DE102021117959A1

DE102021117959A1 - Vorrichtung zur erkennung von isolationsanomalie

Info

Publication number: DE102021117959A1
Application number: DE102021117959.9A
Authority: DE
Inventors: Atsushi IZUTANI
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 2020-10-16
Filing date: 2021-07-12
Publication date: 2022-04-21
Also published as: JP2022066088A; CN114371369A; US20220120803A1; US11592470B2

Abstract

Eine Steuereinrichtung bildet einen Isolationsmesspfad und schaltet einen dritten Schalter ein, der mit einem Kondensator parallelgeschaltet ist, schaltet nach Ablauf eines ersten Zeitraums den dritten Schalter aus und erkennt eine Isolationsanomalie basierend auf einer Spannung des Kondensators, die nach einem Ablauf eines zweiten Zeitraums nach dem Ausschalten des dritten Schalters gemessen wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erkennung von Isolationsanomalie und ein Verfahren zur Erkennung von Isolationsanomalie.
Beschreibung des Standes der Technik
In letzter Zeit nimmt die Anzahl montierter elektronischer Steuereinheiten (Electronic Control Units; ECUs), die eine Stromversorgung erforderlich machen, in einem Fahrzeug in Verbindung mit komplizierten Steuersystemen zu. Zusammen mit der höheren Anzahl von ECUs steigt tendenziell beispielsweise auch eine Streukapazität, die in einem Fahrzeugkörper gespeichert ist, der als eine Masse dient, und wenn eine Anomalie auftritt, bei der ein Widerstandswert eines Isolationswiderstands des Fahrzeugkörpers abnimmt, kann durch die Streukapazität, die an die Last über eine Batterie zugeführt wird, eine Fehlfunktion einer Last verursacht werden.
Andererseits gibt es herkömmlich eine Technologie, die eine Isolationsanomalie eines Fahrzeugs basierend auf einer Spannung eines fliegenden Kondensators in einem Zustand erfasst, in dem der fliegende Kondensator, ein Fahrzeugisolationswiderstand und eine Fahrzeugkörpermasse verbunden sind (siehe z.B. veröffentlichte ungeprüfte japanische Patentanmeldung Nr. 2017-133965 ).
Es besteht jedoch Raum für weitere Verbesserung bei der genauen Erfassung von Isolationsanomalie des Fahrzeugs.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst eine Vorrichtung zur Erkennung von Isolationsanomalie: eine Spannungserfassungsschaltung, die über (i) eine Batterie, (ii) einen Kondensator, der mit der Batterie parallel geschaltet ist und erste und zweite Elektroden aufweist, (iii) zwei erste Schalter, die jeweils mit der ersten und der zweiten Elektrode des Kondensators eingangsseitig von der Spannungserfassungsschaltung verbunden sind, (iv) zwei zweite Schalter, die jeweils mit der ersten und der zweiten Elektrode des Kondensators ausgangsseitig von der Spannungserfassungsschaltung verbunden sind, und (v) einen dritten Schalter, der mit dem Kondensator parallel geschaltet ist, verfügt; und eine Steuereinrichtung, die (a) einen Isolationsmesspfad entweder durch Einschalten eines ersten einen der beiden ersten Schalter, die mit der ersten Elektrode des Kondensators verbunden sind, und eines zweiten einen der beiden zweiten Schalter, die mit der zweiten Elektrode des Kondensators verbunden sind, oder durch Einschalten eines zweiten einen der beiden ersten Schalter, die mit der zweiten Elektrode des Kondensators verbunden sind, und eines ersten einen der beiden zweiten Schalter, die mit der ersten Elektrode des Kondensators verbunden sind, bildet, (b) eine Spannung des Kondensators, der über den Isolationsmesspfad geladen wird, misst und (c) eine Isolationsanomalie basierend auf der gemessenen Spannung erfasst, wobei die Steuereinrichtung den Isolationsmesspfad bildet und den dritten Schalter einschaltet, nach Ablauf eines ersten Zeitraums den dritten Schalter ausschaltet und die Isolationsanomalie basierend auf der Spannung des Kondensators, die nach Ablauf eines zweiten Zeitraums nach dem Ausschalten des dritten Schalters gemessen wird, erfasst.
Es ist ein Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung zur Erkennung von Isolationsanomalie und ein Verfahren zur Erkennung von Isolationsanomalie bereitzustellen, die dazu in der Lage sind, eine Isolationsanomalie eines Fahrzeugs genau zu erfassen.
Diese und andere Ziele, Merkmale, Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung, wenn in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet, deutlich.
Figurenliste

1 veranschaulicht ein Beispiel eines fahrzeuginternen Systems gemäß einer Ausführungsform;
2 veranschaulicht ein Beispiel einer Spannungserfassungsschaltung gemäß der Ausführungsform;
3 veranschaulicht einen zu messenden Spannungswert von VRp und VRn;
4 ist ein Flussdiagramm, das einen Verarbeitungsprozess eines Gesamtprozesses, der von einer Batterie-ECU ausgeführt wird, gemäß der Ausführungsform veranschaulicht;
5 ist ein Flussdiagramm, das einen Verarbeitungsprozess eines VRp-Messprozesses, der von der Batterie-ECU ausgeführt wird, gemäß der Ausführungsform veranschaulicht; und
6 ist ein Flussdiagramm, das einen Verarbeitungsprozess eines VRn-Messprozesses, der von der Batterie-ECU ausgeführt wird, gemäß der Ausführungsform veranschaulicht.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
In dieser Anmeldung werden nachfolgend eine Vorrichtung zur Erkennung von Isolationsanomalie und ein Verfahren zur Erkennung von Isolationsanomalie ausführlich unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Diese Erfindung ist nicht auf eine nachfolgend beschriebene Ausführungsform beschränkt.
1 veranschaulicht ein Beispiel eines fahrzeuginternen Systems gemäß der Ausführungsform. Ein fahrzeuginternes System 1 ist beispielsweise an einem Fahrzeug, wie etwa einem Hybrid-Elektrofahrzeug (Hybrid Electric Vehicle; HEV), einem Elektrofahrzeug (Electric Vehicle; EV) oder einem Brennstoffzellenfahrzeug (Fuel Cell Vehicle; FCV), montiert. Das fahrzeuginterne System 1 führt Steuerung durch, einschließlich Laden und Entladen einer Stromversorgung, die Strom an einen Motor zuführt und eine Energiequelle des Fahrzeugs ist.
Das fahrzeuginterne System 1 enthält eine Batterie 2, ein Systemhauptrelais (SMR) 3a, ein SMR 3b, einen Motor 4, einen Kompressor 5, eine Batterie-ECU (ein Beispiel für die Vorrichtung zur Erkennung von Isolationsanomalie) 10, eine PCU 20, eine Klimaanlagen-ECU 30, eine Motorgenerator-ECU (MG_ECU) 40 und eine Hybrid-ECU (HV_ECU) 50. Eine elektrische Komponente, wie etwa der Motor 4, der Kompressor 5, die PCU 20, die Klimaanlagen-ECU 30 oder die MG_ECU 40, ist ein Beispiel für einen Lastkreis. „ECU“ ist eine Abkürzung für Electric Control Unit (elektrische Steuereinheit).
