(57)【要約】  出力端どうしが並列に接続された第１及び第２のコンバータ（１２及び１４）の入力直流電圧を監視する電圧監視部（１２０）と、第２のコンバータ（１４）の昇圧動作中に第１のコンバータ（１２）について電圧監視部（１２０）で監視された入力直流電圧が第２のコンバータ（１４）による昇圧後電圧（ＶＨ）に上昇すると、第１のコンバータ（１２）の出力ダイオード（Ｄ１１）が短絡したと判定する判定制御部（２０）と、を備える。
2010146688.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源からの入力直流電圧を昇圧し出力ダイオード経由で昇圧後電圧を出力することが可能な第１及び第２のコンバータを備え、前記第１及び第２のコンバータの出力端どうしが並列に接続された電源システムに用いられる、コンバータの出力ダイオード短絡検出装置であって、
前記第１及び第２のコンバータの入力直流電圧を監視する電圧監視部と、
前記第２のコンバータの昇圧動作中に前記第１のコンバータについて前記電圧監視部で監視された入力直流電圧が前記第２のコンバータによる昇圧後電圧に上昇すると、前記第１のコンバータの出力ダイオードが短絡したと判定する判定制御部と、
を備えた、コンバータの出力ダイオード短絡検出装置。
【請求項２】
前記判定制御部は、
前記出力ダイオードが短絡したと判定すると、前記第１のコンバータ、又は、前記第１及び第２のコンバータの昇圧動作を停止する、請求項１記載のコンバータの出力ダイオード短絡検出装置。
【請求項３】
直流電源からの入力直流電圧を昇圧し出力ダイオード経由で昇圧後電圧を出力することが可能なコンバータを備えた電源システムに用いられる、コンバータの出力ダイオード短絡検出装置であって、
前記出力ダイオードの両端電圧を監視する電圧監視部と、
前記コンバータの昇圧動作中に前記両端電圧の差分がゼロになると、前記出力ダイオードが短絡したと判定する判定制御部と、
を備えた、コンバータの出力ダイオード短絡検出装置。
【請求項４】
前記判定制御部は、
前記出力ダイオードが短絡したと判定すると、前記コンバータの昇圧動作を停止する、請求項３記載のコンバータの出力ダイオード短絡検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力直流電圧を所定の出力直流電圧に変換するコンバータ（電圧変換器）に用いられる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電圧変換器として、直流（ＤＣ）電圧を昇圧及び／又は降圧するＤＣ−ＤＣコンバータが知られている。ＤＣ−ＤＣコンバータは、パーソナルコンピュータや、ＡＶ機器、携帯電話機、電源システム等の、電気回路を含む電気機器に幅広く用いられている。近年では、燃料電池自動車、電気自動車、ハイブリッド自動車等の車両の電源システムにＤＣ−ＤＣコンバータが用いられる例もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３１８９３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＤＣ−ＤＣコンバータは、例えば、トランジスタ等のスイッチング素子、コイル（リアクトル）、コンデンサ、及びダイオード等を組み合わせて構成することができる。ここで、例えばリアクトルに直列接続された出力ダイオードに異常が生じて短絡が生じると、リアクトルから入力側（直流電源側）に電流が逆流し得る。このような逆流電流が燃料電池等の直流電源に入力されると、直流電源が逆充電されて破損や性能劣化を引き起こすおそれがある。【０００５】
そこで、本発明の目的の一つは、出力ダイオードの短絡故障を検出できるようにすることにある。ひいては、直流電源の逆充電を防止して、直流電源の破損や性能劣化を防止できるようにすることも本発明の目的の一つである。【０００６】
