektivwert („root-mean-square“-Wert) eines Stroms (AC-Signals), der durch den dielektrischen Widerstand fließt, wird basierend auf der Komponente der Frequenz f der Spannung vd berechnet. Es ist zu beachten, dass der Bandpassfilterprozess ein Softwareprozess ist. Dieser kann durch Ausgabe der Spannung vd, die durch die Diagnoseeinheit 46 erfasst wird, an dem Mikrocomputer 34 realisiert werden.
Danach wird bei Schritt S58 bestimmt, ob die Frequenz f gleich oder größer als die maximale Frequenz fmax ist oder nicht. Die maximale Frequenz fmax ist die maximale Frequenz, die für die Frequenz des Diagnosesignals ds in Betracht kommt. Falls bei Schritt S58 eine negative Beurteilung vorgenommen wird, wird bei Schritt S60 die Frequenz f so korrigiert, dass sie um den definierten Betrag Δf erhöht wird, und der Prozess kehrt zu Schritt S54 zurück. Demzufolge wird die anfängliche Impedanz Z0i von der anfänglichen Frequenz f0 zu der maximalen Frequenz fmax berechnet. Es ist zu beachten, dass die anfängliche Impedanz Z0i tendenziell herabgesetzt wird, wenn die Frequenz f zunimmt. Dies liegt daran, dass die Impedanz aufgrund von beispielsweise einer Streukapazität zwischen dem Fahrzeugaufbau und einem zugehörigen der Motoren 22, 24, 26 oder der Ausgangsleitung Lo bestimmt wird. Falls der dielektrische Widerstand sehr hoch ist, wie in 10 gezeigt ist, nimmt insbesondere die Impedanz Z in dem doppelten logarithmischen Diagramm der Frequenz f und der Impedanz Z linear ab, wenn die Frequenz f zunimmt.
Falls bei Schritt S58 eine positive Beurteilung vorgenommen wurde, wird bei Schritt S62 die Impedanz für die Frequenz f als ein möglicher Bestimmungwert Zthi berechnet (f), wenn der dielektrische Widerstand auf den maximalen Wert abgenommen hat (unterer Grenzwert des Widerstands Rth), durch welchen ein Isolationsfehler diagnostiziert wird. Dieser kann unter Verwendung der zugehörigen anfänglichen Impedanz Z0 aus der folgenden Gleichung (c1) berechnet werden. $Z t h i (ƒ) = \sqrt{\frac{1}{R t h^{2}} + \frac{1}{Z 0 i {(ƒ)}^{2}}}$
Es ist zu beachten, dass der Ausdruck (c1) erfüllt ist, wenn anzunehmen ist, dass der dielektrische Widerstand zur Zeit der anfänglichen Impedanz Z0i (f) erfasst wird, unendlich ist. Durch Einstellen des unteren Grenzewerts des Widerstands Rth auf unendlich, stimmt die linke Seite des Ausdrucks (c1) in der Praxis mit der anfänglichen Impedanz Z0i (F) überein.
Danach wird bei Schritt S64 ein in Betracht kommender Diagnosefrequenzwert fi berechnet. Hierbei wird der in Betracht kommende Diagnosefrequenzwert fi als die maximale Frequenz definiert, bei welcher der Abweichungsbetrag des in Betracht kommenden Bestimmungswerts Zthi (f) in Bezug auf die anfängliche Impedanz Z0i (f) gleich oder größer als der definierte Betrag (Z0i (f) × SNph) wird. Dies zielt darauf ab, das S/N-Verhältnis zu verbessern. Das heißt, wenn der Wert des dielektrischen Widerstands Ri abnimmt, verändert sich die Impedanz zur anfänglichen Impedanz Z0i (f), wie in 11 gezeigt ist. Allerdings wird der Abweichungsbetrag klein wenn die Frequenz f hoch wird. Durch Auswahl einer Frequenz f, bei welcher der Abweichungsbetrag groß wird, nimmt demzufolge eine Beständigkeit der Diagnose gegen Störungen zu.
Es ist zu beachten, dass es zur Steigerung der Beständigkeit gegen Störungen aufgrund des Abweichungsbetrags besser ist, wenn die Frequenz f niedrig ist. Allerdings hat die Verwendung von hohen Frequenzen den Vorteil, dass der Transformator miniaturisiert werden kann. D.h. ein Mittel zur Erhöhung des absoluten Werts der Spannung, die durch die Erfassungsspule wd induziert wird, umfasst eine erhöhte Anzahl von Wicklungen und eine erhöhte Rate der Abweichung des Magnetflusses. Falls die Anzahl der Wicklungen erhöht wird, wird der Transformator T größer. Um den Transformator T zu miniaturisieren während die Spannung vd der Erfassungsspule wd in einem gewissen Maße ansteigt, ist es demzufolge wünschenswert, die Frequenz f soweit wie möglich zu erhöhen.
Danach wird bei Schritt S66 bestimmt, ob die Variable i „4“ ist oder nicht. Dieser Prozess wird für alle Inverter INV2 bis INV4 durchgeführt, um zu bestimmen, ob die Prozesse der Schritte S54 bis S64 abgeschlossen sind oder nicht. Falls bei Schritt S66 eine negative Beurteilung vorgenommen wurde, wird die Variable i bei Schritt S68 erhöht, und anschließend kehrt der Prozesse zu Schritt S52 zurück.
Wenn demgegenüber bei Schritt S66 eine positive Beurteilung vorgenommen wird, fährt der Prozess bei Schritt S70 fort. Bei Schritt S70 wird die Frequenz fd des Diagnosesignals ds auf den minimalen Wert zwischen dem möglichen Frequenzwert f2 bis f4 eingestellt, der in Schritt S64 jeweils für die Inverter INV2 bis INV4 berechnet wurde. Diese Einstellung wird durchgeführt, um den Abweichungsbetrag von der anfänglichen Impedanz Z0i soweit wie möglich zu erhöhen, wobei die Abweichung auf der Abnahme des Werts des dielektrischen Widerstands Ri beruht. Zudem werden in dem Ausdruck (c1) für die zugeordneten Inverter INV2 bis INV4 jeweils Bestimmungswerte Zth2 bis Zth4 als Werte definiert, die erhalten werden, wenn die Frequenz f der anfänglichen Impedanz Z0i (f) die Frequenz fd des Diagnosesignals ds ist.
Bei Schritt S72 werden die Frequenz fd und die Bestimmungswerte Zth2 bis Zth4 in dem nichtflüchtigen Speicher 48 gespeichert. Danach wird der Prozess zeitweise gestoppt.
Wie oben stehend beschrieben ist, können bei der vorliegenden Ausführungsform in einem Zustand, bei dem die Hochspannungsbatterie 10 mit den Invertern INV2 bis INV4 und dergleichen verbunden ist, die Frequenz fd und die Bestimmungswerte Zth2 bis Zth4 Gegenstand einer Selbstabstimmung sein. Falls eine Selbstabstimmung durchgeführt wird nachdem die Motoren zwei und 20, 24, 26 und dergleichen in den jeweiligen Gehäusen aufgenommen sind und mit den jeweiligen Invertern INV2 bis INV4 verbunden sind, können die Bestimmungswerte Zth2 bis Zth4 insbesondere auf geeignete Werte eingestellt werden, die von einer Streukapazität oder dergleichen abhängen, die in Abhängigkeit von dem Gehäuse abweicht.
Es ist zu beachten, dass bei dem oben genannten Prozess die Frequenz fd des Diagnosesignals ds gemeinsam verwendet wird, um den Diagnoseprozess zu vereinfachen und die Speicherkapazität des nichtflüchtigen Speichers 48 zu verringern.
Es wird angemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Konfigurationen begrenzt ist, sondern eine beliebige oder alle Modifikationen, Variationen oder Äquivalente, die sich für den Fachmann ergeben, innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung zu berücksichtigen sind.
