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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und den Vorteil der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2014-256277 , eingereicht am 18. Dezember 2014, wobei deren gesamte Inhalt hierin durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung zum Erfassen eines Erdschlusses eines Hochspannungssystems, das von einer Fahrzeugkarosserie elektrisch isoliert ist.
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STAND DER TECHNIK
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Ein Erdschluss-Erfassungskreis ist verwendet worden, um einen Erdschluss zwischen der Fahrzeugskarosserie und einer im Fahrzeug wie einem Elektroauto angeordneten Hochspannungssenergiequelle zu erfassen. Im Allgemeinen ist ein Erdschluss-Erfassungskreis im Steuerkreis eines Niederspannungssystems enthalten und muss geschützt werden, indem der vom Hochspannungsskreis isoliert wird. Wenn getrennt und vollständig isoliert kann der Kreis jedoch seine Funktion zum Erfassen eines Erdschlusses nicht erfüllen. Daher sind der Hochspannungssystemskreis und der Erdschluss-Erfassungskreis mit einem Kopplungskondensator gekoppelt, um nur die Gleichstromskomponente der Spannung zu blockieren, während sich die Wechselstromskomponente der Spannung ausbreitet. Die
JP 2005-233822 A (PTL 1) offenbart eine Konfiguration zum Erfassen eines Erdschlusses unter Verwendung eines solchen Kopplungskondensators.
8 ist ein Schaltbild, das eine Vereinfachung dieser Konfiguration darstellt. Wenn beispielsweise ein Erdschluss auf der Seite der negativen Elektrode einer Hochspannungsbatterie
91 aufgetreten ist, wird die Ausgangsspannung der Hochspannungsbatterie
91 zwischen einem Erdschlusswiderstand
92 und einem Gemeinsamespannung-Steuerwiderstand
93 geteilt. In diesem Fall, durch Vergleich der Spannung an den Enden des Kopplungskondensators
94 mit einem vorgegebenen Referenzwert kann das Auftreten eines Erdschlusses erfasst werden.
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In einer Konfiguration, bei der ein Kopplungskondensator wie oben verwendet wird, wird ein Erdschluss erfasst, indem die Eigenschaft verwendet wird, dass die Ausbreitung in Bezug auf ein Wechselstromsignal gut ist. Gleichzeitig bedeutet dies jedoch, dass ein Kopplungskondensator geringen Widerstand gegenüber dem Wechselstromsignal hat, was zum Risiko des Isolationsdurchschlags wegen temporäres Wechselstromrauschen führt.
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Das temporäre Wechselstromrauschen ist häufig auf eine kommerzielle Stromquelle zurückzuführen und kann in herkömmlichen kommerziellen Stromquellen auftreten. Konventionell sind einen Erdschluss-Erfassungskreis verwendende Fahrzeuge nur in begrenzten Bereichen eingesetzt worden. Und ausreichende Stehspannung ist sogar für die Kopplung mittels eines Kopplungskondensators, selbst unter der Annahme von solchem temporären Rauschen, bereitgestellt worden.
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ZITAT ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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ÜBERBLICK DER ERFINDUNG
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(Technisches Problem)
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Es wird jedoch erwartet, dass die Bereiche sich erweitern, in denen Fahrzeuge mit einem Erdschluss-Erfassungskreis verwendet werden. Dabei wird es schwieriger, die Art der zu verbindenden Rauschquellen vorherzusagen. Dies macht es notwendig, sich zu vorbereiten, durch Erhöhen der Stehspannung des Erdschluss-Erfassungskreises, also des Kopplungsabschnitts zwischen dem Niederspannungssystemskreis und dem Hochspannungssystemskreis. In diesem Fall könnte die AC-Stehspannung mittels des Kopplungskondensators unzureichend werden.
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Daher wäre es hilfreich, eine Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung bereitzustellen, bei der die Isolierung des Kopplungsabschnitts zwischen dem Niederspannungssystemskreis und dem Hochspannungssystemskreis eine geringe Wahrscheinlichkeit von Durchschlag hat, selbst wenn temporäres Wechselstromrauschen auftritt.
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(Lösung zum Problem)
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Zu diesem Zweck ist eine Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung zum Erfassen eines Erdschlusses eines Hochspannungssystems, das von einer Fahrzeugkarosserie elektrisch isoliert ist, wobei ein Niederspannungssystem mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist, und die Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung umfasst:
einen Transformator, der konfiguriert ist, um eine Gleichstromkomponente zwischen dem Niederspannungssystem und dem Hochspannungssystem zu blockieren;
einen Oszillationskreis, der im Niederspannungssystem vorgesehen ist und mit einer Primärspule des Transformators verbunden ist; und
einen im Hochspannungssystem vorgesehenen Spannungsteiler-Widerstand, der mit einer Sekundärspule des Transformators verbunden ist; wobei
die Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung eine Spitzenspannung des Spannungsteiler-Widerstandes misst, und die Spitzenspannung ein positiver Spitzenwert von Spannung ist, die im Spannungsteiler-Widerstand durch Spannung erzeugt wird, die in der Sekundärspule des Transformators in Übereinstimmung mit vom Oszillationskreis erzeugter Wechselspannung induziert wird; und
die Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung den Erdschluss des Hochspannungssystems unter Verwendung der Spitzenspannung des Spannungsteiler-Widerstandes erfasst.
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Eine Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung nach einem zweiten Aspekt vergleicht die Spitzenspannung des Spannungsteiler-Widerstandes mit einem ersten vorbestimmten Wert und erfasst den Erdschluss des Hochspannungssystems, wenn die Spitzenspannung niedriger ist.
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Eine Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung nach einem dritten Aspekt vergleicht die Spitzenspannung des Spannungsteiler-Widerstandes mit einem zweiten vorbestimmten Wert und bestimmt, dass Verkabelung zwischen der Sekundärspule des Transformators und dem Spannungsteiler-Widerstand getrennt ist wenn die Spitzenspannung niedriger ist; und
der zweite vorbestimmte Wert ist niedriger als der erste vorbestimmte Wert.
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Eine Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung nach einem vierten Aspekt, veranlasst einen im Hochspannungssystem enthaltenen Zellenüberwachungs-IC dazu,
die Spitzenspannung des Spannungsteiler-Widerstandes zu messen; und
ein Ergebnis von Messen der Spitzenspannung an einen im Niederspannungssystem enthaltenen Niederspannungssystems-Steuerkreis über Verkabelung zu übertragen, die zwischen dem Niederspannungssystems-Steuerkreis und dem Zellenüberwachungs-IC vorgesehen ist.