なお、前記目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本発明の他の目的の一つとして位置付けることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のコンバータの出力ダイオード短絡検出装置の一態様は、直流電源からの入力直流電圧を昇圧し出力ダイオード経由で昇圧後電圧を出力することが可能な第１及び第２のコンバータを備え、前記第１及び第２のコンバータの出力端どうしが並列に接続された電源システムに用いられる、コンバータの出力ダイオード短絡検出装置であって、前記第１及び第２のコンバータの入力直流電圧を監視する電圧監視部と、前記第２のコンバータの昇圧動作中に前記第１のコンバータについて前記電圧監視部で監視された入力直流電圧が前記第２のコンバータによる昇圧後電圧に上昇すると、前記第１のコンバータの出力ダイオードが短絡したと判定する判定制御部と、を備える。【０００８】
ここで、前記判定制御部は、前記出力ダイオードが短絡したと判定すると、前記第１のコンバータ、又は、前記第１及び第２のコンバータの昇圧動作を停止するようにしてもよい。【０００９】
また、本発明のコンバータの出力ダイオード短絡検出装置の別の態様は、直流電源からの入力直流電圧を昇圧し出力ダイオード経由で昇圧後電圧を出力することが可能なコンバータを備えた電源システムに用いられる、コンバータの出力ダイオード短絡検出装置であって、前記出力ダイオードの両端電圧を監視する電圧監視部と、前記コンバータの昇圧動作中に前記両端電圧の差分がゼロになると、前記出力ダイオードが短絡したと判定する判定制御部と、を備える。【００１０】
ここで、前記判定制御部は、前記出力ダイオードが短絡したと判定すると、前記コンバータの昇圧動作を停止するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、出力ダイオードの短絡（故障）を検出することができる。ひいては、直流電源の逆充電を防止して、直流電源の破損や性能劣化を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態に係る電源システム及び当該電源システムを搭載した車両１の構成例を模式的に示す図である。
【図２】図１に例示するＦＣ昇圧コンバータ及びバッテリ昇圧コンバータの一例を示す図である。
【図３】図２に例示する構成において出力ダイオードの短絡故障が生じた場合の動作例を説明する図である。
【図４】図２に例示する構成の変形例を示す図である。
【図５】図２に例示する構成の別の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。即ち、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形（各実施例を組み合わせる等）して実施することができる。また、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付して表している。図面は模式的なものであり、必ずしも実際の寸法や比率等とは一致しない。図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることがある。
【００１４】
図１は、一実施形態に係る電源システム１０及び当該電源システム１０を搭載した車両１の構成例を模式的に示す図である。
【００１５】
電源システム１０は、例示的に、燃料電池（ＦＣ）１１を有する燃料電池システムであり、車両１は、燃料電池システム１０を駆動電力の供給源とする電気機器の一例としての燃料電池自動車である。ただし、車両１は、電気自動車やハイブリッド自動車であってもよい。
【００１６】
車両１は、駆動輪２を駆動するモータ１６や、電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０、アクセルペダルの開度を検出するアクセルペダルセンサ２１等を備える。アクセルペダルセンサ２１は、電子制御ユニット２０に電気的に接続されており、例えば、検出したアクセスペダルの開度に応じてモータ１６（駆動輪２）の回転速度がＥＣＵ２０によって制御される。
【００１７】
燃料電池システム１０は、前記燃料電池（ＦＣ）１１のほか、非限定的な一例として、ＦＣ昇圧コンバータ１２、バッテリ１３、バッテリ昇圧コンバータ１４、インバータ１５等を備える。ＦＣ昇圧コンバータ１２は、入力ＤＣ電圧を昇圧する第１のコンバータの一例であり、バッテリ昇圧コンバータ１４は、入力ＤＣ電圧を昇圧する第２のコンバータの一例である。
