CN103444043A - 电源系统和搭载该电源系统的车辆、以及电源系统的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电源系统和搭载该电源系统的车辆、以及电源系统的控制方法。电源系统具备蓄电装置（110）和ECU（300），对负载装置（190）供给驱动电力。蓄电装置（110）包括切断装置（CID），切断装置构成为在蓄电装置（110）的内压超过了预定值时进行动作而切断蓄电装置（110）的通电路径。负载装置（190）包括用于检测施加于负载装置（190）的电压的电压传感器（180、185），并且，对电压传感器（180、185）发生了故障进行响应而停止从负载装置（190）向蓄电装置（110）供给电力。在电压传感器（180、185）发生了故障时，ECU（300）根据预先确定的期间的在蓄电装置(110）输入输出的实际电流的变化长度、和由基于用户操作而要求的要求电力确定的指令电流的变化长度，判定切断装置（CID）有无动作。

Description

电源系统和搭载该电源系统的车辆、以及电源系统的控制方法

技术领域

本发明涉及电源系统和搭载该电源系统的车辆、以及电源系统的控制方法，尤其涉及用于检测蓄电装置所包括的电流切断装置（CurrentInterrupt Device：CID）的动作的技术。

背景技术

近年来，作为环保型的车辆，搭载蓄电装置（例如二次电池、电容器等）并使用从储存在蓄电装置的电力产生的驱动力来行驶的车辆受到关注。该车辆例如包括电动汽车、混合动力汽车和燃料电池车等。

通常，这样的蓄电装置构成为通过将多个电池单元串联或并联层叠而输出所希望的电压。在这些电池单元中，可能会产生如下情况：在产生了断线、短路等异常的情况下，无法正常发挥蓄电装置的功能。因此，需要检测电池单元的异常。

日本特开2009-189209号公报（专利文献1）公开了如下结构：在车辆的电源装置中，根据车辆启动指示，使设置在蓄电装置和电气负载之间的连接部为连接状态，并且基于使电气负载消耗了电力时的电流传感器的输出，对从蓄电装置向电气负载供给动作电流的供给路径中有无断线进行诊断。

在先技术文献

专利文献1：日本特开2009-189209号公报

专利文献2：日本特开2009-278705号公报

专利文献3：日本特开2009-148139号公报

专利文献4：日本特开2009-171644号公报

专利文献5：日本特开2010-051072号公报

发明内容

发明要解决的问题

在蓄电装置中，具有在各电池单元设置电流切断装置（以下，也称为CID（Current Interrupt Device））的蓄电装置。该CID通常具有如下结构：在电池单元产生异常而电池单元的内压超过了预定值的情况下，根据该内压而进行动作，以硬件的方式切断蓄电装置的通电路径。因此，通过CID进行动作来防止蓄电装置的过电压。

然而，存在无法直接检测出CID是否进行了动作的情况，例如，当在混合动力车辆等中在CID动作了状态下持续使车辆行驶时，会对CID施加大的电压而成为在电池单元内部产生火花等的原因，可能会诱发二次故障。因此，需要迅速地检测出CID进行了动作。

在日本特开2009-189209号公报（专利文献1）和上述的其他专利文献中，没有关于该CID进行记载，也没有对CID的动作检测方法进行任何公开。

本发明是为了解决这样的问题而完成的发明，其目的在于，在具备包括CID的蓄电装置的电源系统中，高精度地检测出CID的动作。

用于解决问题的手段

本发明涉及的电源系统具备蓄电装置和控制装置，该电源系统向负载装置供给驱动电力。蓄电装置包括切断装置，所述切断装置构成为在蓄电装置的内压超过了规定值的情况下进行动作而切断蓄电装置的通电路径。负载装置包括用于检测施加在负载装置的电压的电压检测部，对电压检测部发生了故障进行响应而停止从负载装置向蓄电装置供给电力。控制装置根据来自与电压检测部不同的信号输出部的信息，检测切断装置有无动作。

优选，信号输出部包括电流检测部，所述电流检测部用于检测在蓄电装置输入输出的实际电流。控制装置根据由电流检测部检测到的实际电流、和由基于用户操作的要求电力确定的应该在蓄电装置输入输出的指令电流，检测切断装置有无动作。

优选，控制装置计算预先确定的期间中的实际电流的变化长度和指令电流的变化长度，并且，基于所述实际电流的变化长度和所述指令电流的变化长度，判定切断装置有无动作，所述实际电流的变化长度是对实际电流累计各采样周期的变化量的大小而得到的，所述指令电流的变化长度是对指令电流累计各采样周期的变化量的大小而得到的。

优选，控制装置使用第1阈值和比第1阈值大的第2阈值，在实际电流的变化长度比第1阈值小、且指令电流的变化长度比第2阈值大时，判定为切断装置进行了动作。

优选，在连接蓄电装置和负载装置的路径上，设置用于对蓄电装置和负载装置之间的导通和非导通进行切换的切换装置。控制装置在判定为切断装置进行了动作的情况下，将切换装置切换成非导通。

优选，信号输出部包括辅机装置，所述辅机装置与负载装置并联连接于蓄电装置。辅机装置具有能够输出电压下降信号的设备，所述电压下降信号是表示在要求驱动的状态下输入电压下降了的信号。控制装置根据来自设备的电压下降信号，检测切断装置有无动作。

优选，设备包括电压变换装置，所述电压变换装置构成为对来自蓄电装置的电力的电压成分进行降压。

优选，在连接蓄电装置和负载装置的路径上，设置用于对蓄电装置和负载装置之间的导通和非导通进行切换的切换装置。控制装置在判定为切断装置进行了动作的情况下，将切换装置切换成非导通。

