電力変換機構の異常検知装置
【課題】 精度高く異常の発生を検知することができる、電力変換機構の異常検知装置を提供する。
【解決手段】 ＥＣＵは、ＤＣ／ＤＣコンバータが過電圧保護のために動作を停止させると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、インバータ電圧ＶＩを検知するステップ（Ｓ１１０）と、ＥＣＵ上限電圧値ＶＬＩＭが未更新であって（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、ＶＩがしきい値より高くないと（Ｓ１３０にてＮＯ）、ＤＣ／ＤＣコンバータが異常であると判定するステップ（Ｓ１６０）と、ＥＣＵ上限電圧値ＶＬＩＭが未更新でなくて（Ｓ１２０にてＮＯ）、ＶＩがＶＬＩＭ以下であると（Ｓ１５０にてＹＥＳ）、ＤＣ／ＤＣコンバータが異常であると判定するステップ（Ｓ１６０）とを含む、プログラムを実行する。
【解決手段】 ＥＣＵは、ＤＣ／ＤＣコンバータが過電圧保護のために動作を停止させると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、インバータ電圧ＶＩを検知するステップ（Ｓ１１０）と、ＥＣＵ上限電圧値ＶＬＩＭが未更新であって（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、ＶＩがしきい値より高くないと（Ｓ１３０にてＮＯ）、ＤＣ／ＤＣコンバータが異常であると判定するステップ（Ｓ１６０）と、ＥＣＵ上限電圧値ＶＬＩＭが未更新でなくて（Ｓ１２０にてＮＯ）、ＶＩがＶＬＩＭ以下であると（Ｓ１５０にてＹＥＳ）、ＤＣ／ＤＣコンバータが異常であると判定するステップ（Ｓ１６０）とを含む、プログラムを実行する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行用バッテリを搭載した車両の制御装置に関し、特に、走行用バッテリからの電力を変換する電力変換機構の異常を検知する電力変換機構の異常検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンに代えて走行用モータを搭載した電気自動車（走行用モータを燃料電池で動作させる車両を含む）が開発されて実用化されつつあり、また、エンジンに加えて走行用モータを搭載したハイブリッド自動車が開発されて実用化されている。このような車両は、走行用モータへの駆動電力を出力する走行用バッテリを備えている。この走行用バッテリ電源は、たとえば複数のバッテリを直列に接続したもので、モータ駆動に必要な２００〜３００Ｖ程度の高電圧を出力する。なお、このバッテリ電圧をさらに昇圧して走行用モータに供給するものもある。
【０００３】
また、このような車両であっても、エンジンのみを走行源とする一般的な車両と同じように、電力を必要とする機器として、電装機器（ＥＣＵ（Electronic Control Unit）、灯火装置、エアコンディショナ、パワーウィンドウ、オーディオ）等の補機を搭載している。この補機へ供給される電力は、走行用モータと補機との動作電圧が異なるので、高電圧の走行用バッテリから直接供給することができない。そのため、一般的な車両と同じように、電気自動車やハイブリッド自動車にも、出力電圧が１２Ｖ系のバッテリ（鉛蓄電池であることが多い）が搭載されて、補機へ電力が供給される。
【０００４】
このような１２Ｖ系のバッテリを搭載した車両においては、直流電力の電圧値を変圧するＤＣ／ＤＣコンバータが、走行用バッテリと１２Ｖ系のバッテリとの間に設けられる場合がある。回生制動時にモータジェネレータにより発電された電力により充電された高電圧バッテリの電力を降圧して、１２Ｖ系の補機に供給するようにしたり、１２Ｖ系のバッテリを充電するようにしたりする。
【０００５】
このようなＤＣ／ＤＣコンバータは、入力電力が過電流であったり過電圧であったりする異常に対して、自己保護回路を備え、ＤＣ／ＤＣコンバータ内の電気素子の破損を防止する。この自己保護回路により、ＤＣ／ＤＣコンバータの動作が停止し、１２Ｖ系の補機への電力供給や、１２Ｖ系のバッテリの充電が不可能となる。このようなＤＣ／ＤＣコンバータの動作停止を行なうためのフェールセーフ機能は、多重化することが望ましい。
【０００６】
特開２００４−２２９４７７号公報（特許文献１）は、バッテリ電源系におけるフェールセーフ機能の多重化を簡易に実現することが可能な車両用電源制御装置を開示する。この制御装置は、少なくとも２つのバッテリと、２つのバッテリ間に介在し、バッテリの充放電を行なうべく少なくとも一方のバッテリのバッテリ電圧を他方のバッテリのバッテリ電圧に変換する電圧制御器とを備える車両用電源を制御する。この制御装置は、バッテリ電源系の異常を検出する電源系異常検出手段と、車両のイグニションスイッチの状態を検出するＩＧ検出手段と、電源系異常検出手段の検出結果およびＩＧ検出手段の検出結果に応じて、電圧制御器によるバッテリ電圧の変換を実行させるＩＧ信号を該電圧制御器へ向けて出力する制御手段とを備える。
【０００７】
この車両用電源制御装置によると、制御手段から電圧制御器へ向けて出力される信号は、バッテリ電源系の異常有無および車両のイグニションスイッチの状態に応じたＩＧ信号である。かかる構成においては、バッテリ電源系に異常が発生した場合、イグニションスイッチがオフ状態になくても、電圧制御器によるバッテリ電圧の変換を実行させるためのＩＧ信号が出力されない。ＩＧ信号が出力されない場合には、電圧制御器によるバッテリ電圧の変換が行われない。このため、バッテリ電源系の異常に起因するバッテリの暴走は防止され、これにより、バッテリ電源系におけるフェールセーフ機能が確保される。
【特許文献１】特開２００４−２２９４７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＤＣ／ＤＣコンバータの自己保護回路は、ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧が過電圧になると、停止する機能を有する。このとき、ＥＣＵがＤＣ／ＤＣコンバータの動作異常を検知しないように、異常検知処理を行なわないようにしている。通常、ＥＣＵは、ＤＣ／ＤＣコンバータに並列に設けられたインバータへの入力電圧を監視して、この電圧（ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧に等しい）が過電圧になると、ＤＣ／ＤＣコンバータの異常検知処理を行なわないようにしている。ところが、ＤＣ／ＤＣコンバータ内で検知された電圧値と、ＥＣＵが検知した電圧値とが異なると、自己保護回路が機能してＤＣ／ＤＣコンバータが停止しているにもかかわらず、ＥＣＵがＤＣ／ＤＣコンバータの動作異常を検知してしまう問題が発生する。たとえば、ＤＣ／ＤＣコンバータが４００Ｖ以上の電圧を検知すると自己保護回路を働かせて動作停止するときには、ＥＣＵも４００Ｖ以上でＤＣ／ＤＣコンバータの異常検知処理を行なわないように設定されているが、ＥＣＵが検知したインバータへの入力電圧が３００Ｖであるときに、上述した問題が発生する。このときには、ＤＣ／ＤＣコンバータは過電圧異常であると判断してＥＣＵは過電圧異常ではないと判断して、ＤＣ／ＤＣコンバータが停止してＥＣＵがＤＣ／ＤＣコンバータの動作異常（自己保護による停止を認識しないで、動作していると判断して動作しているにもかかわらず出力電圧が低いという異常）を検知してしまう。
【０００９】
