CN113924721A - 车载电源系统 - Google Patents

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Abstract

车载电源装置具备高电压直流电源、低电压蓄电池、DCDC转换器以及控制部。DCDC转换器具有转换电路、输入开关以及输出开关。控制部在探测为流过转换电路的电流超过了规定电流阈值或者低电压蓄电池的充电电压超过了规定电压阈值的情况下，进行指示使得转换电路停止电力转换动作，并将输入开关、输出开关设为切断状态，之后执行DCDC转换器的故障判定。控制部执行进行输出短路故障判定、输出开路故障判定以及输入短路故障判定的第一判定动作，控制部在第一判定动作中判定为输出开关未发生故障的情况下，执行判定转换电路是否发生了故障的第二判定动作，控制部在第二判定动作中判定为转换电路未发生故障的情况下，执行判定输入开关是否发生了故障的第三判定动作。该车载电源装置能够容易地判定故障部位。

Description

车载电源系统
技术领域
本发明涉及一种用于各种车辆的车载电源系统。
背景技术
图3是以往的车载电源装置1的电路块图，车载电源装置1具有转换器2，车载电源装置1的输入部3与电池4连接，另外车载电源装置1的输出部5与电池6连接。在车载电源装置1设置有控制部7，控制部7检测输入部3和输出部5的电流及电压，并根据检测出的这些值来控制转换器2的动作。
控制部7当在输入部3、输出部5中检测到电流、电压的异常值时判定在车载电源装置1中发生了故障，切断设置于输出部5与电池6之间的开关8，并向车载电源装置1的外部发出警告信号。
例如在专利文献1中公开了与车载电源装置1类似的以往的车载电源装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-202290号公报
发明内容
发明要解决的问题
车载电源装置具备高电压直流电源、低电压蓄电池、DCDC转换器以及控制部。DCDC转换器具有：转换电路，其具有高压端和低压端；输入开关，其连接于高压端与高电压直流电源之间；以及输出开关，其连接于低压端与低电压蓄电池之间。控制部构成为：在探测为流过转换电路的电流超过了规定电流阈值或者低电压蓄电池的充电电压超过了规定电压阈值的情况下，进行指示以使转换电路停止电力转换动作，并且将输入开关设为切断状态且将输出开关设为切断状态，之后执行DCDC转换器的故障判定。控制部在故障判定中执行进行输出短路故障判定、输出开路故障判定、以及输入短路故障判定的第一判定动作。控制部当在第一判定动作中判定为输出开关未发生故障的情况下，执行用于判定转换电路是否发生故障的第二判定动作。控制部当在第二判定动作中判定为转换电路未发生故障的情况下，执行进行输入开路故障判定的第三判定动作，该第三判定动作用于判定输入开关是否发生了故障。
本车载电源装置能够容易地判定故障部位。
附图说明
图1是实施方式的车载电源系统的电路块图。
图2是实施方式的车载电源系统的电路块图。
图3是以往的车载电源装置的电路块图。
具体实施方式
图1是实施方式中的车载电源系统11的电路块图。车载电源系统11包括高电压直流电源12、低电压蓄电池13、DCDC转换器14以及控制部15。
DCDC转换器14同高电压直流电源12及低电压蓄电池13连接于高电压直流电源12与低电压蓄电池13之间。DCDC转换器14包括输入开关16、输出开关18以及能够进行双方向动作的转换电路17，该输入开关16、转换电路17以及输出开关18从高电压直流电源12去向低电压蓄电池13地依次串联地连接，所述DCDC转换器14还包括电流检测器19。转换电路17的高压端17A与输入开关16连接，转换电路17的低压端17B与输出开关18连接。
输入开关16具有与高电压直流电源12连接的一端、以及另一端，所述输入开关16构成为选择性地成为将其一端与另一端之间连接的连接状态以及将其一端与另一端之间切断的切断状态中的某一状态。转换电路17具有与输入开关16的上述另一端连接的高压端17A、以及低压端17B，所述转换电路17能够进行将低压端17B的电压升压来得到高压端17A的电压的升压动作、以及将高压端17A的电压降压来得到低压端17B的电压的降压动作的双方向动作。输出开关18具有与转换电路17的低压端17B连接的一端以及与低电压蓄电池13连接的另一端，所述输出开关18构成为选择性地成为将其一端与另一端之间连接的连接状态以及将其一端与另一端之间切断的切断状态中的某一状态。
