CN107933314B - 电力供给系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电力供给系统。电力供给系统具备：蓄电装置，经由具有预充电用电路的系统主继电器连接于电力线；平滑用的电容器，安装于电力线；及电力变换器，使用来自电力线的直流电力向电负载供给交流电力。在车载的电力供给系统中，在即使执行在系统起动时使用预充电用电路对电容器进行预充电的预充电控制也没能对电容器进行预充电时，基于执行预充电控制的过程中的蓄电装置的公共电压的变化来诊断故障部位。

Description

电力供给系统
技术领域
本发明涉及电力供给系统，详细地说，涉及在系统起动时对平滑用的电容器进行预充电的车载的电力供给系统。
背景技术
以往，作为这种电力供给系统，提出了如下的电力供给系统，其具备：蓄电池，经由系统主继电器连接于电池电压系统电力线；第一电容器，安装于第一电力线；变换器，将第二电力线的直流电力变换成三相交流电力并向电动机供给；第二电容器，安装于第二电力线；及升降压转换器，连接于第一电力线和第二电力线(例如，参照专利文献1)。该系统在系统起动时使用系统主继电器的预充电用电路对第一电容器和第二电容器进行预充电，在预充电中产生了电力消耗异常时基于蓄电池电压、第一电容器的电压、第二电容器的电压、辅机电压来诊断异常部位。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-129460号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在上述那样的电力供给系统中，在无法进行系统起动时的第一电容器和第二电容器的预充电时，可以设想第一电力线的断线等故障和/或比第二电力线靠变换器侧的断线等故障。在该情况下，通过诊断故障部位并存储，并在之后读出所存储的故障部位，能够有助于修理。
本发明的电力供给系统的主要目的在于，诊断在系统起动时无法进行电容器的预充电时的故障部位。
用于解决课题的技术方案
本发明的电力供给系统为了达成上述的主要目的而采取了以下的技术方案。
本发明的电力供给系统是车载的电力供给系统，具备：
蓄电装置，经由具有预充电用电路的系统主继电器连接于电力线；
平滑用的电容器，安装于电力线；
电力变换器，使用来自电力线的直流电力向电负载供给交流电力；及
控制装置，执行在系统起动时使用所述预充电用电路对所述电容器进行预充电的预充电控制，
其特征在于，
在即使执行所述预充电控制也没能对所述电容器进行预充电时，所述控制装置基于执行所述预充电控制的过程中的所述蓄电装置的公共电压的变化来诊断故障部位。
在该本发明的电力供给系统中，在系统起动时使用将蓄电装置连接于电力线的系统主继电器的预充电用电路来利用蓄电装置的电力对安装于电力线的电容器进行预充电。在即使执行这样的预充电控制也没能对电容器进行预充电时，基于执行预充电控制的过程中的蓄电装置的公共电压(普通电压)的变化来诊断故障部位。在由于产生了断线所引起的故障而无法对电容器进行预充电时，公共电压根据断线所引起的故障部位而变化，所以能够基于该公共电压的变化来诊断故障部位。
在这样的本发明的电力供给系统中，可以是，具备绝缘电阻降低检测电路，该绝缘电阻降低检测电路安装于所述蓄电装置的正极侧或负极侧，对车辆的绝缘电阻的降低进行检测，在执行所述预充电控制的过程中所述绝缘电阻降低检测电路的电压变小了时，所述控制装置诊断为在从所述蓄电装置到所述电容器之间的负极侧产生了断线所引起的故障，在执行所述预充电控制的过程中所述绝缘电阻降低检测电路的电压变大了时，所述控制装置诊断为在从所述蓄电装置到所述电容器之间的正极侧产生了断线所引起的故障，在执行所述预充电控制的过程中所述绝缘电阻降低检测电路的电压不变化时，所述控制装置诊断为在从所述蓄电装置到所述电容器之间的正极侧及负极侧产生了断线所引起的故障。若在电力线的负极侧产生了断线所引起的故障时执行预充电控制，则由于电力线的负极侧的断线而成为电力变换器和/或电负载仅连接于蓄电装置的正极侧的状态，所以蓄电装置的正极侧的公共电压降低。在该情况下，由于蓄电装置的输出电压不变化，所以蓄电装置的负极侧的公共电压也降低。因而，安装于蓄电装置的正极侧或负极侧的绝缘电阻降低检测电路的电压变小。因此，在执行预充电控制的过程中绝缘电阻降低检测电路的电压变小时，能够诊断为是由于在电力线的负极侧产生了断线所引起的故障而公共电压以变小的方式发生变化的情况，能够诊断为在电力线的负极侧产生了断线所引起的故障。另一方面，若在电力线的正极侧产生了断线所引起的故障时执行预充电控制，则由于电力线的正极侧的断线而成为电力变换器和/或电负载仅连接于蓄电装置的负极侧的状态，所以蓄电装置的负极侧的公共电压上升。