【００１８】
ＦＣ１１は、電気化学反応を利用して発電する装置である。ＦＣ１１には、固体高分子型、燐酸型、溶融炭酸塩型、固体酸化物型、アルカリ電解質型等の種々のタイプの燃料電池が適用可能である。ＦＣ１１が発電した電力は、車両１の駆動輪２を駆動するモータ１６の駆動電力や、バッテリ１３の充電に用いられる。
【００１９】
バッテリ１３は、充放電可能な二次電池であり、リチウムイオン、ニッケル水素、ニッケルカドミウム等の種々のタイプの二次電池を適用可能である。バッテリ１３は、車両１やＦＣ１１の運転時に使用される種々の電気機器に電力を供給することができる。ここでいう電気機器には、例えば、車両１の照明機器、空調機器、油圧ポンプ、ＦＣ１１の燃料ガスや改質原料を供給するポンプ、改質器の温度を調整するヒータ等が含まれる。
【００２０】
これらのＦＣ１１及びバッテリ１３は、図１に例示するように、インバータ１５に対して電気的に並列に接続されている。ＦＣ１１からインバータ１５に至る電気経路には、ＦＣ昇圧コンバータ１２が設けられている。ＦＣ昇圧コンバータ１２は、入力ＤＣ電圧を昇圧するＤＣ−ＤＣコンバータであり、ＦＣ１１で発生したＤＣ電圧を変換可能な範囲で所定のＤＣ電圧に変換（例えば昇圧）して、インバータ１５に印加することができる。このような昇圧動作により、ＦＣ１１の出力電力が低くても、モータ１６の駆動に要する駆動電力を確保することが可能となる。
【００２１】
一方、バッテリ１３からインバータ１５に至る電気経路には、バッテリ昇圧コンバータ１４が、ＦＣ昇圧コンバータ１２とインバータ１５との間の電気経路に対して並列に接続されている。当該コンバータ１４も、ＤＣ−ＤＣコンバータであり、バッテリ１３又はインバータ１５から印加されたＤＣ電圧を変換可能な範囲で所定のＤＣ電圧に変換することができる。
【００２２】
コンバータ１４には、昇圧及び降圧の双方が可能な昇降圧型のコンバータを適用でき、例えば、バッテリ１３からの入力ＤＣ電圧を制御（昇圧）してインバータ１５側に出力する一方、ＦＣ１１又はモータ１６からの入力ＤＣ電圧を制御（降圧）してバッテリ１３に出力することが可能である。これにより、バッテリ１３の充放電が可能となる。
【００２３】
また、コンバータ１４は、出力電圧が制御されることで、インバータ１５の端子電圧を制御することが可能である。当該制御は、インバータ１５に対して並列に接続された各電源（ＦＣ１１及びバッテリ１３）の相対的な出力電圧差を制御して、両者の電力を適切に使い分けることを可能にする。
【００２４】
インバータ１５は、ＦＣ１１からコンバータ１２を介して、また、バッテリ１３からコンバータ１４を介して、ＤＣ電圧の入力を受け、当該入力ＤＣ電圧を交流（ＡＣ）電圧に変換し、これをモータ１６の駆動電圧として供給する。その際、ＥＣＵ２０は、要求動力に応じたＡＣ電圧がモータ１６に供給されるよう、インバータ１５の動作（スイッチング）を制御する。
【００２５】
ＥＣＵ２０は、既述の制御のほか、車両１及び燃料電池システム１０の動作（運転）を統括的に制御する。ＥＣＵ２０は、例示的に、演算処理装置の一例としてのＣＰＵ、記憶装置の一例としてのＲＡＭ、ＲＯＭ等を備えたマイクロコンピュータとして実現できる。ＥＣＵ２０は、モータ１６や燃料電池システム１０の各要素、種々のセンサ群と電気的に接続され、各種センサ値の受信、演算処理、指令（制御信号）の送信等を適宜に実施する。センサ群には、アクセルペダルセンサ２１のほか、例示的に、バッテリ１３の充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）を検出するＳＯＣセンサ、車速（モータ１６の回転数）を検出する車速センサ、昇圧コンバータ１２（１４）に対して設けられた後述の電圧センサや電流センサ等が含まれ得る。
【００２６】
（昇圧コンバータ１２及び１４）
