DE102022114053A1

DE102022114053A1 - Vorrichtung zur ausfallerkennung

Info

Publication number: DE102022114053A1
Application number: DE102022114053.9A
Authority: DE
Inventors: Atsushi IZUTANI; Yoshihiro Nakao
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 2022-01-21
Filing date: 2022-06-02
Publication date: 2023-07-27
Also published as: JP2023107032A; US11867768B2; US20230236254A1; CN116520023A

Abstract

Eine Vorrichtung (1) zur Ausfallerkennung nach einer Ausführungsform umfasst Kondensatoren (28, 29), die parallel zu Erkennungswiderständen (23, 24) geschaltet sind, steuert einen ersten Schalter (21) und einen zweiten Schalter (22), die jeweils mit einer positiven Elektrode und einer negativen Elektrode einer Batterie (10) verbunden sind, um einen ersten Messprozess der Berechnung eines Isolationswiderstands auf einer negativen Elektrodenseite der Batterie (10), einen zweiten Messprozess zum Berechnen eines Isolationswiderstands auf einer positiven Elektrodenseite der Batterie (10) und einen dritten Messprozess zum Berechnen einer Offsetspannung auszuführen und Ausfälle der Kondensatoren (28, 29) auf Grundlage einer Änderung einer Spannung zu erkennen, die nach dem Umschalten von einem Messprozess zu einem anderen Messprozess aus dem ersten Messprozess, dem zweiten Messprozess und dem dritten Messprozess gemessen wurde.

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Ausfallerkennung.
Beschreibung des Stands der Technik
Es existiert eine Vorrichtung zur Isolationswiderstandserkennung, die einen Messabschnitt mit einem ersten Schalter, der mit einer positiven Elektrode einer Batterie verbunden ist, einen zweiten Schalter, der mit einer negativen Elektrode der Batterie verbunden ist, Erkennungswiderstände und eine Messschaltung, die eine an die Erkennungswiderstände angelegte Spannung misst und einen Isolationswiderstand der Batterie erkennt, umfasst (siehe beispielsweise die in Japan veröffentlichte ungeprüfte Patentanmeldung Nr. 2003-66090).
Die Vorrichtung zur Isolationswiderstandserkennung schaltet einen aus dem ersten Schalter und dem zweiten Schalter ein und schaltet einen anderen Schalter aus dem ersten Schalter und dem zweiten Schalter aus, um eine Reihenschaltung zu bilden, die aus der Batterie, den Isolationswiderständen der Batterie und den Erkennungswiderständen besteht, und erkennt den Isolationswiderstand der Batterie auf Grundlage der von der Messschaltung gemessenen Spannung. In der Vorrichtung zur Isolationswiderstandserkennung ist es wünschenswert, dass Kondensatoren parallel zu den Erkennungswiderständen geschaltet werden, um die an die Erkennungswiderstände angelegte Spannung zu stabilisieren.
Wenn jedoch in der Vorrichtung zur Isolationswiderstandserkennung ein offener Ausfall in den Kondensatoren auftritt, wird die an die Erkennungswiderstände angelegte Spannung instabil, sodass die Erkennungsgenauigkeit des Isolationswiderstands abnimmt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Nach einem Aspekt der Erfindung umfasst eine Vorrichtung zur Ausfallerkennung:

einen ersten Schalter, der eingerichtet ist, um mit einer positiven Elektrode einer Batterie verbunden zu werden;
einen zweiten Schalter, der eingerichtet ist, um mit einer negativen Elektrode der Batterie verbunden zu werden;
Erkennungswiderstände, die in Reihe zwischen dem ersten und dem zweiten Schalter geschaltet sind;
Kondensatoren, die parallel zu den Erkennungswiderständen geschaltet sind; und
eine Messschaltung, die eine an die Erkennungswiderstände angelegte Spannung misst, wobei
mindestens zwei Messmodi aus
1. (i) einem ersten Messmodus, in dem der erste Schalter eingeschaltet und der zweite Schalter ausgeschaltet ist, um eine erste Reihenschaltung zu bilden, die aus der Batterie, einem der Erkennungswiderstände und einem Isolationselement auf einer negativen Elektrodenseite der Batterie besteht, das mit der negativen Elektrode der Batterie in elektrischen Kontakt kommt, wobei ein Isolationswiderstand des Isolationselements auf der negativen Elektrodenseite auf Grundlage einer ersten durch die Messschaltung gemessenen Spannung berechnet wird,
2. (ii) einem zweiten Messmodus, in dem der erste Schalter ausgeschaltet und der zweite Schalter eingeschaltet ist, um eine zweite Reihenschaltung zu bilden, die aus der Batterie, einem der Erkennungswiderstände und einem Isolationselement auf einer positiven Elektrodenseite der Batterie besteht, das mit der positiven Elektrode der Batterie in elektrischen Kontakt kommt, wobei ein Isolationswiderstand des Isolationselements auf der positiven Elektrodenseite auf Grundlage einer zweiten von der Messschaltung gemessenen Spannung berechnet wird, und
3. (iii) einem dritten Messmodus, in dem der erste Schalter und der zweite Schalter ausgeschaltet sind und eine Offsetspannung auf Grundlage einer dritten von der Messschaltung gemessenen Spannung berechnet wird,
und ein Ausfallerkennungsmodus, der Ausfälle der Kondensatoren auf Grundlage einer Änderung der von der Messschaltung gemessenen Spannung nach dem Umschalten von einem Messmodus auf einen anderen Messmodus erkennt, bereitgestellt sind.

Es ist ein Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung zur Ausfallerkennung bereitzustellen, die in der Lage ist, die Erkennungsgenauigkeit eines Isolationswiderstands zu verbessern.
Diese und andere Ziele, Elemente, Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher.
Figurenliste

1 ist ein erklärendes Diagramm, das ein Einrichtungsbeispiel einer Vorrichtung zur Isolationswiderstandserkennung nach einer Ausführungsform illustriert;
2 ist ein erklärendes Diagramm, das ein Betriebsbeispiel der Vorrichtung zur Isolationswiderstandserkennung nach der Ausführungsform illustriert;
3 ist ein erklärendes Diagramm, das ein Betriebsbeispiel der Vorrichtung zur Isolationswiderstandserkennung nach der Ausführungsform illustriert;
4 ist ein erklärendes Diagramm eines Kontrollverfahrens für Kondensatoren nach einer Ausführungsform;
5 ist ein erklärendes Diagramm des Kontrollverfahrens für Kondensatoren nach einer Ausführungsform;
6 ist ein erklärendes Diagramm des Kontrollverfahrens für Kondensatoren nach einer Ausführungsform;
7 ist ein erklärendes Diagramm des Kontrollverfahrens für Kondensatoren nach einer Ausführungsform;
8 ist ein erklärendes Diagramm des Kontrollverfahrens für Kondensatoren nach einer Ausführungsform;
9 ist ein erklärendes Diagramm des Kontrollverfahrens für Kondensatoren nach einer Ausführungsform;
10 ist ein erklärendes Diagramm des Kontrollverfahrens für Kondensatoren nach einer Ausführungsform;
11 ist ein erklärendes Diagramm des Kontrollverfahrens für Kondensatoren nach einer Ausführungsform;
12 ist ein erklärendes Diagramm des Kontrollverfahrens für Kondensatoren nach einer Ausführungsform;
13 ist ein erklärendes Diagramm des Kontrollverfahrens für Kondensatoren nach einer Ausführungsform;
14 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel für einen Prozess illustriert, der von einem Steuergerät nach der Ausführungsform ausgeführt wird;
15 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel des von dem Steuergerät nach der Ausführungsform ausgeführten Prozesses illustriert;
16 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel des von dem Steuergerät nach der Ausführungsform ausgeführten Prozesses illustriert;
17 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel des von dem Steuergerät nach der Ausführungsform ausgeführten Prozesses illustriert;
18 ist ein erklärendes Diagramm einer Messschaltung nach einem Modifikationsbeispiel der Ausführungsform; und
19 ist ein erklärendes Diagramm der Messschaltung nach dem Modifikationsbeispiel der Ausführungsform.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Vorrichtung zur Isolationswiderstandserkennung nach einer Ausführungsform wird nachfolgend unter Verweis auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. Außerdem ist die Erfindung nicht auf die unten beschriebene Ausführungsform beschränkt. Die Vorrichtung zur Isolationswiderstandserkennung nach dieser Ausführungsform, die auch eine Vorrichtung zur Ausfallerkennung ist, wird beispielsweise an einem Fahrzeug montiert, das mit der Antriebskraft eines Elektromotors fährt, wie etwa an einem Elektrofahrzeug, einem Hybridfahrzeug oder dergleichen.