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Eine Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung nach einem fünften Aspekt veranlasst den Zellenüberwachungs-IC ferner dazu,
den Erdschlusses des Hochspannungssystems unter Verwendung der Spitzenspannung des Spannungsteiler-Widerstandes zu erfassen; und
ein Ergebnis von Erfassen des Erdschlusses an den im Niederspannungssystem enthaltenen Niederspannungssystems-Steuerkreis über Verkabelung zu übertragen, die zwischen dem Niederspannungssystems-Steuerkreis und dem Zellenüberwachungs-IC vorgesehen ist.
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Eine Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung nach einem sechsten Aspekt überträgt ein Ergebnis von Messen der Spitzenspannung des Spannungsteiler-Widerstandes über den Transformator an einen im Niederspannungssystem enthaltenen Niederspannungssystems-Steuerkreis.
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Eine Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung nach einem siebten Aspekt veranlasst den Niederspannungssystems-Steuerkreis dazu, den Erdschluss des Hochspannungssystems unter Verwendung der Spitzenspannung des Spannungsteiler-Widerstandes zu erfassen.
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In einer Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung nach einem achten Aspekt ist der Oszillationskreis als ein Differentialkreis ausgebildet, der Schaltungen kombiniert, die jeweils positive und negative Spannungen ausgeben.
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In einer Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung nach einem neunten Aspekt ist eine Anzahl von Windungen der Sekundärspule des Transformators größer als eine Anzahl von Windungen der Primärspule des Transformators.
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(Vorteilhafter Effekt)
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Bei der Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung nach dem ersten Aspekt weist die Isolierung des Kopplungsabschnitts zwischen dem Niederspannungssystemskreis und dem Hochspannungssystemskreis eine geringe Wahrscheinlichkeit von Durchschlag auf, selbst wenn temporäres Wechselstromrauschen auftritt.
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Die Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung nach dem zweiten Aspekt kann Absenkung des Isolationswiderstandes einfach erfassen und kann einen Hochspannungs-Erdschluss erfassen.
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Die Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung nach dem dritten Aspekt kann Trennung der Verkabelung zur Erdschlusserfassung erkennen, ohne dass eine separate Konfiguration erforderlich ist.
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Die Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung nach dem vierten Aspekt kann einen Erdschluss erfassen, ohne die Anzahl von Komponenten zu erhöhen, indem ein bestehender Zellenüberwachungs-IC verwendet wird.
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Die Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung nach dem fünften Aspekt kann einen Erdschluss erfassen, ohne die Anzahl von Komponenten zu erhöhen, indem ein vorhandener Zellenüberwachungs-IC verwendet wird.
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Die Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung nach dem sechsten Aspekt kann die Spitzenspannung des Spannungsteiler-Widerstandes, die bei Bestimmung eines Erdschlusses verwendet wird, an den Niederspannungssystems-Steuerkreis übertragen, ohne dass eine separate Konfiguration erforderlich ist.
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Die Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung nach dem siebten Aspekt kann einen Erdschluss erfassen, ohne die Anzahl von Komponenten zu erhöhen, indem ein bestehende Steuerkreis verwendet wird.
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Die Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung nach dem achten Aspekt kann den Widerstand gegen Gleichtaktrauschen erhöhen.
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Die Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung nach dem neunten Aspekt vereinfacht Messung der Wechselspannung, die im Spannungsteiler-Widerstand erzeugt wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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In den beigefügten Zeichnungen:
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1 ist ein Blockdiagramm einer Fahrzeugs-Erdschlusseerfassungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
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2 ist eine äquivalente Schaltung, die ein Verfahren zum Erfassen eines Hochspannungs-Erdschlusses darstellt;
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3 veranschaulicht die Wellenform der in die Primärspule eines Transformators eingegebenen Wechselspannung und die Wellenform der an beiden Enden eines Spannungsteiler-Widerstandes gemessenen Wechselspannung, wenn ein Erdschluss im Hochspannungssystem nicht aufgetreten ist;
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4 veranschaulicht die Wellenform der in die Primärspule eines Transformators eingegebenen Wechselspannung und die Wellenform der an beiden Enden eines Spannungsteiler-Widerstandes gemessenen Wechselspannung, wenn ein Erdschluss im Hochspannungssystem aufgetreten ist;
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5 ist ein Flussdiagramm, das Operationen der Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel darstellt;
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6 ist ein Blockdiagramm eines Oszillationskreises gemäß Modifikation 1;
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7 ist ein Blockdiagramm einer Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung gemäß Modifikation 2; und
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8 ist ein Schaltplan, der eine Konfiguration zum Erfassen eines Erdschlusses unter Verwendung eines Kopplungskondensators darstellt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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1 ist ein Blockdiagramm des Steuersystems in einem Fahrzeug, das eine Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel umfasst. Das Steuersystem des Fahrzeugs weist ein einen Niederspannungssystems-Steuerkreis 7 umfassendes Niederspannungssystem und ein einen Hochspannungssystems-Steuerkreis 8 umfassendes Hochspannungssystem auf. Der Niederspannungssystems-Steuerkreis 7 ist an der Fahrzeugkarosserie geerdet. Eine Batterie 81 ist mit dem Hochspannungssystems-Steuerkreis 8 verbunden. Die Ausgangsspannung der Batterie 81 beträgt in diesem Ausführungsbeispiel mehrere hundert Volt, ist aber nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Die Batterie 81 ist über einen Schalter 82 mit einem Ladegerät 83 verbunden. Das Ladegerät 83 ist ferner mit einer handelsüblichen Stromversorgung 84 verbunden. Da die im Niederspannungssystem umfassenen Komponenten durch das Anlegen einer Hochspannung wahrscheinlich beschädigt werden, das Niederspannungssystem und das Hochspannungssystem sind im Steuerungssystem des Fahrzeugs elektrisch isoliert. Wenn ein Erdschluss zwischen dem Hochspannungssystem und der Fahrzeugkarosserie auftritt (Hochspannungssystems-Erdschluss), könnte eine Hochspannung an die im Niederspannungssystem umfassenen Komponenten angelegt werden. Daher sind Maßnahmen zum Auflösen eines Erdschlusses im Hochspannungssystem erforderlich.