次に、昇圧コンバータ１２及び１４の電気回路図の一例を図２に示す。図２に示すように、昇圧コンバータ１２は、例示的に、リアクトル（コイル）Ｌ１と、（出力）ダイオードＤ１１と、コンデンサＣ１１及びＣ１２と、スイッチング素子Ｓ１及び（逆並列接続）ダイオードＤ１２を有するスイッチ回路ＳＷ１と、を備える。昇圧コンバータ１４も、例示的に、リアクトル（コイル）Ｌ２と、（出力）ダイオードＤ２１と、コンデンサＣ２１及びＣ２２と、スイッチング素子Ｓ２及び（逆並列接続）ダイオードＤ２２を有するスイッチ回路ＳＷ２と、を備える。
【００２７】
なお、図２において、ＶＬ１はＦＣ昇圧コンバータ１２の入力電圧（昇圧前電圧）、ＶＨ１（≧ＶＬ１）は当該コンバータ１２の出力電圧（昇圧後電圧）をそれぞれ表わしている。また、ＶＬ２はバッテリ昇圧コンバータ１４の入力電圧（昇圧前電圧）、ＶＨ２（≧ＶＬ２）はバッテリ昇圧コンバータ１４の出力電圧（昇圧後電圧）をそれぞれ表わしている。ＶＬ１とＶＬ２とは同じ電圧でもよいし異なる電圧でもよい。ＶＨ１とＶＨ２とについても同様である。
【００２８】
昇圧コンバータ１２（１４）のスイッチング素子Ｓ１（Ｓ２）には、非限定的な一例として、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）を適用可能である。
【００２９】
昇圧コンバータ１２（１４）において、リアクトルＬ１（Ｌ２）は、一端が直流電源であるＦＣ１１（バッテリ１３）の高電位側に直列に接続されるとともに、他端が出力ダイオードＤ１１（Ｄ２１）のアノードに直列に接続されている。
【００３０】
リアクトルＬ１（Ｌ２）とＦＣ１１（バッテリ１３）との間には、入力コンデンサＣ１１（Ｃ２１）の一端が接続され、当該入力コンデンサＣ１１（Ｃ２１）の他端は、ＦＣ１１（バッテリ１３）の低電位側（例えばグランド）に接続されており、ＦＣ１１（バッテリ１３）の出力電圧ＶＬ１（ＶＬ２）が入力電圧として両端に印加される。コンデンサＣ１１（Ｃ２１）は、ＦＣ１１（バッテリ１３）の出力電流を平滑化してリプルを低減する入力平滑コンデンサとして機能する。
【００３１】
リアクトルＬ１（Ｌ２）と出力ダイオードＤ１１（Ｄ２１）との間には、スイッチング素子Ｓ１（Ｓ２）のコレクタが接続され、スイッチング素子Ｓ１（Ｓ２）のエミッタは、ＦＣ１１（バッテリ１３）の低電位側に接続されている。また、スイッチング素子Ｓ１（Ｓ２）のコレクタには、逆並列接続ダイオードＤ１２（Ｄ２２）のカソードが接続され、スイッチング素子Ｓ１（Ｓ２）のエミッタには、当該ダイオードＤ１２（Ｄ２２）のアノードが接続されている。
【００３２】
出力ダイオードＤ１１（Ｄ２１）のカソードには、出力コンデンサＣ１２（Ｃ２２）の一端が接続され、当該出力コンデンサＣ１２（Ｃ２２）の他端は、ＦＣ１１（バッテリ１３）の低電位側に接続されている。出力コンデンサＣ１２（Ｃ２２）は、出力ダイオードＤ１１（Ｄ２１）からインバータ１５を介してモータ１６へ供給される出力電流を平滑化してリプルを低減する出力平滑コンデンサとして機能する。当該出力コンデンサＣ１２（Ｃ２２）の両端電圧ＶＨ１（ＶＨ２）が、昇圧後電圧に相当する。
【００３３】
スイッチング素子Ｓ１（Ｓ２）は、そのゲート電圧が例えばＥＣＵ２０から周期的にＯＮ／ＯＦＦ制御される。スイッチングの周期（キャリア周波数）は、非限定的な一例として、１００ｍｓ（１０ｋＨｚ）程度である。
【００３４】
スイッチング素子Ｓ１（Ｓ２）がＯＮの期間において、ＦＣ１１（バッテリ１３）の出力電流は、リアクトルＬ１（Ｌ２）及びスイッチング素子Ｓ１（Ｓ２）を経由してＦＣ１１（バッテリ１３）の低電位側へ還流し、リアクトルＬ１（Ｌ２）に電気エネルギーが蓄積される。一方、スイッチング素子Ｓ１（Ｓ２）がＯＦＦの期間では、それまでにリアクトルＬ１（Ｌ２）に蓄積された電気エネルギーがＦＣ１１（バッテリ１３）の出力電圧に重畳されて出力ダイオードＤ１１（Ｄ２１）経由で出力される。
【００３５】
このようにして昇圧コンバータ１２（１４）は、ＦＣ１１（バッテリ１３）からの入力ＤＣ電圧ＶＬ１（ＶＬ２）を出力ＤＣ電圧ＶＨ１（ＶＨ２）に昇圧し、出力ダイオードＤ１１（Ｄ２１）経由で昇圧後電圧ＶＨ１（ＶＨ２）を出力することが可能である。
【００３６】
（出力ダイオードＤ１１（Ｄ２１）の短絡故障検出）