(Andere Ausführungsformen)
Hinsichtlich des Messprozesses:
Die Isolationsfehlerdiagnosevorrichtung ist nicht auf den Aufbau begrenzt, bei dem ein Diagnose-AC-Signal durch ein AC-Signal-Ausgabemittel ausgegeben wird (die Ausgabeeinheit 40 oder die Inverter INV1 bis INV3), die in dem Fahrzeug angebracht sind. Beispielsweise kann ein AC-Signal unter Verwendung eines dezidierten Mittels ausgegeben werden, das praktisch nicht dazu in dem Fahrzeug angebracht ist, um die elektrischen Zustandsgrößen eines Strompfads zu der Hochspannungsbatterie 10 zu messen.
Die Isolationsfehlerdiagnosevorrichtung ist nicht auf den Aufbau begrenzt, bei dem eine Messung durchführt wird, wenn die Inverter INV2 bis INV4 und die Hochspannungsbatterie 10 in dem Fahrzeug angebracht sind. Beispielsweise kann in einem Zustand, bei dem eine Leistungswandlerschaltung für Hilfseinheiten letztendlich in einem Gehäuse aufgenommen ist, dessen Oberfläche mit dem Fahrzeugaufbau in Kontakt steht, die Messung im Wesentlichen in einem Zustand durchgeführt werden, bei dem die Inverter INV2 bis INV4 und die Hochleistungsbatterie 10 in dem Fahrzeugaufbau angebracht sind.
Zudem ist die Isolationsfehlerdiagnosevorrichtung nicht auf den Aufbau begrenzt, bei dem eine Messung durchführt wird, wenn alle Leistungswandlerschaltungen für Hilfseinheiten mit den Hilfseinheiten verbunden sind. Falls die Messung beispielsweise in einem Zustand durchgeführt wird, bei dem wenigstens 80% der Leistungswandlerschaltungen für Hilfseinheiten mit den Hilfseinheiten verbunden sind, kann davon ausgegangen werden, dass die Genauigkeit der Bestimmungswerte von denjenigen, wenn keine der Leistungswandlerschaltungen für Hilfseinheiten mit den Hilfseinheiten verbunden ist, erheblich abweicht.
Es ist zu beachten, dass die Isolationsfehlerdiagnosevorrichtung nicht auf den Aufbau begrenzt ist, bei dem eine Messung für jedes Fahrzeug durchgeführt wird, um individuelle Abweichungen zu erfassen, wenn die Produkte verschickt werden. Beispielsweise können Bestimmungswerte, die in Abhängigkeit von den Ergebnissen in der Messung für ein Fahrzeug Prototyp abhängen, in allen Fahrzeugen gespeichert werden. Falls ein Teil der Bauteilkonfigurationen des Hochspannungssystems verändert wird, wird die elektrische Zustandsgröße von jedem individuell gemessen, und danach werden Bestimmungswerte basierend auf dem Messergebnis eingestellt, wodurch die Genauigkeit selbst in dem Fall einer Veränderung verbessert wird. Falls gemeinsame Bestimmungswerte in allen Fahrzeugen eingestellt werden, können zudem die Bestimmungswerte beispielsweise dazu verwendet werden, um Isolationsfehler in mehreren Stufen zu diagnostizieren, wie im Falle der dritten Ausführungsform. Wenn der Nutzer anschließend zu dem Handelsvertreter geht, weil diagnostiziert wurde, dass sich die Ausrüstung in einer „Grauzone“ befindet, kann eine nähere Inspektion durchgeführt werden. Falls kein Isolationsfehler vorliegt, kann jeder elektrische Zustandswert der individuellen Ausrüstung gemessen werden, um die Bestimmungswerte zu aktualisieren.
Hinsichtlich der mehrstufigen Diagnose des Grads des Isolationsfehlers:
Die Isolationsfehlerdiagnosevorrichtung ist nicht auf den Aufbau begrenzt, der eine Diagnose in drei Stufen von „normal“, „grau“ und „Isolationsfehler“ durchführt, wie in der dritten Ausrufung dargestellt ist. Die Isolationsfehlerdiagnosevorrichtung kann die Diagnose des Grads des Isolationsfehlers in vier Stufen oder kontinuierlich durchführen.
Hinsichtlich des Diagnosemittels (Einheit):
Die Isolationsfehlerdiagnosevorrichtung ist nicht auf den Aufbau der ersten Ausführungsform begrenzt, die ein Diagnosesignal ds während einem Einschalten der Schaltelemente von lediglich demjenigen Inverter ausgibt, der dem Diagnosegegenstand zugeordnet ist, um einen Bereich des Isolationsfehlers zu identifizieren. Beispielsweise kann ein Diagnosesignal ds in einem Zustand ausgegeben werden, bei dem die Schaltelemente von allen Inverter INV1 bis INV3 eingeschaltet sind. Selbst in diesem Fall kann ein Vorhandensein oder Fehlen eines Isolationsfehlers zwischen dem Hochspannungssystem und dem Fahrzeugaufbau diagnostiziert werden.
Bei der zweiten Ausführungsform kann die Isolationsfehlerdiagnosevorrichtung einen Aufbau aufweisen, bei dem das Hochspannungssystem und der Fahrzeugaufbau durch eine Serienschaltung eines Kondensators 44 und eines Widerstands 42 miteinander verbunden sind, und ein Vorhandensein oder Fehlen eines Isolationsfehlers basierend auf dem Betrag des Stroms, der durch den Kondensator 44 fließt, diagnostiziert wird.
Bei der zweiten Ausführungsform kann die Isolationsfehlerdiagnosevorrichtung einen Aufbau aufweisen, bei dem ein Nebenflusswiderstand sowohl mit der Hochpotenzialseite der Leistungszufuhrleitung Lp1 als auch mit der Niedrigpotenzialseite der Leistungszufuhrleitung Ln1 verbunden sein kann, und die Differenz der Strombeträge, die durch die Nebenschlusswiderstände fließen, basierend auf den Beträgen der Spannungsabfälle der Nebenschlusswiederstände erfasst wird.
Hinsichtlich des Diagnosegegenstands:
Der Diagnosegegenstand ist nicht auf einen dielektrischen Widerstand eines elektrischen Pfads zwischen einer Fahrzeughilfseinheit und einer Leistungswandlerschaltung für diese begrenzt. Beispielsweise kann der Diagnosegegenstand die Leistungszufuhrleitung Ln1 und Lp1 oder dergleichen sein, wie in 1 gezeigt ist. Dies kann bei der ersten Ausführungsform durch Ausgeben eines Diagnosesignals ds in einem Zustand umgesetzt werden, bei dem die Schaltelemente der Inverter INV1 bis INV4 ausgestaltet sind. Es ist zu beachten, dass ein dielektrische Widerstand eines elektrischen Pfads zwischen dem Motor-Generator 16 für eine Traktionseinheit und dem Inverter INV1 als anormaler Bereich umfasst ist, falls eine Phasenverschiebung des Diagnosesignals ds, die durch die Normalmodusdrosselspule 18 verursacht wird, nicht berücksichtigt wird und bestimmt wird, dass ein Isolationsfehler verursacht worden ist.
Hinsichtlich der elektrischen Zustandsgröße:
Bei der ersten Ausführungsform kann die elektrische Zustandsgröße eine Spannung über dem Widerstand 42 sein. In diesem Fall dient der Betrag eines Spannungsabfalls des Widerstands 42 als ein Parameter, der eine Korrelation mit dem Betrag des Stroms aufweist, der durch den Kondensator 44 fließt, wenn das Diagnosesignal ds ausgegeben wird.
