CN107228981B

CN107228981B - 劣化指定装置和劣化指定方法

Info

Publication number: CN107228981B
Application number: CN201710168563.5A
Authority: CN
Inventors: 川中翔太; 田村祥; 冈田贵裕; 田中宏昌; 松村光赖
Original assignee: Denso Ten Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Ten Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-03-25
Filing date: 2017-03-21
Publication date: 2019-10-08
Anticipated expiration: 2037-03-21
Also published as: CN107228981A; US10114056B2; JP6391619B2; JP2017173264A; US20170276714A1

Abstract

电源监控装置包括连接到绝缘的电源以执行充电/放电的电容器。包括该电容器的电源监控装置形成用于检测电源的绝缘电阻的劣化的充电路径，并检测电容器在通过该充电路径进行充电时的电压。车辆控制器基于由电源监控装置检测到的电容器的电压是否在预定范围内来指定异常部分。

Description

劣化指定装置和劣化指定方法

技术领域

在此讨论的实施例涉及劣化指定装置和劣化指定方法。

背景技术

通常，诸如混合动力车辆和电动车辆的车辆包括向作为驱动源的发动机供电的电源。由于上述电源被配置成与车体绝缘，因此，车辆配备有安装在其上的监控装置，其监控电源的绝缘状态，换句话说，其检测电源的绝缘电阻的劣化。

作为这种监控装置，已知有利用脉冲施加系统的检测装置，该脉冲施加系统通过使用脉冲的施加来确定绝缘电阻的劣化部分。具体地，当车辆的点火被关闭时，监控装置通过使用微型计算机等生成脉冲，并将该脉冲施加到电池的负极(总负)。当以这种方式施加脉冲时，电流流过车体的绝缘电阻和接地(GND)。因为当绝缘电阻减小时，脉冲的峰值减小，所以监控装置可以检测异常。监控装置通过使用连接或断开致动器的开关来在致动器之间切换，以确定绝缘电阻的劣化部分。

专利文献1：日本特开专利公开号2012-202723

专利文献2：日本特开专利公开号2008-167617

专利文献3：日本特开专利公开号2013-236486

然而，上述技术不具有足够的效率，因为异常部分在车辆的点火停止之后被指定。

例如，车辆的点火可以根据情况在点火停止之后立即启动。在这种情况下，不可能指定绝缘电阻的劣化部分。即使当在车辆运行期间检测到电源的绝缘状态的异常时，也不可能在车辆停止前指定绝缘电阻的劣化部分。这导致异常检测的情况与详情确定的情况之间的不匹配。因此，不可能指定劣化的原因，并且其再发生概率变高。

发明内容

鉴于上述问题，提出了实施例的一个方面，并且该实施例的目的是提供可有效地指定异常部分的劣化指定装置和劣化指定方法。

根据本申请中公开的劣化指定装置和劣化指定方法的一个方面，可以有效地指定异常部分。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参考以下详细描述，将更容易地获得对本发明及其许多伴随的优点的更完整的理解，其中：

图1是示出包括根据实施例的电源监控装置的充电/放电系统的配置示例的框图；

图2是示出车辆系统的图；

图3是示出电源监控装置的配置示例的框图；

图4是示出电压检测电路的配置示例的图；

图5是示出在检测电池组的正极侧的绝缘电阻Rp的劣化中使用的充电路径的图；

图6是示出在执行充电电容器的放电中使用的放电路径的图；

图7是示出在检测电池组的负极侧的绝缘电阻Rn的劣化中使用的充电路径的图；

图8是示出发动机的图；

图9是示出接地故障确定的阈值的图；

图10是示出劣化检测过程的处理过程中的一部分的流程图；

图11是示出异常部分指定过程的处理过程中的一部分的流程图；

图12是劣化检测过程和异常部分指定过程的时序图。

具体实施方式

以下，将参考附图详细描述劣化指定装置和劣化指定方法的实施例。此外，本发明不限于下述的实施例。

1.充电/放电系统的配置

图1是示出包括根据实施例的电源监控装置的充电/放电系统的配置示例的框图。充电/放电系统1安装在车辆(未示出)上，诸如混合动力车辆(HEV)、电动车辆(EV)、燃料电池车辆(FCV)。充电/放电系统1是在作为车辆的驱动源的发动机上执行供给电力的电源等的充电/放电的系统。

具体地，充电/放电系统1包括电池组10、电源监控系统20、车辆控制器30、发动机40、电压转换器50以及故障安全继电器60。电源监控系统20包括多个卫星板22和电源监控装置23，其中卫星板22包括监控器IC(集成电路)21等。