しかしながら、上述した特許文献１には、このような問題に全く言及していない。本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、精度高く異常の発生を検知することができる、電力変換機構の異常検知装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明に係る異常検知装置は、過大な電圧値に対して動作を停止する自己保護機能を備えた電力変換機構の異常を検知する。この異常検知装置は、電力変換機構に印加される電圧値を検知するための検知手段と、過大な電圧値に対応した上限電圧値であって、かつ、検知された電圧値に基づいて更新される上限電圧値を用いて、電力変換機構に印加される電圧値を制御するための制御手段と、自己保護機能が発揮されている場合であって、上限電圧値が更新されておらず、かつ、検知された電圧値が、検知精度に基づいて定められた電圧しきい値以下であると、電力変換機構が異常であることを検知するための異常検知手段とを含む。
【００１１】
第１の発明によると、ＤＣ／ＤＣコンバータなどの電力変換機構に備えられた自己保護回路は、過電圧に対して、自己のパワー素子等の電気的破壊を回避するために動作を停止する。制御手段は、この自己保護回路が動作する過電圧値にならないように、上限電圧値を用いて電力変換機構に印加される電圧値を制御する。自己保護回路が検知した過電圧値と、検知手段が検知した過電圧値とが一致している通常時においては問題がないが、一致しない場合には、以下のようにして異常を検知する。上限電圧値が更新されていないときであって、検知された電圧値が、検知手段の検知精度に基づいて定められた電圧しきい値以下であると、検知手段の公差以上離隔した低い電圧にもかかわらず、高電圧のときに動作する自己保護機能が働いている。検知手段の検知精度から定められたしきい値よりも十分に低い電圧にもかかわらず、自己保護機能が働いているのは異常な状態である。電力変換機構が、その自己保護機能により、動作を停止しているのではなくて、他の原因で動作を停止している可能性が高い。その結果、自己保護機能における電圧値と検知手段が検知した電圧値とが一致しない場合であっても、精度高く異常の発生を検知することができる、電力変換機構の異常検知装置を提供することができる。
【００１２】
第２の発明に係る異常検知装置は、過大な電圧値に対して動作を停止する自己保護機能を備えた電力変換機構の異常を検知する。この異常検知装置は、電力変換機構に印加される電圧値を検知するための検知手段と、過大な電圧値に対応した上限電圧値であって、かつ、検知された電圧値に基づいて更新される上限電圧値を用いて、電力変換機構に印加される電圧値を制御するための制御手段と、検知された電圧値が、検知精度に基づいて定められた電圧しきい値よりも高いと、上限電圧値を更新するための更新手段と、自己保護機能が発揮されている場合であって、上限電圧値が更新されていて、かつ、検知された電圧値が上限電圧値以下であると、電力変換機構が異常であることを検知するための異常検知手段とを含む。
【００１３】
第２の発明によると、ＤＣ／ＤＣコンバータなどの電力変換機構に備えられた自己保護回路は、過電圧に対して、自己のパワー素子等の電気的破壊を回避するために動作を停止する。制御手段は、この自己保護回路が動作する過電圧値にならないように、上限電圧値を用いて電力変換機構に印加される電圧値を制御する。自己保護回路が検知した過電圧値と、検知手段が検知した過電圧値とが一致している通常時においては問題がないが、一致しない場合には、以下のようにして異常を検知する。上限電圧値が更新されているときであって、検知された電圧値が、更新された（低下された）上限電圧値以下であるにもかかわらず、高電圧のときに動作する自己保護機能が働いている。更新された上限電圧値よりも低い電圧にもかかわらず、自己保護機能が働いているのは異常な状態である。電力変換機構が、その自己保護機能により、動作を停止しているのではなくて、他の原因で動作を停止している可能性が高い。その結果、自己保護機能における電圧値と検知手段が検知した電圧値とが一致しない場合であっても、精度高く異常の発生を検知することができる、電力変換機構の異常検知装置を提供することができる。
【００１４】
第３の発明に係る異常検知装置においては、第１または２の発明の構成に加えて、電力変換機構は、ＤＣ／ＤＣコンバータであって、ＤＣ／ＤＣコンバータには、高電圧系統から電力が供給される。
【００１５】
第３の発明によると、高電圧系統から電力が供給される、ＤＣ／ＤＣコンバータにおける異常を的確に検知することができる。
【００１６】
第４の発明に係る異常検知装置においては、第３の発明の構成に加えて、高電圧系統は、車両の走行用回転電機へ電力を供給する高電圧バッテリを含む。
【００１７】
第４の発明によると、高電圧バッテリから電力が供給される、ＤＣ／ＤＣコンバータにおける異常を的確に検知することができる。
【００１８】
第５の発明に係る異常検知装置においては、第３の発明の構成に加えて、高電圧系統は、車両の制動時に電力を回生する回生用回転電機を含む。
【００１９】
第５の発明によると、回生用回転電機から電力が供給される、ＤＣ／ＤＣコンバータにおける異常を的確に検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２１】
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る電力変換機構の異常検知装置（以下、単に異常検知装置と記載する場合がある）が搭載された車両について説明する。
【００２２】
この車両は、バッテリ１００と、インバータ２００と、走行用モータ３００と、インバータ手前に設けられたコンデンサ（図示せず）と、ＤＣ／ＤＣコンバータ４００と、ＳＭＲＰ５００と、制限抵抗５０２と、ＳＭＲＧ５０４と、ＳＭＲＢ５０６と、ＥＣＵ６００とを含む。本実施の形態に係る異常検知装置は、ＥＣＵ６００が実行するプログラムにより実現される。なお、本実施の形態において、車両は走行用モータ３００からの駆動力のみにより走行する電気自動車として説明するが、本発明に係る電力変換機構の異常検知装置が搭載される車両は電気自動車に限られず、その他、ハイブリッド車、燃料電池車などに搭載してもよい。
【００２３】
バッテリ１００は、複数のセルを直列に接続したモジュールをさらに複数直列に接続した組電池である。なお、バッテリ１００の代わりにキャパシタを用いてもかまわない。
【００２４】
インバータ２００は、６つのＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）と、ＩＧＢＴのエミッタ側からコレクタ側に電流を流すように、各ＩＧＢＴにそれぞれ並列に接続された６つのダイオードとを含む。インバータ２００は、ＥＣＵ６００からの制御信号に基づいて各ＩＧＢＴのゲートをオン／オフ（通電／遮断）することにより、バッテリ１００から供給された電流を、直流電流から交流電流に変換し、走行用モータ３００に供給する。なお、インバータ２００およびＩＧＢＴには、周知の技術を利用すればよいため、ここではさらなる詳細な説明は行なわない。
【００２５】
走行用モータ３００は、三相交流モータである。走行用モータ３００の回転軸は、最終的には車両のドライブシャフト（図示せず）に接続される。車両は、走行用モータ３００からの駆動力により走行する。
【００２６】
コンデンサは、インバータ２００の手前にインバータ２００に並列に接続されている。コンデンサは、バッテリ１００から供給された電力、またはインバータ２００から供給された電力を平滑化するため、電荷を一旦蓄積する。平滑化された電力は、インバータ２００またはバッテリ１００に供給される。
