电动车辆和用于电动车辆的绝缘状态判定方法

电动车辆和用于电动车辆的绝缘状态判定方法
【专利摘要】电动车辆和用于电动车辆的绝缘状态判定的方法。提供了一种电动车辆，其包括产生驱动力的电气系统、检测器和控制器。电气系统包括：蓄电装置；使用蓄电装置的电力产生驱动力的驱动装置；第一继电器，所述第一继电器设置在蓄电装置的正极和驱动装置之间；和第二继电器，所述第二继电器设置在蓄电装置的负极和驱动装置之间。检测器电连接到蓄电装置并检测电气系统中的绝缘异常。控制器根据在第一继电器和第二继电器断开时获得的检测器的检测结果和在之后接通第一继电器和第二继电器中的任一个时获得的检测器的检测结果来判定电气系统的绝缘状态。
【专利说明】电动车辆和用于电动车辆的绝缘状态判定方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电动车辆，并且涉及一种用于电动车辆的绝缘状态判定方法，更加具体地涉及一种用于判定产生驱动力的电气系统的绝缘状态的技术。
【背景技术】
[0002]日本专利申请公报N0.2008-167617 (JP2008-167617A)公开了一种装配有检测器的车辆，所述检测器检测产生驱动力的驱动装置的绝缘电阻的减小。在这种车辆中，根据车辆停止时由检测器获得的检测结果来判定绝缘下降部位。此外，根据绝缘下降部位，从多个旋转电机中确定将在下一个行驶循环中操作的旋转电机(见JP2008-167617A)。
[0003]在JP2008-167617A中，在确定绝缘下降部位时控制系统主继电器，但是没有具体描述如何控制系统主继电器。

【发明内容】

[0004]在仅将系统主继电器从接通状态控制至断开状态的情况下，可能会错误地判定绝缘下降部位。在同时接通正电极侧的系统主继电器和负电极侧的系统主继电器以确定绝缘下降部位的情况下，需要实施预充电处理以防止冲击电流或者，需要在再次断开系统主继电器时实施放电处理。此外，也可能需要对系统主继电器进行熔断检查(fusion check)。结果，延长了整个处理的时间。
[0005]本发明提供了一种电动车辆和用于电动车辆的绝缘状态判定方法，使得能够提高绝缘异常判定准确性，并且能够缩短处理时间。
[0006]根据本发明的第一方面，电动车辆包括:电气系统，所述电气系统构造成产生驱动力；检测器，所述检测器构造成检测电气系统中的绝缘异常；和控制器。电气系统包括蓄电装置、驱动装置、第一继电器和第二继电器。驱动装置构造成使用蓄电装置的电力产生驱动力。第一继电器设置在蓄电装置的正极和驱动装置之间。第二继电器设置在蓄电装置的负极和驱动装置之间。检测器电连接到蓄电装置。控制器构造成根据第一继电器和第二继电器断开时获得的检测器的检测结果和在此后第一继电器和第二继电器中的任一个接通时获得的检测器的检测结果来判定电气系统的绝缘状态。
[0007]在电动车辆中，控制器可以构造成根据第一继电器和第二继电器断开时获得的检测器的检测结果和在此后第一继电器接通时获得的检测器的检测结果来判定电气系统的绝缘状态。
[0008]在电动车辆中，控制器可以构造成在第一继电器和第二继电器的断开使检测器的检测结果从异常变化为正常并且即使在此后接通第一继电器和第二继电器中的任一个时检测器的检测结果也指示正常状态时判定电气系统的绝缘状态为不确定。
[0009]在电动车辆中，控制器可以构造成在第一继电器和第二继电器的断开使检测器的检测结果从异常改变成正常并且检测器的检测结果由于此后第一继电器和第二继电器中的任一个的接通而指示异常状态时判定驱动装置的绝缘电阻已经减小。[0010]在电动车辆中，控制器可以构造成在检测器在第一和第二继电器断开时的检测结果指示异常状态时判定蓄电装置的绝缘电阻已经减小。
[0011]在电动车辆中，检测器可以包括电阻元件、交流(AC)电源、电容元件和电压检测单元。交流电源可以电连接在电阻元件和车辆接地之间，并且可以产生预定频率的交流电压。电容元件可以电连接在电阻元件和蓄电装置之间。电压检测单元可以检测电阻元件和电容元件之间的电力线中的具有预定频率的电压分量。