控制部15监视由电流检测器19检测的流过DCDC转换器14中的转换电路17的电流、以及低电压蓄电池13的充电电压。并且，控制部15基于流过转换电路17的电流和低电压蓄电池13的充电电压的值来控制DCDC转换器14的动作。
在控制部15探测为流过转换电路17的电流超过了规定电流阈值、或者低电压蓄电池13的充电电压超过了规定电压阈值的情况下，控制部15进行指示，以使转换电路17停止电力转换动作，并且将输入开关16和输出开关18设为切断状态。之后，控制部15执行DCDC转换器14的故障判定。
故障判定的动作包括以下说明的第一判定动作、第二判定动作以及第三判定动作。
首先执行第一判定动作。在第一判定动作中，控制部15在控制部15进行指示以使输出开关18成为切断状态的状态下检测转换电路17的低压端17B的低电压值VL1。控制部15基于低电压值VL1来进行输出短路故障判定，在该输出短路故障判定中，对输出开关18是处于持续短路从而是由于短路发生了故障、还是处于能够切断的正常的状态进行判定。
并且，控制部15进行指示以将输出开关18设为连接状态。之后，控制部15检测转换电路17的低压端17B的低电压值VL2。控制部15基于低电压值VL2进行输出开路故障判定，在该输出开路故障判定中，对输出开关18是处于持续切断即持续开路从而是由于开路发生了故障、还是处于能够连接的正常的状态进行判定。
并且，控制部15在进行指示以使输入开关16为切断状态的状态下检测转换电路17的高压端17A的高电压值VH1。能够检测输入电容器20的高电位侧的电压来得到高电压值VH1。控制部15基于高电压值VH1来进行输入开关16是处于持续短路从而是由于短路发生了故障的故障状态、还是处于能够切断的正常的状态的短路故障判定。
此时，转换电路17为停止状态，因此不从转换电路17向转换电路17的高压端17A供给电力。如果为能够正常地切断输入开关16的状态，则在切断时不从高电压直流电源12通过输入开关16向转换电路17的高压端17A施加电压。因而，在转换电路17的高压端17A产生的高电压值VH1比高电压阈值VTH1高的情况下，控制部15判定为输入开关16由于短路发生了故障，在高电压值VH1比高电压阈值VTH1低的情况下，控制部15判定为输入开关16未发生故障而是正常的。例如，在高电压直流电源12的基准电压值的十分之一至二分之一左右的范围内设定高电压阈值VTH1，并将高电压阈值VTH1设定为在输入开关16由于短路发生了故障时即使由于输入开关16的接触电阻而产生电压降也能够准确地检测故障的值。如先前叙述的那样，对于由控制部15检测的高压端17A的电压，可以通过由控制部15检测同转换电路17与输入开关16之间的连接点及地GND连接的输入电容器20的电压来得到。
在第一判定动作中，优选的是，首先实施用于判定输入开关16的由于短路发生的故障的输入短路故障判定，之后实施用于判定输出开关18的由于短路发生的故障的输出短路故障判定，之后实施用于判定输出开关18的由于开路发生的故障的输出开路故障判定。或者，也可以是，首先实施输出开关18的短路的故障判定，之后实施输入开关16的短路的故障判定，之后实施输出开关18的开路的故障判定。
通过在开路的故障判定之前实施短路的故障判定，能够事先防止在之后的故障判定动作中由于控制部15指示要进行故障检测的开关进行连接而引起的向该开关通电过电流。由此抑制伴随故障判定的二次故障的发生。
接着，进行第二判定动作。在先实施的第一判定动作中控制部15判定为输出开关18未由于短路发生故障且未由于开路发生故障并且输入开关16未由于短路发生故障、从而为能够由控制部15正常地进行控制的状态的情况下，继第一判定动作之后进行第二判定动作。在第二判定动作中，首先控制部15进行指示，以将输出开关18设为连接状态。并且，控制部15控制转换电路17，以使转换电路17的低压端17B的电压升压。在该状态下，控制部15检测转换电路17的高压端17A的高电压值VH2。控制部15基于高电压值VH2来判定转换电路17是否能够正常地执行升压动作即转换电路17是否发生了故障。