Die Batterie 2 ist die Stromversorgung (Batterie), die von einem Fahrzeugkörper (nicht gezeigt) isoliert und dafür ausgelegt ist, eine Vielzahl von, beispielsweise, zwei Zellstapeln 2A und 2B, die in Reihe geschaltet sind, zu enthalten. Die Zellstapel 2A und 2B sind jeweils dafür ausgelegt, eine Vielzahl von, beispielsweise, drei Batteriezellen 2a und drei Batteriezellen 2b, die jeweils in Reihe geschaltet sind, zu enthalten. Das heißt, die Batterie 2 ist eine Hochspannungs-Gleichstrom-Versorgung.
Die Anzahl von Zellstapeln und Batteriezellen ist nicht auf jene, die vorstehend beschrieben oder in den Zeichnungen veranschaulicht wurden, beschränkt. Darüber hinaus kann für die Batteriezelle beispielsweise eine Lithium-Ionen-Sekundärbatterie, eine Nickelhydrid-Sekundärbatterie und dergleichen verwendet werden, die Batteriezelle ist aber nicht auf diese Batterien beschränkt.
Das SMR 3a wird zum Ein- und Ausschalten durch die HV_ECU 50 gesteuert. Während es eingeschaltet ist, verbindet das SMR 3a die PCU 20 mit einer Seite der höchsten Spannung der Batterie 2. Das SMR 3b wird zum Ein- und Ausschalten durch die HV_ECU 50 gesteuert. Während es eingeschaltet ist, verbindet das SMR 3b die PCU 20 mit einer Seite der niedrigsten Spannung der Batterie 2.
Die Batterie-ECU 10 ist eine elektronische Steuervorrichtung, die einen Zustand der Batterie 2 überwacht und die Batterie 2 steuert. Die Batterie-ECU 10 enthält eine Monitor-IC (integrierte Schaltung) 11a, eine Monitor-IC 11b, eine Spannungserfassungsschaltung 12, einen A/D-Wandler (Analog/Digital-Wandler) 13, eine Steuereinrichtung 14 und eine Stromversorgungs-IC 15. Die Stromversorgungs-IC 15 versorgt die Monitor-IC 11a, die Monitor-IC 11b, die Spannungserfassungsschaltung 12, den A/D-Wandler 13 und die Steuereinrichtung 14 mit Strom.
Die Monitor-IC 11 a ist mit jeder der Vielzahl von Batteriezellen 2a verbunden (eine Verbindungsleitung wird nicht gezeigt), um eine Spannung jeder Batteriezelle 2a zu überwachen. Darüber hinaus ist die Monitor-IC 11a mit einer Seite der höchsten Spannung und einer Seite der niedrigsten Spannung des Zellstapels 2A verbunden, um eine Spannung des Zellstapels 2A zu überwachen. Die Monitor-IC 11b ist mit jeder der Vielzahl von Batteriezellen 2B verbunden (eine Verbindungsleitung wird nicht gezeigt), um eine Spannung jeder Batteriezelle 2b zu überwachen. Darüber hinaus ist die Monitor-IC 11b mit einer Seite der höchsten Spannung und einer Seite der niedrigsten Spannung des Zellstapels 2B verbunden, um eine Spannung des Zellstapels 2B zu überwachen.
Jeder Batteriezelle kann eine Monitor-IC bereitgestellt werden oder es kann der Batterie 2 eine Monitor-IC bereitgestellt werden. In einem Fall, in dem eine Monitor-IC an jede Batteriezelle bereitgestellt wird, verwendet die Steuereinrichtung 14 als eine Gesamtspannung der Batterie 2 eine Summe von Spannungen der Zellstapel, die jeweils von jeder Monitor-IC überwacht werden. Darüber hinaus verwendet die Steuereinrichtung 14, in einem Fall, in dem der Batterie 2 eine Monitor-IC bereitgestellt wird, die Gesamtspannung der Batterie 2, die von der Monitor-IC überwacht wird. Die Monitor-ICs 11a und 11b sind externe Einheiten der Steuereinrichtung 14.
Konfigurationen und Operationen der Spannungserfassungsschaltung 12, des A/D-Wandlers (Analog/Digital-Wandlers) 13 und der Steuereinrichtung 14 der Batterie-ECU 10 werden in 2 beschrieben.
Die PCU 20 erhöht eine Spannung der Stromversorgung, die an den Motor 4 und andere elektrische Geräte des Fahrzeugs zuzuführen sind, und wandelt außerdem die Spannung von Gleichspannung zu Wechselspannung. Wie in 1 veranschaulicht, ist die PCU 20 mit positiven und negativen Elektrodenseiten der Batterie 2 verbunden. Die PCU 20 enthält einen DCDC-Wandler 21, einen dreiphasigen Inverter 22, einen niederdruckseitigen Glättungskondensator 23a und einen hochdruckseitigen Glättungskondensator 23b.
Die Klimaanlagen-ECU 30 enthält eine Steuervorrichtung (nicht gezeigt) und außerdem einen Inverter 31, der die Spannung der Stromversorgung, die an den Kompressor 5 zuzuführen ist, von Gleichspannung zu Wechselspannung wandelt.
Die MG_ECU 40 ist eine elektronische Steuervorrichtung, die einen Zustand der PCU 20 überwacht und die PCU 20 steuert. Die MG_ECU 40 überwacht genauer gesagt Betriebszustände des DCDC-Wandlers 21 und des dreiphasigen Wechselrichters 22 und außerdem Ladezustände des niederdruckseitigen Glättungskondensators 23a und des hochdruckseitigen Glättungskondensators 23b. Die MG_ECU 40 erhält Informationen zu einem Vorhandensein oder Fehlen von Verstärkung in der PCU 20 und der angehobenen Spannung und informiert dann die HV_ECU 50, welche eine obere Vorrichtung der MG_ECU 40 ist, über die Informationen. Darüber hinaus steuert die MG_ECU 40 Operationen der PCU 20 basierend auf einem Befehl von der HV_ECU 50.
Als nächstes wird die Spannungserfassungsschaltung 12 gemäß der Ausführungsform unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. 2 veranschaulicht ein Beispiel der Spannungserfassungsschaltung 12 gemäß der Ausführungsform. 2 veranschaulicht eine Konfiguration der Spannungserfassungsschaltung 12, die mit dem Zellstapel 2A der Batterie 2 zu verbinden ist. Wenn mit dem Zellstapel 2B verbunden, weist die Spannungserfassungsschaltung 12 jedoch die gleiche Konfiguration auf, wie in 2. In der Beschreibung der 2 wird der Zellstapel 2A auch als die Batterie 2 bezeichnet.
Wie in 2 veranschaulicht, enthält die Spannungserfassungsschaltung 12 Schalter SW1 bis SW5, einen Kondensator C1 und Widerstände R1 bis R6. Es können beispielsweise Solid-State-Relais (SSR) als der Schalter SW1 bis zu dem Schalter SW5 verwendet werden. Der Schalter ist jedoch nicht auf das Solid-State-Relais beschränkt.