Hinsichtlich des Ausgabemittels (Einheit):
Bei der ersten Ausführungsform kann der Kondensator 44 mit der Hochpotenzialseite der Leistungszufuhrleitung Lp1 verbunden sein. Zudem ist die Isolationsfehlerdiagnosevorrichtung nicht auf den Aufbau begrenzt, bei dem der Kondensator 44 mit einer beliebigen der Hochpotenzialseite der Leistungszufuhrleitung Lp1 und der Niedrigpotenzialseite der Leistungszufuhrleitung Ln1 verbunden ist. Die Kondensatoren können individuell mit der Hochpotenzialseite der Leistungszufuhrleitung Lp1 und der Niedrigpotenzialseite der Leistungszufuhrleitung Ln1 verbunden sein. Falls in diesem Fall alle Inverter INV1 bis INV4 ausgeschaltet sind, und die Phasen und Amplituden eines AC-Signals, das an die Leistungszufuhrleitung Lp1 ausgegeben wird, und eines AC-Signals, das an die Leistungszufuhrleitung Ln1 ausgegeben wird, ausgeglichen sind, kann ein Vorhandensein oder Fehlen eines Isolationsfehlers der Leistungszufuhrleitungen Lp1 und Ln1 unter Verwendung der Erfassungsspule wd bestimmt werden, wie im Fall der zweiten Ausführungsform.
Hinsichtlich des Speichermittels (Einheit):
Das Speichemittel ist nicht auf den nichtflüchtigen Speicher 48 begrenzt. Beispielsweise kann das Speichermittel ein flüchtiger Speicher wie beispielsweise einen Backup RAM sein, bei dem selbst in einer Situation, in der die Leistungszufuhr zu der Diagnoseeinheit 46 und dem Mikrocomputer 34 unterbrochen ist, die Leistung aufrechterhalten wird. Es ist zu beachten, dass obwohl ein EEPROM (elektrisch löschbarer, programmierbarer read-only Speicher) als Speichermittel bevorzugt ist, das Speichermittel nicht auf den EEPROM begrenzt ist. Selbst in einem Speicher, der nicht elektrisch löschbar und programmierbar ist, können ein Bestimmungswert, an dem individuelle Unterschiede reflektiert werden, wenn Produkte verschickt werden, sowie Informationen zur Erzeugung des Bestimmungswert gespeichert werden.
Hinsichtlich des Differenzsignalerzeugungsmittels (Einheit):
Bei der zweiten Ausführungsform kann die Isolationsfehlerdiagnosevorrichtung einen ersten Kern, den die Leistungszufuhrleitung Lp1 durchdringt und den die Leistungszufuhrleitung Ln1 nicht durchdringt, einen zweiten Kern, den die Leistungszufuhrleitung Ln durchdringt und den die Leistungszufuhrleitung Lp1 nicht durchdringt, sowie eine Erfassungsspule, die sowohl der erste Kern als auch der zweite Kern durchdringt, umfassen. Zudem können die Richtungen der Magnetflüsse des ersten Kerns und des zweiten Kerns, die mit der Erfassungsspule gekoppelt sind, zueinander entgegengerichtet sein.
Wie obenstehend unter „Hinsichtlich des Diagnosemittels“ angeführt, ist zu beachten, dass die Isolationsfehlerdiagnosevorrichtung nicht auf den Aufbau begrenzt ist, der die Erfassungsspule umfasst, die durchdrungen wird von einem Magnetfluss, der durch einen Strom erzeugt wird, der durch die Leistungsleitung Lp1 fließt, und von einem Magnetfluss, der durch einen Strom erzeugt wird, der durch die Leistungsleitung Ln1 fließt.
Hinsichtlich des Simulationsmittels (Einheit):
Das Impedanzbauteil ist nicht auf den einzelnen Widerstand 60 begrenzt. Beispielsweise kann das Impedanzbauteil eine Serienschaltung aus einem Widerstand und einer Induktivität sein.
Das Impedanzbauteil ist nicht auf die Serienschaltung als ein Satz aus einem Widerstand 60 und den Schaltelementen 62 begrenzt. Das Impedanzbauteil kann eine Mehrzahl an Widerständen, deren Widerstandswerte sich voneinander unterscheiden, und Schaltelementen, die mit den Widerständen verbunden sind, umfassen.
Hinsichtlich des Anpassungsausgabemittels (Einheit):
Das Anpassungsausgabemittel kann eine Ausgabeeinheit 40 der ersten Ausführungsform sein (1). Falls der untere Arm von einem der Inverter INV2 bis INV4 eingeschaltet ist, kann einem Impedanz zwischen dem Punkt, der zwischen dem Inverter und der Fahrzeughilfseinheit liegt, und dem Fahrzeugaufbau erfasst werden. Das Anpassungsausgabemittel ist nicht auf ein Mittel zur selektiven Ausgabe eines angepassten Signals an einen Bereich der Fahrzeughilfseinheit begrenzt. D.h. alle unteren Arme der Inverter INV2 bis INV4 können eingeschaltet sein, um eine synthetische Impedanz zwischen Punkten, die zwischen den Invertern INV2 bis INV4 und den zugeordneten Fahrzeughilfseinheiten liegen, und dem Fahrzeugaufbau zu erfassen.
Zudem ist das Anpassungsausgabemittel nicht auf ein Mittel zur Ausgabe des Diagnosesignals ds begrenzt, sondern es kann ein zusätzliches Ausgabemittel für AC-Signale sein, das zur Anpassung dezidiert ist.
Das AC-Signal ist nicht auf ein Rechteckwellensignal begrenzt, sondern kann ein sinusförmiges Signal sein. Wenn in diesem Fall ein Strom durch ein Anfangsimpedanzerfassungsmittel erfasst wird, kann die Genauigkeit der anfänglichen Impedanz erhöht werden, wenn kein Bandpassfilterprozess durchgeführt wird.
Hinsichtlich des Anfangsimpedanzerfassungsmittels (Einheit):
Falls beispielsweise das Anpassungsausgabemittel die Ausgabeeinheit 40 der ersten Ausführungsform ist (1), kann das Anfangsimpedanzerfassungsmittel ein Mittel zum Erfassen eines Stroms basierend auf einem Erfassungswert des Abweichungsbetrags des Potenzials zwischen dem Kondensator 44 und dem Widerstand 42 umfassen.
Wie obenstehend unter „Hinsichtlich des Anpassungsausgabemittels“ angeführt ist, ist zu beachten, dass das Anfangsimpedanzerfassungsmittel nicht auf ein Mittel begrenzt ist, um eine Impedanz zwischen einem Punkt, der zwischen einem der Inverter INV2 bis INV4 und der zugehörigen Fahrzeughilfseinheit liegt, und dem Fahrzeugaufbau zu erfassen. Wie obenstehend unter „Hinsichtlich des Anpassungsausgabemittels“ angeführt, ist zudem das Anfangsimpedanzerfassungsmittel nicht auf ein Mittel begrenzt, das beim Erfassen eines Stroms den Bandpassfilterprozess durchführt.
Hinsichtlich des Erfassungswertberechnungsmittels (Einheit):
Die Isolationsfehlerdiagnosevorrichtung ist nicht auf den Aufbau der fünften Ausführungsform (9) begrenzt, bei dem der Wert des dielektrischen Widerstands der Anfangsimpedanz Z0i als unendlich angenommen wird. Beispielsweise kann der Wert des dielektrischen Widerstands als einen vorbestimmten Wert angenommen werden, der das Isolationserfordernis erfüllt. Selbst in diesem Fall kann eine Impedanz aufgrund einer Streukapazität aus der Anfangsimpedanz Z0i berechnet werden, wodurch der Bestimmungswert Zthi berechnet werden kann.
Zudem ist die Isolationsfehlerdiagnosevorrichtung nicht auf den Aufbau begrenzt, bei dem der Anfangswert des dielektrischen Widerstands als geeignet angenommen wird, um den Bestimmungswert Zthi basierend auf der Anfangsimpedanz Z0i und der unteren Grenze des Widerstands Rth des dielektrischen Widerstands zu berechnen. Zum Beispiel kann die Frequenz fd des Diagnosesignals ds zusätzlich zu der Einstellung des Bestimmungswert Zth auf den unteren Grenzwert des Widerstands Rth bestimmt werden, so dass die Anfangsimpedanz Z0i größer als der untere Grenzwert des Widerstands Rth wird. Selbst in diesem Fall kann das Vorhandensein eines Isolationsfehlers angezeigt werden bevor der dielektrische Widerstand kleiner als der untere Grenzwert des Widerstands Rth wird, da der Isolationsfehler durch Erfassung der Abnahme des dielektrischen Widerstands bestimmt werden kann.