接着进行第三判定动作。在先实施的第二判定动作中控制部15判定为转换电路17能够执行升压动作而未发生故障的情况下，继第二判定动作之后进行第三判定动作。在第三判定动作中，首先控制部15将转换电路17控制为不进行升压动作的状态。在该状态下，控制部15进行指示，以将输入开关16设为连接状态。并且，控制部15检测转换电路17的高压端17A的高电压值VH3。控制部15基于高电压值VH3，来进行输入开关16是处于由于开路发生了故障的状态还是处于能够连接的正常的状态的输入开路故障判定。
通过以上的结构和动作，能够容易且准确地确定出DCDC转换器14中导致故障的部分。
在图3所示的以往的车载电源装置1中，虽然能够判定在车载电源装置1中发生了故障，但是无法确定出在转换器2内部发生故障的部分。
另外，在车载电源系统11中，期望的是，在进行了短路故障判定的基础上进行对高电压侧的输入开关16的故障判定，之后去向低电压侧依次进行故障判定。换言之，也可以在第一判定动作的中途实施第二判定动作。由此，虽然在转换电路17中发生短路故障，但在从高电压侧向低电压侧推进的故障判定时不会向转换电路17、输出开关18施加电压。换言之，在进行低电压侧的开路故障判定的情况下，在此之前已判定为转换电路17未由于短路发生故障以及输入开关16正常而未发生故障。由此，尤其在针对输出开关18进行的故障判定时，能够使得不从转换电路17、输入开关16供给电力。因此，能够防止引发二次故障。因而，无需考虑故障判定而提高输出开关18的耐电压。
下面，对车载电源系统11的结构和动作的详细情况进行说明。图2是实施方式中的车载电源系统11的电路块图。车载电源系统11搭载于车辆21的车体22。
高电压直流电源12可以仅由例如48V的直流电压的锂离子电池等蓄电池12A构成，也可以由蓄电池12A及与蓄电池12A并联地连接的发电系统23构成。发电系统23例如由交流发电机和整流电路构成。低电压蓄电池13为电压比高电压直流电源12的电压低的例如12V的直流电压的铅蓄电池，在车辆21的通常行驶时等驱动时，通过高电压直流电源12的电力对低电压蓄电池13进行充电。
如先前叙述的那样，DCDC转换器14连接于高电压直流电源12与低电压蓄电池13之间。
DCDC转换器14包括输入开关16、输出开关18以及能够进行双方向动作的转换电路17，该输入开关16、转换电路17以及输出开关18从高电压直流电源12去向低电压蓄电池13地依次串联地连接，所述DCDC转换器14还包括电流检测器19。
输入开关16和输出开关18可以为FET(场效应晶体管)、IGBT(绝缘栅双极晶体管)等半导体开关，也可以为具有机械触点的继电器式开关。另外，转换电路17为能够进行将高电压直流电源12的高电压降压为低电压蓄电池13的低电压的降压动作、以及将低电压蓄电池13的低电压升压为高电压直流电源12的高电压的升压动作这双方动作的双方向转换器。
转换电路17具有高边开关24、扼流线圈25、低边开关26以及平滑电容器27。高边开关24和扼流线圈25从转换电路17的高压端17A去向低压端17B地依次串联地连接。另外，低边开关26同高边开关24与扼流线圈25的连接点17P及地GND连接。并且，平滑电容器27与低压端17B及地GND连接。
像这样，高边开关24具有与输入开关16的上述另一端连接的一端、以及另一端。扼流线圈25具有与输出开关18的上述另一端连接的一端、以及通过连接点17P与高边开关24的上述另一端连接的另一端。低边开关26具有与连接点17P连接的一端、以及与地GND连接的另一端。
由控制部15对高边开关24和低边开关26进行控制以使其进行同步整流动作，由此能够进行升压动作和降压动作。
具有高电阻值的电阻28与转换电路17的低压端17B及地GND连接。即，电阻28具有与转换电路17的低压端17B连接的一端、以及与地GND连接的另一端。电阻28主要用于检测低压端17B的电压。
电流检测器19检测流过转换电路17的电流。控制部15监视由电流检测器19检测出的电流、以及低电压蓄电池13的两端的电压即对低电压蓄电池13充入的充电电压。并且，控制部15基于流过转换电路17的电流和低电压蓄电池13中的充电电压来控制DCDC转换器14。控制部15的该动作为在车辆21的通常行驶时等驱动时的动作。