Unter den Schaltern SW1 bis SW5 ist der Schalter SW1 und der Schalter SW2 jeweils ein erster Schalter, der Schalter SW4 und der Schalter SW5 ist jeweils ein zweiter Schalter und der Schalter SW3 ist ein dritter Schalter.
Wie in 2 veranschaulicht, sind der Schalter SW1, der Widerstand R1, der Schalter SW4 und der Widerstand R3 auf einer positiven Elektrodenseite der Batterie 2 (Zellstapel 2A) in Reihenfolge der Nähe zu der Batterie 2 in Reihe geschaltet. Darüber hinaus sind der Schalter SW2, der Widerstand R2, der Schalter SW5 und der Widerstand R4 auf einer negativen Elektrodenseite der Batterie 2 (Zellstapel 2A) in Reihenfolge der Nähe zu der Batterie 2 in Reihe geschaltet.
Der Kondensator C1 ist zu der Batterie 2 parallelgeschaltet und dient als ein Flugkondensator. Insbesondere ist eine Elektrode des Kondensators C1 zwischen den Widerstand R1 und den Schalter SW4 geschaltet und die andere Elektrode ist zwischen den Widerstand R2 und den Schalter SW5 geschaltet. Mit anderen Worten, eine Elektrode des Kondensators C1 ist mit dem Schalter SW1 eingangsseitig verbunden und mit dem Schalter SW4 ausgangsseitig verbunden. Die andere Elektrode des Kondensators C1 ist mit dem Schalter SW2 eingangsseitig verbunden und mit dem Schalter SW5 ausgangsseitig verbunden. Das heißt, beide Elektroden des Kondensators C1 sind jeweils mit dem Schalter SW1 und dem Schalter SW2 als eine Vielzahl der ersten Schalter eingangsseitig verbunden und die beiden Elektroden des Kondensators C1 sind jeweils mit dem Schalter SW4 und dem Schalter SW5 als eine Vielzahl der zweiten Schalter ausgangsseitig verbunden. Darüber hinaus ist der Schalter SW3 mit dem Kondensator C1 parallelgeschaltet.
Eine Seite des Widerstands R5 ist mit dem Schalter SW4 mit dem Widerstand R3 parallelgeschaltet und die andere Seite ist an dem Fahrzeugkörper oder dergleichen geerdet. Darüber hinaus ist eine Seite des Widerstands R6 mit dem Schalter SW5 mit dem Widerstand R4 parallelgeschaltet und die andere Seite ist an dem Fahrzeugkörper oder dergleichen geerdet.
Ein Isolationswiderstand Rn und eine Streukapazität C2 liegen parallel zwischen der negativen Elektrodenseite der Batterie 2 und jeweils einem Ende des Widerstands R5 und des Widerstands R6. Darüber hinaus existiert ein Isolationswiderstand Rp und eine Streukapazität C3 parallel zwischen der positiven Elektrodenseite der Batterie 2 und jeweils einem Ende des Widerstands R5 und des Widerstands R6. Die Streukapazität C2 und die Streukapazität C3 weisen im Wesentlichen den gleichen Wert auf. Die Streukapazität wird auch als eine gemeinsame Kapazität bezeichnet.
Der Widerstand R3 ist mit einem positiven Anschluss des A/D-Wandlers 13 verbunden, der als ein Verstärker ausgelegt ist, und der Widerstand R4 ist mit einem negativen Anschluss des A/D-Wandlers 13 verbunden. Der A/D-Wandler 13 wandelt einen analogen Spannungseingang aus der Spannungserfassungsschaltung 12 in eine digitale Spannung und gibt die gewandelte digitale Spannung dann an die Steuereinrichtung 14 aus.
Die Steuereinrichtung 14 ist eine Verarbeitungsvorrichtung, die ein Mikrocomputer oder dergleichen ist, einschließlich beispielsweise eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), ein Direktzugriffsspeicher (RAM) und ein Nur-Lese-Speicher (ROM).
Die Steuereinrichtung 14 erfasst eine Isolationsanomalie der Isolationswiderstände Rp und Rn durch Ausführung des Verfahrens zur Erkennung einer Isolationsanomalie gemäß der Ausführungsform.
Hier wird ein Schaltungsvorgang der Spannungserfassungsschaltung 12, die durch das Verfahren zur Erkennung von Isolationsanomalie ausgeführt wird, gemäß der Ausführungsform unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Bei dem Verfahren zur Erkennung von Isolationsanomalie gemäß der Ausführungsform werden vier nachfolgend beschriebene Prozesse (1) bis (4) durchgeführt.

(1) Batteriespannungsmessprozess
(2) VRp-Messprozess
(3) VRn-Messprozess
(4) Isolationsanomalieerkennungsprozess

Bei dem Verfahren zur Erkennung von Isolationsanomalie gemäß der Ausführungsform wird es, durch ein Messverfahren in dem (2) VRp-Messprozess und dem (3) VRn-Messprozess, insbesondere möglich, eine Spannung des Kondensators C1 zu messen, aus dem ein Einfluss der Streukapazitäten C2 und C3 eliminiert wird. In der Folge ist es möglich, die Isolationsanomalie genau zu erkennen.
(1) Batteriespannungsmessprozess
Der Batteriespannungsmessprozess ist ein Prozess des Messens einer Batteriespannung der Batterie 2. Die Steuereinrichtung 14 schaltet insbesondere den Schalter SW1 und den Schalter SW2 ein und schaltet den Schalter SW3, den Schalter SW4 und den Schalter SW5 aus.
Infolgedessen wird der Kondensator C1 von der Batterie 2 geladen, da ein Ladepfad in der Reihenfolge Batterie 2, Schalter SW1, Widerstand R1, Kondensator C1, Widerstand R2 und Schalter SW2 gebildet wird.
Anschließend schaltet die Steuereinrichtung 14 nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit, d.h. nach Abschluss des Ladens des Kondensators C1, den Schalter SW1 und den Schalter SW2 aus und schaltet den Schalter SW4 und den Schalter SW5 ein. Infolgedessen wird eine Ladung, die in dem Kondensator C1 gespeichert ist, da Elektrizität von dem Kondensator C1 zu einer Masse (Fahrzeugkörper) geleitet wird, durch die Widerstände R5 und R6 entladen. Darüber hinaus wird zu diesem Zeitpunkt eine analoge Spannung des Kondensators C1 an den A/D-Wandler 13 durch Widerstände R3 und R4 ausgegeben und durch den A/D-Wandler 13 in eine digitale Spannung gewandelt. Die Steuereinrichtung 14 misst die Spannung des Kondensators C1, d.h. die Batteriespannung der Batterie 2, basierend auf einem Wert der digitalen Spannung, die aus dem A/D-Wandler 13 auszugeben ist.
Nach Messen der Batteriespannung der Batterie 2 entlädt die Steuereinrichtung 14 die Ladung des Kondensators C1 vollständig durch Einschalten des Schalters SW3 und beendet den Batteriespannungsmessprozess.