本发明涉及的车辆具备：蓄电装置；负载装置，其包括构成为使用来自蓄电装置的电力而产生车辆的驱动力的驱动装置；和控制装置。蓄电装置包括切断装置，所述切断装置构成为在蓄电装置的内压超过了规定值的情况下进行动作而切断蓄电装置的通电路径。负载装置包括用于检测施加在负载装置的电压的电压检测部，并且，对电压检测部发生了故障进行响应而停止从负载装置向蓄电装置供给电力。控制装置根据来自与电压检测部不同的信号输出部的信息，检测切断装置有无动作。

优选，信号输出部包括电流检测部，所述电流检测部用于检测在蓄电装置输入输出的实际电流。控制装置计算预先确定的期间中的实际电流的变化长度和指令电流的变化长度，并且，基于实际电流的变化长度和指令电流的变化长度，判定切断装置有无动作，所述实际电流的变化长度是对由电流检测部检测到的实际电流累计各采样周期的变化量的大小而得到的，所述指令电流是由基于用户操作的要求电力确定的、应该在蓄电装置输入输出的电流，所述指令电流的变化长度是对指令电流累计各采样周期的变化量的大小而得到的。

优选，信号输出部包括辅机装置，所述辅机装置与负载装置并联连接于蓄电装置。辅机装置具有电压变换装置，所述电压变换装置能够对来自蓄电装置（110）的电力的电压成分进行降压，并且，能够输出电压下降信号，所述电压下降信号是表示在要求驱动的状态下输入电压下降了的信号。控制装置根据来自电压变换装置的电压下降信号，检测切断装置有无动作。

本发明涉及的电源系统的控制方法是包括用于向负载装置供给驱动电力的蓄电装置的电源系统的控制方法。蓄电装置包括切断装置，所述切断装置构成为在蓄电装置的内压超过了规定值的情况下进行动作而切断蓄电装置的通电路径。负载装置包括用于检测施加在负载装置的电压的电压检测部。控制方法包括：对电压检测部发生了故障进行检测的步骤；对电压检测部发生了故障进行响应而停止从负载装置向蓄电装置供给电力的步骤；和根据来自与电压检测部不同的信号输出部的信息来检测切断装置有无动作的步骤。

优选，信号输出部包括用于检测在蓄电装置输入输出的实际电流的电流检测部。检测切断装置有无动作的步骤包括：计算预先确定的期间中的实际电流的变化长度的步骤，所述实际电流的变化长度是对由电流检测部检测到的实际电流累计各采样周期的变化量的大小而得到的；计算预先确定的期间中的指令电流的变化长度的步骤，所述指令电流是由基于用户操作的要求电力确定的、应该在蓄电装置输入输出的电流，所述指令电流的变化长度是对指令电流累计各采样周期的变化量的大小而得到的；和根据实际电流的变化长度和指令电流的变化长度来判定切断装置有无动作的步骤。

优选，信号输出部包括辅机装置，所述辅机装置与负载装置并联连接于蓄电装置。辅机装置包括电压变换装置，所述电压变换装置能够对来自蓄电装置的电力的电压成分进行降压，并且，能够输出电压下降信号，所述电压下降信号是表示在要求驱动的状态下输入电压下降了的信号。检测切断装置有无动作的步骤包括根据来自电压变换装置的电压下降信号来检测切断装置有无动作的步骤。

发明的效果

根据本发明，能够在具备包括CID的蓄电装置的电源系统中高精度地检测CID的动作。

附图说明

图1是搭载有本发明的实施方式的电源系统的车辆的整体框图。

图2是表示蓄电装置的详细结构的图。

图3是用于对电流变化长度进行说明的图。

图4是用于对实际电流变化长度和指令电流变化长度与车辆状态之间的关系进行说明的图。

图5是用于对实施方式1的CID的动作检测控制的概要进行说明的时间图。

图6是用于对实施方式1中由ECU执行的CID的动作检测控制进行说明的功能框图。

图7是用于对实施方式1中由ECU执行的CID的动作检测控制处理进行详细说明的流程图。

图8是用于对实施方式2中由ECU执行的CID的动作检测控制处理进行详细说明的流程图。

图9是用于对实施方式3中由ECU执行的CID的动作检测控制处理进行详细说明的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。此外，对图中相同或相当部分标记相同标号，不重复其说明。

［车辆的基本结构］

图1是包括本实施方式的电源系统的车辆100的整体框图。

参照图1，车辆100具备蓄电装置110、系统主继电器SMR115、负载装置190、辅机装置200和作为控制装置的ECU（Electronic Control Unit：电子控制单元）300。

负载装置190包括转换器120、变换器130、135、电动发电机140、145、动力传递传动装置（gear）150、发动机160、驱动轮170、作为电压检测部的电压传感器180、185、和电容器C1、C2。

蓄电装置110是构成为能够进行充放电的电力储存元件。蓄电装置110构成为包括例如锂离子电池、镍氢电池或铅蓄电池等二次电池、双电层电容器等蓄电元件。

蓄电装置110经由电力线PL1和接地线NL1与转换器120连接。另外，蓄电装置110储存由电动发电机140、145发电产生的电力。蓄电装置110的输出例如为200V左右。

在蓄电装置110设置有电压传感器111和电流传感器112。电压传感器111检测蓄电装置110的电压，并将其检测值VB向ECU300输出。电流传感器112检测在蓄电装置110输入输出的电流，并将其检测值IB向ECU300输出。此外，虽然在图1中示出了电流传感器112设置在与蓄电装置110的正极端子连接的电力线PL1的结构，但也可以是设置在与蓄电装置110的负极端子连接的接地线NL1的结构。