在该情况下，由于蓄电装置的输出电压不变化，所以蓄电装置的正极侧的公共电压也上升。因而，安装于蓄电装置的正极侧或负极侧的绝缘电阻降低检测电路的电压变大。因此，在执行预充电控制的过程中绝缘电阻降低检测电路的电压变大时，能够判断为是由于在电力线的正极侧产生了断线所引起的故障而公共电压以变大的方式变化的情况，能够诊断为在电力线的正极侧产生了断线所引起的故障。若在电力线的正极侧及负极侧产生了断线所引起的故障时执行预充电控制，则由于在电力线的正极侧及负极侧产生了断线所引起的故障，所以成为蓄电装置的正极侧和负极侧都不与任何器件连接的状态，公共电压不变化。因而，安装于蓄电装置的正极侧或负极侧的绝缘电阻降低检测电路的电压也不变化。因此，在执行预充电控制的过程中绝缘电阻降低检测电路的电压不变化时，能够诊断为在电力线的正极侧及负极侧产生了断线所引起的故障。
在本发明的电力供给系统中，可以是，在执行所述预充电控制的过程中的所述蓄电装置的公共电压变小了时，所述控制装置诊断为在从所述蓄电装置到所述电容器之间的负极侧产生了断线所引起的故障，在执行所述预充电控制的过程中的所述蓄电装置的公共电压变大了时，所述控制装置诊断为在从所述蓄电装置到所述电容器之间的正极侧产生了断线所引起的故障，在执行所述预充电控制的过程中的所述蓄电装置的公共电压没有变化时，所述控制装置诊断为在从所述蓄电装置到所述电容器之间的正极侧及负极侧产生了断线所引起的故障。若在电力线的负极侧产生了断线所引起的故障时执行预充电控制，则由于电力线的负极侧的断线而成为电力变换器和/或电负载仅连接于连接蓄电装置的正极侧的状态，所以蓄电装置的正极侧的公共电压降低，由此，蓄电装置的负极侧的公共电压也降低。因而，在执行预充电控制的过程中公共电压变小时，能够诊断为在电力线的负极侧产生了断线所引起的故障。另一方面，若在电力线的正极侧产生了断线所引起的故障时执行预充电控制，则由于电力线的正极侧的断线而成为电力变换器和/或电负载仅连接于连接蓄电装置的负极侧的状态，所以蓄电装置的负极侧的公共电压上升，由此，蓄电装置的正极侧的公共电压也上升。因而，在执行预充电控制的过程中公共电压变大时，能够诊断为在电力线的正极侧产生了断线所引起的故障。若在电力线的正极侧及负极侧产生了断线所引起的故障时执行预充电控制，则由于在电力线的正极侧及负极侧产生了断线所引起的故障，所以成为蓄电装置的正极侧和负极侧都不与任何器件连接的状态，公共电压不变化。因而，在执行预充电控制的过程中公共电压不变化时，能够诊断为在电力线的正极侧及负极侧产生了断线所引起的故障。在该情况下，可以是，在将所述蓄电装置的输出电压设为VB，将所述蓄电装置和从所述蓄电装置的正极到所述系统主继电器的正极侧继电器的电阻设为R1，将从所述蓄电装置的负极到所述预充电用电路及所述系统主继电器的负极侧继电器的电阻设为R2，将从所述电容器到所述电负载的电阻设为R3，将传感器误差设为ΔV，将由式(1)表示的V1设为第一电压，将由式(2)表示的V2设为第二电压时，在所述蓄电装置的公共电压中的正极侧电压小于所述第一电压时，所述控制装置诊断为在从所述蓄电装置到所述电容器之间的负极侧产生了断线所引起的故障，在所述蓄电装置的公共电压中的负极侧电压小于所述第二电压时，所述控制装置诊断为在从所述蓄电装置到所述电容器之间的正极侧产生了断线所引起的故障，在所述蓄电装置的公共电压中的正极侧电压为所述第一电压以上且所述蓄电装置的公共电压中的负极侧电压为所述第二电压以上时，所述控制装置诊断为在从所述蓄电装置到所述电容器之间的正极侧及负极侧产生了断线所引起的故障。这样一来，能够容易地对公共电压的变化进行检测来诊断故障部位。
V1＝VB(R1·R3/(R1+R3))/(R1·R3/(R1+R3)+R2)+ΔV(1)
V2＝VB(R2·R3/(R2+R3))/(R2·R3/(R2+R3)+R1)+ΔV(2)
在本发明的电力供给系统中，可以是，具备：升压电路，将所述电力线的直流电力升压并向第二电力线供给；和平滑用的第二电容器，安装于电力线，所述电力变换器将所述第二电力线的直流电力变换为交流电力并向所述电负载供给，至少由所述升压电路、所述第二电容器及所述电力变换器构成功率控制单元，在执行了所述预充电控制时对所述电容器成功进行了预充电但对所述第二电容器没能进行预充电时，所述控制装置诊断为在所述功率控制单元内产生了断线所引起的故障。这样一来，能够将在执行了预充电控制时对电容器成功进行了预充电但对第二电容器没能进行预充电时的故障部位诊断为处于功率控制单元内。
附图说明
图1是示出具备作为本发明的一实施例的电力供给系统的混合动力汽车20的结构的概略的结构图。
图2是示出包括电动机MG1、MG2的电机驱动系统的结构的概略的结构图。
图3是示出绝缘电阻降低检测装置90和与该绝缘电阻降低检测装置90连接的系统的简易模型95的说明图。