Eine Hochspannungs-Sekundärbatterie (z. B. eine Lithium-Ionen-Batterie), die eine Hochspannung von mehreren 100 V oder mehr ausgibt, wird für eine Batterie verwendet, die den Elektromotor des Fahrzeugs mit elektrischer Leistung versorgt. Eine solche Batterie kann aufgrund eines elektrischen Lecks einen elektrischen Schlag verursachen.
So wird die Batterie in einem Isolierungsgehäuse oder dergleichen aufbewahrt und ist von der Außenseite des Gehäuses elektrisch isoliert. Das Gehäuse der Batterie ist ein Isolationselement, das mit der Batterie in elektrischen Kontakt kommt. Im Neuzustand weist das Gehäuse einen Widerstandswert von mehreren M Ω auf und leitet kaum Elektrizität. Die Isolierungsleistung des Batteriegehäuses kann sich jedoch verschlechtern, beispielsweise aufgrund von jahreszeitlichen Veränderungen und dergleichen. Die Vorrichtung zur Isolationswiderstandserkennung erkennt und überwacht daher einen Isolationswiderstand des Gehäuses, der ein Isolationswiderstand der Batterie ist.
[1. Einrichtungsbeispiel einer Vorrichtung zur Isolationserkennung]
1 ist ein erklärendes Diagramm, das ein Einrichtungsbeispiel einer Vorrichtung 1 zur Isolationswiderstandserkennung nach der Ausführungsform illustriert. Wie in 1 illustriert ist, ist die Vorrichtung 1 zur Isolationswiderstandserkennung über einen Isolationswiderstand 12 auf einer positiven Elektrodenseite und einen Isolationswiderstand 13 auf einer negativen Elektrodenseite mit einer Batterie 10 verbunden. Die Batterie 10 umfasst mehrere Batteriezellen 11, die in Reihe geschaltet sind.
Der Isolationswiderstand 12 auf der positiven Elektrodenseite und der Isolationswiderstand 13 auf der negativen Elektrodenseite sind keine Widerstandselemente, sondern ein Abschnitt des Isoliergehäuses, in dem die Batterie 10 aufbewahrt wird. Das heißt, der Isolationswiderstand 12 auf der positiven Elektrodenseite ist ein Isolationswiderstand eines Abschnitts des Gehäuses (Isolationselement auf der positiven Elektrodenseite), der mit der positiven Elektrode der Batterie in elektrischen Kontakt kommt. Der Isolationswiderstand 13 auf der negativen Elektrodenseite ist ein Isolationswiderstand eines Abschnitts des Gehäuses (Isolationselement auf der negativen Elektrodenseite), der mit der negativen Elektrode der Batterie in elektrischen Kontakt kommt. Der Isolationswiderstand 12 auf der positiven Elektrodenseite und der Isolationswiderstand 13 auf der negativen Elektrodenseite können Widerstandselemente sein, die zum elektrischen Isolieren der Batterie 10 von der Außenseite der Batterie 10 bereitgestellt werden.
Die Vorrichtung 1 zur Isolationswiderstandserkennung umfasst einen Messabschnitt 2 und ein Steuergerät 3. Der Messabschnitt 2 umfasst einen ersten Schalter 21, der mit der positiven Elektrode der Batterie 10 verbunden ist, einen zweiten Schalter 22, der mit der negativen Elektrode der Batterie 10 verbunden ist, Erkennungswiderstände 23, 24 und eine Messschaltung 25, die eine an die Erkennungswiderstände 23, 24 angelegte Spannung misst. Der Messabschnitt 2 umfasst ferner Steuerwiderstände 26, 27, Kondensatoren 28, 29, die parallel zu den Erkennungswiderständen 23, 24 zu verbinden sind, und einen Offsetspannungsanlegeabschnitt 30. Der Offsetspannungsanlegeabschnitt 30 legt eine vorbestimmte Offsetspannung an eine Verbindungsleitung an, die den ersten Schalter 21 und die Messschaltung 25 verbindet.
Das Steuergerät 3 umfasst einen Mikrocomputer mit einer CPU (zentrale Prozessoreinheit), einem ROM (Festwertspeicher), einem RAM (Direktzugriffspeicher) und dergleichen sowie verschiedene Schaltungen. Das Steuergerät 3, beispielsweise die CPU, verwendet den RAM als Arbeitsbereich, um ein im ROM gespeichertes Programm auszuführen. So steuert das Steuergerät 3 den ersten Schalter 21 und den zweiten Schalter 22.
Das Steuergerät 3 schaltet einen aus dem ersten Schalter 21 und dem zweiten Schalter 22 ein und schaltet den jeweils anderen aus dem ersten Schalter 21 und dem zweiten Schalter 22 aus, um eine Reihenschaltung aus der Batterie 10, den Isolationswiderständen 12, 13 der Batterie 10 und den Erkennungswiderständen 23, 24 zu bilden, und berechnet die Isolationswiderstände 12, 13 auf Grundlage der von der Messschaltung 25 gemessenen Spannung. Spezifische Beispiele für den Betrieb des Steuergeräts 3 werden später mit Verweis auf. 2 und 3 beschrieben.
Ein Abschnitt oder das gesamte Steuergerät 3 kann aus Hardware wie einer ASIC (einer anwendungsspezifisch integrierten Schaltung) und einem FPGA (einem im Feld programmierbaren Gate-Array) aufgebaut sein.
[2. Betrieb beim Erkennen des Isolationswiderstands]
Nachfolgend wird der Betrieb der Vorrichtung 1 zur Isolationswiderstandserkennung beim Erkennen von Isolationswiderständen mit Verweis auf 2 und 3 beschrieben. 2 und 3 sind erklärende Diagramme, die Betriebsbeispiele der Vorrichtung 1 zur Isolationswiderstandserkennung nach dieser Ausführungsform illustrieren.
Wenn beispielsweise ein Widerstandswert des Isolationswiderstands 13 auf der negativen Elektrodenseite erkannt wird, wie in 2 illustriert ist, schaltet das Steuergerät 3 in einem ersten Messmodus den ersten Schalter 21 ein und den zweiten Schalter 22 aus, um eine erste Reihenschaltung R1 zu bilden, die aus der Batterie 10, dem Erkennungswiderstand 23 und dem Isolationswiderstand 13 auf der negativen Elektrodenseite der Batterie 10 besteht. So führt das Steuergerät 3 einen ersten Messprozess zum Berechnen des Isolationswiderstands 13 auf der negativen Elektrodenseite auf Grundlage einer ersten Spannung V1 aus, die von der Messschaltung 25 gemessen wird. Dann misst die Messschaltung 25 die an den Erkennungswiderstand 23 angelegte erste Spannung V1 (Spannungsdifferenz zwischen den beiden Enden des Erkennungswiderstands 23) und gibt das Messergebnis an das Steuergerät 3 aus.
Hier fließt, wenn der Widerstandswert des Isolationswiderstands 13 auf der negativen Elektrodenseite ausreichend hoch ist, kaum ein Strom durch die erste Reihenschaltung R1. In diesem Fall weist die von der Messschaltung 25 gemessene erste Spannung V1 einen Wert nahe 0 V auf. Wenn andererseits der Widerstandswert des Isolationswiderstands 13 auf der negativen Elektrodenseite abnimmt, fließt ein Strom durch die erste Reihenschaltung R1. Dann weist die von der Messschaltung 25 gemessene erste Spannung V1 einen höheren Wert auf, wenn der Widerstandswert des Isolationswiderstands 13 auf der negativen Elektrodenseite abnimmt.