在图1中，电流检测器19配置于高边开关24与输入开关16之间，用于检测流向高边开关24的电流，但也可以配置为检测流向低边开关26的电流。或者，还可以配置于扼流线圈25的一端或另一端来检测流向扼流线圈25的电流。并且，电流检测器19还可以配置于上述多个部位来检测上述多个部位处的电流。在此，电流检测器19检测DCDC转换器14的电流，但也可以检测流向低电压蓄电池13的电流。
在控制部15探测为流过转换电路17的电流或低电压蓄电池13中的充电电压超过了规定阈值的情况下，控制部15进行指示以使输入开关16、输出开关18、高边开关24以及低边开关26持续切断。由此，实施至少避免由短路电流引起的异常的确保安全性的应对。之后，控制部15执行用于判定DCDC转换器14的故障的故障判定动作。可以在车辆21的行驶过程中实施故障判定动作，或者也可以紧接在通过启动开关启动车辆21后实施故障判定动作。
在故障判定中首先进行的第一判定动作中，实施以下叙述的输出开关18的短路故障判定、输出开关18的开路故障判定以及输入开关16的短路故障判定这三个判定。控制部15检测转换电路17的低压端17B的低电压值VL1。控制部15基于低电压值VL1来进行输出开关18是处于持续短路从而是由于短路发生了故障的短路故障状态、还是处于能够切断的正常的状态的输出短路故障判定。
此时，高边开关24和低边开关26处于持续切断从而转换电路17处于停止，因此不向输出开关18供给来自转换电路17的电力。而且，如果输出开关18根据控制部15的上述的指示被正常地切断，则不从低电压蓄电池13通过输出开关18向电阻28施加电压。因而，在电阻28或者平滑电容器27的高电位侧所产生的低电压值VL1比低电压阈值VTL1高的情况下，控制部15判定为输出开关18处于持续短路从而是由于短路发生了故障的短路故障状态。在低电压值VL1比低电压阈值VTL1低的情况下，控制部15判定为输出开关18正常。例如，在低电压蓄电池13的基准电压值的十分之一至二分之一左右的范围内设定低电压阈值VTL1，并设定为在输出开关18的短路故障时即使由于输出开关18的接触电阻而产生电压降也能够准确地检测故障的值。
或者，也可以是，控制部15检测输出开关18的两端的电压，在输出开关18的两端的电位差比阈值小的情况下，控制部15判定为输出开关18由于短路发生了故障，在该电位差比阈值大的情况下，控制部15判定为输出开关18未发生故障而是正常的。例如，当输出开关18由于短路发生了故障时，输出开关18的两端间的电阻几乎为零，因此电位差大致为零。如果输出开关18根据控制部15的上述的指示被正常地切断，则在输出开关18的两端、即低电压蓄电池13与接地的电阻28之间产生电位差。因而，能够在0.1V至1.0V左右的范围内设定此处的阈值。
在第一判定动作中，控制部15还进行指示以将输出开关18设为连接状态。在该状态下，控制部15检测转换电路17的低压端17B的低电压值VL2。控制部15基于低电压值VL2来进行输出开关18是处于切断状态即持续开路从而是由于开路发生了故障、还是处于能够正常地进行连接的输出开路故障判定。
此时，转换电路17处于停止，因此不向输出开关18供给来自转换电路17的电力。如果输出开关18为能够根据控制部15的指示被正常地连接的状态，则输出开关18成为连接状态，从而从低电压蓄电池13通过输出开关18向电阻28施加电压。因而，在电阻28或平滑电容器27的高电位侧所产生的低电压值VL2比低电压阈值VTL2低的情况下，控制部15判定为输出开关18由于开路发生了故障，在低电压值VL2比低电压阈值VTL2高的情况下，控制部15判定为输出开关18未发生故障而是正常的。如果输出开关18为正常地连接的状态，则输出开关18的电压降为非常小的值。因此，例如以比低电压蓄电池13的基准值低1V左右的值、比低电压蓄电池13的基准值低10％左右的值等低电压蓄电池13的通常的变动范围的下限值为大致标准设定低电压阈值VTL2即可。