SMR115所包括的继电器分别插置在连接蓄电装置110和转换器120的电力线PL1以及接地线NL1。并且，SMR115由来自ECU300的控制信号SE1进行控制，对蓄电装置110和负载装置190之间的电力的供给和切断进行切换。

电容器C1连接在电力线PL1和接地线NL1之间。电容器C1降低电力线PL1和接地线NL1之间的电压变动。电压传感器180检测施加于电容器C1的电压VL，并将其检测值向ECU300输出。

转换器120包括开关元件Q1、Q2、二极管D1、D2和电抗器L1。

开关元件Q1和Q2以从电力线PL2朝向接地线NL1的方向为正向串联连接在电力线PL2和接地线NL1之间。此外，在本实施方式中，作为开关元件可以使用IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）、电力用MOS（Metal Oxide Semiconductor）晶体管或电力用双极性晶体管等。

反并联二极管D1、D2分别与开关元件Q1、Q2连接。电抗器L1设置在开关元件Q1和Q2的连接节点与电力线PL1之间。

开关元件Q1、Q2由来自ECU300的控制信号PWC进行控制，进行电力线PL1和接地线NL1、以及电力线PL2和接地线NL1之间的电压变换动作。

基本上，对转换器120进行控制，以使得在各开关周期内开关元件Q1和Q2互补地且交替地导通（on）、截止（off）。转换器120在升压动作时将直流电压VL升压成直流电压VH。对于该升压动作，通过将在开关元件Q2的导通期间蓄积在电抗器L1的电磁能经由开关元件Q1和反向并联二极管D1向电力线PL2供给，从而进行该升压动作。

另外，转换器120在降压动作时将直流电压VH降压成直流电压VL。对于该降压动作，通过将在开关元件Q1的导通期间储存在电抗器L1的电磁能经由开关元件Q2和反向并联二极管D2向接地线NL1供给，从而进行该降压动作。

这些升压动作和降压动作的电压变换比（VH和VL的比）由上述开关周期的开关元件Q1、Q2的导通期间比（占空比）进行控制。此外，在不需要升压动作和降压动作的情况下（即，VH=VL），通过设定控制信号PWC以将开关元件Q1和Q2分别固定为导通和截止，从而也能够使电压变换比=1.0（占空比=100％）。

电容器C2连接在连接转换器120和变换器130、135的电力线PL2与接地线NL1之间。电容器C2降低电力线PL2和接地线NL1之间的电压变动。电压传感器185检测施加于电容器C2的电压VH，并将其检测值向ECU300输出。

变换器130、135经由电力线PL2和接地线NL1与转换器120并联连接。变换器130、135分别由来自ECU300的控制指令PWI1、PWI2进行控制，将从转换器120输出的直流电力变换成分别用于驱动电动发电机140、145的交流电力。

电动发电机140、145是交流旋转电机，例如，是具备埋设有永磁体的转子的永磁体型同步电动机。

电动发电机140、145的输出转矩经由动力传递传动装置150向驱动轮170传递，从而使车辆100行驶，所述动力传递传动装置150由减速器、动力分割机构构成。电动发电机140、145能够在车辆100再生制动动作时利用驱动轮170的旋转力来发电。并且，该发电电力由变换器130、135变换成蓄电装置110的充电电力。

辅机装置200包括DC/DC转换器210、辅机负载220和辅机电池230。

DC/DC转换器210与负载装置190并联连接于电力线PL1和接地线NL1。DC/DC转换器210根据来自ECU300的控制信号PWD，对由蓄电装置110或电动发电机140、145发电产生的电力进行降压，并经由电力线PL3向辅机负载220和辅机电池230供给降压后的电力。

DC/DC转换器210在接受来自ECU300的控制信号PWD的期间检测出来自电力线PL1和接地线NL1的输入电压下降到预定的电压电平以下时，向ECU300输出低电压信号UV。

辅机电池230代表性地由铅蓄电池构成。辅机电池230向辅机负载220和/或ECU300等车辆100的低压系统的负载供给电源电压。另外，辅机电池230由从DC/DC转换器210供给的电力进行充电。辅机电池230的输出电压比蓄电装置110的输出电压低，例如为12V左右。

辅机负载220包括例如灯类、雨刷、加热器、音频设备、导航系统等设备。

ECU300包括均未在图1图示的CPU（Central Processing Unit）、存储装置和输入输出缓冲器，进行来自各传感器等的信号的输入和/或向各设备的控制信号的输出，并且，进行车辆100和各设备的控制。此外，这些控制不限于由软件进行的处理，也可以用专用的硬件（电子电路）来进行处理。

ECU300接受来自蓄电装置110所包含的传感器（未图示）的电压VB和电流IB的检测值。ECU300基于电压VB和电流IB，计算蓄电装置110的充电状态（以下，也称为SOC（State of Charge））。

此外，如利用图2后述的那样，虽然蓄电装置110构成为通过将多个电池单元串联连接来输出所希望的电压，但由电压传感器111检测的电压VB不是蓄电装置110的两端的电压，通常，电压VB根据各电池单元的电压之和来计算。因此，即使CID进行动作，电压VB的输出也不一定为零。

另外，ECU300接受车辆驱动力中应该在蓄电装置110输入输出的要求功率PR，所述车辆驱动力基于用户对加速踏板（未图示）的操作而确定。ECU300基于该要求功率PR对转换器120和变换器130、135进行控制。

此外，虽然在图1中为设置1个控制装置来作为ECU300的结构，但也可以为如下结构：例如，如负载装置190用的控制装置、蓄电装置110用的控制装置等那样，对各功能或各控制对象设备设置个别的控制装置。