图4是示出由HVECU70执行的故障诊断例程的一例的流程图。
图5是示出在电池电压系统的正极侧和负极侧都产生了断线所引起的故障时的预充电中的电路示意图。
图6是示出在电池电压系统的负极侧产生了断线所引起的故障时的预充电中的电路示意图。
图7是示出在电池电压系统的正极侧产生了断线所引起的故障时的预充电中的电路示意图。
图8是示出变形例的故障诊断例程的一例的流程图。
具体实施方式
接下来，使用实施例对用于实施本发明的方式进行说明。图1是示出搭载作为本发明的一实施例的电力供给系统的混合动力汽车20的结构的概略的结构图，图2是示出包括电动机MG1、MG2的电机驱动系统的结构的概略的结构图。如图1所示，实施例的混合动力汽车20具备发动机22、行星齿轮30、电动机MG1、MG2、变换器41、42、升压转换器55、高电压蓄电池50、系统主继电器56、低电压蓄电池60、DC/DC转换器62、绝缘电阻降低检测装置90、及混合动力用电子控制单元(以下，称作HVECU)70。
发动机22构成为将汽油、轻油等作为燃料而输出动力的内燃机。该发动机22由发动机用电子控制单元(以下，称作发动机ECU)24进行运转控制。
虽然未图示，但发动机ECU24构成为以CPU为中心的微处理器，除了CPU之外，还具备存储处理程序的ROM、暂时存储数据的RAM、输入输出端口及通信端口。经由输入端口向发动机ECU24输入对发动机22进行运转控制所需的来自各种传感器的信号、例如来自检测曲轴26的旋转位置的曲轴位置传感器的曲轴角θcr等。另外，从发动机ECU24经由输出端口输出用于对发动机22进行运转控制的各种控制信号。发动机ECU24经由通信端口与HVECU70连接，通过来自HVECU70的控制信号对发动机22进行运转控制，并且根据需要将与发动机22的运转状态有关的数据向HVECU70输出。此外，发动机ECU24基于来自曲轴位置传感器的曲轴角θcr来运算曲轴26的转速、即发动机22的转速Ne。
行星齿轮30构成为单小齿轮式的行星齿轮机构。行星齿轮30的太阳轮、齿圈、齿轮架分别与电动机MG1的转子、经由差速齿轮37连结于驱动轮38a、38b的驱动轴36、发动机22的曲轴26连接。
电动机MG1构成为具有埋入有永磁体的转子和卷绕有三相线圈的定子的同步发电电动机，如上所述，转子连接于行星齿轮30的太阳轮。电动机MG2构成为与电动机MG1同样的同步发电电动机，转子连接于驱动轴36。
如图2所示，变换器41连接于驱动电压系统电力线54a。该变换器41具有六个晶体管T11～T16和反向地并联连接于晶体管T11～T16的六个二极管D11～D16。晶体管T11～T16以分别相对于驱动电压系统电力线54a的正极侧线和负极侧线成为源(source)侧和漏(sink)侧的方式各两个地成对配置。另外，晶体管T11～T16的成对的晶体管彼此的连接点分别与电动机MG1的三相线圈(U相、V相、W相)的各相连接。因此，在变换器41上作用有电压时，通过由电动机用电子控制单元(以下，称作电动机ECU)40调节成对的晶体管T11～T16的导通时间的比例，而在三相线圈形成旋转磁场，驱动电动机MG1旋转。变换器42与变换器41同样地具有六个晶体管T21～T26和六个二极管D21～D26。并且，在变换器42上作用有电压时，通过由电动机ECU40调节成对的晶体管T21～T26的导通时间的比例，而在三相线圈形成旋转磁场，驱动电动机MG2旋转。
如图2所示，升压转换器55连接于与变换器41、42连接的驱动电压系统电力线54a和与高电压蓄电池50连接的电池电压系统电力线54b。该升压转换器55具有两个晶体管T31、T32、反向地并联连接于晶体管T31、T32的两个二极管D31、D32、及电抗器L。晶体管T31连接于驱动电压系统电力线54a的正极侧线。晶体管T32连接于晶体管T31和驱动电压系统电力线54a及电池电压系统电力线54b的负极侧线。电抗器L连接于晶体管T31、T32彼此的连接点和电池电压系统电力线54b的正极侧线。升压转换器55通过由电动机ECU40将晶体管T31、T32通断，来将电池电压系统电力线54b的电力升压并向驱动电压系统电力线54a供给，或者将驱动电压系统电力线54a的电力降压并向电池电压系统电力线54b供给。在驱动电压系统电力线54a的正极侧线和负极侧线安装有平滑用的电容器57，在电池电压系统电力线54b的正极侧线和负极侧线安装有平滑用的电容器58。另外，在驱动电压系统电力线54a的正极侧线和负极侧线安装有放电电阻59。
