专利名称：接地检测器的连接诊断装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对与电路连接的接地检测器的连接状态进行诊断的装置。
背景技术：
在日本专利局1998年发行的JP1998-221395A中公开了如下接地检测器诊断装置，该接地检测器诊断装置具备电路，其将电池与车辆行使用马达进行电连接；接地检测器，其检测电路内的接地；以及接地电路，其能够使电路和车体接地。该接地检测器诊断装置通过接地电路来使电路暂时接地，根据接地检测器是否检测到该伪接地来诊断接地检测器的故障等。
发明内容
然而，上述接地检测器诊断装置存在如下问题由于需要通过接地电路产生伪接地，因此结构变得比较复杂，在接地电路中发生故障的情况下始终发生接地。因而，本发明的目的在于提供一种能够通过简单的结构对电路与接地检测器之间的连接状态进行诊断的接地检测器的连接诊断装置。本发明是一种接地检测器的连接诊断装置，该接地检测器具备振荡部，其通过耦合电容器与具有第一连接线和第二连接线的电路相连接，并振荡产生脉冲信号，其中，上述第一连接线将电源的正极和负载进行连接，上述第二连接线将电源的负极和负载进行连接；以及电压检测部，其检测振荡部与耦合电容器之间的脉冲信号的电压值。连接诊断装置具备第一继电器，其被设置在第一连接线上；第二继电器，其被设置在第二连接线上；以及可编程控制器。可编程控制器将第一继电器接通或者断开，根据在第一继电器被接通或者断开时由电压检测部检测出的电压值的变化量，来判断接地检测器是否通过第一继电器与电路正常地连接，将第二继电器接通或者断开，根据在第二继电器被接通或者断开时由电压检测部检测出的电压值的变化量，来判断接地检测器是否通过第二继电器与电路正常地连接。关于本发明的详细内容与其它特征和优点同样地在说明书的下述记载中说明本发明，并且在附图中示出。
图1是本发明的第一实施方式的接地检测器的连接诊断装置的电路图。图2A 2D是表示第一实施方式的继电器被接通或者断开时的检测电压值的变化的时序图。图3是说明第一实施方式的控制器所执行的连接诊断例程的流程图。图4是说明控制器所执行的第三继电器连接诊断子例程的流程图。图5是说明控制器所执行的第二继电器连接诊断子例程的流程图。图6是说明控制器所执行的第一继电器连接诊断子例程的流程图。
图7是本发明的第二实施方式的接地检测器的连接诊断装置的电路图。图8是说明第二实施方式的控制器所执行的连接诊断例程的流程图。
具体实施例方式参照图1 图6来说明本发明的第一实施方式的电动汽车用接地检测器的连接诊断装置。如图1所示，电动汽车具备作为大功率的直流电源的电池1以及行驶用驱动马达等的负载2。电池1与负载2通过强电电路3进行电连接。强电电路3具备三条连接线11 13以及与负载2并联设置的大容量的平滑电容器14。第一连接线11将电池1的正极与负载2的正极端子进行连接。在第一连接线11 上设置第一继电器21。第二连接线12将电池1的负极与负载2的负极端子进行连接。在第二连接线12 上设置第二继电器22。第三连接线13与第二连接线12相连接使得将第二继电器22旁路(Bypass)。在第三连接线13上串联设置第三继电器23和电阻24。根据电池1的电压和平滑电容器14 的静电容量来设定电阻M的电阻值。在上述强电电路3中设置用于对强电电路3中的接地进行检测的接地检测器30。 接地检测器30通过来自与电池1不同的小功率电源的电力提供而进行动作。接地检测器 30具备振荡产生矩形脉冲信号的振荡部31以及电压检测部32。振荡部31通过电阻33和耦合电容器34连接到电池1的负极与第二继电器22之间的第二连接线12。电压检测部32通过对电阻33与耦合电容器34之间的电压进行检测， 从而将从振荡部31振荡产生的矩形脉冲信号的峰值检测为电压值VI。当强电电路3的绝缘电阻降低而在强电电路3与车体之间发生接地时，如虚线区域A所示那样形成接地电阻I A，由于该接地电阻&引起由电压检测部32检测出的电压值 Vl降低。