DE102012220456A1 - Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung für eine Bordhochspannungsvorrichtung und Leckwiderstandsdetektionsverfahren dafür - Google Patents

Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung für eine Bordhochspannungsvorrichtung und Leckwiderstandsdetektionsverfahren dafür Download PDF

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Mitsunori Nishida
Yuji ZUSHI
Kouichi Yasukawa
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Abstract

Eine Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung beinhaltet einen Kopplungskondensator, der einen Anschluss mit einer Bordhochspannungsvorrichtung verbunden hat und einen anderen Anschluss mit einer repetitiven Signalausgabeschaltung verbunden hat, und der einen Leckwiderstand als eine Funktion einer Übergangszeit misst, während der eine Überwachungsspannung, die ein Potential an dem anderen Anschluss des in Reaktion auf einen Betrieb eines Lade/Entlade-Schaltelements, das in Reaktion auf ein repetitives Impulssignal arbeitet, zu ladenden/entladenden Kopplungskondensators sich von einer vorgegebenen Spannung ändert, um eine andere vorgegebene Spannung zu erreichen. Wenn der gemessene Leckwiderstand gleich oder kleiner einem vorgegebenen Grenzleckwiderstand geworden ist, erzeugt die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung eine Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung für eine Bordhochspannungsvorrichtung, die mit einer Bordhochspannungsvorrichtung verbindbar ist, die eine Bordhochspannungsgleichstromquelle und eine elektrische Hochspannungslast, welche durch die Hochspannungsgleichstromquelle zu versorgen und anzutreiben ist, enthält, und die einen Leckwiderstand in Bezug auf eine Fahrzeugkarosserie misst, wie durch äquivalente Leckwiderstände auf den Positiv- und Negativpotentialseiten der Bordhochspannungsvorrichtung typisiert, um so eine Abnormalität mitzuteilen, wenn der Leckwiderstand sich mindert, und bezieht sich auch auf ein Leckwiderstandsdetektionsverfahren für die Bordhochspannungsvorrichtung.
  • 2. Beschreibung verwandten Standes der Technik
  • Im Allgemeinen verwenden ein Elektrofahrzeug, ein Hybridelektrofahrzeug oder andere solche Fahrzeuge eine Kombination einer 12-V-Gleichstromniederspannungsbatterie und einer Hochspannungsbatterie, wie etwa beispielsweise eines 400-V-Gleichstrombatteriepakets. Ein Negativanschluss der Niederspannungsbatterie ist mit einer Fahrzeugkarosserie verbunden, aber die Hochspannungsbatterie und eine durch die Hochspannungsbatterie zu versorgende und anzutreibende Hochspannungselektriklast sind in der Fahrzeugkarosserie montiert, während sie im Wesentlichen vollständig gegenüber der Fahrzeugkarosserie isoliert sind. Bei dieser Art von Fahrzeug misst eine Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung, welche durch die Niederspannungsbatterie versorgt und angetrieben wird, einen Isolationswiderstand (der dieselbe Bedeutung wie der Leckwiderstand hat) der gesamten Hochspannungsvorrichtung, um dadurch Anwesenheit oder Abwesenheit einer Erdungsabnormalität zu detektieren.
  • Beispielsweise ist eine in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2002-209331 beschriebene Erdungsdetektionsvorrichtung für ein Elektrofahrzeug eine Erdungsdetektionsvorrichtung für ein Elektroauto, das eine elektrisch gegenüber der Fahrzeugkarosserie isolierte Hochspannungsgleichstromquelle und einen durch eine Gleichspannung aus der Hochspannungsgleichstromquelle angetriebenen Drei-Phasen-Wechselstrommotor aufweist. Die Erdungsdetektionsvorrichtung beinhaltet einen Mikrocomputer, der ein Erdungsdetektionssignal, das eine Rechteckwelle repräsentiert, über einen Detektionswiderstand und einen Kopplungskondensator an die Hochspannungsgleichstromquelle liefert. Der Mikrocomputer detektiert einen Spannungsamplitudenwert am Erdungsdetektionspunkt entsprechend einem Verbindungspunkt zwischen dem Detektionswiderstand und dem Kopplungskondensator. Basierend auf einer voreingestellten Beziehung zwischen einem Spannungsamplitudenwert und einem Isolationswiderstandswert wandelt der Mikrocomputer den detektierten Spannungsamplitudenwert in einen Isolationswiderstandswert um und vergleicht den umgewandelten Isolationswiderstandswert mit einem vorgegebenen Erdungsbestimmungsschwellenwert, um dadurch den Grad an Degradierung bei dem Isolationswiderstand der Hochspannungsgleichstromquelle zu detektieren. Somit kann die Schaltungskonfiguration vereinfacht werden und kann der Reduktionsgrad bei dem Isolationswiderstand in Bezug auf die Fahrzeugkarosserie mit hoher Genauigkeit detektiert werden.
  • Zuerst wird die Erdungsdetektionsvorrichtung der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2002-209331 detailliert unter Bezugnahme auf die 28 und 29 beschrieben. Der Name jedes Elements wird durch den Namen in der vorliegenden Erfindung, die später beschrieben wird, ersetzt. Bezug nehmend auf 28, die ein Gesamtkonfigurationsdiagramm der konventionellen Vorrichtung ist, beinhaltet eine Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung 50 eine Arithmetiksteuerschaltung 20, die hauptsächlich durch einen Mikroprozessor gebildet ist, und eine Repetitivsignalausgabeschaltung 30 und eine Überwachungssignalverarbeitungsschaltung 40.
  • Eine Bordhochspannungsvorrichtung 60 enthält eine elektrische Hochspannungslast (nicht gezeigt), die eine Hochspannungsgleichstromquelle 61 beinhaltet. Die Bordhochspannungsvorrichtung 60 ist in einer Fahrzeugkarosserie 11 montiert, während sie ihr gegenüber isoliert ist, hat aber Äquivalenzleckwiderstände R1 und R2. Ein Kopplungskondensator 51 weist einen Anschluss B auf, der beispielsweise mit einem negativen Anschluss der Bordhochspannungsvorrichtung 60 verbunden ist, und einen anderen Anschluss B, der mit einem Ausgangsanschluss der Repetitivsignalausgabeschaltung 30 verbunden ist.
  • Die Arithmetiksteuerschaltung 20 erzeugt ein repetitives Befehlssignal PLS, das ein Impulsfolgesignal ist, bei dem eine ”H”-Periode T1 und eine ”L”-Periode T2 dem Ausdruck T1 = T2 (= halber Zyklus T) genügen. Die Repetitivsignalausgabeschaltung 30 beinhaltet ein Lade/Entlade-Schaltelement 39 und einen Reihenwiderstand R0. Das Lade/Entlade-Schaltelement 39 wird aus einem Paar oberer und unterer Transistoren gebildet, von denen einer in Reaktion auf das Repetitivbefehlssignal PLS leitend wird. Wenn der Ausgangslogikpegel des Repetitivbefehlssignals PLS ”H” ist, wird dem Kopplungskondensator 51 ein Ladestrom aus einer vorgegebenen Steuerstromversorgungsspannung Vcc über den (nicht gezeigten) oberen Transistor und den Reihenwiderstand R0 zugeführt. Zu dieser Zeit ist der untere Transistor geöffnet.
  • Wenn andererseits der Ausgabelogikpegel des Repetitivsbefehlssignals PLS ”L” ist, fließt ein Entladungsstrom des Kopplungswiderstands 51 über der unteren Transistor (nicht gezeigt) und den Reihenwiderstand R0. Zu dieser Zeit ist der obere Transistor geöffnet. Die Überwachungssignalverarbeitungsschaltung 40 gibt den Wert einer Überwachungsspannung Vx, die das Potential zwischen dem anderen Anschluss A des Kopplungskondensators 51 und der Fahrzeugkarosserie 11 ist, wobei der andere Anschluss A ein Messpunkt ist, über einen (nicht gezeigten) Rauschfilter und einen Operationsverstärker 49 als eine Analogsignalspannung ANL an der Arithmetiksteuerschaltung 20 ein.
  • Im ersten Zeitraum T1 = T, in dem der Ausgangslogikpegel des repetitiven Befehlssignals PLS ”H” ist, steigt der Wert der analogen Signalspannung ANL graduell von einer Anfangsspannung Vx1 bis zu einer Endspannung Vx2 an. In dem zweiten Zeitraum T2 = T, in dem der Ausgangslogikpegel des repetitiven Befehlssignals PLS ”L” ist, sinkt der Wert der analogen Signalspannung ANL graduell von der Anfangsspannung Vx2 bis zur Endspannung Vx1 ab. Man beachte, dass im Fall, bei dem der Leckwiderstand aufgrund von Spannungsfluktuationen der Hochspannungsgleichstromquelle 61 oder aufgrund von EIN/AUS eines Stromversorgungsschalters für Lastantrieb fluktuiert, die Spannung des Kopplungskondensators 51 am Messpunkt A zu einem Wert gleich oder kleiner als 0 Volt oder gleich oder größer als die Stromversorgungsspannung Vcc relativ zum Fahrzeugkarosseriepotential wird, wodurch sie von einem korrekten Spannungsbereich abweicht.
  • Wenn eine Erdungsabnormalität in der Bordhochspannungsvorrichtung 60 aufgetreten ist, speisen Bypassdioden 815 und 816 und Bypassdioden 817 und 818 die im Kopplungskondensator 51 gespeicherten elektrischen Ladungen zur Fahrzeugkarosserie 11 über einen Ausgangsanschluss und einen Negativanschluss einer Konstantspannungsstromversorgungsquelle (nicht gezeigt), die die Steuerstromversorgungsspannung Vcc erzeugt, unabhängig vom Betriebszustand des Lade/Entlade-Schaltelementes 39 zurück. Somit kann der Wert der Überwachungsspannung Vx in den angemessenen Spannungsbereich von 0 bis Vcc rasch rückgeführt werden. Falls jedoch ein Leckwiderstand Rx zu klein ist, können die Bypassdioden 817 und 818 in der stromaufwärtigen Stufe durch einen Überstrom getrennt werden. In diesem Fall wird ein begrenzter Strom über den Reihenwiderstand R0 und die Bypassdioden 815 und 816 rückgeführt.
  • In dem Zustand, in dem der Wert des Äquivalentleckwiderstands R1 auf der Positivpotentialseite und der Wert des Leckwiderstands R2 auf der Negativpotentialseite zueinander gleich sind, und in dem kein Lade/Entladestrom durch den Kopplungskondensator 51 fließt, ist das Potential am Verbindungspunkt B relativ zur Fahrzeugkarosserie –Vh/2 im Vergleich zu einer Spannung Vh der Hochspannungsgleichstromquelle 61. Wenn der Äquivalentleckwiderstand R1 kurzgeschlossen wird, wird das Potential am Verbindungspunkt B relativ zur Fahrzeugkarosserie –Vh. Wenn der Äquivalentleckwiderstand R2 kurzgeschlossen wird, wird das Potential am Verbindungspunkt B relativ zur Fahrzeugkarosserie 0. Solche Potentialfluktuationen veranlassen einen Lade-/Entladestrom, durch den Kopplungskondensator 51 zu fließen, mit dem Ergebnis, dass das Potential am Messpunkt A signifikant fluktuiert und transient nach außerhalb des richtigen Bereichs von 0 bis Vcc abweicht.
  • In 29 ist als ein Charakteristikdiagramm der wie in 28 illustriert konfigurierten konventionellen Vorrichtung ein Leckwiderstandskoeffizient β auf der horizontalen Achse ein Verhältnis zwischen dem Wert eines parallel kombinierten Widerstands der Äquivalentleckwiderstände R1 und R2, nämlich der Wert des Leckwiderstands Rx = R1 × R2/(R1 + R2) und dem Reihenwiderstand R0. Der Reihenwiderstand R0 ist eine bekannte Konstante und daher ist der Wert des Leckwiderstandskoeffizienten β = Rx/R0 proportional zum Leckwiderstand Rx. Ein Schwellenwertspannungskoeffizient γ auf der vertikalen Achse ist ein Verhältnis zwischen einer Abweichungsspannung Vx2 – Vx1 zwischen der Endspannung Vx2 und der Anfangsspannung Vx1, die oben beschrieben worden sind, und der Steuerstromversorgungsspannung Vcc. Die Steuerstromversorgungsspannung Vcc ist eine bekannte Konstante und daher ist der Wert des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ = (Vx2 – Vx1)/Vcc proportional zum Messwiderstand der Abweichungsspannung Vx2 – Vx1.
  • Eine Mehrzahl von Charakteristikkurven von 29 verwendet einen Referenzzeitkoeffizienten α0 als einen Parameter. Der Referenzzeitkoeffizient α0 ist ein Verhältnis zwischen dem Halbzyklus T des repetitiven Befehlssignals PLS und einer Lade/Entladezeitkonstanten τ = (R0 + Rx) × C = R0 × C in Bezug auf den Kopplungskondensator 51, wenn der Wert des Leckwiderstands Rx0 ist. Sowohl der Halbzyklus T als auch die Lade/Entladezeitkonstante τ sind bekannte Konstanten und daher ist der Referenzzeitkoeffizient α0 = T/(R0 × C) eine bekannte Konstante.
  • Beispielsweise in einem Fall, bei dem der Reihenwiderstand R0 selektiv ausgelegt ist, denselben Wert wie ein Grenz-Leckwiderstand Rx0 aufzuweisen, der ein gestattbarer Untergrenzwert des Leckwiderstands Rx ist, interessiert der Wert des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ, wenn der Leckwiderstandskoeffizient β gleich 1 ist. Falls der Referenzzeitkoeffizient α0 selektiv entworfen ist, 0,5 zu sein, ist der Schwellenwertspannungskoeffizient γ an einem interessierenden Punkt P1 gleich 0,56.
  • Daher ist in dem Fall, bei dem die Steuerstromversorgungsspannung Vcc beispielsweise 5 V ist, falls die Abweichungsspannung Vx2 – Vx1 5 × 0,56 = 2,8 V am Ende des ”H”-Zeitraums des repetitiven Befehlssignals PLS übersteigt, der Leckwiderstand Rx in einem sicheren Bereich, der den Grenzleckwiderstand Rx0 übersteigt, und falls die Abweichungsspannung Vx2 – Vx1 unter 2,8 V fällt, fällt der Leckwiderstand Rx unter den Grenzleckwiderstand Rx0 und ist in einem gefährlichen Bereich. Man beachte, dass das Charakteristikdiagramm von 29 auf dem oben in 29 gezeigten Ausdruck III basiert und Ausdruck III in einem stabilen Zustand erfüllt ist, in welchem der Wert der Überwachungsspannung Vx innerhalb des korrekten Bereichs von 0 bis Vcc fällt.
  • Die Leckdetektionsvorrichtung der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2002-209331 berechnet, basierend auf dem Charakteristikdiagramm von 29, die Abweichungsspannung Vx2 – Vx1 zwischen der Anfangsspannung Vx1 und der Endspannung Vx2 zu einer Zeit am Ende des ”H”-Zeitraums (oder dem Ende des ”L”-Zeitraums) des repetitiven Befehlssignals PLS und liest den Wert des Leckwiderstandskoeffizienten β entsprechend der Abweichungsspannung aus, um dadurch den aktuellen Wert des Leckwiderstands Rx zu detektieren.
  • Das erste Problem dieses Verfahrens besteht darin, dass der Leckwiderstand Rx an jedem Ende des erzeugten Impulses des repetitiven Befehlssignals PLS (bei jeder logischen Änderung) berechnet wird und daher, selbst falls die Abweichungsspannung hinreichend hoch ist und der Leckwiderstand zum Zeitpunkt vor dem Ende des erzeugten Impulses normal ist, eine Erdungsabnormalitätsbestimmung in dem Impulserzeugungszeitraum nicht vorgenommen werden kann. Das zweite Problem dieses Verfahrens besteht darin, dass, wie aus 29 ersichtlich, die Charakteristikkurven für den Referenzzeitkoeffizienten α0, der 1,54 übersteigt, im Zentrum konkav sind und daher selbst derselben Schwellenwertspannungskoeffizienten γ zwei Lösungen für den Leckwiderstandskoeffizienten β aufweist und eine korrekte Lösung nicht erhalten werden kann.
  • Der Grund ist, dass der Ausdruck anzeigt, dass der Wert des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ zu 1 konvergiert, wenn der Leckwiderstandskoeffizient β unendlich ist, und der Wert des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ zu 1 konvergiert, zusammen mit dem Ansteigen beim Referenzzeitkoeffizienten α0, wenn der Leckwiderstandskoeffizient β gleich 0 ist, und daher der Schwellenwertspannungskoeffizient γ einen Wert im Bereich von 0 bis 1 annimmt. Man beachte, dass, wenn der Leckwiderstandskoeffizient β 0 ist, der Wert des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ zusammen mit dem Absinken beim Referenzzeitkoeffizienten α0 abfällt und γ gegen 0 konvergiert, wenn α0 0 erreicht. Es ist daher, um das oben erwähnte binäre Problem zu vermeiden, notwendig, dass der Referenzzeitkoeffizient α0, der zu verwenden ist, einen Wert von 1,0 oder weniger annimmt, und es ist notwendig, dass der Halbzyklus T des Impulses ein Hochfrequenzimpuls ist, dessen Referenzzeitkonstante τ0 gleich oder kleiner dem Produkt des Reihenwiderstands R0 und der elektrostatischen Kapazität C des Kopplungskondensators 51 ist (= R0 × C). Wenn das repetitive Befehlssignal PLS nicht ein Hochfrequenzimpuls ist, gibt es ein weiteres Problem darin, dass die Detektionsgenauigkeit der Überwachungsspannung sich verschlechtert, weil eine abrupte Änderung zwischen der Überwachungsspannung an dem Ende des vorherigen Zyklus und der Überwachungsspannung am Ende des aktuellen Zyklus auftritt.
  • Daher ist es im Fall, wenn das repetitive Befehlssignal PLS ein Hochfrequenzsignal ist, selbst nachdem die Überwachungsspannung Vx vom korrekten Bereich von 0 bis Vcc aufgrund einer abrupten Änderung beim Leckwiderstand Rx abweicht und dann wieder durch die Bypassdioden 815 bis 818 zum richtigen Bereich zurückkehrt, notwendig, eine große Anzahl von Operationen des repetitiven Befehlssignals PLS abzuwarten, bis eine stabile Anfangsspannung Vx1 und eine stabile Endspannung Vx2 erhalten werden. Somit kann die Erdungsabnormalitätsbestimmung nicht unmittelbar gemacht werden. Dies ist das oben erwähnte zweite Problem.
  • Dieses Problem wird verursacht, weil der Kopplungskondensator 51 durch das repetitive Befehlssignal PLS abwechselnd geladen und entladen wird, und daher die nächste Ladung vor Abschluss der vorherigen Entladung startet und die Überwachungsspannung Vx nicht monoton steigt oder fällt. Das repetitive Befehlssignal PLS zeigt eine kleinere Änderung pro einem Zyklus mit höher werdender Frequenz und kürzer werdendem Zyklus. Die Detektionsgenauigkeit wird daher durch Anheben der Frequenz verbessert, aber die Reaktion verschlechtert sich.
  • Das dritte Problem des oben erwähnten Verfahrens bezieht sich auf das oben erwähnte zweite Problem und ist, dass, in einer transienten Verzögerungsperiode von dann, wenn die Überwachungsspannung Vx, nach abrupter Änderung in dem Leckwiderstand Rx zum korrekten Bereich zurückkehrt, bis dann, wenn eine Mehrzahl von repetitiven Befehlssignalen PLS betrieben werden, um die Messung des Leckwiderstands Rx zu ermöglichen, der gemessene Wert der Abweichungsspannung Vx1 und Vx2 kleiner als derjenige im als Bestimmungsbedingung verwendeten stabilen Zustand. Daher ist der erhaltene Leckwiderstandskoeffizient β ein kleiner Wert und es kann irrtümlich festgestellt werden, dass eine Erdungsabnormalität aufgetreten ist. Somit wird eine Bereitschaftszeit zum Vermeiden einer solcher fehlerhaften Bestimmung länger.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, variabel und einfach einen Wert eines Grenzleckwiderstandes als eine Einstellkonstante in Bezug auf eine arithmetische Steuerschaltung einzustellen, und die in der Lage ist, das oben erwähnte erste Problem zu lösen, einen Leckwiderstand ohne Warten auf ein Logik-Inversions-Ende eines wiederholten Befehlssignals zu messen, um dadurch das Auftreten einer Erdungsabnormalität rasch zu detektieren.
  • Weiterhin sind es zweite und dritte Aufgaben der vorliegenden Erfindung, eine Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, die oben erwähnten zweiten und dritten Probleme zu lösen, um genaue Messung eines Leckwiderstands zu einem Zeitpunkt des 1,5-ten Zyklus eines repetitiven Befehlssignals spätestens durchzuführen, nachdem eine Überwachungsspannung von einem korrekten Bereich aufgrund einer abrupten Änderung beim Leckwiderstand abweicht und dann zum korrekten Bereich zurückkehrt.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung für eine Bordhochspannungsvorrichtung bereitgestellt, die mit einer Bordhochspannungsvorrichtung verbindbar ist, die eine Bordhochspannungsgleichstromquelle und eine elektrische Hochspannungslast, welche durch die Bordhochspannungsgleichstromquelle zu versorgen und anzutreiben ist, beinhaltet, wobei die Bordhochspannungsvorrichtung einen Leckwiderstand Rx in Bezug auf eine Fahrzeugkarosserie aufweist, wie durch einen Äquivalentleckwiderstand auf einer Positivpotentialseite und einen Äquivalentleckwiderstand auf einer Negativpotentialseite typifiziert, wobei die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung eine Konstantspannungssteuerstromquelle enthält, welche durch eine mit einem negativen Anschluss mit der Fahrzeugkarosserie verbundene Niederspannungsgleichstromquelle versorgt und angetrieben wird und die eine Steuerstromversorgungsspannung Vcc erzeugt, wobei die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung konfiguriert ist, einen Wert des Leckwiderstands Rx über einen Kopplungskondensator zu messen, dessen einer Anschluss mit einer vorgegebenen Position der Bordhochspannungsvorrichtung verbunden ist, wobei die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung weiter beinhaltet eine Repetitivsignalausgabeschaltung, eine Überwachungssignalverarbeitungsschaltung, und eine Arithmetiksteuerschaltung, wobei die Arithmetiksteuerschaltung einen Mikroprozessor und einen Programmspeicher enthält, die miteinander kooperieren. Die Repetitivsignalausgabeschaltung wiederholt alternierend in Reaktion auf einen Schaltvorgang eines Lade/Entlade-Schaltelements, das in Reaktion auf ein repetitives Befehlssignal PLS arbeitet, eine Ladeperiode und eine Entladeperiode, in denen ein Messpunkt intermittent mit der Steuerstromversorgungsspannung Vcc über einen Lade/Entladewiderstand verbunden ist, wobei der Messpunkt ein anderer Anschluss des Kopplungskondensators ist, um dadurch eine Überwachungsspannung Vx, die ein Potential zwischen dem Messpunkt und der Fahrzeugkarosserie ist, graduell zu erhöhen oder graduell abzusenken.
  • Weiterhin ist die Überwachungssignalverarbeitungsschaltung konfiguriert, um: zumindest eines der invertierten Logiksignale ANS, LOW und HIG zu erzeugen, wenn ein Wert der Überspannung Vx, die bei einem Gradienten graduell steigt oder graduell sinkt, der sanfter wird, wenn die Lade/Entlade-Zeitkonstante größer wird, eine vorgegebene Schwellenwertspannung passiert und das zumindest eine der invertierten Logiksignale ANS, LOW und HIG an der Arithmetiksteuerschaltung einzugeben, oder eine Analogsignalspannung ANL proportional zur Überwachungsspannung Vx zu erzeugen und die Analogsignalspannung ANL an der Arithmetiksteuerschaltung einzugeben. Die Arithmetiksteuerschaltung ist konfiguriert, um: eine Übergangszeit Tx, während welcher sich der Wert der Überwachungsspannung Vx von einer Schwellenwertspannung gleich oder höher als 0 Volt oder einer Schwellenwertspannung gleich oder niedriger als der Steuerstromversorgungsspannung Vcc zur anderen ändert, zu messen; den Leckwiderstand Rx, der ein parallel kombinierter Widerstand des Äquivalentleckwiderstands auf der Positivpotentialseite und des Äquivalentleckwiderstands auf der Negativpotentialseite ist, zu berechnen, basierend auf einer Funktionsformel oder einer Datentabelle, die sich auf die Übergangszeit Tx und den Leckwiderstand Rx bezieht; und eine Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1 zu erzeugen, wenn der Leckwiderstand Rx gleich oder kleiner einem vorgegebenen Grenzleckwiderstand Rx0 wird oder wenn die Übergangszeit Tx eine Grenzübergangszeit Tx0 entsprechend dem vorgegebenen Grenzleckwiderstand Rx0 erreicht. Das repetitive Befehlssignal PLS beinhaltet ein Impulssignal mit einem festen Zyklus, der die Ladungsperiode oder die Entladungsperiode aufweist, die länger als zumindest die Grenzübergangszeit Tx0 ist, oder ein Impulssignal mit einem variablen Zyklus, in welchen ein Ausgabeimpuls invertiert wird, wenn die Übergangszeit Tx erreicht ist.
  • Wie oben beschrieben, beinhaltet die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung für eine Bordhochspannungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung einen Kopplungskondensator, der einen Anschluss mit der Bordhochspannungsvorrichtung verbunden hat und der den anderen Anschluss mit der Repetitivsignalausgabeschaltung verbunden hat, und die Arithmetiksteuerschaltung misst einen Leckwiderstand als eine Funktion der Übergangszeit, während welcher die Überwachungsspannung, welche das Potential am anderen Anschluss des Kopplungskondensators ist, der in Reaktion auf den Schaltvorgang des Lade/Entlade-Schaltelementes zu laden und entladen ist, sich von einer vorgegebenen Spannung ändert, um eine andere vorgegebene Spannung zu erreichen. Wenn der gemessene Leckwiderstand gleich oder kleiner einem vorgegebenen Grenzleckwiderstand wird, erzeugt die Arithmetiksteuerschaltung eine Abnormalitätsbestimmungsausgabe.
  • Daher kann ein solcher Abnormalitätsbestimmungsschwellenwert variabel und leicht als eine Einstellkonstante in Bezug auf die Arithmetiksteuerschaltung eingestellt werden und daher ist es möglich, festzustellen, ob der Leckwiderstand gleich oder kleiner dem Grenzleckwiderstand geworden ist, und auch möglich, die säkulare Änderung beim Leckwiderstand zu überwachen. Weiterhin kann das Berechnungsergebnis des Leckwiderstands erhalten werden, ohne auf den Abschluss eines Halbzyklus des Lade/Entladeimpulses in Bezug auf den Kopplungskondensator zu warten. Zusätzlich, nachdem die Überwachungsspannung vom richtigen Spannungsbereich aufgrund einer abrupten Änderung beim Leckwiderstand abgewichen ist und dann zum korrekten Spannungsbereich zurückgekehrt ist, wird die Messung des Leckwiderstandes durch einen Lade/Entladeimpuls durchgeführt, spätestens nach dem Halbzyklus, ohne eine Mehrzahl von repetitiven Befehlssignalen zu erfordern. Als Ergebnis, wenn die Erdungsabnormalität aufgetreten ist, kann die Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe rasch erzeugt werden und daher gibt es einen Effekt des Verbesserns der Suchleistungsfähigkeit zur Erdungsabnormalität, die temporär aufgrund von Vibrationen des Fahrzeugkörpers auftritt.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • In den beigefügten Zeichnungen ist:
  • 1 ein Gesamtkonfigurationsdiagramm einer Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ein Timing-Diagramm zum Beschreiben des Betriebs der Vorrichtung von 1;
  • 3 ein Vollbereichscharakteristikdiagramm zum Beschreiben des Betriebs der Vorrichtung von 1;
  • 4 ein Niederbereichscharakteristikdiagramm zum Beschreiben des Betriebs der Vorrichtung von 1;
  • 5 ein Hochbereichscharakteristikdiagramm zum Beschreiben des Betriebs der Vorrichtung von 1;
  • 6 ein erstes Flussdiagramm zum Beschreiben der Vorrichtung von 1;
  • 7 ein zweites Flussdiagramm zum Beschreiben des Betriebs der Vorrichtung von 1;
  • 8 ein Gesamtkonfigurationsprogramm einer Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 9 ein Zeitdiagramm zum Beschreiben des Betriebs der Vorrichtung von 8;
  • 10 ein erstes Flussdiagramm zum Beschreiben des Betriebs der Vorrichtung von 1;
  • 11 ein zweites Flussdiagramm zum Beschreiben des Betriebs der Vorrichtung von 8;
  • 12 ein Gesamtkonfigurationsdiagramm gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 13 ein Zeitdiagramm zum Beschreiben des Betriebs der Vorrichtung von 12;
  • 14 ein erstes Flussdiagramm zum Beschreiben des Betriebs der Vorrichtung von 12;
  • 15 ein zweites Flussdiagramm zum Beschreiben des Betriebs der Vorrichtung von 12;
  • 16 ein Gesamtkonfigurationsdiagramm einer Vorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 17 ein Zeitdiagramm zum Beschreiben des Betriebs der Vorrichtung von 16;
  • 18 ein erstes Flussdiagramm zum Beschreiben des Betriebs der Vorrichtung von 16;
  • 19 ein zweites Flussdiagramm zum Beschreiben des Betriebs der Vorrichtung von 16;
  • 20 ein Gesamtkonfigurationsdiagramm einer Vorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 21 ist ein Zeitdiagramm zum Beschreiben des Betriebs der Vorrichtung von 20;
  • 22 ist ein Vollbereichscharakteristikdiagramm zum Beschreiben des Betriebs der Vorrichtung von 20;
  • 23 ist ein Niederbereichscharakteristikdiagramm zum Beschreiben des Betriebs der Vorrichtung von 20;
  • 24 ist ein Hochbereichscharakteristikdiagramm zum Beschreiben des Betriebs der Vorrichtung von 20;
  • 25 ist ein erstes Flussdiagramm zum Beschreiben des Betriebs der Vorrichtung von 20;
  • 26 ist ein zweites Flussdiagramm zum Beschreiben des Betriebs der Vorrichtung von 20;
  • 27 ist ein drittes Flussdiagramm zum Beschreiben des Betriebs der Vorrichtung von 20;
  • 28 ist ein Gesamtkonfigurationsdiagramm, das sich auf ein konventionelles, bekanntes Beispiel bezieht; und
  • 29 ist ein Vollbereichscharakteristikdiagramm zum Beschreiben des Betriebs der Vorrichtung von 28.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Eine Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung für eine Bordhochspannungsvorrichtung und ein Leckwiderstandsdetektionsverfahren hierfür gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden untenstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen werden dieselben oder äquivalente Teile durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet.
  • Erste Ausführungsform
  • Nunmehr wird eine Beschreibung unter Bezugnahme auf ein Gesamtkonfigurationsdiagramm von 1 gegeben, das eine Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert. Die 1 ist eine Niederspannungsgleichstromquelle 10, die extern mit einer Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung 50A verbunden ist, eine Bordbatterie, wie etwa ein 12-V Blei-Akkumulator. Die Niederspannungsgleichstromquelle 10 weist einen mit einer Fahrzeugkarosserie 11 geerdeten Negativanschluss auf. Ein positiver Anschluss derselben liefert eine erste Stromversorgungsspannung Vb über einen Niederspannungsstromversorgungsschalter 12 zu einem positivseitigen Niederspannungsstromversorgungsanschluss 13, der an der Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung 50A vorgesehen ist. Der Niederspannungsstromversorgungsschalter 12 verwendet einen Ausgangskontakt eines elektromagnetischen Relais, das energetisiert wird, wenn ein (nicht gezeigter) manueller Stromversorgungsschalter geschlossen wird. Wenn der manuelle Stromversorgungsschalter geöffnet ist, wird der Niederspannungsstromversorgungsschalter 12 nach kurzer Verzögerungszeit geöffnet, um so eine verzögerte Zufuhr durchzuführen.
  • Ein Negativseitenniederspannungsstromversorgungsanschluss 14, der an der Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung 50A vorgesehen ist, wird zur Fahrzeugkarosserie 11 geerdet. Ein Verbindungsanschluss 16 ist mit beispielsweise einer Negativseitenstromversorgungsleitung 67 der Bordhochspannungsvorrichtung 60X verbunden. Ein Fahrzeugzustandssignal 18 ist eine Information, die sich auf eine Leckwiderstandsmessung bezieht, die an der Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung 50A einzugeben ist, wie etwa, ob ein Hochspannungsstromversorgungsschalter 62, der in der Bordhochspannungsvorrichtung 60X, die unten zu beschreiben ist, beinhaltet ist, geschlossen wird oder nicht, oder ob ein (nicht gezeigter) Lader mit einer Hochspannungsgleichstromquelle 61 verbunden ist oder nicht. Das Fahrzeugzustandssignal 18 ist beispielsweise über eine serielle Signalleitung verbunden. Eine Abnormalitätsalarmvorrichtung 19 ist beispielsweise eine Anzeigevorrichtung, die in Reaktion auf eine Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1 oder eine Voralarmausgabe ER2 arbeitet, die durch die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung 50A erzeugt werden.
  • Die Hochspannungsgleichstromquelle 61, die in der Bordhochspannungsvorrichtung 60X enthalten ist, ist eine Lithiumbatterie mit einer nominalen Ausgangsspannung von beispielsweise 400 V. Die Hochspannungsgleichstromquelle 61 liefert eine zweite Stromversorgungsspannung Vh über den Hochspannungsstromversorgungsschalter 62 an einen Wechselrichter 63. Der Wechselrichter 63 ist aus einer Dreiphasentransistorbrückenschaltung gebildet und führt eine variable Geschwindigkeitsantriebssteuerung an einer elektrischen Hochspannungslast 64 wie etwa einem Drei-Phasen-Wechselstrommotor durch.
  • Die Bordhochspannungsvorrichtung 60X, die die Hochspannungsgleichstromquelle 61, ein (nicht gezeigtes) elektromagnetisches Relais, wie etwa den Hochspannungsstromversorgungsschalter 62, den Wechselrichter 63 und die elektrische Hochspannungslast 64 enthält, ist in der Fahrzeugkarosserie 11 montiert, während sie gegenüber der Fahrzeugkarosserie 11 elektrisch isoliert ist. Tatsächlich jedoch wird ein Leckwiderstand, wie er durch einen positivseitigen Äquivalentleckwiderstand 65 und einen negativseitigen Äquivalentleckwiderstand 66 typisiert ist, in der Fahrzeugkarosserie erzeugt und verteilt.
  • Wenn der Wert eines Äquivalentleckwiderstands, der mit einem Verbindungsanschluss 16 verbunden ist (entsprechend dem Äquivalentleckwiderstand 16 in 1), durch R2 repräsentiert ist und der Wert des Äquivalentleckwiderstandes, der nicht mit dem Verbindungsanschluss 16 verbunden ist (entsprechend dem Äquivalentleckwiderstand 65 in 1) durch R1 repräsentiert ist, wird eine Spannung Vn, welche zwischen dem mit der Negativseitenstromversorgungsleitung 67 verbundenen Zwischenanschluss 16 und der Fahrzeugkarosserie 11 erzeugt wird, durch Ausdruck (4x) berechnet, welcher die Lösung eines Systems von Gleichungen (1x) bis (3x) ist. I1 = (Vh – Vn)/R1 (1x) I2 = Vn/R2 (2x) I1 = I0 + I2 (3x) Vn = Vn0 – I0 × Rx (4x) wobei Vn0 = Vh × R2/(R1 + R2) = Vh × Rx/R1
    Rx = R1 × R2/(R1 + R2)
  • In den Ausdrücken repräsentiert I1 einen durch den Äquivalentwiderstand R1 in der illustrierten Richtung fließenden Strom, repräsentiert I2 einen durch den Äquivalentwiderstand R2 in der illustrierten Richtung fließenden Strom, repräsentiert I0 einen aus dem Verbindungsanschluss 16 in der illustrierten Richtung fließenden Strom, repräsentiert Rx einen kombinierten Leckwiderstandswert und repräsentiert Vn0 den Wert von Vn, wenn I0 0 ist (stabile geteilte Spannung).
  • Wenn die elektrostatische Kapazität des Kopplungskondensators 51 durch C repräsentiert wird, eine Spannung am Kopplungskondensator 51 (beidendige Spannung) durch E repräsentiert wird, und eine Überwachungsspannung durch Vx repräsentiert wird, werden Gleichung (5x) und (6x) etabliert. C × (dE/dt) = I0 (5x) E = Vn + Vx (6x)
  • Ausdrücke (4x) und (5x) werden im Ausdruck (6x) eingesetzt, um Ausdruck (7x) zu erhalten. Vn0 + Vx = E + C × Rx(dE/dt) (7x)
  • Als Nächstes wird eine interne Konfiguration der Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung 50A beschrieben. Die Arithmetiksteuerschaltung 20A ist ein integriertes Schaltelement, das einen Mikroprozessor 21 als eine Hauptkomponente, und einen flüchtigen RAM-Speicher 22, einen nicht-flüchtigen Datenspeicher 23 und einen nicht-flüchtigen Programmspeicher 24A, wie etwa einen Flash-Speicher, der in Blockeinheiten elektrisch chip-gelöscht werden kann, beinhaltet. Der nicht-flüchtigen Datenspeicher 23 verwendet einen partiellen Bereich des Programmspeichers 24A. Alternativ kann der nicht-flüchtige Datenspeicher 23 außerhalb des integrierten Schaltelements installiert sein und mit dem Mikroprozessor 21 seriell als ein Speicher verbunden sein, der Daten elektrisch in Byte-Einheiten frei lesen und schreiben kann.
  • Eine Konstantspannungssteuerstromquelle 25 erzeugt eine stabilisierte Steuerstromversorgungsspannung Vcc, wie etwa 5 V Gleichstrom, basierend auf der ersten Stromversorgungsspannung Vb, die aus dem Positivseitenniederspannungsstromversorgungsanschluss 13 zugeführt wird und signifikant fluktuiert. Die Konstantspannungssteuerstromquelle 25 liefert die Steuerstromversorgungsspannung Vcc an die Arithmetiksteuerschaltung 20A, wie auch eine repetitive Signalausgabeschaltung 30A und eine Signalverarbeitungsschaltung 40A, die unten zu beschreiben sind. Die Arithmetiksteuerschaltung 20A erzeugt ein repetitives Befehlssignal PLS, das ein Impulsfolgesignal mit einem festen Zyklus ist, und gibt das repetitive Befehlssignal PLS an der repetitiven Signalausgabeschaltung 30A ein. Das repetitive Befehlssignal PLS wird unten unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Die Arithmetiksteuerschaltung 20A ist mit einem invertierten Logiksignal HIG verbunden, das aus der Überwachungssignalverarbeitungsschaltung 40A als ein Eingangssignal erhalten wird. Weiterhin erzeugt die Arithmetiksteuerschaltung 20A die Voralarmausgabe ER2, wenn der gemessene Wert des Leckwiderstands Rx gleich oder kleiner einem vorgegebenen vorläufigen Leckwiderstand Rxn wird und erzeugt die Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1, wenn der Messwiderstand des Leckwiderstands Rx gleich oder kleiner einem Grenzleckwiderstand Rx0 wird, die an die Abnormalitätsalarmvorrichtung 19 ausgegeben werden.
  • Die Repetitivsignalausgabeschaltung 30A beinhaltet ein Lade/Entlade-Schaltelement 31, einen Antriebswiderstand 32, einen Lade/Entladewiderstand 33 und einen Offenschaltungsstabilisierungswiderstand 34. Das Lade/Entlade-Schaltelement 31 ist beispielsweise ein NPN-Transistor. Der Antriebswiderstand 32 ist mit einem Basisanschluss des Lade/Entlade-Schaltelements 31 verbunden und empfängt das repetitive Befehlssignal PLS als seine Eingabe. Der Lade/Entladewiderstand 33 ist mit einem Kollektoranschluss des Lade/Entlade-Schaltelements 31 verbunden und an ihm ist die Steuerstromversorgungsspannung Vcc angelegt. Der Offenschaltungsstabilisierungswiderstand 34 ist zwischen dem Basisanschluss und einem mit der Fahrzeugkarosserie 11 verbundenen Emitteranschluss verbunden. Der Kollektoranschluss des Lade/Entlade-Schaltelements 31 ist weiter über einen Schnelllade/Entladewiderstand 35 mit einem anderen Anschluss A des Kopplungskondensators 51 verbunden, der einen mit dem Verbindungsanschluss 16 verbundenen Anschluss B aufweist.
  • Der Kollektoranschluss des Lade/Entlade-Schaltelements 31 ist weiter mit Bypassdioden 37 und 36 verbunden. Wenn das Potential des anderen Anschlusses A des Kopplungskondensators 51 ansteigt, um gleich oder höher als die Steuerstromversorgungsspannung Vcc zu sein, koppelt die Bypassdiode 37 einen Strom an die Konstantspannungssteuerstromquelle 25 über den Schnelllade/Entladewiderstand 35 rück und entlädt den Kopplungskondensator 51, unabhängig vom Betriebszustand des Lade/Entlade-Schaltelements 31. Wenn das Potential am anderen Anschluss A des Kopplungskondensators 51 absinkt, um gleich oder niedriger als das Potential der Fahrzeugkarosserie zu sein, koppelt die Bypassdiode einen Strom aus der Fahrzeugkarosserie 11 über den Schnelllade/Entladewiderstand 35 rück und lädt den Kopplungskondensator 51 unabhängig vom Betriebszustand des Lade/Entlade-Schaltelements 31. Das Potential zwischen einem Messpunkt A, welches der andere Anschluss des Kopplungskondensators 51 ist, und der Fahrzeugkarosserie 11 wird an der Überwachungssignalverarbeitungsschaltung 40A als Überwachungsspannung Vx eingegeben.
  • Man beachte, dass ein Bypassleckwiderstand 53 möglicherweise zwischen dem Verbindungspunkt B und der Fahrzeugkarosserie 11 verbunden ist und verhindert, dass der Lade/Entladestrom in Bezug auf den Kopplungskondensator 51 zu klein ist, wenn der Leckwiderstand Rx unendlich ist. Der Wert eines zusätzlichen Widerstand R3, der ein Widerstandswert des Bypassleckwiderstands 53 ist, ist beispielsweise etwa das Zehnfache des Grenzleckwiderstandes Rx0, der zur Abnormalitätsbestimmung verwendet wird. Die Überwachungssignalverarbeitungsschaltung 40A, an der die Überwachungsspannung Vx eingegeben wird, beinhaltet einen Komparator 41, Spannungsteilerwiderstände 42 und 43, einen Eingangswiderstand 44 und eine aus einem Glättungswiderstand 45 und einem Glättungskondensator 46 gebildete Rauschfilterschaltung. Die Spannungsteilerwiderstände 42 und 43 teilen die Steuerstromversorgungsspannung Vcc, um eine Schwellenwertspannung V0 zu erzeugen, die an einem negativen Eingangsanschluss des Komparators 41 eingegeben wird. Der Eingangswiderstand 44 ist mit einem positiven Eingangsanschluss des Komparators 41 verbunden. Der Glättungswiderstand 45 weist einen Anschluss auf, an den die Überwachungsspannung Vx angelegt ist und einen anderen Anschluss, der mit dem positiven Eingangsanschluss des Komparators 41 über den Eingangswiderstand 44 verbunden ist.
  • Die Rauschfilterschaltung verhindert, dass ein Rauschsignal, das eine viel höhere Frequenz als eine Wiederholungsfrequenz des repetitiven Befehlssignals PLS aufweist, am Komparator 41 eingegeben wird. Der Einfluss des Rauschfilters erscheint als ein Fehler, bei dem eine gemessene Übergangszeit Tx etwas länger wird. Vom Standpunkt der tatsächlichen Steuercharakteristika jedoch kann der Wert der Überwachungsspannung Vx als direkt am positiven Eingangsanschluss des Komparators 41 angelegt angesehen werden. Wenn der Wert der Überwachungsspannung Vx gleich oder größer als die eingestellte Schwellenwertspannung V0 wird, wird die Ausgangslogik des Komparators 41 ”H” und wird an der Arithmetiksteuerschaltung 20A als invertiertes Logiksignal HIG eingegeben.
  • Nachfolgend werden Wirkung und Betrieb der Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die wie in 1 illustriert konfiguriert ist, kurz unter Bezugnahme auf ein Zeitdiagramm von 2 wie auch 1 beschrieben. Zuerst, in 1, wenn der (nicht gezeigte) manuelle Stromversorgungsschalter geschlossen wird und der Niederspannungsstromversorgungsschalter 12 geschlossen wird, erzeugt die Konstantspannungssteuerstromquelle 25 eine vorgegebene Steuerstromversorgungsspannung Vcc. Der Mikroprozessor 21 startet dann seinen Steuerbetrieb und erzeugt ein im Teil A von 2 gezeigtes repetitives Befehlssignal PLS. Ein erster Zeitraum (langsamer Ladezeitraum) T1, in welchem das repetitive Befehlssignal PLS einen Logikpegel ”L” aufweist, und ein zweiter Zeitraum (Schnellentladezeitraum) T2, in dem das repetitive Befehlssignal PLS einen Logikpegel ”H” aufweist, haben denselben Halbzykluswert des Gesamtzyklus T0 = T1 + T2. Tatsächlich jedoch kann T1 ≤ T2 erfüllt sein.
  • In 1, wenn der Logikpegel des repetitiven Befehlssignals PLS ”L” (oder ”H”) ist, wird das Lade/Entlade-Schaltelement 31 unterbrochen (oder wird leitfähig), wie im Teil B von 2 gezeigt. Dann wird, in 1, wenn das Lade/Entlade-Schaltelement 31 unterbrochen wird, der Kopplungskondensator 51 aus der Konstantspannungssteuerstromquelle 25 über eine Reihenschaltung des Lade/Entladewiderstands 33, des Schnelllade/Entladewiderstands 35 und des Leckwiderstands Rx geladen, mit dem Ergebnis, dass die Überwachungsspannung Vx graduell ansteigt. Andererseits, wenn in 1 das Lade/Entlade-Schaltelement 31 leitfähig wird, werden die geladenen elektrischen Ladungen des Kopplungskondensators 51 über eine Reihenschaltung des Schnelllade/Entladewiderstands 35 und des Leckwiderstands Rx entladen, mit dem Ergebnis, dass die Überwachungsspannung Vx rapide abnimmt.
  • Teil C von 2 zeigt, wie die Überwachungsspannung Vx graduell ansteigt oder rasch abfällt. Der Gradient der Ladungs/Entladungs-Charakteristika wird sanfter, wenn die in den Ausdrücken (8x) und (9x) ausgedrückten Ladungs/Entladungszeitkonstanten größer werden. τ1 = (R0 + Rx) × C, R0 = Rs + Rq (8x) τ2 = (Rq + Rx) × C (9x)
  • In den Ausdrücken repräsentiert Rs den Widerstandswert des Lade/Entladewiderstands 33; Rq den Widerstandswert des Schnelllade/Entladewiderstands 35 (Rq << Rs); R0 = Rs + Rq ≈ Rs einen Reihenwiderstand; Rx einen parallelen kombinierten Widerstand der äquivalenten Leckwiderstände R1 und R2; C die elektrostatische Kapazität des Kopplungskondensators 51; τ1 eine langsame Ladezeitkonstante und τ2 eine Schnellentladezeitkonstante.
  • Der Widerstandswert Rs beträgt beispielsweise mehrere hundert KΩ, während der Widerstandswert Rq mehrere KΩ beträgt. Wenn der Wert des Leckwiderstands Rx klein ist, wird τ1 >> τ2 zwischen der langsamen Ladezeitkonstante τ1 und der Schnellentladezeitkonstante τ2 etabliert. Wenn jedoch der Wert des Leckwiderstandes Rx hinreichend größer als der Widerstandswert Rs ist, wird τ1 ≈ τ2 etabliert und daher haben die Lade/Entladezeitkonstanten wenig Differenz und die Schnellentladung wird nicht durchgeführt.