[0012]本发明的第二方面在于一种电动车辆的绝缘状态判定方法。电动车辆包括:电气系统，所述电气系统产生驱动力；和检测器，所述检测器用于检测电气系统的绝缘异常。电气系统包括蓄电装置、驱动装置和第一以及第二继电器。驱动装置通过使用蓄电装置的电力产生驱动力。第一继电器设置在蓄电装置的正极和驱动装置之间。第二继电器设置在蓄电装置的负极和驱动装置之间。检测器电连接到蓄电装置。绝缘状态检测方法包括:断开第一继电器和第二继电器；在已经断开第一继电器和第二继电器之后接通第一继电器和第二继电器中的任一个；和根据第一继电器和第二继电器断开时获得的检测器的检测结果和在第一继电器和第二继电器中的任一个接通时获得的检测器的检测结果来判定电气系统的绝缘状态。
[0013]在用于电动车辆的绝缘状态判定方法中，可以根据在第一继电器和第二继电器断开时获得的检测器的检测结果以及在第一继电器接通时获得的检测器的检测结果来判定电气系统的绝缘状态。
[0014]利用上述构造，不仅通过使用第一和第二继电器断开时获得的检测器的检测结果来判定电气系统的绝缘状态，而且还使用在此后第一和第二继电器中的任一个接通时获得的检测器的检测结果来判定电气系统的绝缘状态。结果，与仅使用前一个检测结果来判定绝缘状态的情况相比，提高了判定准确性。此外，由于接通第一和第二继电器中的任一个而不是接通第一和第二继电器两者，所以不需要预充电处理、放电处理和继电器熔断检测。因此，利用上述构造，能够提高绝缘异常判定准确性，并且也能够缩短处理时间。
【专利附图】

【附图说明】
[0015]在下文中将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优势和技术以及工业意义，在所述附图中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中:
[0016]图1是描述为根据本发明的实施例的电动车辆的示例的整个混合动力车辆的构造简图；
[0017]图2示出了图1中示出的检测器的构造；
[0018]图3解释了用于利用图2中示出的检测器判定绝缘异常的方法；
[0019]图4是从功能上图解了图1中示出的控制器的构造的功能方块图；
[0020]图5解释了能够通过本实施例的检测器确定的绝缘下降部位；
[0021]图6是本实施例的电气系统的示意性简图；和
[0022]图7是用于解释了由本实施例的控制器执行的SMR检查的处理顺序的流程图。【具体实施方式】
[0023]在下文中将参照附图更为详细地描述本发明的实施例。在附图中，相同或者对应的部件用相同的附图标记来表示，并且在此将省略对其的解释。
[0024]图1是描述为根据本发明的实施例的电动车辆的示例的整个混合动力车辆的构造简图。参照图1，混合动力车辆100设置有电气系统，所述电气系统包括蓄电装置B、系统主继电器(在下文中也称作SMR) 40、升压变换器12、换流器(inverter) 14、22、电动发电机MG1、MG2、正极线PL1、PL2、负极线NL、和平滑电容器C1、C2。混合动力车辆100还设置有发动机4、动力分配装置3、车轮2、控制器30、检测器42、电压传感器10、13、21和电流传感器
11、24、25。
[0025]混合动力车辆100承载作为驱动源的电动发电机MGl、MG2和发动机4。发动机4、电动发电机MGl以及车轮2的驱动轴连接到动力分配装置3。动力分配装置3将发动机4产生的动力分配到两条路径。具体地，动力通过一条路径传递到车轮2的驱动轴，并通过另一条路径传递到电动发电机MGl。
[0026]电动发电机MGl主要作为由发动机4驱动的发电机操作，并且还包含在混合动力车辆100中，以用作发动机4的起动电动机。电动发电机MG2连接到车轮2的驱动轴，并且作为用于驱动车轮2的电动机包含在混合动力车辆100中。减速器可以包含在电动发电机MG2和车轮2的驱动轴之间。
[0027]动力分配装置3由行星齿轮构成，所述行星齿轮包括太阳齿轮、小齿轮、承载架和齿圈。小齿轮与太阳齿轮和齿圈啮合。承载架可旋转地支撑小齿轮，并且连接到发动机4的曲柄轴。太阳齿轮连接到电动发电机MGl的旋转轴。齿圈连接到车轮2的驱动轴(电动发电机MG2的旋转轴)。