虽然未图示，但电动机ECU40构成为以CPU为中心的微处理器，除了CPU之外，还具备存储处理程序的ROM、暂时存储数据的RAM、输入输出端口、及通信端口。如图1所示，经由输入端口向电动机ECU40输入对电动机MG1、MG2、升压转换器55进行驱动控制所需的来自各种传感器的信号，例如来自检测电动机MG1、MG2的转子的旋转位置的旋转位置检测传感器的旋转位置θm1、θm2、来自检测在电动机MG1、MG2的各相流动的电流的电流传感器的相电流、来自安装于电容器57的端子间的电压传感器57a的电容器57的电压(以下，称作驱动电压系统电容器电压)VH、来自安装于电容器58的端子间的电压传感器58a的电容器58的电压(以下，称作电池电压系统电容器电压)VL等。另外，从电动机ECU40经由输出端口输出对于变换器41、42的晶体管T11～T16、T21～T26的开关控制信号、对于升压转换器55的晶体管T31、T32的开关控制信号等。电动机ECU40经由通信端口与HVECU70连接，通过来自HVECU70的控制信号对电动机MG1、MG2、升压转换器55进行驱动控制，并且根据需要将与电动机MG1、MG2、升压转换器55的驱动状态有关的数据向HVECU70输出。此外，电动机ECU40基于来自旋转位置检测传感器的电动机MG1、MG2的转子的旋转位置θm1、θm2来运算电动机MG1、MG2的转速Nm1、Nm2。此外，电动机ECU40与升压转换器55、变换器41、42一并构成功率控制单元PCU，收纳于单个壳体。
高电压蓄电池50构成为例如200V、250V等的锂离子二次电池或镍氢二次电池，如上述那样连接于电池电压系统电力线54b。该高电压蓄电池50由蓄电池用电子控制单元(以下，称作蓄电池ECU)52管理。
虽然未图示，但蓄电池ECU52构成为以CPU为中心的微处理器，除了CPU之外，还具备存储处理程序的ROM、暂时存储数据的RAM、输入输出端口、及通信端口。经由输入端口向蓄电池ECU52输入对高电压蓄电池50进行管理所需的信号，例如来自设置于高电压蓄电池50的端子间的电压传感器51的电池电压VB、来自安装于与高电压蓄电池50的输出端子连接的电力线的电流传感器的电池电流Ib、来自安装于高电压蓄电池50的温度传感器的电池温度Tb等。另外，蓄电池ECU52经由通信端口与HVECU70连接，根据需要将与高电压蓄电池50的状态有关的数据向HVECU70输出。蓄电池ECU52为了对高电压蓄电池50进行管理而基于由电流传感器检测到的电池电流Ib的累计值来运算此时从高电压蓄电池50能够放出的电力的容量相对于总容量的比例即蓄电比例SOC，基于运算出的蓄电比例SOC和由温度传感器检测到的电池温度Tb来运算可以使高电压蓄电池50进行充放电的最大容许电力即输入输出限制Win、Wout。
如图2所示，系统主继电器56设置于电池电压系统电力线54b的比电容器58靠高电压蓄电池50侧处。该系统主继电器56具有：正极侧继电器SMRB，设置于电池电压系统电力线54b的正极侧线；负极侧继电器SMRG，设置于电池电压系统电力线54b的负极侧线；及预充电电路，是以绕过负极侧继电器SMRG的方式将预充电用电阻R与预充电用继电器SMRP串联连接而成的。该系统主继电器56由HVECU70进行通断。
低电压蓄电池60构成为例如12V的铅蓄电池，与未图示的低电压辅机等一并连接于电力线(以下，称作低电压系统电力线)54c。DC/DC转换器62连接于电池电压系统电力线54b的比系统主继电器56靠升压转换器55侧处和低电压系统电力线54c。该DC/DC转换器62通过由HVECU70控制而将电池电压系统电力线54b的电力降压并向低电压系统电力线54c供给，或者将低电压系统电力线54c的电力升压并向电池电压系统电力线54b供给。
绝缘电阻降低检测装置90连接于高电压蓄电池50的负极端子。如图2所示，该绝缘电阻降低检测装置90具有：振荡电源91，其一方的端子接地；检测电阻92，其一方的端子连接于振荡电源91；耦合电容器93，其一方的端子连接于检测电阻92的另一方的端子，并且其另一方的端子连接于高电压蓄电池50的负极端子；及电压传感器94，对检测电阻92与耦合电容器93的连接部的电压进行检测并向HVECU70输出。
图3是示出绝缘电阻降低检测装置90和与该绝缘电阻降低检测装置90连接的系统的简易模型95的说明图。简易模型95是高电压系统整体中的连接于绝缘电阻降低检测装置90的部分(以下，称作诊断对象)的电路模型。在此，在实施例中，电动机MG1、MG2、变换器41、42、高电压蓄电池50、升压转换器55、系统主继电器56、电容器57、58、驱动电压系统电力线54a及电池电压系统电力线54b相当于高电压系统。另外，在系统主继电器56的正极侧继电器SMRB、负极侧继电器SMRG、预充电用继电器SMRP中的至少一者接通时，诊断对象成为高电压系统整体，在系统主继电器56的正极侧继电器SMRB、负极侧继电器SMRG、预充电用继电器SMRP全部断开时，诊断对象成为比系统主继电器56靠高电压蓄电池50侧的部分(以下，称作蓄电池部)。