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Die Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist übers Niederspannungssystem und Hochspannungssystem angeordnet, überwacht einen Hochspannungssystems-Erdschluss und gibt eine Warnung aus, die Auflösung des Erdschlusses ermutigt, wenn ein Hochspannungssystemserdschluss aufgetreten ist. Die Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel umfasst einen Transformator 2, einen Oszillationskreis 3 und einen Spannungsteiler-Widerstand 4. Der Transformator 2 ist zwischen dem Niederspannungssystem und dem Hochspannungssystem angeordnet, um einen Kreis im Niederspannungssystem mit einem Kreis im Hochspannungssystem zu verbinden. Ein Ende einer Primärspule 21 des Transformators 2 ist vorzugsweise an der Fahrzeugkarosserie geerdet. Der Transformator 2 dient dazu, eine Gleichstromkomponente zu blockieren, während ein Signal zwischen dem Niederspannungssystem und dem Hochspannungssystem zu propagieren. Der Oszillationskreis 3 ist auf der Seite des Niederspannungsszstems angeordnet. Der Oszillationskreis 3 ist mit der Primärspule 21 des Transformators 2 verbunden. Der Spannungsteiler-Widerstand 4 ist auf der Seite des Hochspannungssystems angeordnet. Der Spannungsteiler-Widerstand 4 ist mit einer Sekundärspule 22 des Transformators 2 verbunden. Ein Spannungsteilung-Messkreis 41 zum Messen der Spannung an beiden Enden des Spannungsteiler-Widerstandes 4 ist auf der Seite des Hochspannungssystems angeordnet. Der Spannungsteilung-Messkreis 41 ist mit beiden Enden des Spannungsteiler-Widerstandes 4 verbunden. Ein Spannungsteilung-Bestimmungskreis 42, zu bestimmen, ob ein Hochspannungssystems-Erdschluss durch Bezugnahme auf die Spannung des Spannungsteiler-Widerstandes 4 aufgetreten ist, ist vorzugsweise auf der Seite des Hochspannungssystems angeordnet und mit dem Spannungsteilung-Messkreis 41 verbunden.
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Der Transformator 2 ist vorzugsweise ein typischer Transformator für die Kommunikation. Der Transformator 2 ist auch vorzugsweise als Maßnahme gegen magnetische Leckage geformt. Mit solchem Formen kann die Wirkung des Leckflusses vom Transformator 2 auf andere Komponenten unterdrückt werden. Der Transformator 2 weist vorzugsweise ein Windungsverhältnis von Eins zwischen der Primärspule 21 und der Sekundärspule 22 auf, aber das Windungsverhältnis ist nicht auf Eins beschränkt. Die Anzahl der Windungen der Sekundärspule 22 ist vorzugsweise größer als die Anzahl der Windungen der Primärspule 21. In diesem Fall ist die in der Sekundärspule 22 induzierte Spannung höher.
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Der Oszillationskreis 3 gibt eine Rechteckwelle mit einer Frequenz von 2 Hz als Wechselspannung aus, und der Spitzenwert dieser Spannung beträgt –5 V bis zu +5 V, aber diese Werte sind nicht beschränkend. Eine Dreieckswelle oder eine Sinusförmige Welle wird vorzugsweise als Wechselspannung ausgegeben. Im allgemeinen, kann jede Spannungswellenform ausgegeben werden, deren Größe und Polarität sich periodisch ändern. Für den Oszillationskreis 3 sind verschiedene Schaltungskonfigurationen möglich. Der Oszillationskreis 3 ist vorzugsweise eine Differenzschaltung, die Schaltungen kombiniert, die jeweils positive und negative Spannungen ausgeben. Bevorzugt ist ein Oszillationsspannungs-Messkreis 31 zum Messen der Ausgangsspannung des Oszillationskreises 3 vorgesehen. Der Oszillationsspannungs-Messkreis 31 ist mit beiden Enden des Oszillationskreises 3 verbunden.
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Der Spannungsteiler-Widerstand 4 weist vorzugsweise einen Widerstand von mehreren kΩ bis zu Hunderten von kΩ auf. Auch ist der Spannungsteiler-Widerstand 4 vorzugsweise durch einem oder mehreren Widerständen konfiguriert. Strom fließt aufgrund der in der Sekundärspule 22 des Transformators 2 induzierten Spannung in den Spannungsteiler-Widerstand 4. Spannung wird wegen dieses Stroms im Spannungsteiler-Widerstand 4 erzeugt. Der Spannungsteilung-Messkreis 41 misst diese Spannung. Wenn die Anzahl der Windungen der Sekundärspule 22 des Transformators 2 größer als die Anzahl der Windungen der Primärspule 21 ist, nimmt die in der Sekundärspule 22 induzierte Spannung zu, und die im Spannungsteiler-Widerstand 4 erzeugte Spannung nimmt ebenfalls zu. In diesem Fall wird die Spannung, die im Spannungsteiler-Widerstand 4 erzeugt wird, leichter durch den Spannungsteilung-Messkreis 41 gemessen.
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Der Spannungsteilung-Bestimmungskreis 42 erfasst einen Hochspannungssystems-Erdschluss durch Bestimmen, ob ein Hochspannungssystems-Erdschluss, durch Bezugnahme auf den gemessenen Wert der im Spannungsteiler-Widerstand 4 erzeugten Spannung, aufgetreten ist. Der Spannungsteilung-Bestimmungskreis 42 der Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist im Hochspannungssystem angeordnet und mit dem Spannungsteilung-Messkreis 41 verbunden, aber diese Konfiguration ist nicht beschränkend. Der Spannungsteilung-Bestimmungskreis 42 ist vorzugsweise im Niederspannungssystems-Steuerkreis 7 angeordnet, empfängt den gemessenen Wert der im Spannungsteiler-Widerstand 4 erzeugten Spannung vom Spannungsteilung-Messkreis 41, und bestimmt, ob ein Hochspannungssystems-Erdschluss aufgetreten ist, durch Bezugnahme auf den empfangenen Messwert. Die Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung 1 umfasst vorzugsweise Verkabelung zum Übertragen des gemessenen Wertes vom Spannungsteilung-Messkreis 41 zum Niederspannungssystems-Steuerkreis 7.