因而，通过监视由电压检测部32检测出的电压值Vl并检测电压的降低，能够检测强电电路3中的接地。在车辆行驶过程中由接地检测器30实施接地检测。此外，接地并不限于附图的区域A的位置，在强电电路3的任何位置上都有可能发生接地。另外，在强电电路3的任何位置上发生了接地的情况下，强电电路3的阻抗都会发生变化。接地检测器30检测由接地引起的阻抗变化对振荡部31的矩形脉冲信号的电压值 Vl带来的变化。在本实施方式中，将接地检测器30连接在电池1的负极与第二继电器22 之间的第二连接线12上，但是也可以连接在电池1的正极与第一继电器21之间的第一连接线11上。控制器40由微型计算机构成，该微型计算机具备中央运算装置(CPU)、读取专用存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)以及输入输出接口(I/O接口)。控制器40还能够由多个微型计算机构成。向控制器40输入来自对负载2的两端电压进行检测的电压传感器41、接地检测器 30的电压检测部32以及其它对车辆的状态进行检测的各种传感器的信号。控制器40根据这些信号将第一继电器21 第三继电器23切换为接通或者断开，来诊断接地检测器30的连接状态。参照图2A 2D来说明接地检测器30的连接诊断的原理。如图2A所示，当从第一继电器21 第三继电器23被断开的状态起在时刻tl接通第三继电器23时，如图2D所示，由接地检测器30的电压检测部32检测出的电压值Vl 暂时降低。由于在强电电路3中存在寄生电容，因此在第三继电器23被接通时，由于寄生电容引起强电电路3中的阻抗暂时增大。因此，在接地检测器30通过第三继电器23与强电电路3正常地连接的情况下，由电压检测部32检测出的电压值Vl降低。因而，根据第三继电器23被接通之前的基准电压值VIdef与第三继电器23被接通时的最小电压值Vl J勺差来求出电压变化量ΔνκωΝ，将电压变化量Δ Vkton与判断值Δ V进行比较，由此能够判断接地检测器30是否通过第三继电器23与强电电路3正常地连接。如图2Α所示，当在时刻t2断开第三继电器23时，如图2D所示，由接地检测器30 的电压检测部32检测出的电压值Vl暂时增加。在断开第三继电器23时，由于寄生电容引起强电电路3中的阻抗暂时降低，因此，在接地检测器30通过第三继电器23与强电电路3 正常地连接的情况下，由电压检测部32检测出的电压值Vl增加。因而，根据基准电压值 VIdef与第三继电器23被断开时的最大电压值VIh的差来求出电压变化量△ Vmw,将电压变化量AVmw与判断值Δ V进行比较，由此能够判断接地检测器30是否通过第三继电器23 与强电电路3正常地连接。如图2Β所示，当在时刻t3接通第二继电器22而在时刻t4断开第二继电器22时， 在接地检测器30通过第二继电器22与强电电路3正常地连接的情况下，如图2D所示，在第二继电器22被接通时电压值Vl暂时降低，在第二继电器22被断开时电压值Vl暂时增力口。因而，通过检测第二继电器22被接通时或者被断开时的电压变化量AVk,、AVmff，能够判断接地检测器30是否通过第二继电器22与强电电路3正常地连接。 此外，根据基准电压值VIdef与第二继电器22被接通时的最小电压值Vl的差来求出电压变化量△ Vk,，根据基准电压值VIdef与第二继电器22被断开时的最大电压值VIh的差来求出电压变化量Δ Vmff。如图2C所示，当在时刻t5接通第一继电器21而在时刻t6断开第一继电器21时， 在接地检测器30通过第一继电器21与强电电路3正常地连接的情况下，如图2D所示，在第一继电器21被接通时电压值Vl暂时降低，在第一继电器21被断开时电压值Vl暂时增力口。因而，通过检测第一继电器21被接通时或者断开时的电压变化量Δνκ+()Ν、Δνκ+_，能够判断接地检测器30是否通过第一继电器21与强电电路3正常地连接。