Hinsichtlich der Frequenzbestimmungseinrichtung (Einheit):
Die Isolationsfehlerdiagnosevorrichtung ist nicht auf den Aufbau begrenzt, bei dem der Bestimmungswert Zthi unter der Bedingung eingestellt wird, dass eine Impedanz Z um mehr als einen spezifischen Wert von der Anfangsimpedanz Z0i abweicht, wenn der dielektrische Widerstand Ri auf den unteren Grenzwert des Widerstands Rth abnimmt. Beispielsweise kann davon ausgegangen werden, dass die Spannung wd der Erfassungsspule wd zunimmt, wenn die Frequenz fd des Diagnosesignals ds zunimmt, und die Beständigkeit gegen Störungen aufgrund der Spannung wd durch eine Erhöhung der Frequenz fd zunimmt. Demzufolge kann sowohl unter Berücksichtigung der Abnahme der Abweichung der Impedanz Z von der Anfangsimpedanz Z0i aufgrund der Zunahme der Frequenz fd, als auch der Zunahme der Amplitude der Spannung wd, die Frequenz fd derart eingestellt werden, dass die Beständigkeit gegen Störungen maximiert wird. Dies kann umgesetzt werden, indem ein Kennfeld, in welchem das Verhältnis zwischen der Magnitude der Abweichungen und den Evaluationswerten derselben bestimmt ist, und ein Kennfeld, in welchem das Verhältnis zwischen der Frequenz fd und den Evaluationswerten der Magnitude der Amplitude bestimmt ist, bereitgestellt wird, sowie durch Auswählen derjenigen Frequenz, bei der die Summe der Evaluationswerte, die aus den Paaren der Kennfelder berechnet wird, maximal wird.
Wie obenstehend unter „Hinsichtlich des Bestimmungswertsberechnungsmittels“ angeführt, ist zudem die Isolationsfehlerdiagnosevorrichtung nicht auf den Aufbau begrenzt, der eine Frequenz aufweist, bei welcher der Abweichungsbetrag der Impedanz Z von der Anfangsimpedanz Z0i gleich oder größer als ein spezifischer Wert wird, wenn ein dielektrischer Widerstand auf den unteren Grenzwert des Widerstands Rth abnimmt.
Hinsichtlich des Anzeigemittels (Einheit):
Das Anzeigemittel ist nicht auf ein Mittel begrenzt, das eine Anzeige unter Verwendung visueller Informationen durchführt, sondern kann ein Mittel sein, das eine Anzeige unter Verwendung eines Tons durchführt.
Hinsichtlich des Fahrzeugs:
Das Fahrzeug ist nicht auf ein Hybridfahrzeug begrenzt, sondern kann lediglich ein Mittel (Sekundärbatterie, Brennstoffbatterie) zur Ausgabe einer elektrischen Energie als Speichermittel für Energie, die der Fahrzeugtraktionseinheit zugeführt wird, umfassen.
Nachstehend werden Aspekte der oben beschriebenen Ausführungsformen zusammengefasst.
Als ein Aspekt der Ausführungsform ist eine Isolationsfehlerdiagnosevorrichtung vorgesehen, die ein Vorhandensein oder Fehlen eines Isolationsfehlers zwischen einem Fahrzeugaufbau und einem Verbindungspfad (Lp, Ln, INV1 bis INV4, Lo, 22, 24, 26) zu einer Leistungszufuhr (10) für eine Traktionseinheit, die dem Fahrzeug angebracht ist, diagnostiziert. Die Vorrichtung umfasst: wenigstens eine Leistungswandlerschaltung (INV2 bis INV4), die mit der Leistungszufuhr verbunden ist und an wenigstens einer Fahrzeughilfseinheit (22, 24, 26) Leistung zuführt; eine Ausgangseinheit (40, INV2 bis INV4), die ein Diagnose-AC-Signal (ds) an den Verbindungspfad ausgibt; und eine Diagnoseeinheit (46), die ein Vorhandensein oder Fehlen des Isolationsfehlers basierend auf einem Strom diagnostiziert, der durch den Verbindungspfad fließt, wenn das Diagnose-AC-Signal ausgegeben wird. Die Diagnoseeinheit umfasst eine Speichereinheit (48), die einen Bestimmungswert zum Bestimmen des Isolationsfehlers oder Informationen zum Einstellen des Bestimmungswerts speichert. Der Bestimmungswert oder die Informationen werden durch Messung einer elektrischen Zustandsgröße des Verbindungspfads erlangt, die von einer Streukapazität und einem dielektrischen Widerstand des Verbindungspfads abhängt, die erlangt werden, wenn ein AC-Signal an den Verbindungspfad ausgegeben wird während die Leistungswandlerschaltung mit der Leistungszufuhr verbunden ist.
Die Streukapazität und der dielektrische Widerstand zwischen dem Verbindungspfad und dem Fahrzeugaufbau hängen von der Struktur des Verbindungspfads ab. Demzufolge unterscheiden sich die Streukapazität und der dielektrische Widerstand in dem Zustand, in dem die Leistungswandlerschaltung mit der Leistungszufuhr verbunden ist, von denjenigen in einem Zustand, bei dem die Leistungswandlerschaltung nicht mit der Leistungszufuhr verbunden ist. Dementsprechend kann die Vorrichtung basierend auf der elektrischen Zustandsgröße, die eine hohe Genauigkeit aufweist und durch Messung der elektrischen Zustandsgröße des Verbindungspfads in einem Zustand erlangt wird, bei dem die Leistungswandlerschaltung mit der Leistungszufuhr verbunden ist, ein Vorhandensein oder Fehlen eines Isolationsfehlers mit hoher Genauigkeit diagnostizieren.
Bei der Vorrichtung kann die elektrische Zustandsgröße in einem Zustand gemessen werden, in dem die Leistungswandlerschaltung und die Leistungszufuhr in dem Fahrzeug angebracht sind.
Die Streukapazität und der dielektrische Widerstand hängen von den geometrischen Verhältnissen zwischen dem Verbindungspfad und dem Fahrzeugaufbau ab.
Demzufolge ist es in einem Zustand, bei dem der Verbindungspfad nicht in dem Fahrzeug angeordnet ist, schwierig, eine Streukapazität und einen dielektrischen Widerstand mit hoher Genauigkeit zu der Zeit zu erlangen, wenn die Leistungswandlerschaltung in dem Fahrzeug angebracht ist. Unter Berücksichtigung dieses Punkts wird bei der Vorrichtung eine elektrische Zustandsgröße des Verbindungspfad in einem Zustand gemessen, bei dem die Leistungswandlerschaltung in dem Fahrzeug mit der Leistungszufuhr verbunden ist.
Bei der Vorrichtung wird die elektrische Zustandsgröße basierend auf einem Strom quantifiziert, der übereinstimmend mit dem ausgegebenen Diagnose-AC-Signal durch den Verbindungspfad fließt.
Wenn das Diagnose-AC-Signal an den Verbindungspfad ausgegeben wird, hängt ein AC-Strom, der durch den Verbindungspfad fließt, von einer Streukapazität und einem dielektrischen Widerstand zwischen dem Verbindungspfad und dem Fahrzeugaufbau ab. Unter Berücksichtigung dieses Punkts wird bei der Vorrichtung die elektrische Zustandsgröße, die von der Streukapazität und dem dielektrischen Widerstand zwischen dem Verbindungspfad und dem Fahrzeugaufbau abhängt, basierend auf dem Strom quantifiziert.