电池组10是与车体(未示出)绝缘的由多个块11构成的电源(电池)。每个块11包括串联连接的多个(例如，两个)电池堆12。每个电池堆12包括例如串联连接的多个电池单元13。

块11、电池堆12和电池单元13的数量不限于上述或图示的数量。例如，锂离子二次电池、镍氢二次电池等可用作上述电池组10，然而不限于此。

每个电池单元13与设置在卫星板22上的监控器IC 21电连接。每个电池单元13的电压由监控器IC 21检测。监控器IC 21的数量是两个或更多，包括第一监控器IC 21a和第二监控器IC 21b，并且第一监控器IC 21a和第二监控器IC 21b的每一个检测与一个电池堆12对应的电池单元13的电压。

电源监控装置23通过导体L2测量在电容器(在后面提及)中充电的电压值，以检测包括在电源监控系统20中的绝缘电阻(在后面提及)的劣化，这将在后面说明。例如，绝缘电阻的劣化包括由于绝缘电阻的电阻值的降低而导致的电池组10的漏电的发生。电源监控装置23可以发送电压检测请求以使各个监控器IC 21检测多个电池单元13的电压，并进一步通过通信线路L1接收检测结果。因此，电源监控装置23也可以监控电池单元13的电压。

优选地，电源监控装置23还具有确定监控器IC 21是否正常工作的功能。具体地，例如，电源监控装置23将直接检测的堆电压与从接收自监控器IC 21的电池单元13的电压之和中获取的堆电压进行比较，因此，当堆电压之间的差大于容差时，确定监控器IC 21异常。当监控器IC 21被确定为异常时，例如，电源监控装置23可以断开故障安全继电器60，以不对电池单元13执行充电/放电。

车辆控制器30根据电池组10的充电状态对电池组10执行充电/放电以控制车辆。具体地，车辆控制器30通过使用电压转换器50来将电池组10中充电的电压从直流(DC)电压转换为交流(AC)电压，并将转换后的电压提供给发动机40以驱动发动机40。因此，电池组10将放电。

车辆控制器30使电压转换器50将通过发动机40的再生制动生成的电压从AC电压转换成DC电压，以便提供给电池组10。因此，电池组10被充电。因此，车辆控制器30基于从电源监控装置23获取的电池组10的充电状态来监控电池组10的电压，并根据监控结果执行控制。

车辆控制器30基于由电源监控装置23获取的电容器的电压是否在预定范围内来指定异常部分。其详情将在后面提及，例如，当电容器的电压在预定负电压值的范围内时，车辆控制器30将从电池组10接收供电以便被驱动的发动机40指定为异常部分。

2.连接部分的配置

下面将说明当车辆控制器30检测到绝缘异常时将被指定为异常的部分。将说明图1所示的包括电源监控系统20、继电器60、电压转换器50和发动机40的车辆系统的详细连接配置。图2是示出车辆系统的图。

如在图2中所示，车辆系统包括电源监控系统20、电源控制单元(PCU)41、空调部42和发动机40。电源监控系统20与PCU 41、空调部42和发动机40经由系统主继电器(SMR)连接。

PCU 41包括升压转换器，其是一种类型的DC-DC转换电路(DC-DC转换器)，并且是用于获取比输入电压高的电压的输出的电路。空调部42包括内部逆变器，并通过使用逆变器来控制与电源监控系统20的连接。发动机40包括与发动机MG(A)连接的第一门电路41a和第二门电路42a；以及与发动机MG(B)连接的第一门电路41b和第二门电路42b。该逆变器的门驱动为：(第一门电路41a和41b为接通)：(第二门电路42a和42b为接通)＝50:50。

3.电源监控装置的配置

接着将说明电源监控装置23的配置。图3是示出电源监控装置23的配置示例的框图。在图3中，省略了卫星板22、通信线路L1等。在图3中，为了便于理解，示出了多个块11中的一个块，在下文中，块11中的两个电池堆12中的一个电池堆可以被称为“第一堆12a”，另一个可以被称为“第二堆12b”。

电源监控装置23例如是电子控制单元(ECU)，如图3所示，包括电压检测电路24、A/D转换器25和控制器26。电压检测电路24包括用于执行每个堆电压的检测、绝缘电阻的劣化检测等的电路。

因此，根据本实施例的电源监控装置23被配置为执行绝缘电阻的劣化检测，同时简化其配置以抑制成本的增加，以便即使在车辆的运行期间也能够指定绝缘的劣化部分。以下，将更具体地说明电源监控装置23的配置细节。