  • In Teil (C) von 2 ist der Wert der Überwachungsspannung Vx am Ende des ersten Zeitraums T1 nach der langsamen Ladung eine erste Endspannung V2 und ist der Wert der Überwachungsspannung Vx am Ende des zweiten Zeitraums T2 nach der Schnellentladung eine zweite Endspannung V1. Der Wert der zweiten Endspannung V1 muss fast 0 sein. Es ist daher notwendig, dass die Schnellentladungskonstante τ2 kleiner sei als die langsame Ladezeitkonstante τ1 und es wird gewünscht, dass der zweite Zeitraum T2 länger als der ersten Zeitraum T1 ist. Als Ergebnis ist der Anfangswert V1 der graduell steigenden Überwachungsspannung Vx immer 0 (oder ein Wert von fast 0) und daher fluktuiert der Anfangswert nicht abhängig von der Größenordnung der ersten Endspannung V2.
  • Teil (D) von 2 zeigt den Logikzustand des invertierten Logiksignals HIG. Das invertierte Logiksignal HIG hat einen Logikpegel ”H” in einem Zeitraum, in dem der Wert der Überwachungsspannung Vx, die in Teil C von 2 gezeigt ist, gleich oder höher einer eingestellten Schwellenwertspannung V0 ist. Die Arithmetiksteuerschaltung 20A misst eine Übergangszeit Tx, die zum Zeitpunkt der logischen Umkehr des repetitiven Befehlssignals PLS von ”H” nach ”L” startet und andauert, bis sich die Logik des invertierten Logiksignals HIG von ”L” nach ”H” ändert.
  • Teil (E) von 2 zeigt die Wellenform der Beidendenspannung E des Kopplungskondensators 51. Eine Ladeanfangsspannung (= Entladeendspannung) E1 ist gleich der in Ausdruck (4x) ausgedrückten stabilen geteilten Spannung Vn0. Der Wert einer Ladeendspannung (= Entladeanfangsspannung) E2 steigt auf Vn0 + Vcc in dem Fall an, bei dem der Ladezeitraum T1 unendlich ist. Der Wert der Übergangszeit Tx, in welcher der Wert der graduell steigenden Überwachungsspannung Vx von einem ersten Schwellenwert (V1 = 0) zu einem zweiten Schwellenwert (V0) übergeht, wird gemessen, um dadurch den Wert des Leckwiderstandes Rx zu berechnen. Man beachte, dass der erste Zeitraum T1 des repetitiven Befehlssignals PLS eingestellt ist, länger als eine Grenzübergangszeit Tx0 zu sein, die dem Wert der Übergangszeit Tx entspricht, wenn der Wert des Leckwiderstandes Rx den Grenzleckwiderstand Rx0 erreicht hat, der zur Abnormalitätsbestimmung verwendet wird.
  • Nachfolgend wird, basierend auf der Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die wie in 1 illustriert konfiguriert ist, ein Verfahren zum Detektieren des Leckwiderstands unter Bezugnahme auf Charakteristikdiagramme der 3 bis 5 beschrieben. In 3 ist ein Leckwiderstandskoeffizient β auf der horizontalen Achse ein Verhältnis zwischen dem Wert des parallelen kombinierten Widerstands der Äquivalentleckwiderstände R1 und R2, nämlich dem Wert des Leckwiderstands Rx = R1 × R2/(R1 + R2), und dem Reihenwiderstand R0 = Rs + Rq. Der Reihenwiderstand R0 ist eine bekannte Konstante und daher ist der Wert des Leckwiderstandskoeffizienten β = Rx/R0 proportional zum Leckwiderstand Rx.
  • Ein Übergangszeitkoeffizient α auf der vertikalen Achse ist ein Verhältnis zwischen einer gemessenen Übergangszeit Tx und einer Lade/Entlade-Zeitkonstante τ = (R0 + Rx) × C = R0 × C in Bezug auf den Kopplungskondensator 51, wenn der Wert des Leckwiderstands Rx gleich 0 ist. Die Lade/Entlade-Zeitkonstante i ist eine bekannte Konstante und daher ist der Wert des Übergangszeitkoeffizienten α = Tx/(R0 × C) proportional zur Übergangszeit Tx.
  • Eine Mehrzahl von Charakteristikkurven von 3 verwenden einen Schwellenwertspannungskoeffizienten γ als einen Parameter. Im Fall, bei dem die Messung der Übergangszeit Tx in Bezug auf die Überwachungsspannung Vx durchgeführt wird, die graduell von 0 Volt bis V0 Volt ansteigt, ist der Schwellenwertspannungskoeffizienten γ V0/Vcc. Auch in dem Fall, bei dem die Messung in Bezug auf die Überwachungsspannung Vx durchgeführt wird, die graduell von Vcc Volt bis (Vcc – V0) Volt abnimmt, erfüllt der Schwellenwertspannungskoeffizienten γ denselben Ausdruck. Die Schwellenwertspannung V0 und die Kandidatenreferenzwert Vcc sind bekannte Werte und daher ist der Wert des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ ein bekannter Wert als eine Designkonstante.
  • Die Mehrzahl von, den Schwellenwertspannungskoeffizienten γ als einen Parameter verwendenden Charakteristikkurven werden in eine Negativgradientenkurve, wie durch Kurven 101, 102 und 103 repräsentiert, in der der Schwellenwertspannungskoeffizient γ zusammen mit dem Ansteigen beim Leckwiderstandskoeffizienten β abnimmt, und eine glockenförmige Kurve, wie durch Kurven 111, 112 und 113 repräsentiert, die im Zentrum konvex ist und einen Positivgradientenkurvenbereich und einen Negativgradientenkurvenbereich aufweist, klassifiziert.
  • 4 ist ein vergrößerter Graph der Kurve 103 von 3 und zeigt eine Negativgradientenkurve für den Schwellenwertspannungskoeffizienten γ von 0,6. Im Fall, bei dem der Wert des Reihenwiderstands R0 dafür ausgelegt ist, das 3,3-fache des Grenzleckwiderstands Rx0 zu sein, beträgt der Wert des Leckwiderstandskoeffizienten β, wenn der tatsächliche Wert des Leckwiderstands Rx gleich dem Grenzleckwiderstand Rx0 geworden ist, Rx/R0 = Rx0/(3,3Rx0) = 0,3 und daher ist der Übergangszeitkoeffizient α von 0,85 entsprechend einem interessierenden Punkt P4 von 4 der der gemessenen Übergangszeit Tx entsprechende Wert.
  • Daher ist, wenn der Übergangszeitkoeffizient α 0,85 oder mehr ist, der Leckwiderstand Rx bestimmt ist, in einem gefährlichen Zustand zu sein, gleich oder kleiner als der Grenzleckwiderstand Rx0 zu sein, und wenn der Übergangszeitkoeffizient α kleiner als 0,85 ist, wird der Leckwiderstand Rx als im sicheren Zustand des Überschreitens des Grenzleckwiderstands Rx0 befindlich bestimmt. Beispielsweise in einem Fall, bei dem der Grenzleckwiderstand Rx0 auf 200 KΩ eingestellt ist, wird der Reihenwiderstand R0 auf 200 × 3,3 = 660 KΩ eingestellt und wird die elektrostatische Kapazität C des Kopplungskondensators 51 auf 0,47 μF eingestellt, ist die Lade/Entlade-Zeitkonstante τ gleich 660 × 0,47 = 310 ms und ist daher die Grenzübergangszeit Tx0 α × (R0 × C) = 0,85 × 310 = 264 ms.
  • Weiterhin, in 4, wenn der Leckwiderstandskoeffizienten β gleich 0 ist, ist der Wert des Übergangszeitkoeffizienten α 0,92. somit kann das Auftreten einer kompletten Erdungsabnormalität detektiert werden, solange wie der Ladungszeitraum des repetitiven Befehlssignals PLS eine Impulsbreite gleich oder länger als 310 × 0,92 = 285 ms ist. Wenn Andererseits wird eine Time-out-Abnormalität festgestellt, wenn ein invertiertes Logiksignal nicht erhalten werden kann, selbst nach 250 ms, da die Logik des repetitiven Befehlssignals PLS zur Ladungsseite invertiert wurde.
  • Zusätzlich, in 4, wenn der Leckwiderstandskoeffizienten β von 1,4 (α = 0,1) eine Messobergrenze ist, ist ein messbarer Wert des Leckwiderstands Rx gleich β × R0 = 1,4 × (3,3 × Rx0) = 4,62 Rx0. Es ist daher schwierig, einen Leckwiderstand exakt zu messen, der das 4,6-fache des Grenzleckwiderstands Rx0 übersteigt, aber der Normalzustand des Leckwiderstandes kann zuverlässig detektiert werden.
  • Rückkehrend zu 3, kann die Kurve 112 verwendet werden, um den Leckwiderstand selbst durch Ausschließen der Positivgradientenkurvenregion und Verwenden nur der Negativgradientenkurvenregion zu messen. Die horizontale Achse von 3 weist eine geometrische Skala auf und daher scheint der Übergangszeitkoeffizient α sich rapide abzuschwächen. Jedoch wird eine sanfte Abschwächungskurve auf einer arithmetischen Skala erhalten.
  • In diesem Fall wird dem Leckwiderstandskoeffizienten β von 6,4 entsprechend einem Punkt von Interesse P3 (α = 2,23) Aufmerksamkeit geschenkt, an welchem der Wert des Übergangszeitkoeffizienten α für den Leckwiderstandskoeffizienten β von 0 2,3 oder weniger ist. Wenn der Reihenwiderstand R0 auf Rx0/6,4 eingestellt ist, ist der Leckwiderstandskoeffizient β, wenn der Leckwiderstand Rx auf den Grenzleckwiderstand Rx0 abgenommen hat, Rx0/R0 = 6,4. Daher kann der Wert des Grenzleckwiderstands Rx0 basierend auf dem Übergangszeitkoeffizient α entsprechend einem interessierenden Punkt P3 detektiert werden.
  • In diesem Fall jedoch kann der Leckwiderstand gleich oder kleiner dem Grenzleckwiderstand Rx0 nicht gemessen werden, und wenn der Übergangszeitkoeffizient α 2,3 übersteigt, tritt ein Binärproblem auf und ein korrekter Wert des Leckwiderstandes kann nicht spezifiziert werden. Weiterhin, in der Kurve 112 von 3, wenn der Leckwiderstandskoeffizienten β von 8,5 (α = 0,49) eine Messobergrenze ist, beträgt ein messbarer Wert des Leckwiderstands Rx β × R0 = 8,5 × (Rx0/6,4) = 1,33 Rx0. Es ist daher schwierig, einen Leckwiderstand genau zu messen, der das 1,33-fache des Grenzleckwiderstands Rx0 übersteigt, aber der Normalzustand des Leckwiderstandes kann zuverlässig detektiert werden.
  • Falls der Widerstand gleich oder kleiner dem Grenzleckwiderstand gemessen werden kann, kann der gemessene Widerstand als Information eingesetzt werden, um die Ursache des Abfalls beim Leckwiderstand aufzuspüren. Im Allgemeinen jedoch gibt es kein Problem, selbst falls der Widerstand gleich oder kleiner dem Grenzleckwiderstand Rx0 nicht gemessen werden kann. Weiterhin ist es im Allgemeinen, solange wie der Leckwiderstand für das Voralarmieren, der das etwa 1,3-fache des Grenzleckwiderstands Rx0 ist, gemessen werden kann, unnötig, einen größeren Leckwiderstand genau zu messen. Von diesem Standpunkt aus ist es möglich, sowohl die Negativgradientenkurve 103 als auch die Kurve 112 mit dem Negativgradientenkurvenbereich, der dem Positivgradientenkurvenbereich folgt, zu verwenden. Jedoch gibt es keinen Vorteil für die Verwendung des Negativgradientenbereichs der glockenförmigen Kurve und es ist vorteilhafter, die Kurve 103 mit nur der Negativgradientenkurve zu verwenden.
  • 5 ist ein vergrößerter Graph der Kurve 113 von 3 und zeigt eine Positivgradientenkurve für den Schwellenwertspannungskoeffizienten γ von 0,95. Jedoch wird der Wert des Reihenwiderstands R0 auf das Zweifache des Werts des Grenzleckwiderstands Rx0 eingestellt und der zusätzliche Widerstand R3 = 10 × Rx0 ist parallel zum Bypassleckwiderstand 53 verbunden. Daher, selbst falls der tatsächliche Leckwiderstand Rx unendlich ist, beträgt der obere Grenzwert des Leckwiderstandskoeffizienten β R3/R0 = 10 × Rx0/(2 × Rx0) = 5, was innerhalb des Positivgradientenkurvenbereichs der Kurve 113 von 3 liegt.
  • Im Falle von 5 beträgt der Wert des Leckwiderstandskoeffizienten ß, wenn der tatsächliche Wert des Leckwiderstands Rx gleich dem Grenzleckwiderstand Rx0 geworden ist, (Rx0//R3)/R0 = (Rx0//10Rx0)/2Rx0) = 0,45, und daher ist der Übergangszeitkoeffizient α von 3,8 entsprechend einem interessierenden Punkt P5 von 5 ein Wert, der der gemessenen Übergangszeit Tx entspricht.
  • Beispielsweise in einem Fall, bei dem der Grenzleckwiderstand Rx0 auf 200 KΩ eingestellt ist, beträgt der zusätzliche Widerstand R3 2 MΩ und der Reihenwiderstand R0 400 KΩ. Somit beträgt die Lade/Entlade-Zeitkonstante als eine Referenz, wenn die elektrostatische Kapazität C des Kopplungskondensators 51 auf 0,15 μF eingestellt wird, R0 × C = 400 × 0,15 = 60 ms. Daher beträgt die Grenzübergangszeit Tx0, wenn der Leckwiderstand Rx zum Grenzleckwiderstand Rx0 abgenommen hat, α × (R0 × C) = 3,8 × 60 = 228 ms. Somit kann der Leckwiderstand Rx festgestellt werden, in dem gefährlichen Zustand zu sein, wenn die Übergangszeit Tx 228 ms oder weniger wird und im sicheren Zustand, wenn die Übergangszeit Tx 228 ms übersteigt.
  • Weiterhin beträgt in 5 der Wert des Übergangszeitkoeffizient α am oberen Grenzwert des Leckwiderstandskoeffizienten β von 5,0 7,2. Somit kann theoretische der Leckwiderstand bis zu einem unendlichen Wert detektiert werden, solange der Ladungszeitraum des repetitiven Befehlssignals PLS eine Impulsbreite gleich oder länger als 60 × 7,2 = 432 ms beträgt. Andererseits wird festgestellt, dass Auszeit-Abnormalität existiert, wenn ein invertiertes logisches Signal selbst nach 432 ms, seit die Logik des repetitiven Befehlssignals PLS zur Ladeseite invertiert worden ist, nicht erhalten werden kann.
  • In der obigen Beschreibung ist die obere Grenze des Leckwiderstandskoeffizienten β durch den Bypassleckwiderstand 53 für die begrenzte Verwendung der Positivgradientenkurvenregion der glockenförmigen Kurve in 3 beschränkt. Der Bypassleckwiderstand 53 hat einen bekannten Widerstandswert. Somit können zur Zeit der Produktauslieferungsinspektion durch Messen des Leckwiderstands im Zustand, bei dem die Bordhochspannungsvorrichtung 60X nicht verbunden ist, die individuellen Fluktuationen bei der elektrostatischen Kapazität C des Kopplungskondensators 51 so gemessen werden, dass ein kalibrierter Wert der elektrostatischen Kapazität C berechnet und gespeichert werden kann.
  • Die in 3 gezeigten Charakteristikkurven basieren auf dem oben in 3 gezeigten Ausdruck 1, und Ausdruck 1 wird etabliert, wenn die Überwachungsspannung Vx innerhalb eines richtigen Bereichs von 0 bis Vcc fällt. Die Etablierung von Ausdruck 1 wird wie folgt demonstriert.
  • Ladezeitraum
  • Im Ladezeitraum, in dem der Logikpegel des repetitiven Befehlssignals PLS in 1 auf ”L” ist und der Transistor, der als das Lade/Entlade-Schaltelement 31 dient, geöffnet ist, wird Ausdruck (10a) etabliert. VCC = R0 × C(dE/dt) + Vx (10a) wobei R0 = Rs + Rq ≈ Rs >> Rq
  • Vx in Ausdruck (10a) wird in Ausdruck (7x) oben eingesetzt, um Ausdruck (11a) zu erhalten. Vcc + Vn0 = E + τ1 × (dE/dt) (11a) wobei τ1 = (R0 + Rx)C ≈ (Rs + Rx)C
  • In der Differentialgleichung (11a) wird der Anfangswert von E zur Zeit t = 0 durch E1 repräsentiert und wird der Wert von E zur unendlichen Zeit durch Vcc + Vn0 repräsentiert. Dann wird eine durch Ausdruck (12a) ausgedrückte Lösung erhalten. E = E1exp(–t/τ1) + (Vcc + Vn0){1 – exp(–t/τ1)} (12a)
  • Zusätzlich wird der Wert von (dE/dt) in Ausdruck (10a) in Ausdruck (7x) oben eingesetzt, um Ausdruck (13a) zu erhalten. Vx/(R0//Rx) = Vcc/R0 + (E – Vn0)/Rx (13a) wobei R0//Rx den parallel kombinierten Widerstand von R0 und Rx repräsentiert.
  • Entladezeitraum
  • Im Entladungszeitraum, in dem der Logikpegel des repetitiven Befehlssignals PLS in 1 auf ”H” ist und der als das Lade/Entlade-Schaltelement 31 dienende Transistor geschlossen ist, wird Ausdruck (10b) etabliert. 0 = C × Rq(dE/dt) + Vx (10b)
  • Vx in Ausdruck (10b) wird in Ausdruck (7x) oben eingesetzt, um Ausdruck (11b) zu erhalten. Vn0 = τ2(dE/dt) + E (11b) wobei τ2 = (Rq + Rx) × C
  • In der Differentialgleichung (11b) wird der Anfangswert von E zur Zeit t = 0 durch E2 repräsentiert und wird er Wert von E zur unendlichen Zeit durch Vn0 repräsentiert. Dann wird eine durch Ausdruck (12b) ausgedrückte Lösung erhalten. E = E2exp(–t/τ2) + Vn0{1 – exp(–t/τ2)} (12b)
  • Zusätzlich wird der Wert von (dE/dt) in Ausdruck (10b) in Ausdruck (7x) oben eingesetzt, um Ausdruck (13b) zu erhalten. Vx/(Rq//Rx) = (E – Vn0)/Rx (13b) wobei Rq//Rx den parallelen, kombinierten Widerstand von Rq und Rx repräsentiert.
  • Stabiler Zustand
  • Im stabilen Zustand, in welchem der Logikpegel des repetitiven Befehlssignals PLS in 1 abwechselnd in den Ladezeitraum T1 und den Entladezeitraum T2 invertiert wird und es keine Änderung beim Wert des Leckwiderstands Rx und bei der Ausgabe von Vh der Hochspannungsgleichstromquelle 61 gibt, werden die Anfangswerte E1 und E2 in den Ausdrücken (12a) und (12b) wie folgt berechnet. Zuerst wird in Ausdruck (12a) zur Ladeendzeit t = T1, E = E2 etabliert und daher wird der Ausdruck (14a) etabliert. E2 = E1 × K1 + (Vcc + Vn0)(1 – K1) (14a) wobei K1 = exp(–T1/τ1)
  • Zusätzlich wird in Ausdruck (12b) zum Entladungsendzeitpunkt t = T2, E = E1 etabliert und daher wird der Ausdruck (14b) etabliert. E1 = E2 × K2 + Vn0(1 – K2) (14b) wobei K2 = exp(–T2/τ2)
  • Aus den Ausdrücken (14a) und (14b) werden die Ausdrücke (15a) und (15b) erhalten. E1 – Vn0 = Vcc × K0 × K2 (15a) E2 – Vn0 = Vcc × K0 (15b) wobei K0 = (1 – K1)/(1 – K1 × K2)
  • Konventioneller Fall
  • Im in 28 illustrierten, konventionellen Fall sind die Lade/Entladezeitkonstanten τ1 = τ2 = τ = C × (R0 + Rx) und sind der Ladezeitraum T1 und der Entladezeitraum T2 T1 = T2 = T. Somit wird K1 = K2 = K = exp(–T/τ) etabliert und K0 wird zu 1/(1 + K) vereinfacht. Ein Überwachungsspannungswert Vx2 am Ladeende (Zeit t = T1 = T) wird durch Ausdruck (16a) unter Verwendung von Ausdrücken (13a) und (15b) berechnet. Vx2/(R0//Rx) = Vcc/R0 + (E2 – Vn0)/Rx = Vcc/R0+Vcc/{(1 + K) × Rx} (16a)
  • Ein Überwachungsspannungswert Vx1 am Entladeende (Zeit t = T2 = T) wird durch Ausdruck (16b) unter Verwendung von Ausdrücken (13b) und (15a) berechnet. Jedoch wird im Ausdruck (13b) der Schnellade/Entladewiderstand Rq durch den Lade/Entladewiderstand R0 ersetzt. Vx1/(R0//Rx) = (E1 – Vn0)/Rx = VccK/{(1 + K) × Rx} (16b)
  • Daher wird eine Abweichungsspannung Vx2 – Vx1 durch Ausdruck (17) unter Verwendung von Ausdrücken (16a) und (16b) berechnet. Vx2 – Vx1 = (R0//Rx)[Vcc/R0 + (Vcc/Rx)(1 – K)/(1 + K)] (17)
  • In diesem Fall, wenn der Schwellenwertspannungskoeffizient γ auf (Vx2 – Vx1)/Vcc eingestellt wird, der Leckwiderstandskoeffizient β auf Rx/R0 eingestellt wird und ein Referenzzeitkoeffizient α auf T/(R0 × C) eingestellt wird, wird Ausdruck (17) zu einem vereinfachten Ausdruck ohne Einheit, wie in Ausdruck (18). γ{β + (1 – K)/(1 + K)}/(1 + β) (18) wobei K = exp[–T/{(R0 + Rx)C}] = exp{–α0/(1 + β)
  • Dies ist der oben in 29 gezeigte Ausdruck III.
  • Im Fall der ersten Ausführungsform
  • In 1 und 2 werden zur Ladestartzeit t = 0, V1 = Vx1 = 0 und V2 = Vx2 etabliert. Zur Zeit Tx = 0 bis T1, falls der Wert von Vx gleich der eingestellten Schwellenwertspannung V0 wird, wird Ausdruck (19) für die Zeit t = Tx aus Ausdruck (12a) berechnet. Man beachte, dass eine Schnellentladung im Entladungszeitraum durchgeführt wird und daher E1 = Vn0 etabliert wird und Kx = exp(–Tx/τ1) etabliert wird. Ex = Vn0exp(–Tx/τ1) + (Vcc + Vn0){1 – exp(–Tx/τ1)} = Vcc(1 – Kx) + Vn0 (19)
  • Ausdruck (20) wird aus den Ausdrücken (13a) und (19) erhalten. V0/(R0//Rx) = Vcc/R0 + (Ex – Vn0)/Rx = Vcc/R0 + Vcc(1 – Kx)/Rx (20)
  • Dann werden der Schwellenwertspannungskoeffizienten γ von V0/Vcc, der Leckwiderstandskoeffizient β von Rx/R0 und der Übergangszeitkoeffizient α von Tx/(R0C) in Ausdruck (20) eingesetzt und es wird Ausdruck (21) erhalten. γ = (1 + β – Kx)/(1 + β) ∴Kx = (1 + β) × (1 – γ) (21)
  • Kx = Exp[–Tx/{(R0 + Rx)C}] = exp{–α/(1 + β)} wird etabliert und daher wird Ausdruck (22) durch eine natürliche Logarithmuswandlung erhalten. α = (1 + β)LOGe(1/Kx) (22)
  • Die Ausdrücke (21) und (22) entsprechen dem oben in 3 gezeigten Ausdruck I.
  • Als Nächstes wird Aktion und Betrieb der Vorrichtung von 1 detailliert unter Bezugnahme auf in den 6 und 7 illustrierten Betriebserläuterungsflussdiagrammen beschrieben. Im ersten Flussdiagramm von 6 ist Schritt 1600 ein Schritt, in welchem der Mikroprozessor 21 den Betrieb des Detektierens des Leckwiderstands Rx startet und ist der nachfolgende Schritt 1600a ein Bestimmungsschritt des Bestimmens, ob die aktuelle Operation die erste Operation ist, nachdem der Niederspannungsstromversorgungsschalter 12 geschlossen worden ist. Im Falle des ersten Zyklus wird dies als JA festgestellt und der Ablauf schreitet zum Schritt 1600b fort. Im Falle eines fortgesetzten zyklischen Zyklus wird festgestellt, dass er NEIN ist, und der Ablauf schreitet zu Schritt 1601 fort.
  • Schritt 1600b ist ein Initialisierungsschritt, in dem der aktuelle Wert eines Zählers oder Timers, der unten beschrieben wird, auf 0 gestellt wird. Der nachfolgende Schritt 1601 ist ein Schritt, bei dem ein Ringzähler, der periodisch ein Taktsignal zählt, seinen Zählbetrieb startet. Der nachfolgende Schritt 1602 ist ein Bestimmungsschritt, in welchem, wenn der aktuelle Wert des im Schritt 1601 gezählten Ringzählers im ersten Hälftenbereich ist, er als JA festgestellt wird und der Ablauf zum Schritt 1603a fortschreitet und wenn der aktuelle Wert sich im Bereich der zweiten Hälfte befindet, wird er als NEIN festgestellt und der Ablauf fließt zu Schritt 1603b fort.
  • Schritt 1603a ist ein Schritt, in welchem die Ausgabelogik des repetitiven Befehlssignals auf ”H” gesetzt wird. Der Schritt 1603b ist ein Schritt, in welchem die Ausgabelogik des repetitiven Befehlssignals PLS auf ”L” eingestellt wird. Ein Schrittblock 1604, der die Schritte 1601 bis 1603b enthält, ist ein repetitives Befehlssignalerzeugungsmittel.
  • Der Schritt 1605, der nach Schritt 1603a oder Schritt 1603b ausgeführt wird, ist ein Bestimmungsschritt des Bestimmens, ob die Logik des invertierten Logiksignals HIG, die am Mikroprozessor 21 eingegeben wird, sich verändert hat oder nicht. Wenn sich die Logik im Zeitraum von einem Zyklus des repetitiven Befehlssignals PLS verändert hat, wird dies als JA festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 1606c fort. Wenn sich die Logik nicht verändert hat, wird dies als NEIN festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 1606a fort. Die Bestimmung von JA in Schritt 1605 zeigt an, dass der Wert der Überwachungsspannung Vx sich im richtigen Bereich von 0 bis Vcc befindet und gestiegen oder gesunken ist, um die eingestellte Schwellenwertspannung V0 zu übersteigen.
  • Im Schritt 1606c wird ein Timer 0, der im Schritt 1606a, der unten beschrieben wird, aktiviert worden ist, initialisiert und der Ablauf führt über eine Weiterführung A zu einem Schrittblock 1700 von 7. Im Schritt 1606a startet der Timer 0 für die transiente Abnormalitätsbestimmung seinen Zählbetrieb und der Ablauf schreitet zu Schritt 1606b fort. Der Schritt 1606b ist ein Schritt, der als ein transientes Abnormalitätsbestimmungsmittel dient, in welchem der aktuelle Wert des Zählers 0, der das Zählen in Schritt 1606a gestartet hat, ausgelesen wird, um festzustellen, ob ein vorgegebener Zeitraum verstrichen ist oder nicht. Wenn die Logik des invertierten Logiksignals HIG unverändert bleibt, selbst nachdem der vorgegebene Zeitraum verstrichen ist, wird dies als JA festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 1607a fort. Wenn sich die Logik innerhalb des vorgegebenen Zeitraums verändert hat, wird dies als NEIN festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 1607b fort.
  • Schritt 1607a ist ein transientes Charakteristik-Abnormalitätsverarbeitungsmittel. Falls beispielsweise die Stromversorgungsspannung Vh der Hochspannungsgleichstromquelle 61 sich abrupt verändert hat, oder falls der positivseitige Leckwiderstand 65 oder der negativseitige Leckwiderstand 66 sich verändert haben, um abrupt das Potential der negativseitigen Stromversorgungsleitung 67 der Hochspannungsgleichstromquelle 61 relativ zur Fahrzeugkarosserie an einem Verbindungspunkt B des Kopplungskondensators 51 zu verändern, wird dann das Potential des Messpunkts A vorübergehend gleich oder niedriger dem Fahrzeugkarosseriepotential (0 Volt) oder gleich oder höher der Steuerstromversorgungsspannung Vcc und wird der Kopplungskondensator 51 durch die Bypassdiode 36 oder die Bypassdiode 37 geladen oder entladen. In diesem Fall, wenn eine transiente Lade/Entladezeit, während der die der Spannung des Messpunkts A entsprechende Überwachungsspannung Vx zum richtigen Bereich von 0 bis Vcc zum Messen des Leckwiderstandes Rx verstrichen ist, wird festgestellt, dass transiente Charakteristik-Abnormalität ERR2 vorliegt, und es wird eine System-Abnormalitätsalarmierung (nicht gezeigt) durchgeführt, gefolgt vom Übergang zu einem Rückzugbetriebsmodus (Notfall bzw. Limp-Home-Betrieb).
  • Man beachte, dass im Fall, wo vorhergesagt wird, dass das Fahrzeugzustandssignal 18 sich verändert und die Überwachungsspannung Vx vom richtigen Bereich vorübergehend abweicht, die Bestimmung der transienten Charakteristik-Abnormalität ERR2 zumindest für einen vorgegebenen Zeitraum vermieden wird.
  • Man beachte, dass in diesem Fall, bei dem keine Systemabnormalität auftritt, wie etwa Abnehmen beim internen Leckwiderstand durch Degradierung des Kopplungskondensators 51, Trennung der anderen Drähte oder Kurzschluss, der Maximalwert der transienten Lade/Entladezeit kürzer als der vorgegebene Bestimmungszeitraum in Schritt 1506b ist. Im Normalfall wird dies als NEIN im Schritt 1606b festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 1607b fort.
  • Der Schritt 1607b wird in dem Fall durchgeführt, wo in Schritt 1605 NEIN bestimmt wird, und in Schritt 1606b bestimmt wird, dass die Logik sich im vorgegebenen Zeitraum geändert hat. Im Schritt 1607b wird die Berechnung des in 7 gezeigten Leckwiderstandes suspendiert. Der Ablauf schreitet über Schritt 1607a oder Schritt 1607b oder über eine in 7 gezeigte Weiterführung B zum Schritt 1608 fort.
  • Schritt 1608 ist ein Bestimmungsschritt des Bestimmens, ob der aktuelle Zeitpunkt in einem Zeitraum des Rückziehens und Sichern des Werts des Leckwiderstands Rx, der in einem Schritt, der unten beschrieben wird, berechnet wird, berechneten Leckwiderstands Rx, oder von Abnormalitätsauftrittsinformation im nicht-flüchtigen Datenspeicher 23. Wenn beispielsweise das aktuelle Timing in der verzögerten Zufuhrperiode liegt, in welcher der manuelle Stromversorgungsschalter (nicht gezeigt) geöffnet ist und dann der Niederspannungsstromversorgungsschalter 12 unterbrochen wird, wird dies als JA festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 1609a fort. Wenn das aktuelle Timing nicht die Rückführperiode ist, wird dies als NEIN festgestellt und der Ablauf schreitet zu einem Operationsbeendigungsschritt 1610 fort. Man beachte, dass im Schritt 1608 die Bestimmung von JA periodisch in einem vorgegebenen Zeitintervall durchgeführt werden kann.
  • Im Schritt 1609a werden gleitende Durchschnittswerte des in Schritt 1706 berechneten Leckwiderstands Rx, der unten beschrieben wird, sequentiell geschrieben und gesichert, während die Adresse des nicht-flüchtigen Datenspeichers aktualisiert wird. Im nachfolgenden Schritt 1609b wird, basierend auf Bestimmungsinformationen zur transienten Charakteristik-Abnormalität ERR2, die im Schritt 1607a in den RAM-Speicher 22 geschrieben ist, oder basierend auf der im Schritt 1709 bestimmten Abnormalitätsauftrittsinformation, die unten beschrieben wird, die akkumulierte Anzahl von Abnormalitätsauftreten anhand des Typs des Abnormalitätsauftritts aktualisiert und dann in einer vorgegebenen Adresse des nicht-flüchtigen Datenspeichers 23 geschrieben und gesichert. Danach geht der Ablauf zum Operationsabschlussschritt 1610 weiter.
  • Im Operationsabschlussschritt 1610 führt der Mikroprozessor 21 ein anderes Steuerprogramm aus und der Ablauf schreitet wieder zum Operationsstartschritt 1600 nach einer Wartezeit von beispielsweise 10 ms fort. Daher führt unmittelbar nach dem Start des Betriebs und in dem Zustand, in dem die Anfangsladung des Kopplungskondensators 51 nicht durchgeführt worden ist, der Mikroprozessor 21 die Schritte im ersten Zyklus in der Reihenfolge von Schritt 1600, Schritt 1600a (Bestimmung von JA), Schritt 1600b, Schrittblock 1604, Schritt 1605 (Bestimmung von NEIN), Schritt 1606a, Schritt 1606b (Bestimmung von NEIN), Schritt 1607b, Schritt 1608 (Bestimmung von NEIN), Schritt 1610 und Schritt 1600 nach einer Wartezeit von 10 ms aus. Im nächsten und nachfolgenden Zyklen führt der Mikroprozessor 21 eine Reihe des Ablaufs in zyklischer Weise in einem Zustand durch, in dem die Bestimmung des Schritts 1600a NEIN ist und ein Schritt 1600b nicht ausgeführt wird.
  • Im Prozess, wenn die Umkehroperation des invertierten Logiksignals HIG im Schritt 1605 detektiert wird, wird dies als JA festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 1701, der unten zu beschreiben ist, fort. Andererseits werden in einem Zeitraum, in dem sie in Schritt S1605 als NEIN festgestellt wird und die vorgegebene Zeit im Schritt 1606b nicht erreicht worden ist, die Schritte in der Reihenfolge von Schritt 1607b, Schritt 1608 (Betonung von NEIN), und Schritt 1610 ausgeführt und der zyklische Betrieb wird fortgesetzt. Dann, wenn sie in Schritt 1606b als JA bestimmt wird, wird Schritt 1607a ausgeführt.
  • Bezug nehmend auf das zweite Flussdiagramm von 7 ist Schritt 1700 ein Schrittblock äquivalent zu den Schritten 2700a bis 2700c, die unter Bezugnahme auf 11 zu beschreiben sind. Schritt 1700 ist ein Berechnungsmittel bei Auslieferung zum Messen des Wertes der elektrostatischen Kapazität C des Kopplungskondensators 51 zum Zeitpunkt der Auslieferungsjustierung und Speichern eines kalibrierten Werts desselben.
  • Der nachfolgende Schritt 1701 ist ein Bestimmungsschritt. In einem Zeitraum, in dem das repetitive Befehlssignal PLS, dessen Logikpegel ”L” ist, im Schritt 1603b von 6 erzeugt wird, so dass der als das Lade/Entlade-Schaltelement 31 dienende Transistor unterbrochen ist, um den Kopplungskondensator 51 über die Lade/Entladewiderstände 33 und 35 langsam zu laden, wird dies als JA festgestellt und der Ablauf schreitet zum Schritt 1702 fort. In einem Zeitraum, in dem das repetitive Befehlssignal PLS, dessen Logikpegel ”H” ist, im Schritt 1603a von 6 erzeugt wird, so dass der als das Lade/Entlade-Schaltelement 31 dienende Transistor leitfähig wird, um rasch den Kopplungskondensator 51 über den Schnelllade/Entladewiderstand 35 zu entladen, wird NEIN festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 1608 von 6 über die Weiterführung B fort.
  • Im Schritt 1702 wird ein Timer zum Messen einer Übergangszeit Tx aktiviert, um den Zählvorgang zu starten, und der Ablauf schreitet zu Schritt 1703 fort. Schritt 1703 ist ein Bestimmungsschritt des Bestimmens, ob der Logikpegel des invertierten Logiksignals HIG sich von ”L” nach ”H” verändert hat. Wenn der Logikpegel ”H” ist, wird dies als JA festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 1704a fort. Wenn der Logikpegel ”L” ist, wird dies als NEIN festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 1704b fort.
  • Im Schritt 1704a wird der aktuelle Wert des Timers 1, der aktiviert worden ist, um das Zählen in Schritt 1702 zu starten, ausgelesen und im RAM-Speicher 22 gespeichert. Der nachfolgende Schritt 1705 ist ein Schritt, der als Leckwiderstandsberechnungsmittel zum Berechnen des Leckwiderstands Rx, basierend auf dem Wert der in Schritt 1704a ausgelesen und gespeicherten Übertragungszeit Tx dient.
  • Im nachfolgenden Schritt 1706 wird der aktuelle Wert des Leckwiderstands Rx, der in Schritt 1705 berechnet worden ist, an der ersten Stufe des Verschiebers (Schieberegister), das durch den RAM-Speicher 22 gebildet ist, eingegeben, und werden im Schieberegister gespeicherte Teile vergangener Daten sequentiell zur nachfolgenden Stufe migriert. Die vergangenen Daten des Leckwiderstands Rx, die in der letzten Stufe gespeichert sind, werden geliefert und gelöscht und die Summe der Werte des Leckwiderstands Rx, die im Schieberegister verbleiben, wird durch die gespeicherte Anzahl von Werten im Schieberegister geteilt, um dadurch den gleitenden Durchschnittswert zu berechnen. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass die Messung direkt durch einen temporalen Messfehler des Leckwiderstands Rx beeinträchtigt wird, der durch zeitliche Fluktuationen bei der Stromversorgungsspannung Vh der Hochspannungsgleichstromquelle 61 oder beispielsweise durch Rauschen verursacht wird.
  • Der nachfolgende Schritt 1707a ist ein Schritt, der als Widerstandsabnormalitätsbestimmungsmittel dient. Wenn der gleitende Durchschnittswert des Leckwiderstands Rx, der im Schritt 1706 berechnet worden ist, gleich oder kleiner dem vorgegebenen Leckwiderstand Rxn oder dem Grenzleckwiderstand Rx0 wird, wird dies als JA festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 1709 vor. Wenn es keine Abnormalität gibt, wird dies als NEIN festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 1708 fort.
  • Man beachte, dass im Fall, bei dem es eine Differenz eines vorgegebenen Wertes oder mehr des gleitenden Durchschnittswertes des im Schritt 1706 berechneten Leckwiderstands Rx und der im Schritt 1609a von 6 im nicht-flüchtigen Datenspeicher 23 gespeicherten vergangenen gleitenden Durchschnittswert gibt und wenn wahrgenommen wird, dass der Leckwiderstand Rx abrupt abgenommen hat, falls nicht zum vorgegebenen Leckwiderstand Rx0, wird dies als JA in Schritt 1707a festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 1709 fort. Schritt 1708 ist ein Schritt, in dem der Timer 1, der im Schritt 1702 aktiviert worden ist, initialisiert und suspendiert wird und der Ablauf schreitet zu Schritt 1608 von 6 über die Weiterleitung B fort.
  • Der Schritt 1704b wird in einem Fall durchgeführt, wenn in Schritt 1703 NEIN festgestellt wird. Im Schritt 1704b, um die verstrichene Zeit von dann, wenn der Logikpegel des repetitiven Befehlssignals PLS sich zu ”L” geändert hat, bis dann, wenn der Logikpegel des invertierten Logiksignals HIG sich zu ”H” ändert, zu messen, wird der aktuelle Wert des Timers 1, der im Schritt 1702 aktiviert worden ist, aktualisiert und ausgelesen. Der nachfolgende Schritt 1707b ist ein Schritt, der als Zeitablaufabnormalitäts-Bestimmungsmittel dient. Wenn die verstrichene Zeit, die im Schritt 1704b ausgelesen und gespeichert worden ist, übermäßig ist und einen vorgegebenen Zeitraum übersteigt, wird dies als JA festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 1709 fort. Wenn die verstrichene Zeit innerhalb des vorgegebenen Zeitraums liegt, wird dies als NEIN festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 1608 von 6 über die Weiterleitung B fort.
  • Schritt 1709 ist ein Schritt, der als Messabnormalitätsverarbeitungsmittel dient. Wenn dies im Schritt 1707a als JA festgestellt wird, erzeugt das Messabnormalitätsverarbeitungsmittel die Voralarmausgabe ER2 oder die Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1 und speichert Abnormalitätsbestimmungsinformationen zur Zustandsänderungsabnormalität ERR3. Wenn dies in Schritt 1707b als JA festgestellt wird, speichert das Messabnormalitätsverarbeitungsmittel eine Abnormalitätsbestimmungsinformation zur Auszeit-Abnormalitätsbestimmung ERR1. Nach Schritt 1709 geht der Ablauf zum Schritt 1608 von 6 über die Weiterleitung B.
  • Im Schritt 1709, wenn die Voralarmausgabe ER2 oder die Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1 erzeugt wird, wird die Abnormalitätsalarmvorrichtung 19 aktiviert. Wenn die Abnormalitätsbestimmungsinformation zur Auszeit-Abnormalitätsbestimmung ERR1 oder der Zustandsänderungsabnormalität ERR3 gespeichert wird, wird die gespeicherte Abnormalitätsbestimmungsinformation von anderen Abnormalitätsinformationen getrennt. Im Schritt 1609b von 6 wird die akkumulierte Anzahl von Abnormalitätsauftreten in den nicht-flüchtigen Datenspeicher 23 geschrieben und gesichert, der zur Wartung und Inspektionsbetrieb eingesetzt wird.
  • Man beachte, dass die Berechnung des Leckwiderstands Rx im Schritt 1705 auf drei Weisen durchgeführt wird. Zuerst wird die Berechnung basierend auf der Charakteristikkurve durchgeführt, deren Gesamtregion die Negativgradientenkurvenregion ist, wie durch die Kurve 103 von 3 repräsentiert. Als Zweites wird die Berechnung unter Verwendung der Negativgradientenkurvenregion einer glockenförmigen Kurve, wie durch die Kurve 112 von 3 repräsentiert, durchgeführt. Als Drittes wird die Berechnung unter Verwendung der Positivgradientenkurvenregion einer glockenförmigen Kurve, wie durch die Kurve 113 von 3 repräsentiert, durchgeführt. In jedem Fall wird der Wert des Leckwiderstandes Rx aus dem Messwiderstand der Übergangszeit Tx, basierend auf einer Funktionsformel oder einer Datentabelle zwischen dem Übergangszeitkoeffizient α und dem Leckwiderstandskoeffizienten β unter Verwendung des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ als ein Parameter berechnet.
  • Als alternatives Abnormalitätsbestimmungsverfahren, anstelle des Vergleichens des detektierten Leckwiderstands Rx mit dem vorläufigen Leckwiderstand Rxn oder dem Grenzleckwiderstand Rx0 kann die dem vorläufigen Leckwiderstand Rxn oder dem Grenzleckwiderstand Rx0 entsprechene vorläufige Übergangszeit Txn oder Grenzübergangszeit Tx0 vorab berechnet werden und kann die tatsächliche Übergangszeit Tx mit der vorläufigen Übergangszeit Txn oder der Grenzübergangszeit Tx0 verglichen werden.
  • Weiter, in einem Fall, bei dem der Wert der Referenzzeitkonstanten R0 × C, die der Denominator des Übergangszeitkoeffizient α ist, der Wert des Reihenwiderstands R0, der der Denominator des Leckwiderstandskoeffizienten β ist, oder der Wert des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ als ein Festwert betrachtet wird, kann eine Formel und eine Datentabelle zwischen der übrigen Zeit Tx und dem Leckwiderstand Rx direkt als Funktionsformel oder Datentabelle verwendet werden. In diesem Fall kann der Leckwiderstand Rx direkt aus der gemessenen Übergangszeit Tx berechnet werden, ohne eine komplizierte Berechnungsverarbeitung während des Betriebs durchzuführen.
  • Jedoch ist es im Falle der Variation des Wertes des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ, des Denominatorwertes des Übergangszeitkoeffizient α oder des Denominatorwertes des Leckwiderstandskoeffizienten β gemäß den angewendeten Typen von Fahrzeug oder dem Betriebszustand vorteilhaft, die Funktionsformel oder die Datentabelle unter Verwendung von α, β oder γ einzustellen, welche Indexwerte ohne Einheit sind. Alternativ kann in einem Fall, bei dem die Arithmetiksteuerschaltung 20A einen eingebauten Mehrkanal-A/D-Wandler aufweist, und die Anzahl analoger Eingänge hinreichend ist, ein Operationsverstärker statt des Komparators 41 verwendet werden und kann eine Analogsignalspannung proportional zur Überwachungsspannung Vx an der Arithmetiksteuerschaltung 20A so eingegeben werden, dass der Mikroprozessor 21 ein Signal äquivalent zum invertierten Logiksignal HIG erzeugt. Zusätzlich ist in der ersten Ausführungsform von 1 der Verbindungspunkt B mit der negativseitigen Stromversorgungsleitung 67 der Bordhochspannungsvorrichtung 60X verbunden, aber selbst wenn der Verbindungspunkt B mit einer positivseitigen Stromversorgungsleitung verbunden ist, tritt keine Änderung beim Ausdruck I auf.
  • Wie aus der obigen Beschreibung klar ist, wird gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Leckwiderstands-Detektionsvorrichtung 50A für eine Bordhochspannungsvorrichtung bereitgestellt, die mit der Bordhochspannungsvorrichtung 60X verbindbar ist, welche die Hochspannungsgleichstromquelle 61 und die elektrische Hochspannungslast 64, die durch die Hochspannungsgleichstromquelle 61 zu versorgen und zu betreiben ist, beinhaltet, wobei die Bordhochspannungsvorrichtung 60X den Leckwiderstand Rx in Bezug auf die Fahrzeugkarosserie 11 aufweist, wie durch den äquivalenten Leckwiderstand 65 auf der positiven Potentialseite und den Äquivalentleckwiderstand 66 auf der Negativpotentialseite typisiert, die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung 50A, welche die Konstantspannungssteuerstromquelle 25 beinhaltet, die durch die Niederspannungsgleichstromquelle 10 mit einem mit der Fahrzeugkarosserie 11 verbundenen Negativanschluss und die die Steuerstromversorgungsspannung Vcc erzeugt, versorgt und angetrieben wird, wobei die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung 50A konfiguriert ist, einen Wert des Leckwiderstands Rx über den Kopplungskondensator 51, der einen Anschluss B mit einer vorgegebenen Position der Bordhochspannungsvorrichtung 60X verbunden hat, die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung 50A weiter die repetitive Signalausgabeschaltung 30A, die Überwachungssignalverarbeitungsschaltung 40A und die Arithmetiksteuerschaltung 20A enthält, wobei die Arithmetiksteuerschaltung 20A den Mikroprozessor 21 und den Programmspeicher 24, die miteinander kooperieren, enthält.