或者，也可以是，控制部15检测输出开关18的两端的电压，在输出开关18的两端的电位差比阈值大的情况下，控制部15判定为输出开关18由于开路发生了故障，在该电位差比该阈值小的情况下，控制部15判定为输出开关18未发生故障而是正常的。例如，在输出开关18由于开路发生了故障的情况下，在输出开关18的两端、即低电压蓄电池13与接地的电阻28之间产生电位差。另一方面，如果输出开关18处于能够正常地连接的状态，则输出开关18的两端间的电阻几乎为零，因此不产生电位差，电位差大致为零。因此，能够在0.5V至1.0V左右的范围内设定此处的阈值。
在第一判定动作中，控制部15还检测转换电路17的高压端17A的高电压值VH1。控制部15基于高电压值VH1来进行输入开关16是处于连接状态即持续短路从而是由于短路发生了故障、还是处于能够切断的正常的状态的输入短路故障判定。此时，转换电路17处于停止，因此不从转换电路17向输入开关16供给电力。如果是输入开关16根据控制部15的上述的指示被正常地切断的状态，则不从高电压直流电源12通过输入开关16向高压端17A施加电压。
在第一判定动作中，期望的是，首先实施输出开关18的输出短路故障判定及输出开路故障判定、以及输入开关16的输入短路故障判定中的输入开关16的输入短路故障判定，之后实施输出开关18的输出短路故障判定，之后实施输出开关18的输出开路故障判定。或者，也可以是，首先实施输出开关18的输出短路故障判定，之后实施输入开关16的输入短路故障判定，之后实施输出开关18的输出开路故障判定。
通过在开路故障的判定之前实施短路故障的判定，能够事先防止在之后的故障判定动作中由于控制部15指示要被检测故障的开关成为连接状态而在该开关中流过过电流。由此，抑制伴随故障判定的二次故障的发生。尤其是，通过在输出开关18的输出短路故障判定之前首先执行输入开关16的输入短路故障判定，能够更有效地抑制二次故障。
在第一判定动作中，由控制部15实施上述的输入短路故障判定、输出短路故障判定以及输出开路故障判定，在输入短路故障判定、输出短路故障判定以及输出开路故障判定中作出了输入开关16和输出开关18均正常而未发生故障的判定的情况下，控制部15执行后述的第二判定动作。另外，当在这些判定中作出输入开关16和输出开关18中的某一个发生了故障的判定时，判定为DCDC转换器14发生了故障，并确定出发生了故障的开关。控制部15使DCDC转换器14的停止持续。并且，控制部15向配置于车体22的车辆控制单元发送用于通知故障的警告信号。
并且，也可以是，在第一判定动作中，在作出了输出开关18能够正常地成为连接状态且能够正常地成为切断状态而未发生故障的判定后，判定低边开关26是否发生了故障来作为预备判定动作。在此，首先，控制部15进行指示以使低边开关26切断。然后，在限定长度的短的期间PT1，使在第一判定动作中被判定为正常的输出开关18为连接状态，并在经过期间PT1后将该输出开关18设为切断状态。
在此，如果是低边开关26能够与来自控制部15的指示对应地被正常地切断的状态，则在期间PT1结束后并且在从切断输出开关18起经过期间PT2后，在期间PT1充入平滑电容器27的电压还会继续维持。另一方面，在低边开关26不能与来自控制部15的指示对应地正常地切断而由于短路发生了故障的情况下，在期间PT1结束后并且在从进行指示以切断低边开关26起经过了期间PT2后，在期间PT1充入平滑电容器27的电压通过短路的低边开关26而释放到地GND，因此充入平滑电容器27的电压大致变为零。
换言之，在通过输出开关18的连接来以期间PT1对平滑电容器27充电后，控制部15使输出开关18切断。控制部15根据电阻28的两端的电压来检测在从输出开关18的切断起经过期间PT2后的平滑电容器27的充电的状态。在该电压比规定电压低的情况下，控制部15判定为低边开关26由于短路发生了故障，在该电压为规定电压以上的情况下，控制部15能够判定为低边开关26未由于短路发生故障。
继第一判定动作之后进行第二判定动作。当在先实施的第一判定动作中由控制部15判断为输出开关18即未由于短路也未由于开路发生故障而是为控制部15能够正常地控制输出开关18的状态、并且由控制部15判定了输入开关16未由于短路发生故障时，控制部15继第一判定动作之后执行第二判定动作。