So berechnet das Steuergerät 3 den Widerstandswert des Isolationswiderstands 13 auf der negativen Elektrodenseite auf Grundlage der von der Messschaltung 25 gemessenen ersten Spannung V1. Wenn der berechnete Widerstandswert einem vorbestimmten Widerstandswert oder mehr entspricht, stellt das Steuergerät 3 fest, dass kein elektrisches Leck vorliegt. Außerdem stellt das Steuergerät 3 fest, dass ein elektrisches Leck vorliegt, wenn der berechnete Widerstandswert kleiner als der vorbestimmte Widerstandswert ist. Wenn das Steuergerät 3 festgestellt hat, dass ein elektrisches Leck vorliegt, warnt das Steuergerät 3 den Benutzer durch Verwendung einer Warnvorrichtung, wie etwa eine Warnleuchte, diesbezüglich.
Wenn beispielsweise ein Widerstandswert des Isolationswiderstands 12 auf der positiven Elektrodenseite erkannt wird, wie in 3 illustriert ist, schaltet das Steuergerät 3 in einem zweiten Messmodus den ersten Schalter 21 ein und den zweiten Schalter 22 ein, um eine zweite Reihenschaltung R2 zu bilden, die aus der Batterie 10, dem Erkennungswiderstand 23 und dem Isolationswiderstand 12 auf der positiven Elektrodenseite der Batterie 10 besteht. So führt das Steuergerät 3 einen zweiten Messprozess zum Berechnen des Isolationswiderstands 12 auf der positiven Elektrodenseite auf Grundlage einer zweiten Spannung V2 aus, die von der Messschaltung 25 gemessen wird. Dann misst die Messschaltung 25 die an den Erkennungswiderstand 24 angelegte zweite Spannung V2 (Spannungsdifferenz zwischen den beiden Enden des Erkennungswiderstands 24) und gibt das Messergebnis an das Steuergerät 3 aus.
Hier fließt, wenn der Widerstandswert des Isolationswiderstands 12 auf der positiven Elektrodenseite ausreichend hoch ist, kaum ein Strom durch die zweite Reihenschaltung R2. In diesem Fall weist die von der Messschaltung 25 gemessene zweite Spannung V2 einen Wert nahe 0 V auf. Wenn andererseits der Widerstandswert des Isolationswiderstands 12 auf der positiven Elektrodenseite abnimmt, fließt ein Strom durch die zweite Reihenschaltung R2. Dann weist die von der Messschaltung 25 gemessene zweite Spannung V2 einen höheren Wert auf, wenn der Widerstandswert des Isolationswiderstands 12 auf der positiven Elektrodenseite abnimmt.
So berechnet das Steuergerät 3 den Widerstandswert des Isolationswiderstands 12 auf der positiven Elektrodenseite auf Grundlage der von der Messschaltung 25 gemessenen zweiten Spannung V2. Wenn der berechnete Widerstandswert dem vorbestimmten Widerstandswert oder mehr entspricht, stellt das Steuergerät 3 fest, dass kein elektrisches Leck vorliegt. Außerdem stellt das Steuergerät 3 fest, dass ein elektrisches Leck vorliegt, wenn der berechnete Widerstandswert kleiner als der vorbestimmte Widerstandswert ist. Wenn das Steuergerät 3 festgestellt hat, dass ein elektrisches Leck vorliegt, warnt das Steuergerät 3 den Benutzer durch Verwendung einer Warnvorrichtung, wie etwa eine Warnleuchte, diesbezüglich.
Die Kondensatoren 28, 29 sind zur Glättung von Rauschkomponenten, die in der an den Erkennungswiderständen 23, 24 anliegenden Spannung enthalten sind, und zur Stabilisierung der an den Erkennungswiderständen 23, 24 anliegenden Spannung bereitgestellt. Wenn beispielsweise ein offener Ausfall in den Kondensatoren 28, 29 auftritt, wird das Messergebnis der vom Messabschnitt 2 gemessenen Spannung instabil und die Erkennungsgenauigkeit der Isolationswiderstände 12, 13 nimmt ab. Daher führt das Steuergerät 3 der Vorrichtung 1 zur Isolationswiderstandserkennung nach der Ausführungsform eine Kontrolle aus, ob die Kondensatoren 28, 29 ausgefallen sind oder nicht.
[3. Kontrollverfahren für Kondensatoren]
Als nächstes wird ein Kontrollverfahren für die Kondensatoren 28, 29 nach der Ausführungsform mit Verweis auf 4 bis 13 beschrieben. 4 bis 13 enthalten jeweils ein erklärendes Diagramm des Kontrollverfahrens für Kondensatoren nach einer Ausführungsform. Hier wird in einem Zustand, in dem der Isolationswiderstand 12 auf der positiven Elektrodenseite und der Isolationswiderstand 13 auf der negativen Elektrodenseite nicht verschlechtert sind, ein Fall beschrieben, in dem ein Isolationswiderstandswert des Isolationswiderstands 12 derselbe ist wie ein Isolationswiderstandswert des Isolationswiderstands 13.
Das Steuergerät 3 führt eine Erkennung der oben beschriebenen Isolationswiderstände und eine Kontrolle der Kondensatoren 28, 29 in einer Reihe von später beschriebenen Vorgängen aus. Speziell führt das Steuergerät 3 den ersten Messprozess (siehe 2), den zweiten Messprozess (siehe 3) und einen dritten Messprozess, der mit Verweis auf 4 beschrieben wird, sequenziell und wiederholt aus, um die Kontrolle der Kondensatoren 28, 29 auszuführen.
Wie in 4 illustriert ist, schaltet das Steuergerät 3 in einem dritten Messmodus den ersten Schalter 21 und den zweiten Schalter 22 aus, um den dritten Messprozess zum Berechnen einer Offsetspannung auf Grundlage einer dritten von der Messschaltung 25 gemessenen Spannung V3 auszuführen.
Dann erkennt das Steuergerät 3 als Ausfallerkennungsmodus eine Änderung der von der Messschaltung 25 gemessenen Spannung nach dem Umschalten von einem Messprozess auf einen anderen Messprozess aus dem ersten Messprozess, dem zweiten Messprozess und dem dritten Messprozess und erkennt Ausfälle der Kondensatoren 28, 29 auf Grundlage der Spannungsänderung. Außerdem kann das Steuergerät 3 mindestens zwei Messprozesse aus dem ersten Messprozess, dem zweiten Messprozess und dem dritten Messprozess aufweisen.
Die Messschaltung 25 umfasst beispielsweise einen Differenzverstärker 251, der in 5 illustriert ist. Wie in 5 illustriert ist, gibt der Differenzverstärker 251 eine Spannung an das Steuergerät 3 aus, die der Differenz zwischen der Spannung einer mit dem ersten Schalter 21 verbundenen Leitung und der Spannung einer mit dem zweiten Schalter 22 verbundenen Leitung entspricht. Wie oben beschrieben, umfasst die Messschaltung 25 den Differenzverstärker 251, der die erste Spannung V1 und die zweite Spannung V2 differenziell verstärkt. Daher ist es, da die Vorrichtung 1 zur Isolationswiderstandserkennung eine Messspannung mit einem Differenzverstärker 251 erkennt, möglich, die Kosten für die Messschaltung 25 zu verringern.
Dann führt das Steuergerät 3 beispielsweise die Kontrolle der Kondensatoren 28, 29 nach einem in 6 gezeigten Messplan aus. Wie in 6 illustriert ist, führt das Steuergerät 3 den dritten Messprozess in einem Zeitraum von einem Zeitpunkt t1 bis zu einem Zeitpunkt t2 aus. Im dritten Messprozess schaltet das Steuergerät 3 den ersten Schalter 21 und den zweiten Schalter 22 aus, um die von der Messschaltung 25 gemessene Spannung zu messen.
Das Steuergerät 3 führt den ersten Messprozess in einem Zeitraum vom Zeitpunkt t2 bis zu einem Zeitpunkt t3 aus. Beim ersten Messprozess schaltet das Steuergerät 3 den ersten Schalter 21 ein und den zweiten Schalter 22 aus, um die von der Messschaltung 25 gemessene Spannung zu messen. Das Steuergerät 3 führt den zweiten Messprozess in einem Zeitraum vom Zeitpunkt t3 bis zu einem Zeitpunkt t4 aus. Im zweiten Messprozess schaltet das Steuergerät 3 den ersten Schalter 21 aus und den zweiten Schalter 22 ein, um die von der Messschaltung 25 gemessene Spannung zu messen. Nachfolgend wiederholt das Steuergerät 3 sequenziell die Messprozesse in der Reihenfolge dritter Messprozess, erster Messprozess und zweiter Messprozess.