Bei der Vorrichtung speichert die Speichereinheit Daten selbst in einem Zustand und hält diese bereit, in dem keine Leistung zur Durchführung eines Prozesses zur Diagnose eines Vorhandenseins oder Fehlens des Isolationsfehlers zugeführt wird, und sie aktualisiert die Daten.
Da bei der Vorrichtung die Daten der Speichereinheit aktualisiert werden, können der Bestimmungswert und die Informationen zum Beispiel aktualisiert werden, wenn die die Struktur des Verbindungspfads geändert wird.
Bei der Vorrichtung bestimmt die Diagnoseeinheit einen anormalen Zustand, in dem der Isolationsfehler verursacht wird, einen normalen Zustand, in dem kein Isolationsfehler verursacht wird, und einen mittleren Zustand zwischen dem anormalen Zustand und dem normalen Zustand. Die Vorrichtung umfasst weiterhin eine Anzeigeeinheit (33), die den mittleren Zustand anzeigt.
Wenn ein Vorhandensein oder Fehlen des Isolationsfehlers in einer binären Art und Weise diagnostiziert wird, kann sich der Nutzer leicht unter Druck gesetzt fühlen, den Handelsvertreter unverzüglich aufzusuchen, falls ein Vorliegen des Isolationsfehlers bestimmt wird. Bei der Vorrichtung kann allerdings durch Anzeigen des mittleren Zustands, der zwischen dem anormalen Zustand und dem normalen Zustand liegt, der Nutzer zu dem Handelsvertreter gehen, wenn er Zeit hat. Demzufolge kann der gefühlte Druck auf den Nutzer verringert werden.
Bei der Vorrichtung umfasst wenigstens eine Fahrzeughilfseinheit eine Mehrzahl von Fahrzeughilfseinheiten und die wenigstens eine Leistungwandlerschaltung umfasst Leistungswandlerschaltungen, die mit der Mehrzahl von Fahrzeughilfseinheiten individuell verbunden sind.
Da bei der Vorrichtung der Verbindungspfad mit einer Mehrzahl von Leistungswandlerschaltungen ausgestaltet ist, wird eine Streukapazität zwischen dem Verbindungspfad und dem Fahrzeugaufbau leicht größer, und ein dielektrischer Widerstand wird leicht niedriger. Demzufolge kann ein großer Vorteil daraus erlangt werden, dass ein Vorhandensein oder Fehlen eines Isolationsfehlers unter Verwendung des Bestimmungswerts oder der Informationen diagnostiziert wird, die basierend auf der Zustandsgröße erlangt werden, die in einem Zustand gemessen wird, in dem die Leistungswandlerschaltungen verbunden sind.
Bei der Vorrichtung sind die Leistungswandlerschaltungen DC/AC-Umwandlungschaltungen, die Schaltelemente umfassen zum selektiven Öffnen und Schließen zwischen jedem von einem positiven Elektrodenseiteneingangsanschluss und einem negativen Elektrodenseiteneingangsanschluss, sowie Anschlüssen der Fahrzeughilfseinheiten, und die Ausgabeeinheit schaltet das Schaltelement, das mit dem positiven Elektrodenseiteneingangsanschluss verbunden ist, und das Schaltelement, das mit dem negativen Elektrodenseiteneingangsanschluss verbunden ist, abwechselnd ein.
Wenn bei der Vorrichtung der Isolationsfehler bestimmt wird, kann mit hoher Genauigkeit bestimmt werden, dass der Isolationsfehler zwischen dem Fahrzeugaufbau und einem elektrischen Pfad zwischen der DC-AC-Umwandlungsschaltung und der Fahrzeughilfseinheit verursacht wird.
Bei der Vorrichtung umfasst die Diagnoseeinheit eine Differenzsignalerzeugungseinheit (wd), die ein Differenzsignal erzeugt, das eine Differenz ausdrückt zwischen einem Strom, der durch einen elektrischen Pfad zwischen einer positiven Elektrodenseite der Leistungszufuhr und dem positiven Elektrodenseiteneingangsanschluss der Leistungswandlerschaltung fließt, und einem Strom, der durch einen elektrischen Pfad zwischen der negativen Elektrodenseite der Leistungszufuhr und dem negativen Elektrodenseiteneingangsanschluss der Leistungswandlerschaltung fließt. Die Diagnoseeinheit diagnostiziert ein Vorhandensein oder Fehlen des Isolationsfehlers in Abhängigkeit von dem Differenzsignal.
Wenn zwischen dem Fahrzeugaufbau und dem elektrischen Pfad zwischen der DC/AC-Umwandlungsschaltung und der Fahrzeughilfseinheit kein Isolationsfehler verursacht wird, sind die Beträge der Ströme, die durch das Paar der elektrischen Pfade fließen, dieselben. Wenn hingegen der Isolationsfehler verursacht wird, kann davon ausgegangen werden, dass sich die Beträge voneinander unterscheiden. Unter Berücksichtigung dieses Punkts umfasst die Vorrichtung die Differenzsignalerzeugungseinheit.
Bei der Vorrichtung umfasst die Ausgabeeinheit einen Kondensator (44), der eine Verbindung zwischen dem Verbindungspfad und dem Fahrzeugaufbau herstellt, und sie gibt das Diagnose-AC-Signal an den Kondensator aus. Die Diagnoseeinheit diagnostiziert ein Vorhandensein oder Fehlen des Isolationsfehlers basierend auf dem Strom, der durch den Kondensator fließt.
Die Vorrichtung umfasst ferner eine Simulationseinheit, die eine Seriensschaltung einer Impedanzkomponente (60) und einer Öffnungs- und Schließeinheit (62) umfasst, die eine Verbindung zwischen dem Verbindungspfad und dem Fahrzeugaufbau herstellt. Die elektrische Zustandsgröße wird basierend auf einem Strom quantifiziert, der übereinstimmend mit dem ausgegebenen Diagnose-AC-Signal durch den Verbindungspfad fließt, wenn die Öffnungs- und Schließeinheit in einem geschlossenen Zustand ist.
Da bei der Vorrichtung durch die Simulationseinheit ein absichtlicher Isolationsfehler zwischen dem Verbindungspfad und dem Fahrzeugaufbau erzeugt werden kann, kann eine elektrische Zustandsgröße einfach gemessen werden, wenn der Isolationsfehler verursacht wird.
Nach einem anderen Aspekt der Ausführungsform ist eine Isolationsfehlerdiagnosevorrichtung vorgesehen, die ein Vorhandensein oder Fehlen eines Isolationsfehlers zwischen einem Fahrzeugaufbau und einem Verbindungspfad (Lp, Ln, INV1 bis INV4, Lo, 22, 24, 26) zu einer Leistungszufuhr (10) für eine Traktionseinheit, die in dem Fahrzeug angebracht ist, diagnostiziert. Die Vorrichtung umfasst: wenigstens eine Leistungswandlerschaltung (INV2 bis INV4), die mit der Leistungszufuhr verbunden ist und an wenigstens einer Fahrzeughilfseinheit (22, 24, 26) Leistung zuführt; eine Ausgabeeinheit (40, INV2 bis INV4), die ein Diagnose-AC-Signal (ds) an den Verbindungspfad ausgibt; eine Diagnoseeinheit (46), die ein Vorhandensein oder Fehlen des Isolationsfehlers basierend auf einem Strom diagnostiziert, der durch den Verbindungspfad fließt, wenn das Diagnose-AC-Signal ausgegeben wird; eine Anpassungsausgabeeinheit (INV2 bis INV4), die ein AC-angepasstes Signal an den Verbindungspfad ausgibt; eine Anfangsimpedanzerfassungseinheit (S56), die eine Anfangsimpedanz zwischen dem Verbindungspfad und dem Fahrzeugaufbau basierend auf einem Strom erfasst, der durch den Verbindungspfad fließt, wenn das angepasste Signal ausgegeben wird; und eine Bestimmungswertberechnungseinheit (S70), die einen Bestimmungswert zum Bestimmen des Isolationsfehlers durch die Diagnoseeinheit basierend auf der Anfangsimpedanz berechnet.