  • Weiterhin wiederholt die Repetitivsignalausgabeschaltung 30A abwechselnd in Reaktion auf den Schaltvorgang des Lade/Entlade-Schaltelements 31, das in Reaktion auf das repetitive Befehlssignal PLS arbeitet, eine Ladeperiode und eine Entladeperiode, in welcher der Messpunkt A intermittent mit der Steuerstromversorgungsspannung Vcc über den Lade/Entladewiderstand 33 oder 35 verbunden ist, wobei der Messpunkt A ein anderer Anschluss des Kopplungskondensators 51 ist, um dadurch die Überwachungsspannung Vx, welche ein Potential zwischen dem Messpunkt A der Fahrzeugkarosserie 11 ist, graduell zu erhöhen oder graduell zu senken. Die Überwachungssignalverarbeitungsschaltung 40A ist dafür konfiguriert: das invertierte Logiksignal HIG zu erzeugen, wenn ein Wert der Überwachungsspannung Vx, die bei einem Gradienten, der sanfter wird, wenn die Lade/Entladezeitkonstante größer wird, graduell steigt oder graduell sinkt, eine vorgegebene Schwellenwertspannung passiert, und das invertierte Logiksignal HIG an der Arithmetiksteuerschaltung 20A einzugeben, oder die analoge Signalspannung ANL proportional zur Überwachungsspannung Vx zu erzeugen und die analoge Signalspannungspegel ANL an der Arithmetiksteuerschaltung 20A einzugeben. Die Arithmetiksteuerschaltung 20A ist dafür konfiguriert: die Übergangszeit Tx während der der Wert der Überwachungsspannung Vx sich von einer Schwellenwertspannung gleich oder höher als 0 Volt oder einer Schwellenwertspannung gleich oder niedriger der Steuerstromversorgungsspannung Vcc zueinander ändert, zu messen, den Leckwiderstand Rx, der ein paralleler kombinierter Widerstand des Äquivalentleckwiderstands 65 auf der Positivpotentialseite und des negativseitigen Äquivalentleckwiderstands 66 auf der Negativpotentialseite ist, basierend auf einer Funktionsformel oder auf einer Datentabelle, die sich auf die Übergangszeit Tx und den Leckwiderstand Rx beziehen, zu berechnen; und die Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1 zu erzeugen, wenn der Leckwiderstand Rx gleich oder kleiner dem vorgegebenen Grenzleckwiderstand Rx0 wird oder wenn die Übergangszeit Tx die Grenzübergangszeit Tx0 entsprechend dem vorgegebenen Grenzleckwiderstand Rx0 erreicht. Das repetitive Befehlssignal PLS ist ein Impulssignal mit einem festen Zyklus, das eine Ladeperiode oder Entladeperiode länger als zumindest die Grenzübergangszeit Tx0 aufweist.
  • Der Lade/Entladewiderstand beinhaltet den Referenzwiderstand 33 mit dem Widerstandswert Rs und den Schnelllade/Entladewiderstand 35 mit dem Widerstandswert Rq, der hinreichend kleiner als der Widerstandswert Rs ist, und der Schnelllade/Entladewiderstand 35 ist mit einem Negativanschluss und einem Positivanschluss der Konstantspannungssteuerstromquelle 25 über das Paar von Bypassdioden 36 und 37 verbunden. Der Referenzwiderstand 33 ist in Reihe mit dem Leckwiderstand Rx als ein Lade/Entladewiderstand für den Kopplungskondensator 51 verbunden, wenn die Arithmetiksteuerschaltung 20A die Übergangszeit Tx der graduell steigenden Überwachungsspannung Vx oder der graduell sinkenden Überwachungsspannung Vx misst und der Referenzwiderstand 33 wird entfernt, wenn ein Potential der Überwachungsspannung Vx relativ zur Fahrzeugkarosserie sich geändert hat, um 0 Volt oder niedriger oder die Steuerstromversorgungsspannung Vcc oder höher zu sein, aufgrund einer abrupten Änderung der Stromversorgungsspannung der Hochspannungsgleichstromquelle 61 oder einer abrupten Änderung des Äquivalentleckwiderstands 65 auf der positiven Potentialseite oder des Äquivalentleckwiderstands 66 auf der negativen Potentialseite, weil der Hochspannungsstromversorgungsschalter 62 für die elektrische Hochspannungslast 64 geschlossen oder geöffnet wird, oder weil eine Abnormalität aufgetreten ist, um so den Kopplungskondensator 51 über den Schnelllade/Entladewiderstand 35 und die Bypassdiode 36 oder die Bypassdiode 37 unabhängig vom Betriebszustand des Lade/Entlade-Schaltelements 31 zu laden und zu entladen.
  • Wie oben beschrieben, beinhaltet in Verbindung mit Anspruch 2 der vorliegenden Erfindung die repetitive Signalausgabeschaltung den Referenzwiderstand, der in Reihe mit dem Kopplungskondensator verbunden ist, und den Schnelllade/Entladewiderstand mit einem Widerstandswert hinreichend kleiner als derjenige des Referenzwiderstands. Wenn sich das Potential des Kopplungskondensators am Verbindungspunkt relativ zur Fahrzeugkarosserie abrupt ändert, wird der Referenzwiderstand entfernt, um den Kopplungskondensator zu laden/entladen.
  • Daher weist die Lade/Entlade-Zeitkonstante für den Kopplungskondensator im abrupten Änderungsübergangszeitraum einen Wert auf, der durch das Produkt der Summe des Schnelllade/Entladewiderstands und des Leckwiderstandes und der elektrostatischen Kapazität des Kopplungskondensators bestimmt wird. Insbesondere wenn sich der Leckwiderstand reduziert hat, um sich dem gefährlichen Zustand anzunähern, wird der Kopplungskondensator rasch geladen/entladen, so dass die Überwachungsspannung Vx zum richtigen Bereich zurückkehren kann, um überwacht zu werden. Somit kann die Messung des Leckwiderstandes rasch durchgeführt werden und ein übermäßiger Strom wird durch den Schnelllade/Entladewiderstand unterdrückt.
  • Die repetitive Signalausgabeschaltung 30A ist dafür konfiguriert, in Reaktion auf den Schaltvorgang des Lade/Entlade-Schaltelements 31 den Messpunkt A, der ein anderer Anschluss des Kopplungskondensators 51 ist, mit dem Ausgabeanschluss der Konstantspannungssteuerstromquelle 25 über den Referenzwiderstand 33 mit dem Referenzwert Rs zu verbinden, oder den Messpunkt A des negativen Anschlusses entsprechend dem Fahrzeugkarosseriepotential über den Schnelllade/Entladewiderstand 35 mit dem Widerstandswert Rq, der hinreichend kleiner als der Widerstandswert Rs ist, zu verbinden, um damit die Überwachungsspannung Vx, die das Potential zwischen dem Messpunkt A und der Fahrzeugkarosserie 11 ist, graduell zu erhöhen oder rasch abzusenken. Die Überwachungssignalverarbeitungsschaltung 40A ist dafür konfiguriert: das invertierte Logiksignal HIG zu erzeugen, wenn der Wert der Überwachungsspannung Vx, die graduell bei einem Gradienten ansteigt, der sanfter wird, wenn die Zeitkonstante (Rs + Rx)C, die ein Produkt der Summe eines Widerstandswertes Rs (Rs >> Rq) und des Leckwiderstands Rx und der elektrostatischen Kapazität C des Kopplungskondensators 51 ist, größer wird, angestiegen ist, um die vorbestimmte Schwellenwertspannung V0 zu passieren und das invertierte Logiksignal HIG an der Arithmetiksteuerschaltung 20A einzugeben; oder die analoge Signalspannung ANL proportional zur Überwachungsspannung Vx zu erzeugen und die analoge Signalspannung ANL an der Arithmetiksteuerschaltung 20A einzugeben. Die Arithmetiksteuerschaltung 20A invertiert eine Ausgabe des repetitiven Befehlssignals PLS, das ein Impulsfolgesignal mit einem festen Zyklus ist, in einem Zustand, in dem der Wert der Überwachungsspannung Vx abrupt abgenommen hat, um sich 0 Volt anzunähern, durch das Lade/Entlade-Schaltelement 31, und invertiert die Ausgabe des repetitiven Befehlssignals PLS nach Empfang des invertierten Logiksignals HIG als eine Eingabe oder nach Messen, zur Übergangszeit Tx, eines Zeitraums von dann, wenn das invertierte Logiksignal HIG basierend auf der Eingangsanalogspannung ANL erzeugt wird,. bis dann, wenn das invertierte Logiksignal HIG erhalten wird.
  • Wie oben beschrieben, lädt und entlädt in Verbindung mit Anspruch 3 der vorliegenden Erfindung die repetitive Signalausgabeschaltung den Kopplungskondensator und misst die Arithmetiksteuerschaltung als Übergangszeit Tx einen Zeitraum, während dem die Überwachungsspannung Vx auf die vorgegebenen Schwellenwertspannung V0 von einer Schwellenwertspannung von 0 Volt ansteigt. Daher kann die Komparatorbestimmungsschaltung oder die Komparatorbestimmungsverarbeitung in Bezug auf das eine der Paare von Schwellenwertspannungen weggelassen werden und kann die Übergangszeit durch eine einfache Struktur gemessen werden.
  • Wie aus der obigen Beschreibung klar ist, wird gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Leckwiderstandsdetektionsverfahren für eine Bordhochspannungsvorrichtung bereitgestellt, die als die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung für eine Bordhochspannungsvorrichtung verwendet wird, wobei das Leckwiderstandsdetektionsverfahren beinhaltet, wenn die elektrostatische Kapazität des Kopplungskondensators 51 durch C repräsentiert ist, ein parallel kombinierter Leckwiderstandswert des Äquivalentleckwiderstands 65 auf der Positivpotentialseite und des Äquivalentleckwiderstand 66 auf der Negativpotentialseite durch Rx repräsentiert wird, und ein Reihenwiderstandswert, welcher ein Gesamtwert der in der Repititivsignalausgabeschaltung 30A vorgesehenen Lade/Entladewiderstände 33 und 35 ist, durch R0 repräsentiert wird, und wenn ein Zeitraum, während dem die Überwachungsspannung Vx graduell von einem Zustand von 0 bis zur vorgegebenen Schwellenwertspannung V0 ansteigt, durch die Übergangszeit Tx repräsentiert wird, der Übergangszeitkoeffizient α auf Tx/(R0 × C) eingestellt wird, der Leckwiderstandskoeffizienten β auf Rx/R0 eingestellt wird, und der Schwellenwertspannungskoeffizienten γ auf V0/VCC eingestellt wird: Berechnen, durch die Arithmetiksteuerschaltung 20A, des Werts des Leckwiderstands Rx entsprechend der gemessenen Übergangszeit Tx, indem der Schwellenwertspannungskoeffizient γ als ein Parameter verwendet wird, und basierend auf einer Charakteristikkurve des Übergangszeitkoeffizient α entsprechend einem Widerstandswert des Leckwiderstandskoeffizienten β, wobei die Charakteristikkurve eine Negativgradientenkurvenregion oder eine Positivgradientenkurvenregion aufweist, in denen der Übergangszeitkoeffizient α graduell ansteigt oder graduell abfällt, zusammen mit einem Anstieg beim Leckwiderstandskoeffizienten β; selektives Verwenden einer Negativgradientenkurvenregion, die der Positivgradientenkurvenregion folgt, oder einer eine gesamte Region besetzenden Negativgradientenkurvenregion, und Bestimmen des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ, so dass ein Wert des Übergangszeitkoeffizient α, wenn der Wert des Leckwiderstands Rx den Grenzleckwiderstand Rx0 erreicht hat, in der Negativgradientenkurvenregion enthalten ist; Bestimmen, wenn die Übergangszeit Tx zu einem Wert gleich oder größer der dem Grenzleckwiderstand Rx0 entsprechenden Grenzübergangszeit Tx0 geworden ist, dass der Leckwiderstand Rx zu klein ist, und Erzeugen der Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1; und Durchführen der Aus-Zeit-Abnormalitätbestimmung ERR1, wenn die Übergangszeit Tx eine Kurzschlussübergangszeit Tx00 entsprechend einem Fall übersteigt, bei dem der Leckwiderstand Rx 0 wird.
  • Wie oben beschrieben, wird in Verbindung mit Anspruch 8 der vorliegenden Erfindung, in der den Schwellenwertspannungskoeffizienten γ proportional zur eingestellten Schwellenwertspannung als ein Parameter verwendenden Charakteristikkurve und die Beziehung zwischen dem Leckwiderstandskoeffizienten β proportional zum Leckwiderstand Rx und dem Übergangszeitkoeffizient α proportional zur Übergangszeit Tx zeigend, die Negativgradientenkurvenregion, in der der Übergangszeitkoeffizient α graduell zusammen mit dem Ansteigen des Leckwiderstandskoeffizienten β absinkt, verwendet. Wenn die gemessene Übergangszeit Tx einen Wert gleich oder größer der dem Grenzleckwiderstand Rx0 entsprechenden Grenzübergangszeit Tx0 erreicht hat, wird festgestellt, dass der Leckwiderstand Rx zu klein ist und es wird die Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1 erzeugt. Wenn die Übergangszeit Tx die Kurzschlussübergangszeit Tx00 übersteigt, an welcher der Leckwiderstand Rx0 ist, wird die Auszeit-Abnormalitätsbestimmung ERR1 durchgeführt.
  • Daher, wenn der Leckwiderstand Rx innerhalb des Normalbereichs liegt, wird die Messung der Übergangszeit Tx in einem kurzen Zeitraum abgeschlossen und der Normalzustand wird bestätigt. Wenn die Übergangszeit Tx länger wird, wird die Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1 erzeugt. Wenn die Messung der Übergangszeit Tx nicht durchgeführt worden ist, selbst nachdem die Kurzschlussübergangszeit Tx00 überstiegen worden ist, wird die Auszeit-Abnormalitätsbestimmung ERR1 durchgeführt. Auf diese Weise wird irgendeine Art von Bestimmungsergebnis jedes Mal erhalten, wenn das repetitive Befehlssignal wiederholt arbeitet.
  • Die Charakteristikkurve weist eine Negativgradientenkurvenregion als eine Gesamtregion auf und ein niedriger Schwellenwertspannungskoeffizient γ wird so angewendet, dass die Charakteristikkurve keine Positivgradientenkurvenregion enthält. Wie oben beschrieben, in Verbindung mit Anspruch 9 der vorliegenden Erfindung, ist der Schwellenwertspannungskoeffizient niedrig und weist die anzulegende Charakteristikkurve, die Negativgradientenkurvenregion als die Gesamtregion auf. Daher kann der Leckwiderstand gleich oder niedriger als der Grenzleckwiderstand genau gemessen werden und kann der Leckwiderstand im abnormalen Zustand, der den Kurzschlusszustand beinhaltet, gemessen werden. Somit kann eine Information erhalten werden, welche für das Verfolgen des Falls eines Abnormalitätsauftretens effektiv ist.
  • Wie aus der obigen Beschreibung klar ist, wird gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Leckwiderstandsdetektionsverfahren für eine Bordhochspannungsvorrichtung bereitgestellt, welche als die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung für eine Bordhochspannungsvorrichtung verwendet wird, wobei das Leckwiderstandsdetektionsverfahren beinhaltet, wenn die elektrostatische Kapazität des Kopplungskondensators 51 durch C repräsentiert wird, ein paralleler, kombinierter Leckwiderstandswert des Äquivalentleckwiderstands 65 auf der positiven Potentialseite und der Äquivalentleckwiderstand 66 auf der negativen Potentialseite durch Rx repräsentiert wird, und ein Reihenwiderstandswert, welcher ein Gesamtwert der Lade/Entladewiderstände 33 und 35 ist, die in der Repititivsignalausgabeschaltung 30A vorgesehen sind, durch R0 repräsentiert ist, und wenn ein Zeitraum, während dem die Überwachungsspannung Vx graduell von einem Zustand von 0 bis zur vorgegebenen Schwellenwertspannung V0 ansteigt, durch die Übergangszeit Tx repräsentiert wird, der Übergangszeitkoeffizient α auf Tx/(R0 × C) eingestellt wird, der Leckwiderstandskoeffizienten β auf Rx/R0 eingestellt wird und der Schwellenwertspannungskoeffizienten γ auf V0/Vcc eingestellt wird: Berechnen, durch die Arithmetiksteuerschaltung 20A, des Werts des der gemessenen Übergangszeit Tx entsprechenden Leckwiderstands Rx unter Verwendung des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ als ein Parameter und basierend auf einer Charakteristikkurve des Übergangszeitkoeffizienten α entsprechend einem Wert des Leckwiderstandskoeffizienten β, wobei die Charakteristikkurve eine Negativgradientenkurvenregion oder eine Positivgradientenkurvenregion aufweist, in der der Übergangszeitkoeffizient α graduell steigt oder graduell sinkt zusammen mit einem Anstieg beim Leckwiderstandskoeffizienten β; Ausschließen, vorab, durch ein Charakteristikkurvenkorrekturmittel, die Anwendung einer Negativgradientenkurvenregion, die der Positivgradientenkurvenregion folgt; Bestimmen des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ, so dass ein Wert des Übergangszeitkoeffizienten α, wenn der Wert des Leckwiderstandes Rx den Grenzleckwiderstand Rx0 erreicht hat, in der korrigierten Positivgradientenkurvenregion enthalten ist; Bestimmen, wenn die Übergangszeit Tx zu einem Wert gleich oder kleiner der dem Grenzleckwiderstand Rx0 entsprechenden Grenzübergangszeit Tx0 geworden ist, dass der Leckwiderstand Rx zu klein ist, und Erzeugen der Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1; und Durchführen der Zeitaus-Abnormalitätsbestimmung ERR1, wenn die Übergangszeit Tx eine Offenschaltungsübergangszeit Txm entsprechend einem Fall übersteigt, wenn der Leckwiderstand Rx unendlich ist.
  • Wie oben beschrieben, wird in Verbindung mit Anspruch 10 der vorliegenden Erfindung in der den Schwellenwertspannungskoeffizienten γ proportional zur eingestellten Schwellenwertspannung als einen Parameter verwendenden und die Beziehung zwischen dem Leckwiderstandskoeffizienten β proportional zum Leckwiderstand Rx und dem Übergangszeitkoeffizient α proportional zur Übergangszeit Tx zeigenden Charakteristikkurve die korrigierte Positivgradientenkurvenregion, in der der Übergangszeitkoeffizient α graduell ansteigt, zusammen mit dem Anstieg beim Leckwiderstandskoeffizienten β verwendet. Wenn die gemessene Übergangszeit Tx einen Wert gleich oder kleiner der Grenzübergangszeit Tx0 entsprechend dem Grenzleckwiderstand Rx0 erreicht hat, wird festgestellt, dass der Leckwiderstand Rx zu klein ist und es wird die Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1 erzeugt. Wenn die Übergangszeit Tx die Offenschaltungsübergangszeit Txm übersteigt, an der der Leckwiderstand Rx unendlich ist, wird die Auszeit-Abnormalitätsbestimmung durchgeführt.
  • Daher, wenn der Leckwiderstand Rx innerhalb des abnormalen Bereichs liegt, wird die Messung der Übergangszeit Tx in einem kurzen Zeitraum abgeschlossen und wird die Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1 erzeugt. Der Fall, bei dem die Übergangszeit Tx länger wird, wird als der normale Zustand festgestellt. Wenn die Messung der Übergangszeit Tx nicht durchgeführt worden ist, selbst nachdem die Offenschaltungsübergangszeit Txm überschritten worden ist, wird die Zeitaus-Abnormalitätsbestimmung ERR1 durchgeführt. Auf diese Weise wird eine Art von Bestimmungsergebnis jedes Mal erhalten, wenn das repetitive Befehlssignal repetitiv arbeitet.
  • Das Leckwiderstandsdetektionsverfahren beinhaltet weiter: Verbinden, vorab, durch das Charakteristikkurvenkorrekturmittel, des Bypassleckwiderstands 53 zwischen dem Verbindungspunkt B des Kopplungskondensators 51 und der Bordhochspannungsvorrichtung 60X, und der Fahrzeugkarosserie 11, wobei der Bypassleckwiderstand 53 den zusätzlichen Widerstand R3 aufweist, der hinreichend größer als der Grenzleckwiderstand Rx0 ist, und, Unterdrücken, durch den Bypassleckwiderstand, des Werts des Leckwiderstandskoeffizienten β auf R3/R0, wenn der Leckwiderstand Rx unendlich ist, um dadurch zu verhindern, dass der Übergangszeitkoeffizient α übermäßig wird.
  • Wie oben beschrieben, wird in Verbindung mit Anspruch 11 der vorliegenden Erfindung der Bypassleckwiderstand verwendet, damit in der Charakteristikkurve des Übergangszeitkoeffizienten α relativ zum Leckwiderstandskoeffizient β mit der Positivgradientenkurvenregion die Positivgradienten-Charakteristikkurve vermeiden kann, eine Negativgradientenkurve zu sein, zusammen mit dem Anstieg beim Leckwiderstandskoeffizienten β.
  • Daher ist es möglich, zwei Arten großer und kleiner Werte des Leckwiderstands Rx daran zu hindern, für die gemessene Übergangszeit Tx berechnet zu werden, und ist es möglich, den Wert des Leckwiderstands Rx, der in einem breiten Bereich variiert, zu messen.
  • Die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung beinhaltet weiter den Bypassleckwiderstand 53, der zwischen dem Verbindungspunkt B zwischen dem Kopplungskondensator 51 und der Bordhochspannungsvorrichtung 60X, und der Fahrzeugkarosserie 11 verbunden ist. Das Leckwiderstandsdetektionsverfahren beinhaltet weiter das Messen, durch die Arithmetiksteuerschaltung 20A, des Leckwiderstands Rx in einem Zustand, in dem der Kopplungskondensator 51 und die Bordhochspannungsvorrichtung 60X nicht miteinander verbunden sind, und Kalibrieren und Speichern des Wertes der elektrostatischen Kapazität C des Kopplungskondensators 51, so dass ein erhaltenes Ergebnis der zusätzliche Widerstand R3 des Bypassleckwiderstands 53 wird.
  • Wie oben beschrieben, wird in Verbindung mit Anspruch 12 der vorliegenden Erfindung der Wert der elektrostatischen Kapazität C des Kopplungskondensators unter Verwendung des Bypassleckwiderstands mit einem bekannten Widerstandswert rückberechnet.
  • Daher ist es möglich, das Auftreten eines Berechnungsfehlers des Leckwiderstands, der durch den Einfluss individualer Fluktuationen bei der elektrostatischen Aktualisierungsperiode verursacht ist, zu reduzieren und ist es möglich, einen Berechnungsfehler des Leckwiderstands durch Unterdrücken des Fluktuationsbereichs des Leckwiderstandskoeffizienten β zu unterdrücken.
  • Das Leckwiderstandsdetektionsverfahren beinhaltet weiter, durch die Arithmetiksteuerschaltung 20A: Messen, in Reaktion auf das invertierte Logiksignal HIG oder die analoge Signalspannung ANL, die in Reaktion auf die aus der Überwachungssignalverarbeitungsschaltung 40A eingegebene Überwachungsspannung Vx arbeitet, eines Zeitraums, während dem die Überwachungsspannung Vx von einem durch eine Schwellenwertspannung und eine andere Schwellenwertspannung zu Messen der Übergangszeit Tx bestimmten korrekten Spannungsbereich abweicht; und Unterbrechen der Messung des Leckwiderstands Rx, wenn der Messzeitraum innerhalb eines vorgegebenen gestattbaren Bestimmungszeitraums liegt, und Feststellen der transienten Charakteristikabnormalität ERR2, wenn der gemessene Zeitraum einen vorgegebenen Abnormalitätsbestimmungszeitraum übersteigt.
  • Wie oben beschrieben, suspendiert in Verbindung mit Anspruch 13 der vorliegenden Erfindung die Arithmetiksteuerschaltung die Messung des Leckwiderstandes in einem vorgegebenen Zeitraum, in dem die Überwachungsspannung Vx außerhalb des richtigen Spannungsbereichs liegt, und nach Verstreichen des vorgegebenen Zeitraums, führt die Arithmetiksteuerschaltung transiente Charakteristikabnormalitätsbestimmung durch.
  • Daher ist es in dem Fall, bei dem die Stromversorgungsspannung der Hochspannungsgleichstromquelle sich abrupt ändert oder der Leckwiderstand sich in Reaktion auf die Verbindung oder Unterbrechung der elektrischen Hochspannungslast abrupt ändert, möglich, eine unkorrekte Kalkulation des Leckwiderstandes zu verhindern und ist es möglich, das Auftreten von Sγstemabnormalität zu detektieren, einschließlich eines Problems, dass sich der Leckwiderstand innerhalb des Kopplungskondensators reduziert hat.
  • Das Leckwiderstandsdetektionsverfahren beinhaltet weiter: Eingeben des Fahrzeugzustandssignals 18 an die Arithmetiksteuerschaltung 20A, wobei das Fahrzeugzustandssignal 18 ein Signal zum Identifizieren des Auftretens eines Zustands ist, der für Fluktuationen beim Fahrzeugkarosseriepotential an einem Verbindungspunkt zwischen dem Kopplungskondensator 51 und der Bordhochspannungsvorrichtung 60X verantwortlich ist; und Detektieren, durch die Arithmetiksteuerschaltung 20A, einer Änderung im Zustand des Fahrzeugzustandssignals 18, um eine abrupte Änderung beim Leckwiderstand vorherzusagen, und Vermeiden der Bestimmung der transienten Charakteristikabnormalität unmittelbar nach der Änderung beim Zustand des Fahrzeugzustandssignals 18.
  • Wie oben beschrieben, empfängt in Verbindung mit Anspruch 14 der vorliegenden Erfindung die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung das Fahrzeugzustandssignal, das zum Vorhersagen der abrupten Änderung des Leckwiderstandes verwendet wird, als eine Eingabe, und vernachlässigt die transiente Charakteristikabnormalität unmittelbar nachdem sich der Zustand des Fahrzeugzustandsignals geändert hat.
  • Daher kann das Auftreten von Systemabnormalität, die im Normalfall nie auftritt, aufgrund des Auftretens der transienten Charakteristikabnormalität detektiert werden.
  • Das Leckwiderstandsdetektionsverfahren beinhaltet weiter: Veranlassen des nicht-flüchtigen Datenspeichers 23, der ein Teilbereich des Programmspeichers 24A oder eines Speichers ist, der zusammen mit dem Programmspeicher 24A vorgesehen ist: vorab eine Datentabelle, die sich auf eine Charakteristikkurve des Übergangszeitkoeffizienten α von Tx/(R0C) relativ zum Leckwiderstandskoeffizienten β von Rx/R0 unter Verwendung des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ von V0/Vcc als einen Parameter, und einen Wert des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ, Werte des Referenzwerts Rs und des Schnelllade/Entladewiderstands Rq, die den Wert des Reihenwiderstands R0 festlegen, einen Wert der elektrostatischen Kapazität C, einen Wert des Grenzleckwiderstand Rx0 und einen Wert des vorläufig mitzuteilenden vorläufigen Leckwiderstands Rxn zu schreiben und zu speichern; und den Wert des Leckwiderstands Rx, der während des Betriebs gemessen wird, und Abnormalitätsauftritts-Historieninformation periodisch oder unmittelbar vor dem Stopp des Betriebs zu schreiben und zu speichern; und durch die Arithmetiksteuerschaltung 20A den Wert des Leckwiderstandskoeffizienten β aus der Datentabelle in Korrespondenz mit dem Übergangszeitkoeffizienten α, der durch die Übergangszeit Tx berechnet ist, auszulesen, um dadurch einen aktuellen Leckwiderstand Rx zu berechnen, und Vergleichen des aktuellen Leckwiderstand Rx mit dem Wert des Grenzleckwiderstand Rx0 oder dem Wert des vorläufigen Lastwiderstands Rxn, um dadurch eine Voralarmausgabe ER2 zusätzlich zur Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1 zu erzeugen, oder Bestimmung der Zustandsänderungsabnormalität ERR3 durchzuführen, wenn sich der Leckwiderstand in einer Zeitreihe abrupt abgesenkt hat.
  • Wie oben beschrieben, werden in Verbindung mit Anspruch 15 der vorliegenden Erfindung in den nicht-flüchtigen Datenspeicher die Datentabelle zum Messen des Leckwiderstandes und die Basisdaten zum Durchführen der Abnormalitätsbestimmung geschrieben und gesichert und wird die Erzeugung der Voralarmausgabe zusätzlich zur Widerstandsabnormalitätsausgabe oder der Bestimmung der Zustandsänderungsabnormalität durchgeführt.
  • Daher ist es in dem Fall, bei dem der Leckwiderstand graduell durch Alterungsdegradierung der elektrischen Isolation graduell abgenommen hat oder der Leckwiderstand abrupt durch einen Eintauchunfall oder dergleichen abgenommen hat, möglich, zu Wartung und Inspektion aufzufordern, bevor sich der Leckwiderstand bis zum Grenzleckwiderstand reduziert.
  • Zweite Ausführungsform
  • Bezug nehmend auf 8, die ein Gesamtkonfigurationsdiagramm einer Vorrichtung einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, werden hauptsächlich Unterschiede gegenüber 1 unten beschrieben. In den Zeichnungen bezeichnen dieselben Bezugszeichen die gleichen oder äquivalente Teile. In 8 beinhaltet eine Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung 50B eine Arithmetiksteuerschaltung 20B, eine Repetitivsignalausgabeschaltung 30B und eine Überwachungssignalverarbeitungsschaltung 40B, und detektiert einen Leckwiderstand der Bordhochspannungsvorrichtung 60Y.
  • Der erste Hauptunterschied besteht darin, dass in der Bordhochspannungsvorrichtung 60Y eine positivseitige Stromversorgungsleitung 68 mit einem Anschluss B des Kopplungskondensators 51 über den Verbindungsanschluss 16 verbunden ist und der positivseitige Leckwiderstand 65 einen Äquivalentleckwiderstand R2 auf der Verbindungsseite aufweist, während der negativseitige Äquivalentleckwiderstand 66 einen Äquivalentleckwiderstand R1 auf der Nichtverbindungsseite aufweist.
  • Der zweite Hauptunterschied besteht darin, dass die Repetitivsignalausgabeschaltung 30B ein Lade/Entlade-Schaltelement 31 wie etwa einen PNP-Transistor enthält, und wenn der Ausgabelogikpegel des repetitiven Befehlssignals PLS ”H” ist, wird ein Hilfsschaltelement 31A über einen Hilfsantriebswiderstand 32A leitend, so dass das Lade/Entlade-Schaltelement 31 über den Antriebswiderstand 32 leitend wird, und wenn der Ausgabelogikpegel des repetitiven Befehlssignals PLS ”L” ist, wird das Hilfsschaltelement 31 durch den Hilfsstabilisierungswiderstand 34A nicht leitend, so dass das Hilfsschaltelement 31 durch einen Offenschaltungs-Stabilisierungswiderstand 34 nicht leitend wird.
  • Der Kopplungskondensator 51 wird durch einen Spannung Vn am Äquivalentleckwiderstand R2 (beidendige Spannung Vn) geladen und der Wert der beidendigen Spannung Vn wird durch Ausdruck (4y) ausgedrückt. I1 = (Vh – Vn)/R1 (1y) = (1x) I2 = Vn/R2 (2y) = (2x) I1 = I0 + I2 (3y) = (3x) Vn = Vn0 – I0 × Rx (4y) = (4x) wobei Vn0 = Vh × R2/(R1 + R2) = Vh × Rx/R1
    Rx = R1 × R2/(R1 + R2)
  • In den Ausdrücken repräsentiert I1 einen durch den Äquivalentwiderstand R1 in der illustrierten Richtung fließenden Strom, repräsentiert I2 einen durch den Äquivalentwiderstand R2 in der illustrierten Richtung fließenden Strom, repräsentiert I0 einen aus dem Verbindungsanschluss 16 in der illustrierten Richtung fließenden Strom, repräsentiert Rx einen kombinierten Leckwiderstandswert und repräsentiert Vn0 den Wert von Vn, wenn I0 0 ist (stabile geteilte Spannung).
  • Wenn die elektrostatische Kapazität des Kopplungskondensators 51 durch C repräsentiert wird, eine Spannung am Kopplungskondensator 51 (beidendige Spannung) durch E repräsentiert wird, und eine Überwachungsspannung durch Vx repräsentiert wird, werden Gleichung (5y) und (6y) etabliert. C × (dE/dt) = I0 (5y) = (5x) E = Vn – Vx (6y) ≠ (6x)
  • Ausdrücke (4y) und (5y) werden im Ausdruck (6y) eingesetzt, um Ausdruck (7y) zu erhalten. Vn0 – Vx = E + C × Rx(dE/dt) (7y) ≠ (7x)
  • Daher, wenn der als Hilfsschaltelement 31 dienende Transistor kontinuierlich leitfähig wird, nimmt die Ladespannung E des Kopplungskondensators 51 auf Vn0 – Vcc ab und wenn der Transistor kontinuierlich unterbrochen ist, steigt die Ladespannung E des Kopplungskondensators 51 auf Vn0 an. Somit ist das Konzept zum Laden/Entladen entgegengesetzt zum Fall von 1 und die Entladung wird durchgeführt, wenn der Transistor leitfähig ist und die Ladung wird durchgeführt, wenn der Transistor unterbrochen ist.
  • Der dritte Hauptunterschied ist, dass die Überwachungssignalverarbeitungsschaltung 40B einen Operationsverstärker 49 verwendet, der mit einem negativen Rückkopplungswiderstand 47 verbunden ist, anstelle der Verwendung des Komparators 41. Der Operationsverstärker 49 erzeugt eine Analogsignalspannung ANL proportional zur Überwachungsspannung Vx anstelle des Erzeugens des invertierten Logiksignals HIG und gibt die analoge Signalspannung ANL an die Arithmetiksteuerschaltung 20B aus.
  • Die Arithmetiksteuerschaltung 20B erzeugt ein repetitives Befehlssignal PLS, das ein Impulsfolgesignal mit einem festen Zyklus ist und gibt das repetitive Befehlssignal PLS an die Repititivsignalausgabeschaltung 30B aus. Das Repetitivbefehlssignal PLS wird unten unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. Wenn der Wert der Überwachungsspannung Vx (Vcc – V0) oder weniger erreicht, was durch Subtrahieren der eingestellten Schwellenwertspannung V0 von der Steuerstromversorgungsspannung Vcc erhalten wird, arbeitet der Mikroprozessor 21 mit einem Programmspeicher 24B, ein invertiertes Logiksignal LOW innerhalb der Arithmetiksteuerschaltung 20B zu erzeugen, basierend auf der aus der Überwachungssignalverarbeitungsschaltung 40B erhaltenen Analogsignalspannung ANL.
  • Weiterhin erzeugt die Arithmetiksteuerschaltung 20B eine Voralarmausgabe ER2, wenn der Messwert des Leckwiderstands Rx gleich oder kleiner einem vorgegebenen Leckwiderstand Rxn wird, und erzeugt eine Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1, wenn der gemessene Wert des Leckwiderstand Rx gleich oder kleiner einem Grenzleckwiderstand Rx0 wird. Die Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1 und die Voralarmausgabe ER2 sind Ausgaben an die Abnormalitätsalarmvorrichtung 19 und werden rückgeführt, um an die Arithmetiksteuerschaltung 20B als das Berichtsbefehlsbestätigungssignal RET eingegeben zu werden, um zu überprüfen, ob die Ausgabe der Abnormalitätsalarmierung korrekt erzeugt worden ist.
  • Der vierte Hauptunterschied ist, dass eine Reihenschaltung eines Test-Leckwiderstandes und eines Test-Schaltelementes 55 zwischen dem Verbindungsanschluss 16 und der Fahrzeugkarosserie 11 verbunden ist. Das Test-Schaltelement 55, wie etwa ein optischer Isolations-Transistor, empfängt ein Leitungskommando über einen Antriebswiderstand 56 aus einem der Arithmetiksteuerschaltung 20B bereitgestellten Test-Betriebsbefehl TST. Ein Testwiderstand R4, der ein Widerstandswert des Testleckwiderstands 54 ist, ist beispielsweise gleich dem Grenzleckwiderstand Rx0 oder dem vorläufigen Leckwiderstand Rxm. Das Test-Schaltelement 55 wird zeitweilig beim Start des Betriebs leitfähig, unmittelbar nachdem der (nicht gezeigte) manuelle Stromversorgungsschalter geschlossen wird und der Niederspannungsstromversorgungsschalter 12 geschlossen wird.
  • Auf diese Weise wird eine Pre-Operationsinspektion durchgeführt, um zu überprüfen, ob die Detektionssteuerung des Leckwiderstandes korrekt durchgeführt wird oder nicht, und ist es auch möglich, individuelle Fluktuation bei der elektrostatischen Kapazität C des Kopplungskondensators 51 und dessen sekuläre Änderung so zu detektieren, dass der kalibrierte Wert der elektrostatischen Kapazität C verwendet werden kann. Man beachte, dass ähnlich zu 1 die Niederspannungsgleichstromquelle 10, der Niederspannungsstromversorgungsschalter 12, das Fahrzeugzustandssignal 18 und die Abnormalitätsalarmvorrichtung 19 außerhalb der Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung 50B verbunden sind und die Konstantspannungssteuerstromquelle 25, welche die Steuerstromversorgungsspannung Vcc erzeugt, in der Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung 50B vorgesehen ist.
  • Nachfolgend werden Wirkung und Betrieb der Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die wie in 8 illustriert konfiguriert ist, kurz unter Bezugnahme auf ein Zeitdiagramm von 9 wie auch 8 beschrieben. Zuerst, in 8, wenn der (nicht gezeigte) manuelle Stromversorgungsschalter geschlossen wird und der Niederspannungsstromversorgungsschalter 12 geschlossen wird, erzeugt die Konstantspannungssteuerstromquelle 25 eine vorgegebene Steuerstromversorgungsspannung Vcc. Der Mikroprozessor 21 startet dann seinen Steuerbetrieb und erzeugt ein im Teil A von 9 gezeigtes repetitives Befehlssignal PLS. Ein erster Zeitraum (langsamer Ladezeitraum) T1, in welchem das repetitive Befehlssignal PLS einen Logikpegel ”L” aufweist, und ein zweiter Zeitraum (Schnellentladezeitraum) T2, in dem das repetitive Befehlssignal PLS einen Logikpegel ”H” aufweist, haben denselben Halbzykluswert des Gesamtzyklus T0 = T1 + T2. Tatsächlich jedoch kann T1 ≤ T2 erfüllt sein.
  • In 8, wenn der Logikpegel des repetitiven Befehlssignals PLS ”L” (oder ”H”) ist, wird das Lade/Entlade-Schaltelement 31 unterbrochen (oder wird leitfähig), wie im Teil B von 9 gezeigt. Dann wird, in 8, wenn das Lade/Entlade-Schaltelement 31 unterbrochen wird, der Kopplungskondensator 51 aus der Seite der Bordhochspannungsvorrichtung 60Y über eine Reihenschaltung des Leckwiderstands Rx, des Schnelllade/Entladewiderstands 35 und des Lade/Entladewiderstands 33, langsam geladen, mit dem Ergebnis, dass die Überwachungsspannung Vx graduell abfällt, zusammen mit dem Abfall beim Ladestrom. Andererseits, wenn in 8 das Lade/Entlade-Schaltelement 31 leitfähig wird, wird der Kopplungskondensator 51 aus der Konstantspannungssteuerstromquelle 25 über eine Reihenschaltung des Schnelllade/Entladewiderstands 35 und des Leckwiderstands Rx entladen, mit dem Ergebnis, dass die Überwachungsspannung Vx rapide abnimmt.
  • Teil C von 9 zeigt, wie die Überwachungsspannung Vx graduell abfällt oder rasch ansteigt. Der Gradient der Ladungs/Entladungs-Charakteristika wird sanfter, wenn die in den Ausdrücken (8x) und (9x) ausgedrückten Ladungs/Entladungszeitkonstanten größer werden. τ1 = (R0 + Rx) × C, R0 = Rs + Rq (8y) = (8x) τ2 = (Rq + Rx) × C (9y) = (9x)
  • In den Ausdrücken repräsentiert Rs den Widerstandswert des Lade/Entladewiderstands 33; Rq den Widerstandswert des Schnelllade/Entladewiderstands 35 (Rq << Rs); R0 = Rs + Rq ≈ Rs einen Reihenwiderstand; Rx einen parallelen kombinierten Widerstand der äquivalenten Leckwiderstände R1 und R2; C die elektrostatische Kapazität des Kopplungskondensators 51; τ1 eine langsame Ladezeitkonstante und τ2 eine Schnellentladezeitkonstante.
  • Der Widerstandswert Rs beträgt beispielsweise mehrere hundert KΩ, während der Widerstandswert Rq mehrere KΩ beträgt. Wenn der Wert des Leckwiderstands Rx klein ist, wird τ1 >> τ2 zwischen der langsamen Ladezeitkonstante τ1 und der Schnellentladezeitkonstante τ2 etabliert. Wenn jedoch der Wert des Leckwiderstandes Rx hinreichend größer als der Widerstandswert Rs ist, wird τ1 ≈ τ2 etabliert und daher haben die Lade/Entladezeitkonstanten wenig Differenz.
  • In Teil (C) von 9 ist der Wert der Überwachungsspannung Vx am Ende des ersten Zeitraums T1 nach der langsamen Ladung eine erste Endspannung V1 und ist der Wert der Überwachungsspannung Vx am Ende des zweiten Zeitraums T2 nach der Schnellentladung eine zweite Endspannung V2. Der Wert der zweiten Endspannung V2 muss am nächsten an der Steuerstromversorgungsspannung Vcc sein. Es ist daher notwendig, dass die Schnellentladungskonstante τ2 kleiner sei als die langsame Ladezeitkonstante τ1 und es wird gewünscht, dass der zweite Zeitraum T2 länger als der ersten Zeitraum T1 ist. Als Ergebnis ist der Anfangswert V2 der graduell sinkenden Überwachungsspannung Vx immer Vcc (oder ein Wert am nächsten an Vcc) und daher fluktuiert der Anfangswert nicht abhängig von der Größenordnung der ersten Endspannung V1. Man beachte, dass die eingestellte Schwellenwertspannung V0 ein gegenüber der Steuerstromversorgungsspannung Vcc reduzierter Spannungswert ist.
  • Teil (D) von 9 zeigt den Logikzustand des invertierten Logiksignals LOW, das durch den Mikroprozessor 21 erzeugt wird. Das invertierte Logiksignal LOW hat einen Logikpegel ”H” in einem Zeitraum, in dem der Wert der Überwachungsspannung Vx, die in Teil C von 2 gezeigt ist, gleich oder niedriger als (Vcc – V0) ist. Die Arithmetiksteuerschaltung 20B misst eine Übergangszeit Tx, die zum Zeitpunkt der logischen Umkehr des repetitiven Befehlssignals PLS von ”H” nach ”L” startet und andauert, bis sich die Logik des invertierten Logiksignals LOW von ”L” nach ”H” ändert.
  • Teil (E) von 9 zeigt die Wellenform der Beidendenspannung E des Kopplungskondensators 51. Eine Ladeanfangsspannung (= Entladeendspannung) E1 ist gleich einem Wert, der durch Subtrahieren der Steuerstromversorgungsspannung Vcc von der in Ausdruck (4y) ausgedrückten stabilen geteilten Spannung Vn0 erhalten wird. Der Wert einer Ladeendspannung (= Entladeanfangsspannung) E2 steigt auf Vn0 in dem Fall an, bei dem der Ladezeitraum T1 unendlich ist. Ähnlich wie im Falle von 1 ist der erste Zeitraum T1 des repetitiven Befehlssignals PLS eingestellt, länger als eine Grenzübergangszeit Tx0 zu sein, die dem Wert der Übergangszeit Tx entspricht, wenn der Wert des Leckwiderstandes Rx den Grenzleckwiderstand Rx0 erreicht hat, der zur Abnormalitätsbestimmung verwendet wird.
  • Jedoch wird im Falle von 8 der Wert der Übergangszeit Tx, in welcher der Wert der sich graduell ändernden Überwachungsspannung Vx von einem ersten Schwellenwert (V2 = Vcc) zu einem zweiten Schwellenwert (Vcc – V0) übergeht, gemessen, um dadurch den Wert des Leckwiderstands Rx zu berechnen. Das Folgende demonstriert, dass die Berechnung unter Verwendung des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ von V0/Vcc ähnlich dem Fall von 1 durchgeführt werden kann, so dass die Charakteristikdiagramme der 3 bis 5 angewendet werden können, so wie sie sind.
  • Das Nachfolgende demonstriert, dass der oben in 3 gezeigte Ausdruck I ähnlich in der zweiten Ausführungsform von 8 anwendbar ist.
  • Ladezeitraum
  • Im langsamen Ladezeitraum, in dem der Logikpegel des repetitiven Befehlssignals PLS in 8 auf ”L” ist und der Transistor, der als das Lade/Entlade-Schaltelement 31 dient, geöffnet ist, wird Ausdruck (10aa) etabliert. R0 × C(dE/dt) = Vx (10aa) wobei R0 = Rs + Rq ≈ Rs >> Rq
  • Vx in Ausdruck (10aa) wird in Ausdruck (7y) oben eingesetzt, um Ausdruck (11aa) zu erhalten. Vn0 = E + τ1 × (dE/dt) (11aa) wobei τ1 = (R0 + Rx)C ≈ (Rs + Rx)C
  • In der Differentialgleichung (11aa) wird der Anfangswert von E zur Zeit t = 0 durch E1 repräsentiert und wird der Wert von E zur unendlichen Zeit durch Vn0 repräsentiert. Dann wird eine durch Ausdruck (12sa) ausgedrückte Lösung erhalten. E = E1exp(–t/τ1) + Vn0{1 – exp(–t/τ1)} (12aa)
  • Zusätzlich wird der Wert von (dE/dt) in Ausdruck (10aa) in Ausdruck (7y) oben eingesetzt, um Ausdruck (13aa) zu erhalten. Vx/(R0//Rx) = (Vn0 – E)/Rx (13aa) wobei R0//Rx den parallel kombinierten Widerstand von R0 und Rx repräsentiert.
  • Entladezeitraum
  • Im Entladezeitraum, in dem der Logikpegel des repetitiven Befehlssignals PLS in 8 auf ”H” ist und der als das Lade/Entlade-Schaltelement 31 dienende Transistor geschlossen ist, wird Ausdruck (10bb) etabliert. C × Rq(dE/dt) = Vx – Vcc (10bb)
  • Vx in Ausdruck (10bb) wird in Ausdruck (7y) oben eingesetzt, um Ausdruck (11bb) zu erhalten. Vn0 – Vcc = τ2(dE/dt) + E (11bb) wobei τ2 = (Rq + Rx) × C
  • In der Differentialgleichung (11bb) wird der Anfangswert von E zur Zeit t = 0 durch E2 repräsentiert und wird er Wert von E zur unendlichen Zeit durch Vn0 – Vcc repräsentiert. Dann wird eine durch Ausdruck (12bb) ausgedrückte Lösung erhalten. E = E2exp(–t/τ2) + (Vn0 – Vcc){1 – exp(–t/τ2)} (12bb)
  • Zusätzlich wird der Wert von (dE/dt) in Ausdruck (10bb) in Ausdruck (7y) oben eingesetzt, um Ausdruck (13bb) zu erhalten. Vx/(Rq//Rx) = (E – Vn0)/Rx + Vcc/Rq (13b) wobei Rq//Rx den parallelen, kombinierten Widerstand von Rq und Rx repräsentiert.
  • Stabiler Zustand
  • Im stabilen Zustand, in welchem der Logikpegel des repetitiven Befehlssignals PLS in 8 abwechselnd in den Ladezeitraum T1 und den Entladezeitraum T2 invertiert wird und es keine Änderung beim Wert des Leckwiderstands Rx und bei der Ausgabe von Vh der Hochspannungsgleichstromquelle 61 gibt, werden die Anfangswerte E1 und E2 in den Ausdrücken (12aa) und (12bb) wie folgt berechnet. Zuerst wird in Ausdruck (12aa) zur Ladeendzeit t = T1, E = E2 etabliert und daher wird der Ausdruck (14aa) etabliert. E2 = E1 × K1 + Vn0(1 – K1) (14aa) wobei K1 = exp(–T1/τ1)
  • Zusätzlich wird in Ausdruck (12bb) zum Entladungsendzeitpunkt t = T2, E = E1 etabliert und daher wird der Ausdruck (14bb) etabliert. E1 = E2 × K2 + (Vn0 – Vcc)(1 – K2) (14bb) wobei K2 = exp(–T2/τ2)
  • Aus den Ausdrücken (14aa) und (14bb) werden die Ausdrücke (15aa) und (15bb) erhalten. Vn0 – E1 = Vcc × K0 (15aa) Vn0 – E2 = Vcc × K0 × K1 (15bb) wobei K0 = (1 – K2)/(1 – K1 × K2)
  • Im Fall der zweiten Ausführungsform
  • In 8 und 9 wird zur Ladestartzeit t = 0, Vx1 = V2 ≈ Vcc etabliert. Zur Zeit Tx = 0 bis T1, falls der Wert von Vx gleich der eingestellten Schwellenwertspannung (Vcc – V0) wird, wird Ausdruck (19a) für die Zeit t = Tx aus Ausdruck (12aa) berechnet. Man beachte, dass eine Schnellentladung im Entladungszeitraum durchgeführt wird und daher E1 = Vn0 – Vcc etabliert wird und Kx = exp(–Tx/τ1) etabliert wird. Ex = (Vn0 – Vcc)exp(–Tx/T1) + Vn0{1 – exp(–Tx/τ1)} = Vn0 – VccKx+ (19a)
  • Ausdruck (20a) wird aus den Ausdrücken (13aa) und (19a) erhalten. (Vcc – V0)/(R0//Rx) = (Vn0 – Ex)/Rx = VccKx/Rx (20a)
  • Dann werden der Schwellenwertspannungskoeffizienten γ von V0/Vcc, der Leckwiderstandskoeffizient β von Rx/R0 und der Übergangszeitkoeffizient α von Tx/(R0C) in Ausdruck (20a) eingesetzt und es wird Ausdruck (21) erhalten. γ = (1 + β – Kx)/(1 + β) ∴Kx = (1 + β) × (1 – γ) (21)
  • Kx = Exp[–Tx/{(R0 + Rx)C}] = exp{–α/(1 + β)} wird etabliert und daher wird Ausdruck (22) durch eine natürliche Logarithmuswandlung erhalten. α = (1 + β)LOGe(1/Kx) (22)
  • Die Ausdrücke (21) und (22) entsprechen dem oben in 3 gezeigten Ausdruck I.