Im Messabschnitt 2 wird in einem normalen Zustand, in dem die Kondensatoren 28, 29 nicht abgeschaltet sind, beim Umschalten vom dritten Messprozess zum ersten Messprozess zum Zeitpunkt t2 der Kondensator 28 geladen. Beim Umschalten vom ersten auf den zweiten Messprozess zum Zeitpunkt t3 wird nachfolgend der Kondensator 28 entladen und der Kondensator 29 geladen. Nachfolgend wird der Kondensator 29 beim Umschalten vom zweiten auf den dritten Messprozess entladen.
Wenn sich die Kondensatoren 28, 29 also im normalen Zustand befinden, wie in 7 illustriert ist, steigt die von der Messschaltung 25 gemessene Spannung (nachfolgend als „gemessene Spannung“ bezeichnet) ab dem Zeitpunkt t2 bis zum Abschluss der Ladung des Kondensators 28 allmählich an. Außerdem nimmt die gemessene Spannung ab dem Zeitpunkt t4 bis zum Abschluss der Entladung des Kondensators 29 allmählich ab.
Wenn also die gemessene Spannung ab dem Zeitpunkt t2 allmählich ansteigt, stellt das Steuergerät 3 fest, dass der Kondensator 28 normal ist. Außerdem stellt das Steuergerät 3 fest, dass der Kondensator 29 normal ist, wenn die gemessene Spannung ab dem Zeitpunkt t4 allmählich abnimmt.
Wenn andererseits beispielsweise der Kondensator 28 abgeschaltet ist, wie in 8 illustriert ist, steigt die gemessene Spannung zum Zeitpunkt t2 schnell an, da der Kondensator 28 nicht geladen wird. Wenn also die gemessene Spannung zum Zeitpunkt t2 schnell ansteigt, stellt das Steuergerät 3 fest, dass der Kondensator 28 abgeschaltet ist.
Wenn beispielsweise der Kondensator 29 abgeschaltet ist, wie in 9 illustriert ist, nimmt die gemessene Spannung zum Zeitpunkt t4 schnell ab, da der Kondensator 28 nicht entladen wird. Wenn also die gemessene Spannung zum Zeitpunkt t4 schnell abnimmt, stellt das Steuergerät 3 fest, dass der Kondensator 29 abgeschaltet ist.
Wie oben beschrieben ist, kontrolliert das Steuergerät 3 die Kondensatoren 28, 29 in Abhängigkeit davon, ob die Änderung der von der Messschaltung 25 gemessenen Spannung nach dem Umschalten von dem einen Messprozess auf den anderen Messprozess aus dem ersten Messprozess, dem zweiten Messprozess und dem dritten Messprozess langsam oder schnell erfolgt.
Genauer gesagt, wenn die Zeit, bis sich die von der Messschaltung 25 gemessene Spannung nach dem Umschalten von dem einen Messprozess auf den anderen Messprozess aus dem ersten Messprozess, dem zweiten Messprozess und dem dritten Messprozess stabilisiert hat, eine vorbestimmte Zeit oder weniger beträgt, stellt das Steuergerät 3 fest, dass die Kondensatoren 28, 29 ausgefallen sind.
Außerdem stellt das Steuergerät 3 fest, dass die Kondensatoren 28, 29 nicht ausgefallen sind, wenn die Zeit, bis sich die von der Messschaltung 25 gemessene Spannung nach dem Umschalten von dem einen Messprozess auf den anderen Messprozess aus dem ersten Messprozess, dem zweiten Messprozess und dem dritten Messprozess stabilisiert hat, länger als die vorbestimmte Zeit ist.
Hier erkennt das Steuergerät 3 die Ausfälle der Kondensatoren 28, 29 auf Grundlage von mindestens entweder einer Zeit, in der die von der Messschaltung 25 gemessene Spannung zu steigen beginnt und sich dann stabilisiert, oder einer Zeit, in der die von der Messschaltung 25 gemessene Spannung zu sinken beginnt und sich dann stabilisiert.
So erkennt das Steuergerät 3 genau, ob Ausfälle der Kondensatoren 28, 29 vorliegen oder nicht. Das Steuergerät 3 erkennt auch das Vorliegen oder Nichtvorliegen von Ausfällen der Kondensatoren 28, 29 auf Grundlage einer Änderungsgeschwindigkeit der von der Messschaltung 25 gemessenen Spannung nach dem Umschalten von dem einen Messprozess auf den anderen Messprozess aus dem ersten Messprozess, dem zweiten Messprozess und dem dritten Messprozess.
In diesem Fall, wenn die Geschwindigkeit der Spannungsänderung eine vorbestimmte Geschwindigkeit oder mehr beträgt,
stellt das Steuergerät 3 fest, dass die Kondensatoren 28, 29 ausgefallen sind. Wenn die Geschwindigkeit der Spannungsänderung geringer ist als die vorbestimmte Geschwindigkeit, stellt das Steuergerät 3 fest, dass die Kondensatoren 28, 29 nicht ausgefallen sind.
Außerdem erkennt das Steuergerät 3 die Änderung der von der Messschaltung 25 gemessenen Spannung mehrmals in einem kürzeren Zeitraum als einem normalen Zeitraum nach dem Umschalten von dem einen Messprozess auf den anderen Messprozess aus dem ersten Messprozess, dem zweiten Messprozess und dem dritten Messprozess.
Speziell verwendet die Messschaltung 25 in einer normalen Zeit eine vorbestimmte Zeit, bis sich die an den Erkennungswiderständen 23, 24 angelegte Spannung nach dem Umschalten von dem einen Messprozess auf den anderen Messprozess aus dem ersten Messprozess, dem zweiten Messprozess und dem dritten Messprozess sicher stabilisiert, als einen Zeitraum zum Erkennen der Spannung.
Wenn die Messschaltung 25 eine Ausfallkontrolle der Kondensatoren 28, 29 ausführt, erkennt die Messschaltung 25 eine Spannung in dem oben beschriebenen einen Zeitraum mehrmals und gibt die erkannte Spannung an das Steuergerät 3 aus. So berechnet das Steuergerät 3 genau die Änderungsgeschwindigkeit der an die Erkennungswiderstände 23, 24 angelegten Spannung in einem extrem kurzen Zeitraum. Daher stellt das Steuergerät 3 das Vorliegen oder Nichtvorliegen von Ausfällen der Kondensatoren 28, 29 fest, bevor sich die an die Erkennungswiderstände 23, 24 angelegte Spannung zu ändern beginnt und sich dann stabilisiert.
Wenn die Widerstandswerte der Isolationswiderstände 12, 13 ausreichend hoch sind, wie in 10 illustriert ist, darf sich die von der Messschaltung 25 gemessene Spannung vor und nach dem Umschalten von dem einen Messprozess auf den anderen Messprozess aus dem ersten Messprozess, dem zweiten Messprozess und dem dritten Messprozess kaum ändern.
In diesem Fall ist die Zeit, in der sich die von der Messschaltung 25 gemessene Spannung zu ändern beginnt und sich dann stabilisiert, die vorbestimmte Zeit oder kürzer, sodass das Steuergerät 3 fälschlicherweise feststellen kann, dass die Kondensatoren 28, 29 offen ausgefallen sind, selbst, wenn die Kondensatoren 28, 29 nicht offen ausgefallen sind.
Wenn daher ein Änderungsbetrag der von der Messschaltung 25 gemessenen Spannung vor und nach dem Umschalten von dem einen Messprozess auf den anderen Messprozess aus dem ersten Messprozess, dem zweiten Messprozess und dem dritten Messprozess ein vorbestimmter Änderungsbetrag oder weniger ist, macht das Steuergerät 3 die Ausfallerkennungsergebnisse der Kondensatoren 28, 29 ungültig.