Die Streukapazität und der dielektrische Widerstand zwischen dem Verbindungspfad und dem Fahrzeugaufbau hängen von der Struktur des Verbindungspfads ab. Demzufolge unterscheiden sich die Streukapazität und der dielektrische Widerstand in einem Zustand, bei dem der die Leistungswandlerschaltung mit der Leistungszufuhr verbunden ist, von denjenigen in einem Zustand, bei dem die Leistungswandlerschaltung nicht mit der Leistungszufuhr verbunden ist. Da unterdessen eine Impedanz, die durch Ausgabe des Diagnose-AC-Signals an den Verbindungspfad gemessen wird, durch die Streukapazität beeinträchtigt wird, hängt die Impedanz von der Frequenz des Diagnose-AC-Signals ab. Um den dielektrischen Widerstand zur erlangen, ist es dementsprechend erforderlich, zusätzlich Informationen zu der Streukapazität zu erlangen.
Die Vorrichtung kann die Informationen zur Streukapazität durch die Anfangsimpedanzerfassungseinheit erlangen. Falls insbesondere die Anfangsimpedanz in einem Zustand erfasst wird, bei dem die Leistungswandlerschaltung verbunden ist, kann die Bestimmungswertberechnungseinheit einen Selbstabstimmungsprozess durchführen, bei dem ein Bestimmungswert automatisch berechnet wird, der durch die Diagnoseeinheit mit Reflektierung der Streukapazität verwendet wird.
Nach einem anderen Aspekt der Ausführungsform ist ein Verfahren zur Diagnose eines Isolationsfehlers vorgesehen, bei dem ein Vorhandensein oder Fehlen eines Isolationsfehlers zwischen einem Fahrzeugaufbau und einem Verbindungspfad (Lp, Ln, INV1 bis INV4, Lo) zu einer Leistungszufuhr (10) für eine Traktionseinheit, die in dem Fahrzeug angebracht ist, diagnostiziert wird. Das Fahrzeug umfasst eine Ausgabeeinheit, die ein Diagnose-AC-Signal (ds) an den Verbindungspfad ausgibt, sowie eine Diagnoseeinheit (46), die ein Vorhandensein oder Fehlen des Isolationsfehlers basierend auf einem Strom diagnostiziert, der durch den Verbindungspfad fließt, wenn das Diagnose-AC-Signal ausgegeben wird, wobei wenigstens eine Leistungswandlerschaltung (INV1 bis INV4), die an wenigstens einer Fahrzeughilfseinheit (22, 24, 26) Leistung zuführt, mit der Leistungszufuhr verbunden ist, und die Diagnoseeinheit eine Speichereinheit (48) umfasst, die einen Bestimmungswert zum Bestimmen des Isolationsfehlers oder Informationen zum Einstellen des Bestimmungswerts speichert. Das Verfahren umfasst: einen Schritt zur Messung einer elektrischen Zustandsgröße des Verbindungspfad, die von einer Streukapazität und einem dielektrischen Widerstand des Verbindungspfad abhängt, die erlangt werden, wenn ein AC-Signal an den Verbindungspfad in einem Zustand ausgegeben wird, in dem die Leistungswandlerschaltung mit der Leistungszufuhr verbunden ist; und einen Schritt zum Speicherung des Bestimmungswerts oder der Informationen, die von der gemessenen elektrischen Zustandsgröße abhängen, in der Speichereinheit.
Die Streukapazität und der dielektrische Widerstand zwischen dem Verbindungspfad und dem Fahrzeugaufbau hängen von der Struktur des Verbindungspfads ab. Dementsprechend unterscheiden sich die Streukapazität und der dielektrische Widerstand in einem Zustand, bei dem die Leistungswandlerschaltung mit der Leistungszufuhr verbunden ist, von denjenigen in einem Zustand, bei dem die Leistungswandlerschaltung nicht mit der Leistungszufuhr verbunden ist. Gemäß der Vorrichtung kann ein Vorhandensein oder Fehlen eines Isolationsfehlers basierend auf der elektrischen Zustandsgröße, die eine hohe Genauigkeit aufweist und durch Messung einer elektrischen Zustandsgröße des Verbindungspfad in einem Zustand erlangt wird, bei dem die Leistungsschaltung mit der Leistungszufuhr verbunden ist, mit hoher Genauigkeit diagnostiziert werden.
Bei der Vorrichtung wird die elektrische Zustandsgröße in einem Zustand gemessen, in dem die Leistungswandlerschaltung und die Leistungszufuhr in dem Fahrzeug angebracht sind.
Die Streukapazität und der dielektrische Widerstand hängen von den geometrischen Verhältnissen zwischen dem Verbindungspfad und dem Fahrzeugaufbau ab. Demzufolge ist es in einem Zustand, bei dem der Verbindungspfad nicht in dem Fahrzeug angeordnet ist, schwierig, eine Streukapazität und einen dielektrischen Widerstand mit hoher Genauigkeit zu erlangen. Unter Berücksichtigung dieses Punkts wird bei der Vorrichtung eine elektrische Zustandsgröße des Verbindungspfads in einem Zustand gemessen, bei dem die Leistungswandlerschaltung in dem Fahrzeug mit der Leistungszufuhr verbunden ist.
Bei der Vorrichtung wird die elektrische Zustandsgröße basierend auf einem Strom quantifiziert, der übereinstimmend mit dem ausgegebenen Diagnose-AC-Signal durch den Verbindungspfad fließt.
Wenn das Diagnose-AC-Signal an den Verbindungspfad ausgegeben wird, hängt ein AC-Strom, der durch den Verbindungspfad fließt, von einer Streukapazität und einem dielektrischen Widerstand zwischen dem Verbindungspfad und dem Fahrzeugaufbau ab. Unter Berücksichtigung dieses Punkts wird bei der Vorrichtung eine elektrische Zustandsgröße, die von der Streukapazität und dem dielektrischen Widerstand zwischen dem Verbindungspfad und dem Fahrzeugaufbau abhängt, basierend auf dem Strom quantifiziert.
Bei der Vorrichtung wird der Schritt zur Messung innerhalb einer definierten Dauer durchgeführt, nachdem alle erforderlichen Elemente mit der Leistungszufuhr in dem Fahrzeug verbunden sind.
Unmittelbar nachdem alle erforderlichen Elemente mit der Leistungszufuhr verbunden sind, kann davon ausgegangen werden, dass ein normaler Zustand vorliegt, bei dem kein Isolationsfehler besteht. Die elektrische Zustandsgröße reflektiert daher genau eine Streukapazität und einen dielektrischen Widerstand zwischen dem Verbindungspfad und dem Fahrzeugaufbau in einem normalen Zustand. Unter Berücksichtigung dieses Punkts ist die Vorrichtung wie oben beschrieben ausgestaltet.
Bei der Vorrichtung wird der Schritt zur Messung durchgeführt, wenn Elemente, die mit der Leistungszufuhr verbunden sind, in dem Fahrzeug geändert werden.
Wenn die Elemente, die mit der Leistungszufuhr verbunden sind, geändert werden, das heißt wenn die Struktur des Verbindungspfads geändert wird, kann eine Streukapazität und ein dielektrischer Widerstand zwischen dem Verbindungspfad und dem Fahrzeugaufbau abweichen. Demzufolge kann bei der Vorrichtung in solch einem Fall der Bestimmungswert durch Messung einer elektrischen Zustandsgröße aktualisiert werden.