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Die Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist so konfiguriert, dass sie einen Hochspannungssystems-Erdschluss erfasst, durch Übertragen der Wechselspannung, die vom im Niedrspannungssystem vorgesehenen Oszillationskreis 3 ausgegebenen wird, ans Hochspannungssystem mittels des Transformators 2. Eine andere Möglichkeit besteht darin, einen Oszillationskreis auf der Seite des Hochspannungssystems vorzusehen (Vergleichsbeispiel). In diesem Vergleichsbeispiel verbraucht der Oszillationskreis jede Zelle der Batterie 81 direkt, was Variation der Spannung jeder Zelle verurasachen kann. Im Gegensatz dazu, ist in der Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Oszillationskreis 3 auf der Seite des Niederspannungssystemse angeordnet. Daher wird die Batterie 81 des Hochspannungssystems nicht direct verbraucht, was Variation in der Spannung jeder Zelle der Batterie 81 verhindert.
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Erdschlusserfassungsverfahren der Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung
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Das Verfahren, mit dem die Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung 1 einen Hochspannungssystems-Erdschluss erfasst, wird beschrieben. 2 ist eine äquivalente Schaltung, die den Teil der Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung 1 darstellt, der notwendig ist, um das Verfahren zum Erfassen eines Hochspannungssystemserdschlusses zu erklären. Anders als das Blockdiagramm in 1, 2 umfasst einen Isolationswiderstand 5 und schwebende Kondensator 6a, 6b, die eine äquivalente Schaltungsdarstellung sind, für den parasitären Widerstande und die parasitäre Kapazität, die virtuell zwischen dem Hochspannungssystem und der Fahrzeugkarosserie vorhanden sind. Zwei Widerstände sind als der Spannungsteiler-Widerstand 4 vorgesehen, also der Spannungsteiler-Widerstand 4a und der Spannungsteiler-Widerstand 4b. Die Widerstände des Spannungsteiler-Widerstandes 4a und der Widerstand des Spannungsteiler-Widerstandes 4b sind vorzugsweise gleich. Der Spannungsteilung-Messkreis 41 ist mit beiden Enden des Spannungsteiler-Widerstandes 4a verbunden. Ein Ende des Isolationswiderstandes 5 ist geerdet und das andere Ende des Isolationswiderstandes 5 ist mit einem Ende der Sekundärspule 22 des Transformators 2 verbunden. Ein Ende des schwebenden Kondensators 6a ist geerdet und das andere Ende des schwebenden Kondensators 6a ist mit einem Ende der Sekundärspule 22 des Transformators 2 zusammen mit dem Isolationswiderstand 5 verbunden. Ein Ende des schwebenden Kondensators 6b ist geerdet und das andere Ende des schwebenden Konensators 6b ist verbunden mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Spannungsteiler-Widerstand 4a und dem Spannungsteiler-Widerstand 4b. Auf der Grundlage von dieser äquivalenten Schaltung wird die Wellenform der Spannung, die im Spannungsteiler-Widerstand 4a erzeugt wird und vom Spannungsteilung-Messkreis 41 in Übereinstimmung mit der vom Oszillationskreis 3 ausgegebenen Wechselspannung gemessen wird, im Folgenden mit einem Schaltungssimulator simuliert.
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Die Wellenform von im Spannungsteiler-Widerstand 4a erzeugten Spannung wird beschrieben, wenn ein Erdschluss im Hochspannungssystem nicht aufgetreten ist, d.h. wenn ein isolierter Zustand zwischen dem Hochspannungssystem und der Fahrzeugkarosserie aufrechterhalten wird. Der Widerstand des Isolationswiderstandes 5 in der äquivalenten Schaltung in 2, um den isolierten Zustand zwischen dem Hochspannungssystem und der Fahrzeugkarosserie zu halten, ist ein extrem hoher Wert (z.B. 100 MΩ). Der Widerstand der Spannungsteiler-Widerstände 4a und 4b beträgt mehrere kΩ bis zu Hunderten von kΩ und jeder Widerständewert der Spannungsteiler-Widerstände 4a und 4b ist gleich. Zuerst gibt der Oszillationskreis 3 Wechselspannung aus. Die vom Oszillationskreis 3 ausgegebene Wechselspannung ist eine Rechteckwelle mit einer Frequenz von 2 Hz. Der Spitzenwert dieser Spannung liegt bei –5 V bis zu +5 V. Die vom Oszillationskreis 3 ausgegebene Wechselspannung ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt und kann eine andere Frequenz und einen Spitzenwert aufweisen oder eine andere Form, wie eine dreieckige oder eine sinusförmige Welle, sein. Als nächstes wird die vom Oszillationskreis 3 ausgegebene Wechselspannung in die Primärspule 21 des Transformators 2 eingegeben. Wenn die Wechselspannung in die Primärspule 21 eingegeben wird, wird Spannung in der Sekundärspule 22 induziert, und Strom fließt in die Sekundärspule. Der Strom wird zwischen den Spannungsteiler-Widerständen 4a, 4b und dem Isolationswiderstand 5 aufgeteilt. Aber in diesem Fall, da der Widerstand des Isolationswiderstandes 5 100 MΩ beträgt, fließt fast der gesamte Strom in die Spannungsteiler-Widerstände 4a, 4b. Durch den in die Spannungsteiler-Widerstände 4a, 4b fließenden Strom wird in den Spannungsteiler-Widerständen 4a, 4b Spannung erzeugt. Die im Spannungsteiler-Widerstand 4a erzeugte Spannung wird durch einen Schaltungssimulator simuliert. 3 veranschaulicht die Wellenform von Wechselspannungseingabe in die Primärspule 21 des Transformators 2 und die Wellenform von im Spannungsteiler-Widerstand 4a erzeugten Spannung dar, wenn ein Erdschluss im Hochspannungssystem nicht aufgetreten ist. Die Wellenform der Eingangswechselspannung wird mit einer gestrichelten Linie angezeigt, und die Wellenform der im Spannungsteiler-Widerstand 4a erzeugten Spannung wird mit einer durchgezogenen Linie angedeutet. Während die Eingangswechselspannung eine negative Spannung ist, erreicht die im Spannungsteiler-Widerstand 4a erzeugte Spannung zuerst den negativen Spitzenwert und steigt anschließend an. Als nächstes wird es geschaltet zur Phase, wo die Eingangswechselspannung eine positive Spannung ist, und die im Spannungsteiler-Widerstand 4a erzeugte Spannung erreicht den positiven Spitzenwert und fällt anschließend ab. Dieser Zyklus wiederholt sich dann. Bei diesem Ausführungsbeispiel beträgt der Spitzenwert der im Spannungsteiler-Widerstand 4a erzeugten Spannung etwa –0,75 V bis zu +0,75 V, wenn ein Erdschluss im Hochspannungssystem nicht aufgetreten ist.