该简易模型95由一方的端子连接于耦合电容器93并且另一方的端子接地的绝缘电阻96和并联连接于该绝缘电阻96的共模电容器97构成。在简易模型95的阻抗大时，在检测电阻92中几乎没有电流流动。因而，此时由电压传感器94检测的电压波形成为与振荡电源91大致相同的振幅的电压波形。另一方面，在简易模型95的阻抗小时，在检测电阻92中有电流流动。因而，此时由电压传感器94检测的电压波形成为比振荡电源91小出由检测电阻92引起的电压下降量的振幅的电压波形。因此，在简易模型95的绝缘电阻没有降低时，电压传感器94将与振荡电源91大致相同的振幅的电压波形向HVECU70输出，在简易模型95的绝缘电阻降低了时，电压传感器94将比振荡电源91小的振幅的电压波形向HVECU70输出。此外，作为相对于车体的绝缘电阻的降低的要因，可考虑金属等异物、对电动机MG1、MG2、变换器41、42等进行冷却的HV单元冷却装置的冷却水、雨水等。
虽然未图示，但HVECU70构成为以CPU为中心的微处理器，除了CPU之外，还具备存储处理程序的ROM、暂时存储数据的RAM及闪存、输入输出端口、及通信端口。经由输入端口向HVECU70输入来自绝缘电阻降低检测装置90的信号(电压波形)、来自点火开关80的点火信号、来自检测换档杆81的操作位置的档位传感器82的档位SP、来自检测加速器踏板83的踩踏量的加速器踏板位置传感器84的加速器开度Acc、来自检测制动器踏板85的踩踏量的制动器踏板位置传感器86的制动器踏板位置BP、来自车速传感器88的车速V等。另外，从HVECU70经由输出端口输出对于系统主继电器56的通断控制信号等。如上所述，HVECU70经由通信端口与发动机ECU24、电动机ECU40、蓄电池ECU52连接，与发动机ECU24、电动机ECU40、蓄电池ECU52进行各种控制信号、数据的交换。此外，如上所述，HVECU70使用来自电压传感器94的输出(电压波形的振幅)来判定诊断对象相对于车体的绝缘电阻是否降低了(检测到降低)。
在实施例中，包括高电压蓄电池50、系统主继电器56、电池电压系统电力线54b、电容器58、升压转换器55、驱动电压系统电力线54a、电容器57、变换器41、42、HVECU70、电动机ECU40、蓄电池ECU52、绝缘电阻降低检测装置90的系统相当于电力供给系统。
这样构成的实施例的混合动力汽车20以伴随着发动机22的运转而行驶的混合动力行驶模式(HV行驶)或停止发动机22的运转而行驶的电动行驶模式(EV行驶)行驶。
在实施例的混合动力汽车20中，在系统起动时，将系统主继电器56的正极侧继电器SMRB和预充电电路的预充电用继电器SMRP接通，进行使用高电压蓄电池50的电力对安装于电池电压系统电力线54b的电容器58及安装于驱动电压系统电力线54a的电容器57进行预充电的控制(预充电控制)。在预充电控制中，在电池电压系统电容器电压VL及驱动电压系统电容器电压VH成为了从高电压蓄电池50的电压VB减去阈值α后的电压(VB-α)以上时，判断为预充电完成，将系统主继电器56的负极侧继电器SMRG接通并且将预充电用继电器SMRP断开而结束。另一方面，在电池电压系统电容器电压VL及驱动电压系统电容器电压VH的一方或双方小于电压(VB-α)时，判断为不能预充电，将不能预充电存储于未图示的闪存而结束。在此，阈值α可以使用比传感器误差稍大的值。绝缘电阻降低检测装置90在这样的预充电控制的过程中也将由电压传感器94检测的电压波形向HVECU70输出，HVECU70将输入的电压波形作为绝缘监视值而存储于未图示的RAM。
接下来，对判断为无法通过预充电控制对电容器58及电容器57进行预充电时的故障诊断进行说明。将此时由HVECU70执行的故障诊断例程的一例示于图4。当执行故障诊断例程时，HVECU70首先输入高电压蓄电池50的电压VB、电池电压系统电容器电压VL、预充电控制中的绝缘监视值等诊断所需的数据(步骤S100)。在此，关于高电压蓄电池50的电压VB，通过通信从蓄电池ECU52输入来自电压传感器51的电压VB。关于电池电压系统电容器电压VL，从电动机ECU40输入来自电压传感器58a的电压VL。关于绝缘监视值，输入从开始预充电控制时起到结束预充电控制为止由绝缘电阻降低检测装置90的电压传感器94检测并存储于未图示的RAM的值。
接下来，判定电池电压系统电容器电压VL是否小于从高电压蓄电池50的电压VB减去阈值α后的电压(VB-α)(步骤S110)。在电池电压系统电容器电压VL为电压(VB-α)以上时，判断为由于没能对安装于驱动电压系统电力线54a的电容器57进行预充电所以成为了不能预充电，诊断为是功率控制单元PCU内的断线所引起的故障(步骤S120)，结束本例程。