  • Als Nächstes wird Aktion und Betrieb der Vorrichtung von 8 detailliert unter Bezugnahme auf in den 10 und 11 illustrierten Betriebserläuterungsflussdiagrammen beschrieben, wobei hauptsächlich auf Unterschiede gegenüber 6 und 7 abgestellt wird. Man beachte, dass die Schrittnummern der 6 und 7 in den Tausendern sind, während die Schrittnummern der 10 und 11 in den Zweitausendern sind, und dieselben drei Ziffrigen oder niedrigere Nummern repräsentieren die gleichen oder äquivalente Teile. Bezüglich des äquivalenten Teils werden jedoch die unterschiedlichen Teile, für welche die zusätzliche Beschreibung erforderlich ist, unten beschrieben.
  • Bezug nehmend auf das erste Flussdiagramm von 10 wird im Schritt 2605, der nach Schritt 2603a oder Schritt 2603b ausgeführt wird, die analoge Signalspannung ANL, die am Mikroprozessor 21 eingegeben ist, überwacht, und es wird festgestellt, ob der Wert der Überwachungsspannung Vx im richtigen Bereich von 0 bis Vcc liegt. Wenn der Wert der Überwachungsspannung Vx außerhalb des richtigen Bereichs ist, wird dies als NEIN festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 2606a fort. Wenn der Wert der Überwachungsspannung Vx innerhalb des richtigen Bereichs ist, wird dies als JA festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 2606c fort.
  • Als Nächstes, Bezug nehmend auf das zweite Flussdiagramm von 11, ist Schritt 2700a ein Schritt des Bestimmens, ob eine Kalibrierungsoperation durchzuführen ist. Im Falle des Messens eines kalibrierten Werts der elektrostatischen Kapazität C des Kopplungskondensators 51 wird zum Zeitpunkt der Auslieferungsinspektion der Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung 50 oder unmittelbar nachdem der Niederspannungsstromversorgungsschalter 12 geschlossen ist, um die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung 50B zum Zeitpunkt des tatsächlichen Betriebs der Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung 50B zu versorgen, dies als JA festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 2700c fort. Nach Abschluss der Kalibrierungsoperation wird dies als NEIN festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 2700b fort.
  • Schritt 2700c ist ein Schritt, der als ein Operationskalibrierungsmittel dient, in welchem ein Testflag im Falle einer Auslieferungsjustierungsoperation eingestellt wird, während ein Testbetriebsbefehl TST beim Start des tatsächlichen Betriebs erzeugt wird und der Ablauf schreitet zu Schritt 2701 fort. Schritt 2700b ist ein Schritt, in welchem das im Schritt 2700c erzeugte Testflag rückgesetzt wird und der Testbetriebsbefehl TST suspendiert wird, und der Ablauf zu Schritt 2701 fortschreitet.
  • Im Falle der Auslieferungsjustieroperation misst die Arithmetiksteuerschaltung 20B den Leckwiderstand Rx in Schritt 2706, der unten zu beschreiben ist, in dem Zustand, in dem der Kopplungskondensator 51 und die Bordhochspannungsvorrichtung 60Y nicht miteinander verbunden sind. Die Arithmetiksteuerschaltung 20B kalibriert und speichert den Wert der elektrostatischen Kapazität C des Kopplungskondensators 51, so dass das erhaltene Ergebnis der zusätzliche Widerstand R3 des Bypassleckwiderstands 53 werden kann.
  • Beim Start der tatsächlichen Operation schließt die Arithmetiksteuerschaltung 20B das Test-Schaltelement 55 zeitweilig zum Start des Betriebes und bestimmt, ob die Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1 für einen Moment aktiviert wird oder ob die Voralarmausgabe ER2 für einen Moment arbeitet, wenn der Leckwiderstand Rx gleich oder kleiner dem vorläufigen Leckwiderstand Rxm wird, um dadurch zu inspizieren, ob der Betrieb des Detektierens des Leckwiderstands Rx normal durchgeführt werden kann. Wenn das Inspektionsergebnis zeigt, dass die Detektionsoperation abnormal ist, wird die Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1 oder die Voralarmausgabe ER2 kontinuierlich oder intermittent erzeugt. Wenn das Inspektionsergebnis zeigt, dass die Detektionsoperation normal ist, wird die Ausgabeerzeugung für einen solchen kurzen Zeitraum suspendiert, dass die durch die Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1 oder die Voralarmausgabe ER2 zu treibende Abnormalitätsalarmvorrichtung 19 nicht arbeitet.
  • Weiterhin schließt die Arithmetiksteuerschaltung 20B das Test-Schaltelement 55 beim Start des Betriebs, um den Wert eines ersten kombinierten Leckwiderstands in dem Zustand zu messen, in welchem der Testleckwiderstand 54, der Bypassleckwiderstand 53 und der Leckwiderstand Rx parallel geschaltet sind, und misst den Wert eines zweiten kombinierten Leckwiderstands in dem Zustand, in dem das Test-Schaltelement 55 geöffnet ist und der Bypassleckwiderstand 53 und der Leckwiderstand Rx parallel verbunden sind. Die Arithmetiksteuerschaltung 20B rückrechnet die elektrostatische Kapazität C des Kopplungskondensators 61, basierend auf den Werten der ersten und zweiten Leckwiderstände und speichert die berechnete elektrostatische Kapazität C als einen kalibrierten Wert. Der kalibrierte Wert wird so berechnet, dass die tatsächlichen Leckwiderstände Rx in den Offenschaltungs- und Geschlossenschaltungszuständen des Test-Schaltelements 55 denselben Wert aufweisen können, bedingt durch die kalibrierte und gespeicherte elektrostatische Kapazität C.
  • Der dem Schritt 2702 folgende Schritt 2703 ist ein Bestimmungsschritt des Bestimmens, ob der Logikpegel des intern erzeugten invertierten Logiksignals LOW sich von ”L” zu ”H” geändert hat, wenn der Wert der Analogsignalspannung ANL abgenommen hat, um gleich oder niedriger einer vorgegebenen Einstellspannung (Vcc – V0) zu sein. In einem Fall, bei dem der Logikpegel des invertierten Logiksignals LOW sich verändert hat, wenn der Wert der Analogsignalspannung ANL gleich oder niedriger der eingestellten Spannung (Vcc – V0) geworden ist, wird dies als JA festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 2704a fort. Im Fall, bei dem der Logikpegel des invertierten Logiksignal LOW sich geändert hat, wenn der Wert der analogen Signalspannung ANL höher als die eingestellte Spannung (Vcc – V0) ist, wird dies als NEIN festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 2704b fort.
  • Man beachte, dass die Berechnung des Leckwiderstand Rx im Schritt 2704 auf drei Weisen durchgeführt wird. Zuerst wird die Berechnung basierend auf der Charakteristikkurve durchgeführt, deren Gesamtbereich die Negativgradientenkurvenregion ist, wie durch die Kurve 103 von 3 repräsentiert. Zweitens wird die Kalkulation unter Verwendung der Negativgradientenkurvenregion einer glockenförmigen Kurve durchgeführt, wie durch die Kurve 112 von 3 repräsentiert. Drittens wird die Kalkulation unter Verwendung der Positivgradientenkurvenregion einer glockenförmigen Kurve durchgeführt, wie durch die Kurve 113 von 3 repräsentiert. In jedem Fall wird der Wert des Leckwiderstands Rx aus dem gemessenen Wert der Übergangszeit Tx berechnet, basierend auf einer Funktionsformel oder einer Datentabelle zwischen dem Übergangszeitkoeffizienten α und dem Leckwiderstandskoeffizienten β unter Verwendung des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ = V0/Vcc als einen Parameter. Jedoch ist in der zweiten Ausführungsform die eingestellte Schwellenwertspannung V0 ein Spannungswert, der gegenüber der Steuerstromversorgungsspannung Vcc vermindert ist und ist die eingestellte Spannung (Vcc – V0).
  • Als ein alternatives Abnormalitätsbestimmungsverfahren kann anstelle des Vergleichens des Leckwiderstands Rx mit dem vorläufigen Leckwiderstand Rxn oder dem Grenzleckwiderstand Rx0 die Übergangszeit Txn oder die Grenzübergangszeit Tx0 entsprechend dem vorläufigen Leckwiderstand Rxn oder dem Grenzleckwiderstand Rx0 vorab berechnet werden und kann die tatsächliche Übergangszeit Tx mit der vorläufigen Übergangszeit Txn oder der Grenzübergangszeit Tx0 verglichen werden.
  • Weiter kann in dem Fall, bei dem der Wert der Referenzzeitkonstante R0 × C, die ein Dominator des Übergangszeitkoeffizienten α ist, der Wert des Reihenwiderstands R0, der der Dominator des Leckwiderstandskoeffizienten β ist, oder der Wert des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ als fester Wert betrachtet wird, eine Formel oder eine Datentabelle zwischen der Übergangszeit Tx und dem Leckwiderstand Rx direkt als eine Funktionsformel oder die Datentabelle verwendet werden. In diesem Fall kann der Leckwiderstand Rx direkt aus der gemessenen Übergangszeit Tx berechnet werden, ohne eine komplizierte Berechnungsverarbeitung während des Betriebs durchzuführen.
  • Jedoch ist es im Fall des Variierens des Werts des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ, des Denominatorwerts des Übergangszeitkoeffizienten α oder des Denominatorwerts des Leckwiderstandskoeffizienten β anhand der angelegten Arten von Fahrzeug oder den Betriebszustand vorteilhaft, die Funktionsformel oder die Datentabelle unter Verwendung von α, β, oder γ, was Indexwerte ohne Einheit sind, einzustellen. Alternativ kann in einem Fall, bei dem die Arithmetiksteuerschaltung 20B keinen analogen Eingangsanschluss hat oder ein analoger Eingangsanschluss belegt ist, der in 1 illustrierte Komparator 41 statt des Operationsverstärkers 49 verwendet werden. In diesem Fall kann ein zum invertierten Logiksignal LOW äquivalentes Signal am Mikroprozessor 21 eingegeben werden.
  • Zusätzlich ist in der Ausführungsform von 8 der Verbindungspunkt B mit der positivseitigen Stromversorgungsleitung 68 der Bordhochspannungsvorrichtung 60X verbunden, aber selbst wenn der Verbindungspunkt B mit einer negativseitigen Stromversorgungsleitung verbunden ist, tritt in Ausdruck I keine Änderung auf. Ähnlich ist in der ersten Ausführungsform von 1 der Verbindungspunkt B mit der negativseitigen Stromversorgungsleitung 67 mit der Bordhochspannungsvorrichtung 60X verbunden, aber selbst wenn der Verbindungspunkt B mit einer positivseitigen Stromversorgungsleitung verbunden ist, tritt in Ausdruck I keine Änderung auf.
  • Wie aus der obigen Beschreibung klar ist, wird gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung 50B für eine Bordhochspannungsvorrichtung bereitgestellt, welche mit der Bordhochspannungsvorrichtung 60Y verbindbar ist, welche die Bordhochspannungsgleichstromquelle 61 und die elektrische Hochspannungslast 65 beinhaltet, welche durch die Bordhochspannungsgleichstromquelle 61 zu speisen und anzutreiben ist, wobei die Bordhochspannungsvorrichtung 60Y den Leckwiderstand Rx in Bezug auf die Fahrzeugkarosserie 11 aufweist, wie durch den Äquivalentleckwiderstand 65 auf der Positivpotentialseite und den Äquivalentleckwiderstand 66 auf der Negativpotentialseite typifiziert, wobei die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung 50B die Konstantspannungssteuerstromquelle 25 enthält, welche durch die Niederspannungsgleichstromquelle 10 gespeist und betrieben wird, welche einen Negativanschluss mit der Fahrzeugkarosserie 11 verbunden aufweist, und welche die Steuerstromversorgungsspannung Vcc erzeugt, die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung 50B konfiguriert ist, einen Wert des Leckwiderstands Rx über den Kopplungskondensator 51 zu messen, der einen Anschluss 3 mit einer vorgegebenen Position der Bordhochspannungsvorrichtung 60Y verbunden hat, wobei die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung 50B weiter die repetitive Signalausgabeschaltung 30B, die Überwachungssignalverarbeitungsschaltung 40B und die Arithmetiksteuerschaltung 20B enthält, wobei die Arithmetiksteuerschaltung 20B den Mikroprozessor 21 und den Programmspeicher 24B, die miteinander kooperieren, enthält.
  • Weiterhin wiederholt die Repetitivsignalausgabeschaltung 30B abwechselnd in Reaktion auf den Schaltbetrieb des Lade/Entlade-Schaltelements 31, dass sie in Reaktion auf das repetitive Befehlssignal PLS arbeitet, einen Ladungszeitraum und einen Entladungszeitraum in dem der Messpunkt A intermittent über den Lade/Entladewiderstand 33 oder 35 mit der Steuerstromversorgungsspannung Vcc verbunden ist, wobei der Messpunkt A ein anderer Anschluss des Kopplungskondensators 51 ist, um dadurch die Überwachungsspannung Vx, die ein Potential zwischen dem Messpunkt A und der Fahrzeugkarosserie 11 ist, graduell zu erhöhen oder graduell zu senken. Die Überwachungssignalverarbeitungsschaltung 40B ist dafür konfiguriert: das invertierte Logiksignal LOW zu erzeugen, wenn ein Wert der Überwachungsspannung Vx, die bei einem Gradienten graduell zunimmt oder graduell abnimmt, der sanfter wird, wenn eine Lade/Entlade-Zeitkonstante größer wird, eine vorgegebene Schwellenwertspannung passiert, und das invertierte Logiksignal LOW an die Arithmetiksteuerschaltung 20B einzugeben; oder die Analogsignalspannung ANL proportional zur Überwachungsspannung Vx zu erzeugen und die analoge Signalspannung ANL an der Arithmetiksteuerschaltung 20B einzugeben. Die Arithmetiksteuerschaltung 20B ist dafür konfiguriert: die Übergangszeit Tx, während der Wert der Überwachungsspannung Vx sich von einer Schwellenwertspannung gleich oder höher als 0 Volt oder einer Schwellenwertspannung gleich oder niedriger als der Steuerstromversorgungsspannung Vcc zur anderen ändert, zu messen; den Leckwiderstand Rx zu berechnen, der ein paralleler kombinierter Widerstand des Äquivalentleckwiderstands 65 auf der Positivpotentialseite und des Äquivalentleckwiderstands 66 auf der Negativpotentialseite ist, basierend auf einer Funktionsformel oder einer Datentabelle, die sich auf die Übergangszeit Tx und den Leckwiderstand Rx beziehen; und die Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1 zu erzeugen, wenn der Leckwiderstand Rx gleich oder kleiner dem vorgegebenen Grenzleckwiderstand Rx0 wird, oder wenn die Übergangszeit Tx die Grenzübergangszeit Tx0 entsprechend dem Grenzleckwiderstand Rx0 erreicht. Das repetitive Befehlssignal PLS ist ein Impulssignal mit einem festen Zyklus, der die Ladeperiode oder Entladeperiode aufweist, die länger als zumindest die Grenzübergangszeit Tx0 ist.
  • Die Repetitivsignalausgabeschaltung 30B ist dafür konfiguriert, in Reaktion auf den Schaltvorgang des Lade/Entlade-Schaltelements 31, den Messpunkt A zwischen dem anderen Anschluss des Kopplungskondensators 51 mit dem Ausgabeanschluss der Konstantspannungssteuerstromquelle 25 über den Schnelllade/Entladewiderstand 35 mit dem Widerstandswert Rq zu verbinden, oder den Messpunkt A mit dem, dem Fahrzeugkarosseriepotential entsprechenden Negativanschluss über den Referenzwiderstand 33 mit dem Referenzwert Rs, der hinreichend größer als der Widerstandswert Rq ist, zu verbinden, um dadurch die Überwachungsspannung Vx, die das Potential zwischen dem Messpunkt A und der Fahrzeugkarosserie 11 ist, rasch zu erhöhen oder graduell abzusenken. Die Überwachungssignalverarbeitungsschaltung 40B ist dafür konfiguriert: das invertierte Logiksignal LOW zu erzeugen, wenn der Wert der Überwachungsspannung Vx, die graduell bei einem Gradienten absinkt, der sanfter wird, wenn die Zeitkonstante (Rx + Rx)C, die ein Produkt einer Summe des Widerstandswerts Rs (Rs >> Rq) und des Leckwiderstands Rx mit der elektrostatischen Kapazität C des Kopplungskondensators 51 ist, größer wird, abgenommen hat, um einen Wert zu passieren, der durch Subtrahieren der vorgegebenen Schwellenwertspannung V0 von der Steuerstromversorgungsspannung Vcc erhalten wird und das invertierte Logiksignal LOW an der Arithmetiksteuerschaltung 20B einzugeben; oder die analoge Signalspannung ANL proportional zur Überwachungsspannung Vx zu erzeugen und die analoge Signalspannung ANL an der Arithmetiksteuerschaltung 20B einzugeben. Die Arithmetiksteuerschaltung 20B invertiert eine Ausgabe des repetitiven Befehlssignals PLS, die ein Impulsfolgesignal mit einem festen Zyklus ist, in einem Zustand, in dem der Wert der Überwachungsspannung Vx abrupt angestiegen ist, um sich der Steuerstromversorgungsspannung Vcc anzunähern, durch das Hilfsschaltelement 31, und invertiert die Ausgabe des repetitiven Befehlssignals PLS nach Empfangen des invertierten Logiksignals LOW als eine Eingabe oder nach Messen, als der Übergangszeit Tx eines Zeitraums von dann, wenn das invertierte Logiksignal LOW erzeugt wird, basierend auf der Eingangsanalogsignalspannung ANL, bis zu dann, wenn das invertierte Logiksignal LOW erhalten wird.
  • Wie oben beschrieben, lädt und entlädt die repetitive Signalausgabeschaltung den Kopplungskondensator in Verbindung mit Anspruch 4 der vorliegenden Erfindung, und misst die Arithmetiksteuerschaltung als die Übergangszeit Tx einen Zeitraum, während dem die Überwachungsspannung Vx bis auf eine vorbestimmte Schwellenwertspannung (Vcc – V0) von einer Schwellenwertspannung, die auf einen Wert nahe der Steuerstromversorgungsspannung Vcc eingestellt wird, ansteigt. Daher kann die Komparatorbestimmungsschaltung oder die Komparatorbestimmungsverarbeitung in Bezug auf das eine des Paars der Schwellenwertspannungen weggelassen werden und kann die Übergangszeit durch eine einfache Struktur gemessen werden.
  • Wie aus der obigen Beschreibung klar ist, wird gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Leckwiderstandsdetektionsverfahren für eine Bordhochspannungsvorrichtung bereitgestellt, die für die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung für eine Bordhochspannungsvorrichtung verwendet wird, wobei das Leckwiderstandsdetektionsverfahren beinhaltet, wenn die elektrostatische Kapazität des Kopplungskondensators durch C repräsentiert wird, ein paralleler kombinierter Leckwiderstandswert des Äquivalentleckwiderstands 65 auf der Positivpotentialseite und des Äquivalentleckwiderstands 66 auf der Negativpotentialseite durch Rx repräsentiert wird, und ein Reihenwiderstandswert, der ein Gesamtwert des Lade/Entladewiderstands 33 und 35 ist, die in der Repetitivsignalausgabeschaltung 30B vorgesehen sind, durch R0 repräsentiert wird, und wenn ein Zeitraum, während dem die Überwachungsspannung Vx graduell von einem Zustand der Steuerstromversorgungsspannung Vcc zu der vorgegebenen Schwellenwertspannung (Vcc – V0) sinkt, durch die Übergangszeit Tx repräsentiert wird, der Übergangszeitkoeffizienten α auf Tx/(R0 × C) eingestellt wird, der Leckwiderstandskoeffizienten β auf Rx/R0 eingestellt wird und der Schwellenwertspannungskoeffizienten γ auf V0/Vcc oder (V2 – V1)/Vcc eingestellt wird; Berechnen, durch die Arithmetiksteuerschaltung 20B, des Werts des der gemessenen Übergangszeit Tx entsprechenden Leckwiderstands Rx unter Verwendung des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ als einen Parameter und basierend auf einer Charakteristikkurve des Übergangszeitkoeffizienten α entsprechend einem Wert des Leckwiderstandskoeffizienten β, wobei die Charakteristikkurve eine Negativgradientenkurvenregion oder eine Positivgradientenkurvenregion aufweist, in welcher der Übergangszeitkoeffizient α graduell ansteigt oder graduell abfällt, zusammen mit einem Anstieg des Leckwiderstandskoeffizienten β; selektives Verwenden einer Negativgradientenkurvenregion, die der Positivgradientenkurvenregion folgt, oder einer Negativgradientenkurvenregion, die eine Gesamtregion besetzt, und Bestimmen des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ, so dass ein Wert des Übergangszeitkoeffizienten α, wenn der Wert des Leckwiderstands Rx den Grenzleckwiderstand Rx0 erreicht hat, in der Negativgradientenkurvenregion enthalten ist; Bestimmen, wenn die Übergangszeit Tx ein Wert gleich oder größer der dem Grenzleckwiderstand Rx0 entsprechenden Grenzübergangszeit Tx0 geworden ist, dass der Leckwiderstand Rx zu klein ist, und Erzeugen der Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1; und Durchführen der Auszeit-Abnormalitätsbestimmung ERR1, wenn die Übergangszeit Tx die Kurzschlussübergangszeit Tx00 entsprechend einem Fall übersteigt, bei dem der Grenzleckwiderstand Rx 0 wird.
  • Wie aus der obigen Beschreibung klar ist, wird gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Leckwiderstandsdetektionsverfahren für eine Bordhochspannungsvorrichtung vorgesehen, die für die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung für eine Bordhochspannungsvorrichtung verwendet wird, wobei das Leckwiderstandsdetektionsverfahren beinhaltet, wenn die elektrostatische Kapazität des Kopplungskondensators 51 durch C repräsentiert ist, ein paralleler kombinierter Leckwiderstandswerts des Äquivalentleckwiderstands 65 auf der Positivpotentialseite und der Äquivalentleckwiderstands 66 auf der Negativpotentialseite durch Rx repräsentiert wird, und ein Reihenwiderstandswert, der ein Gesamtwert der Lade/Entladewiderstände 33 und 35 ist, die in der Repititivsignalausgabeschaltung 30B vorgesehen sind, durch R0 repräsentiert wird, und wenn ein Zeitraum, während dem die Überwachungsspannung Vx graduell von einem Zustand der Steuerstromversorgungsspannung Vcc zu einer vorgegebenen Schwellenwertspannung (Vcc – V0) abnimmt, durch die Übergangszeit Tx repräsentiert wird, der Übergangszeitkoeffizienten α auf Tx/(R0 × C) eingestellt wird, der Leckwiderstandskoeffizienten β auf Rx/R0 eingestellt wird und der Schwellenwertspannungskoeffizienten γ auf V0/Vcc eingestellt wird: Berechnen, durch die Arithmetiksteuerschaltung 20B, des Werts des der gemessenen Übergangszeit Tx entsprechenden Leckwiderstands Rx unter Verwendung des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ als einen Parameter und basierend auf einer Charakteristikkurve des Übergangszeitkoeffizienten α entsprechend einem Wert des Leckwiderstandskoeffizienten β, wobei die Charakteristikkurve eine Negativgradientenkurvenregion oder eine Positivgradientenkurvenregion aufweist, in der der Übergangszeitkoeffizienten α graduell ansteigt oder graduell abfällt zusammen mit einem Anstieg des Leckwiderstandskoeffizienten β; Ausschließen, vorab, durch das Charakteristikkurvenkorrekturmittel, das Anwenden einer Negativgradientenkurvenregion, die der Positivgradientenkurvenregion folgt; Bestimmen des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ, so dass ein Wert des Übergangszeitkoeffizienten α, wenn der Wert des Leckwiderstands Rx den Grenzleckwiderstand Rx0 erreicht hat, in der korrigierten Positivgradientenkurvenregion enthalten ist; Bestimmen, wenn die Übergangszeit Tx zu einem Wert gleich oder kleiner der Grenzübergangszeit Tx0 entsprechend dem Grenzleckwiderstand Rx0 geworden ist, dass der Leckwiderstand Rx zu klein ist, und Erzeugen der Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1, und Durchführen der Zeitaus-Abnormalitätsbestimmung ERR1, wenn die Übergangszeit Tx die Offenschaltungsübergangszeit Txm übersteigt, die einem Fall entspricht, bei dem der Leckwiderstand Rx unendlich ist.
  • Die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung enthält weiter den Testleckwiderstand 54 und das Test-Schaltelement 55, die zwischen dem Verbindungspunkt B zwischen dem Kopplungskondensator 51 und der Bordhochspannungsvorrichtung 60Y, und der Fahrzeugkarosserie 11 verbunden ist, wobei der Testleckwiderstand 54 einen Widerstandswert gleich oder kleiner dem Grenzleckwiderstand Rx0 oder einen Widerstandswert gleich oder kleiner dem vorläufigen Leckwiderstand Rxn aufweist, der nahe am Grenzleckwiderstand Rx0 und größer als der Grenzleckwiderstand Rx0 ist, wobei das Test-Schaltelement 55 in Reihe mit dem Testleckwiderstand 54 verbunden ist. Das Leckwiderstandsdetektionsverfahren beinhaltet weiter, durch die Arithmetiksteuerschaltung 20B: Schließen des Test-Schaltelements 55 temporär beim Start des Betriebs und Bestimmen, ob die Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1 für einen Moment arbeitet oder die Voralarmausgabe ER2, die erzeugt wird, wenn der Leckwiderstand Rx gleich oder kleiner dem vorläufigen Leckwiderstand Rxn geworden ist, für einen Moment arbeitet, um dadurch zu inspizieren, ob ein Betrieb des Detektierens des Leckwiderstands Rx normal durchgeführt wird; und wenn ein Inspektionsergebnis zeigt, dass der Detektionsbetrieb abnormal ist, Erzeugen der Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1 oder der Voralarmausgabe ER2 kontinuierlich oder intermittent, und wenn das Inspektionsergebnis zeigt, dass der Detektionsbetrieb normal ist, Aufheben der Ausgabeerzeugung für einen solch kurzen Zeitraum, dass die Abnormalitätsalarmvorrichtung 19, die durch die Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1 anzutreiben ist, oder die Voralarmausgabe ER2, nicht arbeitet.
  • Wie oben beschrieben, beinhaltet in Verbindung mit Anspruch 16 der vorliegenden Erfindung die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung weiter den Testleckwiderstand, der temporär durch das Test-Schaltelement verbunden ist, so dass die Arithmetiksteuerschaltung eine vorläufige Inspektion durchführt, die sich auf den Detektionsbetrieb des Leckwiderstands bezieht.
  • Es ist daher möglich, beim Start des Betriebs zu inspizieren, ob die Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe oder die Voralarmausgabe, die niemals aktiviert wird, falls der Leckwiderstand normal ist, normal erzeugt wird. Wenn die Inspektion zu einer Abnormalität führt, kann die Abnormalität durch die Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe oder die Voralarmausgabe mitgeteilt werden.
  • Die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung beinhaltet weiter den Bypassleckwiderstand 53, der zwischen dem Verbindungspunkt B zwischen dem Kopplungskondensator 51 und der Bordhochspannungsvorrichtung 60Y, und der Fahrzeugkarosserie 11 verbunden ist. Das Leckwiderstandsdetektionsverfahren beinhaltet weiter, durch die Arithmetiksteuerschaltung 20B: Schließen des Test-Schaltelements 55 beim Start des Betriebs und Messen eines ersten kombinierten Leckwiderstandswertes in einem Zustand, in welchem der Testleckwiderstand 54, der Bypassleckwiderstand 53 und ein Ist-Leckwiderstand Rx parallel verbunden sind, und Messen eines zweiten kombinierten Leckwiderstandswertes in einem Zustand, in welchem das Test-Schaltelement 55 geöffnet ist und der Bypassleckwiderstand 53 und der Ist-Leckwiderstand Rx parallel verbunden sind; und Rückrechnen der elektrostatischen Kapazität C des Kopplungskondensators 51 aus dem ersten kombinierten Leckwiderstandswert und dem zweiten kombinierten Leckwiderstandswert und Speichern der rückgerechneten elektrostatischen Kapazität C als einen kalibrierten Wert, wobei der kalibrierte Wert so berechnet wird, dass die Ist-Leckwiderstände Rx in Offenschaltungs- und Geschlossenschaltungszuständen des Test-Schaltelements 55 dieselben Werte aufweisen, bedingt durch die kalibrierte und gespeicherte elektrostatische Kapazität C.
  • Wie oben beschrieben, beinhaltet in Verbindung mit Anspruch 17 der vorliegenden Erfindung die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung weiter den Bypassleckwiderstand und den Testleckwiderstand. Zwei Arten des kombinierten Leckwiderstandes werden in dem Zustand detektiert, in dem der Testleckwiderstand durch das Test-Schaltelement verbunden oder geöffnet ist, um dadurch die elektrostatische Kapazität des Kopplungskondensators zu berechnen und zu kalibrieren.
  • Daher kann die Kalibrierung der elektrostatischen Kapazität bei jedem Betriebsstart in dem Zustand durchgeführt werden, in dem die Bordhochspannungsvorrichtung mit einem unbekannten Leckwiderstand verbunden ist. Somit kann die korrekte elektrostatische Kapazität immer in Bezug auf individuelle Fluktuationen bei der elektrostatischen Kapazität aus ersten Artikeln und Fluktuationen, die durch die säkulare Änderung derselben verursacht sind, erfasst werden. Entsprechend kann der Leckwiderstand genau gemessen werden.
  • Dritte Ausführungsform
  • Bezug nehmend auf 12, die ein Gesamtkonfigurationsdiagramm einer Vorrichtung einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, werden hauptsächlich Unterschiede gegenüber 1 unten beschrieben. In den Zeichnungen bezeichnen dieselben Bezugszeichen die gleichen oder äquivalente Teile. In 12 beinhaltet eine Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung 50C eine Arithmetiksteuerschaltung 20C, eine Repetitivsignalausgabeschaltung 30C und eine Überwachungssignalverarbeitungsschaltung 40C, und detektiert einen Leckwiderstand der Bordhochspannungsvorrichtung 60X.
  • Die erste Hauptdifferenz ist, dass die Repetitivsignalausgabeschaltung 30C ein Hilfsschaltelement 31, wie etwa einen PNP-Transistor, enthält, und wenn der Ausgabelogikpegel des repetitiven Befehlssignals PLS ”H” ist, ein Hilfsschaltelement 31a über einen Hilfsantriebswiderstand 32a leitfähig wird, so dass das Hilfsschaltelement 31 über den Antriebswiderstand 32 leitend wird, und wenn der Ausgabelogikpegel des repetitiven Befehlssignals PLS ”L” ist, das Hilfsschaltelement 31a durch einen Hilfsstabilisierungswiderstand 34a nicht-leitfähig wird, so dass das Hilfsschaltelement 31 durch einen Offenschaltungsstabilisierungswiderstand 34 nicht-leitend wird.
  • Der zweite Hauptunterschied besteht darin, dass das repetitive Befehlssignal PLS ein Ausgabesignal einer Inversionsspeicherschaltung 52 verwendet, die in der Überwachungssignalverarbeitungsschaltung 40C vorgesehen ist und ein Impulsfolgesignal ist, das einen variablen Zyklus aufweist, wie unten unter Bezugnahme auf 13 beschrieben.
  • Der dritte Hauptunterschied besteht darin, dass die Überwachungssignalverarbeitungsschaltung 40C erste und zweite Komparatoren 41a und 41b und die Inversionsspeicherschaltung 52 anstelle des Komparators 41 enthält.
  • Der erste Komparator 41a hat einen mit den Spannungsteilerwiderständen 42a und 43a verbundenen positiven Eingangsanschluss. Die Spannungsteilerwiderstände 42a und 43a teilen die Steuerstromversorgungsspannung Vcc, um eine erste Schwellenwertspannung V1 zu erzeugen. Der erste Komparator 41a hat einen mit einer Rauschfilterschaltung, die aus einem Glättungswiderstand 45 und einem Glättungswiderstand 46 ausgebildet ist, über einen Eingangswiderstand 44a verbundenen negativen Eingangsanschluss. Der Glättungswiderstand 45 weist einen an eine Überwachungsspannung Vx angelegten Anschluss auf.
  • Der zweite Komparator 41b weist einen mit Spannungsteilerwiderständen 42b und 43b verbundenen negativen Eingangsanschluss auf. Die Spannungsteilerwiderstände 42b und 43b unterteilen die Steuerstromversorgungsspannung Vcc, um eine zweite Schwellenwertspannung V2 zu erzeugen. Der zweite Komparator 41b weist einen mit der Rauschfilterschaltung, die aus dem Glättungswiderstand 45 und dem Glättungskondensator 46 über einen Eingangswiderstand 44b ausgebildet ist, verbundenen positiven Eingangsanschluss auf.
  • Der erste Komparator 41a weist einen Ausgabelogikpegel ”H” auf, wenn die Überwachungsspannung Vx gleich oder kleiner der ersten Schwellenwertspannung V1 ist. Der Ausgabelogikpegel ”H” wird an der Arithmetiksteuerschaltung 20C als ein erstes invertiertes Logiksignal LOW eingegeben. Der erste Komparator 41a liefert weiter eine ”SET”-Eingabe an die Inversionsspeicherschaltung 52, wie etwa eine Flip-Flop-Schaltung.
  • Der zweite Komparator 41b weist einen Ausgabelogikpegel ”H” auf, wenn die Überwachungsspannung Vx gleich oder größer der zweiten Schwellenwertspannung V2 ist. Der Ausgabelogikpegel ”H” wird an der Arithmetiksteuerschaltung 20C als ein zweites invertiertes Logiksignal HIG eingegeben. Der erste Komparator 41a liefert weiter eine RESET-Eingabe an die Inversionsspeicherschaltung 52, wie etwa eine Flip-Flop-Schaltung.
  • Eine SET-Ausgabe der Inversionsspeicherschaltung 52 wird an der Repetitivesignalausgabeschaltung 30C als ein repetitives Befehlssignal PLS eingegeben und wird weiter an der Arithmetiksteuerschaltung 20C als ein invertiertes Logiksignal ANS eingegeben, das als ein Bandhistorienlogiksignal dient.
  • Ein in der Arithmetiksteuerschaltung 20C vorgesehener Mikroprozessor 21 kooperiert mit einem Programmspeicher 24C und misst den Wert eines Leckwiderstands Rx. Der Mikroprozessor 21 erzeugt eine Voralarmausgabe ER2, wenn der Messwert des Leckwiderstands Rx gleich oder kleiner einem vorgegebenen, vorläufigen Leckwiderstand Rxn wird, und erzeugt eine Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1, wenn der Messwert gleich oder kleiner einem Grenzleckwiderstand Rx0 wird, die an der Abnormalitätsalarmvorrichtung 19 eingegeben werden.
  • Man beachte, dass ähnlich zu 1, die Niederspannungsgleichstromquelle 10, der Niederspannungsstromversorgungsschalter 12, das Fahrzeugzustandssignal 18 und der Abnormalitätsalarm 19 außerhalb der Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung 50C verbunden sind und die Konstantspannungssteuerstromquelle 25, welche die Steuerstromversorgungsspannung Vcc erzeugt, in der Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung 50C vorgesehen ist.
  • Nachfolgend werden Wirkung und Betrieb der Vorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in 12 illustriert, kurz unter Bezugnahme auf ein Zeitdiagramm von 13 wie auch 12 beschrieben. Zuerst erzeugt in 12, wenn der manuelle Stromversorgungsschalter (nicht gezeigt) geschlossen wird und der Niederspannungsstromversorgungsschalter 12 geschlossen wird, die Konstantspannungssteuerstromquelle 25 eine vorbestimmte Steuerstromversorgungsspannung Vcc. Der Mikroprozessor 21 startet dann seinen Steuerbetrieb.
  • Teil (A) von 13 zeigt die Wellenform des durch die Überwachungssignalverarbeitungsschaltung 40C erzeugten repetitiven Befehlssignals-PLS. Ein erster Zeitraum (langsamer Entladungszeitraum) T1, in welchem das repetitive Befehlssignal PLS einen Logikpegel ”L” aufweist, und ein zweiter Zeitraum (Schnellentladezeitraum) T2, in welchem das repetitive Befehlssignal PLS einen Logikpegel ”H” aufweist, haben unterschiedliche Werte, die alle einen Teil des Gesamtzyklus T0 = T1 + T2 besetzen.
  • In 12, wenn der Logikpegel des repetitiven Befehlssignals PLS ”L” (oder ”H”) ist, wird das Hilfsschaltelement 31 unterbrochen (oder wird leitend), wie in Teil (B) von 13 gezeigt. Dann wird in 12, wenn das Hilfsschaltelement 31 unterbrochen ist, der Kopplungskondensator 51 langsam über eine Reihenschaltung des Leckwiderstands Rx, des Schnelllade/Entladewiderstands 35 und des Lade/Entladewiderstands 33 entladen, mit dem Ergebnis, dass die Überwachungsspannung Vx zusammen mit dem Abfall beim Entladestrom graduell abnimmt. Andererseits wird in 12, wenn das Hilfsschaltelement 31 leitend wird, der Kopplungskondensator 51 schnell aus der Konstantspannungssteuerstromquelle 25 über eine Reihenschaltung des Schnelllade/Entladewiderstands 35 und des Leckwiderstands Rx geladen, mit dem Ergebnis, dass die Überwachungsspannung Vx schnell ansteigt.
  • Teil (C) von 13 zeigt, wie die Überwachungsspannung Vx graduell abnimmt oder rasch ansteigt. Der Gradient der Lade/Entlade-Charakteristika wird sanfter, wenn die in Ausdrücken (8x) und (9x) oben ausgedrückte Lade/Entlade-Zeitkonstanten größer werden. τ1 = (R0 + Rx)C ist eine langsame Entladezeitkonstante und τ2 = (Rq + Rx)C ist eine Schnellentladezeitkonstante.
  • In Teil (C) von 13 sinkt der Wert der langsam entladenen Überwachungsspannung Vx graduell auf die erste Endspannung V1 am Ende des ersten Zeitraums T1 ab. Zu dieser Zeit ändert sich der Logikpegel des ersten invertierten Logiksignals LOW, welches die Ausgabe des ersten Komparators 41a ist, von ”L” zu ”H” und wird der Logikpegel der SET-Ausgabe der Inversionsspeicherschaltung 52 zu ”H”. Als Ergebnis wird das Hilfsschaltelement 31 leitfähig, um die rasche Ladung des Kopplungskondensators 51 zu starten.
  • Der Wert der rasch ladenden Überwachungsspannung Vx steigt rasch auf die zweite Endspannung V2 an, die ein Wert im Wesentlichen gleich der Steuerstromversorgungsspannung Vcc am Ende des zweiten Zeitraums T2 ist. Zu dieser Zeit ändert sich der Logikpegel des zweiten invertierten Logiksignals HIG, welches die Ausgabe des zweiten Komparators 41b ist, von ”L” nach ”H” und wird der Ausgabepegel der SET-Ausgabe der Inversionsspeicherschaltung 52 zu ”L”. Als Ergebnis wird, das Hilfsschaltelement 31 unterbrochen, um die langsame Entladung des Kopplungskondensators 51 zu starten.
  • Man beachte, dass, um zu verhindern, dass man darauf wartet, dass die Überwachungsspannung Vx am Ende des zweiten Zeitraums T2 vollständig zur Steuerstromversorgungsspannung Vcc konvergiert, ein Restfehler ΔV von etwa Vcc – V2 – 0,03 Vcc zur eingestellten Schwellenwertspannung V0 addiert wird, die der Wert ist, der durch Subtrahieren der ersten Endspannung V1 von der Steuerstromversorgungsspannung Vcc erhalten wird.
  • Teil (D) von 13 zeigt die Ausgabe der Wellenform des ersten invertierten Logiksignals LOW. Teil (E) von 13 zeigt die Ausgabewellenform des zweiten invertierten Logiksignals HIG. Teil (F) von 13 zeigt die erzeugte Wellenform des invertierten Logiksignals ANS, welches die Ausgabe der Inversionsspeicherschaltung 52 ist. Das invertierte Logiksignal ANS und das repetitive Befehlssignal PLS sind dasselbe Signal. Eine Übergangszeit Tx ist ein Zeitraum, in dem der Logikpegel des invertierten Logiksignals ANS ”L” ist und die Überwachungsspannung Vx graduell von der Steuerstromversorgungsspannung Vcc auf eine Spannung entsprechend der eingestellten Schwellenwertspannung V0 höher als die erste Endspannung V1 absinkt.
  • Teil (J) von 13 zeigt die Wellenform der beidendigen Spannung E des Kopplungskondensators 51. Eine Entladeanfangsspannung (= Ladeendspannung) E1 ist gleich einem Wert, der durch Addieren der Steuerstromversorgungsspannung Vcc zur in Ausdruck (4x) ausgedrückten stabilen geteilten Spannung Vn0 erhalten wird. Der Wert einer Entladungsendspannung (= Ladungsanfangsspannung) E2 sinkt im Fall, bei dem der Entladezeitraum T1 unendlich ist, auf Vn0 ab.
  • Das Nachfolgende zeigt, dass die Berechnung unter Verwendung des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ von V0/Vcc ähnlich wie im Fall von 1 durchgeführt werden kann, so dass die Charakteristikdiagramme von 3 bis 5 so wie sie sind angewendet werden können. Man beachte, dass die Erzeugungsfrequenz des repetitiven Befehlssignals ALS ein Festwert in den ersten und zweiten Ausführungsformen ist, aber in der dritten Ausführungsform der erste Zeitraum T1 und der zweite Zeitraum T2 automatisch gemäß dem Wert des Leckwiderstands Rx so verändert werden, dass das nächste repetitive Befehlssignal PLS rasch nach Abschluss der Messung der Übergangszeit Tx erzeugt werden kann. Weiterhin wird der Übergang zum nächsten ersten Zeitraum T1 nach der Bestätigung durchgeführt, dass die Überwachungsspannung Vx auf einen Wert nahe an der Steuerstromversorgungsspannung Vcc angestiegen ist, und damit ist es unnötig, eine Verzögerungszeit zum zweiten Zeitraum T2 in Bezug auf die zweite Endspannung V2 bereitzustellen, anders als Teil (C) von 9.
  • Das Nachfolgende zeigt, dass der oben in 3 gezeigte Ausdruck I ähnlich in der dritten Ausführungsform von 12 anwendbar ist.
  • Entladungszeitraum
  • Im langsamen Entladungszeitraum, in dem der Logikpegel des repetitiven Befehlssignals PLS in 12 ”L” ist und der als Hilfsschaltelement 31 dienende Transistor geöffnet ist, wird der Ausdruck (30b) etabliert. Vx + R0 × (dE/dt) = 0 (30b) wobei R0 = Rs + Rq ≈ Rs >> Rq
  • Vx in Ausdruck (30b) wird in Ausdruck (7x) oben eingesetzt, um Ausdruck (31b) zu erhalten Vn0 = E + τ1 × (dE/dt) (31b) wobei τ1 = (R0 + Rx)C ≈ (Rs + Rx)C
  • In der Differentialgleichung (31b) ist der Ausgangswert von E zur Zeit t = 0 durch E1 repräsentiert und ist der Wert von E bei unendlicher Zeit durch Vn0 repräsentiert. Dann wird eine durch Ausdruck (32b) ausgedrückte Lösung erhalten. E = E1exp(–t/τ1) + Vn0{1 – exp(–t/τ1)} (32b)
  • Zusätzlich wird der Wert von (dE/dt) in Ausdruck (30b) in Ausdruck (7x) oben eingesetzt, um Ausdruck (33b) zu erhalten. Vx/(R0//Rx) = (E – Vn0)/Rx (33b) wobei R0//Rx den parallelen kombinierten Widerstand von R0 und Rx repräsentiert.
  • Ladeperiode
  • In der Schnellladeperiode, in der der Logikpegel des repetitiven Befehlssignals PLS in 12 ”H” ist und der als Hilfsschaltelement 31 dienende Transistor geschlossen ist, wird Ausdruck (30a) etabliert. C × Rq(dE/dt) = Vcc – Vx (30a)
  • Vx in Ausdruck (30a) wird in Ausdruck (7x) oben eingesetzt, um Ausdruck (31a) zu erhalten. Vn0 + Vcc = τ2(dE/dt) + E (31a) wobei τ2 = (Rq + Rx) × C
  • In der Differentialgleichung (31a) wird der Anfangswert von E zur Zeit t = 0 durch E2 repräsentiert und wird der Wert von E zur infiniten Zeit durch Vn0 + Vcc repräsentiert. Dann wird eine durch Ausdruck (32a) ausgedrückte Lösung erhalten. E = E2exp(–t/τ2) + Vn0 + Vcc){1 – exp(–t/τ2)} (32a)
  • Zusätzlich wird der Wert von (dE/dt) in Ausdruck (30a) in Ausdruck (7x) oben eingesetzt, um Ausdruck (33a) zu erhalten. Vx/(Rq//Rx) = (E – Vn0)/Rx + Vcc/Rq (33a) wobei Rq//Rx den parallelen kombinierten Widerstand von Rq und Rx repräsentiert.