(2) VRp-Messprozess
Nach dem Batteriespannungsmessprozess wird der VRp-Messprozess durchgeführt. Der VRp-Messprozess kann auch vor dem Batteriespannungsmessprozess durchgeführt werden. Der VRp-Messprozess ist ein Prozess des Messens einer VRp als einen Spannungswert zum Berechnen eines Widerstandswerts des Isolationswiderstands Rp an der positiven Elektrodenseite der Batterie 2 durch Bilden eines Isolationsmesspfades durch Einschalten des Schalters SW2, der eingangsseitig mit dem Kondensator C1 verbunden ist, und des Schalters SW4, der ausgangsseitig mit dem Kondensator C1 verbunden ist. Das heißt, der Isolationsmesspfad wird in dem VRp-Messprozess durch die negative Elektrodenseite der Batterie 2, den Schalter SW2, den Widerstand R2, den Kondensator C1, den Schalter SW4, den Widerstand R5, den Isolationswiderstand Rp und der Streukapazität C3 und der positiven Elektrodenseite der Batterie 2 gebildet. Durch Bilden dieses Isolationsmesspfades wird die Spannung (VRp) gemäß dem Widerstandswert des Isolationswiderstands Rp in den Kondensator C1 geladen. In dieser Ausführungsform ist es möglich, da ein Eliminierungsvorgang zum Eliminieren der Streukapazität C3, die durch den Kondensator C1 fließt, vor einem Messvorgang dieser VRp durchgeführt wird, die VRp zu messen, aus der der Einfluss der Streukapazität C3 eliminiert wird.
Insbesondere schaltet die Steuereinrichtung 14, als den Eliminierungsvorgang, den Schalter SW2, den Schalter SW3 und den Schalter SW4 ein. Da der Schalter SW3 in einem Entladeprozess eingeschaltet wird, der an einem Ende des Batteriespannungsmessprozesses durchgeführt wird, bleibt der Schalter SW3 in dem Eliminierungsvorgang weiter eingeschaltet.
Die Steuereinrichtung 14 hält einen Zustand aufrecht, in dem der Schalter SW2, der Schalter SW3 und der Schalter SW4 für einen vorbestimmten Zeitraum (einen ersten Zeitraum) eingeschaltet bleibt. Das heißt, die Steuereinrichtung 14 bildet den Isolationsmesspfad durch Einschalten des Schalters SW2 als den ersten Schalter und des Schalters SW4 als den zweiten Schalter und führt den Eliminierungsvorgang durch, bei dem der Schalter SW3 als der dritte Schalter nur für den ersten Zeitraum eingeschaltet wird.
Infolgedessen wird eine Ladung der Streukapazität C3, da der Isolationsmesspfad nicht durch den Kondensator C1, sondern den Schalter SW3 verläuft, entladen (eliminiert) ohne in den Kondensator C1 geladen zu werden.
Nach dem Eliminierungsvorgang wird der Messvorgang der VRp durchgeführt. Insbesondere schaltet die Steuereinrichtung 14 nach Ablauf des ersten Zeitraums, nachdem die Steuereinrichtung 14 den A/D-Wandler 13 durch Einschalten des Schalters SW4 und des Schalters SW5 gesteuert hat, die Spannung des Kondensators C1 zu wandeln, den Schalter SW3 aus. Anschließend bildet die Steuereinrichtung 14 den Isolationsmesspfad durch Einschalten des Schalters SW2 und des Schalters SW4 und erhält einen Zustand aufrecht, in dem der Schalter SW3 für einen vorbestimmten Zeitraum (einen zweiten Zeitraum) ausgeschaltet ist. In diesem Fall wird der Kondensator C1 nicht geladen, wenn der Isolationswiderstand Rp normal ist (der Widerstandswert ist hinreichend hoch), da der Isolationsmesspfad die Elektrizität nicht durch den Isolationswiderstand Rp leitet. Wenn der Widerstandswert aufgrund der Anomalie des Isolationswiderstands Rp, wie etwa einer Verschlechterung, gesenkt wird, wird der Kondensator C1 geladen, da der Isolationsmesspfad die Elektrizität durch den Isolationswiderstand Rp leitet.
Da die Steuereinrichtung 14 nach Ablauf des zweiten Zeitraums den Schalter SW2 ausschaltet und den Schalter SW4 und den Schalter SW5 einschaltet, steuert die Steuereinrichtung 14 den A/D-Wandler 13, die Spannung des Kondensators C1 zu wandeln, und misst die A/D-gewandelte Spannung als die VRp. Die gemessene VRp wird in dem Prozess zur Erkennung der Isolationsanomalie als ein nachfolgender Schritt verwendet.
Das heißt, die Steuereinrichtung 14 erkennt die Isolationsanomalie basierend auf der VRp, welche die Spannung des Kondensators C1 ist, die nach dem Ablauf des zweiten Zeitraums nach Ausschalten des Schalters SW3 als dem dritten Schalter gemessen wird.
Nach Messen der VRp entlädt die Steuereinrichtung 14 die Ladung des Kondensators C1 vollständig durch Einschalten des Schalters SW3 und beendet den VRp-Messprozess. Das heißt, der Schalter SW3 als der dritte Schalter dient sowohl als ein Schalter zum Eliminieren der Ladung der Streukapazität C3 als auch als ein Entladeschalter zum Entladen der Ladung des Kondensators C1. Da es nicht notwendig ist, jeden Schalter bereitzustellen, ist es infolgedessen möglich, Kosten zu reduzieren.
(3) VRn-Messprozess
Nach dem VRp Messprozess wird der VRn-Messprozess durchgeführt. Der VRn-Messprozess ist ein Prozess des Messens einer VRn als einen Spannungswert zum Berechnen eines Widerstandswerts des Isolationswiderstands Rn der Batterie 2 auf der negativen Elektrodenseite durch Bilden des Isolationsmesspfades durch Einschalten des Schalters SW1, der eingangsseitig mit dem Kondensator C1 verbunden ist, und des Schalters SW5, der ausgangsseitig mit dem Kondensator C1 verbunden ist. Das heißt, der Isolationsmesspfad in dem VRn-Messprozess wird durch die positive Elektrodenseite der Batterie 2, den Schalter SW1, den Widerstand R1, den Kondensator C1, den Schalter SW5, den Widerstand R6, den Isolationswiderstand Rn, die Streukapazität C2 und die negative Elektrodenseite der Batterie 2 gebildet. Durch Bilden dieses Isolationsmesspfades wird die Spannung (VRn) gemäß dem Widerstandswert des Isolationswiderstands Rn in den Kondensator C1 geladen. In dieser Ausführungsform ist es auf die gleiche Weise, wie bei dem VRp-Messprozess, da ein Eliminierungsvorgang zum Eliminieren der Streukapazität C2, die durch den Kondensator C1 fließt, vor einem Messvorgang der VRn durchgeführt wird, möglich, die VRn zu messen, aus der der Einfluss der Streukapazität C2 eliminiert wird.
