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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Energiewandlungsvorrichtung, welche mit einem Spannungs-Hochsetzsteller und einem Inverter ausgestattet ist, und spezieller auf eine Energiewandlungsvorrichtung, welche die Anwesenheit oder Abwesenheit einer Störung in der Spannungsdetektionsfunktion des Spannungssensors diagnostiziert, und ein Verfahren zum Diagnostizieren einer Abnormalität in den Spannungssensorcharakteristika auf der Grundlage eines Beobachtens von Ergebnissen der Spannungsdetektionswerte einer Mehrzahl an Spannungssensoren, welche zu einer Spannungswandlungssteuerung benutzt werden.
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2. Beschreibung der verwandten Technik
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Eine Energiewandlungsvorrichtung, welche eine Gleichspannungswandlungsfunktion hat, ist grundsätzlich mit einem Spannungssensor ausgestattet, welcher eine Mehrzahl an Spannungen einschließlich einer Eingangsspannung und einer Ausgangsspannung beobachtet, und eine Spannungswandlungssteuerung wird durch Benutzen des Signals, welches durch diese Spannungssensoren detektiert wird, ausgeführt.
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Wenn eine Störung in der Spannungsdetektionsfunktion der Spannungssensoren auftritt, dann wird eine Betrieb wie etwa ein Stoppen des Wandlers ausgeführt. Ein üblicherweise eingesetztes Verfahren zur Störungsdetektion ist eines, bei welchem die Anwesenheit oder Abwesenheit einer Abnormalität in der Spannungsdetektionsfunktion während eines Anwendens einer bestimmten Spannung diagnostiziert wird (siehe beispielsweise
japanische Patentveröffentlichung Nr. 2010-008153 und
japanische Patentveröffentlichung Nr. 2007-282299 ).
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Der Stand der Technik bringt jedoch die folgenden Probleme mit sich.
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Das Verfahren, welches in der
japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2010-008153 offenbart ist, stellt fest, dass die Spannungsdetektionsfunktion gestört ist, wenn eine abnormale Spannung von einer externen Quelle angewandt wird, eine Abnormalität jedoch nicht festgestellt wird. Dieses Verfahren benötigt jedoch Mittel zum Erzeugen einer abnormalen Spannung von einer externen Quelle und diagnostiziert außerdem die Spannungsdetektionsfunktion nicht direkt. Die
japanische Patentveröffentlichung Nr. 2010-008153 hat daher ein Problem, welches darin besteht, dass die Diagnosegenauigkeit schlecht ist.
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Das Verfahren, welches in der
japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2007-282299 beschrieben ist, berechnet eine Motorausgabe aus zwei unterschiedlichen Parametern und stellt eine Störung der Spannungsdetektionsfunktion durch die Abweichung im Berechnungsresultat fest. Dieses Verfahren diagnostiziert jedoch die Spannungsdetektionsfunktion nicht durch eine direkte Berechnung. Daher hat die
japanische Patentveröffentlichung Nr. 2007-282299 ebenfalls ein Problem, welches darin besteht, dass die Diagnosegenauigkeit schlecht ist.
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Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben beschriebenen konventionellen Probleme entwickelt und es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Energiewandlungsvorrichtung und ein Verfahren zum Detektieren einer Abnormalität in Spannungssensorcharakteristika zu erhalten, mit dem die Anwesenheit/Abwesenheit einer Abnormalität in einer Spannungsdetektionsfunktion eines Spannungssensors in einem breiten Spannungsbereich diagnostiziert werden kann, einfach und kostengünstig durch eine einfache Anordnung, und mit dem mit hoher Genauigkeit diagnostiziert werden kann, ob oder ob nicht eine unerwartete Variation in den Detektionscharakteristika des Spannungssensors eingetreten ist.