【００２７】
ＳＭＲＰ５００およびＳＭＲＧ５０４は、バッテリ１００の正極側に設けられている。ＳＭＲＰ５００とＳＭＲＧ５０４とは、並列に接続されている。ＳＭＲＰ５００には、制限抵抗５０２が直列に接続されている。ＳＭＲＰ５００は、ＳＭＲＧ５０４が接続される前に接続され、インバータ２００に突入電流が流れることを防止するプリチャージ用ＳＭＲである。ＳＭＲＧ５０４は、ＳＭＲＰ５００が接続され、プリチャージが終了した後に接続される正側ＳＭＲである。ＳＭＲＢ５０６は、バッテリ１００の負極側に設けられている負側ＳＭＲである。各ＳＭＲは、ＥＣＵ６００により制御される。
【００２８】
ＥＣＵ６００は、イグニッションスイッチ（図示せず）、アクセルペダル（図示せず）の踏込み量、ブレーキペダル（図示せず）の踏込み量などに基づいて、ＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶されたプログラムを実行し、インバータ２００および各ＳＭＲを制御して、車両を所望の状態で走行させる。ＥＣＵ６００には、コンデンサの電圧を検知する電圧センサが接続されている。ＥＣＵ６００は、コンデンサの電圧を検知することにより、インバータ２００（走行用モータ３００）の電圧値ＶＩをインバータ２００の電圧値ＶＩ検知する。
【００２９】
さらに、ＥＣＵ６００には、バッテリ１００の電圧値ＶＢを検知する電圧センサや、バッテリ１００の電流値ＩＢを検知する電流センサが接続されていてもよい。
【００３０】
ＳＭＲＰ５００、ＳＭＲＧ５０４、ＳＭＲＢ５０６は、コイルに対して励磁電流を通電したときに接点を閉じるリレーである。ＳＭＲＰ５００、ＳＭＲＧ５０４、ＳＭＲＢ５０６の動作状態とイグニッションスイッチの位置との関係について説明する。イグニッションスイッチには、ＯＦＦ（オフ）位置と、ＡＣＣ位置、ＯＮ（オン）位置およびＳＴＡ（スタート）位置とがあり、ＥＣＵ６００は、電源遮断時、すなわちイグニッションスイッチのポジションがＯＦＦ位置にあるときには、全てのＳＭＲＰ５００、ＳＭＲＧ５０４、ＳＭＲＢ５０６をオフする。すなわち、各ＳＭＲＰ５００、ＳＭＲＧ５０４、ＳＭＲＢ５０６のコイルに対する励磁電流をオフする。なお、イグニッションスイッチのポジションは、ＯＦＦ位置→ＡＣＣ位置→ＯＮ位置→ＳＴＡ位置の順に切り換えられ、ＳＴＡ位置からＯＮ位置へは自動的に戻るものとする。なお、このようなスイッチに、本発明の適用が限定されるものではない。
【００３１】
電源接続時、すなわちイグニッションスイッチのポジションがＯＦＦ位置からＡＣＣ位置およびＯＮ位置を経てＳＴＡ位置に切り換えられると、ＥＣＵ６００は、先ず、ＳＭＲＢ５０６をオンし、次にＳＭＲＰ５００をオンしてプリチャージを実行する。ＳＭＲＰ５００には制限抵抗５０２が接続されているので、ＳＭＲＰ５００をオンしてもインバータ２００の電圧値ＶＩは緩やかに上昇し、突入電流の発生を防止することができる。
【００３２】
なお、イグニッションスイッチのポジションが、このような４つの位置を有しない場合を含めて、本実施の形態に係る異常検知装置（ＥＣＵ６００において実行されるプログラムにより実現される）は、プリチャージが開始されると異常検知を実行する。
【００３３】
ＥＣＵ６００は、インバータ２００の電圧値ＶＩが、たとえば、バッテリ電圧値ＶＢの約８０％程度に達したときに、または、インバータ２００の電圧値ＶＩがほぼバッテリ電圧値ＶＢに等しくなったときに、プリチャージを完了し、ＳＭＲＰ５００をオフしてＳＭＲＧ５０４をオンする。このプリチャージに必要な時間を予め設定しておく。設定された時間をプリチャージ時間と記載する。
【００３４】
一方、イグニッションスイッチのポジションがＯＮ位置からＯＦＦ位置に切り換えられると、ＥＣＵ６００は、先ずＳＭＲＧ５０４をオフし、続いてＳＭＲＢ５０６をオフする。この結果、バッテリ１００とインバータ２００との間の電気的な接続が遮断され、電源遮断状態となる。このとき、駆動回路側の残存電圧はディスチャージされ、インバータ２００の電圧値ＶＩは徐々に約０Ｖ（遮断時電圧）に収束する。なお、遮断時電圧値は必ずしも０Ｖである必要はなく、たとえば、２〜３Ｖ程度の微弱電圧値であっても良い。
【００３５】
ＤＣ／ＤＣコンバータ４００は、バッテリ１００の定格電圧を２８８Ｖ程度として、たとえば、入力電圧２４０〜４００Ｖ、定格電圧１４Ｖ、定格電流１２０Ａのものである。このＤＣ／ＤＣコンバータ４００は、走行用の電源であるバッテリ１００の電圧を、補機用のバッテリ（図示せず）の電圧である１２Ｖに変換する。
【００３６】
ＤＣ／ＤＣコンバータ４００は、その内部回路４０２と、その内部回路４０２を過電圧から保護する過電圧自己保護回路４０４とを含む。なお、過電圧に加えて過電流に対する自己保護回路を有するようにしてもよい。この過電圧自己保護回路４０４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４００の内部に設けられた電圧センサにより検知された入力電圧値が、たとえば４００Ｖを超えると機能して、ＤＣ／ＤＣコンバータ４００の動作を停止させて、内部回路を保護する。過電圧自己保護回路４０４は、電圧が正常範囲（たとえば２４０〜４００Ｖ）に戻ると、ＤＣ／ＤＣコンバータ４００の動作を復帰させる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ４００からＥＣＵ６００にコンバータ動作情報が送信される。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ４００には、周知の技術を利用すればよいため、ここではさらなる詳細な説明は行なわない。
【００３７】
ＥＣＵ６００は、ＤＣ/ＤＣコンバータ４００への入力電圧が過電圧にならないように、ＥＣＵ上限電圧値ＶＬＩＭを制御する。特に、ＥＣＵ６００は、ＤＣ/ＤＣコンバータ４００の異常を精度高く検知するために、このＥＣＵ上限電圧値ＶＬＩＭを更新する機能を有する。
【００３８】
図２を参照して、本実施の形態に係る異常検知装置を実現するために、ＥＣＵ６００が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、このプログラムは、たとえば、８ｍｓｅｃ程度のサイクルタイムで繰り返し実行される。
【００３９】
ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、ＥＣＵ６００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４００が停止したか否かを判断する。この判断は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４００からＥＣＵ６００に送信されるコンバータ動作情報の過電圧自己保護情報に基づいて行なわれる。ＤＣ／ＤＣコンバータ４００が停止したら（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０へ移される、もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００４０】
Ｓ１１０にて、ＥＣＵ６００は、インバータ２００の電圧値ＶＩを検知する。Ｓ１２０にて、ＥＣＵ６００は、ＥＣＵ上限電圧値ＶＬＩＭが未更新であるか否かを判断する。ＥＣＵ上限電圧値ＶＬＩＭが未更新であると（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、処理はＳ１３０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１２０にてＮＯ）、処理はＳ１５０へ移される。