Insbesondere schaltet die Steuereinrichtung 14, als den Eliminierungsvorgang, den Schalter SW1, den Schalter SW3 und den Schalter SW5 ein. Da der Schalter SW3 in dem Entladeprozess eingeschaltet wird, der an einem Ende des VRp-Messprozesses durchgeführt wurde, bleibt der Schalter SW3 in dem Eliminierungsvorgang weiter eingeschaltet.
Die Steuereinrichtung 14 hält einen Zustand aufrecht, in dem der Schalter SW1, der Schalter SW3 und der Schalter SW5 für einen vorbestimmten Zeitraum (der erste Zeitraum) eingeschaltet bleibt. Das heißt, die Steuereinrichtung 14 bildet den Isolationsmesspfad durch Einschalten des Schalters SW1 als den ersten Schalter und des Schalters SW5 als den zweiten Schalter und führt den Eliminierungsvorgang durch, bei dem der Schalter SW3 als der dritte Schalter nur für den ersten Zeitraum eingeschaltet wird.
Infolgedessen wird eine Ladung der Streukapazität C2, da der Isolationsmesspfad nicht durch den Kondensator C1, sondern den Schalter SW3 verläuft, entladen (eliminiert) ohne in den Kondensator C1 geladen zu werden.
Nach dem Eliminierungsvorgang wird der Messvorgang der VRn durchgeführt. Insbesondere steuert die Steuereinrichtung 14, da die Steuereinrichtung 14 nach Ablauf des ersten Zeitraums den Schalter SW4 und den Schalter SW5 einschaltet, den A/D-Wandler 13, die Spannung des Kondensators C1 zu wandeln und schaltet dann den Schalter SW3 aus. Anschließend bildet die Steuereinrichtung 14 den Isolationsmesspfad durch Einschalten des Schalters SW1 und Schalters SW5 und erhält einen Zustand aufrecht, in dem der Schalter SW3 für einen vorbestimmten Zeitraum (der zweite Zeitraum) ausgeschaltet ist. In diesem Fall wird der Kondensator C1 nicht geladen, wenn der Isolationswiderstand Rn normal ist (der Widerstandswert ist hinreichend hoch), da der Isolationsmesspfad die Elektrizität nicht durch den Isolationswiderstand Rn leitet. Wenn der Widerstandswert aufgrund der Anomalie des Isolationswiderstands Rn, wie etwa einer Verschlechterung, gesenkt wird, wird der Kondensator C1 geladen, da der Isolationsmesspfad die Elektrizität durch den Isolationswiderstand Rn leitet.
Da die Steuereinrichtung 14 nach Ablauf des zweiten Zeitraums den Schalter SW1 ausschaltet und den Schalter SW4 und den Schalter SW5 einschaltet, steuert die Steuereinrichtung 14 den A/D-Wandler 13, die Spannung des Kondensators C1 zu wandeln, und misst die A/D-gewandelte Spannung als die VRn. Die gemessene VRn wird in dem Prozess zur Erkennung der Isolationsanomalie als der nachfolgende Schritt verwendet.
Das heißt, die Steuereinrichtung 14 erkennt die Isolationsanomalie basierend auf der VRn, welche die Spannung des Kondensators C1 ist, die nach dem Ablauf des zweiten Zeitraums nach Ausschalten des Schalters SW3 als den dritten Schalter gemessen wird.
Nach Messen der VRn entlädt die Steuereinrichtung 14 die Ladung des Kondensators C1 vollständig durch Einschalten des Schalters SW3 und beendet den VRn-Messprozess. Das heißt, der Schalter SW3 als der dritte Schalter dient sowohl als ein Schalter zum Eliminieren der Ladung der Streukapazität C2 als auch als ein Entladeschalter zum Entladen der Ladung des Kondensators C1. Da es nicht notwendig ist, jeden Schalter bereitzustellen, ist es infolgedessen möglich, Kosten zu reduzieren.
Hier wird der durch den VRp-Messprozess und den VRn-Messprozess zu messende Spannungswert von VRp und VRn unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. 3 veranschaulicht den zu messenden Spannungswert von VRp und VRn. 3 zeigt eine Gesamtsumme von VRp und VRn auf einer vertikalen Achse und eine Ladezeit des Kondensators C1 auf einer horizontalen Achse. Obwohl in 3 die Gesamtsumme von VRp und VRn gezeigt wird, können VRp und VRn jeweils separat gezeigt werden.
Außerdem ist ein „gemeinsamer Eliminierungszeitraum“, der in FIG. gezeigt ist, der erste Zeitraum und ein „Isolationswiderstandberechnungszeitraum“ ist der zweite Zeitraum. 3 zeigt als ein Referenzbeispiel die Gesamtsumme der in der Spannungserfassungsschaltung, die keinen Schalter SW3 als den dritten Schalter enthält, zu erfassenden VRp und VRn.
Wie in 3 veranschaulicht, werden in dem Referenzbeispiel, da eine Ladung einer Streukapazität in einen Kondensator geladen wird, in dem gemeinsamen Eliminierungszeitraum zwischen einer Zeit t1 und einer Zeit t2 Ladungen einer Batterie und die Streukapazität in dem Kondensator gespeichert. Infolgedessen besteht beispielsweise, wenn die Streukapazität zunimmt, da die in dem Kondensator gespeicherten Ladungen zunehmen, die Möglichkeit, dass eine Batteriespannung in Abhängigkeit von der Kapazität des Kondensators nicht genau gemessen wird.
In dieser Ausführungsform wird die Ladung der Streukapazität C2 nicht in dem Kondensator C1 gespeichert, da die Steuereinrichtung 14 den Isolationsmesspfad bildet und den Schalter SW3 in dem gemeinsamen Eliminierungszeitraum (Zeitraum zwischen der Zeit t1 und der Zeit t2), der durch die Ladungen der Streukapazitäten C2 und C3 beeinflusst wird, einschaltet. Wie in 3 veranschaulicht, wird, da der Schalter SW3 eingeschaltet ist, infolgedessen der Kondensator C1 nicht geladen und somit wird die Spannung des Kondensators C1 im Wesentlichen Null.
Nach Ablauf des gemeinsamen Eliminierungszeitraums, d.h. zu der Zeit t2 nach vollständigem Entladen der Ladungen der Streukapazitäten C2 und C3, beginnt die Steuereinrichtung 14, da die Steuereinrichtung 14 den Isolationsmesspfad bildet und den Schalter SW3 nach Steuern des A/D-Wandlers 13 zum A/D-Wandeln der Spannung des Kondensators C1 ausschaltet, mit dem Laden des Kondensators C1. Das heißt, wenn die Spannungserfassungsschaltung 12 den Schalter SW3 nicht enthält, ist der gemeinsame Eliminierungszeitraum als der erste Zeitraum eine Zeit, die ab Bildung des Isolationsmesspfades bis zu einem Abschluss des Ladens der Streukapazität C2 erforderlich ist. Infolgedessen ist es möglich, nur die Ladung der Batterie 2 in dem Kondensator C1 durch Eliminieren des Einflusses der Streukapazitäten C2 und C3 zu speichern.