此外，根据基准电压值VIdef与第一继电器21被接通时的最小电压值Vl的差来求出电压变化量△ ，根据基准电压值VIdef与第一继电器21被断开时的最大电压值VIh的差来求出电压变化量Δ VK+(W。接着，参照图3来说明控制器40所执行的接地检测器30的连接诊断例程。在电动汽车的主开关被接通时和断开时的至少一个时刻实施连接诊断例程。在实施连接诊断控制之前，第一继电器21 第三继电器23被断开。在步骤Sl中，控制器40控制接地检测器30的振荡部31使其振荡产生矩形脉冲信号。在步骤S2中，控制器40将在第一继电器21 第三继电器23断开时由接地检测
6器30的电压检测部32检测出的电压值Vl存储为基准电压值V1DEF。在步骤S3中，控制器40判断基准电压值VIdef是否大于预先决定的接地判断电压值V0。在基准电压值VIdef大于接地判断电压值VO的情况下，控制器40进行步骤S4的处理。在基准电压值VIdef小于接地判断电压值VO的情况下，控制器40判断为在电池1 或电池1附近的强电电路3中发生了接地。在这样检测出接地的情况下，接地检测器30无非是与强电电路3正常地连接，因此控制器40不实施详细的连接诊断而进行步骤Sll的处理。在步骤S4中，控制器40实施第三继电器连接诊断。通过图4示出的子例程来进行该诊断。 在步骤S5中，控制器40根据步骤S4的诊断结果来判断接地检测器30是否通过第三继电器23与强电电路3正常地连接。在正常的情况下，控制器40进行步骤S6的处理。 在异常的情况下，控制器40进行步骤S12的处理。在步骤S6中，控制器40根据步骤S4的诊断结果来判断第一继电器21是否被粘接(力 > 固着)。在没有被粘接的情况下，控制器40进行步骤S7的处理。在被粘接的情况下，控制器40进行步骤S12的处理。在步骤S7中，控制器40实施第二继电器连接诊断。通过图5示出的子例程来进行该诊断。在步骤S8中，控制器40根据步骤S7的诊断结果来判断接地检测器30是否通过第二继电器22与强电电路3正常地连接。在正常的情况下，控制器40进行步骤S9的处理。 在异常的情况下，控制器40进行步骤S12的处理。在步骤S9中，控制器40实施第一继电器连接诊断。通过图6示出的子例程来进行该诊断。在步骤SlO中，控制器40根据步骤S9的诊断结果来判断接地检测器30是否通过第一继电器21与强电电路3正常地连接。在正常的情况下，控制器40进行步骤Sll的处理。在异常的情况下，控制器40进行步骤S12的处理。在步骤Sll中，控制器40诊断为接地检测器30与强电电路3之间的连接正常并
结束处理。在步骤S12中，控制器40诊断为接地检测器30与强电电路3之间的连接异常，将连接异常通知给驾驶员并结束处理。参照图4来说明第三继电器连接诊断子例程。在步骤S41中，控制器40将第三继电器23从断开切换为接通。在步骤S42中，控制器40判断第三继电器23被接通时的电压变化量Δ νκωΝ是否大于判断值Δν。电压变化量AVkqn是从基准电压值VIdef减去第三继电器23被接通时的最小电压值Vl而求出的。在电压变化量ΔνκωΝ大于判断值Δ V的情况下，控制器40执行步骤S43的处理。 在电压变化量ΔνκωΝ小于判断值ΔV的情况下，控制器40执行步骤S48的处理，并判断为接地检测器30没有通过第三继电器23正常地连接。在步骤S43中，控制器40判断在第三继电器23被接通时由电压传感器41检测出的负载2的两端电压V2是否上升。在第三继电器23被接通时负载2的两端电压V2上升是指第一继电器21被粘接的情况。因而，在两端电压V2上升了的情况下，控制器40执行步骤S44的处理，并判断为第一继电器21被粘接。与此相对，在两端电压V2没有上升的情况下，控制器40执行步骤S45的处理。在步骤S45中，控制器40将第三继电器23从接通切换为断开。