在第二判定动作中，首先，控制部15进行指示以将输出开关18设为连接状态。并且，控制部15对进行升压动作的转换电路17进行指示，该升压动作用于将转换电路17的低压端17B的电压升压并输出至高压端17A。然后，控制部15检测转换电路17的高压端17A处显现的、通过升压操作得到的高电压值VH2。能够检测输入电容器20的高电位侧的电压来得到高电压值VH2。控制部15基于高电压值VH2来判定转换电路17是否能够正常地进行升压动作、即转换电路17是否发生了故障。
因而，在检测输入电容器20的高电位侧的电压得到的高电压值VH2能够由转换电路17提高到高于高电压阈值VTH2的情况下，判定为转换电路17能够正常地执行升压动作而未发生故障。将高电压阈值VTH2设定为比高电压直流电源12的基准值高1V左右的值、或比高电压直流电源12的基准值高10％左右的值。
在第二判定动作中判定为转换电路17未发生故障的情况下，控制部15执行后述的判定动作。当在第二判定动作中判定故障时，控制部15判定为DCDC转换器14发生了故障，并确定为发生了故障的部分为转换电路17。另外，控制部15向配置于车体22的车辆控制单元发送与故障有关的警告信号。
在通过上述所说明的第二判定动作的开头，控制部15将输出开关18设为连接状态。在此，在转换电路17的高边开关24为具有能够始终从输出开关18向输入开关16的方向进行通电的寄生二极管的MOSFET的情况下、或者与高边开关24并联地设置有能够始终从输出开关18向输入开关16的方向进行通电的高边二极管24A的情况下，当输出开关18为连接状态时，从低电压蓄电池13向输入电容器20短时间地流过大的电流。因而，在第二判定动作中，在控制部15使输出开关18持续为连接状态之前，控制部15使输出开关18作为降压开关转换器的开关元件进行动作，由此对输入电容器20进行充电以使输入电容器20的电压为规定值。
详细地说明输入电容器20的充电的动作。在转换电路17中，与输入开关16连接的高边开关24同与输出开关18连接的扼流线圈25串联地连接。低边开关26同高边开关24与扼流线圈25的连接点17P及地连接。具有与输入开关16连接的阴极的高边二极管24A与高边开关24并联地连接。转换器二极管29的阴极与转换电路17的低压端17B连接，阳极与地GND连接。输入电容器20与转换电路17的高压端17A及地GND连接。
在上述的第一判定动作中判定为输出开关18未发生故障的情况下，控制部15执行第二判定动作。在第二判定动作中，首先，控制部15以通过PWM信号等驱动输出开关18来使该输出开关18周期性地接通断开的方式对该输出开关18进行开闭控制，由此使扼流线圈25、转换器二极管29以及输出开关18作为降压转换器动作。通过该转换器动作，在连接点17P产生比低压端17B的电压低的电压，控制部15经由高边二极管24A对输入电容器20进行充电，直到输入电容器20的两端的电压成为规定值为止。之后，控制部15结束该转换器动作，从而结束对输入电容器20的充电。
之后，控制部15进行指示以使输出开关18持续为连接状态，并且控制部15对转换电路17进行指示以使其进行将低压端17B的电压升压的升压动作。之后，检测转换电路17的高压端17A的高电压值VH2，并基于高电压值VH2来判定转换电路17是否发生了故障。
基于高电压值VH2进行的转换电路17的故障的判定与第二判定动作同样，从而省略说明。另外，使用FET(场效应晶体管)、IGBT(绝缘栅双极晶体管)等半导体开关作为输出开关18，由此由控制部15对该输出开关18的开闭动作进行控制。
控制部15在进行第二判定动作之后进行第三判定动作。在先实施的第二判定动作中控制部15判定为转换电路17正常即转换电路17能够进行升压动作而未发生故障的情况下，控制部15继第二判定动作之后执行第三判定动作。
在第三判定动作中，首先，控制部15进行指示以使转换电路17不进行升压动作。
并且，控制部15进行指示以将至此为止被指示成为切断状态的输入开关16设为连接状态。之后，控制部15检测转换电路17的高压端17A的高电压值VH3。能够检测输入电容器20的高电位侧的电压来得到高电压值VH3。控制部15基于高电压值VH3来进行输入开关16是处于持续开路从而是由于开路发生了故障、还是处于能够正常地连接的状态的输入开路故障判定。