Der vorbestimmte Änderungsbetrag bedeutet, dass eine Differenz zwischen der gemessenen Spannung durch die erste in Reihe geschaltete Schaltung R1 und der gemessenen Spannung durch die zweite in Reihe geschaltete Schaltung R2 gering ist, wenn von einer der ersten in Reihe geschalteten Schaltung R1 und der zweiten in Reihe geschalteten Schaltung R2 zu einer anderen der ersten in Reihe geschalteten Schaltung R1 und der zweiten in Reihe geschalteten Schaltung R2 umgeschaltet wird, wobei die Zeit, während der sich die durch die Messschaltung 25 gemessene Spannung zu ändern beginnt und sich dann stabilisiert, die vorbestimmte Zeit oder weniger beträgt. Eine Bedeutung der Formulierung „macht die Ausfallerkennungsergebnisse ungültig“ umfasst auch „führt keine Ausfallerkennung aus“.
Daher kann, wenn die Widerstandswerte der Isolationswiderstände 12, 13 ausreichend hoch sind, verhindert werden, dass das Steuergerät 3 fälschlicherweise feststellt, dass die Kondensatoren 28, 29, die nicht offen ausgefallen sind, offen ausgefallen sind.
Hier wurde in dem Zustand, in dem der Isolationswiderstand 12 auf der positiven Elektrodenseite und der Isolationswiderstand 13 auf der negativen Elektrodenseite nicht verschlechtert sind, der Fall beschrieben, in dem der Isolationswiderstandswert des Isolationswiderstands 12 gleich dem Isolationswiderstandswert des Isolationswiderstands 13 ist. Dies ist jedoch nur ein Beispiel. In dem Zustand, in dem der Isolationswiderstand 12 auf der positiven Elektrodenseite und der Isolationswiderstand 13 auf der negativen Elektrodenseite nicht verschlechtert sind, kann der Isolationswiderstandswert des Isolationswiderstands 12 von dem Isolationswiderstandswert des Isolationswiderstands 13 abweichen.
In diesem Fall wird ein Widerstandselement mit einem der Isolationswiderstände 12 auf der positiven Elektrodenseite und dem Isolationswiderstand 13 auf der negativen Elektrodenseite in Reihe geschaltet. So ist der Widerstandswert eines aus dem Isolationswiderstand 12 auf der positiven Elektrodenseite und dem Isolationswiderstand 13 auf der negativen Elektrodenseite, mit dem das Widerstandselement verbunden ist, höher als der Widerstandswert eines anderen aus dem Isolationswiderstand 12 auf der positiven Elektrodenseite und dem Isolationswiderstand 13 auf der negativen Elektrodenseite.
Hier wird ein Fall beschrieben, in dem das Widerstandselement mit dem Isolationswiderstand 13 auf der negativen Elektrodenseite verbunden ist, d. h. ein Widerstandswert eines kombinierten Widerstands, der durch Reihenschaltung des Widerstandselements mit dem Isolationswiderstand 13 auf der negativen Elektrodenseite erhalten wird, ist größer als der Widerstandswert des Isolationswiderstands 12 auf der positiven Elektrodenseite.
In diesem Fall wird in Messabschnitt 2 in dem normalen Zustand, in dem die Kondensatoren 28, 29 nicht abgeschaltet sind, beim Umschalten vom dritten Messprozess auf den ersten Messprozess zum Zeitpunkt t2 der Kondensator 28 geladen. Beim Umschalten vom ersten auf den zweiten Messprozess zum Zeitpunkt t3 wird nachfolgend der Kondensator 28 entladen und der Kondensator 29 geladen. Nachfolgend wird der Kondensator 29 beim Umschalten vom zweiten auf den dritten Messprozess zum Zeitpunkt t4 entladen.
Wenn sich die Kondensatoren 28, 29 also im normalen Zustand befinden, wie in 11 illustriert ist, steigt die gemessene Spannung ab dem Zeitpunkt t2 bis zum Abschluss der Ladung des Kondensators 28 allmählich an. Außerdem nimmt die gemessene Spannung ab dem Zeitpunkt t3 allmählich ab, sinkt aber nicht auf die Offsetspannung. Weiter nimmt die gemessene Spannung ab dem Zeitpunkt t4 bis zum Abschluss der Entladung des Kondensators 29 allmählich ab.
Wenn also die gemessene Spannung ab dem Zeitpunkt t2 allmählich ansteigt, stellt das Steuergerät 3 fest, dass der Kondensator 28 normal ist. Außerdem stellt das Steuergerät 3 fest, dass der Kondensator 29 normal ist, wenn die gemessene Spannung ab dem Zeitpunkt 4 allmählich abnimmt.
Wenn andererseits beispielsweise der Kondensator 28 abgeschaltet ist, wie in 12 illustriert ist, steigt die gemessene Spannung zum Zeitpunkt t2 schnell an, da der Kondensator 28 nicht geladen wird. Außerdem nimmt die gemessene Spannung zum Zeitpunkt t3 schnell ab. Wenn also die gemessene Spannung zum Zeitpunkt t2 schnell ansteigt und zum Zeitpunkt t3 schnell abnimmt, stellt das Steuergerät 3 fest, dass der Kondensator 28 abgeschaltet ist.
Wenn beispielsweise der Kondensator 29 abgeschaltet ist, wie in 13 illustriert ist, nimmt die gemessene Spannung zum Zeitpunkt t4 schnell ab, da der Kondensator 28 nicht entladen wird. Wenn also die gemessene Spannung zum Zeitpunkt t4 schnell abnimmt, stellt das Steuergerät 3 fest, dass der Kondensator 29 abgeschaltet ist.
[4. Vom Steuergerät ausgeführter Prozess]
Nachfolgend wird ein von dem Steuergerät 3 ausgeführter Prozess mit Verweis auf 14 bis 17 beschrieben. Jede aus 14 bis 17 zeigt ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel für einen Prozess illustriert, der von dem Steuergerät 3 nach der Ausführungsform ausgeführt wird. Das Steuergerät 3 führt den in 14 illustrierten Prozess in einem Zeitraum, in dem das Netzteil des Fahrzeugs eingeschaltet ist, wiederholt aus.
Speziell wie in 14 illustriert ist, schaltet das Steuergerät 3 zunächst den ersten Schalter 21 ein und den zweiten Schalter 22 aus, um die erste Reihenschaltung R1 zu bilden (Schritt S101). Dann erkennt das Steuergerät 3 die erste Spannung V1, die an den Erkennungswiderstand 23 angelegt wird (Schritt S102).
Nachfolgend bestimmt das Steuergerät 3, ob die Zeit bis zur Stabilisierung der ersten Spannung V1 die vorbestimmte Zeit oder weniger beträgt (Schritt S103). Wenn das Steuergerät 3 festgestellt hat, dass die Zeit bis zur Stabilisierung der ersten Spannung V1 nicht die vorbestimmte Zeit oder weniger beträgt (Nein im Schritt S103), stellt das Steuergerät 3 fest, dass der Kondensator 28 normal ist und leitet den Prozess zu einem Schritt S107 über.
Wenn das Steuergerät 3 festgestellt hat, dass die Zeit, bis sich die erste Spannung V1 stabilisiert, die vorbestimmte Zeit oder weniger beträgt (Ja im Schritt S103), erkennt das Steuergerät 3 einen offenen Ausfall des Kondensators 28 (ein Schritt S104) und bestimmt, ob ein Änderungsbetrag der ersten Spannung V1 der vorbestimmte Änderungsbetrag oder weniger ist oder nicht (ein Schritt S105).
Wenn das Steuergerät 3 festgestellt hat, dass der Änderungsbetrag der ersten Spannung V1 nicht der vorbestimmte Änderungsbetrag oder weniger ist (Nein im Schritt S105), leitet das Steuergerät 3 den Prozess zum Schritt S107 über. Wenn das Steuergerät 3 festgestellt hat, dass der Änderungsbetrag der ersten Spannung V1 der vorbestimmte Änderungsbetrag oder weniger ist (Ja im Schritt S 105), macht das Steuergerät 3 ein Erkennungsergebnis des offenen Ausfalls des Kondensators 28 ungültig (ein Schritt S 106).
Nachfolgend führt das Steuergerät 3 im Schritt S107 eine Isolationswiderstandsbestimmung aus. Ein Beispiel für den Isolationswiderstandsbestimmungsprozess wird später mit Verweis auf 15 beschrieben. Dann schaltet das Steuergerät 3 den ersten Schalter 21 aus und den zweiten Schalter 22 ein, um die zweite Reihenschaltung R2 zu bilden (Schritt S108). Das Steuergerät 3 erkennt die zweite Spannung V2, die an den Erkennungswiderstand 24 angelegt wird (Schritt S109).