在步骤S46中，控制器40判断第三继电器23被断开时的电压变化量AVmw是否大于判断值Δν。电压变化量AVmw是从第三继电器23被断开时的最大电压值VIh减去基准电压值VIdef而求出的。在电压变化量AVmw大于判断值Δ V的情况下，控制器40执行步骤S47的处理。 在电压变化量AVmw小于判断值Δ V的情况下，控制器40执行步骤S48的处理。在步骤S47中，控制器40判断为接地检测器30通过第三继电器23正常地连接。在步骤S48中，控制器40判断为接地检测器30没有通过第三继电器23正常地连接。参照图5来说明第二继电器连接诊断子例程。在步骤S71中，控制器40将第二继电器22从断开切换为接通。在步骤S72中，控制器40判断第二继电器22被接通时的电压变化量Δ Vk,是否大于判断值Δν。电压变化量Δνκ_Μ是从基准电压值VIdef减去第二继电器22被接通时的最小电压值Vl而求出的。在电压变化量AVk,大于判断值Δ V的情况下，控制器40执行步骤S73的处理。 在电压变化量Δ Vk,小于判断值Δ V的情况下，控制器40执行步骤S76的处理，判断为接地检测器30没有通过第二继电器22正常地连接。在步骤S73中，控制器40将第二继电器22从接通切换为断开。在步骤S74中，控制器40判断第二继电器22被断开时的电压变化量Δ VE_0FF是否大于判断值Δν。电压变化量AVmff是从第二继电器22被断开时的最大电压值VIh减去基准电压值VIdef而求出的。在电压变化量AVmff大于判断值Δ V的情况下，控制器40执行步骤S75的处理。 在电压变化量Δ Vmff小于判断值Δ V的情况下，控制器40执行步骤S76的处理。在步骤S75中，控制器40判断为接地检测器30通过第二继电器22正常地连接。在步骤S76中，控制器40判断为接地检测器30没有通过第二继电器22正常地连接。参照图6来说明第一继电器连接诊断子例程。在步骤S91中，控制器40将第一继电器21从断开切换为接通。在步骤S92中，控制器40判断第一继电器21被接通时的电压变化量Δ VK+QN是否大于判断值Δν。电压变化量Δνκ+Μ是从基准电压值VIdef减去第一继电器21被接通时的最小电压值Vl而求出的。在电压变化量AVK+QN大于判断值Δ V的情况下，控制器40执行步骤S93的处理。 在电压变化量Δ 小于判断值Δ V的情况下，控制器40执行步骤S96的处理，判断为接地检测器30没有通过第一继电器21正常地连接。
在步骤S93中，控制器40将第一继电器21从接通切换为断开。在步骤S94中，控制器40判断第一继电器21被断开时的电压变化量Δ VE+0FF是否大于判断值Δν。电压变化量从第一继电器21被断开时的最大电压值VIh减去基准电压值VIdef而求出的。在电压变化量AVK+QFF大于判断值Δ V的情况下，控制器40执行步骤S95的处理。 在电压变化量Δ 小于判断值Δ V的情况下，控制器40执行步骤S96的处理。在步骤S95中，控制器40判断为接地检测器30通过第一继电器21正常地连接。在步骤S96中，控制器40判断为接地检测器30没有通过第一继电器21正常地连接。以上，在接地检测器30的连接诊断装置中能够得到以下效果。在接地检测器30通过第一继电器21 第三继电器23与强电电路3正常地连接的情况下，在第一继电器21 第三继电器21被接通时和断开时，由于强电电路3的寄生电容引起由接地检测器30的电压检测部32检测出的电压值发生变化。连接诊断装置对在第一继电器21 第三继电器23被接通和断开时由接地检测器30的电压检测部32检测出的电压值的变化进行检测，因此能够根据电压变化量来诊断接地检测器30是否通过第一继电器21 第三继电器23与强电电路3正常地连接。因而，与设置产生伪接地的接地电路的以往的方法相比，能够通过更简单的结构对强电电路3与接地检测器30之间的连接状态进行诊断。