In dem Isolationswiderstandberechnungszeitraum (Zeitraum zwischen der Zeit t2 und einer Zeit t3) als dem zweiten Zeitraum lädt die Steuereinrichtung 14 den Kondensator C1 durch weiteres Ausschalten des Schalters SW3. Das heißt, der zweite Zeitraum ist ein Zeitraum, der für einen Abschluss des Ladens des Kondensators C1 durch die Batterie 2 erforderlich ist.
Die Steuereinrichtung 14 steuert zu der Zeit t3 nach Ablauf des Isolationswiderstandsberechnungszeitraums den A/D-Wandler 13, die Spannung des Kondensators C1 zu A/D-wandeln, und erfasst die Anomalie der Isolationswiderstände Rp und Rn in dem (4) Prozess zur Erkennung von Isolationsanomalie, wie später beschrieben, basierend auf der A/D-gewandelten Spannung des Kondensators C1.
Wie vorstehend beschrieben, ist es in dem Verfahren zur Erkennung von Isolationsanomalie gemäß der Ausführungsform durch Einschalten des Schalters SW3 in dem gemeinsamen Eliminierungszeitraum möglich, die Spannung des Kondensators C1 zu messen, aus dem der Einfluss der Streukapazitäten C2 und C3 eliminiert werden. Das heißt, gemäß dem Verfahren zur Erkennung von Isolationsanomalie gemäß der Ausführungsform ist es möglich, die Anomalie der Isolationswiderstände Rp und Rn genau zu erkennen.
Wie vorstehend beschrieben wird die Kapazität des Kondensators C1 in dem Verfahren zur Erkennung von Isolationsanomalie gemäß der Ausführungsform, da die Ladung der Streukapazität C2 nicht in dem Kondensator C1 gespeichert wird, durch die Streukapazität C2 reduziert. Mit anderen Worten, die Kapazität des Kondensators C1 wird als die Kapazität festgelegt, aus der die Streukapazität C2 eliminiert wird. Infolgedessen ist es möglich, die Kosten des Kondensators C1 zu reduzieren.
(4) Isolationsanomalieerkennungsprozess
Der Prozess zur Erkennung einer Isolationsanomalie ist ein Prozess der Erkennung der Anomalie des Isolationswiderstands Rn basierend auf der gemessenen VRp und der VRn. Insbesondere berechnet die Steuereinrichtung 14 eine Spannung (Vt2) des Kondensators C1, die zu der Zeit t2 A/D-gewandelt wird, und eine Anstiegsrate (Neigung) einer Spannung (Vt3) des Kondensators C1, die zu der Zeit t3 A/D-gewandelt wird, wie in 3 gezeigt. Das heißt, die Anstiegsrate wird durch (Vt3-Vt2)/(t3-t2) berechnet. Wenn die Anstiegsrate kleiner ist als ein vorbestimmter Schwellenwert, bestimmt die Steuereinrichtung 14, dass die Isolationswiderstände Rp und Rn normal sind. Wenn die Anstiegsrate der vorbestimmte Schwellenwert oder mehr ist, bestimmt die Steuereinrichtung 14, dass die Isolationswiderstände Rp und Rn anormal sind. Das heißt, die Steuereinrichtung 14 erkennt die Isolationsanomalie basierend auf der Neigung von VRp und VRn in dem Isolationswiderstandsberechnungszeitraum (Zeitraum zwischen der Zeit t2 und der Zeit t3), wie in 3 veranschaulicht.
Die Steuereinrichtung 14 kann die Isolationsanomalie durch Berechnen der Steigungsrate der Summe von VRp und VRn oder durch Berechnen der Steigungsrate jeder von VRp und VRn erfassen.
Die Steuereinrichtung 14 muss die Isolationsanomalie nicht zwangsläufig über die Steigungsrate bestimmen und kann die Isolationsanomalie in Abhängigkeit davon bestimmen, ob die Summe (oder jeder Wert) von VRp und VRn der vorbestimmte Schwellenwert oder mehr ist.
Die Steuereinrichtung 14 kann die Isolationsanomalie ohne A/D-Wandeln der Spannung des Kondensators C1 zu der Zeit t2 erfassen. In diesem Fall kann die Steuereinrichtung 14 die vorstehend beschriebene Steigungsrate als Vt2=0 berechnen.
Die Steuereinrichtung 14 kann basierend auf der Spannung des Kondensators C1 erkennen, dass eine Anomalie beim Offenhalten des Schalters SW3 aufgetreten ist. Insbesondere misst die Steuereinrichtung 14 die Spannung des Kondensators C1 nach Ablauf des ersten Zeitraums (in 3 gezeigter gemeinsamer Eliminierungszeitraum). Wenn die Spannung einen vorbestimmten Wert oder mehr aufweist, erkennt die Steuereinrichtung 14, dass eine Anomalie beim Offenhalten des Schalters SW3 als dem dritten Schalter aufgetreten ist.
Das heißt, wenn die Spannung, die nach Ablauf des gemeinsamen Eliminierungszeitraums Null sein sollte, nicht Null ist, bestimmt die Steuereinrichtung 14, dass der Kondensator C1 aufgrund der Anomalie, dass der Schalter SW3 nicht eingeschaltet ist, unbeabsichtigt geladen wird, und erkennt, dass die Anomalie beim Offenhalten des Schalters SW3 aufgetreten ist. Es ist infolgedessen möglich, genau zu erkennen, dass die Anomalie beim Offenhalten des Schalters SW3 aufgetreten ist.
Die Steuereinrichtung 14 kann vor dem gemeinsamen Eliminierungszeitraum als dem ersten Zeitraum einen Prozess des Messens der Streukapazität C2 durchführen und eine Länge des gemeinsamen Eliminierungszeitraums gemäß der Streukapazität C2 messen. Die Steuereinrichtung 14 bildet in dem vorstehend beschriebenen Prozess (2) oder (3) insbesondere den Isolationsmesspfad vor Einschalten des Schalters SW3 als den dritten Schalter für den ersten Zeitraum und misst die Spannung des Kondensators C1, der durch Ausschalten des Schalters SW3 für den ersten Zeitraum geladen wird. Da solch eine Spannung in der Streukapazität C2 geladen wird, wird der erste Zeitraum auf der Spannung basierend gemäß der erwarteten Streukapazität C2 bestimmt.
Infolgedessen ist es, da die Länge des gemeinsamen Eliminierungszeitraums als der erste Zeitraum genau bestimmt wird, möglich, genau zu verhindern, dass die Ladung der Streukapazität C2 aufgrund der Länge des ersten Zeitraums, der beispielsweise länger als nötig oder zu kurz ist, während des Isolationswiderstandberechnungszeitraums verbleibt.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 4 bis 6 ein Prozess veranschaulicht, der von der Batterie-ECU 10 als die Vorrichtung zur Erkennung der Isolationsanomalie gemäß der Ausführungsform durchgeführt wird, beschrieben. 4 ist ein Flussdiagramm, das einen Verarbeitungsprozess eines Gesamtprozesses veranschaulicht, der von der Batterie-ECU 10 ausgeführt wird, gemäß der Ausführungsform. 5 ist ein Flussdiagramm, das einen Verarbeitungsprozess des VRn-Messprozesses veranschaulicht, der von der Batterie-ECU 10 ausgeführt wird, gemäß der Ausführungsform. 6 ist ein Flussdiagramm, das einen Verarbeitungsprozess des VRn-Messprozesses veranschaulicht, der von der Batterie-ECU 10 ausgeführt wird, gemäß der Ausführungsform.