[0028]蓄电装置B是可重复充电的直流电(DC)电池。蓄电装置B例如由蓄电池构成，所述蓄电池例如是镍氢电池或者锂离子电池或者双电层电容器。蓄电装置B贮存将被供应到电动发电机MGl、MG2的电力。此外，当电动发电机MGl、MG2发电时，蓄电装置B通过接收从升压变换器12输出到正极线PLl的直流电而充电。
[0029]SMR40设置在蓄电装置B和升压变换器12之间。SMR40包括继电器SMRB、SMRP,SMRG和电阻R。继电器SMRB连接在蓄电装置B的正极和正极线PLl之间。继电器SMRG连接在蓄电装置B的负极和负极线NL之间。继电器SMRP和电阻R相互串联，并且与继电器SMRG并联。继电器SMRB、SMRP, SMRG分别响应来自控制器30的信号SEB、SEP、SEG在接通/断开之间切换。
[0030]继电器SMRP和电阻R形成预充电电路，用于防止冲击电流从蓄电装置B流至平滑电容器Cl、C2。因此，在继电器SMRB和SMRG被接通之前，在用电容器R限制电流的同时，将继电器SMRP接通，并且对平滑电容器Cl、C2预充电。结果，当继电器SMRB、SMRG被接通时，防止冲击电流流动。
[0031]升压变换器12设置在蓄电装置B和换流器14、22之间。升压变换器12包括电抗器(reactor) L、功率半导体器件开关元件(在下文中也称作开关元件)QU Q2和二极管D1、D2。开关元件Q1、Q2串联连接在正极线PL2和负极线NL之间。二极管Dl、D2分别反并联到开关元件Q1、Q2。电抗器L的一个末端连接到正极线PL1，而另一个末端连接到开关元件Q1、Q2的连接节点。
[0032]例如，绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、双极型晶体管、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)和门极可关断晶闸管(GTO)能够用于在换流器14、22中使用的开关元件Ql、Q2和下文中描述的开关元件Q3至Q8。
[0033]通过响应来自控制器30的信号PWC接通/断开所述开关元件Q1、Q2，升压变换器
12使正极线PL2的电压升高至蓄电装置B的输出电压或者升高到高于蓄电装置B的输出电压。更具体地，通过在开关元件Q2接通时流动的电流作为磁场能贮存在电抗器L中并且在开关元件Q2断开时经由二极管Dl将所贮存的能量释放到正极线PL2，升压变换器12使正极线PL2的电压升高。
[0034]换流器14、22设置成分别对应于电动发电机MG1、MG2。换流器14包括U相臂15、V相臂16和W相臂17。U相臂15、V相臂16和W相臂17并联连接在正极线PL2和负极线NL之间。
[0035]U相臂15包括开关元件Q3、Q4和二极管D3、D4。开关元件Q3、Q4串联连接在正极线PL2和负极线NL之间。二极管D3、D4分别反并联到开关元件Q3、Q4。电动发电机MGl的U相线圈连接到开关元件Q3、Q4的连接节点。
[0036]V相臂16包括开关元件Q5、Q6和二极管D5、D6。开关元件Q5、Q6串联连接在正极线PL2和负极线NL之间。二极管D5、D6分别反并联到开关元件Q5、Q6。电动发电机MGl的V相线圈连接到开关元件Q5、Q6的连接节点。
[0037]W相臂17包括开关元件Q7、Q8和二极管D7、D8。开关元件Q7、Q8串联连接在正极线PL2和负极线NL之间。二极管D7、D8分别反并联到开关元件Q7、Q8。电动发电机MGl的W相线圈连接到开关元件Q7、Q8的连接节点。
[0038]与换流器14类似，换流器22也连接到正极线PL2和负极线NL，并且包括U相臂、V相臂和W相臂(在附图中未示出)。换流器22的U相臂、V相臂和W相臂分别连接到电动发电机MG2的U相线圈、V相线圈和W相线圈。
[0039]换流器14根据来自控制器30的信号PWMIl将电动发电机MGl通过使用发动机4的输出产生的交流电转换成直流电，并且将转换的直流电输出到正极线PL2。换流器22根据来自控制器30的信号PWMI2将接收自正极线PL2的直流电转换成交流电，并且将转换的交流电输出到电动发电机MG2。