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Die Energiewandlungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Energiewandlungsvorrichtung, welche ausgestattet ist mit: einem Spannungs-Hochsetzsteller, welcher eine Gleichspannungswandlung einer Gleichspannung, welche von einer Gleichspannungsquelle bereitgestellt wird, durchführt und eine hochgesetzte Gleichspannung durch Schaltung einer ersten Leistungshalbleiter-Element-Gruppe ausgibt; einem Inverter (70), welcher mit einem nachfolgenden Abschnitt des Spannungs-Hochsetzstellers verbunden ist, eine Wechselrichtung der hochgesetzten Gleichspannung durch Schaltung einer zweiten Leistungshalbleiter-Element-Gruppe durchführt und eine Wechselspannung ausgibt; einem primären Glättungskondensator, welcher zwischen der Gleichspannungsquelle und dem Spannungs-Hochsetzsteller verbunden ist und die Gleichspannung, welche dem Spannungs-Hochsetzsteller zugeführt wird, glättet; einem sekundären Glättungskondensator, welcher zwischen dem Spannungs- Hochsetzsteller und dem Inverter verbunden ist und die hochgesetzte Gleichspannung, welche dem Inverter zugeführt wird, glättet; einem intermediären Kondensator, welcher innerhalb des Spannungs-Hochsetzstellers bereitgestellt ist; einem primärseitigen Spannungssensor, welcher die Spannung des primären Glättungskondensators misst; einem sekundärseitigen Spannungssensor, welcher die Spannung des sekundären Glättungskondensators misst; und einem intermediären Spannungssensor, welcher die Spannung des intermediären Kondensators misst; darüber hinausgehend beinhaltend: ein Abnormalitäts-Diagnose-Steuergerät, welches einen Prozess eines Messens eines detektierten Spannungswertes eines jeden der drei Spannungssensoren, d. h. des primärseitigen Spannungssensors, des sekundärseitigen Spannungssensors und des intermediären Spannungssensors, und eines Auswählens von detektierten Spannungswerten von zwei von drei Spannungssensoren, mehrere Male während des Verstreichens von Zeit während einer Implementierung eines Vorgangs des Entladens elektrischer Ladung innerhalb des primären Glättungskondensators und elektrischer Ladung innerhalb des zweiten Glättungskondensators, ausführt, und eine Diagnose der Anwesenheit/Abwesenheit einer Abnormalität in Detektionscharakteristika der drei Spannungssensoren auf der Grundlage von Vergleichsresultaten der detektierten Spannungswerte der zwei Spannungssensoren stellt.
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Darüber hinausgehend ist das Verfahren zum Diagnostizieren einer Abnormalität in Spannungssensorcharakteristika gemäß der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Diagnostizieren einer Abnormalität in Spannungssensorcharakteristika, welches in einem Abnormalitäts-Diagnose-Steuergerät einer Energiewandlungsvorrichtung implementiert ist, wobei die Energiewandlungsvorrichtung ausgestattet ist mit: einem Spannungs-Hochsetzsteller, welcher eine Gleichspannungswandlung einer Gleichspannung, welche von einer Gleichspannungsquelle bereitgestellt wird, durchführt und eine hochgesetzte Gleichspannung durch Schaltung einer ersten Leistungshalbleiter-Element-Gruppe ausgibt; einem Inverter, welcher mit einem nachfolgenden Abschnitt des Spannungs-Hochsetzstellers verbunden ist, eine Wechselrichtung der hochgesetzten Gleichspannung durch Schaltung einer zweiten Leistungshalbleiter-Element-Gruppe durchführt und eine Wechselspannung ausgibt; einem primären Glättungskondensator, welcher zwischen der Gleichspannungsquelle und dem Spannungs-Hochsetzsteller verbunden ist und die Gleichspannung, welche dem Spannungs-Hochsetzsteller zugeführt wird, glättet; einem sekundären Glättungskondensator, welcher zwischen dem Spannungs-Hochsetzsteller und dem Inverter verbunden ist und die hochgesetzte Gleichspannung, welche dem Inverter zugeführt wird, glättet; einem intermediären Kondensator, welcher innerhalb des Spannungs-Hochsetzstellers bereitgestellt ist; einem primärseitigen Spannungssensor, welcher die Spannung des primären Glättungskondensators misst; einem sekundärseitigen Spannungssensor, welcher die Spannung des sekundären Glättungskondensators misst; und einem intermediären Spannungssensor, welcher die Spannung des intermediären Kondensators misst; und ein Abnormalitäts-Diagnose-Steuergerät, welches eine Diagnose der Anwesenheit/Abwesenheit einer Abnormalität in Detektionscharakteristika der drei Spannungssensoren, d. h. des primärseitigen Spannungssensors, des sekundärseitigen Spannungssensors und des intermediären Spannungssensors, stellt; wobei das Verfahren beinhaltet: einen ersten Schritt eines Anhaltens von Schaltvorgängen des Spannungs-Hochsetzstellers und des Inverters; einen zweiten Schritt eines Abtrennens der Gleichspannungsquelle, welche dem Spannungs-Hochsetzsteller zur Verfügung gestellt ist; einen dritten Schritt eines Implementierens eines Entladevorgangs auf Grundlage einer Steuerung des Spannungs-Hochsetzstellers und eines Entladevorgangs auf Grundlage einer Steuerung des Inverters, und eines Messens eines detektierten Spannungswertes eines jeden der drei Spannungssensoren, d. h. des primärseitigen Spannungssensors, des sekundärseitigen Spannungssensors und des intermediären Spannungssensors; einen vierten Schritt eines sukzessiven Abtastens und Sammelns der detektierten Spannungswerten der drei Spannungssensoren während des Entladevorgangs auf Grundlage einer Steuerung des Inverters, beim Anhalten des Entladevorgangs auf Grundlage einer