Zunächst wird unter Bezugnahme auf 4 der Verarbeitungsprozess des Gesamtprozesses beschrieben.
Wie in 4 veranschaulicht, steuert die Steuereinrichtung 14 der Batterie-ECU 10 die Spannungserfassungsschaltung 12, die Batteriespannung der Batterie 2 zu messen (ein Schritt S101). Anschließend führt die Steuereinrichtung 14 den Entladeprozess des Entladens der Ladung des Kondensators C1 nach dem Batteriespannungsmessprozess durch (ein Schritt S102).
Anschließend steuert die Steuereinrichtung 14 die Spannungserfassungsschaltung 12, den VRp-Messprozess durchzuführen (ein Schritt S103). Anschließend führt die Steuereinrichtung 14 den Entladeprozess des Entladens der Ladung des Kondensators C1 nach dem VRp-Messprozess durch (ein Schritt S104).
Anschließend steuert die Steuereinrichtung 14 die Spannungserfassungsschaltung 12, den VRn-Messprozess durchzuführen (ein Schritt S105). Anschließend führt die Steuereinrichtung 14 den Entladeprozess des Entladens der Ladung des Kondensators C1 nach dem VRn-Messprozess durch (ein Schritt S106).
Anschließend führt die Steuereinrichtung 14 den Prozess zur Erkennung von Isolationsanomalie des Erfassens der Isolationsanomalie des Isolationswiderstands Rn basierend auf der gemessenen VRp und VRn durch (ein Schritt S107) und beendet den Prozess.
Als nächstes wird der Verarbeitungsprozess des VRp-Messprozesses unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
Wie in 5 veranschaulicht, schaltet die Steuereinrichtung 14 den Schalter SW2, den Schalter SW3 und den Schalter SW4 in der Spannungserfassungsschaltung 12 ein (ein Schritt S201). Da der Schalter SW3 bereits in dem Entladeprozess als ein vorheriger Schritt (der in 4 veranschaulichte Schritt S102) eingeschaltet wurde, bleibt der Schalter SW3 in dem Schritt S201 weiter eingeschaltet.
Anschließend bestimmt die Steuereinrichtung 14, ob der erste Zeitraum nach Einschalten des Schalters SW2, des Schalters SW3 und Schalters SW4 abgelaufen ist oder nicht (ein Schritt S202). Wenn der erste Zeitraum noch nicht abgelaufen ist (Nein im Schritt S202) führt die Steuereinrichtung 14 den Schritt S202 wiederholt aus bis der erste Zeitraum abläuft.
Wenn der erste Zeitraum abgelaufen ist (Ja im Schritt S202) steuert die Steuereinrichtung 14 den A/D-Wandler 13, die Spannung des Kondensators C1 zu A/Dwandeln und schaltet den Schalter SW3 aus (ein Schritt S203). Infolgedessen wird Laden des Kondensators C1 gestartet (ein Schritt S204).
Anschließend bestimmt die Steuereinrichtung 14, ob der zweite Zeitraum nach Ausschalten des Schalters SW3 abgelaufen ist oder nicht (ein Schritt S205). Ist der zweite Zeitraum nicht abgelaufen (Nein im Schritt S205), führt die Steuereinrichtung 14 den Schritt S205 wiederholt aus bis der zweite Zeitraum abläuft.
Wenn der zweite Zeitraum abgelaufen ist (Ja im Schritt S205) steuert die Steuereinrichtung 14 den A/D-Wandler 13, ein A/D-Abtasten durchzuführen, um die VRp zu erhalten (ein Schritt S206) und beendet den Prozess.
Als nächstes wird der Verarbeitungsprozess des VRn-Messprozesses unter Bezugnahme auf 6 beschrieben.
Wie in 6 veranschaulicht, schaltet die Steuereinrichtung 14 den Schalter SW1, den Schalter SW3 und den Schalter SW5 in der Spannungserfassungsschaltung 12 ein (ein Schritt S301). Da der Schalter SW3 bereits in dem Entladeprozess als ein vorheriger Schritt (der in 4 veranschaulichte Schritt S104) eingeschaltet wurde, bleibt der Schalter SW3 in dem Schritt S301 weiter eingeschaltet.
Anschließend bestimmt die Steuereinrichtung 14, ob der erste Zeitraum nach Einschalten des Schalters SW1, des Schalters SW3 und des Schalters SW5 abgelaufen ist oder nicht (ein Schritt S302). Wenn der erste Zeitraum noch nicht abgelaufen ist (Nein im Schritt S302) führt die Steuereinrichtung 14 den Schritt S302 wiederholt aus bis der erste Zeitraum abläuft.
Wenn der erste Zeitraum abgelaufen ist (Ja im Schritt S302) steuert die Steuereinrichtung 14 den A/D-Wandler 13, die Spannung des Kondensators C1 zu A/Dwandeln und schaltet den Schalter SW3 aus (ein Schritt S303). Infolgedessen wird Laden des Kondensators C1 gestartet (ein Schritt S304).
Anschließend bestimmt die Steuereinrichtung 14, ob der zweite Zeitraum nach Ausschalten des Schalters SW3 abgelaufen ist oder nicht (ein Schritt S305). Ist der zweite Zeitraum nicht abgelaufen (Nein im Schritt S305), führt die Steuereinrichtung 14 den Schritt S305 wiederholt aus bis der zweite Zeitraum abläuft.
Wenn der zweite Zeitraum abgelaufen ist (Ja im Schritt S305) steuert die Steuereinrichtung 14 den A/D-Wandler 13, das A/D-Abtasten durchzuführen, um die VRp zu erhalten (ein Schritt S306) und beendet den Prozess.
Wie vorstehend beschrieben, enthält die Vorrichtung zur Erkennung von Isolationsanomalie (Batterie-ECU 10) gemäß der Ausführungsform die Spannungserfassungsschaltung 12 und die Steuereinrichtung 14. Die Spannungserfassungsschaltung 12 verfügt über die Batterie 2, den Kondensator C1, der mit der Batterie 2 parallel geschaltet ist und erste und zweite Elektroden aufweist, zwei erste Schalter (Schalter SW1 und SW2), die jeweils mit den ersten und zweiten Elektroden des Kondensators C1 eingangsseitig von der Spannungserfassungsschaltung 12 verbunden sind, zwei zweite Schalter (Schalter SW4 und 5), die jeweils mit den ersten und zweiten Elektroden des Kondensators C1 ausgangsseitig von der Spannungserfassungsschaltung 12 verbunden sind, und den dritten Schalter (Schalter SW3), der mit dem Kondensator C1 parallel geschaltet ist. Die Steuereinrichtung 14 bildet den Isolationsmesspfad entweder durch Einschalten eines ersten einen der beiden ersten Schalter, die mit der ersten Elektrode des Kondensators C1 verbunden sind, und eines zweiten einen der beiden zweiten Schalter, die mit der zweiten Elektrode des Kondensators C1 verbunden sind, oder durch Einschalten eines zweiten einen der beiden ersten Schalter, die mit der zweiten Elektrode des Kondensators und einem ersten einen der beiden zweiten Schalter, die mit der ersten Elektrode des Kondensators C1 verbunden sind, misst die Spannung des Kondensators C1, der durch den Isolationsmesspfad geladen wird, und erkennt die Isolationsanomalie basierend auf der Spannung, die gemessen wird. Die Steuereinrichtung 14 bildet den Isolationsmesspfad und schaltet den dritten Schalter ein, schaltet den dritten Schalter nach Ablauf des ersten Zeitraums aus und erkennt die Isolationsanomalie basierend auf der Spannung des Kondensators C1, die nach Ablauf des zweiten Zeitraums nach Ausschalten des dritten Schalters gemessen wird. Infolgedessen ist es möglich, die Isolationsanomalie des Fahrzeugs genau zu erkennen.