[0040]电动发电机MGl、MG2中的每一个均是交流电机，所述交流电极例如由永磁型交流同步电动机构成，在所述永磁型交流同步电动机中，永磁体嵌入在转子中。电动发电机MGl通过使用经由动力分配装置3接收发动机4的的动力而产生交流电，并且将产生的交流电输出到换流器14。电动发电机MG2通过使用接收自换流器22的交流电产生驱动车轮2的转矩。
[0041]平滑电容器Cl电连接在正极线PLl和负极线NL之间，并且使正极线PLl和负极线NL之间的电压波动的交流分量平滑。平滑电容器C2电连接在正极线PL2和负极线NL之间，并且使正极线PL2和负极线NL之间的电压波动的交流分量平滑。
[0042]检测器42是用于检测电气系统(包括蓄电装置B、SMR40、升压变换器12、换流器
14、22和电动发电机MG1、MG2)中的绝缘异常的装置。检测器42电连接到蓄电装置B的负极(在蓄电装置B的非SMR40侧)。如下文所述的那样，检测器42将预定频率的AC电压施加到电气系统，产生与电气系统中绝缘的下降相对应地下降的电压值Vk，并且将所产生的电压值输出到控制器30。在下文中描述检测器42的构造。
[0043]电压传感器10检测蓄电装置B的电压VB，并将检测到的值输出到控制器30。电流传感器11检测输入到蓄电装置B和从蓄电装置B输出的电流IB，并将检测到的值输出到控制器30。电压传感器21检测平滑电容器Cl的端子之间的电压，即，正极线PLl和负极线NL之间的电压VL，并将检测到的值输出到控制器30。电压传感器13检测平滑电容器C2的端子之间的电压，即，正极线PL2和负极线NL之间的电压VH，并将检测到的值输出到控制器30。电流传感器24检测在电动发电机MGl中流动的电流MCRTl，并将检测到的值输出到控制器30。电流传感器25检测在电动发电机MG2中流动的电流MCRT2，并将检测到的值输出到控制器30。
[0044]控制器30通过软件处理(即，通过利用中央处理器(CPU)执行已经事先贮存的程序)和/或通过由电子电路执行的硬件处理来控制SMR40、升压变换器12、换流器14、22、和发动机4。
[0045]控制器30还从检测器42接收电压值Vk。控制器30根据在SMR40从接通状态切换到断开状态时(例如，在车辆系统停止时)检测到的电压值Vk和随后在仅正电极侧的继电器SMRB接通时检测到的电压值Vk来判定电气系统的绝缘状态(绝缘电阻是否减小)。在下文中将更为详细地描述控制器30的构造(功能构造)。
[0046]图2示出了图1中所示的检测器42的构造。参照图2，检测器42包括交流电源61、电阻元件62、电容器63、带通滤波器64和峰值保持电路65。
[0047]交流电源61和电阻元件62串联连接在节点ND和车辆接地GND (车辆底盘)之间。电容器63连接在节点ND和蓄电装置B的负极之间。图1中所示的位于升压变换器12的与SMR40相对的一侧上的整个电路在图2中示出为驱动装置70。更具体地，驱动装置70包括升压变换器12、换流器14、22和电动发电机MG1、MG2。
[0048]交流电源61输出低频AC电压，例如，频率为2.5Hz的O至5V的交流电压。带通滤波器64连接到节点ND，提取由交流电源61输出的AC电压的频率分量(例如，2.5Hz)，并将提取的分量输出到峰值保持电路65。峰值保持电路65保持接收自带通滤波器64的交流电压的峰值，并将保持的电压值Vk输出到控制器30。当在连接到检测器42的电气系统中出现绝缘异常(绝缘电阻减小)时，电压值Vk减小。
[0049]图3图解了利用图2中的检测器42检测绝缘异常的方法。参照图2以及图3，AC电压VNl是从带通过滤器64输出的AC电压。波形WVl是在蓄电装置B和驱动装置70中没有发生绝缘异常(绝缘电阻减小)时观察到的AC电压VNl的波形。波形WV2是在蓄电装置B和驱动装置70中的至少任一个中出现绝缘异常时观察到的AC电压VNl的波形。
[0050]当AC电压VNl具有波形WVl时，峰值保持电路65将峰值之间的电压值Vkl作为电压值Vk输出到控制器30。此外，当AC电压VNl具有波形WV2时，峰值保持电路65将峰值之间的电压值Vk2 (< Vkl)作为电压值Vk输出到控制器30。通过提供使得能够区别电压值Vkl和电压值Vk2的适当的阈值，能够根据电压值Vk检测电气系统的绝缘异常。