  • Stabiler Zustand
  • Im stabilen Zustand, in welchem der Logikpegel des repetitiven Befehlssignals PLS in 12 abwechselnd im Entladezeitraum T1 und dem Ladezeitraum T2 invertiert wird, und es keine Änderung beim Wert des Leckwiderstands Rx und in der Ausgabespannung Vh der Hochspannungsgleichstromquelle 61 gibt, werden die Anfangswerte E1 und E2 in den Ausdrücken (32b) und (32a) wie folgt berechnet. Zuerst wird in Ausdruck (32b) zur Entladeendzeit t = T1, E = E2 etabliert und daher wird Ausdruck (34b) etabliert. E2 = E1 × K1 + Vn0(1 – K1) (34b) wobei K1 = exp(–T1/τ1)
  • Zusätzlich wird in Ausdruck (32a) zur Entladeendzeit T = T2 E = E1 etabliert und daher wird Ausdruck (34a) etabliert. E1 = E2 × K2 + (Vn0 + Vcc)(1 – K2) (34a) wobei K2 = exp(–T2/τ2)
  • Aus den Ausdrücken (34a) und (34b) werden die Ausdrücke (35a) und (35b) erhalten. E1 – Vn0 = Vcc × K0 (35b) E2 – Vn0 = Vcc × K0 × K1 (35a) wobei K0 = (1 – K2)/(1 – K1 × K2)
  • Im Falle der dritten Ausführungsform
  • In den 12 und 13 wird zur Entladestartzeit t = 0 Vx2 = V2 ≈ Vcc etabliert. Zur Zeit Tx = T1, falls der Wert von Vx gleich der eingestellten Schwellenwertspannung V1P(Vcc – V0) wird, wird Ausdruck (39b) für die Zeit t = Tx aus Ausdruck (32b) berechnet. Man beachte, dass der Wert der Entladeanfangsspannung E1 Vn0 + VccKo ≈ Vn0 + Vcc durch Ausdruck (35b) ist und Kx = exp(–Tx/τ1) = k1 etabliert wird. Ex = (Vn0 + Vcc)exp(–Tx/τ1) + Vn0{1 – exp(–Tx/τ1) = Vn0 + VccKx (39b)
  • Ausdruck (40b) wird durch Ausdrücke (33b) und (39b) erhalten. (Vcc – V0)/(R0//Rx) = (Ex – Vn0)/Rx = VccKx/Rx (40b)
  • Dann werden der Schwellenwertspannungskoeffizient γ von V0/Vcc, der Leckwiderstandskoeffizient β von Rx/R0 und der Übergangszeitkoeffizient α von Tx/(R0C) in Ausdruck (40b) eingesetzt und es wird Ausdruck (41) erhalten. γ = (1 + β – Kx)/(1 + β) ∴Kx = (1 + β) × (1 – γ) (41)
  • Kx = exp[–Tx/{(R0 + Rx)C}] = exp{–α/(1 + β)} wird etabliert und daher wird Ausdruck (42) durch natürliche Logarithmenumwandlung erhalten. α = (1 + β)LOGe(1/Kx) (42)
  • Die Ausdrücke (41) und (42) entsprechen dem oben in 3 gezeigten Ausdruck I.
  • Als Nächstes werden Wirkung und Betrieb der Vorrichtung von 12 im Detail unter Bezugnahme auf die in den 14 und 15 illustrierten Betriebserläuterungsflussdiagramme detailliert beschrieben, wobei hauptsächlich auf Unterschiede gegenüber den 6 und 7 abgestellt wird. Man beachte, dass die Schrittnummern der 6 und 7 in den 1000ern liegen, während die Schrittnummern von 14 und 15 in den 3000ern sind und dieselben dreiziffrigen oder weniger Nummern repräsentieren dieselben oder äquivalenten Teile. Bezüglich der äquivalenten Teile werden jedoch die sich unterscheidenden Teile, für welche eine zusätzliche Beschreibung notwendig ist, unten beschrieben.
  • Bezug nehmend auf das erste Flussdiagramm von 14 ist der durch eine gestrichelte Linie angezeigte Schritt 3604 ein Schritt, der zur Erzeugung des repetitiven Befehlssignals PLS aus der Arithmetiksteuerschaltung 20C notwendig ist, indem der Mikroprozessor 21 veranlasst wird, eine Logikverarbeitung äquivalent zum ersten Komparator 41a, dem zweiten Komparator 41b und der in der Überwachungssignalverarbeitungsschaltung 40C illustrierten Inversionsspeicherschaltung 52 auszuführen, in dem Zustand, in dem die zur Überwachungsspannung Vx proportionale Analogsignalspannung ANL an der Arithmetiksteuerschaltung 20C eingegeben wird. In diesem Fall muss die Überwachungssignalverarbeitungsschaltung 40C nur den aus dem Glättungswiderstand 45 und dem Glättungskondensator 56 und einem Operationsverstärker gebildeten Rauschfilter beinhalten.
  • Ein nachfolgender Schrittblock 3605 beinhaltet Schritt 3611 und Schritt 3612. Schritt 3611 ist ein Bestimmungsschritt des Überwachens des Logikpegels des ersten invertierten Logiksignals LOW. Wenn die Überwachungsspannung Vx gleich oder höher dem ersten Schwellenwert V1 ist, wird dies als JA festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 3612 fort. Wenn die Überwachungsspannung Vx niedriger als der erste Schwellenwert V1 ist, wird dies als NEIN festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 3606a fort.
  • Schritt 3612 ist ein Bestimmungsschritt des Überwachens des Logikpegels des zweiten invertierten Logiksignals HIG. Wenn die Überwachungsspannung Vx gleich oder niedriger dem zweiten Schwellenwert V2 ist, wird dies als JA festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 3606c fort. Wenn die Überwachungsspannung Vx den zweiten Schwellenwert V2 übersteigt, wird dies als NEIN festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt zu Schritt 3606a fort. Daher, wenn die Überwachungsspannung Vx im richtigen Bereich des ersten Schwellenwerts V1 oder höher und des zweiten Schwellenwerts V2 oder niedriger ist, schreitet der Ablauf zu Schritt 3606c fort, und wenn die Überwachungsspannung Vx vom Bereich V1 bis V2 abweicht, schreitet der Ablauf zu Schritt 3606a fort.
  • Als Nächstes, Bezug nehmend auf das zweite Flussdiagramm von 15, ist Schritt 3700 ein den Schritten 2700a bis 2700c von der oben beschriebenen 11 äquivalenter Schrittblock. Schritt 3700 ist ein Kalibrationsmittel bei Auslieferung, zum Messen des Wertes der elektrostatischen Kapazität C des Kopplungskondensators 51 zum Zeitpunkt der Auslieferungsjustierung und Speichern eines kalibrierten Werts derselben.
  • Dem Schritt 3701 nachfolgend ist ein Bestimmungsschritt des Überwachens des Logikpegels des zweiten invertierten Logiksignals HIG. Wenn der Logikpegel ”H” ist, wird dies als JA festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 3702 fort. Wenn der Logikpegel ”L” ist, wird dies als NEIN festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 3608 von 14 über einen Relaisanschluss B fort.
  • Man beachte, dass, wenn im Schritt 3701 JA festgestellt wird, der Logikpegel des repetitiven Befehlssignals PLS ”L” ist und das Lade/Entladeschaltelement 31 nicht leitfähig wird, und daher die Überwachungsspannung Vx beginnt, graduell abzunehmen, und ihre Übergangszeit im nachfolgenden Schritt 3702 gemessen wird.
  • Der nachfolgende Schritt 3703 ist ein Bestimmungsschritt des Überwachens des Logikpegels des ersten invertierten Logiksignal LOW. Wenn der Logikpegel ”H” ist, wird dies als JA festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 3704a fort. Wenn der Logikpegel ”L” ist, wird dies als NEIN festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 3704b fort. Man beachte, dass, wenn dies als JA in Schritt 3703 festgestellt wird, der Logikpegel des repetitiven Befehlssignals PLS ”H” ist und das Lade/Entladeschaltelement 31 nicht leitfähig wird und daher die Überwachungsspannung Vx damit beginnt, rapide zu steigen, und deren Übergangszeit Tx ausgelesen und im nachfolgenden Schritt 3704a gespeichert wird.
  • Wie oben beschrieben, werden im Schritt 3701 und 3703 das Start-Timing der graduellen Abnahme der Überwachungsspannung Vx bzw. das Abschluss-Timing der graduellen Abnahme bestimmt. Anstelle der Verwendung des ersten invertierten Logiksignals HIG und des zweiten invertierten Logiksignals LOW kann ein invertiertes Logiksignal ANS, das als ein Bandhistorien-Logiksignal dient, verwendet werden.
  • Man beachte, dass die Berechnung der Leckwiderstands Rx im Schritt 3705 in drei Weisen durchgeführt wird. Erstens wird die Berechnung basierend auf der Charakteristikkurve durchgeführt, deren Gesamtregion die Negativgradientenkurvenregion ist, wie durch die Kurve 103 von 3 repräsentiert. Zweitens wird die Berechnung durchgeführt unter Verwendung der Negativgradientenkurvenregion einer glockenförmigen Kurve, wie durch die Kurve 112 von 3 repräsentiert. Drittens wird die Berechnung unter Verwendung der Positivgradientenkurvenregion einer glockenförmigen Kurve, wie durch die Kurve 113 von 3 repräsentiert, durchgeführt. In jeglichem Fall wird der Wert des Leckwiderstands Rx aus dem gemessenen Wert der Übergangszeit Tx berechnet, basierend auf einer Funktionsformel oder einer Datentabelle zwischen dem Übergangszeitkoeffizienten α und dem Leckwiderstandskoeffizienten β unter Verwendung des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ = V0/Vcc als ein Parameter. Jedoch ist in der dritten Ausführungsform die eingestellte Schwellenwertspannung V0 ein Spannungswert, der gegenüber der Steuerstromversorgungsspannung Vcc vermindert ist.
  • Als ein alternatives Abnormalitätsbestimmungsverfahren kann anstelle des Vergleichens des Leckwiderstands Rx mit dem vorläufigen Leckwiderstand Rxn oder dem Grenzleckwiderstand Rx0 die Grenzübergangszeit Tx0 oder die Grenzübergangszeit Tx0 entsprechend dem vorläufigen Leckwiderstand Rxn oder dem Grenzleckwiderstand Rx0 vorab berechnet werden und kann die tatsächliche Übergangszeit Tx mit der vorläufigen Übergangszeit Txn oder der Grenzübergangszeit Tx0 verglichen werden.
  • Weiterhin kann in dem Fall, bei dem der Wert der Referenzzeitkonstanten R0 × C, die der Denominator des Übergangszeitkoeffizienten α ist, der Wert des Reihenwiderstands R0, welcher der Denominator des Leckwiderstandskoeffizienten β ist, oder der Wert des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ als ein fester Wert behandelt wird, eine Formel oder eine Datentabelle zwischen der Übergangszeit Tx und dem Leckwiderstand Rx direkt als die Funktionsformel oder die Datentabelle verwendet werden. In diesem Fall kann der Leckwiderstand Rx direkt aus der gemessenen Übergangszeit Tx berechnet werden, ohne eine komplizierte Berechnungsverarbeitung während des Betriebs durchzuführen.
  • Jedoch ist es im Falle des Variierens des Werts des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ, des Denominatorwerts des Übergangszeitkoeffizienten α oder des Denominatorwerts des Leckwiderstandskoeffizienten β gemäß den angelegten Typen von Fahrzeug oder dem Betriebszustand, vorteilhaft, die Funktionsformel oder die Datentabelle unter Verwendung von α, β oder γ einzustellen, welches Indexwerte ohne Einheit sind.
  • Alternativ kann im Fall, bei dem die Arithmetiksteuerschaltung 20C einen analogen Eingangsport aufweist, ein Operationsverstärker anstelle des ersten Komparators 41a, des zweiten Komparators 41b und der Inversionsspeicherschaltung 52 der Überwachungssignalverarbeitungsschaltung 40C vorgesehen sein. In diesem Fall kann die der Überwachungsspannung Vx proportionale Analogsignalspannung ANL an der Arithmetiksteuerschaltung 20C eingegeben werden, so dass zumindest eines der invertierten Logiksignale LOW, HIG und ANS durch den Mikroprozessor 21 erzeugt wird und daher das repetitive Befehlssignal PLS erzeugt werden kann.
  • Zusätzlich ist in der dritten Ausführungsform von 12 der Verbindungspunkt B mit der negativseitigen Stromversorgungsleitung 67 der Bordhochspannungsvorrichtung 60X verbunden, aber, selbst wenn der Verbindungspunkt B mit der positivseitigen Stromversorgungsleitung verbunden ist, tritt in Ausdruck I keine Änderung auf.
  • Wie aus der obigen Beschreibung klar ist, wird gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung 50C für eine Bordhochspannungsvorrichtung bereitgestellt, die mit der Bordhochspannungsvorrichtung 60X verbindbar ist, die die Hochspannungsgleichstromquelle 61 und die durch die Bordhochspannungsgleichstromquelle 61 zuzuführende und anzutreibende Hochspannungselektriklast 64 beinhaltet, wobei die Bordhochspannungsvorrichtung 60X den Leckwiderstand Rx in Bezug auf die Fahrzeugkarosserie 11 aufweist, wie durch den äquivalenten Leckwiderstand 65 auf der Positivpotentialseite und den Äquivalentleckwiderstand 66 auf der Negativpotentialseite typifiziert, wobei die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung 50C die Konstantspannungssteuerstromquelle 25 beinhaltet, die durch die Niederspannungsgleichstromquelle 10 gespeist und angetrieben wird, welche den Negativanschluss mit der Fahrzeugkarosserie 11 verbunden aufweist und welche die Steuerstromversorgungsspannung Vcc erzeugt, wobei die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung 50C konfiguriert ist, einen Wert des Leckwiderstands Rx über den Kopplungskondensator 51 zu messen, der einen mit einer vorgegebenen Position der Bordhochspannungsvorrichtung 60X verbundenen Anschluss B aufweist, wobei die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung 50C weiter die repetitive Signalausgabeschaltung 30C, die Überwachungssignalverarbeitungsschaltung 40C und die Arithmetiksteuerschaltung 20C beinhaltet, wobei die Arithmetiksteuerschaltung 20C den Mikroprozessor 21 und den Programmspeicher 24C, die miteinander kooperieren, beinhaltet.
  • Weiterhin wiederholt die Repetitivesignalausgabeschaltung 30C abwechselnd in Reaktion auf den Schaltbetrieb des Lade/Entlade-Schaltelements 31, welches in Reaktion auf das repetitive Befehlssignal PLS arbeitet, einen Entladezeitraum und einen Ladezeitraum, in denen der Messpunkt A intermittent mit der Steuerstromversorgungsspannung Vcc über den Lade/Entladewiderstand 33 oder 35 verbunden wird, wobei der Messpunkt A ein anderer Anschluss des Kopplungskondensators 51 ist, um dadurch die Überwachungsspannung Vx, die ein Potential zwischen dem Messpunkt A und der Fahrzeugkarosserie 11 ist, graduell anzuheben oder graduell abzusenken. Die Überwachungssignalverarbeitungsschaltung 40C ist dafür konfiguriert: zumindest eines der invertierten Logiksignale ANS, LOW und HIG zu erzeugen, wenn ein Wert der Überwachungsspannung Vx, die bei einem Gradienten graduell ansteigt oder graduell absinkt, der sanfter wird, wenn die Lade/Entlade-Zeitkonstante größer wird, eine vorgegebene Schwellenwertspannung passiert, und das zumindest eine der invertierten Logiksignale ANS, LOW und HIG an der Arithmetiksteuerschaltung 20C eingibt, oder die Analogsignalspannung ANL proportional zur Überwachungsspannung Vx erzeugt und die Analogsignalspannung ANL an der Arithmetiksteuerschaltung 20C eingibt. Die Arithmetiksteuerschaltung 20C ist konfiguriert, um: die Übergangszeit Tx zu messen, während der sich der Wert der Überwachungsspannung Vx von einer Schwellenwertspannung gleich oder höher als 0 Volt oder einer Schwellenwertspannung gleich oder niedriger als der Steuerstromversorgungsspannung Vcc zur anderen ändert; den Leckwiderstand Rx zu berechnen, der ein paralleler kombinierter Widerstand des Äquivalentleckwiderstands 65 auf der positiven Potentialseite und des Äquivalentleckwiderstands 66 auf der negativen Potentialseite ist, basierend auf einer Funktionsformel oder einer Datentabelle, die sich auf die Übergangszeit Tx und den Leckwiderstand Rx bezieht, und die Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1 zu erzeugen, wenn der Leckwiderstand Rx gleich oder kleiner dem vorgegebenen Leckwiderstand Rx 0 wird, oder wenn die Übergangszeit Tx die dem vorgegebenen Grenzleckwiderstand Rx0 entsprechende Grenzübergangszeit Tx0 erreicht. Das repetitive Befehlssignal PLS ist ein Impulssignal mit einem variablen Zyklus, in dem ein Ausgabeimpuls invertiert ist, wenn die Übergangszeit Tx erreicht ist.
  • Die Repetitivsignalausgabeschaltung 30C ist konfiguriert, um in Reaktion auf den Schaltbetrieb des Lade/Entladeschaltelements 31 den Messpunkt A, welcher der andere Anschluss des Kopplungskondensators 51 ist, mit einem Ausgangsanschluss der Konstantspannungssteuerstromquelle 25 über den Schnelllade/Entladewiderstand 35 mit dem Referenzwert Rq zu verbinden, oder den Messpunkt A mit dem Negativanschluss mit einem Fahrzeugkarosseriepotential über den Referenzwiderstand 33 mit dem Widerstandswert Rs, der ausreichend größer als der Widerstandswert Rq ist, zu verbinden, um dadurch die Überwachungsspannung Vx, die das Potential zwischen dem Messpunkt A und der Fahrzeugkarosserie 11 ist, schnell zu erhöhen oder graduell abzusenken. Die Überwachungssignalverarbeitungsschaltung 40C ist dafür konfiguriert: das erste invertierte Logiksignal ANS oder LOW zu erzeugen, während der Wert der Überwachungsspannung Vx, der graduell bei einem Gradienten abnimmt, der sanfter wird, wenn die Zeitkonstante (Rs + Rx)C, die ein Produkt einer Summe des Widerstandswertes Rs (Rs >> Rq) und des Leckwiderstands Rx, und der elektrostatischen Kapazität C ist, des Kopplungskondensators 51, größer wird, abgenommen hat, um den ersten Schwellenwert V1 zu passieren, und das erste invertierte Logiksignal ANS oder LOW an der Arithmetiksteuerschaltung 20C einzugeben; oder die Analogsignalspannung ANL proportional zur Überwachungsspannung Vx zu erzeugen und die Analogsignalspannung ANL an der Arithmetiksteuerschaltung 20C einzugeben. Die Überwachungssignalverarbeitungsschaltung 40C ist weiter konfiguriert, um: das zweite invertierte Logiksignal ANS oder HIG zu erzeugen, wenn der Wert der Überwachungsspannung Vx, der rasch bei einem Gradienten steigt, der steiler wird, wenn die Zeitkonstante (Rq + Rx)C kleiner wird, angestiegen ist, um den zweiten Schwellenwert V2 zu passieren, der nahe an der Steuerstromversorgungsspannung Vcc liegt, und das zweite invertierte Logiksignal ANS oder HIG an der Arithmetiksteuerschaltung 20C einzugeben; oder die Analogsignalspannung ANL proportional zur Überwachungsspannung Vx zu erzeugen und die Analogsignalspannung ANL an der Arithmetiksteuerschaltung 20C einzugeben.
  • Die Arithmetiksteuerschaltung 20C empfängt das zweite invertierte Logiksignal ANS oder HIG als eine Eingabe oder erzeugt das zweite invertierte Logiksignal ANS oder HIG, basierend auf der eingegebenen Analogsignalspannung ANL, und die Arithmetiksteuerschaltung empfängt das erste invertierte Logiksignal ANS oder LOW als eine Eingabe oder erzeugt das erste invertierte Logiksignal ANS oder LOW basierend auf der eingegebenen Analogsignalspannung ANL. Die Arithmetiksteuerschaltung 20C misst, als Übergangszeit Tx, einen Zeitraum von dann, wenn das zweite invertierte Logiksignal ANS oder HIG erzeugt wird, bis dann, wenn das erste invertierte Logiksignal ANS oder LOW erhalten wird. Die Arithmetiksteuerschaltung 20C oder die Überwachungssignalverarbeitungsschaltung 40C invertiert das repetitive Befehlssignal PLS, wenn das erste invertierte Logiksignal ANS oder LOW und das zweite invertierte Logiksignal ANS oder HIG eingegeben oder erzeugt werden. Das erste invertierte Logiksignal und das zweite invertierte Logiksignal sind ein Paar von Logiksignalen des ersten Logiksignals LOW, dessen Ausgabelogik sich vor und nach dem ersten Schwellenwert V1 ändert, und des zweiten Logiksignals HIG, dessen Ausgangslogik sich vor und nach dem zweiten Schwellenwert V2 ändert, oder das Bandhistorienlogiksignal ANS, das in einen ersten Logikzustand von ”L” oder ”H” kommt, wenn der Wert der Überwachungsspannung Vx sich auf den zweiten Schwellenwert V2 oder höher erhöht hat, nach Abnehmen auf den ersten Schwellenwert V1 oder niedriger, und zu einem zweiten Logikzustand von ”H” oder ”L” wird, wenn der Wert der Überwachungsspannung Vx bis auf den ersten Schwellenwert V1 oder niedriger abgenommen hat, nach Ansteigen auf den zweiten Schwellenwert V2 oder höher.
  • Wie oben beschrieben, in Verbindung mit Anspruch 5, lädt und entlädt die repetitive Signalausgabeschaltung den Kopplungskondensator und misst die Arithmetiksteuerschaltung zur Übergangszeit Tx einen Zeitraum, während welchem die Überwachungsspannung Vx auf den ersten Schwellenwert V1 vom zweiten Schwellenwert V2 abnimmt, der auf einem Wert nahe der Steuerstromversorgungsspannung Vcc eingestellt wird. Weiterhin invertiert die Überwachungssignalverarbeitungsschaltung oder die Arithmetiksteuerschaltung den Impuls, der ausgegeben wird, wenn die Überwachungsspannung Vx abgenommen hat, um den ersten Schwellenwert V1 zu passieren, und wenn die Überwachungsspannung Vx zugenommen hat, um den zweiten Schwellenwert V2 zu passieren.
  • Daher wird der Ausgabeimpuls zusammen mit dem Abschluss der Messung der Übergangszeit Tx invertiert und wird der Ausgabepuls unmittelbar nach der Bestätigung des Abschlusses des Ladens/Entladens invertiert und daher wird die Auftrittsfrequenz des repetitiven Befehlssignals PLS abgekürzt, wenn der Leckwiderstand kleiner wird. Somit kann eine Abnormalität rasch detektiert werden.
  • Wie aus der obigen Beschreibung klar ist, wird gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Leckwiderstandsdetektionsverfahren für eine Bordhochspannungsvorrichtung bereitgestellt, welche für die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung für eine Bordhochspannungsvorrichtung verwendet wird, wobei das Leckwiderstandsdetektionsverfahren beinhaltet, wenn die elektrostatische Kapazität des Kopplungskondensators 51 durch C repräsentiert wird, ein parallel kombinierter Leckwiderstandswert des Äquivalentleckwiderstands 65 auf der positiven Potentialseite und des Äquivalentleckwiderstands 65 auf der negativen Potentialseite durch Rx repräsentiert ist, und ein Reihenwiderstandswert, der ein Gesamtwert der Lade/Entladewiderstände 33 und 35 ist, die in der repetitiven Signalausgabeschaltung 30C vorgesehen ist, durch R0 repräsentiert wird, und wenn ein Zeitraum, während welchem die Überwachungsspannung Vx graduell von einem Zustand der Steuerstromversorgungsspannung Vcc zu einer vorgegebenen Schwellenwertspannung (Vcc – V0) abnimmt, durch die Übergangszeit Tx repräsentiert wird, der Übergangszeitkoeffizient α auf Tx/(R0 × C) eingestellt wird, der Leckwiderstandskoeffizient β auf Rx/R0 eingestellt wird und der Schwellenwertspannungskoeffizient γ auf V0/Vcc eingestellt wird: Berechnen, durch die Arithmetiksteuerschaltung 20C, des Werts des Leckwiderstands Rx entsprechend der gemessenen Übergangszeit Tx unter Verwendung des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ als einen Parameter und basierend auf einer Charakteristikkurve des übergangszeitkoeffizienten α entsprechend einem Wert des Leckwiderstandskoeffizienten β, wobei die Charakteristikkurve eine Negativgradientenkurvenregion oder eine Positivgradientenkurvenregion aufweist, in der der übergangszeitkoeffizient α graduell ansteigt oder graduell abfällt, zusammen mit einem Anstieg beim Leckwiderstandskoeffizienten β; selektives Verwenden einer Negativgradientenkurvenregion, die der Positivgradientenkurvenregion folgt, oder einer Negativgradientenkurvenregion, die die gesamte Region besetzt, und Bestimmen des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ, so dass ein Wert des Übergangszeitkoeffizienten α, wenn der Leckwiderstand Rx den Grenzleckwiderstand Rx0 erreicht hat, in der Negativgradientenkurvenregion beinhaltet ist; Bestimmen, wenn die Übergangszeit Tx ein Wert gleich oder größer der dem Grenzleckwiderstand Rx0 entsprechenden Grenzübergangszeit Tx0 geworden ist, dass der Leckwiderstand Rx zu klein ist, und Erzeugen der Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1; und Durchführen der Auszeit-Abnormalitätsbestimmung ERR1, wenn die Übergangszeit Tx die Kurzschlussübergangszeit Tx00 entsprechend einem Fall übersteigt, bei dem der Leckwiderstand Rx zu 0 wird.
  • Wie aus der obigen Beschreibung klar ist, wird gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Leckwiderstandsdetektionsverfahren für eine Bordhochspannungsvorrichtung vorgesehen, die für die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung für eine Bordhochspannungsvorrichtung verwendet wird, wobei das Leckwiderstandsdetektionsverfahren beinhaltet, wenn die elektrostatische Kapazität des Kopplungskondensators 51 durch C repräsentiert ist, ein paralleler kombinierter Leckwiderstandswert des Äquivalentleckwiderstands 65 auf der positiven Potentialseite und des Äquivalentleckwiderstands 66 auf der negativen Potentialseite durch Rx repräsentiert ist und ein Reihenwiderstandswert, der der Gesamtwiderstand der Lade/Entladewiderstände 33 und 35 ist, die in der Repetitivsignalausgabeschaltung 30C vorgesehen sind, durch R0 repräsentiert wird, und wenn ein Zeitraum, während welchem die Überwachungsspannung Vx graduell von einem Zustand der Steuerstromversorgungsspannung Vcc zu einer vorgegebenen Schwellenwertspannung (Vcc – V0) abnimmt, durch die Übergangszeit Tx repräsentiert ist, der Übergangszeitkoeffizienten α auf Tx/(R0 × C) eingestellt ist, der Leckwiderstandskoeffizient β auf Rx/R0 eingestellt ist und der Schwellenwertspannungskoeffizient γ auf V0/Vcc eingestellt ist: Berechnen, durch die Arithmetiksteuerschaltung 20C, den Wert des Leckwiderstands Rx entsprechend der gemessenen Übergangszeit Tx unter Verwendung des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ als einen Parameter und basierend auf einer Charakteristikkurve des Übergangszeitkoeffizienten α entsprechend einem Wert des Leckwiderstandskoeffizienten β, wobei die Charakteristikkurve eine Negativgradientenkurvenregion oder eine Positivgradientenkurvenregion aufweist, in welcher der Übergangszeitkoeffizient α graduell ansteigt oder graduell abnimmt, zusammen mit einem Anstieg beim Leckwiderstandskoeffizienten β; Ausschließen, vorab, durch das Charakteristikkurven-Korrekturmittel, das Anwenden einer Negativgradientenkurvenregion, die der Positivgradientenkurvenregion folgt; Bestimmen des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ, so dass ein Wert des Übergangszeitkoeffizienten α, wenn der Wert des Leckwiderstands Rx den Grenzleckwiderstand Rx0 erreicht hat, in der korrigierten Positivgradientenkurvenregion beinhaltet ist; Bestimmen, wenn die Übergangszeit Tx zu einem Wert gleich oder kleiner der Grenzübergangszeit Tx0 geworden ist, entsprechend dem Grenzleckwiderstand Rx0, dass der Leckwiderstand Rx zu klein ist, und Erzeugen der Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1; und Durchführen der Auszeit-Abnormalitätsbestimmung ERR1, wenn die Übergangszeit Tx die Offenschaltungsübergangszeit Txm entsprechend einem Fall übersteigt, bei dem der Leckwiderstand Rx unendlich ist.
  • Vierte Ausführungsform
  • Bezug nehmend auf 16, welche ein Gesamtkonfigurationsdiagramm der Vorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, werden unten hauptsächlich die Unterschiede gegenüber 1 beschrieben. In den Zeichnungen bezeichnen dieselben Bezugszeichen dieselben oder äquivalente Teile. In 16 beinhaltet eine Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung 50D eine Arithmetiksteuerschaltung 20D, eine repetitive Signalausgabeschaltung 30D und eine Überwachungssignalverarbeitungsschaltung 40D und detektiert einen Leckwiderstand einer Bordhochspannungsvorrichtung 60Y.
  • Der erste Hauptunterschied besteht darin, dass in der Bordhochspannungsvorrichtung 60Y eine positivseitige Stromversorgungsleitung 68 mit einem Anschluss B des Kopplungskondensators 51 über einen Zwischenverbindungsanschluss 16 verbunden ist und der positivseitige Äquivalentleckwiderstand 65 einen Äquivalentleckwiderstand R2 auf der Verbindungsseite aufweist, während der negativseitige Äquivalentleckwiderstand 66 einen äquivalenten Leckwiderstand R1 auf der Nichtverbindungsseite aufweist.
  • Der zweite Hauptunterschied besteht darin, dass die repetitive Signalausgabeschaltung 30D mit einem repetitiven Befehlssignal PLS versorgt wird, das einen variablen Zyklus aufweist, aus der Überwachungssignalverarbeitungsschaltung 40D.
  • Der dritte Hauptunterschied besteht darin, dass in der Überwachungssignalverarbeitungsschaltung 40D ein Komparator 41c einen Ausgabeanschluss und einen positiven Eingabeanschluss aufweist, die miteinander über einen positiven Rückkopplungswiderstand 48 verbunden sind und der positive Eingabeanschluss mit einem Messpunkt A über einen Eingabewiderstand 44c und einen aus einem Glättungswiderstand 45 und einem Glättungskondensator 46 aufgebauten Rauschfilter verbunden ist. Der Komparator 41c hat einen negativen Eingabeanschluss, an dem eine Vergleichsreferenzspannung Vs angelegt wird, welche durch Teilen der Steuerstromversorgungsspannung Vcc durch die Spannungsteilerwiderstände 42c und 43c erhalten wird. Eine Ausgabe des Komparators 41c, der wie oben beschrieben konfiguriert ist, wird an der Arithmetiksteuerschaltung 20D als ein invertiertes Logiksignal ANS eingegeben, das als ein Bandhistorienlogiksignal dient.
  • Wenn die eingestellte Schwellenwertspannung V0 auf V2 eingestellt wird, ein reihenkombinierter Widerstandswert des Eingabewiderstands 44c und des Glättungswiderstands 45 durch R44 repräsentiert wird und ein Widerstandswert des positiven Rückkopplungswiderstandes 48 durch R48 repräsentiert wird, wird ein durch Ausdruck (8) ausgedrückter Wert auf den Wert der Vergleichsreferenzspannung Vs angewendet. Vs = V0 × R48/(R44 + R48) (8)
  • Der Wert der Überwachungsspannung Vx, bei dem die Ausgabelogik des Komparators 41c, der eine Hystereseschaltung ausbildet, von ”L” zu ”H” zurückkehrt, wird auf V1 ≈ 0 eingestellt. In diesem Fall ist es nur notwendig, die Widerstandswerte R44 und R48 so zu bestimmen, dass sie die Beziehung von Ausdruck (9) aufweisen. Vs = Vcc × R44/(R44 + R48) (9)
  • Gemäß Ausdrücken (8) und (9) wird zum Zeitpunkt, bei dem der Wert der Überwachungsspannung Vx auf den Bestimmungsschwellenwert V0 = V2 angestiegen ist, der Logikpegel des invertierten Logiksignals ANS, welches die Ausgabe des Komparators 41c ist, zu ”H”. Wenn einmal der Logikpegel des invertierten Logiksignals ANS ”H” wird, führt der Komparator 41c einen Hysteresebetrieb durch, so dass die aktuelle Ausgabelogik aufrecht erhalten werden kann, bis der Wert der Überwachungsspannung Vx auf V1 ≈ 0 abnimmt.
  • Der vierte Hauptunterschied besteht darin, dass eine Reihenschaltung eines Testleckwiderstands 54 und eines Test-Schaltelementes 55 zwischen dem Verbindungsanschluss 16 und der Fahrzeugkarosserie 11 verbunden ist. Das Test-Schaltelement 55, wie etwa ein optischer Isolationstransistor, empfängt ein Leitungskommando über einen Antriebswiderstand 56 aus einem Testbetriebsbefehl TST, der der Arithmetiksteuerschaltung 20D bereitgestellt wird. Ein Testwiderstand R4, der ein Widerstandswert des Testleckwiderstands 54 ist, ist beispielsweise gleich dem Grenzleckwiderstand Rx0 oder dem vorläufigen Leckwiderstand Rxn. Das Test-Schaltelement 55 wird temporär zum Start des Betriebes leitfähig, unmittelbar nachdem der manuelle Stromversorgungsschalter (nicht gezeigt) geschlossen wird und der Niederspannungsstromversorgungsschalter 12 geschlossen wird.
  • Auf diese Weise wird eine Vorbetriebs-Inspektion durchgeführt, um zu überprüfen, ob eine Detektionssteuerung des Leckwiderstandes korrekt durchgeführt wird oder nicht, und es ist auch möglich, individuelle Fluktuationen bei der elektrostatischen Kapazität C des Kopplungskondensators 51 und eine säkulare Änderung desselben zu detektieren, so dass der kalibrierte Wert der elektrostatischen Kapazität C verwendet werden kann.
  • Ein in der Arithmetiksteuerschaltung 20D vorgesehener Mikroprozessor 21 kooperiert mit einem Programmspeicher 24D und misst den Wert eines Leckwiderstands Rx. Der Mikroprozessor 21 erzeugt eine Voralarmausgabe ER2, wenn der Messwert des Leckwiderstands Rx gleich oder kleiner einem vorgegebenen vorläufigen Leckwiderstand Rxn wird und erzeugt eine Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1, wenn der Messwiderstand gleich oder kleiner einem Grenzleckwiderstand Rx0 wird. Die Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1 und die Voralarmausgabe ER2 werden an die Abnormalitätsalarmvorrichtung 19 ausgegeben und rückgekoppelt, um an der Arithmetiksteuerschaltung 20D als ein Berichtsbefehlsbestätigungssignal RET eingegeben zu werden, um zu überprüfen, ob die Ausgabe für die Abnormalitätsalarmierung korrekt erzeugt worden ist.
  • Man beachte, dass ähnlich zu 1 die Niederspannungsgleichstromquelle 10, der Niederspannungsstromversorgungsschalter 12, das Fahrzeugzustandssignal 18 und die Abnormalitätsalarmvorrichtung 19 außerhalb der Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung 50D verbunden sind und die Konstantspannungssteuerstromquelle 25, welche die Steuerstromversorgungsspannung Vcc erzeugt, in der Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung 50D vorgesehen ist.
  • Nachfolgend werden Aktion und Betrieb der Vorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in 16 illustriert konfiguriert ist, kurz unter Bezugnahme auf ein Zeitdiagramm von 17 wie auch 16 beschrieben. Zuerst erzeugt in 16, wenn der manuelle Stromversorgungsschalter (nicht gezeigt) geschlossen wird und der Niederspannungsstromversorgungsschalter 12 geschlossen wird, die Konstantspannungssteuerstromquelle 25 eine vorgegebene Steuerstromversorgungsspannung Vcc. Dann beginnt der Mikroprozessor 21 seinen Steuerbetrieb.
  • Teil (A) von 17 zeigt die Wellenform des durch die Überwachungssignalverarbeitungsschaltung 40D erzeugten repetitiven Befehlssignals PLS. Ein erster Zeitraum (langsamer Entladungszeitraum) T1, in dem das repetitive Befehlssignal PLS einen Logikpegel ”L” aufweist, und ein zweiter Zeitraum (Schnellentladezeitraum) T2, in welchem das repetitive Befehlssignal PLS einen Logikpegel ”H” aufweist, haben unterschiedliche Werte, die alle einen Teil des gesamten Zyklus T0 = T1 + T2 besetzen.
  • In 16, wenn der Logikpegel des repetitiven Befehlssignals PLS ”L” (oder ”H”) ist, wird das Hilfsschaltelement 31 unterbrochen (oder wird leitfähig), wie in Teil (B) von 17 gezeigt. Dann wird in 16, wenn das Lade/Entladeschaltelement 31 unterbrochen ist, der Kopplungskondensator 51 langsam seitlich entladen über eine Reihenschaltung des Leckwiderstands Rx, des Schnelllade/Entladewiderstands 35 und des Lade/Entladewiderstands 33, mit dem Ergebnis, dass die Überwachungsspannung Vx graduell zusammen mit dem Abfallen im Ladestrom ansteigt. Andererseits, wenn in 16 das Lade/Entladeschaltelement 31 leitfähig wird, wird der Kopplungskondensator 51 schnell über eine Reihenschaltung des Schnelllade/Entladewiderstands 35 und des Leckwiderstands Rx geladen, mit dem Ergebnis, dass die Überwachungsspannung Vx schnell abfällt.
  • Teil (C) von 17 zeigt, wie die Überwachungsspannung Vx graduell ansteigt oder schnell abfällt. Der Gradient der Lade/Entlade-Charakteristik wird sanfter, wenn die in den Ausdrücken (8y) und (9y) oben ausgedrückten Lade/Entlade-Zeitkonstanten größer werden. τ1 = (R0 + Rx)C ist eine langsame Entladezeitkonstante und τ2 = (Rq + Rx)C ist eine Schnellladezeitkonstante.
  • Im Teil (C) von 17 steigt der Wert der langsam entladenen Überwachungsspannung Vx graduell auf die erste Endspannung V2 zum Ende des ersten Zeitraums T1 an. Zu dieser Zeit ändert sich der Logikpegel des invertierten Logiksignals ANS, welches die Ausgabe des Komparators 41c ist, von ”L” zu ”H”. Als Ergebnis wird das Lade/Entladeschaltelement 31 leitfähig, um die Schnellladung des Kopplungskondensators 51 zu beginnen.
  • Der Wert der schnell geladenen Überwachungsspannung Vx nimmt rasch auf die zweite Endspannung V1 ≈ 0 ab. Zu dieser Zeit ändert sich der Logikpegel des invertierten Logiksignals ANS, welches die Ausgabe des Komparators 41c ist, von ”H” zu ”L” und wird der Logikpegel der Inversionsspeicherschaltung 52 ”L”. Als Ergebnis wird das Lade/Entladeschaltelement 31 unterbrochen, um das langsame Entladen des Kopplungskondensators 51 zu starten.
  • Man beachte, dass, um das Warten darauf, dass die Überwachungsspannung Vx vollständig zu 0 Volt am Ende des zweiten Zeitraums T2 konvergiert, zu verhindern, ein Restfehler ΔV von etwa V1 = 0,03Vcc zur eingestellten Schwellenwertspannung V0 addiert wird.
  • Teil (D) von 17 zeigt die erzeugte Wellenform des invertierten Logiksignals ANS, welches die Ausgabe des Komparators 41c ist. Das invertierte Logiksignal ANS und das repetitive Befehlssignal PLS sind dasselbe Signal. Eine Messzeit Tx ist ein Zeitraum, in dem der Logikpegel des invertierten Logiksignals ANS ”L” ist und die Überwachungsspannung Vx graduell von der ersten Anfangsspannung V1 ≈ 0 bis zur ersten Endspannung V2 = V0 ansteigt.
  • Teil (E) von 17 zeigt die Wellenform der beidendigen Spannung E des Kopplungskondensators 51. Die Entladeanfangsspannung (= Ladeendspannung) E1 ist gleich der in Ausdruck (4y) ausgedrückten stabilen geteilten Spannung Vn0. Der Wert einer Entladeendspannung (= Ladeanfangsspannung) E2 fällt auf Vn0 – Vcc in dem Fall ab, bei dem der Entladezeitraum T1 unendlich ist.
  • Das Folgende demonstriert, dass die Berechnung unter Verwendung des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ von V0/Vcc ähnlich wie im Fall von 1 durchgeführt werden kann, so dass die Charakteristikdiagramme von 3 bis 5 so wie sie sind, angewendet werden können. Man beachte, dass die Erzeugungsfrequenz des repetitiven Befehlssignals PLS in den ersten und zweiten Ausführungsformen ein fester Wert ist, aber in den dritten und vierten Ausführungsformen der erste Zeitraum T1 und der zweite Zeitraum T2 automatisch gemäß dem Wert des Leckwiderstands Rx geändert werden, so dass das nächste repetitive Befehlssignal PLS rasch erzeugt werden kann, nach Abschluss der Messung der Übergangszeit Tx. Weiterhin wird ein Übergang zum nächsten ersten Zeitraum T1 nach der Bestätigung durchgeführt, dass die Überwachungsspannung Vx auf einen Wert nahe an V1 = 0 abgefallen ist, und daher ist es unnötig, eine Verzögerungszeit dem zweiten Zeitraum T2 in Bezug auf die zweite Endspannung V1 bereitzustellen, anders als in Teil (C) von 2.
  • Das Nachfolgende zeigt, dass der oben in 3 gezeigt Ausdruck I in der vierten Ausführungsform von 16 ähnlich anwendbar ist.
  • Entladezeitraum
  • Im langsamen Entladezeitraum, in welchem der Logikpegel des repetitiven Befehlssignals PLS in 16 ”L” ist und der als das Hilfsschaltelement 31 dienende Transistor geöffnet wird, wird Ausdruck (30bb) etabliert. C × R0(dE/dt) = Vx – Vcc (30bb) wobei R0 = Rs + Rq ≈ Rs >> Rq
  • Vx in Ausdruck (30bb) wird in Ausdruck (7y) oben eingesetzt, um Ausdruck (31bb) zu erhalten Vn0 – Vcc = τ1(dE/dt) + E (31bb) wobei τ1 = (R0 + Rx) × C
  • In der Differentialgleichung (31bb) wird der Ausgangswert von E zur Zeit t = 0 durch E1 repräsentiert und wird der Wert von E zur unendlichen Zeit durch Vn0 – Vcc repräsentiert. Dann wird eine durch Ausdruck (32bb) erhaltene Lösung erhalten. E = E1exp(–t/τ1) + (Vn0 – Vcc){1 – exp(–t/τl)} (32bb)
  • Zusätzlich wird der Wert von (dE/dt) in Ausdruck (30bb) in Ausdruck (7y) oben eingesetzt, um Ausdruck (33bb) zu erhalten. Vx/(R0//Rx) = (Vn0 – E)/Rx + Vcc/R0 (33bb) wobei R0//Rx den parallelen kombinierten Widerstand von R0 und Rx repräsentiert.
  • Ladezeitraum
  • Im Schnellladezeitraum, in welchem der Logikpegel des repetitiven Befehlssignals PLS in 16 ”H” ist und der als das Hilfsschaltelement 31 dienende Transistor geschlossen ist, wird Ausdruck (30aa) etabliert. Vx = Rq × C(dE/dt) = 0 (30aa)
  • Vx in Ausdruck (30a) wird in Ausdruck (7y) oben eingesetzt, um Ausdruck (31aa) zu erhalten. Vn0 = E + τ2 × (dE/dt) (31aa) wobei τ2 = (Rq + Rx)C
  • In der Differentialgleichung (31aa) wird der Anfangswert von E zur Zeit t = 0 durch E2 repräsentiert und wird der Wert von E bei der unendlichen Zeit durch Vnc – Vcc repräsentiert. Dann wird eine durch Ausdruck (32aa) ausgedrückte Lösung erhalten. E = E2exp(–t/τ2) + (Vn0 – Vcc){1 – exp(–t/τ2)} (32aa)
  • Zusätzlich wird der Wert von (dE/dt) in Ausdruck (30aa) in Ausdruck (7y) oben eingesetzt, um Ausdruck (33aa) zu erhalten. Vx/(Rq//Rx) = (Vn0 – E)/Rx (33aa) wobei Rq//Rx den parallelen kombinierten Widerstand von Rq und Rx repräsentiert.
  • Stabiler Zustand
  • Im stabilen Zustand, in dem der Logikpegel des repetitiven Befehlssignals PLS in 16 abwechselnd im Entladezeitraum T1 und dem Ladezeitraum T2 invertiert wird und es keine Änderung des Leckwiderstands Rx und der Ausgabespannung Vh der Hochspannungsgleichstromquelle 61 gibt, werden die Ausgangswerte E1 und E2 in den Ausdrücken (32bb) und (32aa) wie folgt kalkuliert. Zuerst wird in Ausdruck (32bb) zum Entladeendzeitpunkt t = T1, E = E2 hergestellt und daher wird Ausdruck (34bb) etabliert. E2 = E1 × K1 + (Vn0 – Vcc)(1 – K1) (34bb) wobei K1 = exp(–T1/τ1)
  • Zusätzlich wird in Ausdruck (32aa) zur Ladeendzeit T = T2, E = E1 etabliert und daher wird Ausdruck (34aa) etabliert. E1 = E2 × K2 + Vn0(1 – K2) (34aa) wobei K2 = exp(–T2/τ2)
  • Aus den Ausdrücken (34bb) und (34aa) werden Ausdrücke (35bb) und (35aa) erhalten. Vn0 – E1 = Vcc × K0 × K2 (35bb) Vn0 – E2 = Vcc × K0 (35aa) wobei K0 = (1 – K1)/(1 – K1 × K2)
  • Im Falle der vierten Ausführungsform
  • In den 16 und 17 wird zur Entladestartzeit t = 0 Vx1 = V1 ≈ 0 etabliert. Zum Zeitpunkt Tx = T1, falls der Wert von Vx gleich der eingestellten Schwellenwertspannung V2 = V0 wird, wird Ausdruck (39bb) für die Zeit t = Tx aus Ausdruck (32bb) berechnet. Man beachte, dass der Wert der Entladeanfangsspannung E1 durch Ausdruck (35b) Vn0-VccKoK2 ≈ Vn0 ist und es wird Kx = exp(–T1/τ1) = K1 etabliert. Ex = Vn0exp(–Tx/τ1) + (Vn0 – Vcc){1 – exp(–Tx/τ1)} = Vn0 – Vcc(1 – Kx) (39bb)
  • Ausdruck (40bb) wird aus Ausdrücken (33bb) und (39bb) erhalten. V0/(R0//Rx) = (Vn0 – Ex)/Rx + Vcc/R0 = Vcc/(R0//Rx) – VccKx/Rx (40bb)
  • Dann werden der Schwellenwertspannungskoeffizient γ von V0/Vcc, der Leckwiderstandskoeffizient β von Rx/R0 und der Übergangszeitkoeffizient α von Tx/(R0C) in Ausdruck (40bb) eingesetzt und es wird Ausdruck (41) erhalten. γ = (1 + β – Kx)/(1 + β) ∴Kx = (1 + β) × (1 – γ) (41)
  • Kx = exp[–Tx/{(R0 + Rx)C}] = exp{–α/(1 + β)} wird etabliert und daher wird Ausdruck (42) über natürliche Logarithmenkonversion erhalten. α = (1 + β)LOGe(1/Kx) (42)
  • Ausdrücke (41) und (42) entsprechen dem oben in 3 gezeigten Ausdruck I.
  • Als Nächstes werden Aktion und Betrieb der Vorrichtung von 16 detailliert unter Bezugnahme auf in den 18 und 19 illustrierten Betriebserläuterungsflussdiagrammen beschrieben, wobei hauptsächlich auf Unterschiede gegenüber den 6 und 7 abgestellt wird. Man beachte, dass die Schrittnummern von 6 und 7 in den 1000ern sind, während die Schrittnummern von 18 und 19 in den 4000ern sind, und dieselben 3-Ziffrigen oder niedrigeren Zahlen repräsentieren dieselben oder äquivalente Teile. Bezüglich der äquivalenten Teile werden jedoch die unterschiedlichen Teile, für die eine zusätzliche Beschreibung notwendig ist, unten beschrieben.
  • Bezug nehmend auf das erste Flussdiagramm von 18 ist der durch eine gestrichelte Linie angezeigte Schritt 4604 ein Schritt, der zum Erzeugen des repetitiven Befehlssignals PLS aus der Arithmetiksteuerschaltung 20D notwendig ist, indem der Mikroprozessor 21 veranlasst wird, eine Logikverarbeitung äquivalent der Hystereseschaltung auszuführen, die aus dem in der Überwachungssignalverarbeitungsschaltung 40D des illustrierten Komparator 41c gebildet ist, im Zustand, in dem die Analogsignalspannung ANL proportional zur Überwachungsspannung Vx an der Arithmetiksteuerschaltung 20D eingegeben wird. In diesem Fall muss die Überwachungssignalverarbeitungsschaltung 40D nur den aus dem Glättungswiderstand 45 und dem Glättungskondensator 46 und einem Operationsverstärker gebildeten Rauschfilter beinhalten.