Steuerung des Spannungs-Hochsetzstellers, wenn die Abweichung in den detektierten Spannungswerten der zwei Spannungssensoren, welche aus den drei Spannungssensoren ausgewählt werden, gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Abweichungsschwellenwert wird, und eines Auswählens und sukzessiven Speicherns, in einer Speichereinheit, der detektierten Spannungswerte der zwei Spannungssensoren, welche einen Maximalwert und einen Minimalwert indizieren, aus den drei Spannungssensoren, für ein jedes sukzessives Abtasten; einen fünften Schritt eines Anhaltens des Entladevorgangs auf Grundlage einer Steuerung des Inverters, wenn alle der detektierten Spannungswerten der drei Spannungssensoren, welche sukzessive im vierten Schritt gesammelt werden, weniger als ein vorbestimmter Schwellenwert werden; und einen sechsten Schritt eines Stellens einer Diagnose der Anwesenheit/Abwesenheit einer Abnormalität in den Detektionscharakteristika der drei Spannungssensoren, auf der Grundlage von Vergleichsresultaten zwischen der Abweichung zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert, welche sukzessive in der Speichereinheit während einer Implementation des vierten Schrittes gespeichert werden, und einem vorbestimmten Feststellungs-Schwellenwert.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Anordnung erlangt, in welcher es möglich ist, eine Diagnose einer Anwesenheit/Abwesenheit einer Abnormalität in den Detektionscharakteristika eines Spannungssensors, aus dem Zustand eines Überganges in Detektionsresultaten von jedem Spannungssensor, wie während eines Entladevorgangs beobachtet, zu stellen. Daher ist es möglich, eine Energiewandlungsvorrichtung zu erlangen und ein Verfahren zum Diagnostizieren von Abnormalitäten in Spannungssensorcharakteristika, bei dem die Anwesenheit/Abwesenheit einer Abnormalität in einer Spannungsdetektionsfunktion eines Spannungssensors in einem breiten Spannungsbereich, einfach und kostengünstig durch eine einfache Anordnung, diagnostiziert werden kann und mit hoher Genauigkeit diagnostiziert werden kann, ob oder on nicht eine unerwartete Variation eingetreten ist in den Detektionscharakteristika des Spannungssensors.
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Kurze Beschreibung der Fig.en
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1 ist eine schematische Zeichnung, welche eine Energiewandlungsvorrichtung zeigt, die sich auf die erste und zweite Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bezieht;
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2 ist ein Flussdiagramm, welches eine Verarbeitungssequenz veranschaulicht, welche sich auf das Verfahren zum Diagnostizieren von Abnormalitäten in einer Spannungsdetektionsfunktion gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht; und
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3 ist ein Flussdiagramm, welches eine Verarbeitungssequenz veranschaulicht, welche sich auf das Verfahren zum Diagnostizieren von Abnormalitäten in einer Spannungsdetektionsfunktion gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht.
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Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Eine Energiewandlungsvorrichtung und ein Verfahren zum Diagnostizieren einer Abnormalität in Spannungssensorcharakteristika gemäß der ersten und zweiten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun detailliert unter Bezugnahme auf die 1–3 beschrieben.
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Erste Ausführungsform
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1 ist eine schematische Zeichnung, welche eine Energiewandlungsvorrichtung zeigt, die sich auf die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht. Die Energiewandlungsvorrichtung, die in 1 veranschaulicht ist, umfasst eine Abnormalitäts-Diagnose-Steuereinheit 10 (ein Abnormalitäts-Diagnose-Steuergerät 10), eine Gleichspannungsquelle 20, ein Relais 30, einen primären Glättungskondensator 41, einen primärseitigen Spannungssensor 42, einen Spannungs-Hochsetzsteller 50, einen sekundären Glättungskondensator 61, einen sekundärseitigen Spannungssensor 62, einen Inverter 70 und einen elektrischen Motor 80.
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Die Gleichspannungsquelle 20 ist ladbar/entladbar, und tauscht Energie mit dem elektrischen Motor 80 über den Spannungs-Hochsetzsteller 50 und den Inverter 70 aus.
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Der Spannungs-Hochsetzsteller 50 ist zwischen der Gleichspannungsquelle 20 und dem Inverter 70 verbunden. Der Spannungs-Hochsetzsteller 50 ist durch eine Drosselspule 51, Halbleiterschaltelemente 52a bis 52d und einen Energietransfer-Kondensator 53 gebildet.
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In der Beschreibung, welche weiter unten gegeben wird, wird der Energietransfer-Kondensator 53 als „intermediärer Kondensator 53“ bezeichnet. Außerdem entsprechen die Halbleiterschaltelemente 52a bis 52d in dem Spannungs-Hochsetzsteller 50 einer ersten Leistungshalbleiter-Element-Gruppe.
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Der Spannungs-Hochsetzsteller 50, welcher mit einer Konfiguration dieser Art zur Verfügung gestellt wird, setzt die Gleichspannung, welche durch die Gleichspannungsquelle 20 an den primärseitigen Anschlüssen P1, N1 zur Verfügung gestellt wird, durch Gleichspannungswandlung herauf, und gibt die resultierende Spannung an den sekundärseitigen Anschlüssen P2, N2 aus.