[0051]图4是从功能方面图解了图1中示出的控制器30的构造的功能方块图。参照图1与图4，控制器30包括变换器控制单元32、换流器控制单元34、继电器控制单元36、和绝缘下降判定单元38。
[0052]变换器控制单元32产生用于驱动升压变换器12的信号PWC，使得由电压传感器
13检测到的电压VH变为预定目标值。例如，根据电动发电机MGl、MG2的转矩指令值TR1、TR2确定电压VH的目标值。变换器控制单元32根据来自绝缘下降判定单元38的指令产生用于接通/断开升压变换器12的开关元件Ql、Q2的信号PWC。
[0053]换流器控制单元34根据电动发电机MGl的转矩指令值TRl和电动机转速MRNl产生用于驱动换流器14的信号PWMII。同样，换流器控制单元34根据电动发电机MG2的转矩指令值TR2和电动机转速MRN2产生用于驱动换流器22的信号PWMI2。此外，换流器控制单元34还根据来自绝缘下降判定单元38的指令产生用于接通/断开换流器14、22的开关元件的信号PWMI1、PWMI2。
[0054]继电器控制单元36产生分别用于驱动继电器SMRB、SMRP, SMRG的信号SEB、SEP、SEG，使得SMR40的继电器SMRB、SMRP, SMRG在车辆系统起动或者停止(例如，在接通或者断开点火开关或者起动开关)时实施预定的接通/断开操作。此外，继电器控制单元36根据来自绝缘下降判定单元38的指令产生用于接通/断开正电极侧上的继电器SMRB的信号SEB。
[0055]绝缘下降判定单元38根据接收自检测器42的电压值Vk判定电气系统的绝缘状态。然后，绝缘下降判定单元38确定电气系统的已经发生绝缘下降的侧部(区域)。
[0056]图5用于解释能够由检测器42确定的绝缘下降部位。参照图5，混合动力车辆100的电气系统分成区域ARl至AR2。区域ARl包括蓄电装置B。区域AR2包括升压变换器12和换流器14、22。区域AR3、AR4分别包括电动发电机MG1、MG2。SMR40定位在区域ARl和区域AR2的边界上。
[0057]在以下描述中，区域ARl至区域AR4也被称作“电池区域ARl ”、“直流电区域AR2”、“MG1 区域 AR3” 和 “MG2 区域 AR4”。
[0058]再次参照图4，绝缘下降判定单元38根据在SMR40被接通/断开时观察到的电压值Vk来判定在电池区域ARl中是否已经发生绝缘异常(绝缘下降)(这个判定处理在下文中也称作“SMR检查”)。例如，在通过在SMR40处于接通状态(例如在车辆行驶)时电压值Vk的减小检测到电气系统的绝缘异常的情况下，在车辆系统停止时实施SMR检查。
[0059]更具体地，在即使SMR40由于车辆系统停止而断开时电压值Vk也保持在异常范围(保持下降)的情况下，绝缘下降判定单元38判定在电池区域ARl中发生绝缘异常。同时，在电压值Vk由于SMR40断开而返回(升高)至正常范围的情况下，不能立即判定在电池区域ARl外侧的区域中发生绝缘异常。
[0060]换言之，当电池区域ARl的绝缘状态在SMR40断开时或者在SMR40断开之后立即返回到正常范围时，可能错误地判定在除了电池区域ARl之外的区域(区域AR2至区域AR4中的至少一个区域)中发生了绝缘异常，尽管实际上在电池区域ARl中已经发生了绝缘异常。这种错误判定能够导致升压变换器12和换流器14、22或者电动发电机MG1、MG2的不必要的更换，并且如果可能的话应当避免。
[0061]因此，在本实施例中，在SMR40由于车辆停止而断开之后，SMR40被再次接通并检查电压值Vk的变化量，以避免这种错误判定。此外，在电压值Vk由于SMR40接通而减小的情况下，判定在电池区域ARl之外的区域中发生绝缘异常。
[0062]在这种情况下，在SMR40在正电极侧和负电极侧均接通的情况下，应当执行预充电处理，以防止冲击电流从蓄电装置B流至平滑电容器Cl、C2。此外，用于使聚集在平滑电容器C1、C2中的电荷放电的放电处理或者SMR40的熔断检查(fusion check)也是必要的，并且SMR40的检查处理时间延长。因此，在本实施例中，替代在正电极侧和负电极侧均接通SMR40，仅将正电极侧的继电器SMRB和负电极侧的继电器SMRG (或者继电器SMRP)中的任一个接通。在本实施例中，仅继电器SMRB被接通。