图4是示出电源监控装置23的电压检测电路24的配置示例的图。如图4所示，电压检测电路24包括第一电容器C1、第二电容器C2、第一开关S1至第六开关S6、转换开关S7以及第一电阻R1至第七电阻R7。电池组10包括在正极侧的绝缘电阻Rp和在负极侧的绝缘电阻Rn。在本实施例中，将说明包括两个电容器的示例，然而，不限于此，可以包括一个电容器。

该电压检测电路24采用后面将提到的快速电容器系统，并通过使用每个堆12a、12b的电压来对第一电容器C1充电，然后将第一电容器C1的电压检测为相应的堆12a或12b的电压。电压检测电路24可以检测作为多个单元的集合的块的电压，而不限于堆的电压。

具体地，电压检测电路24通过第一电容器C1和第二电容器C2被分为充电侧电路和放电侧电路。以下，第一电容器C1和第二电容器C2可以统称为“电容器C”。

充电侧电路是其中电池组10的每个堆12a、12b连接到电容器C的部分，并包括每个堆12a、12b的电压充电到电容器C的路径。放电侧电路是包括已在电容器C中充电的电压被放电的路径的部分。

开关S1至开关S7中的每一个的接通/关断(ON/OFF)被控制以控制电容器C上的充电和放电。例如，固态继电器(SSR)可以用作上述的每个开关S1至S7，然而，并不限于此。第一电阻R1至第七电阻R7是用于检测电容器C的电压的电压检测的电阻。

在电压检测电路24的充电侧电路中，第一堆12a和第二堆12b的每一个并联连接到电容器C。换句话说，电容器C的两端都连接到第一堆12a的相应的正极和负极，并且还连接到第二堆12b的相应的正极和负极。

第一电阻R1、第一开关S1和第五电阻R5串联地设置在第一堆12a的正极侧和电容器C之间，并且第二电阻R2和第二开关S2串联地设置在第一堆12a的负极侧和电容器C之间。

第三电阻R3、第三开关S3和第五电阻R5串联地设置在第二堆12b的正极侧和电容器C之间，并且第四电阻R4和第四开关S4串联地设置在第二堆12b的负极侧和电容器C之间。

在电压检测电路24的放电侧电路中，第五开关S5设置在第一堆12a和第二堆12b的正极侧的路径上，并且第五电阻R5设置在第五开关S5的一端和电容器C之间。第六开关S6设置在第一堆12a和第二堆12b的负极侧的路径上，并且第六开关S6的一端连接到电容器C。

第五开关S5的另一端连接到A/D转换器25，并且在通过第六电阻R6连接到车体GND的路上分支。第六开关S6的另一端经过第七电阻R7连接到车体GND。车体GND是接地点的一个示例。

A/D转换器25将指示电压检测电路24的连接点A处的电压的模拟值转换为数字值，并将转换的数字值输出到控制器26。

接着将说明第一电容器C1和第二电容器C2的细节。因为期望上述堆12a和12b的电压检测的过程在比较短的时间内完成，所以优选地，用于电压检测的电容器的静电容量相对较小，以便在短时间内充电。

另一方面，优选地，用于绝缘电阻Rp和Rn的劣化检测的电容器的静电电容相对较大。换句话说，在车辆中存在浮动电容，这在设计时不是预期的。当在绝缘电阻Rp和Rn的劣化检测期间接收到该浮动电容的影响时，担心电容器的电压被不准确地检测，因此，在某些情况下，劣化检测的准确性降低。因此，优选地，用于绝缘电阻Rp和Rn的劣化检测的电容器的静电电容被相对增大，以减小浮动电容对整体电容的影响。

因此，在本实施例中，第一电容器C1和第二电容器C2的配置如下。具体地，第一电容器C1串联连接到第五电阻R5。第二电容器C2串联连接到转换开关S7。

第二电容器C2和转换开关S7并联连接到第一电容器C1。因此，转换开关S7的ON/OFF被控制以能够容易地切换将要连接在充电侧电路和放电侧电路中的电容器，因此每个电路的整体静电容量可以是可变的。

具体地，例如，当在每个堆12a、12b的电压检测的过程期间转换开关S7被关断时，由于只有第一电容器C1连接在充电侧电路和放电侧电路中，因此，将通过使用相对小的静电容量来执行该过程。

另一方面，当在绝缘电阻Rp和Rn的劣化检测的过程期间转换开关S7接通时，因为第一电容器C1和第二电容器C2被连接在充电侧电路和放电侧电路中，所以将通过使用相对较大的静电容量来执行该过程。当在绝缘电阻Rp和Rn的劣化检测的过程期间转换开关S7被关断以仅使用第一电容器C1形成充电侧电路和放电侧电路的情况下，可执行该过程。