另一方面，在步骤S110中判定为电池电压系统电容器电压VL小于电压(VB-α)时，基于在基于绝缘监视值执行预充电控制的过程中由电压传感器94检测的电压波形的整体的电压的变化来诊断断线部位(步骤S130～S160)，结束本例程。关于诊断，在由电压传感器94检测的电压波形的整体的电压降低了时，诊断为在电池电压系统的负极侧(从高电压蓄电池50的负极到电容器58之间)产生了断线所引起的故障(步骤S140)，在由电压传感器94检测的电压波形的整体的电压上升了时，诊断为在电池电压系统的正极侧(从高电压蓄电池50的正极到电容器58之间)产生了断线所引起的故障(步骤S150)，在由电压传感器94检测的电压波形的整体的电压不变化时，诊断为在电池电压系统的正极侧和负极侧都产生了断线所引起的故障(步骤S160)。这些诊断结果被存储于闪存，在以后的修理时等读出。能够这样诊断是基于以下的原理。
将在电池电压系统的正极侧和负极侧都产生了断线所引起的故障时的预充电中的电路示意图示于图5，将在电池电压系统的负极侧产生了断线所引起的故障时的预充电中的电路示意图示于图6，将在电池电压系统的正极侧产生了断线所引起的故障时的预充电中的电路示意图示于图7。搭载于系统起动前的车辆的高电压蓄电池50的正极及负极的电压(公共电压；common voltage)由于通常没有接地，所以通常成为正侧的VB/2[V]和负侧的VB/2[V]。若在电池电压系统的正极侧和负极侧都产生了断线所引起的故障时进行预充电，则如图5所示，高电压蓄电池50的正极和负极都经由大电阻值的电阻而接地，所以高电压蓄电池50的正极及负极的电压(公共电压)不从系统起动前发生变化，保持正侧的VB/2[V]和负侧的VB/2[V]。因而，来自绝缘电阻降低检测装置90的电压传感器94的电压波形的整体的电压也不从系统起动前发生变化。因此，在执行预充电控制的过程中由电压传感器94检测的电压波形的整体的电压没有变化时，能够诊断为在电池电压系统的正极侧和负极侧都产生了断线所引起的故障。若在电池电压系统的负极侧产生了断线所引起的故障时进行预充电，则如图6所示，高电压蓄电池50的负极经由大电阻值的电阻而接地，但正极经由比较小的电阻值的电阻而接地，所以高电压蓄电池50的正极的电压(公共电压)为了接近接地(0V)而降低。由于高电压蓄电池50的端子间电压不变化，所以高电压蓄电池50的负极的电压(公共电压)也同样地降低并要接近-VB[V]。图6中的“-β”表示公共电压的降低。此时，在绝缘电阻降低检测装置90的耦合电容器93的连接于高电压蓄电池50的负极端子的电极积蓄负的电荷，所以在电压传感器94侧的电极积蓄正的电荷。因而，由电压传感器94检测的电压波形整体上电压降低。因此，在执行预充电控制的过程中由电压传感器94检测的电压波形的整体的电压降低了时，能够诊断为在电池电压系统的负极侧产生了断线所引起的故障。若在电池电压系统的正极侧产生了断线所引起的故障时进行预充电，则如图7所示，高电压蓄电池50的正极经由大电阻值的电阻而接地，但负极经由比较小的电阻值的电阻而接地，所以高电压蓄电池50的负极的电压(公共电压)为了接近接地(0V)而上升。由于高电压蓄电池50的端子间电压不变化，所以高电压蓄电池50的正极的电压(公共电压)也同样地上升并要接近VB[V]。图7中的“+β”表示公共电压的上升。此时，在绝缘电阻降低检测装置90的耦合电容器93的连接于高电压蓄电池50的负极端子的电极积蓄正的电荷，所以在电压传感器94侧的电极积蓄负的电荷。因而，由电压传感器94检测的电压波形整体上电压上升。因此，在执行预充电控制的过程中由电压传感器94检测的电压波形的整体的电压上升了时，能够诊断为在电池电压系统的正极侧产生了断线所引起的故障。
在以上说明的实施例的搭载于混合动力汽车20的电力供给系统中，在系统起动时执行了预充电控制时成为了不能预充电时，在电池电压系统电容器电压VL小于从高电压蓄电池50的电压VB减去阈值α后的电压(VB-α)时，基于在执行预充电控制的过程中由电压传感器94检测的电压波形的整体的电压的变化来诊断断线部位。即，在由电压传感器94检测的电压波形的整体的电压降低了时，诊断为在电池电压系统的负极侧产生了断线所引起的故障，在由电压传感器94检测的电压波形的整体的电压上升了时，诊断为在电池电压系统的正极侧产生了断线所引起的故障，在由电压传感器94检测的电压波形的整体的电压不变化时，诊断为在电池电压系统的正极侧和负极侧都产生了断线所引起的故障。由此，能够在系统起动时诊断不能预充电时的故障部位。这样的诊断结果被存储于闪存，所以能够使诊断结果在之后的修理中发挥作用。另外，在电池电压系统电容器电压VL为电压(VB-α)以上时，能够诊断为是功率控制单元PCU内的断线所引起的故障。