此时，转换电路17处于停止，从而不从转换电路17向输入开关16供给电力。而且，如果为输入开关16能够根据控制部15的指示正常地成为连接状态的状态，则在连接状态下从高电压直流电源12通过输入开关16向高压端17A施加电压。因而，在转换电路17的高压端17A的高电压值VH3比高电压阈值VTH3低的情况下，控制部15判定为输出开关18由于开路发生了故障，在高电压值VH3比高电压阈值VTH3高的情况下，控制部15判定为输入开关16未发生故障而是正常的。例如，以比高电压直流电源12的基准电压值低10％左右的值等高电压直流电源12的通常的变动范围的下限值为大致标准设定高电压阈值VTH3。在此，与短路故障判定同样，对于由控制部15检测的转换电路17的高压端17A的电压，也可以通过由控制部15检测与转换电路17的高压端17A及地GND连接的输入电容器20的电压来得到。
在第三判定动作中，由控制部15判定输入开关16是否由于开路发生了故障。在判定为输入开关16未发生故障而是正常的情况下，结束全部的判定。另外，当判定为输入开关16由于开路发生了故障时，控制部15判定为DCDC转换器14发生了故障，并使DCDC转换器14持续停止状态，而且确定为发生故障的部分为输入开关16。另外，控制部15向配置于车体22的车辆控制单元发送与故障有关的警告信号。
通过以上的结构和动作，在DCDC转换器14发生了故障的情况下，能够容易且准确地确定出导致故障的部分。
并且，如先前叙述的那样，在车载电源系统11中，从高电压侧的输入开关16起开始故障的判定，并去向低电压侧依次推进判定。由此，虽然转换电路17中的开关由于短路发生了故障，但尚未进行之后的判定，因此在从高电压侧去向低电压侧的故障判定时不会向转换电路17、输出开关18施加电压。换言之，在进行低电压侧的判定的情况下，在此之前已判定为转换电路17、输入开关16是正常的。由此，尤其在针对输出开关18进行的故障判定动作时，能够针对转换电路17、输出开关18适当地设定电压，因此能够防止引发二次故障。并且，无需考虑故障判定而提高输出开关18的耐电压。
在以上所说明的车载电源系统11中，DCDC转换器14和控制部15即可以特别地收容于单一的壳体等中，或者DCDC转换器14和控制部15也可以分散配置于车体22。
尤其在输入开关16由半导体开关构成的情况下，期望的是，输入开关16是将两个半导体开关以使寄生二极管为相反方向的方式串联地连接而得到的。
附图标记说明
11：车载电源系统；12：高电压直流电源；12A：蓄电池；13：低电压蓄电池；14：DCDC转换器；15：控制部；16：输入开关；17：转换电路；17A：高压端；17B：低压端；18：输出开关；19：电流检测器；20：输入电容器；21：车辆；22：车体；23：发电系统；24：高边开关；24A：高边二极管；25：扼流线圈；26：低边开关；27：平滑电容器；28：电阻；29：转换器二极管。

Claims (6)

1.一种车载电源系统，具备：
高电压直流电源；
低电压蓄电池；
直流-直流转换器，所述直流-直流转换器具有：输入开关，其具有与所述高电压直流电源连接的一端、以及另一端，所述输入开关构成为选择性地成为将该输入开关的所述一端与该输入开关的所述另一端之间连接的连接状态以及将该输入开关的所述一端与该输入开关的所述另一端之间切断的切断状态中的某一状态；转换电路，其具有与所述输入开关的所述另一端连接的高压端、以及低压端，所述转换电路能够进行将所述低压端的电压升压来得到所述高压端的电压的升压动作、以及将所述高压端的电压降压来得到所述低压端的电压的降压动作的双方向动作；以及输出开关，其具有与所述转换电路的所述低压端连接的一端、以及与所述低电压蓄电池连接的另一端，所述输出开关构成为选择性地成为将该输出开关的所述一端与该输出开关的所述另一端之间连接的连接状态以及将该输出开关的所述一端与该输出开关的所述另一端之间切断的切断状态中的某一状态；以及
控制部，其用于控制所述直流-直流转换器，
其中，所述控制部构成为：在探测为流过所述转换电路的电流超过了规定电流阈值或者所述低电压蓄电池的充电电压超过了规定电压阈值的情况下，进行指示使得所述转换电路停止电力转换动作、并且将所述输入开关设为切断状态且将所述输出开关设为所述切断状态，之后执行所述直流-直流转换器的故障判定，