【００４１】
Ｓ１３０にて、ＥＣＵ６００は、インバータ２００の電圧値ＶＩがしきい値よりも高いか否かを判断する。このしきい値は、たとえば、（過電圧値−ＥＣＵ６００における検知誤差電圧値）である。ここでは、過電圧値を４００Ｖ、ＥＣＵ６００における検知誤差電圧値を５０Ｖとして、しきい値は３５０Ｖであると想定した。インバータ２００の電圧値ＶＩがしきい値よりも高いと（Ｓ１３０にてＹＥＳ）、処理はＳ１４０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１３０にてＮＯ）、処理はＳ１６０へ移される。
【００４２】
Ｓ１４０にて、ＥＣＵ６００は、ＥＣＵ上限電圧値ＶＬＩＭに、検知したインバータ２００の電圧値ＶＩを代入するとともに、更新情報を記憶する。
【００４３】
Ｓ１５０にて、ＥＣＵ６００は、インバータ２００の電圧値ＶＩがＥＣＵ上限電圧値ＶＬＩＭ以下であるか否かを判断する。インバータ２００の電圧値ＶＩがＥＣＵ上限電圧値ＶＬＩＭ以下であると（Ｓ１５０にてＹＥＳ）、処理はＳ１６０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１５０にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００４４】
Ｓ１６０にて、ＥＣＵ６００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４００が異常であると判定する。なお、この異常判定は、過電圧自己保護回路４０４による動作停止による異常以外の含めて、ＤＣ／ＤＣコンバータ４００の異常を検知できる。
【００４５】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態にかかる異常検知装置であるＥＣＵ６００の動作について、図３を参照して説明する。
【００４６】
ＤＣ／ＤＣコンバータ４００に過電圧がかかり過電圧自己保護回路４０４によりＤＣ／ＤＣコンバータ４００の動作が停止すると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、インバータ２００の電圧値ＶＩが検知される（Ｓ１１０）。
【００４７】
ＥＣＵ上限電圧値ＶＬＩＭが未更新であると（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、検知されたインバータ２００の電圧値ＶＩがしきい値よりも高いか否かが判断される。検知されたインバータ２００の電圧値ＶＩがしきい値よりも高くないと（Ｓ１３０にてＮＯ）、インバータ電圧センサの公差以上離隔した（大きく離れた）低い電圧にもかかわらずＤＣ／ＤＣコンバータ４００が停止している異常であると判断する（Ｓ１６０）。すなわち、過電圧自己保護回路４０４により動作を停止したのではなく、他の要因でＤＣ／ＤＣコンバータ４００が停止していると判断される。これが、図３のＡ分類である。
【００４８】
ＥＣＵ上限電圧値ＶＬＩＭが未更新であって（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、検知されたインバータ２００の電圧値ＶＩがしきい値よりも高いか否かが判断され、検知されたインバータ２００の電圧値ＶＩがしきい値よりも高いと（Ｓ１３０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ上限電圧値ＶＬＩＭが更新される。このとき、ＥＣＵ上限電圧値ＶＬＩＭには検知されたインバータ２００の電圧値ＶＩが代入される（Ｓ１４０）。
【００４９】
ＥＣＵ上限電圧値ＶＬＩＭが未更新でなくて（Ｓ１２０にてＮＯ）、検知されたインバータ２００の電圧値ＶＩがしきい値よりも高いか否かが判断され、検知されたインバータ２００の電圧値ＶＩが更新されたＥＣＵ上限電圧値ＶＬＩＭ以下であると（Ｓ１５０にてＹＥＳ）、インバータ２００の電圧値ＶＩが十分に低い電圧にもかかわらずＤＣ／ＤＣコンバータ４００が停止している異常であると判断する（Ｓ１６０）。すなわち、過電圧自己保護回路４０４により動作を停止したのではなく、他の要因でＤＣ／ＤＣコンバータ４００が停止しいていると判断される。これが、図３のＢ分類である。
【００５０】
Ａ分類の異常判定では、ＥＣＵ上限電圧値ＶＬＩＭが未更新の場合には、インバータ２００の電圧値ＶＩとしきい値とを比較して、Ｂ分類の異常判定では、インバータ２００の電圧値ＶＩと更新されたＥＣＵ上限電圧値ＶＬＩＭとを比較して、それぞれ、ＤＣ／ＤＣコンバータ４００の異常を判定している。
【００５１】
以上のようにして、本実施の形態に係る電力変換機構の異常検知装置であるＥＣＵにおいては、ＤＣ／ＤＣコンバータ内部において検知された電圧値とＥＣＵが検知した電圧値が異なる場合において、精度高く、ＤＣ／ＤＣコンバータの異常を検知することができる。なお、上述した実施の形態においては、過電圧（電圧値の高い方）についてのみ言及したが、本発明は低電圧側（電圧値の低い方）についての適用も可能である。
【００５２】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施の形態に係る電力変換機構の異常検知装置を搭載した車両の全体構成を示す図である。
【図２】図１のＥＣＵで実行される異常判定プログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図３】図１のＥＣＵで異常判定プログラムが実行されたときのＤＣ／ＤＣコンバータの異常判定分類を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１００ バッテリ、２００ インバータ、３００ 走行用モータ、４００ ＤＣ／ＤＣコンバータ、５００，５０４，５０６ ＳＭＲ、５０２ 制限抵抗、６００ ＥＣＵ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行用バッテリを搭載した車両の制御装置に関し、特に、走行用バッテリからの電力を変換する電力変換機構の異常を検知する電力変換機構の異常検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンに代えて走行用モータを搭載した電気自動車（走行用モータを燃料電池で動作させる車両を含む）が開発されて実用化されつつあり、また、エンジンに加えて走行用モータを搭載したハイブリッド自動車が開発されて実用化されている。このような車両は、走行用モータへの駆動電力を出力する走行用バッテリを備えている。この走行用バッテリ電源は、たとえば複数のバッテリを直列に接続したもので、モータ駆動に必要な２００〜３００Ｖ程度の高電圧を出力する。なお、このバッテリ電圧をさらに昇圧して走行用モータに供給するものもある。
【０００３】
また、このような車両であっても、エンジンのみを走行源とする一般的な車両と同じように、電力を必要とする機器として、電装機器（ＥＣＵ（Electronic Control Unit）、灯火装置、エアコンディショナ、パワーウィンドウ、オーディオ）等の補機を搭載している。この補機へ供給される電力は、走行用モータと補機との動作電圧が異なるので、高電圧の走行用バッテリから直接供給することができない。そのため、一般的な車両と同じように、電気自動車やハイブリッド自動車にも、出力電圧が１２Ｖ系のバッテリ（鉛蓄電池であることが多い）が搭載されて、補機へ電力が供給される。
【０００４】