在此，假设第二电容器C2的静电容量的值大于浮动电容的静电容量的值。例如，第二电容器C2的静电容量是车辆的浮动电容的几十倍。

因此，将要在绝缘电阻Rp和Rn的劣化检测中使用的电容器的静电容量，换句话说，第一电容器C1和第二电容器C2的组合容量，可以增大得更多，因此，浮动电容对整体容量的影响可以减少得更多。因此，第一电容器C1和第二电容器C2用于绝缘电阻Rp和Rn的劣化检测。

如在图4中所示，在电压检测电路24的电路中，在上述电池组10的正极侧设置绝缘电阻Rp，在负极侧设置绝缘电阻Rn。每个绝缘电阻Rp、Rn指示所实现的电阻和虚拟指示与车体GND绝缘的电阻的组合电阻，在此，是安装电阻还是虚拟电阻无关紧要。

每个绝缘电阻Rp、Rn的电阻值被设定成足够大到在正常状态下绝缘电阻几乎不被通电的程度，例如，若干MΩ。然而，例如在绝缘电阻Rp或Rn劣化的异常状态的情况下，电池组10与车体GND等短路，或者电池组10几乎处于短路状态，以使得其电阻值减小到绝缘电阻通电的程度。

在此，将参考图5至图7说明第一电容器C(即，第一电容器C1)的充电和放电，其被执行以检测电池组10的绝缘电阻Rp或Rn的劣化。

图5是示出在检测电池组10的正极侧的绝缘电阻Rp的劣化中使用的充电路径的图。图6是示出在执行充电的电容器C的放电中使用的放电路径的图。图7是示出在检测电池组10的负极侧的绝缘电阻Rn的劣化中使用的充电路径的图。

首先，当将要检测正极侧的绝缘电阻Rp的劣化时，如在图5中所示，第四开关S4和第五开关S5接通，而其它开关S1至S3、S6和S7关断。因此，第一堆12a的正极侧经由绝缘电阻Rp、第六电阻R6、第五开关S5、第一电容器C1、第四开关S4、第四电阻R4和第二堆12b连接到第一堆12a的负极侧。

换句话说，形成了第一路径P1，其经由正极侧的绝缘电阻Rp将第一堆12a和第二堆12b与第一电容器C1连接。在这种情况下，当绝缘电阻Rp的电阻值正常时，第一路径P1几乎不通电，当绝缘电阻Rp劣化以使得电阻值减小时，第一路径P1通电。

在从形成第一路径P1起经过预定时间之后，电容器C的电压被放电。具体地，如在图6中所示，第四开关S4关断，并且第六开关S6接通。因此，在电压检测电路24中，形成了作为放电路径的第二路径P2。在这种情况下检测的第一电容器C1的电压可以称为“电压VRp”，绝缘电阻Rp的劣化将基于电压VRp来检测，这将在后面描述。

在检测到负极侧的绝缘电阻Rn的劣化的情况下，如在图7中所示，第一开关S1和第六开关S6接通，而其它开关S2至S5和S7关断。因此，第一堆12a的正极侧经由第一电阻R1、第一开关S1、第五电阻R5、第一电容器C1、第六开关S6、第七电阻R7、绝缘电阻Rn和第二堆12b连接到第一堆12a的负极侧。

换句话说，形成了第三路径P3，其经由负极侧的绝缘电阻Rn将第一堆12a和第二堆12b连接到第一电容器C1。在这种情况下，当绝缘电阻Rn的电阻值正常时，第三路径P3几乎不通电，当绝缘电阻Rn劣化以使得电阻值减小时，第三路径P3通电。

在从形成第三路径P3起经过预定时间之后，如在图6中所示，电容器C的电压被放电。在这种情况下检测的第一电容器C1的电压称为“电压VRn”，绝缘电阻Rn的劣化将基于电压VRn来检测，这将在后面描述。

在绝缘电阻Rp和Rn的劣化检测过程中，在比完全充电所需的时间更短的预定时间内执行充电，通过使用充电的电压作为相应的电压VRp和VRn来执行绝缘电阻Rp和Rn的劣化检测。

同时，上述的绝缘电阻Rp和Rn的劣化检测基于如下的假设：连接到电源堆的相应正极侧的第一开关S1和第三开关S3、以及连接到电源堆的相应负极侧的第二开关S2和第四开关4正常工作。换句话说，优选地，在上述电压检测和上述劣化检测的过程之前，检查高压侧的开关的状态。