Nachfolgend bestimmt das Steuergerät 3, ob die Zeit bis zur Stabilisierung der zweiten Spannung V2 die vorbestimmte Zeit oder weniger beträgt (Schritt S110). Wenn das Steuergerät 3 festgestellt hat, dass die Zeit bis zur Stabilisierung der zweiten Spannung V2 nicht die vorbestimmte Zeit oder weniger beträgt (Nein im Schritt S110), stellt das Steuergerät 3 fest, dass der Kondensator 29 normal ist, und leitet den Prozess zu einem Schritt S114 über.
Wenn das Steuergerät 3 festgestellt hat, dass die Zeit, bis sich die zweite Spannung V2 stabilisiert, die vorbestimmte Zeit oder weniger beträgt (Ja im Schritt S110), erkennt das Steuergerät 3 einen offenen Ausfall des Kondensators 29 (ein Schritt S111) und bestimmt, ob ein Änderungsbetrag der zweiten Spannung V2 der vorbestimmte Änderungsbetrag oder weniger ist oder nicht (ein Schritt S112).
Wenn das Steuergerät 3 festgestellt hat, dass der Änderungsbetrag der zweiten Spannung V2 nicht der vorbestimmte Änderungsbetrag oder weniger ist (Nein im Schritt S112), leitet das Steuergerät 3 den Prozess zum Schritt S114 über. Nachdem das Steuergerät 3 festgestellt hat, dass der Änderungsbetrag der zweiten Spannung V2 der vorbestimmte Änderungsbetrag oder weniger ist (Ja im Schritt S112), macht das Steuergerät 3 ein Erkennungsergebnis des offenen Ausfalls des Kondensators 29 ungültig (ein Schritt S113) und führt den Isolationswiderstandsbestimmungsprozess aus (der Schritt S114).
Nachfolgend führt das Steuergerät 3 den dritten Messprozess aus (Schritt S115) und beendet den Prozess. Ein Beispiel für den dritten Messprozess wird später mit Verweis auf 16 beschrieben. Als Nächstes wird ein Beispiel für den Isolationswiderstandsbestimmungsprozess beschrieben, der vom Steuergerät 3 im Schritt S107 und im Schritt S114 mit Verweis auf 15 ausgeführt wird.
Wie in 15 illustriert ist, berechnet das Steuergerät 3 einen Widerstandswert eines Isolationswiderstands aus der vom Messabschnitt 2 gemessenen Spannung (Schritt S201). Hier berechnet das Steuergerät 3 in der Isolationswiderstandsbestimmung des Schritts S107 den Isolationswiderstandswert des Isolationswiderstands 13 auf der negativen Elektrodenseite aus der in Schritt S102 erkannten ersten Spannung V1.
Außerdem berechnet das Steuergerät 3 im Isolationswiderstandsbestimmungsprozess im Schritt S114 den Isolationswiderstandswert des Isolationswiderstands 12 auf der positiven Elektrodenseite aus der im Schritt S109 erkannten zweiten Spannung V2. Dann bestimmt das Steuergerät 3, ob der Isolationswiderstandswert dem vorbestimmten Widerstandswert oder einem höheren Wert entspricht, der kein Problem mit der Isolierung der Batterie 10 aufweist (Schritt S202).
Wenn das Steuergerät 3 festgestellt hat, dass der Isolationswiderstandswert dem vorbestimmten Widerstandswert oder mehr entspricht (Schritt S202), stellt das Steuergerät 3 fest, dass kein elektrischer Leckstrom vorliegt (Schritt S203), und beendet den Isolationswiderstandsbestimmungsprozess.
Außerdem stellt das Steuergerät 3 fest, dass ein elektrisches Leck vorliegt (Schritt S204), wenn das Steuergerät 3 im Schritt S202 festgestellt hat, dass der Isolationswiderstandswert nicht dem vorbestimmten Widerstandswert oder mehr entspricht (Nein im Schritt S202). Dann warnt das Steuergerät 3 den Benutzer vor dem elektrischen Leck (Schritt S205) und beendet den Isolationswiderstandsbestimmungsprozess.
Als Nächstes wird der dritte Messprozess mit Verweis auf 16 beschrieben. Wie in 16 illustriert ist, schaltet das Steuergerät 3 zuerst den ersten Schalter 21 aus, den zweiten Schalter 22 aus (Schritt S301) und erkennt die dritte Spannung V3 (Schritt S302) wenn das Steuergerät 3 den dritten Messprozess startet.
Nachfolgend bestimmt das Steuergerät 3, ob die Zeit bis zur Stabilisierung der dritten Spannung V3 die vorbestimmte Zeit oder weniger beträgt (Schritt S303). Wenn das Steuergerät 3 festgestellt hat, dass die Zeit bis zur Stabilisierung der dritten Spannung V3 nicht die vorbestimmte Zeit oder weniger beträgt (Nein im Schritt S303), stellt das Steuergerät 3 fest, dass der Kondensator 29 normal ist, und leitet den Prozess zu einem Schritt S307 über.
Wenn das Steuergerät 3 festgestellt hat, dass die Zeit, bis sich die dritte Spannung V3 stabilisiert, die vorbestimmte Zeit oder weniger beträgt (Ja im Schritt S303), erkennt das Steuergerät 3 einen offenen Ausfall des Kondensators 29 (ein Schritt S304) und bestimmt, ob ein Änderungsbetrag der dritten Spannung V3 der vorbestimmte Änderungsbetrag oder weniger ist oder nicht (ein Schritt S305).
Wenn das Steuergerät 3 festgestellt hat, dass der Änderungsbetrag der dritten Spannung V3 nicht der vorbestimmte Änderungsbetrag oder weniger ist (Nein im Schritt S305), leitet das Steuergerät 3 den Prozess zum Schritt S307 über. Wenn das Steuergerät 3 festgestellt hat, dass der Änderungsbetrag der dritten Spannung V3 der vorbestimmte Änderungsbetrag oder weniger ist (Ja im Schritt S305), macht das Steuergerät 3 das Erkennungsergebnis des offenen Ausfalls des Kondensators 29 ungültig (ein Schritt S306), speichert die erkannte dritte Spannung V3 als eine Offsetspannung (der Schritt S307) und beendet den Prozess.
Die im Schritt S307 gespeicherte dritte Spannung V3 wird zum Berechnen des Isolationswiderstands 12 auf der positiven Elektrodenseite und des Isolationswiderstands 13 auf der negativen Elektrodenseite verwendet. In der Vorrichtung 1 zur Isolationswiderstandserkennung wird, wenn die erste Spannung V1 im ersten Messprozess erkannt wird, die erste Spannung V1 + die dritte Spannung V3 von einem Operationsverstärker der Messschaltung 25 ausgegeben. Wenn sie geerdet ist, wird die erste Spannung V1 (+0 V) durch den Operationsverstärker ausgegeben. Da jedoch die Offsetspannung gespeichert ist, wird die erste Spannung V1 + die dritte Spannung V3 ausgegeben. Somit erkennt das Steuergerät 3 die erste Spannung V1 + die dritte Spannung V3 als die erste Spannung V1.
Der zweite Messprozess ähnelt dem ersten Messprozess. Die zweite Spannung V2 + die dritte Spannung V3 wird durch den Operationsverstärker ausgegeben, und das Steuergerät 3 erkennt die zweite Spannung V2 + die dritte Spannung V3 als die zweite Spannung V2. Wenn das Steuergerät 3 den Isolationswiderstand berechnet, subtrahiert das Steuergerät 3 die dritte Spannung V3 von der ersten Spannung V1 bzw. der zweiten Spannung V2, um die wahre erste Spannung V1 und die wahre zweite Spannung V2 ohne die Offsetspannung zu berechnen.
Als Modifikationsbeispiel des Erkennungsprozesses der Kondensatoren im Schritt S104 bis zum Schritt S106, der in 14 illustriert ist, kann das Steuergerät 3 beispielsweise den Schritt S106 löschen, den Schritt S104 durch den Schritt S105 ersetzen und im Schritt S105 „Ja“ durch „Nein“ ersetzen, um den Erkennungsprozess auszuführen.