图2是表示蓄电装置110的详细结构的图。参照图2，蓄电装置110构成为包括串联连接的多个电池单元CL1～CLn（以下，也统称为CL），根据电池单元CL的个数而得到所希望的输出电压。在该各电池单元CL设置电流切断装置CID。

在因从电池单元CL的电解液产生的气体而引起电池单元CL的内压超过了预定值的情况下，CID通过该内压而进行动作，物理性地将该电池单元从其他电池单元切断。因此，当电池单元CL的任一CID进行动作时，变为在蓄电装置110不流动电流。

已知，当CID进行动作而切断电流时，CID进行了动作的电池单元以外的电池单元的合计电压与向负载装置190输入的输入电压VL之间的差电压施加在进行了动作的CID。因此，在SMR115为导通的状态下，例如当因负载装置190、辅机装置200的电力消耗引起电容器C1的电荷减少而电压VL下降时，施加在进行了动作的CID的电压随之增加。因为由CID切断的部分的间隙小，所以当施加在CID的电压超过预定的耐电压时，例如，可能会在上述的间隙中产生火花等而诱发二次故障。因此，有必要迅速地检测出CID的动作。然而，通常，在电池单元CL中有时不具有用于对CID进行了动作这一情况进行输出的单元。

另外，从实验等可知：当CID进行动作时，电压VL会变动。原因在于，蓄电装置110和负载装置190之间的充放电中断，因此，通过负载装置190的电力消耗或发电以及辅机装置200的电力消耗等，储存在电容器C1的电荷量发生变动。

例如，在如车辆100正在行驶且PCU120的电力消耗大那样的高负荷时CID进行了动作的情况下，与CID未进行动作的情况相比，电压VL急剧减少。因此，在为高负荷时，能够通过监视电压VL的增减的程度来检测CID是否进行了动作。此外，也可以代替性地使用电压VH代替电压VL来检测CID是否进行了动作。

［实施方式1］

在具有如上所述的结构的车辆中，在电压传感器180、185（以下，也将此统称为“系统电压传感器”）发生了故障的情况下，在ECU300中无法识别转换器120的低压侧和高压侧的电压，因此无法通过转换器120来进行合适的电压变换动作。

在这样的情况下，例如，有时会切断转换器120的开关元件Q1、Q2的门（gate，选通）而停止电压变换动作，禁止向蓄电装置110充电，另一方面，仅允许来自蓄电装置110的放电而使车辆继续工作。在该情况下，代替系统电压传感器而经常进行使用了在蓄电装置110输入输出的电流IB的控制。

在这样的状态下，在CID进行了动作的情况下，在蓄电装置110输入输出的电流IB实质上为零。然而，例如，在没有负载装置190和辅机装置200的消耗电力的情况下或在电动发电机140、145中发电电力和消耗电力平衡的情况下，电流IB有时也为零。因此，有时可能会无法通过监视电流IB的状况（变动）来适当地检测CID的动作。

鉴于这样的问题，在实施方式1中，对如下结构进行说明：当系统电压传感器成为了异常时，根据蓄电装置110的实际的输入输出电流IB（以下，也称为“实际电流IB”）和应该在蓄电装置110输入输出的要求电流（以下，也称为“指令电流IR”），不使用系统电压传感器的检测值而检测CID的动作。具体而言，基于对预定的期间中的、各采样周期的实际电流IB和指令电流IR的大小的变化进行累计而得到的“变化长度”来检测CID有无动作。通过这样，能够抑制CID的动作的误检测，能够高精度地检测出CID进行了动作。

在此，使用图3，首先对实际电流变化长度IBint和指令电流变化长度IRint进行说明，此外，在图3中，以实际电流变化长度IBint为例进行说明。

参照图3，考虑在蓄电装置110输入输出的电流IB如图3的曲线W10那样发生了变化的情况。ECU300以一定的周期对在蓄电装置输入输出的电流IB进行采样。各采样的电流值用曲线W10上的各点表示，例如，将从采样开始后的时刻t=i－1、i的情况下的电流值分别设为IB（i－1）和IB（i）。

于是，从时刻t=i－1到时刻t=i的电流变化量ΔIB（i）如以下的式（1）那样表示。

ΔIB（i）=｜IB（i）－IB（i－1）｜    …（1）

此时，若将预先确定的期间T0的采样次数设为k，则实际电流变化长度IBint（k）如式（2）那样表示。

IBint（k）=Σ｜IB（i）－IB（i－1）｜    …（2）

（i=1，k）

即，实际电流变化长度IBint可以为表示实际电流IB在预定的期间T0内如何振动性地发生了变化的指标。因此，即使例如期间T0期间的实际电流IB的平均值相同，在此期间电流振动性地变化的情况下的实际电流变化长度IBint的值也较大。

接着，使用图4，对使用实际电流变化长度IBint和指令电流变化长度IRint来判定CID的动作的方法进行说明。在图4中，横轴表示指令电流变化长度IRint，纵轴表示实际电流变化长度IBint。

参照图1和图4，在CID未进行动作而蓄电装置110为正常的情况下，指令电流IR和实际电流IB在考虑控制延迟等时间延迟时大体上为相等的值。因此，实际电流变化长度IBint和指令电流变化长度IRint被绘制在图4的用虚线包围的区域A的范围。

另一方面，当CID进行动作时，在蓄电装置110不输入输出电流，因此虽然指令电流变化长度IRint随时间增加，但实际电流变化长度IBint几乎为零。

即，考虑到电流传感器112的检测误差和指令电流IR的计算误差等，通过检测是否处于成为了指令电流变化长度IRint为阈值α（α＞0）以上且实际电流变化长度IBint比阈值β（0≤β＜α）小的区域（即，图4的区域B）的状态，能够判定为CID进行了动作。