返回到图3的说明，电源监控装置23的控制器26是包括中央处理单元(CPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)等的微型计算机，并控制包括电压检测电路24、A/D转换器25等的电源监控装置23的整体。

具体地，控制器26包括充电路径形成单元26a、放电路径形成单元26b、电压检测器26c和劣化检测器26d。如图5和图7所说明的，充电路径形成单元26a控制第一开关S1至第六开关S6和转换开关S7以形成作为充电路径的第一路径P1或第三路径P3。如在图6中所说明的，放电路径形成单元26b控制第一开关S1至第六开关S6和转换开关S7以形成作为放电路径的第二路径P2。

第一开关S1至第六开关S6和转换开关S7的切换模式被预先存储在诸如RAM或ROM的存储器中。充电路径形成单元26a或放电路径形成单元26b在适当的时间从存储器中读出切换模式以形成充电路径或放电路径。

当放电路径由放电路径形成单元26b形成时，电压检测器26c通过使用A/D转换器25来检测充电的第一电容器C1的电压等。假设电压检测器26c检测上述的电压VRp和VRn。电压检测器26c将所检测的电压VRp和VRn输出到劣化检测器26d和车辆控制器30。

劣化检测器26d基于第一电容器C1的电压VRp和VRn来检测绝缘电阻Rp和Rn的劣化。具体地，当绝缘电阻Rp或绝缘电阻Rn没有劣化并且其电阻值没有降低时，第一电容器C1几乎不充电，或者即使在充电时也充电非常小的电压。因此，劣化检测器26d将电压VRp或电压VRn与预先设定为相对小的值的阈值Va进行比较。

当第一电容器C1的电压VRp等于或大于阈值Va时，劣化检测器26d检测绝缘电阻Rp的劣化，换句话说，确定在绝缘电阻Rp中产生异常。另一方面，当电压VRp小于阈值Va时，劣化检测器26d确定在绝缘电阻Rp中不存在劣化，换句话说，绝缘电阻Rp正常。

类似地，当电压VRn等于或大于阈值Va时，劣化检测器26d检测绝缘电阻Rn的劣化。另一方面，当电压VRn小于阈值Va时，劣化检测器26d确定在绝缘电阻Rn中不存在劣化。在上述中，电压VRn和VRp的值与相同的阈值Va的值进行比较，然而不限于此，也可以使用被设定成彼此不同的值的阈值。

劣化检测器26d向车辆控制器30等输出指示上述绝缘电阻Rp或Rn的劣化状态的结果的信息。车辆控制器30根据劣化状态执行指定异常部分、车辆控制、用户的通知操作等。

4.异常部分的指定

下面将说明其中当劣化检测器26d检测到绝缘电阻Rp或Rn的劣化状态时车辆控制器30指定劣化部分(异常部分)的过程。

车辆控制器30在车辆运行期间指示电源监控装置23启动绝缘电阻的劣化检测。已经接收到该指令的电源监控装置23执行上述电压VRp和VRn的检测，确定绝缘电阻Rp和Rn的劣化，并向车辆控制器30通知确定结果和所测量的电压VRp和VRn。

当电源监控装置23在车辆运行期间检测到绝缘电阻Rp或Rn的异常时，车辆控制器30在车辆停止之前开始指定异常部分。

例如，当电源监控装置23通知绝缘电阻Rn的异常时，车辆控制器30保持先前测量的所测量的电压VRn(以下可以称为“保持电压”)。车辆控制器30依次断开在车辆系统中包括的各部分的连接，并使电源监控装置23测量中断状态下的VRn。车辆控制器30将刚好在检测到异常之前的保持电压VRn与在每个部分被中断的状态下的VRn进行比较，以便指定异常部分。

另一方面，车辆控制器30使电源监控装置23测量VRn，以获取在异常检测之后通过绝缘测量而测量到的VRn。车辆控制器30通过确定所获取的VRn是否在预定范围内来指定异常部分。

在此，将说明在绝缘异常的检测之后指定异常部分的一个示例。例如，车辆控制器30在车辆运行期间对逆变器等执行关断等，并使电源监控装置23测量在空调部42的门被关断的状态下的VRn。当保持电压VRn和检测到绝缘异常之后在绝缘测量时的VRn之间的差等于或大于阈值时，车辆控制器30将空调部42指定为异常部分。