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Als nächstes wird die Wellenform der im Spannungsteiler-Widerstand 4a erzeugten Spannung beschrieben, wenn ein Erdschluss im Hochspannungssystem aufgetreten ist. In diesem Fall senkt sich der Widerstand des Isolationswiderstandes 5, und der Widerstand des Isolationswiderstandes 5 in der äquivalenten Schaltung in 2 wird ein kleiner Wert (z. B. 1 kΩ). Die anderen Schaltungsparameter sind gleichen wie wenn ein Erdschluss im Hochspannungssystem nicht aufgetreten ist. Auch in gleicher Weise gibt der Oszillationskreis 3 Spannung aus, und die vom Oszillationskreis 3 ausgegebene Spannung wird in die Primärspule 21 des Transformators 2 eingegeben. In der Sekundärspule 22 wird Spannung induziert und Strom fließt in die Sekundärspule 22. Der Strom, der geteilt zwischen den Spannungsteiler-Widerständen 4a, 4b und dem Isolationswiderstand 5 fließt, unterscheidet sich zwischen den Fällen, wenn ein Erdschluss im Hochspannungssystem aufgetreten ist und nicht aufgetreten ist. Da der Widerstand des Isolationswiderstandes 5 niedriger als der Widerstand von mehreren kΩ bis zu Hunderten von kΩ der Spannungsteiler-Widerständen 4a und 4b ist, wird mehr Strom zum Isolationswiderstand 5 umgeleitet. Dementsprechend sich der Strom verringert, der in die Spannungsteiler-Widerstände 4a, 4b fließt, und demgemäß wird die im Spannungsteiler-Widerstand 4a erzeugte Spannung reduziert. 4 veranschaulicht die Wellenform der Wechselspannungseingabe in die Primärspule 21 des Transformators 2 und die Wellenform der im Spannungsteiler-Widerstand 4a erzeugten Spannung, wenn ein Erdschluss im Hochspannungssystem aufgetreten ist. Die Wellenform der Eingangswechselspannung wird mit einer gestrichelten Linie angezeigt, und die Wellenform der im Spannungsteiler-Widerstand 4a erzeugten Spannung ist mit einer durchgezogenen Linie angedeutet. Da die in die Spannungsteiler-Widerstände 4a, 4b fließende Spannung sich verringert, ist der Spitzenwert der im Spannungsteiler-Widerstand 4a erzeugten Spannung niedriger als wenn kein Erdschluss im Hochspannungssystem aufgetreten ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel beträgt der Spitzenwert der im Spannungsteiler-Widerstand 4a erzeugte Spannung etwa –0,25 V bis zu +0,25 V, wenn ein Erdschluss im Hochspannungssystem aufgetreten ist.
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Die Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung 1 kann bestimmen, ob ein Erdschluss im Hochspannungssystem aufgetreten ist, durch Bezugnahme auf den Spitzenwert der im Spannungsteiler-Widerstad 4a erzeugten Spannung. Die im Spannungsteiler-Widerstand 4a erzeugte Spannung hat positive und negative Spitzenwerte. Die absoluten Werte der positiven und negativen Spitzenwerte sind fast gleich. Daher wird bei diesem Ausführungsbeispiel, der positive Spitzenwert der im Spannungsteiler-Widerstand 4a erzeugten Spannung als die Spitzenspannung des Spannungsteiler-Widerstandes 4a angesehen. Der Spannungsteilung-Bestimmungskreis 42 der Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung 1 erfasst vorzugsweise einen Hochspannungssystems-Erdschluss, durch Bestimmen, ob ein Erdschluss im Hochspannungssystem aufgtreten ist, durch Bezugnahme auf die Spitzenspannung des Spannungsteiler-Widerstandes 4a.
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Der Spannungsteilung-Bestimmungskreis 42 der Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung 1 kann bestimmen, ob ein Erdschluss im Hochspannungssystem durch Bezugnahme auf die Spitzenspannung des Spannungsteiler-Widerstandes 4a aufgetreten ist. Zuerst vergleicht der Spannungsteilung-Bestimmungskreis 42 die Spitzenspannung des Spannungsteiler-Widerstandes 4a mit einem ersten vorbestimmten Wert. Wenn die Spitzenspannung des Spannungsteiler-Widerstandes 4a höher ist, bestimmt der Spannungsteilung-Bestimmungskreis 42, dass ein Erdschluss im Hochspannungssystem nicht aufgetreten ist. Vorzugsweise, wenn die Spitzenspannung des Spannungsteiler-Widerstandes 4a niedriger ist, bestimmt der Spannungsteilung-Bestimmungskreis 42, dass ein Erdschluss im Hochspannungssystem aufgetreten ist. Der erste vorbestimmte Wert wird eingestellt, in Übereinstimmung mit dem Widerstand des Spannungsteiler-Widerstandes. Bei diesem Ausführungsbeispiel beträgt der Spitzenwert der im Spannungsteiler-Widerstand 4a erzeugten Spannung etwa –0,75 V bis zu +0,75 V, wenn ein Erdschluss im Hochspannungssystem nicht aufgetreten ist. Mit anderen Worten, da der positive Spitzenwert ist etwa 0,75 V, d.h. die Spitzenspannung des Spannungsteiler-Widerstandes 4a beträgt etwa 0,75 V, der erste vorbestimmte Wert beträgt vorzugsweise mindestens weniger als 0,75 V. Mit dieser Vorgehensweise kann der Spannungsteilung-Bestimmungskreis 42 einen Hochspannungssystems-Erdschluss erfassen, durch Vergleichen der Spitzenspannung des Spannungsteiler-Widerstandes mit dem ersten vorbestimmten Wert zum einfachen Erfassen einer Abnahme im Isolationswiderstand.