在搭载实施例的电力供给系统的混合动力汽车20中，将绝缘电阻降低检测装置90连接于高电压蓄电池50的负极端子，但也可以将绝缘电阻降低检测装置90连接于高电压蓄电池50的正极端子。由于高电压蓄电池50的正极及负极的公共电压根据断线部位而同样地降低或上升，所以在将绝缘电阻降低检测装置90连接于高电压蓄电池50的正极端子的情况下，也成为同样的结果。
在搭载实施例的电力供给系统的混合动力汽车20中，基于由绝缘电阻降低检测装置90的电压传感器94检测的电压波形的整体的电压的变化来诊断断线部位，但也可以基于高电压蓄电池50的正极及负极的公共电压的变化来诊断断线部位。即，在系统起动时执行了预充电控制式成为了不能预充电时，在电池电压系统电容器电压VL小于从高电压蓄电池50的电压VB减去阈值α后的电压(VB-α)的情况下，在执行预充电控制的过程中高电压蓄电池50的正极及负极的公共电压降低了(变小了)时，诊断为在电池电压系统的负极侧产生了断线所引起的故障，在高电压蓄电池50的正极及负极的公共电压上升了(变大了)时，诊断为在电池电压系统的正极侧产生了断线所引起的故障，在高电压蓄电池50的正极及负极的公共电压没有产生变化时，诊断为在电池电压系统的正极侧和负极侧都产生了断线所引起的故障。在这样的执行预充电控制的过程中基于高电压蓄电池50的正极及负极的公共电压的变化来诊断断线部位的情况下，可以使用图8所例示的故障诊断例程。
在图8的故障诊断例程中，HVECU70首先输入高电压蓄电池50的电压VB、电池电压系统电容器电压VL、预充电控制中的高电压蓄电池50的正极及负极的公共电压(步骤S200)。由于高电压蓄电池50的正极及负极的公共电压可以认为是高电压蓄电池50的正极相对于地面(接地)的电位及高电压蓄电池50的负极相对于地面(接地)的电位，所以例如可以通过使用对车体与高电压蓄电池50的正极或负极之间的电压进行检测的电压传感器来进行检测。接下来，判定电池电压系统电容器电压VL是否小于从高电压蓄电池50的电压VB减去阈值α后的电压(VB-α)(步骤S210)，在电池电压系统电容器电压VL为电压(VB-α)以上时，诊断为是功率控制单元PCU内的断线所引起的故障(步骤S220)，结束本例程。另一方面，在电池电压系统电容器电压VL小于电压(VB-α)时，调查执行预充电控制的过程中的高电压蓄电池50的正极及负极的公共电压(步骤S230)，在高电压蓄电池50的正极的公共电压小于通过下式(1)得到的电压V1时，诊断为在电池电压系统的负极侧产生了断线所引起的故障(步骤S240)，在高电压蓄电池50的负极的公共电压小于通过式(2)得到的电压V2时，诊断为在电池电压系统的正极侧产生了断线所引起的故障(步骤S250)，在高电压蓄电池50的正极及负极的公共电压没有变化时，诊断为在电池电压系统的正极侧和负极侧都产生了断线所引起的故障(步骤S260)。在式(1)及式(2)中，VB是高电压蓄电池50的电压，R1是高电压蓄电池50和从高电压蓄电池50的正极到电容器58的正极侧端子的电阻，R2是从高电压蓄电池50的负极到电容器58的负极侧端子的电阻，R3是电容器58及电容器58的图2中的右侧的电路整体的电阻，ΔV是传感器误差。
V1＝VB(R1·R3/(R1+R3))/(R1·R3/(R1+R3)+R2)+ΔV(1)
V2＝VB(R2·R3/(R2+R3))/(R2·R3/(R2+R3)+R1)+ΔV(2)
在实施例的电力供给系统中，由高电压蓄电池50、系统主继电器56、电池电压系统电力线54b、电容器58、升压转换器55、驱动电压系统电力线54a、电容器57、变换器41、42、HVECU70、电动机ECU40、蓄电池ECU52、绝缘电阻降低检测装置90构成了系统，但也可以构成为不具备升压转换器55和/或电容器57的系统。在该情况下，电池电压系统电力线54b和驱动电压系统电力线54a成为单个电力线。
在实施例的电力供给系统中，具备驱动电动机MG1及电动机MG2的变换器41及变换器42，但也可以具备驱动唯一的电动机的一个变换器，还可以具备驱动三个以上的电动机的三个以上的变换器。
在实施例中，作为搭载电力供给系统的混合动力汽车20进行了说明，但电力供给系统既可以搭载于其他任意结构的混合动力汽车，也可以搭载于不搭载发动机的电动汽车。
对实施例的主要要素与用于解决课题的技术方案一栏所记载的发明的主要要素的对应关系进行说明。在实施例中，系统主继电器56相当于“系统主继电器”，高电压蓄电池50相当于“蓄电装置”，电容器58相当于“电容器”，电动机MG1及电动机MG2相当于“电负载”，变换器41、42相当于“电力变换器”，HVECU70、电动机ECU40及蓄电池ECU52相当于“控制装置”。