Claims

Isolationsfehlerdiagnosevorrichtung, die ein Vorhandensein oder Fehlen eines Isolationsfehlers zwischen einem Fahrzeugaufbau und einem Verbindungspfad (Lp, Ln, Lo) zu einer Leistungszufuhr (10) für eine Traktionseinheit (16), die in dem Fahrzeug angebracht ist, diagnostiziert, aufweisend: wenigstens eine Leistungswandlerschaltung (INV2 bis INV4), die mit der Leistungszufuhr (10) verbunden ist und an wenigstens einer Fahrzeughilfseinheit (22, 24, 26) Leistung zuführt; eine Ausgabeeinheit (40), die ein Diagnose-AC-Signal (ds) an den Verbindungspfad (Lp, Ln, Lo) ausgibt; und eine Diagnoseeinheit (46), die ein Vorhandensein oder Fehlen des Isolationsfehlers basierend auf einem Strom diagnostiziert, der durch den Verbindungspfad (Lp, Ln, Lo) fließt, wenn das Diagnose-AC-Signal (ds) ausgegeben wird, wobei die Diagnoseeinheit (46) eine Speichereinheit (48) umfasst, die einen Bestimmungswert zum Bestimmen des Isolationsfehlers oder Informationen zum Einstellen des Bestimmungswerts speichert, und der Bestimmungswert oder die Informationen durch Messung einer elektrischen Zustandsgröße des Verbindungspfad (Lp, Ln, Lo) erlangt werden, die von einer Streukapazität und einem dielektrischen Widerstand des Verbindungspfads (Lp, Ln, Lo) abhängt, die erlangt werden, wenn das Diagnose-AC-Signal (ds) an den Verbindungspfad (Lp, Ln, Lo) ausgegeben wird während die Leistungswandlerschaltung (INV2 bis INV4) mit der Leistungszufuhr (10) verbunden ist.
Isolationsfehlerdiagnosevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die elektrische Zustandsgröße in einem Zustand gemessen wird, in dem die Leistungswandlerschaltung (INV2 bis INV4) und die Leistungszufuhr (10) in dem Fahrzeug angebracht sind.
Isolationsfehlerdiagnosevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die elektrische Zustandsgröße basierend auf einem Strom quantifiziert wird, der übereinstimmend mit dem ausgegebenen Diagnose-AC-Signal (ds) durch den Verbindungspfad (Lp, Ln, Lo) fließt.
Isolationsfehlerdiagnosevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Speichereinheit (48) Daten selbst in einem Zustand speichert und bereithält, in dem keine Leistung zum Durchführen eines Prozesses zur Diagnose eines Vorhandenseins oder Fehlens des Isolationsfehlers zugeführt wird, und sie die Daten aktualisiert.
Isolationsfehlerdiagnosevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Diagnoseeinheit (46) einen anormalen Zustand, in dem der Isolationsfehler verursacht wird, einen normalen Zustand, in dem kein Isolationsfehler verursacht wird, und einen mittleren Zustand zwischen dem anormalen Zustand und dem normalen Zustand bestimmt, wobei die Vorrichtung ferner eine Anzeigeeinheit (33) aufweist, die den mittleren Zustand anzeigt.
Isolationsfehlerdiagnosevorrichtung nach Anspruch 1, wobei wenigstens eine Fahrzeughilfseinheit eine Mehrzahl von Fahrzeughilfseinheiten (22, 24, 26) umfasst, und die wenigstens eine Leistungswandlerschaltung Leistungswandlerschaltungen (INV2 bis INV4) umfasst, die mit der Mehrzahl von Fahrzeughilfseinheiten individuell verbunden sind.
Isolationsfehlerdiagnosevorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Leistungswandlerschaltungen (INV2 bis INV4) DC/AC-Umwandlungsschaltungen sind, die Schaltelemente umfassen zum selektiven Öffnen und Schließen zwischen jedem von einem positiven Elektrodenseiteneingangsanschluss und einem negativen Elektrodenseiteneingangsanschluss, sowie Anschlüssen der Fahrzeughilfseinheiten (22, 24, 26), und die Ausgabeeinheit (40) das Schaltelement, das mit dem positiven Elektrodenseiteneingangsanschluss verbunden ist, und das Schaltelemente, das mit dem negativen Elektrodenseiteneinganganschluss verbunden ist, abwechselnd einschaltet.
Isolationsfehlerdiagnosevorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Diagnoseeinheit (46) eine Differenzsignalerzeugungseinheit umfasst, die ein Differenzsignal erzeugt, das eine Differenz ausdrückt zwischen einem Strom, der durch einen elektrischen Pfad zwischen einer positiven Elektrodenseite der Leistungszufuhr (10) und dem positiven Elektrodenseiteneingangsanschluss der Leistungswandlerschaltung (INV2 bis INV4) fließt, und einem Strom, der durch einen elektrischen Pfad zwischen einer negativen Elektrodenseite der Leistungszufuhr (10) und dem negativen Elektrodenseiteneingangsanschluss der Leistungswandlerschaltung (INV2 bis INV4) fließt, und die Diagnoseeinheit (46) ein Vorhandensein oder Fehlen des Isolationsfehlers in Abhängigkeit von dem Differenzsignal diagnostiziert.
Isolationsfehlerdiagnosevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Ausgabeeinheit (40) einen Kondensator (44) umfasst, der eine Verbindung zwischen dem Verbindungspfad (Lp, Ln, Lo) und dem Fahrzeugaufbau herstellt, und sie gibt das Diagnose-AC-Signal (ds) an den Kondensator (44) aus, und die Diagnoseeinheit (46) ein Vorhandensein oder Fehlen des Isolationsfehlers basierend auf dem Strom diagnostiziert, der durch den Kondensator (44) fließt.
Isolationsfehlerdiagnosevorrichtung nach Anspruch 1, ferner aufweisend eine Simulationseinheit, die eine Serienschaltung einer Impedanzkomponente (60) und einer Öffnungs- und Schließeinheit (62) umfasst, die eine Verbindung zwischen dem Verbindungspfad (Lp, Ln, Lo) und dem Fahrzeugaufbau herstellt, wobei die elektrische Zustandsgröße basierend auf einem Strom quantifiziert wird, der übereinstimmend mit dem ausgegebenen Diagnose-AC-Signal (ds) durch den Verbindungspfad (Lp, Ln, Lo) fließt, wenn die Öffnungs- und Schließeinheit (62) in einem geschlossenen Zustand ist.
Isolationsfehlerdiagnosevorrichtung nach Anspruch 1, ferner aufweisend: eine Anpassungsausgabeeinheit (INV2 bis INV4), die ein Diagnose-AC-Signal mit einer angepassten Frequenz an den Verbindungspfad (Lp, Ln, Lo) ausgibt; eine Anfangsimpedanzerfassungseinheit, die eine Anfangsimpedanz zwischen dem Verbindungspfad (Lp, Ln, Lo) und dem Fahrzeugaufbau basierend auf einem Strom erfasst, der durch den Verbindungspfad (Lp, Ln, Lo) fließt, wenn das bezüglich der Frequenz angepasste Diagnose-AC-Signal (ds) ausgegeben wird; und eine Bestimmungswertberechnungseinheit, die den Bestimmungswert basierend auf der Anfangsimpedanz berechnet.
Isolationsfehlerdiagnosevorrichtung, die ein Vorhandensein oder Fehlen eines Isolationsfehlers zwischen einem Fahrzeugaufbau und einem Verbindungspfad zu einer Leistungszufuhr (10) für eine Traktionseinheit (16), die in dem Fahrzeug angebracht ist, diagnostiziert, aufweisend: wenigstens eine Leistungswandlerschaltung (INV2 bis INV4), die mit der Leistungszufuhr (10) verbunden ist und an wenigstens einer Fahrzeughilfseinheit (22, 24, 26) Leistung zu führt; eine Ausgabeeinheit (40), die ein Diagnose-AC-Signal (ds) an den Verbindungspfad (Lp, Ln, Lo) ausgibt; eine Diagnoseeinheit (46), die ein Vorhandensein oder Fehlen eines Isolationsfehlers basierend auf einem Strom diagnostiziert, der durch den Verbindungspfad (Lp, Ln, Lo) fließt, wenn das Diagnose-AC-Signal (ds) ausgegeben wird; eine Anpassungsausgabeeinheit, die ein Diagnose-AC-Signal mit einer angepassten Frequenz an den Verbindungspfad (Lp, Ln, Lo) ausgibt; eine Anfangsimpedanzerfassungseinheit (S56), die eine Anfangsimpedanz zwischen dem Verbindungspfad (Lp, Ln, Lo) und dem Fahrzeugaufbau basierend auf einem Strom erfasst, der durch den Verbindungspfad (Lp, Ln, Lo) fließt, wenn das bezüglich der Frequenz angepasste Diagnose-AC-Signal (ds) ausgegeben wird; und eine Bestimmungswertberechnungseinheit (S70), die einen Bestimmungswert zum Bestimmen des Isolationsfehlers durch die Diagnoseeinheit (46) basierend auf der Anfangsimpedanz berechnet.