このような１２Ｖ系のバッテリを搭載した車両においては、直流電力の電圧値を変圧するＤＣ／ＤＣコンバータが、走行用バッテリと１２Ｖ系のバッテリとの間に設けられる場合がある。回生制動時にモータジェネレータにより発電された電力により充電された高電圧バッテリの電力を降圧して、１２Ｖ系の補機に供給するようにしたり、１２Ｖ系のバッテリを充電するようにしたりする。
【０００５】
このようなＤＣ／ＤＣコンバータは、入力電力が過電流であったり過電圧であったりする異常に対して、自己保護回路を備え、ＤＣ／ＤＣコンバータ内の電気素子の破損を防止する。この自己保護回路により、ＤＣ／ＤＣコンバータの動作が停止し、１２Ｖ系の補機への電力供給や、１２Ｖ系のバッテリの充電が不可能となる。このようなＤＣ／ＤＣコンバータの動作停止を行なうためのフェールセーフ機能は、多重化することが望ましい。
【０００６】
特開２００４−２２９４７７号公報（特許文献１）は、バッテリ電源系におけるフェールセーフ機能の多重化を簡易に実現することが可能な車両用電源制御装置を開示する。この制御装置は、少なくとも２つのバッテリと、２つのバッテリ間に介在し、バッテリの充放電を行なうべく少なくとも一方のバッテリのバッテリ電圧を他方のバッテリのバッテリ電圧に変換する電圧制御器とを備える車両用電源を制御する。この制御装置は、バッテリ電源系の異常を検出する電源系異常検出手段と、車両のイグニションスイッチの状態を検出するＩＧ検出手段と、電源系異常検出手段の検出結果およびＩＧ検出手段の検出結果に応じて、電圧制御器によるバッテリ電圧の変換を実行させるＩＧ信号を該電圧制御器へ向けて出力する制御手段とを備える。
【０００７】
この車両用電源制御装置によると、制御手段から電圧制御器へ向けて出力される信号は、バッテリ電源系の異常有無および車両のイグニションスイッチの状態に応じたＩＧ信号である。かかる構成においては、バッテリ電源系に異常が発生した場合、イグニションスイッチがオフ状態になくても、電圧制御器によるバッテリ電圧の変換を実行させるためのＩＧ信号が出力されない。ＩＧ信号が出力されない場合には、電圧制御器によるバッテリ電圧の変換が行われない。このため、バッテリ電源系の異常に起因するバッテリの暴走は防止され、これにより、バッテリ電源系におけるフェールセーフ機能が確保される。
【特許文献１】特開２００４−２２９４７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＤＣ／ＤＣコンバータの自己保護回路は、ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧が過電圧になると、停止する機能を有する。このとき、ＥＣＵがＤＣ／ＤＣコンバータの動作異常を検知しないように、異常検知処理を行なわないようにしている。通常、ＥＣＵは、ＤＣ／ＤＣコンバータに並列に設けられたインバータへの入力電圧を監視して、この電圧（ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧に等しい）が過電圧になると、ＤＣ／ＤＣコンバータの異常検知処理を行なわないようにしている。ところが、ＤＣ／ＤＣコンバータ内で検知された電圧値と、ＥＣＵが検知した電圧値とが異なると、自己保護回路が機能してＤＣ／ＤＣコンバータが停止しているにもかかわらず、ＥＣＵがＤＣ／ＤＣコンバータの動作異常を検知してしまう問題が発生する。たとえば、ＤＣ／ＤＣコンバータが４００Ｖ以上の電圧を検知すると自己保護回路を働かせて動作停止するときには、ＥＣＵも４００Ｖ以上でＤＣ／ＤＣコンバータの異常検知処理を行なわないように設定されているが、ＥＣＵが検知したインバータへの入力電圧が３００Ｖであるときに、上述した問題が発生する。このときには、ＤＣ／ＤＣコンバータは過電圧異常であると判断してＥＣＵは過電圧異常ではないと判断して、ＤＣ／ＤＣコンバータが停止してＥＣＵがＤＣ／ＤＣコンバータの動作異常（自己保護による停止を認識しないで、動作していると判断して動作しているにもかかわらず出力電圧が低いという異常）を検知してしまう。
【０００９】
しかしながら、上述した特許文献１には、このような問題に全く言及していない。本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、精度高く異常の発生を検知することができる、電力変換機構の異常検知装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明に係る異常検知装置は、過大な電圧値に対して動作を停止する自己保護機能を備えた電力変換機構の異常を検知する。この異常検知装置は、電力変換機構に印加される電圧値を検知するための検知手段と、過大な電圧値に対応した上限電圧値であって、かつ、検知された電圧値に基づいて更新される上限電圧値を用いて、電力変換機構に印加される電圧値を制御するための制御手段と、自己保護機能が発揮されている場合であって、上限電圧値が更新されておらず、かつ、検知された電圧値が、検知精度に基づいて定められた電圧しきい値以下であると、電力変換機構が異常であることを検知するための異常検知手段とを含む。
【００１１】
第１の発明によると、ＤＣ／ＤＣコンバータなどの電力変換機構に備えられた自己保護回路は、過電圧に対して、自己のパワー素子等の電気的破壊を回避するために動作を停止する。制御手段は、この自己保護回路が動作する過電圧値にならないように、上限電圧値を用いて電力変換機構に印加される電圧値を制御する。自己保護回路が検知した過電圧値と、検知手段が検知した過電圧値とが一致している通常時においては問題がないが、一致しない場合には、以下のようにして異常を検知する。上限電圧値が更新されていないときであって、検知された電圧値が、検知手段の検知精度に基づいて定められた電圧しきい値以下であると、検知手段の公差以上離隔した低い電圧にもかかわらず、高電圧のときに動作する自己保護機能が働いている。検知手段の検知精度から定められたしきい値よりも十分に低い電圧にもかかわらず、自己保護機能が働いているのは異常な状態である。電力変換機構が、その自己保護機能により、動作を停止しているのではなくて、他の原因で動作を停止している可能性が高い。その結果、自己保護機能における電圧値と検知手段が検知した電圧値とが一致しない場合であっても、精度高く異常の発生を検知することができる、電力変換機構の異常検知装置を提供することができる。
【００１２】
第２の発明に係る異常検知装置は、過大な電圧値に対して動作を停止する自己保護機能を備えた電力変換機構の異常を検知する。この異常検知装置は、電力変換機構に印加される電圧値を検知するための検知手段と、過大な電圧値に対応した上限電圧値であって、かつ、検知された電圧値に基づいて更新される上限電圧値を用いて、電力変換機構に印加される電圧値を制御するための制御手段と、検知された電圧値が、検知精度に基づいて定められた電圧しきい値よりも高いと、上限電圧値を更新するための更新手段と、自己保護機能が発揮されている場合であって、上限電圧値が更新されていて、かつ、検知された電圧値が上限電圧値以下であると、電力変換機構が異常であることを検知するための異常検知手段とを含む。
【００１３】