在此，作为“蓄电装置”，除了蓄电池之外，只要是电容等能够蓄电的装置即可，可以使用任意的蓄电装置。作为“电负载”，除了电动机MG1及电动机MG2之外，只要消耗电力即可，可以是任意的负载。作为“电力变换器”，除了变换器之外，也可以是其他结构的电力变换器。作为“控制装置”，除了HVECU70、电动机ECU40及蓄电池ECU52的组合之外，也可以由单个电子控制单元构成。
此外，由于实施例是用于对用于实施用于解决课题的技术方案一栏所记载的发明的方式进行具体说明的一例，所以实施例的主要要素与用于解决课题的技术方案一栏所记载的发明的主要要素的对应关系不对用于解决课题的技术方案一栏所记载的发明的要素进行限定。即，关于用于解决课题的技术方案一栏所记载的发明的解释应该基于该栏的记载来进行，实施例不过是用于解决课题的技术方案一栏所记载的发明的具体一例。
以上，虽然使用实施例对用于实施本发明的方式进行了说明，但本发明不受这样的实施例的任何限定，当然能够在不脱离本发明的要旨的范围内以各种方式实施。
产业上的可利用性
本发明可利用于电力供给系统的制造产业等。

Claims (5)

1.一种电力供给系统，是车载的电力供给系统，具备：
蓄电装置，经由具有预充电用电路的系统主继电器连接于电力线；
平滑用的电容器，安装于电力线；
电力变换器，使用来自电力线的直流电力向电负载供给交流电力；及
控制装置，执行在系统起动时使用所述预充电用电路对所述电容器进行预充电的预充电控制，
其特征在于，
在即使执行所述预充电控制也没能对所述电容器进行预充电时，所述控制装置基于执行所述预充电控制的过程中的所述蓄电装置的公共电压的变化来诊断故障部位。
2.根据权利要求1所述的电力供给系统，
具备绝缘电阻降低检测电路，该绝缘电阻降低检测电路安装于所述蓄电装置的正极侧或负极侧，对车辆的绝缘电阻的降低进行检测，
在执行所述预充电控制的过程中所述绝缘电阻降低检测电路的电压变小了时，所述控制装置诊断为在从所述蓄电装置到所述电容器之间的负极侧产生了断线所引起的故障，在执行所述预充电控制的过程中所述绝缘电阻降低检测电路的电压变大了时，所述控制装置诊断为在从所述蓄电装置到所述电容器之间的正极侧产生了断线所引起的故障，在执行所述预充电控制的过程中所述绝缘电阻降低检测电路的电压不变化时，所述控制装置诊断为在从所述蓄电装置到所述电容器之间的正极侧及负极侧产生了断线所引起的故障。
3.根据权利要求1所述的电力供给系统，
在执行所述预充电控制的过程中的所述蓄电装置的公共电压变小了时，所述控制装置诊断为在从所述蓄电装置到所述电容器之间的负极侧产生了断线所引起的故障，在执行所述预充电控制的过程中的所述蓄电装置的公共电压变大了时，所述控制装置诊断为在从所述蓄电装置到所述电容器之间的正极侧产生了断线所引起的故障，在执行所述预充电控制的过程中的所述蓄电装置的公共电压没有变化时，所述控制装置诊断为在从所述蓄电装置到所述电容器之间的正极侧及负极侧产生了断线所引起的故障。
4.根据权利要求3所述的电力供给系统，
在将所述蓄电装置的输出电压设为VB，将所述蓄电装置和从所述蓄电装置的正极到所述系统主继电器的正极侧继电器的电阻设为R1，将从所述蓄电装置的负极到所述预充电用电路及所述系统主继电器的负极侧继电器的电阻设为R2，将从所述电容器到所述电负载的电阻设为R3，将传感器误差设为ΔV，将由式(1)表示的V1设为第一电压，将由式(2)表示的V2设为第二电压时，在所述蓄电装置的公共电压中的正极侧电压小于所述第一电压时，所述控制装置诊断为在从所述蓄电装置到所述电容器之间的负极侧产生了断线所引起的故障，在所述蓄电装置的公共电压中的负极侧电压小于所述第二电压时，所述控制装置诊断为在从所述蓄电装置到所述电容器之间的正极侧产生了断线所引起的故障，在所述蓄电装置的公共电压中的正极侧电压为所述第一电压以上且所述蓄电装置的公共电压中的负极侧电压为所述第二电压以上时，所述控制装置诊断为在从所述蓄电装置到所述电容器之间的正极侧及负极侧产生了断线所引起的故障，
V1＝VB(R1·R3/(R1+R3))/(R1·R3/(R1+R3)+R2)+ΔV (1)
V2＝VB(R2·R3/(R2+R3))/(R2·R3/(R2+R3)+R1)+ΔV (2) 。
5.根据权利要求1～4中任一项权利要求所述的电力供给系统，具备：
升压电路，将所述电力线的直流电力升压并向第二电力线供给；和
平滑用的第二电容器，安装于第二电力线，
所述电力变换器将所述第二电力线的直流电力变换为交流电力并向所述电负载供给，
至少由所述升压电路、所述第二电容器及所述电力变换器构成功率控制单元，
在执行了所述预充电控制时对所述电容器成功进行了预充电但对所述第二电容器没能进行预充电时，所述控制装置诊断为在所述功率控制单元内产生了断线所引起的故障。
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