  • Der nachfolgende Schritt 4605 ist ein Bestimmungsschritt des Bestimmens, ob die Logik des invertierten Logiksignals ANS, das am Mikroprozessor 21 eingegeben wird, sich verändert hat oder nicht. Wenn die Logik sich im Zeitraum eines Zyklus des repetitiven Befehlssignals PLS geändert hat, wird dies als JA festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 4606c fort. Wenn sie die Logik nicht geändert hat, wird dies als NEIN festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 4606a fort. Die Bestimmung von JA in Schritt 4605 zeigt an, dass der Wert der Überwachungsspannung Vx im richtigen Bereich von 0 bis Vcc ist und angestiegen oder abgesunken ist, um die eingestellte Schwellenwertspannung V0 zu passieren.
  • Als Nächstes ist Bezug nehmend auf das zweite Flussdiagramm von 19 Schritt 4700a ein Schritt des Bestimmens, ob eine Kalibrierungsoperation durchzuführen ist. Im Falle des Messens eines kalibrierten Wertes der elektrostatischen Kapazität C des Kopplungskondensators 51 zum Zeitpunkt der Auslieferungsinspektion der Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung 50D oder unmittelbar nachdem der Niederspannungsstromversorgungsschalter 12 geschlossen wird, um die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung 50D zum Zeitpunkt des tatsächlichen Betriebs der Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung 50D zu speisen, wird dies als JA festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 4700c fort. Nach Abschluss des Kalibrierungsbetriebs, wird dies als NEIN festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 4700b fort.
  • Der Schritt 4700c ist ein Schritt, der als Betriebskalibrierungsmittel dient, in welchem ein Testflag im Falle der Auslieferungsjustieroperation eingestellt wird, während ein Testbetriebsbefehl TST beim Start des tatsächlichen Betriebs erzeugt wird, und der Ablauf schreitet zu Schritt 4701 fort. Schritt 4700b ist ein Schritt, in welchem das im Schritt 4700c erzeugte Testflag rückgesetzt wird und der Testbetriebsbefehl TST suspendiert wird und der Ablauf schreitet zu Schritt 4701 fort.
  • Im Falle des Auslieferungsjustierbetriebs misst die Arithmetiksteuerschaltung 20D den Leckwiderstand Rx in dem unten zu beschreibenden Schritt 4706 in einem Zustand, in dem der Kopplungskondensator 51 und die Bordhochspannungsvorrichtung 60Y nicht miteinander verbunden sind. Die Arithmetiksteuerschaltung 20B kalibriert und speichert den Wert der elektrostatischen Kapazität C des Kopplungskondensators 51, so dass das erhaltene Ergebnis zum zusätzlichen Widerstand R3 des Bypassleckwiderstands 53 werden kann.
  • Beim Start des tatsächlichen Betriebs schließt die Arithmetiksteuerschaltung 20D das Test-Schaltelement 55 zeitweilig beim Beginn des Betriebs und bestimmt, ob die Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1 für einen Moment aktiviert ist oder ob die Voralarmausgabe ER2 einen Moment lang arbeitet, wenn der Leckwiderstand Rx gleich oder kleiner dem vorläufigen Leckwiderstand Rxn wird, um dadurch zu inspizieren, ob der Betrieb des Detektierens des Leckwiderstands Rx normal durchgeführt werden kann. Wenn das Inspektionsergebnis zeigt, dass der Detektionsbetrieb abnormal ist, wird die Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1 oder die Voralarmausgabe ER2 kontinuierlich oder intermittent erzeugt. Wenn das Inspektionsergebnis zeigt, dass der Detektionsbetrieb normal ist, wird die Ausgabeerzeugung für einen solch kurzen Zeitraum suspendiert, dass die durch die Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1 oder die Voralarmausgabe ER2 anzutreibende Abnormalitätsalarmvorrichtung 19 nicht arbeitet.
  • Desweiteren schließt die Arithmetiksteuerschaltung 20D das Testschaltelement 55 beim Start des Betriebs, um den Wert des ersten kombinierten Leckwiderstands in dem Zustand zu messen, in welchem der Testleckwiderstand 54, der Bypassleckwiderstand 54 und der tatsächliche Leckwiderstand Rx parallel verbunden sind, und misst den Wert des zweiten kombinierten Leckwiderstands in dem Zustand, in welchem das Testscahltelement 55 geöffnet ist und der Bypassleckwiderstand 53 und der tatsächliche Leckwiderstand Rx parallel verbunden sind. Die Arithmetiksteuereinheit 20D rechnet die elektrostatische Kapazität C des Kopplungskondensators 51 rück, basierend auf den Werten der ersten und zweiten Leckwiderstände und speichert die berechnete elektrostatische Kapazität C als einen kalibrierten Wert. Der kalibrierte Wert wird so berechnet, dass der tatsächliche Leckwiderstand Rx in den Offenschaltungs- und Geschlossenschaltungszuständen des Testschaltelements 55 denselben Wert haben können, aufgrund der kalibrierten und gespeicherten elektrostatischen Kapazität C.
  • Der nachfolgende Schritt 4701 ist ein Bestimmungsschritt des Überwachens des Logikpegels des invertierten Logiksignals ANS. Wenn der Logikpegel ”L” ist, wird dies als JA festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 4702 fort. Wenn der Logikpegel ”H” ist, wird dies als NEIN festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 4608 von 18 über Weiterführung B fort.
  • Man beachte, wenn in Schritt 4701 JA festgestellt wird, dass der Logikpegel des repetitiven Befehlssignals PLS ”L” ist und das Lade/Entladeschaltelement 31 nicht leitend wird, und daher die Überwachungsspannung Vx graduell beginnt zu sinken, und die Übergangszeit derselben wird im nachfolgenden Schritt 4702 gemessen.
  • Der nachfolgende Schritt 4703 ist ein Bestimmungsschritt des Überwachens des Logikpegels des invertierten Logiksignals ANS. Wenn der Logikpegel ”H” ist, wird dies als JA festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 4704 fort. Wenn der Logikpegel ”L” ist, wird dies als NEIN festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 4704b von 14 fort.
  • Man beachte, dass, wenn in Schritt 4703 JA festgestellt wird, der Logikpegel des repetitiven Befehlssignals PLS ”H” ist und das Lade/Entladeschaltelement 31 leitfähig wird, und daher die Überwachungsspannung Vx rasch zu steigen beginnt und die Übergangszeit Tx derselben ausgelesen und im nachfolgenden Schritt 4704a gespeichert wird. Wie oben beschrieben, werden im Schritt 4701 und Schritt 4703 der Startzeitpunkt des graduellen Ansteigens der Überwachungsspannung Vx bzw. der Abschlusszeitpunkt deren graduellen Ansteigens festgestellt.
  • Man beachte, dass die Berechnung des Leckwiderstands Rx im Schritt 4705 auf drei Weisen durchgeführt wird. Erstens wird die Berechnung basierend auf der Charakteristikkurve durchgeführt, deren Gesamtregion die Negativgradientenkurvenregion ist, wie durch die Kurve 103 von 3 repräsentiert. Zweitens wird die Berechnung unter Verwendung der Negativgradientenkurvenregion einer glockenförmigen Kurve durchgeführt, wie durch die Kurve 112 von 3 repräsentiert. Drittens wird die Berechnung unter Verwendung der Positivgradientenkurvenregion einer glockenförmigen Kurve durchgeführt, wie durch die Kurve 113 von 3 repräsentiert. In jeglichem Fall wird der Wert des Leckwiderstand Rx aus dem Messwert der Übergangszeit Tx berechnet, basierend auf einer Funktionsformel oder einer Datentabelle zwischen dem Übergangszeitkoeffizienten α und dem Leckwiderstandskoeffizienten β unter Verwendung des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ = V0/Vcc als einem Parameter.
  • Als ein alternatives Abnormalitätsbestimmungsverfahren, statt den detektierten Leckwiderstand Rx mit dem vorläufigen Leckwiderstand Rxn oder dem Grenzleckwiderstand Rx0 zu vergleichen, kann die vorläufige Übergangszeit Txn oder die Grenzübergangszeit Tx0 entsprechend dem vorläufigen Leckwiderstand Rxn oder dem Grenzleckwiderstand Rx0 vorab berechnet werden und kann die tatsächliche Übergangszeit Tx mit der vorläufigen Übergangszeit Txn oder der Grenzübergangszeit Tx0 verglichen werden.
  • Weiterhin, im Fall, bei dem der Wert der Referenzzeitkonstanten R0 × C, welches der Denominator des Übergangszeitkoeffizienten α ist, der Wert des Reihenwiderstands R0, welches der Denominator des Leckwiderstandskoeffizienten β ist, oder der Wert des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ, als ein fester Wert betrachtet wird, eine Formel oder eine Datentabelle zwischen der Übergangszeit Tx und dem Leckwiderstand Rx direkt als Funktionsformel oder Datentabelle verwendet werden. In diesem Fall kann der Leckwiderstand Rx direkt aus der gemessenen Übergangszeit Tx berechnet werden, ohne eine komplizierte Berechnungsverarbeitung während des Betriebs durchzuführen.
  • Jedoch ist es im Falle des Variierens des Werts des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ, des Denominatorwerts des Übergangszeitkoeffizienten α oder des Denominatorwerts des Leckwiderstandskoeffizienten β anhand der ausgewählten Typen von Fahrzeug oder dem Betriebszustand vorteilhaft, die Funktionsformel oder die Datentabelle, die α, β oder γ verwenden, einzustellen, welches Indexwerte ohne Einheit sind. Alternativ kann im Fall, bei dem die Arithmetiksteuerschaltung 20D einen analogen Eingangsanschluss hat, ein Operationsverstärker anstelle der Hystereseschaltung vorgesehen sein, die aus dem Komparator 41c der Überwachungssignalverarbeitungsschaltung 40D gebildet ist. In diesem Fall kann die analoge Signalspannung ANL proportional zur Überwachungsspannung Vx an der Arithmetiksteuerschaltung 20D eingegeben werden, so dass zumindest eines der invertierten Logiksignale LOW, HIG und ANS durch den Mikroprozessor 21 erzeugt wird und daher das repetitive Befehlssignal PLS erzeugt werden kann.
  • Zusätzlich ist in der vierten Ausführungsform von 16 der Verbindungspunkt B mit der positivseitigen Stromversorgungsleitung 68 der Bordhochspannungsvorrichtung 60Y verbunden, aber selbst wenn der Verbindungspunkt B mit einer negativseitigen Stromversorgungsleitung verbunden ist, tritt in Ausdruck I keine Änderung auf.
  • Wie aus der obigen Beschreibung klar ist, wird gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung 50D für eine Bordhochspannungsvorrichtung bereitgestellt, die mit der, die Bordhochspannungsgleichstromquelle 61 und die durch die Hochspannungsgleichstromquelle 61 zu versorgende und anzutreibende elektrische Hochspannungslast 64 beinhaltende Bordhochspannungsvorrichtung 60Y verbindbar ist, wobei die Bordhochspannungsvorrichtung 60Y den Leckwiderstand Rx in Bezug auf die Fahrzeugkarosserie 11 aufweist, wie durch den Äquivalentleckwiderstand 65 auf der positiven Potentialseite und den Äquivalentleckwiderstand 66 auf der negativen Potentialseite typifiziert, wobei die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung 50D die Konstantspannungssteuerstromquelle 25 beinhaltet, welche durch die Niederspannungsgleichstromquelle 10 mit dem, mit der Fahrzeugkarosserie 11 verbundenen Negativanschluss gespeist und angetrieben wird, und die die Steuerstromversorgungsspannung Vcc erzeugt, wobei die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung 50D konfiguriert ist, einen Wert des Leckwiderstands Rx über den Kopplungskondensator 51 zu messen, der einen Anschluss B mit einer vorgegebenen Position der Bordhochspannungsvorrichtung 60Y verbunden hat, wobei die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung 50D weiter die repetitive Signalausgabeschaltung 30D, die Überwachungssignalverarbeitungsschaltung 40D, und die Arithmetiksteuerschaltung 20D beinhaltet, wobei die Arithmetiksteuerschaltung 20D den Mikroprozessor 21 und den Programmspeicher 24D, die miteinander kooperieren, beinhaltet.
  • Weiterhin wiederholt die repetitive Signalausgabeschaltung 30D in Reaktion auf den Schaltbetrieb des Lade/Entladeschaltelements 31 einen Ladezeitraum und einen Entladungszeitraum abwechselnd, in welchem der Messpunkt A intermittent mit der Steuerstromversorgungsspannung Vcc über den Lade/Entladewiderstand 33 oder 35 verbunden ist, wobei der Messpunkt A ein anderer Anschluss des Kopplungskondensators 51 ist, um dadurch die Überwachungsspannung Vx, die ein Potential zwischen dem Messpunkt A und der Fahrzeugkarosserie 11 ist, graduell zu erhöhen, oder graduell zu senken. Die Überwachungssignalverarbeitungsschaltung 40D ist konfiguriert, um: das invertierte Logiksignal ANS zu erzeugen, wenn ein Wert der Überwachungsspannung Vx, die bei einem Gradienten graduell ansteigt oder graduell abfällt, der sanfter wird, wenn die Lade/Entladekonstante größer wird, eine vorgegebene Schwellenwertspannung passiert, und das invertierte Logiksignal ANS an der Arithmetiksteuerschaltung 20D einzugeben; oder die analoge Signalspannung ANL proportional zur Überwachungsspannung Vx zu erzeugen und die analoge Signalspannung ANL an der Arithmetiksteuerschaltung 20D einzugeben. Die Arithmetiksteuerschaltung 20D ist konfiguriert, um: die Übergangszeit Tx zu messen, während welcher der Wert der Überwachungsspannung Vx sich von einer Schwellenwertspannung gleich oder höher als 0 Volt oder einer Schwellenwertspannung gleich oder niedriger als der Steuerstromversorgungsspannung Vcc zur anderen ändert; den Leckwiderstand Rx zu berechnen, der ein paralleler kombinierter Widerstand des Äquivalentleckwiderstands 65 auf der Positivpotentialseite und des Äquivalentleckwiderstands 66 auf der Negativpotentialseite ist, basierend auf einer Funktionsformel oder einer Datentabelle, welche sich auf die Übergangszeit Tx und den Leckwiderstand Rx bezieht; und die Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1 zu erzeugen, wenn der Leckwiderstand Rx gleich oder kleiner dem vorgegebenen Grenzleckwiderstand Rx0 wird oder wenn die Übergangszeit Tx die dem vorgegebenen Grenzleckwiderstand Rx0 entsprechende Grenzübergangszeit Tx0 erreicht. Das repetitive Befehlssignal PLS ist ein Impulssignal mit einem variablen Zyklus, in welchem ein Ausgabeimpuls invertiert wird, wenn die Übergangszeit Tx erreicht wird.
  • Die repetitive Signalausgabeschaltung 30D ist konfiguriert, um in Reaktion auf den Schaltvorgang des Lade/Entlade-Schaltelements 31 den Messpunkt A, der der andere Anschluss des Kopplungskondensators 51 ist, mit einem Ausgabeanschluss der Konstantspannungssteuerstromquelle 25 über den Referenzwiderstand 33 mit dem Widerstandswert Rs zu verbinden, oder den Messpunkt A mit dem Negativanschluss, der ein Fahrzeugkarosseriepotential aufweist, über den Schnelllade/Entladewiderstand 35 mit dem Referenzwert Rq, der hinreichend kleiner als der Widerstandswert Rs ist, zu verbinden, um dadurch die Überwachungsspannung Vx, die das Potential zwischen dem Messpunkt A und der Fahrzeugkarosserie 11 ist, graduell zu erhöhen oder schnell abzusenken. Die Überwachungssignalverarbeitungsschaltung 40D ist konfiguriert, um: das zweite invertierte Logiksignal ANS oder HIG zu erzeugen, wenn der Wert der Überwachungsspannung Vx, die bei einem Gradienten graduell ansteigt, der sanfter wird, wenn die Zeitkonstante (Rs + Rx)C, die ein Produkt der Summe des Widerstandswerts Rs (Rs >> Rq) und des Leckwiderstands Rx und der elektrostatischen Kapazität C des Kopplungskondensators 51 ist, größer wird, angestiegen ist, um den zweiten Schwellenwert V2 zu passieren und das zweite invertierte Logiksignal ANS oder HIG an die Arithmetiksteuerschaltung 20D einzugeben; oder die analoge Signalspannung ANL proportional zur Überwachungsspannung Vx zu erzeugen und die analoge Signalspannung ANL an der Arithmetiksteuerschaltung 20D einzugeben. Die Überwachungssignalverarbeitungsschaltung 40D ist weiter dafür konfiguriert, um: das erste invertierte Logiksignal ANS oder LOW zu erzeugen, wenn der Wert der Überwachungsspannung Vx, welcher schnell bei einem Gradienten fällt, der steiler wird, wenn die Zeitkonstante (Rq + Rx)C kleiner wird, abgenommen hat, um den ersten Schwellenwert V1, der nahe an 0 Volt liegt, zu passieren, und das erste invertierte Logiksignal ANS oder LOW an der Arithmetiksteuerschaltung 20D einzugeben; oder die Analogsignalspannung ANL proportional zur Überwachungsspannung Vx zu erzeugen und die Analogsignalspannung ANL an der Arithmetiksteuerschaltung 20D einzugeben.
  • Die Arithmetiksteuerschaltung 20D empfängt das zweite invertierte Logiksignal ANS oder HIG als eine Eingabe oder erzeugt das zweite invertierte Logiksignal ANS oder HIG basierend auf der Eingangsanalogsignalspannung ANL, und die Arithmetiksteuerschaltung 20D empfängt das erste invertierte Logiksignal ANS oder LOW als eine Eingabe oder erzeugt das erste invertierte Logiksignal ANS oder LOW, basierend auf der eingegebenen Analogsignalspannung ANL. Die Arithmetiksteuerschaltung 20D misst als die Übergangszeit Tx einen Zeitraum von dann, wenn das erste invertierte Logiksignal ANS oder LOW erzeugt wird, bis dann, wenn das zweite invertierte Logiksignal ANS oder HIG erhalten wird. Die Arithmetiksteuerschaltung 20D oder die Überwachungssignalverarbeitungsschaltung 40D invertiert das repetitive Befehlssignal ALS, wenn das erste invertierte Logiksignal ANS oder LOW und das zweite invertierte Logiksignal ANS oder HIG eingegeben oder erzeugt werden. Das erste invertierte Logiksignal und das zweite invertierte Logiksignal sind ein Paar von Logiksignalen des ersten Logiksignals LOW, dessen Ausgabelogik sich vor und nach dem ersten Schwellenwert V1 ändert, und eines zweiten Logiksignals HIG, dessen Ausgabelogik sich vor und nach dem zweiten Schwellenwert V2 ändert, oder dem Bandhistorienlogiksignal ANS, das einen ersten logischen Zustand von ”L” oder ”H” annimmt, wenn der Wert der Überwachungsspannung Vx bis auf den zweiten Schwellenwert V2 oder höher angestiegen ist, nach Abnehmen auf den ersten Schwellenwert V1 oder niedriger, und der zu einem zweiten logischen Zustand von ”H” oder ”L” wird, wenn der Wert der Überwachungsspannung Vx zum ersten Schwellenwert V1 oder niedriger abgenommen hat, nach Anstieg auf den zweiten Schwellenwert V2 oder höher.
  • Wie oben beschrieben, lädt und entlädt in Verbindung mit Anspruch 6 der vorliegenden Erfindung die repetitive Signalausgabeschaltung den Kopplungskondensator und misst die Arithmetiksteuerschaltung zur Übergangszeit Tx einen Zeitraum, während welchem die Überwachungsspannung Vx vom ersten Schwellenwert V1, der auf einen Wert nahe an 0 Volt eingestellt ist, bis auf den zweiten Schwellenwert V2 ansteigt. Weiterhin invertiert die Überwachungssignalverarbeitungsschaltung oder Arithmetiksteuerschaltung die Impulsausgabe, wenn die Überwachungsspannung Vx abgenommen hat, um den ersten Schwellenwert V1 zu passieren, und wenn die Überwachungsspannung Vx angestiegen ist, um den zweiten Schwellenwert V2 zu passieren.
  • Daher wird der ausgegebene Impuls zusammen mit dem Abschluss der Messung der Übergangszeit Tx invertiert und wird der Ausgabeimpuls unmittelbar nach der Bestätigung des Abschlusses des Ladens/Entladens invertiert und daher wird die Auftrittshäufigkeit des repetitiven Befehlssignals PLS verkürzt und wird der Leckwiderstand kleiner. Somit kann Abnormalität rasch detektiert werden.
  • Wie aus der obigen Beschreibung klar ist, wird gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Leckwiderstandsdetektionsverfahren für eine Bordhochspannungsvorrichtung bereitgestellt, welche für die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung für eine Bordhochspannungsvorrichtung verwendet wird, wobei das Leckwiderstandsdetektionsverfahren beinhaltet, wenn die elektrostatische Kapazität des Kopplungskondensators 51 durch C repräsentiert wird, ein paralleler kombinierter Leckwiderstandswert des Äquivalentleckwiderstands 65 auf der positiven Potentialseite und des Äquivalentleckwiderstands 66 auf der negativen Potentialseite durch Rx repräsentiert ist, und ein Reihenwiderstandswert, der der Gesamtwert der in der repetitiven Signalausgabeschaltung 30D vorgesehenen Lade/Entladewiderstände 33 und 35 ist, durch R0 repräsentiert ist, und wenn ein Zeitraum, während dem die Überwachungsspannung Vx von einem Zustand von 0 bis zur vorgegebenen Schwellenwertspannung V0 graduell ansteigt, durch die Übergangszeit Tx repräsentiert ist, der Übergangszeitkoeffizient α auf Tx/(R0 × C) eingestellt ist, der Leckwiderstandskoeffizient β auf Rx/R0 eingestellt ist und der Schwellenwertspannungskoeffizient γ auf V0/Vcc eingestellt ist: Berechnen, durch die Arithmetiksteuerschaltung 20D, den Wert des Leckwiderstands Rx entsprechend der gemessenen Übergangszeit Tx unter Verwendung des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ als einen Parameter und basierend auf einer Charakteristikkurve des Übergangszeitkoeffizienten α entsprechend einem Wert des Leckwiderstandskoeffizienten β, wobei die Charakteristikkurve eine Negativgradientenkurvenregion oder eine Positivgradientenkurvenregion aufweist, in welcher der Übergangszeitkoeffizient α zusammen mit einem Anstieg beim Leckwiderstandskoeffizienten β graduell ansteigt oder graduell abnimmt; selektives Verwenden einer Negativgradientenkurvenregion, die der Positivgradientenkurvenregion folgt, oder einer Negativgradientenkurvenregion, die die Gesamtregion besetzt, und Bestimmen des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ, so dass ein Wert des Übergangszeitkoeffizienten α, wenn der Wert des Leckwiderstands Rx den Grenzleckwiderstand Rx0 erreicht hat, in der Negativgradientenkurvenregion beinhaltet ist; Bestimmen, wenn die Übergangszeit Tx zu einem Wert gleich oder größer der Grenzübergangszeit Tx0 geworden ist, entsprechend dem Grenzleckwiderstand Rx0, dass der Leckwiderstand Rx zu klein ist, und Erzeugen der Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1; und Durchführen der Auszeit-Abnormalitätsbestimmung ERR1, wenn die Übergangszeit Tx die Kurzschlussübergangszeit Tx00 entsprechend einem Fall übersteigt, bei dem der Leckwiderstand Rx 0 wird.
  • Wie aus der obigen Beschreibung klar ist, wird gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Leckwiderstandsdetektionsverfahren für eine Bordhochspannungsvorrichtung bereitgestellt, welche für die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung für eine Bordhochspannungsvorrichtung verwendet wird, wobei das Leckwiderstandsdetektionsverfahren beinhaltet, wenn die elektrostatische Kapazität des Kopplungskondensators 51 durch C repräsentiert ist, ein paralleler kombinierter Leckwiderstandswert des Äquivalentleckwiderstands 65 auf der positiven Potentialseite und des Äquivalentleckwiderstands 66 auf der negativen Potentialseite durch RX repräsentiert ist, und ein Reihenwiderstandswert, welches ein Gesamtwert der in der Repetitivsignalausgabeschaltung 30D vorgesehenen Lade/Entladewiderstände 33 und 35 ist, durch R0 repräsentiert ist, und wenn ein Zeitraum, während dem die Überwachungsspannung Vx graduell von einem Zustand von 0 bis zur vorgegebenen Schwellenwertspannung V0 ansteigt, durch die Übergangszeit Tx repräsentiert ist, der Übergangszeitkoeffizient α auf Tx/(R0 × C) eingestellt ist, der Leckwiderstandskoeffizient β auf Rx/R0 eingestellt ist und der Schwellenwertspannungskoeffizient γ auf V0/Vcc eingestellt ist: Berechnen, durch die Arithmetiksteuerschaltung 20D, des Werts des Leckwiderstands Rx entsprechend der gemessenen Übergangszeit Tx unter Verwendung des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ als einen Parameter und basierend auf einer Charakteristikkurve des Übergangszeitkoeffizienten α entsprechend einem Wert des Leckwiderstandskoeffizienten β, wobei die Charakteristikkurve eine Negativgradientenkurvenregion oder eine Positivgradientenkurvenregion aufweist, in welcher der Übergangszeitkoeffizient α graduell ansteigt oder graduell abfällt, zusammen mit einem Anstieg beim Leckwiderstandskoeffizienten β; Ausschließen, vorab, durch das Charakteristikkurven-Korrekturmittel, das Anwenden einer Negativgradientenkurvenregion, die der Positivgradientenkurvenregion folgt; Bestimmen des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ, so dass ein Wert des Übergangszeitkoeffizienten α, wenn der Wert des Leckwiderstands Rx den Grenzleckwiderstand Rx0 erreicht hat, in der korrigierten Positivgradientenkurvenregion enthalten ist; Bestimmen, wenn die Übergangszeit Tx zu einem Wert gleich oder kleiner der Grenzübergangszeit Tx0 geworden ist, entsprechend dem Grenzleckwiderstand Rx0, dass der Leckwiderstand Rx zu klein ist, und Erzeugen der Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1; und Durchführen der Auszeit-Abnormalitätsbestimmung ERR1, wenn die Übergangszeit Tx die Offenschaltungsübergangszeit Txm entsprechend einem Fall übersteigt, bei dem der Leckwiderstand Rx unendlich ist.
  • Fünfte Ausführungsform
  • Bezug nehmend auf 20, die ein Gesamtkonfigurationsdiagramm einer Vorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, werden unten hauptsächlich Unterschiede gegenüber 1 beschrieben. In den Zeichnungen bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder äquivalente Teile. In 20 beinhaltet eine Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung 50E eine Arithmetiksteuerschaltung 20E, eine Repetitivsignalausgabeschaltung 30E und eine Überwachungssignalverarbeitungsschaltung 40E und detektiert einen Leckwiderstand einer Bordhochspannungsvorrichtung 60X.
  • Der erste Hauptunterschied besteht darin, dass die Repetitivsignalausgabeschaltung 30E ein Lade/Entlade-Schaltelement 39 mit einem Paar von oberen und unteren Transistoren 31a und 31b (nicht gezeigt) beinhaltet. Der obere Widerstand 31a wid leitfähig, wenn der Ausgabelogikpegel des repetitiven Befehlssignals PLS ”H” wird, während der untere Transistor 31b leitfähig wird, wenn der Ausgabelogikpegel des repetitiven Befehlssignals PLS ”L” wird. Somit wird das Lade/Entlade-Schaltelement 39 so gesteuert, dass, wenn einer der oberen und unteren Transistoren leitfähig ist, der andere Transistor nicht leitfähig ist.
  • Wenn der obere Transistor 31a leitfähig wird, wird der Kopplungskondensator 51 über den Lade/Entladewiderstand 33 und einen Schnelllade/Entladewiderstand 35 langsam geladen. Wenn der untere Transistor 31b leitfähig wird, wird der Kopplungskondensator 51 langsam über den Lade/Entladewiderstand 33 und den Schnelllade/Entladewiderstand 35 entladen.
  • Der Schnelllade/Entladewiderstand 35 ist ein Strombegrenzungswiderstand, um positive und negative Schaltungen der Konstantspannungssteuerstromquelle 25 zu veranlassen, den Kopplungskondensator 51 über Bypassdioden 36 und 37 zu laden und entladen, wenn der Wert der Überwachungsspannung Vx vom richtigen Bereich von 0 bis Vcc abweicht. Der in 20 illustrierte Schnelllade/Entladewiderstand 35 kann kurzgeschlossen oder eliminiert sein und stattdessen können die Schnelllade/Entladewiderstände 35a und 35b, die durch gestrichelte Linien illustriert sind, in Reihe zu den Bypassdioden 36 und 37 verbunden sein.
  • Der zweiten Hauptunterschied besteht darin, dass das repetitive Befehlssignal PLS, das durch die Arithmetiksteuerschaltung 20E erzeugt wird, ein Impulsfolgesignal ist, das einen variablen Zyklus aufweist, wie unten unter Bezugnahme von Teil (A) von 21 beschrieben.
  • Der dritte Hauptunterschied besteht darin, dass die Überwachungssignalverarbeitungsschaltung 40E einen Operationsverstärker 49 anstellt des Komparators 41 beinhaltet und eine Analogsignalspannung ANL proportional zur Überwachungsspannung Vx an der Arithmetiksteuerschaltung 20E eingibt.
  • Ein in der Arithmetiksteuerschaltung 20E vorgesehener Mikroprozessor 21 kooperiert mit einem Programmspeicher 24E und misst den Wert des Leckwiderstands Rx. Der Mikroprozessor 21 erzeugt eine Voralarmausgabe ER2, wenn der gemessene Wert des Leckwiderstands Rx gleich oder kleiner einem vorgegebenen vorläufigen Leckwiderstand Rxn wird, und erzeugt eine Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1, wenn der Messwiderstand gleich oder kleiner einem Grenzleckwiderstand Rx0 wird, die an die Abnormalitätsalarmvorrichtung 19 ausgegeben werden.
  • Man beachte, dass ähnlich zu 1 die Niederspannungsgleichstromquelle 10, der Niederspannungsstromversorgungsschalter 12, das Fahrzeugzustandssignal 18 und der Abnormalitätsalarm 19 außerhalb der Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung 50E verbunden sind und die Konstantspannungssteuerstromquelle 25, welche die Steuerstromversorgungsspannung Vcc erzeugt, an der Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung 50E bereitgestellt wird.
  • Nachfolgend werden Wirkung und Betrieb der Vorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die wie in 20 illustriert konfiguriert ist, kurz unter Bezugnahme auf ein Zeitdiagramm von 21 wie auch 20 beschrieben. Zuerst erzeugt in 20, wenn der nicht gezeigte (manuelle) Stromversorgungsschalter geschlossen wird und der Niederspannungsstromversorgungsschalter 12 geschlossen wird, die Konstantspannungssteuerstromquelle 25 eine vorgegebene Steuerstromversorgungsspannung Vcc. Der Mikroprozessor 21 startet dann seinen Steuerbetrieb.
  • Teil (A) von 21 zeigt die Wellenform des durch die Arithmetiksteuerschaltung 20E erzeugten repetitiven Befehlssignals PLS. Ein erster Zeitraum (langsamer Entladezeitraum) T1, in welchem das repetitive Befehlssignal PLS einen Logikpegel ”L” aufweist, und ein zweiter Zeitraum (langsamer Ladungszeitraum) T2, in welchem das repetitive Befehlssignal PLS einen Logikpegel ”H” aufweist, können unterschiedliche Werte haben, die alle einen Teil des Gesamtzyklus von T0 = T1 + T2 besetzen, es wird aber bevorzugt, dass der erste Zeitraum T1 und der zweite Zeitraum T2 den gleichen Wert aufweisen.
  • In 20, wenn der Logikpegel des repetitiven Befehlssignals PLS ”L” (oder ”H”) ist, wird der untere Transistor 31b (oder der obere Transistor 31a) des Lade/Entlade-Schaltelements 39 leitfähig und wird der andere Transistor nicht leitend, wie im Teil (B) von 21 gezeigt.
  • Dann wird in 20, wenn der untere Transistor 31b des Lade/Entlade-Schaltelements 39 leitend wird, der Kopplungskondensator 51 langsam durch eine Reihenschaltung des Leckwiderstands Rx, des Schnelllade/Entladewiderstands 35 und des Lade/Entladewiderstands 33 entladen, mit dem Ergebnis, dass die Überwachungsspannung Vx graduell zusammen mit dem Abfall beim Entladungsstrom abnimmt. Andererseits, wenn in 20 der obere Transistor 31a des Lade/Entlade-Schaltelements 39 leitend wird, wird der Kopplungskondensator 51 langsam durch die Reihenschaltung des Leckwiderstands Rx, des Schnelllade/Entladewiderstands 35 und des Lade/Entladewiderstandes 33 geladen, mit dem Ergebnis, dass die Überwachungsspannung Vx graduell zusammen mit dem Abfall beim Ladestrom ansteigt.
  • Teil (C) von 21 zeigt, wie die Überwachungsspannung Vx graduell abnimmt oder graduell ansteigt. Der Gradient der Lade/Entlade-Charakteristika wird sanfter, wenn die in Ausdrücken (8x) und (9x) oben ausgedrückten Lade/Entlade-Zeitkonstanten größer werden. τ1 = (R0 + Rx)C ist eine langsame Entladezeitkonstante und τ2 = τ1 = (R0 + Rx)C ist eine langsame Ladezeitkonstante.
  • In Teil (C) von 21 nimmt der Wert der langsam entladenen Überwachungsspannung Vx graduell auf die erste Endspannung V1 am Ende des ersten Zeitraums T1 ab. Zu dieser Zeit wird die Ausgabelogik des repetitiven Befehlssignals PLS invertiert, so dass der obere Transistor 31a des Lade/Entlade-Schaltelements 39 leitend wird, um das langsame Laden des Kopplungskondensators 51 zu starten.
  • Der Wert der langsam geladenen Überwachungsspannung Vx steigt graduell auf die zweite Endspannung V2 am Ende des zweiten Zeitraums T2 an. Zu dieser Zeit wird die Ausgabelogik des repetitiven Befehlssignals PLS so invertiert, dass der untere Transistor 31b des Lade/Entlade-Schaltelements 39 leitend wird, um das langsame Entladen des Kopplungskondensators 51 zu starten.
  • Man beachte, dass die Werte des ersten Schwellenwerts V1 und des zweiten Schwellenwerts V2 die Beziehung von 0 < V1 < V2 < Vcc aufweisen und der erste Zeitraum T1 und der zweite Zeitraum T2 dieselbe Zeitbreite aufweisen, solange wie die Beziehung von V1 + V2 = Vcc erfüllt ist.
  • Teil (D) von 21 zeigt die Wellenform eines Schaltvorbereitungssignals, das unten unter Bezugnahme auf 25 zu beschreiben ist. Die Logik des repetitiven Befehlssignals PLS wird invertiert, wenn eine erste Übergangszeit Tx1 oder eine zweite Übergangszeit Tx2 berechnet wird, nach Erzeugung des Schaltvorbereitungssignals. Die erste Übergangszeit Tx1 ist ein Zeitraum, während dem der Wert der Überwachungsspannung Vx graduell vom zweiten Schwellenwert V2 zum ersten Schwellenwert V1 abnimmt. Die zweite Übergangszeit Tx2 ist ein Zeitraum, während dem der Wert der Überwachungsspannung Vx graduell vom ersten Schwellenwert V1 zum zweiten Schwellenwert V2 ansteigt. Wenn V1 + V2 = Vcc etabliert ist, wird Tx1 = Tx2 etabliert.
  • Teil (E) von 21 zeigt die Wellenform einer Spannung am Kopplungskondensator 51 (beidendige Spannung E). Falls der zweite Zeitraum T2 eine infinite Zeit aufweist, steigt eine Entladungsanfangsspannung (= Ladeendspannung) E1 auf einen Wert an, der durch Addieren der Steuerstromversorgungsspannung Vcc zur stabilen unterteilten Spannung Vn0 addiert wird, die in Ausdruck (4x) ausgedrückt ist. Falls der erste Zeitraum T1 infinit ist, nimmt der Wert einer Entladeendspannung (= Ladeanfangsspannung) E2 auf die stabile geteilte Spannung Vn0 ab Nachfolgend, basierend auf der Vorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die wie in 20 illustriert konfiguriert ist, wird ein Verfahren zum Detektieren des Leckwiderstandes unter Bezugnahme auf Charakteristikdiagramme von 22 bis 24 beschrieben, In 22 ist ein Leckwiderstandskoeffizient β auf der horizontalen Achse ein Verhältnis zwischen dem Wert des parallelen kombinierten Widerstands der Äquivalentleckwiderstände R1 und R2, nämlich der Wert des Leckwiderstands Rx = R1 × R2/(R1 + R2) und des Reihenwiderstands R0 = Rs + Rq. Der Reihenwiderstand R0 ist eine bekannte Konstante und daher ist der Wert des Leckwiderstandskoeffizienten β = Rx/R0 proportional zum Leckwiderstand Rx.
  • Ein Übergangszeitkoeffizient α auf der vertikalen Achse ist ein Verhältnis zwischen einer gemessenen Übergangszeit Tx und einer Lade/Entlade-Zeitkonstanten τ = (R0 + Rx) × C = R0 × C in Bezug auf den Kopplungskondensator 51, wenn der Wert des Leckwiderstands Rx Null ist. Die Lade/Entlade-Zeitkonstante τ ist eine bekannte Konstante und daher ist der Wert des Übergangszeitkoeffizienten α = Tx/(R0 × C) proportional zur Übergangszeit Tx.
  • Eine Mehrzahl von Charakteristikkurven von 22 verwenden einen Schwellenwertspannungskoeffizienten γ als einen Parameter. In dem Fall, bei dem der Wert der Übergangszeit Tx auf einem Durchschnittswert zwischen der zweite Übergangszeit Tx2, in welcher der Wert der Überwachungsspannung Vx graduell ansteigt und sich vom ersten Schwellenwert V1 zum zweiten Schwellenwert V2 verschiebt, eingestellt wird, und die erste Übergangszeit Tx1, in der der Wert der Überwachungsspannung Vx graduell abnimmt und sich vom zweiten Schwellenwert V2 zum ersten Schwellenwert V1 verschiebt, ist der Schwellenwertspannungskoeffizient γ (V2 – V1)/Vcc. Die Schwellenwertspannung V2 – V1 und die Steuerstromversorgungsspannung Vcc sind bekannte Werte und daher ist der Wert des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ ein bekannter Wert als eine Designkonstante.
  • Die Mehrzahl von Charakteristikkurven, welche den Schwellenwertspannungskoeffizienten γ als einen Parameter verwenden, werden in eine Negativgradientenkurve, wie durch Kurven 501 und 502 repräsentiert, in denen der Übergangszeitkoeffizienten α zusammen mit dem Anstieg beim Leckwiderstandskoeffizienten β abnimmt, und eine glockenförmige Kurve, wie durch Kurven 511, 512 und 513, die im Zentrum konvex ist und eine Positivgradientenkurvenregion und eine Negativgradientenkurvenregion aufweist, klassifiziert.
  • 23 ist ein vergrößerter Graph der Kurve 501 von 22 und zeigt eine Negativgradientenkurve für den Schwellenwertspannungskoeffizienten γ von 0,5. In dem Fall, bei dem der Wert des Reihenwiderstands R0 dafür ausgelegt ist, das 5-fache des Grenzleckwiderstands Rx0 zu sein, ist der Wert des Leckwiderstandskoeffizienten ß, wenn der tatsächliche Wert des Leckwiderstands Rx gleich dem Grenzleckwiderstand Rx0 geworden ist, Rx/R0 = Rx0(5Rx0) = 0,2 und daher ist der einem interessierenden Punkt P14 von 23 entsprechende Übergangszeitkoeffizient α von 1,0 ein Wert entsprechend der gemessenen Übergangszeit Tx.
  • Daher, wenn der Übergangszeitkoeffizient α 1,0 oder größer ist, wird der Leckwiderstand Rx als in dem gefährlichen Zustand bestimmt, in welchem er gleich oder kleiner als der Grenzleckwiderstand Rx0 ist, und wenn der Übergangszeitkoeffizient α kleiner als 1,0 ist, wird der Leckwiderstand Rx als in dem sicheren Zustand befindlich festgestellt, in dem er den Grenzleckwiderstand Rx0 übersteigt. Beispielsweise in dem Fall, bei dem der Grenzleckwiderstand Rx0 auf 200 KΩ eingestellt ist, wird der Reihenwiderstand R0 auf 200 × 5 = 1000 KΩ eingestellt und wird die elektrostatische Kapazität C des Kopplungskondensators 51 auf 0,22 μF eingestellt, beträgt die Lade/Entlade-Zeitkonstante τ 1000 × 0,22 = 220 ms und ist daher die Grenzübergangszeit Tx0 = α × (R0 × C) = 1,0 × 220 = 220 ms.
  • Weiterhin ist in 23, wenn der Leckwiderstandskoeffizient β 0 ist, der Wert des Übergangszeitkoeffizienten α 1,1. Somit kann das Auftreten von vollständiger Erdungsabnormalität detektiert werden, solange wie der Lade/Entlade-Zeitraum des repetitiven Befehlssignals PLS eine Impulsbreite gleich oder größer als 220 × 1,1 = 242 ms aufweist. Im Gegensatz dazu wird eine Auszeitabnormalität festgestellt, wenn ein invertiertes Logiksignal selbst 242 ms nachdem die Logik des repetitiven Befehlssignals PLS auf die Ladeseite invertiert worden ist, erhalten werden kann.
  • Zusätzlich ist in 23, wenn der Leckwiderstandskoeffizient β von 0,9 (α = 0,2) eine Messobergrenze ist, ein messbarer Wert des Leckwiderstands Rx β × R0 = 0,9R0 = 4,5 × Rx0. Es ist daher schwierig, einen Leckwiderstand akkurat zu messen, der das 4,5-fache des Grenzleckwiderstands Rx0 übersteigt, aber der normale Zustand des Leckwiderstands kann zuverlässig detektiert werden.
  • Zurückkehrend zu 22 kann die Kurve 511 verwendet werden, um den Leckwiderstand zu messen, selbst durch Ausschließen der Positivgradientenkurvenregion und Verwenden lediglich der Negativgradientenkurvenregion. Die horizontale Achse von 22 weist eine geometrische Skala auf und daher scheint sich der Übergangszeitkoeffizient α rasch abzuschwächen. Jedoch wird auf einer arithmetischen Skala eine sanfte Abschwächungskurve erhalten.
  • In diesem Fall wird die Aufmerksamkeit dem Leckwiderstandskoeffizient β von 1,0 geschenkt, entsprechend einem interessierenden Punkt P13 (α = 1,7), an welchen der Wert des Übergangszeitkoeffizienten α für den Leckwiderstandskoeffizienten β von 0 1,7 oder weniger ist. Wenn der Reihenwiderstand R0 auf Rx0 eingestellt ist, ist der Leckwiderstandskoeffizient β, wenn der Leckwiderstand Rx auf den Grenzleckwiderstand Rx0 abgenommen hat, Rx0/R0 = 1,0. Daher kann der Wert des Grenzleckwiderstand Rx0 detektiert werden, basierend auf dem Übergangszeitkoeffizienten α entsprechend dem interessierenden Punkt P13.
  • In diesem Fall jedoch kann der Leckwiderstand gleich oder kleiner dem Grenzleckwiderstand Rx0 nicht gemessen werden und wenn der Übergangszeitkoeffizient α 1,7 übersteigt, tritt ein Binärproblem auf und ein korrekter Wert des Leckwiderstandes kann nicht spezifiziert werden. Weiterhin ist in der Kurve 511 von 22, wenn der Leckwiderstandskoeffizient β von 2,0 (α = 0,6) eine Messobergrenze ist, ein messbarer Wert des Leckwiderstands Rx β × R0 = 2Rx0. Es ist daher schwierig, einen Leckwiderstand akkurat zu messen, der das Zweifache des Grenzleckwiderstandes Rx0 übersteigt, aber der Normalzustand des Leckwiderstandes kann zuverlässig detektiert werden.
  • Falls ein Widerstand gleich oder kleiner dem Grenzleckwiderstand gemessen werden kann, kann der gemessene Widerstand als Information zum Suchen nach der Ursache einer Abnahme beim Leckwiderstand eingesetzt werden. Im Allgemeinen jedoch gibt es kein Problem, selbst falls der Widerstand gleich oder kleiner dem Grenzleckwiderstand Rx0 nicht gemessen werden kann. Weiter ist es im Allgemeinen, solange der Leckwiderstand zur Voralarmierung, der etwa das 1,3-fache des Grenzleckwiderstands Rx0 ist, gemessen werden kann, unnötig, einen größeren Leckwiderstand genau zu messen. Von diesem Standpunkt aus ist es möglich, sowohl die Negativgradientenkurve 501 als auch die Kurve 511 mit der Negativgradientenkurvenregion nachfolgend der Positivgradientenkurvenregion zu verwenden. Jedoch gibt es keinen Vorteil bei der Verwendung der Negativgradientenregion der glockenförmigen Kurve und es ist vorteilhafter, die Kurve 501 mit nur der Negativgradientenkurve zu verwenden.
  • 24 ist ein vergrößerter Graph der Kurve 513 von 22 und zeigt eine Positivgradientenkurve für den Schwellenwertspannungskoeffizienten γ von 0,92. Jedoch wird der Wert des Reihenwiderstands R0 auf das 2,5-fache des Werts des Grenzleckwiderstands Rx0 eingestellt und wird der zusätzliche Widerstand R3 = 10 × Rx0 parallel durch den Bypassleckwiderstand 53 verbunden., Selbst falls der tatsächliche Leckwiderstand Rx unendlich ist, beträgt daher der obere Grenzwert des Leckwiderstandskoeffizienten β R3/R0 = 10 × Rx0/(2,5 × Rx0) = 4, was innerhalb der Positivgradientenkurvenregion der Kurve 513 von 22 ist.
  • Im Falle von 24 beträgt der Wert des Leckwiderstandskoeffizienten β, wenn der tatsächliche Wert des Leckwiderstands Rx gleich dem Grenzleckwiderstand Rx0 geworden ist, (Rx0//R3)/R0 = (Rx0//10Rx0)/(2,5Rx0) = 0,36, und daher ist der Übergangszeitkoeffizient α von 3,88 entsprechend einem interessierenden Punkt P15 von 24 ein Wert entsprechend der gemessenen Übergangszeit Tx.
  • Beispielsweise in dem Fall, bei dem der Grenzleckwiderstand Rx0 auf 200 KΩ eingestellt wird, beträgt der zusätzliche Widerstand R3 2 MΩ und ist der Reihenwiderstand R0 500 KΩ. Somit wird die Lade/Entlade-Zeitkonstante als eine Referenz, wenn die elektrostatische Kapazität C des Kopplungskondensators 51 auf 0,15 μF eingestellt wird, R0 × C = 500 × 0,15 = 75 ms. Daher beträgt die Grenzübergangszeit Tx0, wenn der Leckwiderstand Rx auf den Grenzleckwiderstand Rx0 abgenommen hat, α × (R0 × C) = 3,88 × 75 = 291 ms. Somit kann der Leckwiderstand Rx als in einem gefährlichen Zustand festgestellt werden, wenn die Übergangszeit Tx 291 ms oder weniger wird und in dem sicheren Zustand, wenn die Übergangszeit Tx 291 ms übersteigt.
  • Weiterhin beträgt in 24 der Wert des Übergangszeitkoeffizienten α an einem oberen Grenzwert des Leckwiderstandskoeffizienten β von 4,0 7,0. Somit kann theoretisch der Leckwiderstand bis zu einem unendlichen Wert detektiert werden, solange wie der Ladezeitraum des repetitiven Befehlssignals PLS eine Impulsbreite gleich oder länger als 75 × 7,0 = 525 ms aufweist. Andererseits wird eine Auszeit-Abnormalität festgestellt, wenn ein invertiertes Logiksignal selbst nach 525 ms, seit die Logik des repetitiven Befehlssignals invertiert wurde, nicht erhalten werden kann.