第２の発明によると、ＤＣ／ＤＣコンバータなどの電力変換機構に備えられた自己保護回路は、過電圧に対して、自己のパワー素子等の電気的破壊を回避するために動作を停止する。制御手段は、この自己保護回路が動作する過電圧値にならないように、上限電圧値を用いて電力変換機構に印加される電圧値を制御する。自己保護回路が検知した過電圧値と、検知手段が検知した過電圧値とが一致している通常時においては問題がないが、一致しない場合には、以下のようにして異常を検知する。上限電圧値が更新されているときであって、検知された電圧値が、更新された（低下された）上限電圧値以下であるにもかかわらず、高電圧のときに動作する自己保護機能が働いている。更新された上限電圧値よりも低い電圧にもかかわらず、自己保護機能が働いているのは異常な状態である。電力変換機構が、その自己保護機能により、動作を停止しているのではなくて、他の原因で動作を停止している可能性が高い。その結果、自己保護機能における電圧値と検知手段が検知した電圧値とが一致しない場合であっても、精度高く異常の発生を検知することができる、電力変換機構の異常検知装置を提供することができる。
【００１４】
第３の発明に係る異常検知装置においては、第１または２の発明の構成に加えて、電力変換機構は、ＤＣ／ＤＣコンバータであって、ＤＣ／ＤＣコンバータには、高電圧系統から電力が供給される。
【００１５】
第３の発明によると、高電圧系統から電力が供給される、ＤＣ／ＤＣコンバータにおける異常を的確に検知することができる。
【００１６】
第４の発明に係る異常検知装置においては、第３の発明の構成に加えて、高電圧系統は、車両の走行用回転電機へ電力を供給する高電圧バッテリを含む。
【００１７】
第４の発明によると、高電圧バッテリから電力が供給される、ＤＣ／ＤＣコンバータにおける異常を的確に検知することができる。
【００１８】
第５の発明に係る異常検知装置においては、第３の発明の構成に加えて、高電圧系統は、車両の制動時に電力を回生する回生用回転電機を含む。
【００１９】
第５の発明によると、回生用回転電機から電力が供給される、ＤＣ／ＤＣコンバータにおける異常を的確に検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２１】
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る電力変換機構の異常検知装置（以下、単に異常検知装置と記載する場合がある）が搭載された車両について説明する。
【００２２】
この車両は、バッテリ１００と、インバータ２００と、走行用モータ３００と、インバータ手前に設けられたコンデンサ（図示せず）と、ＤＣ／ＤＣコンバータ４００と、ＳＭＲＰ５００と、制限抵抗５０２と、ＳＭＲＧ５０４と、ＳＭＲＢ５０６と、ＥＣＵ６００とを含む。本実施の形態に係る異常検知装置は、ＥＣＵ６００が実行するプログラムにより実現される。なお、本実施の形態において、車両は走行用モータ３００からの駆動力のみにより走行する電気自動車として説明するが、本発明に係る電力変換機構の異常検知装置が搭載される車両は電気自動車に限られず、その他、ハイブリッド車、燃料電池車などに搭載してもよい。
【００２３】
バッテリ１００は、複数のセルを直列に接続したモジュールをさらに複数直列に接続した組電池である。なお、バッテリ１００の代わりにキャパシタを用いてもかまわない。
【００２４】
インバータ２００は、６つのＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）と、ＩＧＢＴのエミッタ側からコレクタ側に電流を流すように、各ＩＧＢＴにそれぞれ並列に接続された６つのダイオードとを含む。インバータ２００は、ＥＣＵ６００からの制御信号に基づいて各ＩＧＢＴのゲートをオン／オフ（通電／遮断）することにより、バッテリ１００から供給された電流を、直流電流から交流電流に変換し、走行用モータ３００に供給する。なお、インバータ２００およびＩＧＢＴには、周知の技術を利用すればよいため、ここではさらなる詳細な説明は行なわない。
【００２５】
走行用モータ３００は、三相交流モータである。走行用モータ３００の回転軸は、最終的には車両のドライブシャフト（図示せず）に接続される。車両は、走行用モータ３００からの駆動力により走行する。
【００２６】
コンデンサは、インバータ２００の手前にインバータ２００に並列に接続されている。コンデンサは、バッテリ１００から供給された電力、またはインバータ２００から供給された電力を平滑化するため、電荷を一旦蓄積する。平滑化された電力は、インバータ２００またはバッテリ１００に供給される。
【００２７】
ＳＭＲＰ５００およびＳＭＲＧ５０４は、バッテリ１００の正極側に設けられている。ＳＭＲＰ５００とＳＭＲＧ５０４とは、並列に接続されている。ＳＭＲＰ５００には、制限抵抗５０２が直列に接続されている。ＳＭＲＰ５００は、ＳＭＲＧ５０４が接続される前に接続され、インバータ２００に突入電流が流れることを防止するプリチャージ用ＳＭＲである。ＳＭＲＧ５０４は、ＳＭＲＰ５００が接続され、プリチャージが終了した後に接続される正側ＳＭＲである。ＳＭＲＢ５０６は、バッテリ１００の負極側に設けられている負側ＳＭＲである。各ＳＭＲは、ＥＣＵ６００により制御される。
【００２８】
ＥＣＵ６００は、イグニッションスイッチ（図示せず）、アクセルペダル（図示せず）の踏込み量、ブレーキペダル（図示せず）の踏込み量などに基づいて、ＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶されたプログラムを実行し、インバータ２００および各ＳＭＲを制御して、車両を所望の状態で走行させる。ＥＣＵ６００には、コンデンサの電圧を検知する電圧センサが接続されている。ＥＣＵ６００は、コンデンサの電圧を検知することにより、インバータ２００（走行用モータ３００）の電圧値ＶＩをインバータ２００の電圧値ＶＩ検知する。
【００２９】
さらに、ＥＣＵ６００には、バッテリ１００の電圧値ＶＢを検知する電圧センサや、バッテリ１００の電流値ＩＢを検知する電流センサが接続されていてもよい。
【００３０】
ＳＭＲＰ５００、ＳＭＲＧ５０４、ＳＭＲＢ５０６は、コイルに対して励磁電流を通電したときに接点を閉じるリレーである。ＳＭＲＰ５００、ＳＭＲＧ５０４、ＳＭＲＢ５０６の動作状態とイグニッションスイッチの位置との関係について説明する。イグニッションスイッチには、ＯＦＦ（オフ）位置と、ＡＣＣ位置、ＯＮ（オン）位置およびＳＴＡ（スタート）位置とがあり、ＥＣＵ６００は、電源遮断時、すなわちイグニッションスイッチのポジションがＯＦＦ位置にあるときには、全てのＳＭＲＰ５００、ＳＭＲＧ５０４、ＳＭＲＢ５０６をオフする。すなわち、各ＳＭＲＰ５００、ＳＭＲＧ５０４、ＳＭＲＢ５０６のコイルに対する励磁電流をオフする。なお、イグニッションスイッチのポジションは、ＯＦＦ位置→ＡＣＣ位置→ＯＮ位置→ＳＴＡ位置の順に切り換えられ、ＳＴＡ位置からＯＮ位置へは自動的に戻るものとする。なお、このようなスイッチに、本発明の適用が限定されるものではない。
【００３１】
電源接続時、すなわちイグニッションスイッチのポジションがＯＦＦ位置からＡＣＣ位置およびＯＮ位置を経てＳＴＡ位置に切り換えられると、ＥＣＵ６００は、先ず、ＳＭＲＢ５０６をオンし、次にＳＭＲＰ５００をオンしてプリチャージを実行する。ＳＭＲＰ５００には制限抵抗５０２が接続されているので、ＳＭＲＰ５００をオンしてもインバータ２００の電圧値ＶＩは緩やかに上昇し、突入電流の発生を防止することができる。
【００３２】
なお、イグニッションスイッチのポジションが、このような４つの位置を有しない場合を含めて、本実施の形態に係る異常検知装置（ＥＣＵ６００において実行されるプログラムにより実現される）は、プリチャージが開始されると異常検知を実行する。
【００３３】