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Außerdem wird in der Nähe des intermediären Kondensators 53 ein intermediärer Spannungssensor 54, welcher die Spannung zwischen einem Hochspannungsknoten und einem Niederspannungsknoten des intermediären Kondensators 53 misst (diese Spannung wird unten „Spannungswert V0“ genannt), zur Verfügung gestellt.
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Der primäre Glättungskondensator 41 ist zwischen der Gleichspannungsquelle 20 und dem Spannungs-Hochsetzsteller 50 verbunden und glättet die Spannung zwischen der Gleichspannungsquelle 20 und dem Spannungs-Hochsetzsteller 50. Außerdem ist ein primärseitiger Spannungssensor 42, welcher die Spannung zwischen einem Hochspannungsknoten und einem Niederspannungsknoten des primären Glättungskondensators 41 misst (diese Spannung wird unten „Spannungswert V1“ genannt), in der Nähe des primären Glättungskondensators 41 zur Verfügung gestellt.
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Der Inverter 70 wird durch Halbleiterschaltelemente 71a bis 71f gebildet. Die Halbleiterschaltelemente 71a bis 71f im Inverter 70 entsprechen einer zweiten Leistungshalbleiter-Element-Gruppe. Der Inverter 70, welcher mit einer Konfiguration dieser Art ausgestattet ist, wandelt die Hochspannungs-Gleichspannungsausgabe von den sekundärseitigen Anschlüssen P2, N2 des Spannungs-Hochsetzstellers 50 durch Wechselrichtung zu einer Wechselspannung.
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Der sekundäre Glättungskondensator 61 ist zwischen dem Spannungs-Hochsetzsteller 50 und dem Inverter 70 verbunden und glättet die Spannung zwischen dem Spannungs-Hochsetzsteller 50 und dem Inverter 70. Ein sekundärseitiger Spannungssensor 62, welcher die Spannung zwischen einem Hochspannungsknoten und einem Niederspannungsknoten des sekundären Glättungskondensators 61 misst (diese Spannung wird unten „Spannungswert V2“ genannt), ist in der Nähe des sekundären Glättungskondensators 61 zur Verfügung gestellt.
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Der elektrische Motor 80 ist mit drei Anschlüssen ausgestattet, welche den Spulenphasen entsprechen: Anschluss Uac, Anschluss Vac und Anschluss Wac. Der Anschluss Uac ist mit einem Verbindungsknoten Mu zwischen dem Halbleiterschaltelement 71a und dem Halbleiterschaltelement 71b des Inverters 70 verbunden.
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Ähnlich ist der Anschluss Vac mit einem Verbindungsnoten Mv zwischen dem Halbleiterschaltelement 71c und dem Halbleiterschaltelement 71d verbunden und der Anschluss Wac ist mit einem Verbindungsknoten Mw zwischen dem Halbleiterschaltelement 71e und dem Halbleiterschaltelement 71f verbunden.
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Die Abnormalitäts-Diagnose-Steuereinheit 10 wird durch eine Entlade-Festlegungs-Anweisungseinheit 11, eine Wandlersteuereinheit 12 und eine Invertersteuereinheit 13 gebildet. In einer spezifischen Hardwarekonfiguration ist die Abnormalitäts-Diagnose-Steuereinheit 10 mit einem Mikrocomputer, welcher nicht in der 1 dargestellt ist, ausgestattet und führt die Funktionen der unterschiedlichen Komponenten aus.
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Die Abnormalitäts-Diagnose-Steuereinheit 10 ist in einer integrierten Steuereinheit enthalten, welche nicht in der 1 dargestellt ist. Während eines normalen Betriebes steuert die integrierte Steuereinheit den elektrischen Motor 80 in Übereinstimmung mit einem Eingabesignal, durch einen Betrieb des Mikrocomputers.
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Zum anderen für die Abnormalitäts-Diagnose-Steuereinheit 10 eine Diagnosefunktion zu einem Verifizieren einer Abnormalität in den Spannungsdetektionscharakteristika aus, wie weiter unten unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben, durch einen Betrieb des Mikrocomputers.
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Die Invertersteuereinheit 13 passt die Amplitude und Frequenz der Wechselspannung, welche von dem Inverter 70 ausgegeben wird, durch ein Ein- und Ausschalten der Halbleiterschaltelemente 71a bis 71f in dem Inverter 70 in Übereinstimmung mit dem Gate-Treib-Signal an. Dadurch steuert die Invertersteuereinheit 13 die Antriebsleistung und Bremskraft eines Fahrzeugs durch ein Anpassen der Antriebsleistung und Bremsleistung des elektrischen Motors 80 über den Inverter 70.
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Das Relais 30 wird während eines Betriebes des Fahrzeuges in einen geschlossenen Zustand gesetzt, bei dem die Gleichspannungsquelle 20 elektrisch mit den primären Glättungskondensator 41 und den Spannungs-Hochsetzsteller 50 verbunden ist.