[0063]由于如图6所示仅正电极侧的继电器SMRB被接通，并且负电极侧的继电器SMRG、SMRP被断开，所以蓄电装置B中贮存的电力不会流至平滑电容器Cl、C2。因此，不需要实施预充电处理、放电处理和SMR熔断检查。同时，由于继电器SMRB被接通，能够经由继电器SMRB将检测器42的输出供应至升压变换器12、换流器14、22以及电动发电机MG1、MG2，并且能够判定是否在电池区域ARl之外的区域中发生绝缘异常。
[0064]将SMR40的继电器SMRB、SMRG (SMRP)中的正电极侧的继电器SMRB接通，这是因为当继电器SMRB接通时，与负电极侧上的继电器SMRG (SMRP)接通的情况相比，检测器42的输出更加快速地稳定。具体地，在仅继电器SMRB、SMRGC SMRP )中的任一个接通的情况下，电力不能从蓄电装置B流至正极线PLl和负极线NL。同时，蓄电装置B的电压水平相对于接地电压变化(电极之间的电压不发生变化)。结果,检测器42的电容器63 (图2)的充电状态发生变化，并且检测器42的输出暂时改变。当正电极侧的继电器SMRB接通时，这个变化收敛所需的时间更短。因此，在这个实施例中，正电极侧的继电器SMRB被接通。然而，当仅负电极侧的继电器SMRG (SMRP)被接通时，也不需要预充电处理。因此，与SMR40的两个电极侧的继电器均接通的情况相比，能够大大缩短SMR检查处理时间。
[0065]此外，在SMR检查过程中，SMR40由于车辆系统停止而断开，然后再次接通继电器SMRB，并检查检测器42的检测值(电压值Vk)的变化量。因此，操作电力被供应至控制器30、检测器42、SMR40等，使得即使在车辆系统已经停止之后也能实施SMR检查。
[0066]再次参照图4，绝缘下降判定单元38根据来自检测器42的电压值Vk判定在直流区域AR2、MGl区域AR3或者MG2区域AR4中是否发生绝缘异常(绝缘下降)。在SMR40接通时实施这个判定处理(例如，在车辆系统已经起动之后或车辆系统停止之前的较短时间内)。在SMR检查中，在继电器SMRB接通时，也能够实施判定处理。
[0067]例如，绝缘下降判定单元38根据在换流器14、22的所有开关元件均断开的状态下在接通/断开升压变换器12的开关元件时电压值Vk是否减小来判定直流区域AR2中是否发生绝缘异常。此外，绝缘下降判定单元38根据在接通/断开换流器14的开关元件时电压值Vk是否减小来判定MGl区域AR3中是否发生绝缘异常。绝缘下降判定单元38还根据在接通/断开换流器22的开关元件时电压值Vk中是否减小来判定MG2区域AR4中是否发生绝缘异常。绝缘下降判定单元38在上述处理之后将升压变换器12的操作指令输出到变换器控制单元32，并且在上述处理之后将换流器14、22的操作指令输出到换流器控制单元34。
[0068]图7是用于解释由控制器30执行的SMR检查的处理顺序的流程图。流程图中的每个步骤均由程序从主例程中调用，所述程序已经事先贮存在控制器30中，并且通过在预定时间段内或在每次满足预定条件时执行来实现。替代地，能够通过构造特定硬件(电子电路)来实现关于所有步骤或某些步骤的处理。
[0069]参照图7和图1，控制器30根据来自检测器42的电压值Vk判定是否发生电气系统的绝缘异常(绝缘下降)(步骤S10)。例如，对电压值Vk设定适当的阈值，并且当电压值Vk低于该阈值时，检测到绝缘异常。当没有检测到绝缘异常时(在步骤SlO中为否)，则控制器30使处理进行到步骤S130，而不执行后续的一组处理步骤。[0070]在在步骤SlO中判定已经检测到电气系统的绝缘异常(步骤SlO中为是)的情况下，控制器30判定SMR40是否已经从接通状态切换成断开状态(步骤S20)。例如，当断开点火开关或者起动开关，SMR40从接通状态切换到断开状态。因此，在步骤S20中，可以判定点火开关或者起动开关是否已经被操作成断开，而不检查SMR40的操作。
[0071]然后，将操作电力供应至控制器30、检测器42、SMR40等，使得即使已经断开点火开关或者起动开关也能够执行后续处理。