图5是用于对实施方式1的CID的动作检测控制的概要进行说明的时间图。在图5中，横轴表示时间，纵轴表示实际电流变化长度IBint（下段）、指令电流变化长度IRint（中段）和计数（counter）CNT（上段），所述计数CNT表示各变化长度的累计时间。

参照图5，在时刻t1之前，作为系统电压传感器的电压传感器180、185中的至少一方是正常的，根据该传感器来进行CID动作监视，不进行实际电流变化长度IBint和指令电流变化长度IRint的累计处理，计数CNT也维持为零。

在时刻t1，当系统电压传感器的两方变为异常时，切断转换器120的开关元件Q1、Q2的门，并且，开始实际电流变化长度IBint和指令电流变化长度IRint的累计处理。

此外，转换器120的开关元件Q1、Q2的门被切断，仅能够执行蓄电装置110的放电，所以实际电流IB和指令电流IR都为正的值。

并且，在计数CNT达到了阈值γ时（时刻t2），将此时的指令电流变化长度IRint和实际电流变化长度IBint的值分别与上述的阈值α、β进行比较，所述阈值γ表示用于判定CID的动作的预定的基准时间。

在时刻t2，IRint＞α且IBint＞β，是用图4说明的区域B的范围之外，因此判定为CID未进行动作。并且，在判定结束后，将指令电流变化长度IRint、实际电流变化长度IBint和计数CNT复位成初始值。

在时刻t3和t4的判定定时，也与时刻t2的情况同样地判定为CID未进行动作。

并且，在从时刻t4再次执行累计处理的期间，当CID在时刻t5进行动作时，指令电流变化长度IRint随时间继续增加。另一方面，因CID的动作而变为从蓄电装置110不输出电流，因此从时刻t5到下次的判定定时即时刻t6，实际电流变化长度IBint的值维持不变。

在图5的例子中，在时刻t6的判定定时，虽然CID进行了动作，但指令电流变化长度IRint和实际电流变化长度IBint都比阈值大。因此，在时刻t6还未检测出CID的动作。

然而，在时刻t6各累计值复位成初始值后，指令电流变化长度IRint随时间而增加，但实际电流变化长度IBint维持为初始值。

于是，在下一个判定定时即时刻t7，成为IRint＞α且IBint＜β，成为图4的区域B的范围。由此，判定为CID进行了动作。对此进行响应而切断SMR115。

图6是用于对在实施方式1中由ECU300执行的CID的动作检测控制进行说明的功能框图。图6的功能框图所记载的各功能框通过ECU300的硬件性的处理或软件性的处理而实现。

参照图6，ECU300包括电流检测部310、指令电流计算部320、累计部330、判定部340、继电器控制部350和驱动控制部360。

电流检测部310接受由电流传感器112检测到的在蓄电装置110输入输出的实际电流IB。电流检测部310计算从上次的采样周期检测到的电流值起算的电流IB的变化量ΔIB。并且，电流检测部310将实际电流IB的变化量ΔIB向累计部330输出。

指令电流计算部320接受应该在蓄电装置110输入输出的要求功率PR、和由电压传感器111检测到的蓄电装置110的电压VB。指令电流计算部320基于这些信息，计算应该在蓄电装置110输入输出的指令电流IR。具体而言，通过IR=PR/VB来计算指令电流IR。

另外，指令电流计算部320也计算从上次的采样周期计算出的指令电流起算的变化量ΔIR。并且，指令电流计算部320将指令电流IR的变化量ΔIR向累计部330输出。

累计部330接受来自电流检测部310的实际电流IB的变化量ΔIB和来自指令电流计算部320的指令电流的变化量ΔIR。另外，累计部330接受用于驱动SMR115的控制信号SE1和表示系统电压传感器为异常的异常信号ABN。

累计部330在通过控制信号SE1使SMR115为导通状态、且异常信号ABN表示系统电压传感器为异常的情况下，在各采样周期对实际电流IB的变化量ΔIB和指令电流IR的变化量ΔIR进行累计，计算实际电流变化长度IBint和指令电流变化长度IRint。另外，累计部330也对表示执行累计的时间（监视时间）的计数CNT进行累计。

并且，累计部330将计算出的实际电流变化长度IBint、指令电流变化长度IRint和计数CNT向判定部340输出。此外，累计部330在计数CNT达到相当于预先确定的基准时间的计数值而向判定部340的输出结束时，将实际电流变化长度IBint、指令电流变化长度IRint和计数器CNT的值复位成零。

判定部340从累计部330接受实际电流变化长度IBint、指令电流变化长度IRint和计数CNT。另外，判定部340接受来自DC/DC转换器210的低电压信号UV。判定部340基于这些信息，通过利用图4和图5而说明过的方法来判定CID是否进行了动作，并设定判定标志FLG。例如，在判定为CID进行了动作的情况下将判定标志FLG设定为激活（on），在判定为CID未进行动作的情况下将判定标志设定为非激活（off）。之后，判定部340将所设定的判定标志FLG向继电器控制部350输出。

继电器控制部350接受来自判定部340的判定标志FLG。继电器控制部350在判定标志FLG为激活即CID进行了动作的情况下，通过控制信号SE1而使SMR115断开。

驱动控制部360接受要求功率PR和表示系统电压传感器为异常的异常信号ABN。驱动控制部360基于要求功率PR，生成用于对转换器120和变换器130、135进行控制的控制信号PWC、PWI。在系统电压传感器为异常的情况下，驱动控制部360切断转换器120内的开关元件Q1、Q2的门，禁止由变换器130、135的发电电力进行的蓄电装置110的充电动作，使得仅能够进行从蓄电装置110放电的动作。