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Unterdessen wird das Relais 30 im Falle einer Kollision des Fahrzeuges, oder wenn das Fahrzeug einen Betrieb gestoppt hat, in einen geöffneten Zustand gesetzt, bei dem die Gleichspannungsquelle 20 elektrisch von dem primären Glättungskondensator 41 und dem Spannungs-Hochsetzsteller 50 getrennt ist.
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Der geöffnete Zustand und der geschlossene Zustand des Relais 30 werden geschaltet in Übereinstimmung mit einem Anweisungssignal, welches von einer Steuereinheit, welche in der Abnormalitäts-Diagnose-Steuereinheit 10 enthalten ist, oder einem Anweisungssignal, welches von einer separaten elektronischen Steuervorrichtung (nicht dargestellt) ausgegeben wird.
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Die Entlade-Festlegungs-Anweisungseinheit 11 gibt eine Anweisung aus, die elektrische Ladung, welche in dem primären Glättungskondensator 41, dem sekundären Glättungskondensator 61 und dem intermediären Kondensator 53 in dem Spannungs-Hochsetzsteller 50 gespeichert ist, in dem Falle einer Kollision des Fahrzeuges oder wenn die Antriebskraft des Fahrzeuges gestoppt ist, mit dem Ziel eines Vermeidens des Risikos von elektrischem Schock abzuführen.
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Die Wandlersteuereinheit 12 und die Invertersteuereinheit 13, welcher eine Entladeanweisung empfangen haben, führen eine Entladung des primären Glättungskondensators 41, des sekundären Glättungskondensators 61 und des intermediären Kondensators 53 in dem Spannungs-Hochsetzsteller 50 durch.
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Hierbei kann sich das Verfahren des Entladens der elektrischen Ladung zum Beispiel einer Passiventladung durch einen Entladewiderstand oder einer Entladung durch einen Schaltvorgang eines Halbleiterschaltelements bedienen, wie in der
japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2015-033153 beschrieben. Außerdem kann das eingesetzte Entladeverfahren auch ein anderes Verfahren als dieses sein. Dieser Gesichtspunkt ist der zweiten Ausführungsform ähnlich, welche weiter unten aufgezeigt ist.
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Außerdem kann die Entlade-Festlegungs-Anweisungseinheit 11 „Kollision des Fahrzeugs“ oder „Stoppen der Antriebskraft“ wie oben beschrieben detektieren, zum Beispiel auf die folgende Weise. Mit anderen Worten ist die Entlade-Festlegungs-Anweisungseinheit 11 dazu fähig, eine „Kollision des Fahrzeugs“ aus einer plötzlichen Veränderung einer Beschleunigung auf Grundlage eines Beschleunigungssensors, welcher nicht abgebildet ist, zu detektieren. Außerdem ist die Entlade-Festlegungs-Anweisungseinheit 11 dazu fähig, ein „Stoppen der Antriebskraft“ zu detektieren, wenn die Benutzung des Fahrzeuges beendet ist und detektiert wird, dass die Antriebskraft gestoppt hat.
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Als nächstes wird ein Verfahren zum Diagnostizieren einer Abnormalität in einer Spannungsdetektionsfunktion gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben. In einer Energiewandlungsvorrichtung, welche mit der Konfiguration in 1 bereitgestellt wird, steuert die Wandlersteuereinheit 12 den Schaltvorgang der Halbleiterschaltelemente 52a bis 52d in dem Spannungs-Hochsetzsteller 50. Ähnlich steuert die Invertersteuereinheit 13 den Schaltvorgang der Halbleiterschaltelemente 71a bis 71f in dem Inverter 70.
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Durch ein Steuern dieser Schaltvorgänge ist es möglich, die elektrische Ladung in dem primären Glättungskondensator 41, dem sekundären Glättungskondensator 61 und dem intermediären Kondensator 53 in dem Spannungs-Hochsetzsteller 50 abzuführen. Außerdem werden die Spannungswerte in den entsprechenden Kondensatoren 41, 53, 61 detektiert durch die entsprechenden Spannungssensoren 42, 54, 62.
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Die Abnormalitäts-Diagnose-Steuereinheit 10 in der 1 führt einen Schaltvorgang aus, welcher für die Diagnose einer Abnormalität in der Spannungsdetektionsfunktion geeignet ist, und führt in diesem Fall eine Abnormalitäts-Diagnose in einem jeden der Spannungssensoren aus auf der Grundlage der Übergänge in den Spannungswerten der Kondensatoren, welche durch die entsprechenden Spannungssensoren detektiert werden. 2 ist ein Flussdiagramm welches eine Verarbeitungssequenz veranschaulicht, welche sich auf das Verfahren zum Diagnostizieren einer Abnormalität in einer Spannungsdetektionsfunktion gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht.