17 ist ein Ablaufdiagramm, das das Modifikationsbeispiel des Erkennungsprozesses der Kondensatoren illustriert, der vom Steuergerät 3 anstelle des in 14 illustrierten Prozesses vom Schritt S104 zum Schritt S106 ausgeführt wird. Wie in 17 illustriert ist, schaltet das Steuergerät 3 im Fall von „Ja“ im Schritt S105 den Prozess auf Schritt S107, und im Fall von „Nein“ im Schritt S105 schaltet das Steuergerät 3 den Prozess auf Schritt S104, wenn das Steuergerät 3 den Erkennungsprozess nach dem Modifikationsbeispiel ausführt. In diesem Fall stellt das Steuergerät 3 fest, dass die Zeit bis zur Stabilisierung der ersten Spannung V1 die vorbestimmte Zeit oder weniger beträgt (Ja im Schritt S103). Wenn das Steuergerät 3 festgestellt hat, dass der Änderungsbetrag der ersten Spannung V1 den vorbestimmten Änderungsbetrag oder mehr beträgt (Nein im Schritt S105), erkennt das Steuergerät 3 den offenen Ausfall des Kondensators 28 (Schritt S104).
Wenn das Steuergerät 3 ferner festgestellt hat, dass die Zeit bis zur Stabilisierung der ersten Spannung V1 die vorbestimmte Zeit oder weniger beträgt (Ja im Schritt S103), und festgestellt hat, dass der Änderungsbetrag der ersten Spannung V1 der vorbestimmte Änderungsbetrag oder weniger ist (Ja im Schritt S105), führt das Steuergerät 3 außerdem den Prozess des Schritts S104 nicht aus (erkennt den offenen Ausfall des Kondensators 28 nicht). Mit diesem Verfahren wird der gleiche Prozess wie der Prozess des Ungültigmachens des Erkennungsergebnisses des offenen Ausfalls des Kondensators 28 im Schritt S106 ausgeführt.
Das oben beschriebene Verfahren mit der Änderung für Schritt S104 auf den in 14 illustrierten dargestellten Schritt S106 wird auch auf den Prozess vom Schritt S111 bis zum Schritt S113 angewendet. Das heißt, der Schritt S113 kann gestrichen werden, der Schritt S111 kann durch den Schritt S112 ersetzt werden, und „Ja“ kann durch „Nein“ im Schritt S112 ersetzt werden. Außerdem wird der Prozess mit der Änderung von Schritt S104 auf Schritt S106, der in 14 illustriert ist, auch auf den Prozess vom Schritt S304 bis zum Schritt S306 angewendet, der in 16 illustriert ist. Das heißt, der Schritt S306 kann gestrichen werden, der Schritt S304 kann durch den Schritt S305 ersetzt werden, und „Ja“ kann durch „Nein“ im Schritt S305 ersetzt werden.
[5. Modifikationsbeispiel]
Als nächstes wird eine Messschaltung 25a nach dem Modifikationsbeispiel der Ausführungsform mit Verweis auf 18 und 19 beschrieben. Jede aus 18 und 19 zeigt ein erklärendes Diagramm der Messschaltung 25a nach dem Modifikationsbeispiel der Ausführungsform.
Wie in 18 illustriert ist, umfasst die Messschaltung 25a einen ersten Detektor 252 und einen zweiten Detektor 253. Der erste Detektor 252 ist ein Differenzverstärker, der eine Spannung, die der Differenz zwischen der Spannung eines mit dem ersten Schalter 21 verbundenen Drahts und einer Massespannung entspricht, an ein Steuergerät 3 ausgibt. Der zweite Detektor 253 ist ein Differenzverstärker, der eine Spannung, die der Differenz zwischen der Spannung eines mit dem zweiten Schalter 22 verbundenen Drahts und einer Massespannung entspricht, an ein Steuergerät 3 ausgibt.
Wie oben beschrieben, umfasst die Messschaltung 25a den ersten Detektor 252, der eine erste Spannung V1 erkennt, und den zweiten Detektor 253, der eine zweite Spannung V2 erkennt. Der erste Detektor 252 und der zweite Detektor 253 erkennen eine Messspannung in einem Zeitraum, in dem das Steuergerät 3 den ersten Schalter 21 und den zweiten Schalter 22 nach einem in 6 illustrierten Messplan steuert.
Daher gibt der erste Detektor 252 die erste Spannung V1, die in 19. durch eine fette durchgezogene Linie gezeigt ist, an das Steuergerät 3 aus. Andererseits gibt der zweite Detektor 253 die zweite Spannung V2, die in 19 durch eine fette gestrichelte Linie gezeigt ist, an das Steuergerät 3 aus.
Daher erkennt das Steuergerät 3 einen Ausfall eines Kondensators 28 auf Grundlage einer Änderung der Messspannung ab einem Zeitpunkt t2, erkennt einen Ausfall eines Kondensators 29 auf Grundlage einer Änderung der Messspannung ab einem Zeitpunkt t4 und erkennt ferner die Ausfälle der Kondensatoren 28, 29 auf Grundlage der Messspannung zu einem Zeitpunkt t3.
Wenn beispielsweise die erste Spannung V1 ab dem Zeitpunkt t3 allmählich abnimmt, stellt das Steuergerät 3 fest, dass der Kondensator 28 normal ist. Wenn die erste Spannung V1 ab dem Zeitpunkt t3 schnell abnimmt, stellt das Steuergerät 3 fest, dass der Kondensator 28 abgeschaltet ist. Außerdem stellt das Steuergerät 3 fest, dass der Kondensator 28 normal ist, wenn die zweite Spannung ab dem Zeitpunkt t3 allmählich ansteigt. Wenn die zweite Spannung V2 ab dem Zeitpunkt t3 schnell ansteigt, stellt das Steuergerät fest, dass der Kondensator 29 abgeschaltet ist.
Da das Steuergerät 3, wie oben beschrieben, die erste Spannung V1 und die zweite Spannung V2 getrennt erkennt, erkennt das Steuergerät 3 die Ausfälle der Kondensatoren 28, 29 selbst dann genau, wenn fast kein Unterschied zwischen der ersten Spannung V1 und der zweiten Spannung V2 besteht und selbst dann, wenn ein erster Messprozess und ein zweiter Messprozess dazwischengeschaltet werden.
Fachleute auf dem Gebiet können sich leicht weitere Effekte und Abwandlungen vorstellen. Daher ist eine breitere Modifikation dieser Erfindung nicht auf die spezifische Beschreibung und die typischen Ausführungsformen beschränkt, die oben beschrieben und ausgedrückt wurden. Daher sind verschiedene Modifikationen möglich, ohne von dem allgemeinen Geist und Umfang der Erfindung, die durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente definiert ist, abzuweichen.
Obwohl die Erfindung ausführlich gezeigt und beschrieben wurde, ist die vorangehende Beschreibung in jeder Hinsicht illustrativ und nicht einschränkend. Es versteht sich daher, dass viele andere Modifikationen und Variationen entwickelt werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu sprengen.