连接诊断装置在进行第一继电器连接诊断和第二继电器连接诊断之前进行第三继电器连接诊断，因此即使在第一继电器21被粘接的情况下，也能够通过与第三继电器23 串联设置的电阻M的作用来避免连接诊断时强电电路3中流过大电流。在第三继电器连接诊断时根据负载2的两端电压来判断第一继电器21的粘接，仅在第一继电器21没有被粘接的情况下，进行第二继电器连接诊断，之后实施第一继电器连接诊断。由于保证了第一继电器21没有被粘接，因此即使通过第二继电器连接诊断来接通第二继电器22，在连接诊断时强电电路3中也不会流过大电流。另外，在第二继电器连接诊断之后实施第一继电器连接诊断，因此即使通过第一继电器连接诊断来接通第一继电器 21，在连接诊断时强电电路3中也不会流过大电流。连接诊断装置使用由于强电电路3的寄生电容引起的在第一继电器21 第三继电器23被接通时和断开时产生的暂时的电压值变化的最大变化量来进行连接诊断，因此能够使诊断时间缩短。接着，参照图7以及图8来说明本发明的第二实施方式的电动汽车用接地检测器 30的连接诊断装置。如图7所示，在第二实施方式的接地检测器30的连接诊断装置中，第三连接线13 与第一连接线11相连接使得将第一继电器21旁路。在具有这种结构的连接诊断装置中，控制器40实施图8示出的连接诊断例程。在该连接诊断例程中，对进行与第一实施方式相同的处理的步骤附加与第一实施方式相同的步骤编号。如图8所示，控制器40在实施第一继电器连接诊断和第二继电器连接诊断之前在步骤S4中实施第三继电器连接诊断。在第三继电器连接诊断时，控制器40在第三继电器连接诊断时根据负载2的两端电压对第二继电器22的粘接进行诊断。然后，在步骤S13中， 控制器40根据步骤S4的诊断结果来判断第二继电器22是否被粘接。仅在第二继电器22 没有被粘接的情况下，控制器40在步骤S9中进行第一继电器连接诊断，之后在步骤S7中实施第二继电器连接诊断。在上述接地检测器30的连接诊断装置中，能够得到与第一实施方式相同的效果。在第三继电器连接诊断时根据负载2的两端电压来判断第二继电器22的粘接，仅在第二继电器22没有被粘接的情况下，进行第一继电器连接诊断，之后实施第二继电器连接诊断。由于保证了第二继电器22没有被粘接，因此即使通过第一继电器连接诊断来接通第一继电器21，在连接诊断时强电电路3中也不会流过大电流。另外，在第一继电器连接诊断之后实施第二继电器连接诊断，因此即使通过第二继电器连接诊断来接通第二继电器 22，在连接诊断时强电电路3中也不会流过大电流。关于上述说明，在此通过引用来添加申请日为2009年6月12日的日本专利申请 2009-140927号的内容。以上，通过几个实施方式来说明了本发明，但是本发明并不限于上述各实施方式。 本领域技术人员能够在权利要求书的技术范围内对这些实施方式进行各种修改或者变更。例如，在第一实施方式和第二实施方式中，不一定需要第三连接线13，也可以仅进行使用第一连接线11的第一继电器21的连接诊断以及使用第二连接线12的第二继电器 22的连接诊断。另外，在第一实施方式和第二实施方式中，使用第一继电器21 第三继电器23 被接通时和断开时这两个时刻的电压变化量来实施连接诊断，但是也可以使用第一继电器 21 第三继电器23被接通时和断开时中的某一个时刻的电压变化量来实施连接诊断。并且，在第一实施方式和第二实施方式中，将接地检测器30的连接诊断装置应用于电动汽车，但是也可以应用于混合动力车、燃料电池车。产业上的可利用性本发明在通过继电器与电路相连接的接地检测器的应用中带来特别理想的效果。本发明的实施方式所包含的排他性质或者特征如下那样被包含在权利要求书中。
权利要求