ＥＣＵ６００は、インバータ２００の電圧値ＶＩが、たとえば、バッテリ電圧値ＶＢの約８０％程度に達したときに、または、インバータ２００の電圧値ＶＩがほぼバッテリ電圧値ＶＢに等しくなったときに、プリチャージを完了し、ＳＭＲＰ５００をオフしてＳＭＲＧ５０４をオンする。このプリチャージに必要な時間を予め設定しておく。設定された時間をプリチャージ時間と記載する。
【００３４】
一方、イグニッションスイッチのポジションがＯＮ位置からＯＦＦ位置に切り換えられると、ＥＣＵ６００は、先ずＳＭＲＧ５０４をオフし、続いてＳＭＲＢ５０６をオフする。この結果、バッテリ１００とインバータ２００との間の電気的な接続が遮断され、電源遮断状態となる。このとき、駆動回路側の残存電圧はディスチャージされ、インバータ２００の電圧値ＶＩは徐々に約０Ｖ（遮断時電圧）に収束する。なお、遮断時電圧値は必ずしも０Ｖである必要はなく、たとえば、２〜３Ｖ程度の微弱電圧値であっても良い。
【００３５】
ＤＣ／ＤＣコンバータ４００は、バッテリ１００の定格電圧を２８８Ｖ程度として、たとえば、入力電圧２４０〜４００Ｖ、定格電圧１４Ｖ、定格電流１２０Ａのものである。このＤＣ／ＤＣコンバータ４００は、走行用の電源であるバッテリ１００の電圧を、補機用のバッテリ（図示せず）の電圧である１２Ｖに変換する。
【００３６】
ＤＣ／ＤＣコンバータ４００は、その内部回路４０２と、その内部回路４０２を過電圧から保護する過電圧自己保護回路４０４とを含む。なお、過電圧に加えて過電流に対する自己保護回路を有するようにしてもよい。この過電圧自己保護回路４０４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４００の内部に設けられた電圧センサにより検知された入力電圧値が、たとえば４００Ｖを超えると機能して、ＤＣ／ＤＣコンバータ４００の動作を停止させて、内部回路を保護する。過電圧自己保護回路４０４は、電圧が正常範囲（たとえば２４０〜４００Ｖ）に戻ると、ＤＣ／ＤＣコンバータ４００の動作を復帰させる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ４００からＥＣＵ６００にコンバータ動作情報が送信される。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ４００には、周知の技術を利用すればよいため、ここではさらなる詳細な説明は行なわない。
【００３７】
ＥＣＵ６００は、ＤＣ/ＤＣコンバータ４００への入力電圧が過電圧にならないように、ＥＣＵ上限電圧値ＶＬＩＭを制御する。特に、ＥＣＵ６００は、ＤＣ/ＤＣコンバータ４００の異常を精度高く検知するために、このＥＣＵ上限電圧値ＶＬＩＭを更新する機能を有する。
【００３８】
図２を参照して、本実施の形態に係る異常検知装置を実現するために、ＥＣＵ６００が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、このプログラムは、たとえば、８ｍｓｅｃ程度のサイクルタイムで繰り返し実行される。
【００３９】
ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、ＥＣＵ６００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４００が停止したか否かを判断する。この判断は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４００からＥＣＵ６００に送信されるコンバータ動作情報の過電圧自己保護情報に基づいて行なわれる。ＤＣ／ＤＣコンバータ４００が停止したら（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０へ移される、もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００４０】
Ｓ１１０にて、ＥＣＵ６００は、インバータ２００の電圧値ＶＩを検知する。Ｓ１２０にて、ＥＣＵ６００は、ＥＣＵ上限電圧値ＶＬＩＭが未更新であるか否かを判断する。ＥＣＵ上限電圧値ＶＬＩＭが未更新であると（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、処理はＳ１３０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１２０にてＮＯ）、処理はＳ１５０へ移される。
【００４１】
Ｓ１３０にて、ＥＣＵ６００は、インバータ２００の電圧値ＶＩがしきい値よりも高いか否かを判断する。このしきい値は、たとえば、（過電圧値−ＥＣＵ６００における検知誤差電圧値）である。ここでは、過電圧値を４００Ｖ、ＥＣＵ６００における検知誤差電圧値を５０Ｖとして、しきい値は３５０Ｖであると想定した。インバータ２００の電圧値ＶＩがしきい値よりも高いと（Ｓ１３０にてＹＥＳ）、処理はＳ１４０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１３０にてＮＯ）、処理はＳ１６０へ移される。
【００４２】
Ｓ１４０にて、ＥＣＵ６００は、ＥＣＵ上限電圧値ＶＬＩＭに、検知したインバータ２００の電圧値ＶＩを代入するとともに、更新情報を記憶する。
【００４３】
Ｓ１５０にて、ＥＣＵ６００は、インバータ２００の電圧値ＶＩがＥＣＵ上限電圧値ＶＬＩＭ以下であるか否かを判断する。インバータ２００の電圧値ＶＩがＥＣＵ上限電圧値ＶＬＩＭ以下であると（Ｓ１５０にてＹＥＳ）、処理はＳ１６０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１５０にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００４４】
Ｓ１６０にて、ＥＣＵ６００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４００が異常であると判定する。なお、この異常判定は、過電圧自己保護回路４０４による動作停止による異常以外の含めて、ＤＣ／ＤＣコンバータ４００の異常を検知できる。
【００４５】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態にかかる異常検知装置であるＥＣＵ６００の動作について、図３を参照して説明する。
【００４６】
ＤＣ／ＤＣコンバータ４００に過電圧がかかり過電圧自己保護回路４０４によりＤＣ／ＤＣコンバータ４００の動作が停止すると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、インバータ２００の電圧値ＶＩが検知される（Ｓ１１０）。
【００４７】
ＥＣＵ上限電圧値ＶＬＩＭが未更新であると（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、検知されたインバータ２００の電圧値ＶＩがしきい値よりも高いか否かが判断される。検知されたインバータ２００の電圧値ＶＩがしきい値よりも高くないと（Ｓ１３０にてＮＯ）、インバータ電圧センサの公差以上離隔した（大きく離れた）低い電圧にもかかわらずＤＣ／ＤＣコンバータ４００が停止している異常であると判断する（Ｓ１６０）。すなわち、過電圧自己保護回路４０４により動作を停止したのではなく、他の要因でＤＣ／ＤＣコンバータ４００が停止していると判断される。これが、図３のＡ分類である。
【００４８】
ＥＣＵ上限電圧値ＶＬＩＭが未更新であって（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、検知されたインバータ２００の電圧値ＶＩがしきい値よりも高いか否かが判断され、検知されたインバータ２００の電圧値ＶＩがしきい値よりも高いと（Ｓ１３０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ上限電圧値ＶＬＩＭが更新される。このとき、ＥＣＵ上限電圧値ＶＬＩＭには検知されたインバータ２００の電圧値ＶＩが代入される（Ｓ１４０）。