  • In der obigen Beschreibung ist die Obergrenze des Leckwiderstandskoeffizienten β durch den Bypassleckwiderstand 53 für die begrenzte Verwendung der Positivgradientenkurvenregion der glockenförmigen Kurve in 22 begrenzt. Der Bypassleckwiderstand 53 hat einen bekannten Widerstandswert. Somit können zum Zeitpunkt der Produktauslieferungsinspektion durch Messen des Leckwiderstandes in dem Zustand, in welchem die Bordhochspannungsvorrichtung 60X nicht verbunden ist, die individuellen Fluktuationen bei der elektrostatischen Kapazität C des Kopplungskondensators 51 so gemessen werden, dass ein kalibrierter Wert der elektrostatischen Aktualisierungsperiode C berechnet und gespeichert werden kann.
  • Die in 22 gezeigten Charakteristikkurven basieren auf dem oben in 22 gezeigten Ausdruck II und der Ausdruck II wird etabliert, wenn die Überwachungsspannung Vx innerhalb eines richtigen Bereichs von 0 bis Vcc fällt. Die Etablierung von Ausdruck II wird wie nachfolgend demonstriert.
  • Entladezeitraum
  • Im langsamen Entladezeitraum, in welchem der Logikpegel des repetitiven Befehlssignals PLS in 20 ”L” ist und der untere Transistor 31b des Lade/Entlade-Schaltelements 39 geschlossen ist, wird Ausdruck (50b) etabliert. V × R0 × C(dE/dt) = 0 (50b) wobei R0 = Rs + Rq ≈ Rs >> Rq
  • Vx in Ausdruck (50b) wird in Ausdruck (7x) oben eingesetzt, um Ausdruck (51b) zu erhalten Vn0 – E + τ1 × (dE/dt) (51b) wobei τ1 = (R0 + Rx)C ≈ (Rx + Rx)C
  • In der Differentialgleichung (51b) wird der Anfangswert von E zur Zeit t = 0 durch E1 repräsentiert und wird der Wert von E zur unendlichen Zeit durch Vn0 repräsentiert. Dann wird eine durch Ausdruck (52b) erhaltene Lösung erhalten. E = E1exp(–t/τ1) + (Vn0{1 – exp(–t/τ1)} (52b)
  • Zusätzlich wird der Wert von (dE/dt) in Ausdruck (50b) in Ausdruck (7x) oben eingesetzt, um Ausdruck (43b) zu erhalten. Vx/(R0//Rx) = (E – Vn0)/Rx (53b) wobei R0//Rx den parallelen kombinierten Widerstand von R0 und Rx repräsentiert.
  • Ladezeitraum
  • Im langsamen Ladezeitraum, in welchem der Logikpegel des repetitiven Befehlssignals PLS in 20 ”H” ist und der obere Transistor 31a des Lade/Entlade-Schaltelements 39 geschlossen ist, wird Ausdruck (50a) etabliert. C × R0(dE/dt) = Vcc – Vx (50a)
  • Vx in Ausdruck (50a) wird in Ausdruck (7x) oben eingesetzt, um Ausdruck (51a) zu erhalten. Vn0 + Vcc = τ2(dE/dt) + E (51a) wobei τ2 = τ1 = (R0 + Rx) × C.
  • In der Differentialgleichung (51a) wird der Anfangswert von E zur Zeit t = 0 durch E2 repräsentiert und wird der Wert von E bei unendlicher Zeit durch Vn0 + Vcc repräsentiert. Dann wird eine durch Ausdruck (52a) ausgedrückte Lösung erhalten. E = E2exp(–t/τ2) + (Vn0 + Vcc){1 – exp(–t/τ2)} (52a)
  • Zusätzlich wird der Wert von (dE/dt) in Ausdruck (50a) in Ausdruck (7x) eingesetzt, um Ausdruck (53a) zu erhalten. Vx/(R0//Rx) = (E – Vn0)/Rx + Vcc/R0 (53a) wobei R0//Rx den parallelen kombinierten Widerstand von R0 und Rx repräsentieren.
  • Stabiler Zustand
  • Im stabilen Zustand, in dem der Logikpegel des repetitiven Befehlssignals PLS in 20 abwechselnd in dem Entladezeitraum T1 und dem Ladezeitraum T2 invertiert wird und es keine Änderung vom Wert des Leckwiderstands Rx in der Ausgabespannung Vh der Hochspannungsgleichstromquelle 61 gibt, werden die Anfangswerte E1 und E2 in den Ausdrücken (52b) und (52a) wie folgt berechnet. Zuerst wird in Ausdruck (52b) bei der Entladungsendzeit t = T1, E = E2 etabliert und daher wird Ausdruck (54b) etabliert. E2 = E1 × K1 + Vn0(1 – K1) (54b) wobei K1 = exp(–T1/τ1)
  • Zusätzlich wird in Ausdruck (52a) zur Ladeendzeit T = T2, E = E1 etabliert und daher wird Ausdruck (54a) etabliert. E1 = E2 × K2 + (Vn0 + Vcc)(1 – K2) (54a) wobei K2 = exp(–T2/τ2)
  • Aus den Ausdrücken (54b) und (54a) werden Ausdrücke (55b) und (55a) erhalten. E1 – Vn0 = Vcc × K0 (55b) E2 – Vn0 = Vcc × K0 × K1 (55a) wobei K0 = (1 – K2)/(1 – K1 × K2)
  • Im Falle der fünften Ausführungsform
  • In den 20 und 21 wird zur Entladungsstartzeit t = 0, Vx = V2 etabliert. Zur Zeit t = T × 1 = T1, falls der Wert von Vx gleich der eingestellten Schwellenwertspannung V1 wird, werden Ausdrücke (59b) und (60b) aus den Ausdrücken (53b) und (55a) berechnet. V1/(R0//Rx) = (E2 – Vn0)/Rx = VccK0K01/Rx (59b) ∴V1/Vcc = (R0//Rx)K0K1/Rx (60b)
  • Zur Ladestartzeit t = 0 ist Vx gleich V1. Zur Zeit t = T × 2 = T2, falls der Wert von Vx zu V2 wird, wird Ausdruck (59a) aus den Ausdrücken (53a) und (55a) erhalten. V2/R0//Rx) = (E1 – Vn0)/Rx + Vcc/R0 = VccK0/Rx + Vcc/R0 (59a) ∴V2/Vcc = (R0//Rx)(K0/Rx + 1/R0) (60a)
  • Dann werden der Schwellenwertspannungskoeffizient γ1 von V1/Vcc und ein Leckwiderstandskoeffizienten β2 von V2/Vcc, der Leckwiderstandskoeffizient β von Rx/R0 und der Übergangszeitkoeffizient α von Tx/(R0C) in Ausdrücke (60a) und (60b) eingesetzt, und es werden Ausdrücke (61a) und (61b) erhalten. γ = K0K1/(1 + β) (61b) γ2 = (k0 + β)/(1 + β) (61a)
  • Wenn γ1 + γ2 = 1 etabliert wird, wird K1 = K2 aus den Ausdrücken (61a) und (61b) erhalten. Wenn K1 = K2 = K etabliert ist, wird K0 = 1/(1 + K) etabliert. Daher werden die Ausdrücke (61b) und (61a) zu Ausdrücken (62b) und (62a) modifiziert. γ1 = K/{(1 + K)(1 + β)} (62b) γ2 = {1 + β(1 + K)}/{(1 + K)(1 + β) (62a)
  • Daher, wenn γ = γ2 – γ1 etabliert ist, wird Ausdruck (63) aus den Ausdrücken (62a) und (62b) erhalten. γ = γ2 – γ1 = 1 – 2γ1 = 1 – 2K/{(1 + K)(1 + β) (63)
  • 1/K ist wird aus Ausdruck (63) rückgerechnet, um Ausdruck (64) zu erhalten. 1/K = [2/{1 – γ)(1 + β)}] – 1 (64)
  • Andererseits, wenn Tx1 = T1 = Tx2 = T2 = Tx etabliert wird und der Übergangszeitkoeffizient α auf Tx/(R0C) eingestellt wird, wird Ausdruck (65) erhalten. K = exp[–Tx/{(R0 + Rx)C}] = exp{–α/(1 + β)} (65)
  • Ausdruck (65) wird in einen natürlichen Logarithmus LOGe umgewandelt, um Ausdruck (66) zu erhalten. α = (1 + β)LOGe(1/Kx) (66)
  • Die Ausdrücke (64) und (66) entsprechen dem oben in 22 gezeigten Ausdruck II. Man beachte, dass Ausdruck (64) unter Verwendung von γ = 1 – 2γ1 in Ausdruck (62b) berechnet wird, aber alternativ γ = 2γ2 – 1 in Ausdruck (62a) verwendet werden kann oder γ = γ2 – γ1 sowohl in Ausdruck (62a) als auch Ausdruck (62b) verwendet werden kann, um die Ausdrücke (64) und (65) zu erhalten.
  • Als Nächstes werden die Aktion und der Betrieb der Vorrichtung von 20 im Detail unter Bezugnahme auf betriebserläuternde Flussdiagramme, die in den 25 bis 27 illustriert sind, beschrieben. Man beachte, dass die Schrittnummern von 6 und 7 in den 1000-ern sind, während die Schrittnummern von 25 bis 27 in den 5000-ern sind, und dass dieselben 3-ziffrigen oder niedrigere Zahlen dieselben oder äquivalente Teile repräsentieren. Somit wird Einiges der Beschreibung der gleichen Teile ausgelassen.
  • Zuerst Bezug nehmend auf das erste Flussdiagramm von 25 ist Schritt 5600 ein Schritt, in welchem der Mikroprozessor 21 den Betrieb des Detektierens des Leckwiderstands Rx startet. Der nachfolgende Schritt 5600a ist ein Bestimmungsschritt des Bestimmens, ob der aktuelle Betrieb der erste Betrieb ist, nachdem der Niederspannungsstromversorgungsschalter 12 geschlossen worden ist. Im Fall des ersten Zyklus wird dies als JA festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 5600b fort. Im Falle eines kontinuierlichen zyklischen Zyklus wird es als NEIN festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 5611 fort. Der Schritt 5600b ist ein Initialisierungsschritt, in welchem der aktuelle Wert eines unten zu beschreibenden Timers auf 0 gesetzt wird.
  • Nachfolgend dem Schritt 5611 ist ein Bestimmungsschritt des Überwachens der analogen Signalspannung ANL, um festzustellen, ob die Überwachungsspannung Vx gleich oder höher dem ersten Schwellenwert V1 ist. Wenn die Überwachungsspannung Vx gleich oder höher dem ersten Schwellenwert V1 ist, wird dies als JA festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 5613b fort. Wenn die Überwachungsspannung Vx niedriger als der erste Schwellenwert V1 ist, wird dies als NEIN festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 5613a fort. Schritt 5611 ist äquivalent zu Mitteln zum Erzeugen des ersten invertierten Logiksignals LOW.
  • Schritt 5613a ist ein Schritt des zeitweiligen Speicherns eines Inversionsumschaltbefehls zum Invertieren des Logikpegels des repetitiven Befehlssignals PLS zu ”H”, so dass der obere Transistor 31a des Lade/Entlade-Schaltelements 39 leitend wird. Tatsächlich wird die Inversionsumschaltung im nächsten berechneten Zyklus in Schritt 5604b, der unten zu beschreiben ist, ausgeführt.
  • Im Schritt 5613b wird der aktuelle Logikzustand des repetitiven Befehlssignals PLS aufrechterhalten und der Ablauf schreitet zu Schritt 5612 fort. Der nachfolgende Schritt 5612 ist ein Bestimmungsschritt des Überwachens der analogen Signalspannung ANL, um festzustellen, ob die Überwachungsspannung Vx gleich oder niedriger dem zweiten Schwellenwert V2 ist. Wenn die Überwachungsspannung Vx gleich oder niedriger dem zweiten Schwellenwert V2 ist, wird dies als JA festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 5614b fort. Wenn die Überwachungsspannung Vx den zweiten Schwellenwert V2 übersteigt, wird dies als NEIN festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 5614a fort. Schritt 5612 ist äquivalent zu Mitteln zum Erzeugen des zweiten invertierten Logiksignals HIg.
  • Schritt 5614a ist ein Schritt des temporären Speicherns eines Inversionsschaltbefehls zum Invertieren des Logikpegels des repetitiven Befehlssignals PLS zu ”L”, so dass der untere Transistor 31b des Lade/Entlade-Schaltelements 39 leitend wird. tatsächlich wird die Inversionsumschaltung im nächsten Berechnungsschritt im Schritt 5604b, der unten zu beschreiben ist, ausgeführt. Im Schritt 5614b wird der aktuelle Logikzustand des repetitiven Befehlssignals ALS aufrechterhalten und der Ablauf schreitet zu Schritt 5606c fort.
  • Schritt 5606c wird ausgeführt, wenn in Schritt 5611 und Schritt 5612 festgestellt wird, dass der Wert der Überwachungsspannung Vx im richtigen Bereich des ersten Schwellenwerts V1 oder höher und des zweiten Schwellenwerts V2 oder niedriger liegt. Im Schritt 5606c wird ein Timer 0, der im Schritt 5606a, der unten zu beschreiben ist, aktiviert worden ist, initialisiert und der Ablauf schreitet zu Schritt 5700 von 27 über eine Weiterführung A fort. Eine Reihe von Schritten ab Schritt 5611 bis Schritt 5614b bildet einen Schrittblock 5605.
  • Schritt 5606a wird ausgeführt, wenn in Schritt 5611 oder Schritt 5612 festgestellt wird, dass der Wert der Überwachungsspannung Vx im abgewichenen Bereich von niedriger als dem ersten Schwellenwert V1 oder höher als dem zweiten Schwellenwert V2 liegt. Im Schritt 5606a wird der Timer 0 für transiente Abnormalitätsbestimmung aktiviert, um den Zählvorgang zu starten und der Ablauf schreitet zu Schritt 5604a fort.
  • Schritt 5604a ist ein Bestimmungsschritt. Wenn der aktuelle Berechnungszyklus derselbe wie derjenige unmittelbar nach der Ausführung von Schritt 5613a oder Schritt 5614a, wie oben beschrieben, ist, wird dies als NEIN festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 5606b von 26 über eine Weiterführung C fort. Wenn der Ablauf nach Ausführen einer Reihe von Steueroperationen bis zu einem Betriebsschlussschritt 5610, die später zu beschreiben sind, und nach Wiederausführen des Ablaufs des Betriebsstartschritts 5600 und nachfolgender Schritte zu Schritt 5604a zu Schritt 5604a fortschreitet, wird dies als JA festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 5604b fort.
  • Im Schritt 5604b wird die Ausgangslogik des repetitiven Befehlssignals PLS tatsächlich anhand des Speicherzustands des vorläufig im Schritt 5613a oder Schritt 5614a, die oben beschrieben sind, gespeicherten Schaltvorbereitungsflag invertiert und wird das Schaltvorbereitungsflag rückgesetzt. Der Ablauf schreitet dann zu Schritt 5606b von 26 über die Weiterführung C fort. Ein Schrittblock 5604, der Schritt 5604a und Schritt 5604b beinhaltet, ist ein repetitives Befehlssignalerzeugungsmittel.
  • Bezug nehmend auf das zweite Flussdiagramm von 26 ist Schritt 5606b ein Schritt, der als ein transientes Abnormalitätsbestimmungsmittel dient, zum Auslesen des aktuellen Werts des Timers 0, der das Zählen im Schritt 5606a gestartet hat, um festzustellen, ob ein vorgegebener Zeitraum verstrichen ist. Wenn die Überwachungsspannung Vx noch nicht zum richtigen Bereich von V1 bis V2 rückgekehrt ist, nachdem der vorgegebene Zeitraum verstrichen ist, wird dies als JA festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 5607a fort. Wenn die Überwachungsspannung Vx zum richtigen Bereich von V1 bis V2 im vorgegebenen Zeitraum zurückgekehrt ist, wird dies als NEIN festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 5607b fort.
  • Schritt 5607a ist ein transientes Charakteristik-Abnormalitätsverarbeitungsmittel. Falls sich beispielsweise die Stromversorgungsspannung Vh der Bordhochspannungsgleichstromquelle 61 abrupt verändert hat, oder falls der positivseitige Leckwiderstand 65 oder der negativseitige Leckwiderstand 66 sich abrupt geändert haben, um das Potential der negativseitigen Stromversorgungsleitung 67 der Bordhochspannungsgleichstromquelle 61 relativ zur Fahrzeugkarosserie am Verbindungspunkt B des Kopplungskondensators 51 zu ändern, wird dann das Potential des Messpunkts A transient gleich oder niedriger dem Fahrzeugkarosseriepotential (0 Volt) oder gleich zu oder höher als die Steuerstromversorgungsspannung Vcc, und wird der Kopplungskondensator 51 durch die Bypassdiode 36 oder die Bypassdiode 37 geladen oder entladen. In diesem Fall, wenn eine transiente Lade/Entladezeit, während der die Überwachungsspannung Vx entsprechend der Spannung des Messpunkts A zum richtigen Bereich von V1 bis V2 zurückkehrt, zum Messen des Leckwiderstands Rx, verstrichen ist, wird dies als die transiente Charakteristikabnormalität ERR2 festgestellt und es wird die (nicht gezeigte) Abnormalitätsalarmierung durchgeführt, gefolgt von dem Übergang in einen Rückfahrtbetriebsmodus (limp home Betrieb, Notlaufprogramm).
  • Man beachte, dass im Fall, bei dem vorhergesagt wird, dass das Fahrzeugzustandssignal 18 sich ändert und die Überwachungsspannung Vx zeitweilig von dem richtigen Bereich abweicht, die Bestimmung der transienten Charakteristikabnormalität ERR2 zumindest für einen vorgegebenen Zeitraum vermieden wird.
  • Man beachte, dass in dem Fall, bei dem keine Systemabnormalität auftritt, wie etwa die Abnahme beim internen Leckwiderstand durch Degradierung des Kopplungskondensators 51, der Trennung anderer Verdrahtungen und des Kurzschlusses, der Maximalwert der transienten Lade/Entladezeit kürzer als der vorgegebenen Bestimmungszeitraum in Schritt 5606b ist. In diesem Fall wird dies in Schritt 5606b als NEIN festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 5607b fort.
  • Schritt 5607b wird in dem Fall durchgeführt, wo in Schritt 5606b festgestellt wird, dass ein Zeitraum, der verstrichen ist, seit der Timer 0 im Schritt 5606a aktiviert wurde, innerhalb des vorgegebenen Zeitraums liegt. Im Schritt 5607b wird die in 27 gezeigte Berechnung des Leckwiderstandes suspendiert. Der Ablauf schreitet über Schritt 5607a oder Schritt 5607b oder über die in 27 gezeigte Weiterführung B zu Schritt 5608 fort.
  • Schritt 5608 ist ein Bestimmungsschritt des Feststellens, ob das aktuelle Timing innerhalb eines Zeitraums der Rückführens liegt, und Sicherns des Werts des in einem unten zu beschreibenden Schritt berechneten Leckwiderstands Rx, oder von Abnormalitätsauftrittsinformation, in den nicht-flüchtigen Datenspeicher 23. Wenn beispielsweise das aktuelle Timing im verzögerten Zufuhrzeitraum liegt, in dem der manuelle Stromversorgungsschalter (nicht gezeigt) geöffnet ist und dann der Niederspannungsstromversorgungsschalter 12 unterbrochen wird, wird dies als JA festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 5609a fort. Wenn das aktuelle Timing nicht im Rückkehrzeitraum liegt, wird dies als NEIN festgestellt und der Ablauf schreitet zu einem Betriebsendeschritt 5610 fort. Man beachte, dass im Schritt 5608 die Bestimmung von JA periodisch bei einem vorgegebenen Zeitintervall durchgeführt werden kann.
  • Im Schritt 5609a werden in Schritten 5706 und 5716, die unten zu beschreiben sind, berechnete gleitende Durchschnittswerte des Leckwiderstands Rx sequentiell geschrieben und gespeichert, während die Adresse des nicht-flüchtigen Datenspeichers 23 aktualisiert wird. Im nachfolgenden Schritt 5609b wird, basierend auf Bestimmungsinformationen zu der transienten Charakteristikabnormalität ERR2, die im Schritt 5607a in den RAM-Speicher 22 geschrieben werden, oder basierend auf der in den unten zu beschreibenden Schritten 5709 und 5719 bestimmten Abnormalitätsauftrittsinformation die akkumulierte Anzahl von Abnormalitätsauftritten anhand des Typs des Abnormalitätsauftritts aktualisiert und dann an einer vorgegebenen Adresse des nicht-flüchtigen Datenspeichers geschrieben und gespeichert. Danach schreitet der Ablauf zum Betriebendschritt 5610 fort.
  • Im Betriebsendschritt 5610 führt der Mikroprozessor 21 ein anderes Steuerprogramm aus und schreitet der Ablauf wieder nach einer Bereitschaftszeit von beispielsweise 10 ms zum Betriebsstartschritt 5600 fort. Daher führt, unmittelbar nach dem Start des Betriebs und in einem Zustand, in dem die Anfangsladung des Kopplungskondensators 51 nicht durchgeführt worden ist, der Mikroprozessor 21 die Schritte im ersten Zyklus in der Reihenfolge von Schritt 5600, Schritt 5600a (Bestimmung von JA), Schritt 5600b, dem Schrittblock 5605, Schritt 5606a, dem Schrittblock 5604, Schritt 5606b (Bestimmung von NEIN), Schritt 5607b, Schritt 5608 (Bestimmung von NEIN), Schritt 5610 und Schritt 5600 nach einer Bereitschaftszeit von 10 ms aus. Im nächsten und nachfolgenden Zyklen führt der Mikroprozessor 21 eine Reihe des Ablaufs in einer zyklischen Weise in einem Zustand aus, in welchem die Bestimmung von Schritt 5600a NEIN ist und der Schritt 5600b nicht ausgeführt wird.
  • In dem Prozess, wenn im Schrittblock 5605 festgestellt wird, dass die Überwachungsspannung Vx innerhalb des richtigen Bereichs fällt, wird der Timer 0 im Schritt 5606c initialisiert und der Ablauf schreitet zum unten zu beschreibenden Schritt 5700 fort. Andererseits, in einem Zeitraum, in dem im Schrittblock 5605 noch festgestellt wird, dass die Überwachungsspannung Vx außerhalb des richtigen Bereichs fällt und in Schritt 5606b festgestellt wird, dass die vorgegebene Zeit nicht erreicht worden ist, werden die Schritte in der Reihenfolge von Schritt 5607b, Schritt 5608 (Bestimmung von NEIN) und Schritt 5610 ausgeführt und der zyklische Betrieb wird fortgesetzt. Dann, wenn in Schritt 5606b JA festgestellt wird, wird Schritt 5607a ausgeführt.
  • Bezug nehmend auf das dritte Flussdiagramm von 27 ist Schritt 5700 ein Schrittblock äquivalent zu den Schritten 2700a bis 2700c, die oben unter Bezugnahme von 11 beschrieben sind. Schritt 5700 ist ein Kalibrationsmittel bei Auslieferung zum Messen des Werts der elektrostatischen Kapazität C des Kopplungskondensators 51 zum Zeitpunkt der Auslieferungsjustierung und Speichern eines kalibrierten Werts desselben.
  • Der nachfolgende Schritt 5701 ist ein Bestimmungsschritt des Überwachens des Logikpegels des repetitiven Befehlssignals PLS, der im Schritt 5604b von 25 ausgeführt wird. In dem Zeitraum, in welchem der Logikpegel des repetitiven Befehlssignals PLS ”H” ist und der obere Transistor 31a des Lade/Entlade-Schaltelements 39 leitfähig wird, um die Ladung des Kopplungskondensators 51 über die Lade/Entlade-Widerstände 33 und 35 zu laden, wird dies als JA festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 5702 fort. In dem Zeitraum, wenn der Logikpegel des repetitiven Befehlssignals PLS ”L” ist und der untere Transistor 31b des Lade/Entlade-Schaltelements 39 leitfähig wird, um langsam den Kopplungskondensator 51 über die Lade/Entladewiderstände 33 und 35 zu entladen, wird dies als NEIN festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 5712 fort.
  • Im Schritt 5702 wird ein Timer 1 zum Messen der Übergangszeit Tx aktiviert, um den Zählvorgang zu starten und der Ablauf schreitet zu Schritt 5703 fort. Schritt 5703 ist ein Bestimmungsschritt. Wenn Logikinversions-Vorbereitungsinformationen des repetitiven Befehlssignals PLS temporär im Schritt 5614a von 25 gespeichert worden sind, wird dies als JA festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 5704a fort. Wenn die Logikinversions-Vorbereitungsinformation nicht temporär im Schritt 5614a gespeichert worden ist, wird dies als NEIN festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 5704b fort.
  • Im Schritt 5704a wird der aktuelle Wert des Timers 1, der aktiviert worden ist, um das Zählen in Schritt 5702 zu starten, ausgelesen und im RAM-Speicher 22 gespeichert. Nachfolgender Schritt 5705 ist ein Schritt, der als ein Leckwiderstandsberechnungsmittel zum Berechnen des Leckwiderstands Rx dient, basierend auf dem im Schritt 5704a ausgelesenen und gespeicherten Werts der Übergangszeit Tx.
  • Im nachfolgenden Schritt 5706 wird der aktuelle Wert des im Schritt 5705 berechneten Leckwiderstand Rx an der ersten Stufe des Schiebers (Schieberegister), der durch den RAM-Speicher 22 gebildet ist, eingegeben, und werden Teile von früheren Daten, die im Schieberegister gespeichert sind, sequentiell zur nachfolgenden Stufe migriert. Die vergangenen Daten des Leckwiderstands Rx, die in der letzten Stufe gespeichert sind, werden ausgeliefert und gelöscht und die Summe der Werte des Leckwiderstands Rx, die im Schieberegister übrig bleiben, werden durch die geteilte Anzahl von Werten im Schieberegister durch die gespeicherte Anzahl dividiert, um dadurch den gleitenden Durchschnittswert zu berechnen. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass die Messung direkt durch einen zeitweiligen Messfehler des Leckwiderstands Rx beeinträchtigt wird, der beispielsweise durch die temporalen Fluktuationen bei der Stromversorgungsspannung Vh der Bordhochspannungsgleichstromquelle 61 oder durch Rauschen verursacht wird.
  • Der nachfolgende Schritt 5707a ist ein Schritt, der als Widerstandsabnormalitätsbestimmungsmittel dient. Wenn der gleitende Durchschnittswert des Leckwiderstands Rx, der im Schritt 5706 berechnet wird, gleich oder kleiner dem vorläufigen Leckwiderstand Rxn oder dem Grenzleckwiderstand Rx0 wird, wird dies als JA festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 5709 fort. Wenn es keine Abnormalität gibt, wird dies als NEIN festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 5708 fort.
  • Man beachte, dass in dem Fall, bei dem es eine Differenz eines vorgegebenen Werts oder mehr zwischen den im Schritt 5706 berechneten gleitenden Durchschnittswert des Leckwiderstands Rx und dem im Schritt 5609a von 26 im nicht-flüchtigen Datenspeicher 23 gespeicherten vergangenen gleitenden Durchschnittswert gibt, und wenn erkannt wird, dass der Leckwiderstand Rx abrupt abgenommen hat, falls nicht auf den Grenzleckwiderstand Rx0, wird dies in Schritt 5707a als JA festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 5709 fort. Schritt 5708 ist ein Schritt, in dem der Timer 1, der im Schritt 5702 aktiviert worden ist, initialisiert und suspendiert wird, und der Ablauf schreitet über die Weiterführung B zu Schritt 5608 von 26 fort.
  • Der Schritt 5704b wird in dem Fall durchgeführt, in dem in Schritt 5703 NEIN festgestellt wird. Im Schritt 5704b, um die verstrichene Zeit ab dann, wenn der Logikpegel des repetitiven Befehlssignals PLS nach ”H” geändert hat, bis dann, wenn das Schaltkommando zum Invertieren des Logik im Schritt 5714a gespeichert wird, zu messen, wird der aktuelle Wert des Timers 1, der im Schritt 5702 aktiviert worden ist, aktualisiert und ausgelesen. Der nachfolgende Schritt 5707b dient als Auszeit-Abnormalitätsbestimmungsschritt. Wenn die verstrichene Zeit, die im Schritt 5704b ausgelesen und gespeichert worden ist, übermäßig groß ist und einen vorgegebenen Zeitraum überschreitet, wird dies als JA festgestellt, und der Ablauf schreitet zu Schritt 5709 fort. Wenn die verstrichene Zeit innerhalb des vorgegebenen Zeitraums ist, wird dies als NEIN festgestellt und der Ablauf schreitet zu Schritt 5604 in 26 über die Weiterführung B fort.
  • Der Schritt 5709 ist ein Schritt, der als Messabnormalitätsverarbeitungsmittel dient. Wenn in Schritt 5707a JA festgestellt wird, erzeugt das Messabnormalitätsverarbeitungsmittel die Voralarmausgabe ER2 oder die Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1 und speichert Abnormalitätsbestimmungsinformationen zu einer Zustandsänderungsabnormalität ERR3. Wenn dies in Schritt 5707b als JA festgestellt wird, speichert das Messabnormalitätsverarbeitungsmittel die Abnormalitätsbestimmungsinformation zur Auszeit-Abnormalitätsbestimmung ERR1, Nach Schritt 5709 schreitet der Ablauf zu Schritt 5608 von 26 über die Weiterführung B fort.
  • Im Schritt 5709, wenn die Voralarmausgabe ER2 oder die Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1 erzeugt wird, wird die Abnormalitätsalarmvorrichtung 19 aktiviert. Wenn die Abnormalitätsbestimmungsinformation zur Auszeit-Abnormalitätsbestimmung ERR1 oder der transienten Zustandsänderungsabnormalität ERR3 gespeichert ist, wird die gespeicherte Abnormalitätsbestimmungsinformation von anderen Abnormalitätsinformation getrennt. In Schritt 5609b von 26 wird die akkumulierte Anzahl des Abnormalitätsauftretens in den nicht-flüchtigen Datenspeicher 23 geschrieben und gesichert, der für Wartungs- und Inspektionsbetrieb eingesetzt wird.
  • Eine Ablaufreihe von Schritt 5712 zu Schritt 5719 weist eine Eins-zu-Eins-Entsprechung mit dem Ablauf von Schritt 5702 zu Schritt 5709 auf, und die 2-ziffrigen Zahlen werden von 0 zu 1 geändert. Die Schritte 5702 und 5709, die oben beschrieben sind, werden durchgeführt, wenn die Bestimmung in Schritt 5701 JA ist. In den Schritten 5702 bis 5709 wird der Wert des Leckwiderstands Rx gemessen oder wird Vorhandensein oder der Abwesenheit einer Abnormalität in der langsamen Ladeperiode überwacht, in der die Ausgabelogik des repetitiven Befehlssignals PLS ”H” ist.
  • Andererseits werden die Schritte 5712 bis 5719 durchgeführt, wenn die Bestimmung in Schritt 5701 NEIN ist. In den Schritten 5712 bis 5719 wird der Wert des Leckwiderstands Rx gemessen oder wird die Anwesenheit oder Abwesenheit einer Abnormalität in der langsamen Entladeperiode überwacht, in der die Ausgabelogik des repetitiven Befehlssignals PLS ”L” ist. Man beachte, dass die Messung des Leckwiderstands Rx in nur einem der Serienabläufen von Schritt 5712 bis Schritt 5719 und den Reihenabläufen von Schritt 5702 bis Schritt 5709 durchgeführt werden mag.
  • Alternativ kann der Leckwiderstand als ein gleitender Durchschnitt berechnet werden, basierend auf einem Durchschnittswert zwischen der im Schritt 5704 gemessenen Übergangszeit und der in Schritt 5714a gemessenen Übergangszeit. Bezüglich des Schieberegisters zum Berechnen des gleitenden Durchschnittswertes kann dasselbe Schieberegister abwechselnd und sequentiell den Wert des Leckwiderstandes, der im Schritt 5705 gemessen wurde, und den in Schritt 5715 gemessenen Wert des Leckwiderstandes speichern, um so insgesamt einen einzelnen gleitenden Durchschnittswert zu berechnen.
  • Man beachte, dass die Berechnung des Leckwiderstands Rx in den Schritten 5705 und 5175 auf drei Weisen durchgeführt wird. Erstens wird die Berechnung auf der Charakteristikkurve, deren Gesamtregion die Negativgradientenkurvenregion ist, wie durch die Kurve 501 in 22 repräsentiert basierend durchgeführt. Zweitens wird die Berechnung unter Verwendung der Negativgradientenkurvenregion einer glockenförmigen Kurve durchgeführt, wie durch die Kurve 511 von 22 repräsentiert. Drittens wird die Berechnung unter Verwendung der Positivgradientenkurvenregion einer glockenförmigen Kurve, wie durch die Kurve 513 von 22 repräsentiert, durchgeführt. In jeglichem Fall wird der Wert des Leckwiderstands Rx aus dem Messwert zur Übergangszeit Tx berechnet, basierend auf einer Funktionsformel oder einer Datentabelle zwischen dem Übergangszeitkoeffizienten α und dem Leckwiderstandskoeffizienten β unter Verwendung des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ als einen Parameter.
  • Als ein alternatives Abnormalitätsbestimmungsverfahren kann statt des Vergleichens des detektierten Leckwiderstand Rx mit dem vorläufigen Leckwiderstand Rxn oder dem Grenzleckwiderstand Rx0 die vorläufige Übergangszeit Txn oder die Grenzübergangszeit Tx0 entsprechend dem vorläufigen Leckwiderstand Rxn oder dem Grenzleckwiderstand Rx0 vorab berechnet werden und kann die Übergangszeit Tx mit der Grenzübergangszeit Txn oder der Grenzübergangszeit Tx0 verglichen werden.
  • Weiter, kann im Fall, bei dem der Wert der Referenzzeitkonstanten R0 × C, was der Denominator des Übergangszeitkoeffizienten α ist, der Wert des Reihenwiderstands R0, was der Denominator des Leckwiderstandskoeffizienten β ist, oder der Wert des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ als ein Festwert betrachtet wird, eine Formel oder eine Datentabelle zwischen der Übergangszeit Tx und dem Leckwiderstand Rx direkt als die Funktionsformel oder die Datentabelle verwendet werden. In diesem Fall kann der Leckwiderstand Rx direkt aus der gemessenen Übergangszeit Tx berechnet werden, ohne komplizierte Berechnungsverarbeitung während des Betriebs durchzuführen.
  • Jedoch ist es im Falle des Variierens des Wertes des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ, des Denominatorwerts des Übergangszeitkoeffizienten α oder des Denominatorwerts des Leckwiderstandskoeffizienten β gemäß den angelegten Fahrzeugtypen oder dem Betriebszustand vorteilhaft, die Funktionsformel oder die Datentabelle unter Verwendung von α, β oder γ einzustellen, welche Indexwerte ohne Einheit sind. Alternativ kann in dem Fall, bei dem die Anzahl analoger Eingangsanschlüsse der Arithmetiksteuerschaltung 20E unzureichend ist, der Operationsverstärker 49 der Überwachungssignalverarbeitungsschaltung 40E durch ein Paar von Komparatoren oder eine Inversionsspeicherschaltung ersetzt werden, wie in 12 illustriert, oder ein Komparator mit einer Hysteresebetriebsfunktion, wie in 16 illustriert. In diesem Fall kann der Leckwiderstand über langsame Ladung und langsame Entladung unter Verwendung des Lade/Entlade-Schaltelements 39 gemessen werden. Zusätzlich ist in der fünften Ausführungsform von 20 der Verbindungspunkt B mit der negativseitigen Stromversorgungsleitung 67 der Bordhochspannungsvorrichtung 60X verbunden, aber selbst wenn der Verbindungspunkt B mit einer positivseitigen Stromversorgungsleitung verbunden ist, tritt in Ausdruck II keine Änderung auf.
  • Wie aus der obigen Beschreibung klar ist, wird gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung 50E für eine Bordhochspannungsvorrichtung bereitgestellt, die mit der Bordhochspannungsvorrichtung 60X verbindbar ist, einschließlich der Bordhochspannungsgleichstromquelle 61 und der elektrischen Hochspannungslast, die durch die Bordhochspannungsgleichstromquelle 61 zu speisen und anzutreiben ist, wobei die Bordhochspannungsvorrichtung 60X den Leckwiderstand Rx in Bezug auf die Fahrzeugkarosserie 11 aufweist, wie durch den Äquivalentleckwiderstand 65 auf der positiven Potentialseite und den Äquivalentleckwiderstand 66 auf der negativen Potentialseite typifiziert, wobei die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung 50E die Konstantspannungssteuerstromquelle 25 beinhaltet, welche durch die Niederspannungsgleichstromquelle 10 gespeist und angetrieben wird, die den mit der Fahrzeugkarosserie 11 verbundenen Negativanschluss aufweist und die die Steuerstromversorgungsspannung Vcc erzeugt, wobei die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung 50E dafür konfiguriert ist, einen Wert des Leckwiderstands Rx über den Kopplungskondensator 51 zu messen, der einen Anschluss B mit einer vorgegebenen Position der Bordhochspannungsvorrichtung 60X verbunden aufweist, wobei die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung 50E weiter die Repetitivsignalausgabeschaltung 30E, die Überwachungssignalverarbeitungsschaltung 40E, und die Arithmetiksteuerschaltung 20E beinhaltet, wobei die Arithmetiksteuerschaltung 20E den Mikroprozessor 21 und den Programmspeicher 24E beinhaltet, die miteinander kooperieren.
  • Weiterhin wiederholt die Repetitivsignalausgabeschaltung 30E abwechselnd in Reaktion auf den Schaltbetrieb des Lade/Entlade-Schaltelements 39, das in Reaktion auf das repetitive Befehlssignal PLS arbeitet, einen Ladezeitraum und Entladezeitraum, in denen der Messpunkt A intermittent mit der Steuerstromversorgungsspannung Vcc über den Lade/Entladewiderstand 33 oder 35 verbunden ist, wobei der Messpunkt A ein anderer Anschluss des Kopplungskondensators 51 ist, um dadurch die Überwachungsspannung Vx, die ein Potential zwischen dem Messpunkt A und der Fahrzeugkarosserie 11 ist, graduell zu erhöhen oder graduell zu senken. Die Überwachungssignalverarbeitungsschaltung 40E ist dafür konfiguriert: zumindest eines der invertierten Logiksignale ANS, LOW und HIG zu erzeugen, wenn ein Wert der Überwachungsspannung Vx, der graduell ansteigt oder graduell abfällt, bei einem Gradienten, der sanfter wird, wenn die Lade/Entlade-Zeitkonstante größer wird, eine vorgegebene Schwellenwertspannung passiert, zu erzeugen, und zumindest eines der invertierten Logiksignale ANS, LOW und HIG an der Arithmetiksteuerschaltung 20E einzugeben; oder die analoge Signalspannung ANL proportional zur Überwachungsspannung Vx zu erzeugen und die analoge Signalspannung ANL an der Arithmetiksteuerschaltung 20E einzugeben. Die Arithmetiksteuerschaltung 20E ist konfiguriert, um: die Übergangszeit Tx zu messen, während der der Wert der Überwachungsspannung Vx sich von einer Schwellenwertspannung gleich oder höher als 0 Volt oder einer Schwellenwertspannung gleich oder niedriger als der Steuerstromversorgungsspannung Vcc zur anderen ändert; den Leckwiderstand Rx, der ein paralleler kombinierter Widerstand des Äquivalentleckwiderstands 65 auf der positiven Potentialseite und des Äquivalentleckwiderstands auf der negativen Potentialseite ist, basierend auf einer Funktionsformel oder einer Datentabelle, die sich auf die Übergangszeit Tx und den Leckwiderstand Rx bezieht, zu berechnen und die Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1 zu erzeugen, wenn der Leckwiderstand Rx gleich oder kleiner dem Grenzleckwiderstand Rx0 wird oder wenn die Übergangszeit Tx die dem vorgegebenen Grenzleckwiderstand Rx0 entsprechende Grenzübergangszeit Tx0 erreicht. Das repetitive Befehlssignal PLS ist ein Impulssignal mit einem variablen Zyklus, in welchem ein Ausgabeimpuls invertiert ist, wenn die Übergangszeit Tx erreicht wird.
  • Die Repetitivsignalausgabeschaltung 30E ist dafür konfiguriert, um in Reaktion auf den Schaltbetrieb des Lade/Entlade-Schaltelements 39 den Messpunkt A, der der andere Anschluss des Kopplungskondensators 51 ist, mit einem Ausgabeanschluss der Konstantspannungssteuerstromquelle 25 über den Referenzwiderstand 33 mit dem Widerstandswert Rs zu verbinden, oder den Messpunkt A über denselben Referenzwiderstand 33 mit dem Negativanschluss zu verbinden, der ein Fahrzeugkarosseriepotential aufweist, um dadurch die Überwachungsspannung Vx, die das Potential zwischen dem Messpunkt A und der Fahrzeugkarosserie 11 ist, graduell zu erhöhen oder graduell zu senken. Die Überwachungssignalverarbeitungsschaltung 40E ist dafür konfiguriert, um: das zweite invertierte Logiksignal ANS oder HIG zu erzeugen, wenn der Wert der Überwachungsspannung Vx, die bei einem Gradienten graduell steigt oder graduell fällt, der sanfter wird, wenn die Zeitkonstante (Rs + Rx)C, die ein Produkt der Summe des Widerstandswerts Rs und des Leckwiderstands Rx mit der elektrostatischen Kapazität C des Kopplungskondensators 51 ist, größer wird, angestiegen ist, um den zweiten Schwellenwert V2 zu passieren, und das erste invertierte Logiksignal ANS oder LOW zu erzeugen, wenn der Wert der Überwachungsspannung Vx abgesunken ist, um den ersten Schwellenwert V1 zu passieren, und das zweite invertierte Logiksignal ANS oder HIG und das erste invertierte Logiksignal ANS oder LOW an der Arithmetiksteuerschaltung 20E einzugeben; oder die analoge Signalspannung ANL proportional zur Überwachungsspannung Vx zu erzeugen und die analoge Signalspannung ANL an der Arithmetiksteuerschaltung 20E einzugeben. Die Arithmetiksteuerschaltung 20E empfängt das zweite invertierte Logiksignal ANS oder HIG als eine Eingabe und erzeugt das zweite invertierte Logiksignal ANS oder HIG, basierend auf der eingegebenen Analogsignalspannung ANL und die Arithmetiksteuerschaltung 20E empfängt das erste invertierte Logiksignal ANS oder LOW als eine Eingabe, oder erzeugt das erste invertierte Logiksignal ANS oder LOW, basierend auf der eingegebenen Analogsignalspannung ANL.
  • Die Arithmetiksteuerschaltung 20E ist konfiguriert, um: zur zweiten Übergangszeit Tx2 einen Zeitraum von dann, wenn das erste invertierte Logiksignal ANS oder LOW erzeugt wird, bis dann, wenn das zweite invertierte Logiksignal ANS oder HIG erhalten wird, zu messen, zur ersten Übergangszeit Tx1 einen Zeitraum zu messen von dann, wenn das zweite invertierte Logiksignal ANS oder HIG erzeugt wird, bis dann, wenn das erste invertierte Logiksignal ANS oder LOW erhalten wird, und die erste Übergangszeit Tx1 oder die zweite Übergangszeit Tx2 oder ein Durchschnittswert von sowohl der ersten Übergangszeit Tx1 als auch der zweiten Übergangszeit Tx2 als die Übergangszeit Tx einzustellen. Die Arithmetiksteuerschaltung 20E oder die Überwachungssignalverarbeitungsschaltung 40E invertiert das repetitive Befehlssignal PLS, wenn das erste invertierte Logiksignal ANS oder LOW und das zweite invertierte Logiksignal ANS oder HIG eingegeben oder erzeugt werden. Das erste invertierte Logiksignal und das zweite invertierte Logiksignal sind ein Paar von Logiksignalen des ersten Logiksignals LOW, dessen Ausgabelogik sich vor und nach dem ersten Schwellenwert V1 ändert, und des zweiten Logiksignals HIG, dessen Ausgabelogik sich vor und nach dem zweiten Schwellenwert V2 ändert, oder das Bandhistorienlogiksignal ANS, das zu einem ersten Logikzustand von ”L” oder ”H” wird, wenn der Wert der Überwachungsspannung Vx auf den zweiten Schwellenwert V2 oder höher angestiegen ist, nachdem es auf den ersten Schwellenwert V1 oder niedriger abgesunken ist, und das zu einem zweiten Logikzustand von ”H” oder ”L” wird, wenn der Wert der Überwachungsspannung Vx auf den ersten Schwellenwert V1 oder niedriger gesunken ist, nach Anstieg auf den zweiten Schwellenwert V2 oder höher.
  • Wie oben beschrieben, lädt und entlädt in Verbindung mit Anspruch 7 der vorliegenden Erfindung die repetitive Signalausgabeschaltung den Kopplungskondensator und misst die Arithmetiksteuerschaltung als die Übergangszeit Tx die zweite Übergangszeit Tx2, während welcher die Überwachungsspannung Vx von dem ersten Schwellenwert V1 zum zweiten Schwellenwert V2 ansteigt, oder die erste Übergangszeit Tx1, während welcher die Überwachungsspannung Vx vom zweiten Schwellenwert V2 zum ersten Schwellenwert V1 abnimmt, oder den Durchschnittswert sowohl der zweiten Übergangszeit Tx2 als auch der ersten Übergangszeit Tx1. Weiterhin invertiert die Überwachungssignalverarbeitungsschaltung oder die Arithmetiksteuerschaltung den Impuls, der ausgegeben wird, wenn die Überwachungsspannung Vx abgenommen hat, um den ersten Schwellenwert V1 zu passieren, und wenn die Überwachungsspannung Vx angestiegen ist, um den zweiten Schwellenwert V2 zu passieren.
  • Daher wird der Ausgabeimpuls abwechselnd zusammen mit dem Abschluss der Messung der Übergangszeit Tx invertiert und daher wird die Auftrittsfrequenz des repetitiven Befehlssignals PLS verkürzt, wenn der Leckwiderstand kleiner wird. Somit kann eine Abnormalität rasch detektiert werden. Weiterhin unter Verwendung sowohl des ersten Impulses als auch des zweiten Impulses des repetitiven Befehlssignals PLS kann die Messung des Leckwiderstandes immer wiederholt werden.
  • Wie aus der obigen Beschreibung klar ist, wird gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Leckwiderstandsdetektionsverfahren für eine Bordhochspannungsvorrichtung bereitgestellt, die für die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung für eine Bordhochspannungsvorrichtung verwendet wird, wobei das Leckwiderstandsdetektionsverfahren beinhaltet, wenn die elektrostatische Kapazität des Kopplungskondensators 51 durch C repräsentiert wird, ein parallel kombinierter Leckwiderstandswert des Äquivalentleckwiderstands 65 auf der positiven Potentialseite und des Äquivalentleckwiderstands 66 auf der negativen Potentialseite durch Rx repräsentiert ist, und ein Reihenwiderstandswert, der der Gesamtwert der Lade/Entladewiderstände 33 und 35 ist, die in der repetitiven Signalausgabeschaltung 30E vorgesehen sind, durch R0 repräsentiert ist, und wenn ein Zeitraum, während dem die Überwachungsspannung Vx abwechselnd graduell ansteigt und graduell abnimmt zwischen dem ersten Schwellenwert V1 und dem zweiten Schwellenwert V2, durch die Übergangszeit Tx repräsentiert ist, der Übergangszeitkoeffizient α auf Tx/(R0 × C) eingestellt ist, der Leckwiderstandskoeffizient β auf Rx/R0 eingestellt ist und der Schwellenwertspannungskoeffizient γ auf (V2 – V1)/Vcc eingestellt ist: Berechnen, durch die Arithmetiksteuerschaltung 20E, des Werts des Leckwiderstand Rx entsprechend der gemessenen Übergangszeit Tx unter Verwendung des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ als ein Parameter und basierend auf einer Charakteristikkurve des Übergangszeitkoeffizienten α entsprechend einem Widerstandswert des Leckwiderstandskoeffizienten β, wobei die Charakteristikkurve eine Negativgradientenkurvenregion oder eine Positivgradientenkurvenregion aufweist, in welcher der Übergangszeitkoeffizient α graduell zunimmt oder graduell abfällt zusammen mit einem Anstieg beim Leckwiderstandskoeffizienten β; selektives Verwenden einer Negativgradientenkurvenregion, die der Positivgradientenkurvenregion folgt, oder einer Negativgradientenkurvenregion, die eine Gesamtregion besetzt, und Bestimmen des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ so, dass ein Wert des Übergangszeitkoeffizienten α, wenn der Wert des Leckwiderstands Rx den Grenzleckwiderstand Rx0 erreicht hat, in der Negativgradientenkurvenregion beinhaltet ist; Bestimmen, wenn die Übergangszeit Tx zu einem Wert gleich oder größer der Grenzübergangszeit Tx0 entsprechend dem Grenzleckwiderstand Rx0 geworden ist, dass der Leckwiderstand Rx zu klein ist, und Erzeugen der Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1 und Durchführen der Auszeit-Abnormalitätsbestimmung ERR1, wenn die Übergangszeit Tx die Kurzschlussübergangszeit Tx00 übersteigt, entsprechend einem Fall, bei dem der Leckwiderstand Rx 0 wird.