1.一种接地检测器(30)的连接诊断装置，该接地检测器(30)具备振荡部(31)，其通过耦合电容器(34)与具有第一连接线(11)和第二连接线(12)的电路(3)相连接，并振荡产生脉冲信号，其中，上述第一连接线(11)将电源(1)的正极和负载( 进行连接，上述第二连接线(12)将电源⑴的负极和负载(2)进行连接；以及电压检测部(32)，其检测上述振荡部(31)与上述耦合电容器(34)之间的脉冲信号的电压值，该接地检测器(30)的连接诊断装置具备以下部分第一继电器(21)，其被设置在上述第一连接线(11)上； 第二继电器(22)，其被设置在上述第二连接线(1 上；以及可编程控制器(40)，其被编程为 将上述第一继电器接通或者断开，根据在上述第一继电器被接通或者断开时由上述电压检测部(3 检测出的电压值的变化量，来判断上述接地检测器(30)是否通过上述第一继电器与上述电路(3) 正常地连接，将上述第二继电器02)接通或者断开，根据在上述第二继电器(2 被接通或者断开时由上述电压检测部(3 检测出的电压值的变化量，来判断上述接地检测器(30)是否通过第二继电器0 与上述电路C3)正常地连接。
2.根据权利要求1所述的接地检测器的连接诊断装置，其特征在于，还具备第三连接线(13)，其与上述第一连接线(11)相连接，使得将上述第一继电器旁路，或者与上述第二连接线(1 相连接，使得将上述第二继电器0 旁路； 第三继电器(23)，其被设置在上述第三连接线(1 上；以及电阻(M)，其被设置在上述第三连接线(13)上，该电阻04)与上述第三继电器03) 串联配置，其中，上述可编程控制器GO)将上述第三继电器接通或者断开，根据在上述第三继电器03)被接通或者断开时由上述电压检测部(32)检测出的电压值的变化量，来判断上述接地检测器(30)是否通过第三继电器与上述电路( 正常地连接。
3.根据权利要求2所述的接地检测器的连接诊断装置，其特征在于，由上述电压检测部(32)检测出的电压值的变化量是由于上述电路(3)的寄生电容引起的在继电器(21 2 被接通或者断开时产生的暂时的电压值变化的最大变化量。
4.根据权利要求2或者3所述的接地检测器的连接诊断装置，其特征在于，上述可编程控制器GO)在实施第一继电器的连接诊断以及第二继电器02)的连接诊断之前实施第三继电器03)的连接诊断。
5.根据权利要求4所述的接地检测器的连接诊断装置，其特征在于， 还具备对上述负载O)的两端电压进行检测的负载电压检测部01)， 上述第三连接线(13)与上述第二连接线(12)相连接，上述可编程控制器GO)在上述第三继电器(2 的连接诊断中，根据在上述第三继电器被接通时的上述负载O)的两端电压判断上述第一继电器的粘接，仅在上述第一继电器没有被粘接的情况下，进行上述第二继电器0 的连接诊断，之后进行上述第一继电器的连接诊断。
6.根据权利要求4所述的接地检测器的连接诊断装置，其特征在于， 还具备对上述负载O)的两端电压进行检测的负载电压检测部01)， 上述第三连接线(13)与上述第一连接线(11)相连接，上述可编程控制器GO)在上述第三继电器的连接诊断中，根据在上述第三继电器被接通时的上述负载O)的两端电压判断上述第二继电器0 的粘接，仅在上述第二继电器0 没有被粘接的情况下，进行上述第一继电器的连接诊断，之后进行上述第二继电器02)的连接诊断。
全文摘要
一种接地检测器的连接诊断装置，该接地检测器具备振荡部和电压检测部，上述振荡部通过耦合电容器与具有第一连接线和第二连接线的电路相连接，上述电压检测部检测振荡部与耦合电容器之间的电压值，接地检测器的连接诊断装置具备设置在第一连接线和第二连接线上的第一继电器和第二继电器、以及可编程控制器。可编程控制器根据在第一继电器被接通时或者断开时由电压检测部检测出的电压值的变化量来判断接地检测器的连接状态，根据第二继电器被接通时或者断开时由电压检测部检测出的电压值的变化量来判断接地检测器的连接状态。
文档编号G01R31/02GK102460193SQ20108002614
公开日2012年5月16日 申请日期2010年5月19日 优先权日2009年6月12日
发明者森田刚 申请人:日产自动车株式会社