【００４９】
ＥＣＵ上限電圧値ＶＬＩＭが未更新でなくて（Ｓ１２０にてＮＯ）、検知されたインバータ２００の電圧値ＶＩがしきい値よりも高いか否かが判断され、検知されたインバータ２００の電圧値ＶＩが更新されたＥＣＵ上限電圧値ＶＬＩＭ以下であると（Ｓ１５０にてＹＥＳ）、インバータ２００の電圧値ＶＩが十分に低い電圧にもかかわらずＤＣ／ＤＣコンバータ４００が停止している異常であると判断する（Ｓ１６０）。すなわち、過電圧自己保護回路４０４により動作を停止したのではなく、他の要因でＤＣ／ＤＣコンバータ４００が停止しいていると判断される。これが、図３のＢ分類である。
【００５０】
Ａ分類の異常判定では、ＥＣＵ上限電圧値ＶＬＩＭが未更新の場合には、インバータ２００の電圧値ＶＩとしきい値とを比較して、Ｂ分類の異常判定では、インバータ２００の電圧値ＶＩと更新されたＥＣＵ上限電圧値ＶＬＩＭとを比較して、それぞれ、ＤＣ／ＤＣコンバータ４００の異常を判定している。
【００５１】
以上のようにして、本実施の形態に係る電力変換機構の異常検知装置であるＥＣＵにおいては、ＤＣ／ＤＣコンバータ内部において検知された電圧値とＥＣＵが検知した電圧値が異なる場合において、精度高く、ＤＣ／ＤＣコンバータの異常を検知することができる。なお、上述した実施の形態においては、過電圧（電圧値の高い方）についてのみ言及したが、本発明は低電圧側（電圧値の低い方）についての適用も可能である。
【００５２】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施の形態に係る電力変換機構の異常検知装置を搭載した車両の全体構成を示す図である。
【図２】図１のＥＣＵで実行される異常判定プログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図３】図１のＥＣＵで異常判定プログラムが実行されたときのＤＣ／ＤＣコンバータの異常判定分類を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１００ バッテリ、２００ インバータ、３００ 走行用モータ、４００ ＤＣ／ＤＣコンバータ、５００，５０４，５０６ ＳＭＲ、５０２ 制限抵抗、６００ ＥＣＵ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
過大な電圧値に対して動作を停止する自己保護機能を備えた電力変換機構の異常検知装置であって、
前記電力変換機構に印加される電圧値を検知するための検知手段と、
前記過大な電圧値に対応した上限電圧値であって、かつ、前記検知された電圧値に基づいて更新される上限電圧値を用いて、前記電力変換機構に印加される電圧値を制御するための制御手段と、
前記自己保護機能が発揮されている場合であって、前記上限電圧値が更新されておらず、かつ、検知された電圧値が、検知精度に基づいて定められた電圧しきい値以下であると、前記電力変換機構が異常であることを検知するための異常検知手段とを含む、電力変換機構の異常検知装置。
【請求項２】
過大な電圧値に対して動作を停止する自己保護機能を備えた電力変換機構の異常検知装置であって、
前記電力変換機構に印加される電圧値を検知するための検知手段と、
前記過大な電圧値に対応した上限電圧値であって、かつ、前記検知された電圧値に基づいて更新される上限電圧値を用いて、前記電力変換機構に印加される電圧値を制御するための制御手段と、
検知された電圧値が、検知精度に基づいて定められた電圧しきい値よりも高いと、前記上限電圧値を更新するための更新手段と、
前記自己保護機能が発揮されている場合であって、前記上限電圧値が更新されていて、かつ、検知された電圧値が前記上限電圧値以下であると、前記電力変換機構が異常であることを検知するための異常検知手段とを含む、電力変換機構の異常検知装置。
【請求項３】
前記電力変換機構は、ＤＣ／ＤＣコンバータであって、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータには、高電圧系統から電力が供給される、請求項１または２に記載の電力変換機構の異常検知装置。
【請求項４】
前記高電圧系統は、車両の走行用回転電機へ電力を供給する高電圧バッテリを含む、請求項３に記載の電力変換機構の異常検知装置。
【請求項５】
前記高電圧系統は、車両の制動時に電力を回生する回生用回転電機を含む、請求項３に記載の電力変換機構の異常検知装置。
【請求項１】
過大な電圧値に対して動作を停止する自己保護機能を備えた電力変換機構の異常検知装置であって、
前記電力変換機構に印加される電圧値を検知するための検知手段と、
前記過大な電圧値に対応した上限電圧値であって、かつ、前記検知された電圧値に基づいて更新される上限電圧値を用いて、前記電力変換機構に印加される電圧値を制御するための制御手段と、
前記自己保護機能が発揮されている場合であって、前記上限電圧値が更新されておらず、かつ、検知された電圧値が、検知精度に基づいて定められた電圧しきい値以下であると、前記電力変換機構が異常であることを検知するための異常検知手段とを含む、電力変換機構の異常検知装置。
【請求項２】
過大な電圧値に対して動作を停止する自己保護機能を備えた電力変換機構の異常検知装置であって、
前記電力変換機構に印加される電圧値を検知するための検知手段と、
前記過大な電圧値に対応した上限電圧値であって、かつ、前記検知された電圧値に基づいて更新される上限電圧値を用いて、前記電力変換機構に印加される電圧値を制御するための制御手段と、
検知された電圧値が、検知精度に基づいて定められた電圧しきい値よりも高いと、前記上限電圧値を更新するための更新手段と、
前記自己保護機能が発揮されている場合であって、前記上限電圧値が更新されていて、かつ、検知された電圧値が前記上限電圧値以下であると、前記電力変換機構が異常であることを検知するための異常検知手段とを含む、電力変換機構の異常検知装置。
【請求項３】
前記電力変換機構は、ＤＣ／ＤＣコンバータであって、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータには、高電圧系統から電力が供給される、請求項１または２に記載の電力変換機構の異常検知装置。
【請求項４】
前記高電圧系統は、車両の走行用回転電機へ電力を供給する高電圧バッテリを含む、請求項３に記載の電力変換機構の異常検知装置。
【請求項５】
前記高電圧系統は、車両の制動時に電力を回生する回生用回転電機を含む、請求項３に記載の電力変換機構の異常検知装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００７−８９３２８（Ｐ２００７−８９３２８Ａ）
【公開日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２７５９５９（Ｐ２００５−２７５９５９）
【出願日】平成１７年９月２２日（２００５．９．２２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月２２日（２００５．９．２２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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