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Als nächstes macht der Spannungsteilung-Bestimmungskreis 42 vorzugsweise eine weitere Bestimmung, wenn die Spitzenspannung des Spannungsteiler-Widerstandes 4a niedriger als der erste vorbestimmte Wert ist. Die Spitzenspannung des Spannungsteiler-Widerstandes 4a ist niedriger als der erste vorbestimmte Wert, nicht nur wenn ein Erdschluss im Hochspannungssystem aufgetreten ist, sondern auch wenn die Sekundärspule 22 des Transformators 2 von den Spannungsteiler-Widerständen 4a, 4b getrennt ist. Mit anderen Worten, wenn die Sekundärspule 22 des Transformators 2 von den Spannungsteiler-Widerständen 4a, 4b getrennt ist, fließt Strom von der Sekundärspule 22 nicht in die Spannungsteiler-Widerstände 4a, 4b. Die Spitzenspannung des Spannungsteiler-Widerstandes 4a wird somit null. Daher vergleicht der Spannungsteilung-Bestimmungskreis 42 vorzugsweise weiter die Spitzenspannung des Spannungsteiler-Widerstandes 4a mit einem zweiten vorbestimmten Wert. Wenn die Spitzenspannung des Spannungsteiler-Widerstandes 4a niedriger ist, bestimmt der Spannungsteilung-Bestimmungskreis 42, dass die Sekundärspule 22 des Transformators 2 von den Spannungsteiler-Widerständen 4a, 4b getrennt ist. Der zweite vorbestimmte Wert wird in Übereinstimmung mit dem ersten vorbestimmten Wert und der Konfiguration des Spannungsteilung-Messkreises bestimmt und ist niedriger als der erste vorbestimmte Wert. Bei diesem Ausführungsbeispiel beträgt der Spitzenwert der im Spannungsteiler-Widerstand 4a erzeugten Spannung etwa –0,25 V bis zu +0,25 V, wenn ein Erdschluss im Hochspannungssystem aufgetreten ist. Mit anderen Worten, da der positive Spitzenwert etwa 0,25 V beträgt, also beträgt die Spitzenspannung des Spannungsteiler-Widerstandes 4a etwa 0,25 V, ist der zweite vorbestimmte Wert vorzugsweise mindestens niedriger als 0,25 V. Mit dieser Vorgehensweise kann der Spannungsteilung-Bestimmungskreis 42 bestimmen, ob die Sekundärspule 22 und der Spannungsteiler-Widerstand 4 getrennt warden, durch Vergleich der Spitzenspannung des Spannungsteiler-Widerstandes mit dem zweiten vorbestimmten Wert.
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Dementsprechend, wenn daher die Spitzenspannung des Spannungsteiler-Widerstandes 4a niedriger als der erste vorbestimmte Wert und höher als der zweite vorbestimmte Wert ist, bestimmt der Spannungsteilung-Bestimmungskreis 42 vorzugsweise, dass der Widerstand des Isolationswiderstandes 5 sich abgesenkt hat und ein Erdschluss im Hochspannungssystem aufgetreten ist. Der Spannungsteilung-Bestimmungskreis 42 zählt vorzugsweise auch die Anzahl von Malen in denen der Widerstand des Isolationswiderstandes 5 sich abgesenkt hat, und bestimmt, dass ein Erdschluss im Hochspannungssystem bei Erreichen einer vorbestimmten Anzahl aufgetreten ist.
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Der Spannungsteilung-Bestimmungskreis 42 der Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel überträgt das Bestimmungsergebnis an den Niederspannungssystems-Steuerkreis 7. Zwar viele Übertragungsverfahren möglich sind, wird vorzugsweise ein dedizierter Verkabelung vorgesehen, die den Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung 1 und den Niederspannungssystems-Steuerkreis 7 verbindet, und diese Verkabelung wird zur Übertragung verwendet. Ein Spannungssignal wird vorzugsweise auch in die Sekundärspule 22 des Transformators 2 eingegeben und dann durch den Oszillationsspannungs-Messkreis 31, der ein in der Primärspule 21 des Transformators 1 induziertes Spannungssignal erfasst, an den Niederspannungssystems-Steuerkreis 7 übertragen. Übertragen der Spannungssignalen zwischen der Primärseite und der Sekundärseite des Transformators 2 auf diese Weise ermöglicht Übertragung der Spannungssignale, ohne die Anzahl der Komponenten zu erhöhen. Der Niederspannungssystems-Steuerkreis 7, der das Bestimmungsergebnis empfängt, steuert vorzugsweise das Fahrzeug entsprechend dem Bestimmungsergebnis. Wenn bestimmt wird, dass ein Erdschluss im Hochspannungssystem aufgetreten ist oder dass die Verkabelung, die den Spannungsteiler-Widerstand 4 verbindet, getrennt worden ist, blockiert vorzugsweise der Niederspannungssystems-Steuerkreis 7 die Verbindung zwischen der Batterie 81 und dem Ladegerät 83 durch Ausschalten des Schalters 82 um das Laden zu verhindern, anhält das Fahrzeug oder ergreift andere solchen Maßnahmen.
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Das oben beschriebene Verfahren zum Übertragen des Bestimmungsergebnisses an den Niederspannungssystems-Steuerkreis 7 kann auch verwendet werden, wenn die vom Spannungsteilung-Messkreis 41 gemessene Spitzenspannung des Spannungsteiler-Widerstandes an den Niederspannungssystems-Steuerkreis 7 übertragen wird. Der Niederspannungssystems-Steuerkreis 7 empfängt vorzugsweise die Spitzenspannung des Spannungsteiler-Widerstandes mit dem oben beschriebenen Verfahren und bestimmt durch Bezugnahme auf die Spitzenspannung, ob ein Erdschluss im Hochspannungssytem aufgetreten ist oder ob die den Spannungsteiler-Widerstand 4 verbindende Verkabelung getrennt ist. Auf der Grundlage des Bestimmungsergebnisses blockiert vorzugsweise der Niederspannungssystems-Steuerkreis 7 die Verbindung zwischen der Batterie 81 und dem Ladegerät 83 durch Ausschalten des Schalters 82, anhält das Fahrzeug oder ergreift andere solchen Maßnahmen. Mit dieser Vorgehensweise kann ein Erdschluss mittels eines vorhandenen Steuerkreises erfasst werden, ohne die Anzahl der Komponenten zu erhöhen.
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5 ist ein Flussdiagramm, das Operationen der Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel erklärt. Zuerst erzeugt die Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung 1 Wechselspannung unter Verwendung des Oszillationskreises 3 und gibt diese Wechselspannung in die Primärspule 21 des Transformators 2 ein (Schritt S10). Als nächstes, als Ergebnis der in der Sekundärspule 22 des Transformators 2 induzierten Spannung, wird Spannung im Spannungsteiler-Widerstand 4a erzeugt, und die Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung 1 verwendet den Spannugsteilung-Messkreis 41, um die Spitzenspannung des Spannungsteiler-Widerstandes 4a zu messen (Schritt S12). Die Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung 1 verwendet dann den Spannungsteilung-Bestimmungskreis 42, um diese Spitzenspannung des Spannungsteiler-Widerstandes 4a mit dem ersten vorbestimmten Wert zu vergleichen und um zu bestimmen, ob die Spitzenspannung des Spannungsteiler-Widerstandes 4a höher ist (Schritt S14).