此外，也可以仅将开关元件Q1固定在导通状态来代替转换器120的开关元件Q1、Q2的门切断。在该情况下，具有能够进行再生动作的优点，但另一方面，蓄电装置110有可能会过充电，因此，从保护蓄电装置110的观点来看优选进行门切断。

图7是用于对在实施方式1中由ECU300执行的CID的动作检测控制处理进行详细说明的流程图。图7和图8、图9中后述的流程图通过从主程序调出预先存储在ECU300的程序并以预定周期执行来实现处理。或者，一部分的步骤也可以通过专用的硬件（电子电路）来实现处理。

参照图1和图7，ECU300在步骤（以下将步骤简记为“S”）100中判定两方的系统电压传感器（电压传感器180、185）是否为异常。

在系统电压传感器的至少1个为正常的情况下（在S100中为“否”），处理进入S115，ECU300一边进行通常行驶，一边执行基于正常的系统电压传感器的值的CID动作监视。

在系统电压传感器都为异常的情况下（在S100中为“是”），处理进入S110，ECU300对转换器120的开关元件Q1、Q2进行门切断，并且停止再生动作。

并且，ECU300基于要求功率PR和蓄电装置110的电压VB来计算指令电流IR（S120），并从电流传感器112取得实际电流IB（S130）。

之后，ECU300在S140中启动计数（计数器）CNT，并且计算实际电流IB的变化长度IBint和指令电流IR的变化长度IRint。

ECU300在S150中基于计数CNT的计数值，判定是否经过了预先确定的监视时间。

在还未经过预先确定的监视时间的情况下（在S150中为“否”），反复进行S120～S140的处理而进一步对计数进行累计（count up，累加），并且，继续进行实际电流变化长度IBint和指令电流变化长度IRint的加法运算处理。

在经过了预先确定的监视时间的情况下（在S150中为“是”），处理进入S160，如使用图4所说明的那样，判定是否为指令电流变化长度IRint为阈值α以上、且实际电流变化长度IBint比阈值β小。

在指令电流变化长度IRint为阈值α以上、且实际电流变化长度IBint比阈值β小的情况下（在S160中为“是”），处理进入S170，ECU300判定为CID进行了动作。之后，处理进入S180，ECU300使SMR115断开。

另一方面，在指令电流变化长度IRint比阈值α小或实际电流变化长度IBint为阈值β以上的情况下（在S160中为“否”），ECU300判定为CID进行了动作的可能性低，处理进入S175，ECU300将计数CNT、指令电流变化长度IRint和实际电流变化长度IBint的累计值复位成初始值，并使处理返回主程序（例程）。

此外，虽然未进行图示，但在判定为CID进行了动作的情况下，也将计数CNT、指令电流变化长度IRint、以及实际电流变化长度IBint的累计值复位成初始值。

通过按照如上所述的处理来进行控制，能够在系统电压传感器变为异常的情况下也适当地判断CID是否进行了动作。

［实施方式2］

在实施方式1中，对如下结构进行了说明：在系统电压传感器变为异常的情况下，使用实际电流的变化长度和指令电流的变化长度来检测CID的动作。

如实施方式1中说明的那样，在系统电压传感器变为异常的情况下，若对图1的转换器120内的开关元件Q1、Q2进行门切断，则电容器C1仅由从蓄电装置110供给的电力充电。

在这样的状态下，在CID进行了动作的情况下，由电动发电机140、145和辅机装置200消耗的电力由储存在电容器C1的电力来供给。然而，由于CID进行了动作，所以电容器C1不通过蓄电装置110来充电，因此，结果上电容器C1的两端的电压（即，电压VL）逐渐下降。

此时，在图1所示的结构中，辅机装置200所包括的DC/DC转换器210的输入电压下降，因此，当电容器C1的两端的电压低于预定的电压电平时，DC/DC转换器210会成为不能工作，会成为从DC/DC转换器210输出低电压信号UV。

因此，在实施方式2中，通过来自DC/DC转换器的低电压信号UV来间接地对电压VL下降了这一情况进行判定，由此对CID进行了动作这一情况进行检测。

图8是对在实施方式2中由ECU300执行的CID的动作检测控制处理进行详细说明的流程图。

参照图1和图8，ECU300在S200中判定两方的系统电压传感器是否为异常。

在系统电压传感器的至少1个为正常的情况下（在S200中为“否”），处理进入S250，ECU300一边进行通常行驶，一边执行基于正常的系统电压传感器的值的CID动作监视。

在系统电压传感器都为异常的情况下（在S200中为“是”），处理进入S210，ECU300对转换器120的开关元件Q1、Q2进行门切断，并停止再生动作。

接着，ECU300在S220中判定来自DC/DC转换器210的低电压信号UV是否为激活（on）、即是否产生低电压信号UV。

在低电压信号UV为非激活的情况下（在S220中为“否”），ECU300判断为CID未进行动作，使处理返回主程序。

在低电压信号UV为激活的情况下（在S220中为“是”），处理进入S230，ECU300判定为CID进行了动作。之后，处理进入S240，ECU300使SMR115断开。

通过按照以上那样的处理进行控制，能够在系统电压传感器变为异常的情况下也适当地判定为CID是否进行了动作。

此外，在上述中，对使用来自DC/DC转换器210的低电压信号UV来对CID进行了动作这一情况进行检测的结构进行了说明，但只要能够输出与低电压信号UV同样的信号，则也可以基于来自与DC/DC转换器210不同的其他设备的信号来检测CID。例如，其中可以包括与辅机装置200并联连接于电力线PL1和接地线NL1的空调装置（未图示）、以辅机负载220所说明的设备等。