上述のごとくインバータ１５（モータ１６）に対して２つの昇圧コンバータ１２及び１４が並列に接続された２コンバータシステムにおいて、図３に例示するように、一方の昇圧コンバータ１４の駆動中（昇圧動作中）に、他方の昇圧コンバータ１２の出力ダイオードＤ１１が何らかの異常により短絡して故障した場合を想定する。なお、他方の昇圧コンバータ１２が駆動中であるか非駆動中（待機中）であるかは問わない。また、便宜的に、ＶＬ１＝ＶＬ２＝ＶＬ、ＶＨ１＝ＶＨ２＝ＶＨであるものと仮定する。
【００３７】
この場合、昇圧コンバータ１２では、出力ダイオードＤ１１の両端が短絡しているから、正常動作している昇圧コンバータ１４によって昇圧された電圧ＶＨが、入力コンデンサＣ１１に印加されることになる。そのため、入力コンデンサＣ１１の両端電圧がＶＨに上昇し、ＦＣ１１の出力電圧ＶＬよりも高くなる。その結果、ＦＣ１１側に向かって逆流する電流（逆電流）が生じる。このような逆電流によってＦＣ１１が逆充電されると、ＦＣ１１の破損や性能劣化が生じ得る。なお、昇圧コンバータ１４の出力ダイオードＤ２１が短絡故障した場合も同様である。
【００３８】
そこで、本実施形態では、昇圧コンバータ１２及び１４の入力電圧（ＶＬ）であるコンデンサＣ１１及びＣ２１の両端電圧を、それぞれ電圧センサ１２０によって検出（モニタ）する。電圧センサ１２０は、昇圧コンバータ１２及び１４の入力ＤＣ電圧を監視する電圧監視部の一例である。電圧センサ１２０は、それぞれ例えばＥＣＵ２０と電気的に接続されており、各電圧センサ値をＥＣＵ２０に与えることができる。
【００３９】
ＥＣＵ２０は、いずれかの電圧センサ１２０の電圧センサ値が所定の閾値（例えばＶＬが採り得る電圧の最大値）を超えているか否かを周期的に判定し、超えていれば、当該電圧センサ値を受信した電圧センサ１２０に対応する昇圧コンバータ１２又は１４における出力ダイオードＤ１１又はＤ２１が短絡故障したと判定する。前記閾値は、例えばＥＣＵ２０内のメモリに記憶しておくことができる。
【００４０】
換言すれば、ＥＣＵ２０は、一方の昇圧コンバータ１４の昇圧動作中に他方の昇圧コンバータ１２について電圧センサ１２０で監視（検出）された入力ＤＣ電圧（ＦＣ１１の出力ＤＣ電圧）が昇圧コンバータ１４による昇圧後電圧ＶＨに上昇すると、他方の昇圧コンバータ１２の出力ダイオードＤ１１が短絡したと判定する判定制御部の一例として機能する。
【００４１】
ここで、図３に例示するように、短絡故障の生じた昇圧コンバータ１２において、出力ダイオードＤ１１が短絡した状態でスイッチング素子Ｓ１がＯＮになると、昇圧コンバータ１４による昇圧後電圧ＶＨが印加された電気経路を短絡することになる。そのため、当該スイッチング素子Ｓ１に、定格電流を超える過電流が流れるおそれがある。
【００４２】
そこで、ＥＣＵ２０は、出力ダイオードＤ１１が短絡故障したと判定した場合、短絡故障の生じた昇圧コンバータ１２のスイッチング素子Ｓ１をＯＦＦ制御して当該昇圧コンバータ１２の駆動（昇圧動作）を停止する。これにより、スイッチング素子Ｓ１に過電流が流れて破損等が生じることを防止することができる。
【００４３】
なお、短絡故障の生じた昇圧コンバータ１２のスイッチング素子Ｓ１がＯＦＦ状態でも、当該昇圧コンバータ１２の入力電圧ＶＬは、短絡故障の生じていない昇圧コンバータ１４の昇圧動作に応じて上昇する。そのため、短絡故障の生じた昇圧コンバータ１２がもともと非駆動中（待機中）の場合、および、当該昇圧コンバータ１２の駆動中にスイッチング素子Ｓ１の過電流保護機能が働いてＯＦＦに遷移した場合のいずれにおいても、ＥＣＵ２０は、もう１つの昇圧コンバータ１４が正常駆動中であれば、電圧センサ１２０で得られる電圧センサ値を基に、出力ダイオードＤ１１の異常短絡を判定、検出可能である。
【００４４】
出力ダイオードＤ１１の短絡故障が検出された場合、ＥＣＵ２０は、付加的に、正常駆動中の昇圧コンバータ１４のスイッチング素子Ｓ２もＯＦＦ制御してもよい。これにより、電源システム１０全体としての昇圧動作が停止されるから、一部の出力ダイオードＤ１１の短絡故障により電源システム１０全体が障害に陥るような事態を回避することができる（フェールセーフシステムを実現できる）。
【００４５】