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Wenn die Spitzenspannung des Spannungsteiler-Widerstandes 4a höher als der erste vorbestimmte Wert ist (Schritt S14: ja), bestimmt der Spannungsteilung-Bestimmungskreis 42, dass ein Erdschluss im Hochspannungssystem nicht aufgetreten ist (Schritt S16). Die Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung 1 bestimmt dann, ob ein Signal zum Stoppen des Ladens oder Stoppen des Fahrens von dem Niederspannungssystems-Steuerkreis 7 oder dem Hochspannungssystems-Steuerkreis 8 des Fahrzeugsteuersystems übertragen worden ist (Schritt S18). Wenn ein solches Signal übertragen worden ist (Schritt S18: ja), beendet die Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung 1 Erdschlusserfassungsoperationen. Wenn ein solches Signal nicht übertragen worden ist (Schritt S18: nein), kehrt die Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung 1 zum Schritt S10 zurück und setzt die Operationen fort.
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Wenn die Spitzenspannung des Spannungsteiler-Widerstandes 4a niedriger als der erste vorbestimmte Wert ist (Schritt S14: nein), vergleicht der Spannungsteilung-Bestimmungskreis 42 der Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung 1 dann die Spitzenspannung der Spannungsteiler-Widerstand 4a mit dem zweiten vorbestimmten Wert, um zu bestimmen, ob die Spitzenspannung des Spannungsteiler-Widerstandes 4a höher ist (Schritt S20).
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Wenn die Spitzenspannung des Spannungsteiler-Widerstandes 4a höher als der zweite vorbestimmte Wert ist (Schritt S20: ja), bestimmt der Spannungsteilung-Bestimmungskreis 42, dass der Widerstand des Isolationswiderstandes 5 sich abgesenkt hat (Schritt S22). Als nächstes zählt der Spannungsteilung-Bestimmungskreis 42 die Anzahl von Malen, in denen der Widerstand des Isolationswiderstandes 5 sich abgesenkt hat, und bestimmt, ob eine vorbestimmte Anzahl erreicht worden ist (Schritt S24). Wenn die Absenkung des Widerstandes des Isolationswiderstandes 5 zumindest mit einer vorgegebenen Anzahl von Malen erfasst worden ist (Schritt S24: ja), bestimmt der Spannungsteilung-Bestimmungskreis 42, dass ein Erdschluss im Hochspannungssystem aufgetreten ist und übertragt das Bestimmungsergebnis an den Niederspannungssystems-Steuerkreis 7 (Schritt S26). Die Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung 1 beendet dann die Erdschlusserfassungsoperationen. Wenn die Absenkung des Widerstandes des Isolationswiderstandes 5 weniger als eine vorbestimmte Anzahl von Malen erfasst worden ist (Schritt S24: nein), kehrt die Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung 1 zum Schritt S10 zurück und setzt Operationen fort.
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Wenn die Spitzenspannung des Spannungsteiler-Widerstandes 4a niedriger als der zweite vorbestimmte Wert ist (Schritt S20: ja), bestimmt der Spannungsteilung-Bestimmungsskreis 42 der Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung 1, dass die Sekundärspule 22 des Transformators 2 und die Spannungsteiler-Widerstände 4a, 4b getrennt worden sind, überträgt das Bestimmungsergebnis an den Niederspannungssystems-Steuerkreis 7 (Schritt S28) und beendet die Erdschlusserfassungsoperationen.
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Auf diese Weise, anstelle der Verwendung eines Kopplungskondensators zum Kopplen des Niederspannungssystems und des Hochspannungssystems, verwendet die Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel den Transformator 2, der eine höhere AC Stehspannung als ein Kopplungskondensator aufweist. Damit kann eine Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung bereitgestellt werden, bei der die Isolierung des Kopplungsabschnitts zwischen dem Niederspannungssystemskreis und dem Hochspannungssystemskreis eine geringe Wahrscheinlichkeit von Durchschlag aufweist, selbst wenn temporäres Wechselstromrauschen auftritt.
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Modifikation 1
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Als Modifikation 1 gegen die Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird der Fall beschriben, wo der Oszillationsskreise 3 als Differentialschaltung konfiguriert wird. 6 ist ein Blockdiagramm, in dem der Oszillationskreis 3 als Differenzschaltung ausgebildet ist. Der Oszillationskreis 3 umfasst einen ersten Spannungsausgangskreis 32 und einen zweiten Spannungsausgangskreis 33. Ein Oszillations-Steuerkreis 34 ist mit dem ersten Spannungsausgangskreis 32 und dem zweiten Spannungsausgangskreis 33 verbunden und steuert den Zeitpunkt, zu dem die Spannung jeweils an den Oszillationskreis ausgegeben wird. Der Oszillations-Steuerkreis 34 ist mit der handelsüblichen Stromversorgung 84 verbunden und ist auch geerdet, vorzugsweise an der Fahrzeugkarosserie. Der Ausgangsanschluß des ersten Spannungsausgangskreises 32 und der Ausgangsanschluß des zweiten Spannungsausgangskreises 33 sind mit den jeweiligen Enden der Primärspule 21 des Transformators 2 verbunden.
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Im Folgenden wird der Fall des Oszillationskreises 3 beschrieben, der die Wechselspannung als Rechteckwelle mit einer Frequenz von 2 Hz und einem Spitzenwert von –5 V bis zu +5 V ausgibt. Das Vorzeichen der an die Primärspule 21 des Transformators 2 angelegten Spannung ist positiv, wenn die Spannung des Anschlusses, der mit dem ersten Spannungsausgangsskreis 32 verbunden ist, höher ist als die Spannung des Anschlusses, der mit dem zweiten Spannungsausgangskreis 33 verbunden ist. Für die ersten 0,25 Sekunden wird der Ausgangsanschluss des ersten Spannungsausgangskreises 32 zuerst geerdet, und der zweite Spannungsausgangskreis 33 gibt +5 V Gleichspannung aus. In diesem Fall wird –5 V Spannung an die Primärspule 21 des Transformators 2 angelegt. Für die nächsten 0,25 Sekunden wird der Ausgangsanschluß des zweiten Spannungsausgangskreises 33 geerdet und der erste Spannungsausgangskreis 32 gibt +5 V Gleichspannung aus. In diesem Fall wird +5 V Spannung an die Primärspule 21 des Transformators 2 angelegt. Für die weiteren nächsten 0,25 Sekunden wird der Ausgangsanschluß des ersten Spannungsausgangskreises 32 geerdet und der zweite Spannungsausgangskreis 33 gibt –5 V Gleichspannung aus. Dann wird für die nächsten 0,25 Sekunden der Ausgangsanschluß des zweiten Spannungsausgangskreises 33 geerdet und der erste Spannungsausgangskreis 32 gibt +5 V Gleichspannung aus. Durch Wiederholung dieser Operationen wird die Wechselspannung in die Primärspule 21 des Transformators 2 eingegeben wird, die durch die gestrichelten Linien in den 2 oder 3 dargestellt sind, also die Wechselspannung als Rechteckwelle mit einer Frequenz von 2 Hz und einem Spitzenwert von –5 V bis zu +5 V.