Isolationsfehlerdiagnosevorrichtung nach Anspruch 11, ferner aufweisend eine Frequenzbestimmungseinheit, die eine Frequenz bestimmt, bei der ein Abweichungsbetrag der Impedanz zwischen dem Verbindungspfad (Lp, Ln, Lo) und dem Fahrzeugaufbau zu der Anfangsimpedanz gleich oder größer als ein spezifischer Wert wird, der als eine Frequenz des Diagnose-AC-Signals (ds) bestimmt wird, wenn die Impedanz zwischen dem Verbindungspfad (Lp, Ln, Lo) und dem Fahrzeugaufbau den Maximalwert zur Bestimmung des Isolationsfehlers einnimmt, wobei die Anpassungsausgabeeinheit eine Mehrzahl von Frequenzen des bezüglich der Frequenz angepassten Diagnose-AC-Signals (ds) einstellt, die Anfangsimpedanzerfassungseinheit (S56) für jede der Frequenzen des bezüglich der Frequenz angepassten Diagnose-AC-Signals (ds) die Anfangsimpedanz erfasst, und die Bestimmungswertberechnungseinheit (S70) den Bestimmungswert basierend auf der Anfangsimpedanz berechnet, die der Frequenz entspricht, die durch die Frequenzbestimmungseinheit bestimmt wird.
Isolationsfehlerdiagnosevorrichtung nach Anspruch 13, wobei die wenigstens eine Fahrzeughilfseinheit eine Mehrzahl von Fahrzeughilfseinheiten (22, 24, 26) umfasst, die Anpassungsausgabeeinheit das bezüglich der Frequenz angepasste Diagnose-AC-Signal (ds) selektiv an einen Abschnitt der Fahrzeughilfseinheiten (22, 24, 26) ausgibt, die Anfangsimpedanzerfassungseinheit (S56) für jede der Fahrzeughilfseinheiten (22, 24, 26) die Anfangsimpedanzen erfasst, die Ausgabegegenstände der Anpassungsausgabeeinheit sind, und die Frequenzbestimmungseinheit eine Frequenz, bei welcher der Abweichungsbetrag gleich oder größer als ein spezifischer Wert von jedem der Ausgabegegenstände wird, als eine Frequenz des Diagnose-AC-Signals (ds) bestimmt.
Isolationsfehlerdiagnosevorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Leistungswandlerschaltungen (INV2 bis INV4) DC/AC-Umwandlungsschaltungen sind, die Schaltelemente umfassen, die zwischen jedem von einem positiven Elektrodenseiteneingangsanschluss, einem negativen Elektrodenseiteneingangsanschluss und Anschlüssen der Fahrzeughilfseinheiten (22, 24, 26) selektiv Öffnen und Schließen, die Ausgabeeinheit (40) das Schaltelement, das mit dem positiven Elektrodenseiteneingangsanschluss verbunden ist, und das Schaltelemente, das mit dem negativen Elektrodenseiteneingangsanschluss verbunden ist, abwechselnd einschaltet, die Diagnoseeinheit (46) eine Differenzsignalerzeugungseinheit umfasst, die ein Differenzsignal zwischen einem Strom, der durch einen elektrischen Pfad zwischen einer positiven Elektrodenseite der Leistungszufuhr (10) und dem positiven Elektrodenseiteneingangsanschluss der Leistungswandlerschaltung (INV2 bis INV4) fließt, und einem Strom, der durch einen elektrischen Pfad zwischen einer negativen Elektrodenseite der Leistungszufuhr (10) und dem negativen Elektrodenseiteneingangsanschluss der Leistungswandlerschaltung (INV2 bis INV4) fließt, erzeugt, und die Diagnoseeinheit (46) ein Vorhandensein oder Fehlen des Isolationsfehlers in Abhängigkeit von dem Differenzsignal diagnostiziert, und die Frequenzbestimmungseinheit die Maximalfrequenz, bei welcher der Abweichungsbetrag gleich oder größer als ein spezifischer Wert wird, als eine Frequenz des Diagnose-AC-Signals (ds) bestimmt.
Verfahren zur Diagnose eines Isolationsfehlers, das ein Vorhandensein oder Fehlen eines Isolationsfehlers zwischen einem Fahrzeugaufbau und einem Verbindungspfad (Lp, Ln, Lo) zu einer Leistungszufuhr (10) für eine Traktionseinheit (16), die in dem Fahrzeug angebracht ist, diagnostiziert, wobei das Fahrzeug eine Ausgabeeinheit (40), die ein Diagnose-AC-Signal (ds) an einen Verbindungspfad (Lp, Ln, Lo) ausgibt, sowie eine Diagnoseeinheit (46), die ein Vorhandensein oder Fehlen des Isolationsfehlers basierend auf einem Strom diagnostiziert, der durch den Verbindungspfad (Lp, Ln, Lo) fließt, wenn das Diagnose-AC-Signal (ds) ausgegeben wird, umfasst, wenigstens eine Leistungswandlerschaltung (INV1 bis INV4), die an wenigstens einer Fahrzeughilfseinheit (22, 24, 26) Leistung zuführt, mit der Leistungszufuhr (10) verbunden ist, und die Diagnoseeinheit (46) eine Speichereinheit (48) umfasst, die einen Bestimmungswert zum Bestimmen des Isolationsfehlers oder Informationen zum Einstellen des Bestimmungswerts speichert, wobei das Verfahren aufweist: einen Schritt zur Messung einer elektrischen Zustandsgröße des Verbindungspfads (Lp, Ln, Lo), die von einer Streukapazität und einem dielektrischen Widerstand des Verbindungspfads (Lp, Ln, Lo) abhängt, die erlangt werden, wenn das Diagnose-AC-Signal (ds) an den Verbindungspfad (Lp, Ln, Lo) in einem Zustand ausgegeben wird, in dem die Leistungswandlerschaltung (INV1 bis INV4) mit der Leistungszufuhr (10) verbunden ist; einen Schritt zur Speicherung des Bestimmungswerts oder der Informationen, die von der gemessenen elektrischen Zustandsgröße abhängen, in der Speichereinheit (48); und einen Schritt zur Diagnose eines Vorhandenseins oder Fehlens des Isolationsfehlers basierend auf einem Strom, der durch den Verbindungspfad (Lp, Ln, Lo) fließt, wenn das Diagnose-AC-Signal (ds) ausgegeben wird, und dem gespeicherten Bestimmungswert.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die elektrische Zustandsgröße in einem Zustand gemessen wird, in dem die Leistungswandlerschaltung (INV1 bis INV4) und die Leistungszufuhr (10) in dem Fahrzeug angebracht sind.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die elektrische Zustandsgröße basierend auf einem Strom quantifiziert wird, der übereinstimmend mit dem ausgegebenen Diagnose-AC-Signal (ds) durch den Verbindungspfad (Lp, Ln, Lo) fließt.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Schritt zur Messung innerhalb einer definierten Dauer durchgeführt wird, nachdem alle erforderlichen Elemente mit der Leistungszufuhr (10) in dem Fahrzeug verbunden sind.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei ein Schritt zur Messung durchgeführt wird, wenn Elemente, die mit der Leistungszufuhr (10) verbunden sind, in dem Fahrzeug geändert werden.