なお、ＦＣ１１又はバッテリ１３側へ逆流する電流は、モータ１６で発生する逆起電力によって生じる場合もある。そこで、例えば、モータ１６の回転数が一定値以上で一定以上の逆起電力が生じる可能性がある場合、ＥＣＵ２０は、当該逆起電力により発生する回生電流が抑制されるように、モータ１６に対する弱め界磁制御を実施してもよい。これにより、昇圧コンバータ１２又は１４に短絡故障が生じていても、モータ１６の逆起電力による回生電流から電源システム１０を保護することができる。
【００４６】
なお、上記の例とは逆に、昇圧コンバータ１４の出力ダイオードＤ２１が短絡故障した場合も、上記と同様にして当該短絡故障をＥＣＵ２０にて検出することが可能である。
【００４７】
（変形例１）
図４に例示するように、昇圧コンバータ１２（１４）において、直流電源１１（１３）と入力コンデンサＣ１１（Ｃ２１）との間、あるいは代替的に、入力コンデンサＣ１１（Ｃ２１）の接続点と当該コンデンサＣ１１（Ｃ２１）との間には、付加的に、当該箇所の電流量を検出する電流検出部の一例として電流センサ１２１を設けることができる。電流センサ１２１は、昇圧動作時に直流電源１１（１３）側からリアクトルＬ１（Ｌ２）に流れる平均電流量を制御する目的で、本来的に備えられている場合もある。
【００４８】
電流センサ１２１には、例示的に、磁気比例式のセンサを適用可能である。磁気比例式の電流センサは、測定すべき電流が導体を流れた時の磁界を測定することにより、電流の大きさを間接的に測定する。例えば、電流に応じた磁界をホール素子により電圧信号に変換し、その出力電圧を増幅回路にて増幅し、電流に応じた出力電圧をセンサ値として出力する。
【００４９】
当該電流センサ１２１は、例示的に、ＥＣＵ２０と電気的に接続され、検出した電流値（電流センサ値）を、ＥＣＵ２０に与えることができる。この場合、ＥＣＵ２０は、電圧センサ１２０による電圧センサ値に加えて、電流センサ１２１による電流センサ値を出力ダイオードＤ１１（Ｄ２１）の短絡異常判定に用いることができる。
【００５０】
例えば、ＥＣＵ２０は、電圧センサ値及び電流センサ値の双方が所定の判定条件を満たした場合（例示的に、各センサ値がそれぞれに対応する閾値を超えた場合）に、対応する昇圧コンバータ１２又は１４の出力ダイオードＤ１１又はＤ２１が短絡故障したと判定することができる。したがって、短絡故障判定の確度を向上することができる。
【００５１】
（変形例２）
上述した出力ダイオードＤ１１（又はＤ２１）の短絡故障判定は、出力ダイオードＤ１１（又はＤ２１）の両端電圧をモニタすることで実施してもよい。例えば図５に示すように、出力ダイオードＤ１１の両端にコンパレータ１２２を設ける。コンパレータ１２２は、出力ダイオードＤ１１の両端電圧を監視する電圧監視部の一例であり、例えばＥＣＵ２０に電気的に接続されて、コンパレータ１２２の比較結果をＥＣＵ２０に与えることができる。なお、図５には図示を省略しているが、コンパレータ１２２は、昇圧コンバータ１４の出力ダイオードＤ２１に対しても設けることができる。
【００５２】
ＥＣＵ２０は、判定制御部の他の一例であり、コンパレータ１２２の比較結果、つまりは、出力ダイオードＤ１１（又はＤ２１）の両端電圧の差分が０になると、出力ダイオードＤ１１（又はＤ２１）が短絡故障したと判定することができる。
【００５３】
本例の場合、既述の実施形態のように複数の昇圧コンバータ１２及び１４が並列に接続されていなくても、コンパレータ１２２の設けられた昇圧コンバータ１２又は１４が昇圧動作中であれば、出力ダイオードＤ１１（又はＤ２１）の両端電圧の差分がゼロになることで短絡故障が生じたと判定できる。これに対し、既述の実施形態と同様に昇圧コンバータ１２及び１４が並列接続されている場合には、いずれか一方の昇圧コンバータ１２又は１４が昇圧動作中であれば短絡故障判定が可能である。
【００５４】
なお、昇圧コンバータ１２及び１４のそれぞれに対して、既述の電圧センサ１２０及び／又は電流センサ１２１を付加的に設けてもよい。この場合、ＥＣＵ２０は、コンパレータ１２２の比較結果と、電圧センサ値及び／又は電流センサ値との組み合わせに基づいて、出力ダイオードＤ１１又はＤ２１の短絡故障を判定、検出することで、判定、検出確度の向上を図ることができる。
【００５５】