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Wechselstromrauschen wird manchmal von der handelsüblichen Stromversorgung 84 eingegeben, die mit dem Oszillations-Steuerkreis 34 verbunden ist. In diesem Fall wird das Wechselstromrauschen als Gleichtaktrauschen in den ersten Spannungsausgangskreis 32 und den zweiten Spannungsausgangskreis 33 eingegeben, die als Differenzschaltung mit dem Oszillations-Steuerkreis 34 verbunden sind, und diese Rauschen heben sich am jeweiligen Ausgangsziel auf. Dementsprechend kann durch Konfigurieren des Oszillationskreises 3 als eine Differentialschaltung der Widerstand gegen Gleichtaktrauschen erhöht werden.
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Modifikation 2
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Als Modifikation 2 gegen die Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird eine Konfiguration beschrieben, die ein Zellenüberwachungs-IC 85 verwendet, um die Funktionen des Spannungsteilung-Messkreises 41 und des Spannungsteilung-Bestimmungskreises 42 zu ersetzen. Der Zellenüberwachungs-IC 85 steuert die Zellenspannung der Batterie 81.
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7 ist ein Blockdiagramm dieser Modifikation. Die Unterschiede aus 1 werden beschrieben. Zuerst ist der Zellenüberwachungs-IC 85 im Hochspannungssystem angeordnet. Der Zellenüberwachungs-IC 85 ist mit jeder der Zellen der Batterie 81 verbunden und steuert diese. Der Zellenüberwachungs-IC 85 ist ebenfalls mit dem Hochspannungssystems-Steuerkreis 8 verbunden. Weiterhin ist der Zellenüberwachungs-IC 85 mit dem Niederspannungssystems-Steuerkreis 7 über ein Isolierelement 86 verbunden. Mit einer solchen Verbindung durch das Isolierelement 86 können Signale unter Beibehaltung von Isolierung zwischen dem Niederspannungssystem und dem Hochspannungssystem übertragen und empfangen werden. Vorzugsweise wird als Isolierelement 86 ein Photokoppler verwendet. Die Verkabelung zwischen dem Zellenüberwachungs-IC 85 und dem Niederspannungssystems-Steuerkreis 7 umfasst vorzugsweise zwei Kabel: ein Kabel, das für die Signalübertragung vom Zellenüberwachungs-IC 85 verwendet wird, und ein Kabel, das für den Signalempfang im Zellenüberwachungs-IC 85 verwendet wird. Das Isolierelement 86 ist vorzugsweise in jedem dieser Kabel vorgesehen.
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Der Zellenüberwachungs-IC 85 ist vorzugsweise mit beiden Enden des Spannungsteiler-Widerstandes 4 der Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung 1 verbunden. Damit kann der Zellenüberwachungs-IC 85 die im Spannungsteiler-Widerstand 4 erzeugte Spannung messen und die Funktionen des Spannungsteilung-Messkreises 41 ersetzen. Der Zellenüberwachungs-IC 85 überträgt vorzugsweise die gemessene Spannung des Spannungsteiler-Widerstandes 4 an den Niederspannungssystems-Steuerkreis 7. Der Zellenüberwachungs-IC 85 ersetzt vorzugsweise die Funktionen des Spannungsteilung-Bestimmungskreises 42 und bestimmt, ob Trennung oder ein Erdschluss aufgetreten ist. Der Zellenüberwachungs-IC 85 überträgt noch bevorzugter das Bestimmungsergebnis, das durch Ersetzen der Funktionen des Spannungsteilung-Bestimmungskreises 42 erhalten wird, über das Isolierelement 86 an den Niederspannungssystems-Steuerkreises 7. Auf diese Weise, durch Ersetzen der Funktionen des Spannungsteilung-Messkreises 41 und des Spannungsteilung-Bestimmungskreises 42 vom Zellenüberwachungs-IC 85, kann die Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung 1 die im Spannungsteiler-Widerstand erzeugte Spannung messen und Signale übertragen, ohne die Anzahl der Komponenten zu erhöhen.
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Die vorliegende Erfindung ist basierend auf Ausführungsbeispielen und Zeichnungen beschreiben worden, ist es aber anzumerken, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen für den Fachmann auf der Grundlage dieser Offenbarung offensichtlich sind. Daher sind solche Änderungen und Modifikationen so zu verstehen, dass sie im Rahmen dieser Offenbarung enthalten sind. Zum Beispiel können die Funktionen und dergleichen, die in den verschiedenen Komponenten und Schritten enthalten sind, in irgendeiner logisch konsistenten Weise umkonfiguriert werden. Weiterhin können Komponenten und Schritte in eins kombiniert warden, oder die können dividiert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeugs-Erdschlusserfassungsvorrichtung
- 2
- Transformator
- 21
- Primärspule
- 22
- Sekundärspule
- 3
- Oszillationskreis
- 31
- Oszillationsspannungs-Messkreis
- 32
- erster Spannungsausgangsskreis
- 33
- zweiter Spannungsausgangskreis
- 34
- Oszillations-Steuerkreis
- 4, 4a, 4b
- Spannungsteiler-Widerstand
- 41
- Spannungsteilung-Messkreis
- 42
- Spannungsteilung-Bestimmungskreis
- 5
- Isolationswiderstand
- 6a, 6b
- schwebender Kondensator
- 7
- Niederspannungssystems-Steuerkreis
- 8
- Hochspannungssystems-Steuerkreis
- 81
- Batterie
- 82
- Schalter
- 83
- Ladegerät
- 84
- handelsübliche Stromversorgung
- 85
- Zellenüberwachung IC
- 86
- Isolierelement
- 91
- Batterie
- 92
- Erdschlusswiderstand
- 93
- Gemeinsamespannung-Steuerwiderstand
- 94
- Koppelkondensator