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Die Abnormalitäts-Diagnose-Steuereinheit 10 weist auch einen Mikrocomputer auf, ebenso wie sie mit einer Konfiguration so wie sie in 1 veranschaulicht ist ausgestattet ist. Die Beschreibung, welche unten unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm in 2 gegeben wird, wird dadurch vereinfacht, dass angenommen wird, dass alle der Tätigkeiten durch die Abnormalitäts-Diagnose-Steuereinheit 10 ausgeführt werden.
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Als erstes, in Schritt S101, stoppt die Abnormalitäts-Diagnose-Steuereinheit 10 ein Schalten des Spannungs-Hochsetzstellers 50 und stoppt auch ein Schalten des Inverters 70.
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Als nächstes, in Schritt S102, öffnet die Abnormalitäts-Diagnose-Steuereinheit 10 das Relais 30. Dabei wird die Gleichspannungsquelle 20 elektrisch von dem primären Glättungskondensator 41 und dem Spannungs-Hochsetzsteller 50 getrennt.
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Durch das bisherige Verarbeiten betritt die Abnormalitäts-Diagnose-Steuereinheit 10 einen diagnostischen Modus zum Verifizieren einer Abnormalität in den Spannungsdetektionscharakteristika. Daraufhin akquiriert, in Schritt S103, die Abnormalitäts-Diagnose-Steuereinheit 10 jeweils den Spannungswert V0 von dem intermediären Spannungssensor 54, den Spannungswert V1 von den primärseitigen Spannungssensor 42, und den Spannungswert V2 von den sekundärseitigen Spannungssensor 62.
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In diesem Fall führt die Abnormalitäts-Diagnose-Steuereinheit 10 eine Analog/Digital-Wandlung der akquirierten drei Spannungswerte V0, V1, V2 substantiell durch simultanes Abtasten, um die Spannungswerte als numerische Daten zu akquirieren, durch.
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Außerdem benutzt die Abnormalitäts-Diagnose-Steuereinheit 10 eine Wandlungstabelle, in welcher individuelle Variationen in den Spannungssensorschaltkreisen als Charakteristika gespeichert sind, um eine physikalische Größenwandlung der akquirierten Daten von den analog/digital-gewandelten Werten zu Spannungswerten durchzuführen.
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Wie oben beschrieben akquiriert die Abnormalitäts-Diagnose-Steuereinheit 10 entsprechend die Spannungswerte V0 bis V2 auf Grundlage der Übertragung von elektrischen Signalen an den Mikrocomputer. Hierbei indiziert, wenn Kurzschluss, Erdschluss oder Trennung der Signalleitung auf dem Übertragungsweg der elektrischen Signale an den Mikrocomputer auftritt, der Spannungswert, welcher einer physikalischen Größenwandlung unterzogen wird, einen ausgesprochen hohen Spannungswert oder niedrigen Spannungswert.
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In diesem Fall kann eine Abnormalität wie beispielsweise ein Kurzschluss, ein Erdschluss oder eine Trennung der Signalleitung aus den Spannungswertcharakteristika identifiziert werden und wird durch ein separates Abnormalitäts-Diagnose-Verarbeitungsverfahren zur Verarbeitungssequenz, welche sich auf das Verfahren zum Diagnostizieren einer Abnormalität gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche in der 2 veranschaulicht ist, bezieht, detektiert. Daher ist eine Spannungswertabnormalität, welche durch Kurzschluss, Erdschluss oder Trennung der Signalleitung auf dem Übertragungsweg des Spannungsdetektionssignals verursacht wird, von der unten beschriebenen Verarbeitungssequenz ausgenommen.
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Als nächstes, in Schritt S104, stellt die Abnormalitäts-Diagnose-Steuereinheit 10 fest, ob der Maximalwert der Spannungswerte V0 bis V2, welche durch die physikalische Größenwandlung erhalten wurden, gleich oder größer als ein vorbestimmter erster Schwellenwert Vth1 ist.
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Wenn der Maximalwert der Spannungswerte V0 bis V2 gleich oder größer als der erste Schwellenwert Vth1 ist, dann geht die Abnormalitäts-Diagnose-Steuereinheit 10 zur Verarbeitung von Schritt S105 an über, um ein Abführen der elektrischen Ladung in den Kondensatoren 41, 53, 61 zu beginnen. Andererseits beendet die Abnormalitäts-Diagnose-Steuereinheit 10 die Verarbeitungssequenz ohne ein Abführen von elektrischer Ladung, wenn der Maximalwert der Spannungswerte V0 bis V2 kleiner als der erste Schwellenwert Vth1 ist.
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Beim Voranschreiten zu Schritt S105 schaltet die Abnormalitäts-Diagnose-Steuereinheit 10 jeweils die Halbleiterschaltelemente 52a bis 52d in dem Spannungs-Hochsetzsteller 50 und die Halbleiterschaltelemente 71a bis 71f in dem Inverter 70 in einen Entladeschaltmodus.