［实施方式3］

实施方式3表示组合了上述的实施方式1和实施方式2的情况下的例子。

实施方式2的结构不需要实施方式1那样的电流变化长度的计算处理，因此，作为控制逻辑能够为简单的结构，然而，直到DC/DC转换器的输入电压即电压VL降低至预定的电压电平为止，CID的动作无法被检测出，因此CID的动作检测的定时可能会发生延迟。

另一方面，实施方式1的结构与电压VL的电平无关而始终需要电流变化长度的计算处理，因此计算负荷相对较高。因此，例如，在牵引状态下电压VL急剧下降了的情况下，可能会因电流变化长度的计算而引起CID的动作检测延迟，甚至因电流传感器的偏差而招致CID的动作检测性的下降。

因此，通过组合实施方式1和实施方式2，能够在电压VL下降到输出DC/DC转换器的低电压信号UV的程度的情况下，不进行电流变化长度的计算处理而直接判定CID的动作，并且，在电压VL充分下降之前也能够使用电流变化长度来判定CID。由此，能够在减少不必要的计算处理的同时迅速地检测CID的动作。

图9是对在实施方式3中由ECU300执行的CID的动作检测控制处理进行详细说明的流程图。图9是对实施方式1的使用图7所说明的流程图追加步骤S111而得到的图。在图9中，不重复说明与图7重复的步骤。

参照图1和图9，当系统电压传感器都变为异常（在S100中为“是”）、且转换器120的门被切断时（S110），在S111中，ECU300判定来自DC/DC转换器210的低电压信号UV是否为激活。

在低电压信号UV为非激活的情况下（在S111中为“否”），ECU300使处理进入S120，如实施方式1中说明的那样，按照S120～S160的处理，执行使用了实际电流变化长度IBint和指令电流变化长度IRint的CID的动作检测。

另一方面，在低电压信号UV为激活的情况下（在S111中为“是”），处理进入S170，ECU300不进行实际电流变化长度IBint和指令电流变化长度IRint的计算，判定为CID进行了动作。

通过按照上述那样的处理进行控制，能够在减少不必要的计算处理的同时迅速地检测CID的动作。

此外，本实施方式的“SMR115”是本发明的“切换装置”的一例。本实施方式的“DC/DC转换器”是本发明的“电压变换装置”的一例。

应该认为，在此公开的实施方式在所有方面都是例示而不是限制性的内容。本发明的范围不是由上述的说明来表示的，而是通过权利要求书来表示的，意在包括与权利要求书均等的含义以及范围内的所有变更。

标号的说明

100 车辆，110 蓄电装置，111、180、185 电压传感器，112 电流传感器，115 SMR，120 转换器，130、135 变换器，140、145 电动发电机，150 动力传递传动装置，160 发动机，170 驱动轮，190 负载装置，200 辅机装置，210DC/DC 转换器，220 辅机负载，230 辅机电池，300 ECU，310 电流检测部，320 指令电流计算部，330 累计部，340 判定部，350 继电器控制部，360 驱动控制部，C1、C2 电容器，CID 电流切断装置，CL、CL1～CLn 电池单元，D1、D2 二极管，L1 电抗器，NL1 接地线，PL1～PL3 电力线，Q1、Q2 开关元件。

Claims (14)

1.一种电源系统，用于向负载装置（190）供给驱动电力，具备：

蓄电装置（110），其与所述负载装置（190）电连接；和

控制装置（300），

所述蓄电装置（110）包括切断装置（CID），所述切断装置（CID）构成为在所述蓄电装置（110）的内压超过了规定值的情况下进行动作而切断所述蓄电装置（110）的通电路径，

所述负载装置（190）包括用于检测施加在所述负载装置（190）的电压的电压检测部（180、185），对所述电压检测部（180、185）发生了故障进行响应而停止从所述负载装置（190）向所述蓄电装置（110）供给电力，

所述控制装置（300）根据来自与所述电压检测部（180、185）不同的信号输出部（112、210）的信息，检测所述切断装置（CID）有无动作。

2.根据权利要求1所述的电源系统，其中，

所述信号输出部包括电流检测部（112），所述电流检测部（112）用于检测在所述蓄电装置（110）输入输出的实际电流，

所述控制装置（300）根据由所述电流检测部（112）检测到的所述实际电流、和由基于用户操作的要求电力确定的应该在所述蓄电装置（110）输入输出的指令电流，检测所述切断装置（CID）有无动作。

3.根据权利要求2所述的电源系统，其中，

所述控制装置（300）计算预先确定的期间中的所述实际电流的变化长度和所述指令电流的变化长度，并且，基于所述实际电流的变化长度和所述指令电流的变化长度，判定所述切断装置（CID）有无动作，所述实际电流的变化长度是对所述实际电流累计各采样周期的变化量的大小而得到的，所述指令电流的变化长度是对所述指令电流累计各采样周期的变化量的大小而得到的。

4.根据权利要求3所述的电源系统，其中，

所述控制装置（300）使用第1阈值和比所述第1阈值大的第2阈值，在所述实际电流的变化长度比所述第1阈值小、且所述指令电流的变化长度比所述第2阈值大时，判定为所述切断装置（CID）进行了动作。

5.根据权利要求4所述的电源系统，其中，

在连接所述蓄电装置（110）和所述负载装置（190）的路径上，设置用于对所述蓄电装置（110）和所述负载装置（190）之间的导通和非导通进行切换的切换装置（115），