换句话说，在即使空调部42断开时将要在第一电容器C1上充电的电压的变化也很小的情况下，认为绝缘异常与空调部42之间的关系低。因此，车辆控制器30将绝缘异常时的保持电压VRn与在空调部42断开时的VRn进行比较，并由此可确定在空调部42中是否存在异常。

随后，当确定在空调部42中不存在异常时，车辆控制器30在空调部42重新启动之后确定发动机40中的异常。例如，当在确定空调部42中不存在异常之后升压电压(VH)变为等于或大于参考值时，车辆控制器30使电源监控装置23执行绝缘异常的测量，以便获取VRn。当所测量的电压VRn在预定范围内时，车辆控制器30将发动机40指定为异常部分。

在此，将说明发动机40。图8是示出发动机40的图。为了便于说明，在图8中，简化了在图2中所示的车辆系统。在此，第一门电路41a和41b统称为第一门电路41A，以及第二门电路42a和42b统称为第二门电路41B。如在图8中所示，发动机40包括第一门电路41A和第二门电路41B的电流路径，并在运行期间使门以预定的比率驱动。在发动机40的电压(VH)处于升压中并且发动机40正常驱动的情况下，当发动机40的接地故障相的第一门电路41A接通时，由于生成类似于在RHp的接地故障的情况中的路径，因此，当处于升压状态时，在电源监控装置23的第一电容器C1中充电负电压。当第二门电路41B接通时，生成类似于在RLn和RHn的接地故障的情况中的路径，在电源监控装置23的第一电容器C1上充电正电压。

换句话说，在正常驱动中，在第一门电路41A和第二门电路41B之间的连接比率为50％，因为在第一门电路41A接通期间由升压电压引起的负充电(参见图8中的“P4”)大于在第二门电路41B的接通期间的正充电(参见图8中的“P5”)，所以，在第一电容器C1上充电负电压。此时要充电的负电压小于RHp的接地故障的电压。因此，当在第一电容器C1上充电的负电压在预先设置的负电压的范围内时，车辆控制器30可确定发动机40的接地故障。

在此，将说明用于发动机40的接地故障确定的阈值。图9是示出接地故障确定的阈值的图。在图9中所示的曲线图中，纵轴表示充电电压，横轴表示发动机40的电阻值，曲线图是预先通过研究、实验等获得的。如在图9中所示，当发动机40处于接地故障时，电容器的充电电压变为小于零的值。数值等仅仅是一个示例。

因此，当在第一电容器C1上充电的电压处于图9所示的范围Q内时，车辆控制器30可以确定发动机40的接地故障。因此，车辆控制器30将在第一电容器C1上充电的电压值与预先确定的图9所示的曲线图进行比较，以使得可以指定发动机40中的异常或发动机40中的异常部分。

随后，当确定在发动机40中不存在异常时，车辆控制器30使过程等待，直到车辆的点火关闭。当车辆停止时，车辆控制器30关闭系统主继电器以将电源监控系统20与PCU 41断开，然后使电源监控装置23执行绝缘异常的测量以便获取VRn。

当保持电压VRn和系统主继电器关断之后的VRn之间的差大于阈值时，车辆控制器30指定异常部分是PCU 41。另一方面，当保持电压VRn和系统主继电器关断之后的VRn之间的差等于或小于阈值时，车辆控制器30指定异常部分是电源监控装置23的电压检测电路24。

换句话说，在即使PCU41断开时在第一电容器C1上充电的电压的变化也很小的情况下，认为绝缘异常与PCU 41之间的关系低。在这种情况下，车辆控制器30指定PCU 41处于正常工作，异常部分是电源监控装置23的电压检测电路24。因此，车辆控制器30在车辆停止之后，将绝缘异常时的保持电压VRn与PCU41断开之后的VRn进行比较，以能够进一步缩小异常部分。

5.劣化检测过程和异常部分指定过程的具体操作

下面将参考图10说明在如上所述配置的电源监控系统20中执行的劣化检测过程的具体操作，并将参考图11说明在车辆控制器30中执行的异常部分的指定过程。图10是示出劣化检测过程的处理过程的一部分的流程图。图11是示出异常部分指定过程的处理过程的一部分的流程图。

如在图10中所示，当开始该过程时，电源监控装置23接通第四开关S4和第五开关S5(S101)，等待t秒，并对第一电容器C1充电电压(S102)。

随后，电源监控装置23关断第四开关S4(S103)，并且在接通第六开关S6之后(S104)，检测电压(VRp)(S105)。

随后，电源监控装置23关断所有开关(S106)，然后接通第一开关S1和第六开关S6(S107)，等待t秒，然后，对第一电容器C1充电电压(S108)。

随后，电源监控装置23关断第一开关S1(S109)，接通第五开关S5(S110)，然后检测电压(VRn)(S111)。电源监控装置23通过电压(VRp)与阈值的比较以及电压(VRn)与阈值的比较来确定绝缘异常(S112)，并向车辆控制器30通知确定的结果和所测量的电压。