Für Fachleute ist es möglich, leicht mehr Effekte und Modifikationen zu erdenken. Somit ist eine breitere Modifikation dieser Erfindung nicht auf die vorstehende spezifische und zum Ausdruck gebrachte Beschreibung und typische Ausführungsformen beschränkt. Daher sind diverse Modifikationen möglich, ohne dass vom allgemeinen Geist und Umfang der Erfindung, wie durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente definiert, abgewichen werden würde.
Obwohl die Erfindung ausführlich gezeigt und beschrieben wurde, ist die vorstehende Beschreibung in allen Aspekten veranschaulichend und nicht einschränkend. Es versteht sich daher, dass zahlreiche andere Modifikationen und Variationen erdacht werden können, ohne dass vom Umfang der Erfindung abgewichen werden würde.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2017133965 [0003]

Claims

Vorrichtung zur Erkennung von Isolationsanomalie, umfassend: eine Spannungserfassungsschaltung, die über (i) eine Batterie, (ii) einen Kondensator, der mit der Batterie parallel geschaltet ist und erste und zweite Elektroden aufweist, (iii) zwei erste Schalter, die jeweils mit den ersten und zweiten Elektroden des Kondensators eingangsseitig von der Spannungserfassungsschaltung verbunden sind, (iv) zwei zweite Schalter, die jeweils mit den ersten und zweiten Elektroden des Kondensators ausgangsseitig von der Spannungserfassungsschaltung verbunden sind, und (v) einen dritten Schalter, der mit dem Kondensator parallel geschaltet ist, verfügt; und eine Steuereinrichtung, die (a) einen Isolationsmesspfad entweder durch Einschalten eines ersten einen der beiden ersten Schalter, die mit der ersten Elektrode des Kondensators verbunden sind, und eines zweiten einen der beiden zweiten Schalter, die mit der zweiten Elektrode des Kondensators verbunden sind, oder durch Einschalten eines zweiten einen der beiden ersten Schalter, die mit der zweiten Elektrode des Kondensators verbunden sind, und eines ersten einen der beiden zweiten Schalter, die mit der ersten Elektrode des Kondensators verbunden sind, bildet, (b) eine Spannung des Kondensators, der durch den Isolationsmesspfad geladen wird, misst und (c) eine Isolationsanomalie basierend auf der gemessenen Spannung erkennt, wobei die Steuereinrichtung den Isolationsmesspfad bildet und den dritten Schalter einschaltet, den dritten Schalter nach Ablauf eines ersten Zeitraums ausschaltet und die Isolationsanomalie basierend auf der Spannung des Kondensators, die nach Ablauf eines zweiten Zeitraums nach Ausschalten des dritten Schalters gemessen wird, erkennt.
Vorrichtung zur Erkennung von Isolationsanomalie nach Anspruch 1, wobei der erste Zeitraum eine Zeit ist, die ab Bildung des Isolationsmesspfads bis Abschluss des Ladens einer Streukapazität erforderlich ist.
Vorrichtung zur Erkennung von Isolationsanomalie nach Anspruch 2, wobei die Steuereinrichtung den Isolationsmesspfad vor Einschalten des dritten Schalters für den ersten Zeitraum bildet und die Spannung des Kondensators misst, der bei Einschalten des dritten Schalters geladen wird, und den ersten Zeitraum gemäß der erwarteten Streukapazität basierend auf der Spannung bestimmt, die vor Einschalten des dritten Schalters gemessen wird.
Vorrichtung zur Erkennung von Isolationsanomalie nach Anspruch 2, wobei die Streukapazität aus einer Kapazität des Kondensators eliminiert wird.
Vorrichtung zur Erkennung von Isolationsanomalie nach Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung die Spannung des Kondensators nach Ablauf des ersten Zeitraums misst, und wenn die gemessene Spannung einen vorbestimmten Wert oder mehr hat, die Steuereinrichtung erkennt, dass eine eine Anomalie beim Offenhalten des dritten Schalters aufgetreten ist.
Vorrichtung zur Erkennung von Isolationsanomalie nach Anspruch 1, wobei der dritte Schalter sowohl als ein Schalter zum Eliminieren einer Ladung einer Streukapazität als auch ein Entladeschalter zum Entladen des Kondensators dient.
Verfahren zur Erkennung von Isolationsanomalie, das von einer Vorrichtung zur Erkennung von Isolationsanomalie ausgeführt wird, die eine Spannungserfassungsschaltung, die über (i) eine Batterie, (ii) einen Kondensator, der mit der Batterie parallel geschaltet ist und erste und zweite Elektroden aufweist, (iii) zwei erste Schalter, die jeweils mit den ersten und zweiten Elektroden des Kondensators eingangsseitig von der Spannungserfassungsschaltung verbunden sind, (iv) zwei zweite Schalter, die jeweils mit den ersten und zweiten Elektroden des Kondensators ausgangsseitig von der Spannungserfassungsschaltung verbunden sind, und (v) einen dritten Schalter, der mit dem Kondensator parallel geschaltet ist, verfügt, umfasst, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: (a) Bilden eines Isolationsmesspfads entweder durch Einschalten eines ersten einen der beiden ersten Schalter, die mit der ersten Elektrode des Kondensators verbunden sind, und eines zweiten einen der beiden zweiten Schalter, die mit der zweiten Elektrode des Kondensators verbunden sind, oder durch Einschalten eines zweiten einen der beiden ersten Schalter, die mit der zweiten Elektrode des Kondensators verbunden sind, und eines ersten einen der beiden zweiten Schalter, die mit der ersten Elektrode des Kondensators verbunden sind; (b) Messen einer Spannung des Kondensators, der durch den Isolationsmesspfad geladen wird; und (c) Erkennen einer Isolationsanomalie basierend auf der gemessenen Spannung, wobei der Isolationsmesspfad gebildet und der dritte Schalter eingeschaltet wird, nach Ablauf eines ersten Zeitraums der dritte Schalter ausgeschaltet wird und die Isolationsanomalie basierend auf der Spannung des Kondensators erkannt wird, die nach Ablauf eines zweiten Zeitraums nach dem Ausschalten des dritten Schalters gemessen wird.