所述控制装置（300）在判定为所述切断装置（CID）进行了动作的情况下，将所述切换装置（115）切换成非导通。

6.根据权利要求1或2所述的电源系统，其中，

所述信号输出部包括辅机装置（200），所述辅机装置（200）与所述负载装置（190）并联连接于所述蓄电装置（110），

所述辅机装置（200）具有能够输出电压下降信号的设备（210），所述电压下降信号是表示在要求驱动的状态下输入电压下降了的信号，

所述控制装置（300）根据来自所述设备（210）的所述电压下降信号，检测所述切断装置（CID）有无动作。

7.根据权利要求6所述的电源系统，其中，

所述设备包括电压变换装置（210），所述电压变换装置（210）构成为对来自所述蓄电装置（110）的电力的电压成分进行降压。

8.根据权利要求6所述的电源系统，其中，

在连接所述蓄电装置（110）和所述负载装置（190）的路径上，设置用于对所述蓄电装置（110）和所述负载装置（190）之间的导通和非导通进行切换的切换装置（115），

所述控制装置（300）在判定为所述切断装置（CID）进行了动作的情况下，将所述切换装置（115）切换成非导通。

9.一种车辆，具备：

蓄电装置（110）；

负载装置（190），其包括构成为使用来自所述蓄电装置（110）的电力而产生所述车辆（100）的驱动力的驱动装置；和

控制装置（300），

所述蓄电装置（110）包括切断装置（CID），所述切断装置（CID）构成为在所述蓄电装置（110）的内压超过了规定值的情况下进行动作而切断所述蓄电装置（110）的通电路径，

所述负载装置（190）包括用于检测施加在所述负载装置（190）的电压的电压检测部（180、185），并且，对所述电压检测部（180、185）发生了故障进行响应而停止从所述负载装置（190）向所述蓄电装置（110）供给电力，

所述控制装置（300）根据来自与所述电压检测部（180、185）不同的信号输出部（112、210）的信息，检测所述切断装置（CID）有无动作。

10.根据权利要求9所述的车辆，其中，

所述信号输出部包括电流检测部（112），所述电流检测部（112）用于检测在所述蓄电装置（110）输入输出的实际电流，

所述控制装置（300）计算预先确定的期间中的所述实际电流的变化长度和指令电流的变化长度，并且，基于所述实际电流的变化长度和所述指令电流的变化长度，判定所述切断装置（CID）有无动作，所述实际电流的变化长度是对由所述电流检测部（112）检测到的所述实际电流累计各采样周期的变化量的大小而得到的，所述指令电流是由基于用户操作的要求电力确定的、应该在所述蓄电装置（110）输入输出的电流，所述指令电流的变化长度是对所述指令电流累计各采样周期的变化量的大小而得到的。

11.根据权利要求9或10所述的车辆，其中，

所述信号输出部包括辅机装置（200），所述辅机装置（200）与所述负载装置（190）并联连接于所述蓄电装置（110），

所述辅机装置（200）具有电压变换装置（210），所述电压变换装置（210）能够对来自所述蓄电装置（110）的电力的电压成分进行降压，并且，能够输出电压下降信号，所述电压下降信号是表示在要求驱动的状态下输入电压下降了的信号，

所述控制装置（300）根据来自所述电压变换装置（210）的所述电压下降信号，检测所述切断装置（CID）有无动作。

12.一种电源系统的控制方法，所述电源系统包括用于向负载装置（190）供给驱动电力的蓄电装置（110），其中，

所述蓄电装置（110）包括切断装置（CID），所述切断装置（CID）构成为在所述蓄电装置（110）的内压超过了规定值的情况下进行动作而切断所述蓄电装置（110）的通电路径，

所述负载装置（190）包括用于检测施加在所述负载装置（190）的电压的电压检测部（180、185），

所述控制方法包括：

对所述电压检测部（180、185）发生了故障进行检测的步骤；

对所述电压检测部（180、185）发生了故障进行响应而停止从所述负载装置（190）向所述蓄电装置（110）供给电力的步骤；和

根据来自与所述电压检测部（180、185）不同的信号输出部（112、210）的信息来检测所述切断装置（CID）有无动作的步骤。

13.根据权利要求12所述的电源系统的控制方法，其中，

所述信号输出部包括用于检测在所述蓄电装置（110）输入输出的实际电流的电流检测部（112），

检测所述切断装置（CID）有无动作的步骤包括：

计算预先确定的期间中的所述实际电流的变化长度的步骤，所述实际电流的变化长度是对由所述电流检测部（112）检测到的所述实际电流累计各采样周期的变化量的大小而得到的；

计算所述预先确定的期间中的指令电流的变化长度的步骤，所述指令电流是由基于用户操作的要求电力确定的、应该在所述蓄电装置（110）输入输出的电流，所述指令电流的变化长度是对所述指令电流累计各采样周期的变化量的大小而得到的；和

根据所述实际电流的变化长度和所述指令电流的变化长度来判定所述切断装置（CID）有无动作的步骤。

14.根据权利要求12或13所述的电源系统的控制方法，其中，

所述信号输出部包括辅机装置（200），所述辅机装置与所述负载装置（190）并联连接于所述蓄电装置（110），

所述辅机装置（200）包括电压变换装置（210），所述电压变换装置能够对来自所述蓄电装置（110）的电力的电压成分进行降压，并且，能够输出电压下降信号，所述电压下降信号是表示在要求驱动的状态下输入电压下降了的信号，

检测所述切断装置（CID）有无动作的步骤包括根据来自所述电压变换装置（210）的所述电压下降信号来检测所述切断装置（CID）有无动作的步骤。

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