[0072]当SMR40处于接通状态(在步骤S20中为否)时，处理前进到步骤S130。在SMR40从接通状态切换成断开状态(在步骤S20中为是)的情况下，控制器30判定是否还未完成电池区域ARl的绝缘检查(SMR检查)(S30)。在已经完成电池区域ARl的绝缘检查(步骤S30中为否)的情况下，则处理前进到步骤S130。
[0073]在在步骤S30中判定电池区域ARl的绝缘检查未完成的情况下(步骤S30中为是)，控制器30获取电压值Vk (步骤S40)，所述电压值Vk是检测器42的检测值。然后，控制器30判定检测值是否处于正常范围内(步骤S50)。更具体地，在电压值Vk大于阈值的情况下，判定检测值处于正常范围内，在电压值Vk小于阈值的情况下，判定检测值处于异常范围内。
[0074]在电压值Vk已经减小并且判定检测值处于异常范围内(在步骤S50中为否)的情况下，由于电压值Vk已经减小(尽管在步骤S20中SMR40已经断开并且区域AR2至AR4已经与检测器42电性断开)，所以控制器30判定电池区域ARl中已经发生绝缘异常(绝缘下降)(步骤S60)。
[0075]同时，在在步骤S50中判定检测值处于正常范围(步骤S50中为是)的情况下，控制器30仅接通SMR40的正电极侧的继电器SMRB(步骤S70)。然后，控制器30判定检测器42的检测值是否处于异常范围(步骤S80)内。
[0076]在尽管继电器SMRB接通但是电压值Vk还没有减小并且判定检测值处于正常范围内的情况下(在步骤S80中为否)，无法判定在电池区域ARl之外卿，在DC区域AR2、MG1区域AR3或者MG2区域AR4中)已经发生了绝缘异常(绝缘下降)，并且控制器30判定电气系统的绝缘状态为“不确定”(步骤S90)。结果，避免了发生判定在电池区域ARl之外发生绝缘异常的错误判定。
[0077]同时，在电压值Vk因为在步骤S70中接通继电器SMRB而减小并且在步骤S80中判定检测器42的检测值处于异常范围内(在步骤S80中为是)的情况下，控制器30断开继电器SMRB (步骤S100)。然后，再次判定检测器42的检测值是否处于正常范围内(在步骤SllO中为是)，并且在判定检测值处于正常范围内的情况下(步骤SllO中为是)，控制器30判定在电池区域ARl之外已经发生绝缘异常(绝缘下降)(步骤120)。
[0078]在尽管在步骤SlOO中继电器SMRB断开但是电压值Vk保持减小并且判定检测器42的检测值处于异常范围(在步骤SllO中为否)的情况下，控制器30使处理行进到步骤S90，并且判定电气系统的绝缘状态为“不确定”。
[0079]当最后断开继电器SMRB时，以证实的方式执行步骤SllO的处理，并且可以省略步骤 SI10。
[0080]如上文中所述，在本实施例中，不仅通过使用(I)在SMR40断开时获得的检测器42的检测结果(电压值Vk)来判定电气系统的绝缘状态，而且还通过使用(2)在随后接通继电器SMRB时获得的检测器42的检测结果来判定电气系统的绝缘状态。结果，与仅通过使用前述检测结果(I)判定绝缘状态的情况相比，提高了判定准确性。此外，由于在SMR40已经断开之后仅接通继电器SMRB，所以不需要在正电极侧和负电极侧上的继电器均接通时应当执行的预充电处理、放电处理和继电器熔断检查。因此，利用这个实施例，能够提高绝缘异常判定的准确性，并且也能够缩短处理时间。
[0081]此外，根据所述实施例，由于在SMR40已经断开之后接通正电极侧上的继电器SMRB,所以与接通负电极侧上的继电器SMRG (或者SMRP)时相比，能够缩短SMR检查时间。即使在负电极侧的继电器SMRG (或者SMRP)被接通时，与接通正电极侧和负电极侧上的继电器的情况相比，也能够大大缩短SMR检查所需的时间间隔。
[0082]此外，在上述实施例中，检测器42电连接到蓄电装置B的负电极侧，但是检测器42可以连接到蓄电装置B的正电极侧。在SMR40中，继电器SMRP和电阻R设置在负电极侧，但是继电器SMRP和电阻R可以设置在正电极侧。
[0083]此外，在上述实施例中，电气系统设置有升压变换器12，但是本发明还能够应用于带有不包括升压变换器12的电气系统的车辆。电气系统例如还可以设置有电空调和用于驱动该电空调的换流器。