  • Wie aus der obigen Beschreibung klar ist, wird gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Leckwiderstandsdetektionsverfahren für eine Bordhochspannungsvorrichtung bereitgestellt, welche für die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung für eine Bordhochspannungsvorrichtung verwendet wird, wobei das Leckwiderstandsdetektionsverfahren beinhaltet, wenn die elektrostatische Kapazität des Kopplungskondensators 51 durch C repräsentiert wird, ein parallel kombinierter Leckwiderstandswert des Äquivalentleckwiderstands 65 auf der positiven Potentialseite und des Äquivalentleckwiderstands 66 auf der negativen Potentialseite durch Rx repräsentiert ist, und ein Reihenwiderstandswert, der der Gesamtwert der Lade/Entladewiderstände 33 und 35 ist, die in der repetitiven Signalausgabeschaltung 30E vorgesehen sind, durch R0 repräsentiert ist, und wenn ein Zeitraum, während dem die Überwachungsspannung Vx abwechselnd graduell ansteigt und graduell abnimmt zwischen dem ersten Schwellenwert V1 und dem zweiten Schwellenwert V2, durch die Übergangszeit Tx repräsentiert ist, der Übergangszeitkoeffizient α auf Tx/(R0 × C) eingestellt ist, der Leckwiderstandskoeffizient β auf Rx/R0 eingestellt ist und der Schwellenwertspannungskoeffizient γ auf (V2 – V1)/Vcc eingestellt ist: Berechnen, durch die Arithmetiksteuerschaltung 20E, des Werts des Leckwiderstand Rx entsprechend der gemessenen Übergangszeit Tx unter Verwendung des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ als ein Parameter und basierend auf einer Charakteristikkurve des Übergangszeitkoeffizienten α entsprechend einem Widerstandswert des Leckwiderstandskoeffizienten β, wobei die Charakteristikkurve eine Negativgradientenkurvenregion oder eine Positivgradientenkurvenregion aufweist, in welcher der Übergangszeitkoeffizient α graduell zunimmt oder graduell abfällt zusammen mit einem Anstieg beim Leckwiderstandskoeffizienten β; vorab ausschließen, durch das Charakteristikkurven-Korrekturmittel, das Anwenden einer Negativgradientenkurvenregion, die der Positivgradientenkurvenregion folgt; Bestimmen des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ so, dass ein Wert des Übergangszeitkoeffizienten α, wenn der Wert des Leckwiderstands Rx den Grenzleckwiderstand Rx0 erreicht hat, in der korrigierten Positivgradientenkurvenregion enthalten ist; Bestimmen, wenn die Übergangszeit Tx zu einem Wert gleich oder kleiner der Grenzübergangszeit Tx0 entsprechend dem Grenzleckwiderstand Rx0 geworden ist, dass der Leckwiderstand Rx zu klein ist, und Erzeugen der Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1; und Durchführen der Auszeit-Abnormalitätsbestimmung ERR1, wenn die Übergangszeit Tx die Offenschaltungsübergangszeit Txm entsprechend einem Fall übersteigt, bei dem der Leckwiderstand Rx unendlich ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2002-209331 [0003, 0004, 0015]

Claims (17)

  1. Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung (50A, 50B, 50C, 50D, 50E) für eine Bordhochspannungsvorrichtung bereitgestellt, die mit einer Bordhochspannungsvorrichtung (60X, 60Y) verbindbar ist, die eine Bordhochspannungsgleichstromquelle (61) und eine elektrische Hochspannungslast (64), welche durch die Bordhochspannungsgleichstromquelle (61) zu versorgen und anzutreiben ist, beinhaltet, wobei die Bordhochspannungsvorrichtung (60X, 60Y) einen Leckwiderstand Rx in Bezug auf eine Fahrzeugkarosserie (11) aufweist, wie durch einen Äquivalentleckwiderstand (65) auf einer Positivpotentialseite und einen Äquivalentleckwiderstand (66) auf einer Negativpotentialseite typifiziert, wobei die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung (50A, 50B, 50C, 50D, 50E) eine Konstantspannungssteuerstromquelle (25) umfasst, welche durch eine mit einem negativen Anschluss mit der Fahrzeugkarosserie (11) verbundene Niederspannungsgleichstromquelle (10) versorgt und angetrieben wird und die eine Steuerstromversorgungsspannung Vcc erzeugt, wobei die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung (50A, 50B, 50C, 50D, 50E) konfiguriert ist, einen Wert des Leckwiderstands Rx über einen Kopplungskondensator (51) zu messen, dessen einer Anschluss B mit einer vorgegebenen Position der Bordhochspannungsvorrichtung (60X, 60Y) verbunden ist, wobei die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung (50A, 50B, 50C, 50D, 50E) weiter umfasst eine Repetitivsignalausgabeschaltung (30A, 308, 30C, 30D, 30E), eine Überwachungssignalverarbeitungsschaltung (40A, 40B, 40C, 40D, 40E), und eine Arithmetiksteuerschaltung (20A, 20B, 20C, 20D, 20E), wobei die Arithmetiksteuerschaltung (20A, 20B, 20C, 20D, 20E) einen Mikroprozessor (21) und einen Programmspeicher (24A, 24B, 24C, 24D, 24E) umfasst, die miteinander kooperieren, wobei die Repetitivsignalausgabeschaltung (30A, 30B, 30C, 30D, 30E) alternierend in Reaktion auf einen Schaltvorgang eines Lade/Entlade-Schaltelements (31 oder 39), das in Reaktion auf ein repetitives Befehlssignal PLS arbeitet, eine Ladeperiode und eine Entladeperiode, in denen ein Messpunkt A intermittent mit der Steuerstromversorgungsspannung Vcc über einen Lade/Entladewiderstand (33 oder 35) verbunden ist, wiederholt, wobei der Messpunkt A ein anderer Anschluss des Kopplungskondensators (51) ist, um dadurch eine Überwachungsspannung Vx, die ein Potential zwischen dem Messpunkt A und der Fahrzeugkarosserie (11) ist, graduell zu erhöhen oder graduell abzusenken, wobei die Überwachungssignalverarbeitungsschaltung (40A, 40B, 40C, 40D, 40E) konfiguriert ist, um: zumindest eines der invertierten Logiksignale ANS, LOW und HIG zu erzeugen, wenn ein Wert der Überspannung Vx, die bei einem Gradienten graduell steigt oder graduell sinkt, der sanfter wird, wenn die Lade/Entlade-Zeitkonstante größer wird, eine vorgegebene Schwellenwertspannung passiert und das zumindest eine der invertierten Logiksignale ANS,.LOW und HIG an der Arithmetiksteuerschaltung (20A, 20B, 20C, 20D, 20E) einzugeben; oder eine Analogsignalspannung ANL proportional zur Überwachungsspannung Vx zu erzeugen und die Analogsignalspannung ANL an der Arithmetiksteuerschaltung (20A, 20B, 20C, 20D, 20E) einzugeben; wobei die Arithmetiksteuerschaltung (20A, 20B, 20C, 20D, 20E) konfiguriert ist, um: eine Übergangszeit Tx, während welcher sich der Wert der Überwachungsspannung Vx von einer Schwellenwertspannung gleich oder höher als 0 Volt oder einer Schwellenwertspannung gleich oder niedriger als der Steuerstromversorgungsspannung Vcc zur anderen ändert, zu messen; den Leckwiderstand Rx, der ein parallel kombinierter Widerstand des Äquivalentleckwiderstands (65) auf der Positivpotentialseite und des Äquivalentleckwiderstands (66) auf der Negativpotentialseite ist, zu berechnen, basierend auf einer Funktionsformel oder einer Datentabelle, die sich auf die Übergangszeit Tx und den Leckwiderstand Rx bezieht; und eine Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1 zu erzeugen, wenn der Leckwiderstand Rx gleich oder kleiner einem vorgegebenen Grenzleckwiderstand Rx0 wird oder wenn die Übergangszeit Tx eine Grenzübergangszeit Tx0 entsprechend dem vorgegebenen Grenzleckwiderstand Rx0 erreicht, und wobei das repetitive Befehlssignal PLS ein Impulssignal mit einem festen Zyklus, der die Ladungsperiode oder die Entladungsperiode aufweist, die länger als zumindest die Grenzübergangszeit Tx0 ist, oder ein Impulssignal mit einem variablen Zyklus, in welchen ein Ausgabeimpuls invertiert wird, wenn die Übergangszeit Tx erreicht ist, umfasst.
  2. Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung für eine Bordhochspannungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Lade/Entladewiderstand (33) einen Referenzwiderstand mit einem Widerstandswert Rs und einen Schnelllade/Entladewiderstand (35, 35a, 35b) mit dem Widerstandswert Rq, der hinreichend kleiner als der Widerstandswert Rs ist, beinhaltet, und der Schnelllade/Entladewiderstand (35, 35a, 35b) mit einem Negativanschluss und einem Positivanschluss der Konstantspannungssteuerstromquelle (25) über das Paar von Bypassdioden (36 und 37) verbunden ist, und wobei der Referenzwiderstand (33) in Reihe mit dem Leckwiderstand Rx als ein Lade/Entladewiderstand für den Kopplungskondensator (51) verbunden ist, wenn die Arithmetiksteuerschaltung (20A, 20B, 20C, 20D, 20E) die Übergangszeit Tx der graduell steigenden Überwachungsspannung Vx oder der graduell sinkende Überwachungsspannung Vx misst und der Referenzwiderstand (33) entfernt wird, wenn ein Potential der Überwachungsspannung Vx relativ zur Fahrzeugkarosserie sich geändert hat, um 0 Volt oder niedriger oder die Steuerstromversorgungsspannung Vcc oder höher zu sein, aufgrund einer abrupten Änderung der Stromversorgungsspannung der Hochspannungsgleichstromquelle (61) oder einer abrupten Änderung des Äquivalentleckwiderstands (65) auf der positiven Potentialseite oder des Äquivalentleckwiderstands (66) auf der negativen Potentialseite, weil der Hochspannungsstromversorgungsschalter (62) für die elektrische Hochspannungslast (64) geschlossen oder geöffnet wird, oder weil eine Abnormalität aufgetreten ist, um so den Kopplungskondensator (51) über den Schnelllade/Entladewiderstand (35, 35a, 35b) und das Paar vpm Bypassdioden (36 oder 37) unabhängig von einem Betriebszustand des Lade/Entlade-Schaltelements (31) zu laden und zu entladen.
  3. Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung für eine Bordhochspannungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die repetitive Signalausgabeschaltung (30A) dafür konfiguriert ist, in Reaktion auf den Schaltvorgang des Lade/Entlade-Schaltelements (31) den Messpunkt A, der ein anderer Anschluss des Kopplungskondensators (51) ist, mit einem Ausgabeanschluss der Konstantspannungssteuerstromquelle (25) über den Referenzwiderstand (33) mit dem Referenzwert Rs zu verbinden, oder den Messpunkt A des negativen Anschlusses entsprechend dem Fahrzeugkarosseriepotential über den Schnelllade/Entladewiderstand (35) mit dem Widerstandswert Rq, der hinreichend kleiner als der Widerstandswert Rs ist, zu verbinden, um damit die Überwachungsspannung Vx, die das Potential zwischen dem Messpunkt A und der Fahrzeugkarosserie (11) ist, graduell zu erhöhen oder rasch abzusenken, wobei die Überwachungssignalverarbeitungsschaltung 40A dafür konfiguriert ist: das invertierte Logiksignal HIG zu erzeugen, wenn der Wert der Überwachungsspannung Vx, die graduell bei einem Gradienten ansteigt, der sanfter wird, wenn die Zeitkonstante (Rs + Rx)C, die ein Produkt der Summe eines Widerstandswertes Rs (Rs >> Rq) und des Leckwiderstands Rx und der elektrostatischen Kapazität C des Kopplungskondensators (51) ist, größer wird, angestiegen ist, um die vorbestimmte Schwellenwertspannung V0 zu passieren und das invertierte Logiksignal HIG an der Arithmetiksteuerschaltung (20A) einzugeben; oder die analoge Signalspannung ANL proportional zur Überwachungsspannung Vx zu erzeugen und die analoge Signalspannung ANL an der Arithmetiksteuerschaltung (20A) einzugeben, und wobei die Arithmetiksteuerschaltung (20A) eine Ausgabe des repetitiven Befehlssignals PLS, das ein Impulsfolgesignal mit einem festen Zyklus ist, in einem Zustand invertiert, in dem der Wert der Überwachungsspannung Vx abrupt abgenommen hat, um sich 0 Volt anzunähern, durch das Lade/Entlade-Schaltelement (31), und die Ausgabe des repetitiven Befehlssignals PLS invertiert, nach Empfang des invertierten Logiksignals HIG als eine Eingabe oder nach Messen, zur Übergangszeit Tx, eines Zeitraums von dann, wenn das invertierte Logiksignal HIG basierend auf der Eingangsanalogspannung ANL erzeugt wird, bis dann, wenn das invertierte Logiksignal HIG erhalten wird.
  4. Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung für eine Bordhochspannungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Repetitivsignalausgabeschaltung (30B) dafür konfiguriert ist, in Reaktion auf den Schaltvorgang des Lade/Entlade-Schaltelements (31), den Messpunkt A, der der andere Anschluss des Kopplungskondensators (51) ist, mit einem Ausgabeanschluss der Konstantspannungssteuerstromquelle (25) über den Schnelllade/Entladewiderstand (35) mit dem Widerstandswert Rq zu verbinden, oder den Messpunkt A mit dem, dem Fahrzeugkarosseriepotential entsprechenden Negativanschluss über den Referenzwiderstand (33) mit dem Referenzwert Rs, der hinreichend größer als der Widerstandswert Rq ist, zu verbinden, um dadurch die Überwachungsspannung Vx, die das Potential zwischen dem Messpunkt A und der Fahrzeugkarosserie (11) ist, rasch zu erhöhen oder graduell abzusenken, wobei die Überwachungssignalverarbeitungsschaltung (40B) dafür konfiguriert ist: das invertierte Logiksignal LOW zu erzeugen, wenn der Wert der Überwachungsspannung Vx, die graduell bei einem Gradienten absinkt, der sanfter wird, wenn eine Zeitkonstante (Rx + Rx)C, die ein Produkt einer Summe des Widerstandswerts Rs (Rs >> Rq) und des Leckwiderstands Rx mit einer elektrostatischen Kapazität C des Kopplungskondensators (51) ist, größer wird, abgenommen hat, um einen Wert zu passieren, der durch Subtrahieren der vorgegebenen Schwellenwertspannung V0 von der Steuerstromversorgungsspannung Vcc erhalten wird und das invertierte Logiksignal LOW an der Arithmetiksteuerschaltung (20B) einzugeben; oder die analoge Signalspannung ANL proportional zur Überwachungsspannung Vx zu erzeugen und die analoge Signalspannung ANL an der Arithmetiksteuerschaltung (20B) einzugeben, und wobei die Arithmetiksteuerschaltung (20B) eine Ausgabe des repetitiven Befehlssignals PLS, die ein Impulsfolgesignal mit einem festen Zyklus ist, in einem Zustand invertiert, in dem der Wert der Überwachungsspannung Vx abrupt angestiegen ist, um sich der Steuerstromversorgungsspannung Vcc anzunähern, durch das Hilfsschaltelement 31, und die Ausgabe des repetitiven Befehlssignals PLS invertiert nach Empfangen des invertierten Logiksignals LOW als eine Eingabe oder nach Messen, als der Übergangszeit Tx eines Zeitraums von dann, wenn das invertierte Logiksignal LOW erzeugt wird, basierend auf der Eingangsanalogsignalspannung ANL, bis zu dann, wenn das invertierte Logiksignal LOW erhalten wird.
  5. Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung für eine Bordhochspannungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Repetitivsignalausgabeschaltung (30C) konfiguriert ist, um in Reaktion auf den Schaltbetrieb des Lade/Entladeschaltelements (31) den Messpunkt A, welcher der andere Anschluss des Kopplungskondensators (51) ist, mit einem Ausgangsanschluss der Konstantspannungssteuerstromquelle (25) über den Schnelllade/Entladewiderstand (35) mit dem Referenzwert Rq zu verbinden, oder den Messpunkt A mit dem Negativanschluss mit einem Fahrzeugkarosseriepotential über den Referenzwiderstand (33) mit dem Widerstandswert Rs, der ausreichend größer als der Widerstandswert Rq ist, zu verbinden, um dadurch die Überwachungsspannung Vx, die das Potential zwischen dem Messpunkt A und der Fahrzeugkarosserie (11) ist, schnell zu erhöhen oder graduell abzusenken, wobei die Überwachungssignalverarbeitungsschaltung (40C) dafür konfiguriert ist: das erste invertierte Logiksignal ANS oder LOW zu erzeugen, während der Wert der Überwachungsspannung Vx, der graduell bei einem Gradienten abnimmt, der sanfter wird, wenn die Zeitkonstante (Rs + Rx)C, die ein Produkt einer Summe des Widerstandswertes Rs (Rs >> Rq) und des Leckwiderstands Rx, und der elektrostatischen Kapazität C ist, des Kopplungskondensators (51), größer wird, abgenommen hat, um den ersten Schwellenwert V1 zu passieren, und das erste invertierte Logiksignal ANS oder LOW an der Arithmetiksteuerschaltung (20C) einzugeben; oder die Analogsignalspannung ANL proportional zur Überwachungsspannung Vx zu erzeugen und die Analogsignalspannung ANL an der Arithmetiksteuerschaltung (20C) einzugeben, und wobei die Überwachungssignalverarbeitungsschaltung (40C) weiter konfiguriert ist, um: das zweite invertierte Logiksignal ANS oder HIG zu erzeugen, wenn der Wert der Überwachungsspannung Vx, der rasch bei einem Gradienten steigt, der steiler wird, wenn die Zeitkonstante (Rq + Rx)C kleiner wird, angestiegen ist, um den zweiten Schwellenwert V2 zu passieren, der nahe an der Steuerstromversorgungsspannung Vcc liegt, und das zweite invertierte Logiksignal ANS oder HIG an der Arithmetiksteuerschaltung (20C) einzugeben; oder die Analogsignalspannung ANL proportional zur Überwachungsspannung Vx zu erzeugen und die Analogsignalspannung ANL an der Arithmetiksteuerschaltung (20C) einzugeben, wobei die Arithmetiksteuerschaltung (20C) das zweite invertierte Logiksignal ANS oder HIG als eine Eingabe empfängt oder das zweite invertierte Logiksignal ANS oder HIG, basierend auf der eingegebenen Analogsignalspannung ANL, erzeugt, und die Arithmetiksteuerschaltung das erste invertierte Logiksignal ANS oder LOW als eine Eingabe empfängt oder das erste invertierte Logiksignal ANS oder LOW basierend auf der eingegebenen Analogsignalspannung ANL erzeugt, wobei die Arithmetiksteuerschaltung (20C), als Übergangszeit Tx, einen Zeitraum von dann, wenn das zweite invertierte Logiksignal ANS oder HIG erzeugt wird, bis dann, wenn das erste invertierte Logiksignal ANS oder LOW erhalten wird, misst, wobei die Arithmetiksteuerschaltung (20C) oder die Überwachungssignalverarbeitungsschaltung (40C) das repetitive Befehlssignal PLS invertiert, wenn das erste invertierte Logiksignal ANS oder LOW und das zweite invertierte Logiksignal ANS oder HIG eingegeben oder erzeugt werden, und wobei das erste invertierte Logiksignal und das zweite invertierte Logiksignal ein Paar von Logiksignalen des ersten Logiksignals LOW, dessen Ausgabelogik sich vor und nach dem ersten Schwellenwert V1 ändert, und des zweiten Logiksignals HIG, dessen Ausgangslogik sich vor und nach dem zweiten Schwellenwert V2 ändert, oder das Bandhistorienlogiksignal ANS, das in einen ersten Logikzustand von ”L” oder ”H” kommt, sind, wenn der Wert der Überwachungsspannung Vx sich auf den zweiten Schwellenwert V2 oder höher erhöht hat, nach Abnehmen auf den ersten Schwellenwert V1 oder niedriger, und zu einem zweiten Logikzustand von ”H” oder ”L” wird, wenn der Wert der Überwachungsspannung Vx bis auf den ersten Schwellenwert V1 oder niedriger abgenommen hat, nach Ansteigen auf den zweiten Schwellenwert V2 oder höher.
  6. Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung für eine Bordhochspannungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die repetitive Signalausgabeschaltung 30D konfiguriert ist, in Reaktion auf den Schaltvorgang des Lade/Entlade-Schaltelements (31) den Messpunkt A, der der andere Anschluss des Kopplungskondensators (51) ist, mit einem Ausgabeanschluss der Konstantspannungssteuerstromquelle (25) über den Referenzwiderstand (33) mit dem Widerstandswert Rs zu verbinden, oder den Messpunkt A mit dem Negativanschluss, der ein Fahrzeugkarosseriepotential aufweist, über den Schnelllade/Entladewiderstand (35) mit dem Referenzwert Rq, der hinreichend kleiner als der Widerstandswert Rs ist, zu verbinden, um dadurch die Überwachungsspannung Vx, die das Potential zwischen dem Messpunkt A und der Fahrzeugkarosserie (11) ist, graduell zu erhöhen oder schnell abzusenken, wobei die Überwachungssignalverarbeitungsschaltung (40D) konfiguriert ist: das zweite invertierte Logiksignal ANS oder HIG zu erzeugen, wenn der Wert der Überwachungsspannung Vx, die bei einem Gradienten graduell ansteigt, der sanfter wird, wenn die Zeitkonstante (Rs + Rx)C, die ein Produkt der Summe des Widerstandswerts Rs (Rs >> Rq) und des Leckwiderstands Rx und der elektrostatischen Kapazität C des Kopplungskondensators (51) ist, größer wird, angestiegen ist, um den zweiten Schwellenwert V2 zu passieren und das zweite invertierte Logiksignal ANS oder HIG an die Arithmetiksteuerschaltung (20D) einzugeben; oder die analoge Signalspannung ANL proportional zur Überwachungsspannung Vx zu erzeugen und die analoge Signalspannung ANL an der Arithmetiksteuerschaltung (20D) einzugeben, und die Überwachungssignalverarbeitungsschaltung (40D) weiter dafür konfiguriert ist, um: das erste invertierte Logiksignal ANS oder LOW zu erzeugen, wenn der Wert der Überwachungsspannung Vx, welcher schnell bei einem Gradienten fällt, der steiler wird, wenn die Zeitkonstante (Rq + Rx)C kleiner wird, abgenommen hat, um den ersten Schwellenwert V1, der nahe an 0 Volt liegt, zu passieren, und das erste invertierte Logiksignal ANS oder LOW an der Arithmetiksteuerschaltung (20D) einzugeben; oder die Analogsignalspannung ANL proportional zur Überwachungsspannung Vx zu erzeugen und die Analogsignalspannung ANL an der Arithmetiksteuerschaltung (20D) einzugeben, wobei die Arithmetiksteuerschaltung (20D) das zweite invertierte Logiksignal ANS oder HIG als eine Eingabe empfängt oder das zweite invertierte Logiksignal ANS oder HIG basierend auf der Eingangsanalogsignalspannung ANL erzeugt, und die Arithmetiksteuerschaltung (20D) das erste invertierte Logiksignal ANS oder LOW als eine Eingabe empfängt oder das erste invertierte Logiksignal ANS oder LOW, basierend auf der eingegebenen Analogsignalspannung ANL, erzeugt, wobei die Arithmetiksteuerschaltung (20D) als die Übergangszeit Tx einen Zeitraum von dann, wenn das erste invertierte Logiksignal ANS oder LOW erzeugt wird, bis dann, wenn das zweite invertierte Logiksignal ANS oder HIG erhalten wird, misst, wobei die Arithmetiksteuerschaltung (20D) oder die Überwachungssignalverarbeitungsschaltung (40D) das repetitive Befehlssignal PLS invertiert, wenn das erste invertierte Logiksignal ANS oder LOW und das zweite invertierte Logiksignal ANS oder HIG eingegeben oder erzeugt werden, und wobei das erste invertierte Logiksignal und das zweite invertierte Logiksignal ein Paar von Logiksignalen eines ersten Logiksignals LOW sind, dessen Ausgabelogik sich vor und nach dem ersten Schwellenwert V1 ändert, und eines zweiten Logiksignals HIG, dessen Ausgabelogik sich vor und nach dem zweiten Schwellenwert V2 ändert, oder einem Bandhistorienlogiksignal ANS, das einen ersten logischen Zustand von ”L” oder ”H” annimmt, wenn der Wert der Überwachungsspannung Vx bis auf den zweiten Schwellenwert V2 oder höher angestiegen ist, nach Abnehmen auf den ersten Schwellenwert V1 oder niedriger, und der zu einem zweiten logischen Zustand von ”H” oder ”L” wird, wenn der Wert der Überwachungsspannung Vx zum ersten Schwellenwert V1 oder niedriger abgenommen hat, nach Anstieg auf den zweiten Schwellenwert V2 oder höher.
  7. Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung für eine Bordhochspannungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Repetitivsignalausgabeschaltung (30E) dafür konfiguriert ist, um in Reaktion auf den Schaltbetrieb des Lade/Entlade-Schaltelements (39) den Messpunkt A, der der andere Anschluss des Kopplungskondensators (51) ist, mit einem Ausgabeanschluss der Konstantspannungssteuerstromquelle (25) über den Referenzwiderstand (33) mit dem Widerstandswert Rs zu verbinden, oder den Messpunkt A über denselben Referenzwiderstand (33) mit dem Negativanschluss zu verbinden, der ein Fahrzeugkarosseriepotential aufweist, um dadurch die Überwachungsspannung Vx, die das Potential zwischen dem Messpunkt A und der Fahrzeugkarosserie (11) ist, graduell zu erhöhen oder graduell zu senken, wobei die Überwachungssignalverarbeitungsschaltung (40E) dafür konfiguriert ist, um: zweite invertierte Logiksignale ANS oder HIG zu erzeugen, wenn der Wert der Überwachungsspannung Vx, die bei einem Gradienten graduell steigt oder graduell fällt, der sanfter wird, wenn eine Zeitkonstante (Rs + Rx)C, die ein Produkt der Summe des Widerstandswerts Rs und des Leckwiderstands Rx mit einer elektrostatischen Kapazität C des Kopplungskondensators (51) ist, größer wird, angestiegen ist, um den zweiten Schwellenwert V2 zu passieren, und erste invertierte Logiksignale ANS oder LOW zu erzeugen, wenn der Wert der Überwachungsspannung Vx abgesunken ist, um einen ersten Schwellenwert V1 zu passieren, und das zweite invertierte Logiksignal ANS oder HIG und das erste invertierte Logiksignal ANS oder LOW an der Arithmetiksteuerschaltung (20E) einzugeben; oder die analoge Signalspannung ANL proportional zur Überwachungsspannung Vx zu erzeugen und die analoge Signalspannung ANL an der Arithmetiksteuerschaltung (20E) einzugeben, wobei die Arithmetiksteuerschaltung (20E) das zweite invertierte Logiksignal ANS oder HIG als eine Eingabe empfängt und das zweite invertierte Logiksignal ANS oder HIG, basierend auf der eingegebenen Analogsignalspannung ANL erzeugt, und die Arithmetiksteuerschaltung (20E) das erste invertierte Logiksignal ANS oder LOW als eine Eingabe empfängt, oder das erste invertierte Logiksignal ANS oder LOW, basierend auf der eingegebenen Analogsignalspannung ANL, erzeugt, wobei die Arithmetiksteuerschaltung (20E) konfiguriert ist, um als eine zweite Übergangszeit Tx2 einen Zeitraum von dann, wenn das erste invertierte Logiksignal ANS oder LOW erzeugt wird, bis dann, wenn das zweite invertierte Logiksignal ANS oder HIG erhalten wird, zu messen, als eine erste Übergangszeit Tx1 einen Zeitraum zu messen von dann, wenn das zweite invertierte Logiksignal ANS oder HIG erzeugt wird, bis dann, wenn das erste invertierte Logiksignal ANS oder LOW erhalten wird, und die erste Übergangszeit Tx1 oder die zweite Übergangszeit Tx2 oder einen Durchschnittswert von sowohl der ersten Übergangszeit Tx1 als auch der zweiten Übergangszeit Tx2 als die Übergangszeit Tx einzustellen, wobei die Arithmetiksteuerschaltung (20E) oder die Überwachungssignalverarbeitungsschaltung (40E) das repetitive Befehlssignal PLS invertiert, wenn das erste invertierte Logiksignal ANS oder LOW und das zweite invertierte Logiksignal ANS oder HIG eingegeben oder erzeugt werden, und wobei das erste invertierte Logiksignal und das zweite invertierte Logiksignal ein Paar von Logiksignalen des ersten Logiksignals LOW, dessen Ausgabelogik sich vor und nach dem ersten Schwellenwert V1 ändert, und eines zweiten Logiksignals HIG, dessen Ausgabelogik sich vor und nach dem zweiten Schwellenwert V2 ändert, sind, oder ein Bandhistorienlogiksignal ANS, das zu einem ersten Logikzustand von ”L” oder ”H” wird, wenn der Wert der Überwachungsspannung Vx auf den zweiten Schwellenwert V2 oder höher angestiegen ist, nachdem es auf den ersten Schwellenwert V1 oder niedriger abgesunken ist, und das zu einem zweiten Logikzustand von ”H” oder ”L” wird, wenn der Wert der Überwachungsspannung Vx auf den ersten Schwellenwert V1 oder niedriger gesunken ist, nach Anstieg auf den zweiten Schwellenwert V2 oder höher.
  8. Leckwiderstandsdetektionsverfahren für eine Bordhochspannungsvorrichtung, die als die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung für eine Bordhochspannungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2 verwendet wird, wobei das Leckwiderstandsdetektionsverfahren umfasst, wenn eine elektrostatische Kapazität eines Kopplungskondensators (51) durch C repräsentiert ist, ein parallel kombinierter Leckwiderstandswert des Äquivalentleckwiderstands (65) auf der Positivpotentialseite und des Äquivalentleckwiderstand (66) auf der Negativpotentialseite durch Rx repräsentiert wird, und ein Reihenwiderstandswert, welcher ein Gesamtwert der in der Repititivsignalausgabeschaltung (30A, 30B, 30C, 30D, 30E) vorgesehenen Lade/Entladewiderstände (33 und 35) ist, durch R0 repräsentiert wird, und wenn entweder ein Zeitraum, während dem die Überwachungsspannung Vx graduell von einem Zustand von 0 bis zur vorgegebenen Schwellenwertspannung V0 ansteigt, ein Zeitraum, während dem die Überwachungsspannung Vx graduell von einem Zustand der Steuerstromversorgungsspannung Vcc zu einer vorgegebenen Schwellenwertspannung (Vcc – V0) absinkt, oder ein Zeitraum, während dem die Überwachungsspannung Vx abwechselnd zwischen einem ersten Schwellenwert V1 und einem zweiten Schwellenwert V2 graduell steigt und graduell abfällt, durch eine Übergangszeit Tx repräsentiert wird, ein Übergangszeitkoeffizient α auf Tx/(R0 × C) eingestellt wird, ein Leckwiderstandskoeffizienten β auf Rx/R0 eingestellt wird, und ein Schwellenwertspannungskoeffizienten γ auf V0/Vcc oder (V2 – V1)/Vcc eingestellt wird: Berechnen, durch eine Arithmetiksteuerschaltung (20A, 20B, 20C, 20D, 20E), des Werts des Leckwiderstands Rx entsprechend der gemessenen Übergangszeit Tx, indem der Schwellenwertspannungskoeffizient γ als ein Parameter verwendet wird, und basierend auf einer Charakteristikkurve des Übergangszeitkoeffizient α entsprechend einem Widerstandswert des Leckwiderstandskoeffizienten β, wobei die Charakteristikkurve eine Negativgradientenkurvenregion oder eine Positivgradientenkurvenregion aufweist, in denen der Übergangszeitkoeffizient α graduell ansteigt oder graduell abfällt, zusammen mit einem Anstieg beim Leckwiderstandskoeffizienten β; selektives Verwenden einer Negativgradientenkurvenregion, die der Positivgradientenkurvenregion folgt, oder einer eine gesamte Region besetzenden Negativgradientenkurvenregion, und Bestimmen des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ, so dass ein Wert des Übergangszeitkoeffizient α, wenn der Wert des Leckwiderstands Rx den Grenzleckwiderstand Rx0 erreicht hat, in der Negativgradientenkurvenregion enthalten ist; Bestimmen, wenn die Übergangszeit Tx zu einem Wert gleich oder größer der dem Grenzleckwiderstand Rx0 entsprechenden Grenzübergangszeit Tx0 geworden ist, dass der Leckwiderstand Rx zu klein ist, und Erzeugen der Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1; und Durchführen der Aus-Zeit-Abnormalitätbestimmung ERR1, wenn die Übergangszeit Tx eine Kurzschlussübergangszeit Tx00 entsprechend einem Fall übersteigt, bei dem der Leckwiderstand Rx zu 0 wird.
  9. Leckwiderstandsdetektionsverfahren für eine Bordhochspannungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Charakteristikkurve eine Negativgradientenkurvenregion als eine Gesamtregion aufweist und ein niedriger Schwellenwertspannungskoeffizient γ so angewendet wird, dass die Charakteristikkurve keine Positivgradientenkurvenregion enthält.
  10. Leckwiderstandsdetektionsverfahren für eine Bordhochspannungsvorrichtung, welche für die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung für eine Bordhochspannungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2 verwendet wird, wobei das Leckwiderstandsdetektionsverfahren umfasst, wenn die elektrostatische Kapazität des Kopplungskondensators (51) durch C repräsentiert wird, ein paralleler, kombinierter Leckwiderstandswert des Äquivalentleckwiderstands (65) auf der positiven Potentialseite und der Äquivalentleckwiderstand (66) auf der negativen Potentialseite durch Rx repräsentiert wird, und ein Reihenwiderstandswert, welcher ein Gesamtwert der Lade/Entladewiderstände (33 und 35) ist, die in der Repetitivsignalausgabeschaltung (30A, 30B, 30C, 30D, 30E) vorgesehen sind, durch R0 repräsentiert ist, und wenn entweder ein Zeitraum, während dem die Überwachungsspannung Vx graduell von einem Zustand von 0 bis zur vorgegebenen Schwellenwertspannung V0 ansteigt, ein Zeitraum, während dem die Überwachungsspannung Vx graduell von einem Zustand der Steuerstromversorgungsspannung Vcc zu einer vorgegebenen Schwellenwertspannung (Vcc – V0) absinkt, oder ein Zeitraum, während dem die Überwachungsspannung Vx abwechselnd zwischen einem ersten Schwellenwert V1 und einem zweiten Schwellenwert V2 graduell steigt und graduell abfällt, durch eine Übergangszeit Tx repräsentiert wird, ein Übergangszeitkoeffizient α auf Tx/(R0 × C) eingestellt wird, ein Leckwiderstandskoeffizienten β auf Rx/R0 eingestellt wird und ein Schwellenwertspannungskoeffizienten γ auf V0/Vcc oder (V2 – V1)/Vcc eingestellt wird: Berechnen, durch die Arithmetiksteuerschaltung (20A, 20B, 20C, 20D, 20E), des Werts des der gemessenen Übergangszeit Tx entsprechenden Leckwiderstands Rx unter Verwendung des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ als einem Parameter und basierend auf einer Charakteristikkurve des Übergangszeitkoeffizienten α entsprechend einem Wert des Leckwiderstandskoeffizienten β, wobei die Charakteristikkurve eine Negativgradientenkurvenregion oder eine Positivgradientenkurvenregion aufweist, in der der Übergangszeitkoeffizient α graduell steigt oder graduell sinkt zusammen mit einem Anstieg beim Leckwiderstandskoeffizienten β; Ausschließen, vorab, durch ein Charakteristikkurvenkorrekturmittel, die Anwendung einer Negativgradientenkurvenregion, die der Positivgradientenkurvenregion folgt; Bestimmen des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ, so dass ein Wert des Übergangszeitkoeffizienten α, wenn der Wert des Leckwiderstandes Rx den Grenzleckwiderstand Rx0 erreicht hat, in der korrigierten Positivgradientenkurvenregion enthalten ist; Bestimmen, wenn die Übergangszeit Tx zu einem Wert gleich oder kleiner der dem Grenzleckwiderstand Rx0 entsprechenden Grenzübergangszeit Tx0 geworden ist, dass der Leckwiderstand Rx zu klein ist, und Erzeugen der Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1; und Durchführen einer Zeitaus-Abnormalitätsbestimmung ERR1, wenn die Übergangszeit Tx eine Offenschaltungsübergangszeit Txm entsprechend einem Fall übersteigt, wenn der Leckwiderstand Rx unendlich ist.
  11. Leckwiderstandsdetektionsverfahren für eine Bordhochspannungsvorrichtung gemäß Anspruch 10, weiter umfassend: verbinden, vorab, durch das Charakteristikkurvenkorrekturmittel, des Bypassleckwiderstands (53) zwischen dem Verbindungspunkt B des Kopplungskondensators (51) und der Bordhochspannungsvorrichtung (60X, 60Y), und der Fahrzeugkarosserie (11), wobei der Bypassleckwiderstand (53) den zusätzlichen Widerstand R3 aufweist, der hinreichend größer als der Grenzleckwiderstand Rx0 ist, und, Unterdrücken, durch den Bypassleckwiderstand, des Werts des Leckwiderstandskoeffizienten β auf R3/R0, wenn der Leckwiderstand Rx unendlich ist, um dadurch zu verhindern, dass der Übergangszeitkoeffizient α übermäßig wird.
  12. Leckwiderstandsdetektionsverfahren für eine Bordhochspannungsvorrichtung gemäß Anspruch 8 oder 10, wobei die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung weiter einen Bypassleckwiderstand (53), der zwischen dem Verbindungspunkt B zwischen dem Kopplungskondensator (51) und der Bordhochspannungsvorrichtung (60X, 60Y), und der Fahrzeugkarosserie (11) verbunden ist, umfasst, und wobei das Leckwiderstandsdetektionsverfahren weiter das Messen, durch die Arithmetiksteuerschaltung (20A, 20B, 20C, 20D, 20E) des Leckwiderstands Rx in einem Zustand, in dem der Kopplungskondensator (51) und die Bordhochspannungsvorrichtung (60X, 60Y) nicht miteinander verbunden sind, und Kalibrieren und Speichern des Wertes der elektrostatischen Kapazität C des Kopplungskondensators (51) umfasst, so dass ein erhaltenes Ergebnis der zusätzliche Widerstand R3 des Bypassleckwiderstandes (53) wird.
  13. Leckwiderstandsdetektionsverfahren für eine Bordhochspannungsvorrichtung gemäß Anspruch 8 oder 10, weiter umfassend, durch die Arithmetiksteuerschaltung (20A, 20B, 20C, 20D, 20E): Messen, in Reaktion auf das invertierte Logiksignal HIG oder die analoge Signalspannung ANL, die in Reaktion auf die aus der Überwachungssignalverarbeitungsschaltung (40A, 40B, 40C, 40D, 40E) eingegebene Überwachungsspannung Vx arbeitet, eines Zeitraums, während dem die Überwachungsspannung Vx von einem durch eine Schwellenwertspannung und eine andere Schwellenwertspannung zu Messen der Übergangszeit Tx bestimmten korrekten Spannungsbereich abweicht; und Unterbrechen der Messung des Leckwiderstands Rx, wenn der Messzeitraum innerhalb eines vorgegebenen gestattbaren Bestimmungszeitraums liegt, und Feststellen der transienten Charakteristikabnormalität ERR2, wenn der gemessene Zeitraum einen vorgegebenen Abnormalitätsbestimmungszeitraum übersteigt.
  14. Leckwiderstandsdetektionsverfahren für eine Bordhochspannungsvorrichtung gemäß Anspruch 13, weiter umfassend: Eingeben eines Fahrzeugzustandssignals (18) an die Arithmetiksteuerschaltung (20A, 20B, 20C, 20D, 20E), wobei das Fahrzeugzustandssignal (18) ein Signal zum Identifizieren des Auftretens eines Zustands ist, der für Fluktuationen beim Fahrzeugkarosseriepotential an einem Verbindungspunkt zwischen dem Kopplungskondensator (51) und der Bordhochspannungsvorrichtung (60X, 60Y) verantwortlich ist; und Detektieren, durch die Arithmetiksteuerschaltung (20A, 20B, 20C, 20D, 20E), einer Änderung im Zustand des Fahrzeugzustandssignals (18), um eine abrupte Änderung beim Leckwiderstand vorherzusagen, und Vermeiden der Bestimmung der transienten Charakteristikabnormalität unmittelbar nach der Änderung beim Zustand des Fahrzeugzustandssignals (18).
  15. Leckwiderstandsdetektionsverfahren für eine Bordhochspannungsvorrichtung gemäß Anspruch 8 oder 10, weiter umfassend: veranlassen eines nicht-flüchtigen Datenspeichers (23), der ein Teilbereich des Programmspeichers (24A, 24B, 24C, 24D, 24E) oder eines Speichers ist, der zusammen mit dem Programmspeicher (24A, 24B, 24C, 24D, 24E) vorgesehen ist: vorab eine Datentabelle, die sich auf eine Charakteristikkurve des Übergangszeitkoeffizienten α von Tx/(R0C) relativ zum Leckwiderstandskoeffizienten β von Rx/R0 unter Verwendung des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ von V0/Vcc oder (V2 – V1)/Vcc als einen Parameter, und einen Wert des Schwellenwertspannungskoeffizienten γ, Werte des Referenzwerts Rs und des Schnelllade/Entladewiderstands Rq, die den Wert des Reihenwiderstands R0 festlegen, einen Wert der elektrostatischen Kapazität C, einen Wert des Grenzleckwiderstand Rx0 und einen Wert des vorläufig mitzuteilenden vorläufigen Leckwiderstands Rxn zu schreiben und zu speichern; und den Wert des Leckwiderstands Rx, der während des Betriebs gemessen wird, und Abnormalitätsauftritts-Historieninformation periodisch oder unmittelbar vor dem Stopp des Betriebs zu schreiben und zu speichern; und durch die Arithmetiksteuerschaltung (20A, 20B, 20C, 20D, 20E) den Wert des Leckwiderstandskoeffizienten β aus der Datentabelle in Korrespondenz mit dem Übergangszeitkoeffizienten α, der durch die Übergangszeit Tx berechnet ist, auszulesen, um dadurch einen aktuellen Leckwiderstand Rx zu berechnen, und Vergleichen des aktuellen Leckwiderstand Rx mit dem Wert des Grenzleckwiderstand Rx0 oder dem Wert des vorläufigen Lastwiderstands Rxn, um dadurch eine Voralarmausgabe ER2 zusätzlich zur Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1 zu erzeugen, oder Bestimmung der Zustandsänderungsabnormalität ERR3 durchzuführen, wenn sich der Leckwiderstand in einer Zeitreihe abrupt abgesenkt hat.
  16. Leckwiderstandsdetektionsverfahren für eine Bordhochspannungsvorrichtung gemäß Anspruch 8 oder 10, wobei die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung weiter einen Testleckwiderstand (54) und ein Test-Schaltelement (55) umfasst, die zwischen einem Verbindungspunkt B zwischen dem Kopplungskondensator (51) und der Bordhochspannungsvorrichtung (60X, 60Y), und der Fahrzeugkarosserie (11) verbunden ist, wobei der Testleckwiderstand (54) einen Widerstandswert gleich oder kleiner dem Grenzleckwiderstand Rx0 oder einen Widerstandswert gleich oder kleiner dem vorläufigen Leckwiderstand Rxn aufweist, der nahe am Grenzleckwiderstand Rx0 und größer als der Grenzleckwiderstand Rx0 ist, wobei das Test-Schaltelement (55) in Reihe mit dem Testleckwiderstand (54) verbunden ist, wobei das Leckwiderstandsdetektionsverfahren weiter umfasst, durch die Arithmetiksteuerschaltung (20B, 20D): Schließen des Test-Schaltelements (55) temporär beim Start des Betriebs und Bestimmen, ob die Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1 für einen Moment arbeitet oder die Voralarmausgabe ER2, die erzeugt wird, wenn der Leckwiderstand Rx gleich oder kleiner dem vorläufigen Leckwiderstand Rxn geworden ist, für einen Moment arbeitet, um dadurch zu inspizieren, ob ein Betrieb des Detektierens des Leckwiderstands Rx normal durchgeführt wird; und wenn ein Inspektionsergebnis zeigt, dass der Detektionsbetrieb abnormal ist, Erzeugen der Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1 oder der Voralarmausgabe ER2 kontinuierlich oder intermittent, und wenn das Inspektionsergebnis zeigt, dass der Detektionsbetrieb normal ist, Aufheben der Ausgabeerzeugung für einen solch kurzen Zeitraum, dass die Abnormalitätsalarmvorrichtung (19), die durch die Widerstandsabnormalitätsbestimmungsausgabe ER1 anzutreiben ist, oder die Voralarmausgabe ER2, nicht arbeitet.
  17. Leckwiderstandsdetektionsverfahren für eine Bordhochspannungsvorrichtung gemäß Anspruch 16, wobei die Leckwiderstandsdetektionsvorrichtung weiter einen Bypassleckwiderstand (53), der zwischen dem Verbindungspunkt B zwischen dem Kopplungskondensator (51) und der Bordhochspannungsvorrichtung (60X, 60Y), und der Fahrzeugkarosserie (11) verbunden ist, umfasst, und wobei das Leckwiderstandsdetektionsverfahren weiter umfasst, durch die Arithmetiksteuerschaltung (20B, 20D): Schließen des Test-Schaltelements (55) beim Start des Betriebs und Messen eines ersten kombinierten Leckwiderstandswertes in einem Zustand, in welchem der Testleckwiderstand (54), der Bypassleckwiderstand (53) und ein Ist-Leckwiderstand Rx parallel verbunden sind, und Messen eines zweiten kombinierten Leckwiderstandswertes in einem Zustand, in welchem das Test-Schaltelement (55) geöffnet ist und der Bypassleckwiderstand (53) und der Ist-Leckwiderstand Rx parallel verbunden sind; und Rückrechnen der elektrostatischen Kapazität C des Kopplungskondensators (51) aus dem ersten kombinierten Leckwiderstandswert und dem zweiten kombinierten Leckwiderstandswert und Speichern der rückgerechneten elektrostatischen Kapazität C als einen kalibrierten Wert, wobei der kalibrierte Wert so berechnet wird, dass die Ist-Leckwiderstände Rx in Offenschaltungs- und Geschlossenschaltungszuständen des Test-Schaltelements (55) dieselben Werte aufweisen, bedingt durch die kalibrierte und gespeicherte elektrostatische Kapazität C.
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