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Als nächstes, in Schritt S106, bestimmt die Abnormalitäts-Diagnose-Steuereinheit 10, ob oder ob nicht die Abweichung zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert der Spannungswerte V0 bis V2 gleich oder weniger als ein vorbestimmter Abweichungs-Schwellenwert ∆Vt ist. Wenn die bestimmte Abweichung gleich oder weniger als der Abweichungs-Schwellenwert ∆Vt ist, dann geht die Abnormalitäts-Diagnose-Steuereinheit 10 zur Verarbeitung von Schritt S107 an über. Unterdessen wiederholt die Abnormalitäts-Diagnose-Steuereinheit 10 die Verarbeitung in Schritt S105, wenn die bestimmte Abweichung größer als der Abweichungs-Schwellenwert ∆Vt ist, bis die Bedingung in Schritt S106 etabliert ist.
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Beim Voranschreiten zu Schritt S107 stoppt die Abnormalitäts-Diagnose-Steuereinheit 10 das Entladeschalten des Spannungs-Hochsetzstellers 50 und fährt lediglich mit dem Entladeschalten des Inverters 70 fort.
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Außerdem berechnet die Abnormalitäts-Diagnose-Steuereinheit 10, in Schritt S108, sukzessive die Abweichung zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert der Spannungswerte V0 bis V2 und speichert die Abweichung in der Speichereinheit für einen jeden vorbestimmten Abweichungspunkt und für jede vorbestimmte Zeitsteuerung.
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Nachfolgend, in Schritt S109, stellt die Abnormalitäts-Diagnose-Steuereinheit 10 fest, ob der Maximalwert der Spannungswerte V0 bis V2 kleiner als ein zweiter Schwellenwert Vth2 ist, welcher vorhergehend als ein Wert gesetzt wurde, welcher äquivalent zu der Spannung beim Ende der Entladung ist. Wenn der Maximalwert weniger als der zweite Schwellenwert Vth2 ist, dann geht die Abnormalitäts-Diagnose-Steuereinheit 10 zur Verarbeitung von Schritt S110 an über. Wenn unterdessen der bestimmte Maximalwert gleich oder größer als der zweite Schwellenwert Vth2 ist, dann wiederholt die Abnormalitäts-Diagnose-Steuereinheit 10 die Verarbeitung in Schritt S108 bis die Bedingung in Schritt S109 etabliert ist.
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Beim Voranschreiten zu Schritt S110 stoppt die Abnormalitäts-Diagnose-Steuereinheit 10 das Entladeschalten des Inverters 70.
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Als nächstes, in Schritt S111, stellt die Abnormalitäts-Diagnose-Steuereinheit 10 fest, ob oder ob nicht die Summe der Abweichung, welche in dem vorangehenden Schritt S108 gespeichert wurde, einen vorbestimmten ersten Festlegungs-Schwellenwert FTH_Vsns1 überschreitet. Wenn die Summe der gespeicherten Abweichungswerte den ersten Festlegungs-Schwellenwert FTH_Vsns1 überschreitet, dann schreitet die Abnormalitäts-Diagnose-Steuereinheit 10 zu Schritt S112 voran und diagnostiziert, dass die Spannungsdetektionscharakteristika abnormal sind, und beendet dann die Verarbeitungssequenz.
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Wenn andererseits die Summe der gespeicherten Abweichungswerte den ersten Festlegungs-Schwellenwert FTH_Vsns1 nicht überschreitet, dann diagnostiziert die Abnormalitäts-Diagnose-Steuereinheit 10, dass die Spannungsdetektionscharakteristika normal sind und beendet die Verarbeitungssequenz.
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Wie oben beschrieben werden gemäß der ersten Ausführungsform der Spannungs-Hochsetzsteller und der Inverter in einem Entladeschaltmodus betrieben und, wenn Diagnosebedingungen etabliert wurden, wird ein Entladeschaltmodus vom Inverter allein fortgeführt. Während der Fortführung des Entladeschaltmodus durch den Inverter allein wird die Anwesenheit/Abwesenheit einer Abnormalität in der Spannungsdetektionsfunktion durch sukzessives Vergleichen der Spannungsdetektionswerte der entsprechenden Kondensatoren diagnostiziert.
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Als ein Resultat hiervon ist es möglich die Anwesenheit/Abwesenheit einer Abnormalität in der Spannungsdetektionsfunktion mit hoher Genauigkeit, kostengünstig und einfach, durch eine einfache Anordnung, in einem breiten Spannungsbereich von einer Spannungssensoreingabe, welche zu einer Stromquellenspannung äquivalent ist, bis zu einer Entladeuntergrenze zu diagnostizieren. Insbesondere, sogar wenn eine unerwartete Variation in den Detektionscharakteristika des Spannungssensors auftritt, ist es möglich, eine Anwesenheit/Abwesenheit einer Abnormalität in der Spannungsdetektionsfunktion mit hoher Genauigkeit durch Ausführen einer Messung in einem breiten Spannungsbereich während eines Entladevorgangs zu diagnostizieren.