[0084]在上述实施例中，电动车辆是装配有发动机4的混合动力车辆，但是本发明的应用范围并不局限于诸如上述的混合动力车辆，并且本发明的应用范围包括不具有发动机的电动汽车、和额外装配有作为电源的燃料电池的燃料电池车辆。
[0085]在上述解释中，升压变换器12、换流器14、22和电动发电机MG1、MG2形成本发明的“驱动装置”的示例，并且SMR40的继电器SMRB对应于本发明的“第一继电器”的示例。SMR40的继电器SMRG或者继电器SMRP对应于本发明的“第二继电器”的示例。
[0086]本文中公开的实施例是示例性的，并且不应当以任何方式解释成限制性的。本发明的范围由权利要求限定，而不由上述实施例限定，并且本发明的范围意在于包括权利要求的范围的等效物和处于权利要求范围内的所有变形方案。
【权利要求】
1.一种电动车辆，所述电动车辆包括: 电气系统，所述电气系统构造成产生驱动力，所述电气系统包括: 蓄电装置(B); 驱动装置(70)，所述驱动装置构造成使用所述蓄电装置的电力来产生驱动力； 第一继电器(SMRB)，所述第一继电器设置在所述蓄电装置的正极和所述驱动装置之间；和 第二继电器(SMRG)，所述第二继电器设置在所述蓄电装置的负极和所述驱动装置之间； 检测器(42)， 所述检测器构造成检测所述电气系统中的绝缘异常，所述检测器电连接到所述蓄电装置；和 控制器(30 )，所述控制器构造成根据所述检测器在所述第一继电器和所述第二继电器断开时获得的检测结果和所述检测器在随后所述第一继电器和所述第二继电器中的任一个接通时获得的检测结果来判定所述电气系统的绝缘状态。
2.根据权利要求1所述的电动车辆，其中: 所述控制器构造成根据所述检测器在所述第一继电器和所述第二继电器断开时获得的检测结果和所述检测器在随后所述第一继电器接通时获得的检测结果来判定所述电气系统的绝缘状态。
3.根据权利要求1或2所述的电动车辆，其中 所述控制器构造成在所述第一继电器和所述第二继电器的断开使所述检测器的检测结果从异常改变为正常并且即使在随后所述第一继电器和所述第二继电器中的任一个接通时所述检测器的检测结果也指示正常状态时，判定所述电气系统的绝缘状态是不确定的。
4.根据权利要求1或2所述的电动车辆，其中 所述控制器构造成在所述第一继电器和所述第二继电器的断开使所述检测器的检测结果从异常改变为正常并且由于随后所述第一继电器和所述第二继电器中的任一个接通而使所述检测器的检测结果指示异常状态时，判定所述驱动装置的绝缘电阻已经减小。
5.根据权利要求1或2所述的电动车辆，其中 所述控制器构造成在所述检测器在所述第一继电器和所述第二继电器断开时的检测结果指示异常状态时，判定所述蓄电装置的绝缘电阻已经减小。
6.根据权利要求1所述的电动车辆，其中 所述检测器包括: 电阻元件； 交流电源，所述交流电源构造成产生具有预定频率的交流电压； 电容元件，所述电容元件电连接在所述电阻元件和所述蓄电装置之间；和电压检测单元，所述电压检测单元构造成检测所述电阻元件和所述电容元件之间的电力线中的具有所述预定频率的电压分量， 所述交流电源电连接在所述电阻元件和车辆接地之间。
7.一种用于电动车辆的绝缘状态判定方法，所述绝缘状态判定方法包括: 利用检测器检测产生驱动力的电气系统的绝缘异常；断开设置在蓄电装置的正极和驱动装置之间的第一继电器，并断开设置在所述蓄电装置的负极和所述驱动装置之间的第二继电器； 在所述第一继电器和所述第二继电器已经断开之后，接通所述第一继电器和所述第二继电器中的任一个；和 根据所述检测器在所述第一继电器和所述第二继电器断开时获得的检测结果和所述检测器在所述第一继电器和所述第二继电器中的任一个接通时获得的检测结果，判定所述电气系统的绝缘状态。
8.根据权利要求7所述的绝缘状态判定方法，其中 根据所述检测器在所述第一 继电器和所述第二继电器断开时获得的检测结果和所述检测器在所述第一继电器接通时获得的检测结果，判定所述电气系统的绝缘状态。
【文档编号】B60L3/00GK103921684SQ201410014152
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年1月13日 优先权日:2013年1月15日
【发明者】右田翼, 松村光赖 申请人:丰田自动车株式会社