Claims

Vorrichtung zur Ausfallerkennung (1), aufweisend: einen ersten Schalter (21), der eingerichtet ist, um mit einer positiven Elektrode einer Batterie (10) verbunden zu werden; einen zweiten Schalter (22), der eingerichtet ist, um mit einer negativen Elektrode der Batterie (10) verbunden zu werden; Erkennungswiderstände (23, 24), die zwischen dem ersten Schalter (21) und dem zweiten Schalter (22) in Reihe geschaltet sind; Kondensatoren (28, 29), die parallel zu den Erkennungswiderständen (23, 24) geschaltet sind; und eine Messschaltung (25), die eine an die Erkennungswiderstände (23, 24) angelegte Spannung misst, wobei mindestens zwei Messmodi aus (i) einem ersten Messmodus, in dem der erste Schalter (21) eingeschaltet und der zweite Schalter (22) ausgeschaltet ist, um eine erste Reihenschaltung zu bilden, die aus der Batterie (10), einem der Erkennungswiderstände (23) und einem Isolationselement (13) auf einer negativen Elektrodenseite der Batterie (10) besteht, das mit der negativen Elektrode der Batterie (10) in elektrischen Kontakt kommt, wobei ein Isolationswiderstand des Isolationselements (13) auf der negativen Elektrodenseite auf Grundlage einer ersten durch die Messschaltung (25) gemessenen Spannung berechnet wird, (ii) einem zweiten Messmodus, in dem der erste Schalter (21) ausgeschaltet und der zweite Schalter (22) eingeschaltet ist, um eine zweite Reihenschaltung zu bilden, die aus der Batterie (10), einem der Erkennungswiderstände (24) und einem Isolationselement (12) auf einer positiven Elektrodenseite der Batterie (10) besteht, das mit der positiven Elektrode der Batterie (10) in elektrischen Kontakt kommt, wobei ein Isolationswiderstand des Isolationselements (12) auf der positiven Elektrodenseite auf Grundlage einer zweiten von der Messschaltung (25) gemessenen Spannung berechnet wird, und (iii) einem dritten Messmodus, in dem der erste Schalter (21) und der zweite Schalter (22) ausgeschaltet sind und eine Offsetspannung auf Grundlage einer dritten von der Messschaltung (25) gemessenen Spannung berechnet wird, und ein Ausfallerkennungsmodus, der Ausfälle der Kondensatoren (28, 29) auf Grundlage einer Änderung der von der Messschaltung (25) gemessenen Spannung nach dem Umschalten von einem Messmodus auf einen anderen Messmodus erkennt, bereitgestellt sind.
Vorrichtung (1) zur Ausfallerkennung nach Anspruch 1, wobei nach dem Umschalten von dem einen Messmodus auf den anderen Messmodus die Änderung der von der Messschaltung (25) gemessenen Spannung mehrmals in einem kürzeren Zeitraum als einem normalen Zeitraum erkannt wird.
Vorrichtung (1) zur Ausfallerkennung nach Anspruch 1, wobei die Ausfallerkennungsergebnisse der Kondensatoren (28, 29) ungültig gemacht werden, wenn ein Änderungsbetrag der von der Messschaltung (25) gemessenen Spannung vor und nach dem Umschalten von dem einen Messmodus auf den anderen Messmodus ein vorbestimmter Änderungsbetrag oder weniger ist.
Vorrichtung (1) zur Ausfallerkennung nach Anspruch 1, wobei das Erkennen der Ausfälle der Kondensatoren (28, 29) nicht ausgeführt wird, wenn ein Änderungsbetrag der von der Messschaltung (25) gemessenen Spannung vor und nach dem Umschalten von dem einen Messmodus auf den anderen Messmodus ein vorbestimmter Änderungsbetrag oder weniger ist.
Vorrichtung (1) zur Ausfallerkennung nach Anspruch 1, wobei die Ausfälle der Kondensatoren (28, 29) erkannt werden, wenn die Zeit, bis sich die von der Messschaltung (25) gemessene Spannung nach dem Umschalten von dem einen Messmodus auf den anderen Messmodus stabilisiert, eine vorbestimmte Zeit oder weniger beträgt.
Vorrichtung (1) zur Ausfallerkennung nach Anspruch 1, wobei die Messschaltung (25) einen Differenzverstärker (251) aufweist, der die erste Spannung und die zweite Spannung differenziell verstärkt.
Vorrichtung (1) zur Ausfallerkennung nach Anspruch 1, wobei die Messschaltung (25) einen ersten Detektor (252), der die erste Spannung erkennt, und einen zweiten Detektor (253), der die zweite Spannung erkennt, aufweist.
Vorrichtung zur Ausfallerkennung (1), aufweisend: einen ersten Schalter (21), der eingerichtet ist, um mit einer positiven Elektrode einer Batterie (10) verbunden zu werden; einen zweiten Schalter (22), der eingerichtet ist, um mit einer negativen Elektrode der Batterie (10) verbunden zu werden; Erkennungswiderstände (23, 24), die zwischen dem ersten Schalter (21) und dem zweiten Schalter (22) in Reihe geschaltet sind; Kondensatoren (28, 29), die parallel zu den Erkennungswiderständen (23, 24) geschaltet sind; eine Messschaltung (25), die eine an die Erkennungswiderstände (23, 24) angelegte Spannung misst; und ein Steuergerät (3), das den ersten Schalter (21) und den zweiten Schalter (22) steuert, wobei das Steuergerät (3) mindestens zwei Messprozesse aus (i) einem ersten Messprozess, bei dem der erste Schalter (21) eingeschaltet und der zweite Schalter (22) ausgeschaltet ist, um eine erste Reihenschaltung zu bilden, die aus der Batterie (10), einem der Erkennungswiderstände (23) und einem Isolationselement (13) auf einer negativen Elektrodenseite der Batterie (10) besteht, das mit der negativen Elektrode der Batterie (10) in elektrischen Kontakt kommt, wobei ein Isolationswiderstand des Isolationselements (13) auf der negativen Elektrodenseite auf Grundlage einer ersten durch die Messschaltung (25) gemessenen Spannung berechnet wird, (ii) einem zweiten Messprozess, bei dem der erste Schalter (21) ausgeschaltet und der zweite Schalter (22) eingeschaltet ist, um eine zweite Reihenschaltung zu bilden, die aus der Batterie (10), einem der Erkennungswiderstände (24) und einem Isolationselement (12) auf einer positiven Elektrodenseite der Batterie (10) besteht, das mit der positiven Elektrode der Batterie (10) in elektrischen Kontakt kommt, wobei ein Isolationswiderstand des Isolationselements (12) auf der positiven Elektrodenseite auf Grundlage einer zweiten von der Messschaltung (25) gemessenen Spannung berechnet wird, und (iii) einem dritten Messprozess, in dem der erste Schalter (21) und der zweite Schalter (22) ausgeschaltet sind und eine Offsetspannung auf Grundlage einer dritten von der Messschaltung (25) gemessenen Spannung berechnet wird, ausführt, und Ausfälle der Kondensatoren (28, 29) auf Grundlage einer Änderung der von der Messschaltung (25) gemessenen Spannung nach dem Umschalten von einem Messprozess auf einen anderen Messprozess erkennt.
Vorrichtung (1) zur Ausfallerkennung nach Anspruch 8, wobei das Steuergerät (3) nach dem Umschalten von dem einen Messprozess auf den anderen Messprozess die Änderung der von der Messschaltung (25) gemessenen Spannung mehrmals in einem kürzeren Zeitraum als einem normalen Zeitraum erkennt.
Vorrichtung (1) zur Ausfallerkennung nach Anspruch 8, wobei das Steuergerät (3) die Ausfallerkennungsergebnisse der Kondensatoren (28, 29) ungültig macht, wenn ein Änderungsbetrag der von der Messschaltung (25) gemessenen Spannung vor und nach dem Umschalten von dem einen Messprozess auf den anderen Messprozess ein vorbestimmter Änderungsbetrag oder weniger ist.
Vorrichtung (1) zur Ausfallerkennung nach Anspruch 8, wobei das Steuergerät (3) keine Erkennung der Ausfälle der Kondensatoren (28, 29) ausführt, wenn ein Änderungsbetrag der von der Messschaltung (25) gemessenen Spannung vor und nach dem Umschalten von dem einen Messprozess auf den anderen Messprozess ein vorbestimmter Änderungsbetrag oder weniger ist.
Vorrichtung (1) zur Ausfallerkennung nach Anspruch 8, wobei das Steuergerät (3) die Ausfälle der Kondensatoren (28, 29) erkennt, wenn die Zeit, bis sich die von der Messschaltung (25) gemessene Spannung nach dem Umschalten von dem einen Messprozess auf den anderen Messprozess stabilisiert, eine vorbestimmte Zeit oder weniger beträgt.
Vorrichtung (1) zur Ausfallerkennung nach Anspruch 8, wobei die Messschaltung (25) einen Differenzverstärker (251) umfasst, der die erste Spannung und die zweite Spannung differenziell verstärkt.
Vorrichtung (1) zur Ausfallerkennung nach Anspruch 8, wobei die Messschaltung (25) einen ersten Detektor (252), der die erste Spannung erkennt, und einen zweiten Detektor (253), der die zweite Spannung erkennt, umfasst.