如在图11中所示，当电源监控装置23通知绝缘异常的产生(S201)时，车辆控制器30保持最后所获取的电压，换句话说，由电源监控装置23检测的电压(VRn)(S202)。

随后，当确定空调器处于工作中时(S203：是)，车辆控制器30向空调器的门发送OFF请求，以断开空调部42(S204)。当确定空调器不工作时(S203：否)，车辆控制器30执行S205而不执行S204。

随后，车辆控制器30指示电源监控装置23开始绝缘测量，以便获取在第一电容器C1上充电的电压(VRn)(S205)，并计算与保持值(VRn)的电压差(S206)。

在此，当电压差大于阈值(例如，等于或小于5V)时(S206：否)，车辆控制器30确定异常部分是空调部42以终止过程(S207)。

另一方面，当电压差等于或小于阈值时(S206：是)，车辆控制器30驱动空调器(S208)，并确定升压电压是否等于或大于参考值(S209)。

当升压电压(VH)超过参考值时(S209：是)，车辆控制器30指示电源监控装置23开始绝缘测量，并获取在第一电容器C1中充电的电压(VRn)(S210)。

在此，当所获取的电压在某一范围内时(S211：否)，车辆控制器30确定异常部分是发动机40(S212)，并终止过程。

另一方面，当所获取的电压不在某一范围内时(S211：是)，车辆控制器30等待，直到通过用户操作关闭点火(IG_OFF)(S213)。

当点火关闭时(S213：是)，车辆控制器30发送指示关闭系统主继电器(SMR)以断开PCU 41的请求(S214)，然后指示电源监控装置23开始绝缘测量，以便获取在第一电容器C1上充电的电压(VRn)(S215)。

随后，车辆控制器30计算在第一电容器C1中充电的电压(VRn)和保持值(VRn)之间的电压差，并且当电压差等于或小于阈值时(S216：是)，检测电池组的绝缘异常(S217)。另一方面，当电压差大于阈值时(S216：否)，车辆控制器30检测PCU 41的异常(S218)。

6.劣化检测过程和异常部分指定过程的时序图

下面说明上述过程的时序图。图12是劣化检测过程和异常部分指定过程的时序图。

如在图12中所示，首先，电源监控装置23接通第四开关S4和第五开关S5，等待t秒，并测量在电容器上充电的电压(VRp)。接着电源监控装置23依次关断第五开关S5、第六开关S6、第二开关S2和第三开关S3，然后接通第一开关S1和第六开关S6，等待t秒，并测量在电容器上充电的电压(VRn)。

随后，电源监控装置23依次关断第五开关S5、第六开关S6、第二开关S2和第三开关S3，然后，电源监控装置20和车辆控制器30执行绝缘电阻的劣化检测和空调部42的异常检测。

接着电源监控装置23接通第四开关S4和第五开关S5，等待t秒，并测量在电容器上充电的电压(VRp)。随后，电源监控装置23依次关断第五开关S5、第六开关S6、第二开关S2和第三开关S3，接通第一开关S1和第六开关S6，等待t秒，并测量在电容器上充电的电压(VRn)。

因此，电源监控装置23和车辆控制器30重复执行电压(VRn)的测量，并确定发动机40、PCU 41和电压检测电路24的每一个中的异常。

7.效果和修改

如上所述，由于即使在车辆运行期间检测到绝缘异常时，也可以在车辆停止之前执行异常部分的指定，因此，可以有效地指定异常部分。可对在运行期间的空调部42和发动机40的异常确定给予高优先级。其结果是，可在保持产生绝缘异常的情况的同时缩小异常部分，因此，能够提高指定异常生成部分的准确性，从而可以加快原因的调查，并减少再发生概率。

测量每个部分断开时的电压VRn，以能够缩小异常部分，因此，能够高准确性地缩小异常部分。仅使用现有的电压检测电路24就能够执行绝缘异常的检测和异常部分的指定，而无需提供另一个特定电路，因此，可以实现成本降低，并且还可以抑制电路尺寸的增加。使用预备的阈值能够检测发动机40的内部电阻的异常，因此，能够容易地缩小异常部分，以减少恢复时间。