所述控制部构成为：在所述故障判定中，执行进行以下判定的第一判定动作：(1)输出短路故障判定，在该输出短路故障判定中，检测所述低压端的第一低电压值，并基于所述第一低电压值来判定所述输出开关是否由于短路而发生了故障；(2)输出开路故障判定，在该输出开路故障判定中，在进行控制以将所述输出开关设为所述连接状态的状态下检测所述低压端的第二低电压值，并基于所述第二低电压值来判定所述输出开关是否发生了故障；以及(3)输入短路故障判定，在该输入短路故障判定中，检测所述高压端的第一高电压值，并基于所述第一高电压值来判定所述输入开关是否由于短路而发生了故障，
在所述第一判定动作中判定为所述输出开关未发生故障的情况下，所述控制部执行第二判定动作，在该第二判定动作中，在进行指示以将所述输出开关设为所述连接状态、并且进行指示以使所述转换电路进行所述升压动作的状态下，检测所述高压端的第二高电压值，并基于所述第二高电压值来判定所述转换电路是否发生了故障，
在所述第二判定动作中判定为所述转换电路未发生故障的情况下，所述控制部执行进行输入开路故障判定的第三判定动作，在该输入开路故障判定中，在进行指示以使所述转换电路不进行所述升压动作且进行指示以将所述输入开关设为所述连接状态的状态下，检测所述高压端的第三高电压值，并基于所述第三高电压值来判定所述输入开关是否发生了故障。
2.根据权利要求1所述的车载电源系统，其特征在于，
所述转换电路具有：
高边开关，其具有与所述输入开关的所述另一端连接的一端、以及另一端；
扼流线圈，其具有与所述输出开关的所述另一端连接的一端、以及通过连接点来与所述高边开关的所述另一端连接的另一端；以及
低边开关，其具有与所述连接点连接的一端、以及与地连接的另一端，
所述控制部构成为，在执行所述第一判定动作之后，执行预备判定动作，在该预备判定动作中，基于在进行控制以使所述低边开关切断的状态下的所述转换电路的所述低压端的电压值来判定所述低边开关是否由于短路而发生了故障，
在所述预备判定动作中判定为所述低边开关未发生故障的情况下，所述控制部执行所述第二判定动作。
3.根据权利要求2所述的车载电源系统，其特征在于，
所述控制部在所述预备判定动作中未判定为所述低边开关未发生故障的情况下，不执行所述第二判定动作。
4.根据权利要求1所述的车载电源系统，其特征在于，还具备：
转换器二极管，其具有与所述输出开关的所述另一端连接的阴极、以及与地连接的阳极；以及
输入电容器，其具有与所述输入开关的所述另一端连接的一端、以及与地连接的另一端，
所述转换电路具有：
高边开关，其具有与所述输入开关的所述另一端连接的一端、以及另一端；
扼流线圈，其具有与所述输出开关的所述另一端连接的一端、以及通过连接点来与所述高边开关的所述另一端连接的另一端；
低边开关，其具有与所述连接点连接的一端、以及与地连接的另一端；以及
高边二极管，其具有与所述输入开关连接的阴极、以及与所述连接点连接的阴极，
所述控制部构成为：在所述第二判定动作中，
在所述第一判定动作中判定为所述输出开关未发生故障的情况下，通过周期性地开闭所述输出开关来使所述扼流线圈、所述转换器二极管以及所述输出开关作为降压转换器进行动作以使所述输入电容器充电，使得所述输入电容器的电压成为规定值，
之后，在进行指示以将所述输出开关设为所述连接状态且进行控制以使所述转换电路对所述低压端的电压进行升压的状态下，检测所述高压端的第四高电压值，并基于所述第四高电压值来判定所述转换电路是否发生了故障。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的车载电源系统，其特征在于，
所述控制部构成为：在所述第一判定动作中，在进行所述输出短路故障判定和所述输入短路故障判定之后进行所述输出开路故障判定。
6.根据权利要求5所述的车载电源系统，其特征在于，
所述控制部构成为：在所述第一判定动作中，在进行所述输入短路故障判定之后进行所述输出开路故障判定。
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