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Zweite Ausführungsform
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In der ersten Ausführungsform oben wird eine Abnormalität in den Spannungssensorcharakteristika diagnostiziert durch Vergleichen und Bestimmen, ob oder ob nicht die Summe von gespeicherten Abweichungswerten einen ersten Feststellungs-Schwellenwert überschreitet. Demgegenüber wird in der zweiten Ausführungsform eine Abnormalität in den Spannungssensorcharakteristika auf eine einfachere Art und Weise diagnostiziert, ohne die Summe der gespeicherten Abweichungswerte zu bestimmen.
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Die Anordnung der Energiewandlungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform ist dieselbe wie die Anordnung in der 1, welche sich auf die erste Ausführungsform bezieht, und auf eine Beschreibung hiervon wird hier verzichtet. Der Vorgang zum Diagnostizieren der Spannungsdetektionscharakteristika in der zweiten Ausführungsform wird beschrieben unter Bezugnahme auf ein Flussdiagramm.
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3 ist ein Flussdiagramm, welches eine Verarbeitungssequenz veranschaulicht, welche sich auf das Verfahren zum Diagnostizieren einer Abnormalität in einer Spannungsdetektionsfunktion gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht. Im Vergleich zur 2 sind in der 3 die Schritte S101 bis S110 und Schritt S112 dieselben und die Verarbeitung in Schritt S111a wird anstelle des Schrittes S111 in 2 ausgeführt. Aus diesem Grunde fokussiert die Beschreibung, die unten gegeben wird, auf den Schritt S111a, welcher der Unterscheidungspunkt ist.
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In dem Flussdiagramm in 3 der zweiten Ausführungsform werden die Schritte S101 bis S110 in einer ähnlichen Weise ausgeführt wie im Flussdiagramm in 2, welches sich auf die obige erste Ausführungsform bezieht, und die Abnormalitäts-Diagnose-Steuereinheit 10 schreitet danach vor zum Schritt S111a.
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Als nächstes, in Schritt S111a, stellt die Abnormalitäts-Diagnose-Steuereinheit 10 fest, ob oder ob nicht einer der Abweichungswerte, welche in dem vorangehenden Schritt S108 gespeichert wurden, einen vorbestimmten zweiten Festlegungs-Schwellenwert FTH_Vsns2 überschreitet. Wenn einer der gespeicherten Abweichungswerte den zweiten Festlegungs-Schwellenwert FTH_Vsns2 überschreitet, dann schreitet die Abnormalitäts-Diagnose-Steuereinheit 10 zu Schritt S112 voran und diagnostiziert, dass die Spannungsdetektionscharakteristika abnormal sind, und beendet die Verarbeitungssequenz.
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Wenn andererseits keiner der in der Speichereinheit gespeicherten Abweichungswerte den zweiten Festlegungs-Schwellenwert FTH_Vsns2 überschreitet, dann diagnostiziert die Abnormalitäts-Diagnose-Steuereinheit 10, dass die Spannungsdetektionscharakteristika normal sind und beendet die Verarbeitungssequenz.
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Auf diese Art wird gemäß der zweiten Ausführungsform die Anwesenheit/Abwesenheit einer Abnormalität in der Spannungsdetektionsfunktion diagnostiziert durch Bestimmen, ob einer der gespeicherten Abweichungswerte den zweiten Feststellungs-Schwellenwert überschreitet, anstatt eines Verwendens der Summe der gespeicherten Abweichungswerte. Durch eine Verarbeitung auf diese Weise ist es ebenfalls möglich, ähnliche vorteilhafte Effekte zu erhalten wie in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform.
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In der ersten und zweiten Ausführungsform, welche oben beschrieben sind, wird die Abweichung durch Finden der Abweichung zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert der Detektionsspannungswerte V0, V1, V2 eines jeden der drei Spannungssensoren bestimmt, aber die vorliegende Erfindung ist keineswegs beschränkt auf eine Berechnung von Abweichung dieser Art. Durch Setzen eines geeigneten Schwellenwertes ist es ebenfalls möglich, eine Diagnose durch Verwenden der Abweichung zwischen dem Maximalwert und dem intermediären Wert oder der Abweichung zwischen dem intermediären Wert und dem Minimalwert auszuführen und ähnliche nutzbringende Effekte können erhalten werden.
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Außerdem ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, eine Abnormalität über einen breiten Spannungsbereich hinweg zu diagnostizieren, von einer Spannung, welche einer Gleichspannungsquellspannung äquivalent ist, bis zu einem Spannungsband unterhalb der Entladeuntergrenze. Es ist nicht nötig, eine Diagnose bis zur Entladeuntergrenzspannung durchzuführen und eine Diagnose kann ebenfalls bis zur Untergrenze des normalen Energiewandlungsoperationsbereichs in Übereinstimmung mit der Anwendung durchgeführt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2010-008153 [0003, 0005, 0005]
- JP 2007-282299 [0003, 0006, 0006]
- JP 2015-033153 [0035]