在上述实施例中，第一电容器C1、第二电容器C2、转换开关S7等的位置和数量仅仅是示例，并不限于此。换句话说，第一电容器C1和第二电容器C2的位置等可以是任意的，只要整体静电容量可以在用于检测电源的电压的充电路径和用于检测绝缘电阻Rp和Rn的劣化的充电路径之间改变即可。

例如，在电压检测电路24中，可以新提供一个开关，其串联连接到第一电容器C1，并且并联连接到第二电容器C2和转换开关S7。该新提供的开关和转换开关S7可以被控制以在仅包括第一电容器C1的充电路径和仅包括第二电容器C2的充电路径之间切换。

在电压检测电路24中，例如，第二电容器C2和转换开关S7可以串联连接到第一电容器C1。此外，可以新提供一个开关，其并联连接到第一电容器C1和转换开关S7。该新提供的开关和转换开关S7可以被控制以在包括串联连接的第一电容器C1和第二电容器C2的充电路径与仅包括第二电容器C2的充电路径之间切换。

在上述绝缘电阻Rp和Rn的劣化检测中，第一电容器C的每个电压VRp、VRn与阈值Va进行比较，然而，并不限于此。换句话说，例如，可以将电压VRp和电压VRn相加，并将相加的电压与另一个预设的阈值进行比较，以检测绝缘电阻Rp和Rn的劣化。

本领域技术人员将容易想到附加的优点和修改。因此，本发明在其更广泛的方面不限于本文所示和所述的具体细节和代表性实施例。因此，在不脱离由所附权利要求及其等同物限定的总体发明构思的精神或范围的情况下，可以进行各种修改。例如，在上述实施例中，对车辆控制器30指定异常部分的示例进行了说明，但不限于此，电源监控装置23也可以执行指定。

Claims

1.一种劣化指定装置，包括：

电容器，其连接到绝缘的电源以执行充电/放电；

电压检测器，其检测所述电容器在通过用于检测所述电源的绝缘电阻的劣化的充电路径进行充电时的电压；以及

指定单元，其基于由所述电压检测器检测到的所述电容器的电压是否在预定范围内来指定异常部分，

其中，当所述电容器的电压不在所述预定范围内时，所述指定单元通过使用除所述电源以外的内部电源来执行升压，并将连接到所述电源和所述电容器以进行驱动的发动机指定为异常部分。

2.根据权利要求1所述的劣化指定装置，其中，当所述电容器的电压是等于或小于阈值的电压值时，所述指定单元将在所述发动机中包括的内部电阻指定为所述异常部分。

3.根据权利要求1所述的劣化指定装置，其中，所述指定单元在安装有所述劣化指定装置的车辆的运行期间基于所述电容器的电压是否在所述预定范围内来确定所述发动机的异常，并在所述车辆停止时基于所述电容器的电压来确定安装在所述车辆上的另一部分的异常。

4.根据权利要求1所述的劣化指定装置，还包括：

劣化检测器，其通过将阈值和所述电容器在通过用于检测所述电源的绝缘电阻的劣化的充电路径进行充电时的电压进行比较，来检测所述绝缘电阻的劣化，其中，

当所述劣化检测器检测到所述绝缘电阻的劣化时，所述电压检测器形成所述充电路径，以检测所述电容器的电压，以及

所述指定单元基于所述电容器的电压是否在所述预定范围内来确定所述发动机是否是异常部分，并通过将由所述劣化检测器获取的所述电容器的电压和由所述电压检测器获取的所述电容器的电压进行比较，确定在安装有所述劣化指定装置的车辆上安装的另一部分的异常。

5.根据权利要求4所述的劣化指定装置，其中，

所述电压检测器在连接到所述电源和所述电容器的部分被依次断开的状态下，检测所述电容器在通过充电路径进行充电时的电压，以及

所述指定单元计算由所述劣化检测器获取的所述电容器的电压和所述电容器在所述部分断开时的各个电压之间的差值电压，并将所述电容器被充电了所述差值电压中变为等于或大于所述阈值的一个电压时断开的部分指定为所述异常部分。

6.一种由劣化指定装置执行的劣化指定方法，所述劣化指定装置包括连接到绝缘的电源以执行充电/放电的电容器，所述方法包括：

检测所述电容器在通过用于检测所述电源的绝缘电阻的劣化的充电路径进行充电时的电压；以及

基于通过所述检测而检测到的所述电容器的电压是否在预定范围内来指定异常部分，

其中，当所述电容器的电压不在所述预定范围内时，通过使用除所述电源以外的内部电源来执行升压，并将连接到所述电源和所述电容器以进行驱动的发动机指定为异常部分。