（その他）
上述した実施形態は、共振型のＤＣ−ＤＣコンバータ等の他の種類のコンバータに適用してもよい。また、上述した実施形態は、車載のＤＣ−ＤＣコンバータに限らず、パーソナルコンピュータや、オーディオビジュアル（ＡＶ）機器、携帯端末等の電気機器に搭載されているＤＣ−ＤＣコンバータに適用してもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１  車両
２  駆動輪
１０  電源システム（燃料電池システム）
１１  燃料電池（ＦＣ）
１２  ＦＣ昇圧コンバータ
１３  バッテリ
１４  バッテリ昇圧コンバータ
１５  インバータ
１６  モータ
２０  電子制御ユニット（ＥＣＵ）（判定制御部）
２１  アクセルペダルセンサ
１２０  電圧センサ（電圧監視部）
１２１  電流センサ
１２２  コンパレータ（電圧監視部）
Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ２１，Ｃ２２  コンデンサ
Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ２１，Ｄ２２  ダイオード
Ｌ１，Ｌ２  リアクトル（コイル）
Ｓ１，Ｓ２  スイッチング素子
ＳＷ１，ＳＷ２  スイッチ回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年12月25日(2009.12.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源からの入力直流電圧を昇圧し出力ダイオード経由で昇圧後電圧を出力することが可能な第１及び第２のコンバータを備え、前記第１及び第２のコンバータの出力端どうしが並列に接続された電源システムに用いられる、コンバータの出力ダイオード短絡検出装置であって、
前記第１及び第２のコンバータの入力直流電圧を監視する電圧監視部と、
前記第２のコンバータの昇圧動作中に前記第１のコンバータについて前記電圧監視部で監視された入力直流電圧が前記第２のコンバータによる昇圧後電圧に上昇すると、前記第１のコンバータの出力ダイオードが短絡したと判定する判定制御部と、
を備えた、コンバータの出力ダイオード短絡検出装置。
【請求項２】
前記判定制御部は、
前記出力ダイオードが短絡したと判定すると、前記第１のコンバータ、又は、前記第１及び第２のコンバータの昇圧動作を停止する、請求項１記載のコンバータの出力ダイオード短絡検出装置。
【請求項３】
直流電源からの入力直流電圧を昇圧し出力ダイオード経由で昇圧後電圧を出力することが可能な第１及び第２のコンバータを備え、前記第１及び第２のコンバータの出力端どうしが並列に接続された電源システムに用いられる、コンバータの出力ダイオード短絡検出装置であって、
前記各コンバータの出力ダイオードの両端電圧を監視する電圧監視部と、
一方の前記コンバータの昇圧動作中に他方のコンバータについての前記両端電圧の差分がゼロになると、当該他方のコンバータの前記出力ダイオードが短絡したと判定する判定制御部と、を備え、
前記判定制御部は、前記他方のコンバータの前記出力ダイオードが短絡したと判定すると、双方のコンバータの昇圧動作を停止する、コンバータの出力ダイオード短絡検出装置。
【手続補正書】
【提出日】平成23年9月21日(2011.9.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源からの入力直流電圧を昇圧し出力ダイオード経由で昇圧後電圧を出力することが可能な第１及び第２のコンバータを備え、前記第１及び第２のコンバータの出力端どうしが並列に接続された電源システムに用いられる、コンバータの出力ダイオード短絡検出装置であって、
前記第１及び第２のコンバータの入力直流電圧を監視する電圧監視部と、
前記第２のコンバータの昇圧動作中に前記第１のコンバータについて前記電圧監視部で監視された入力直流電圧が前記第２のコンバータによる昇圧後電圧に上昇すると、前記第１のコンバータの出力ダイオードが短絡したと判定する判定制御部と、
を備えた、コンバータの出力ダイオード短絡検出装置。
【請求項２】
前記判定制御部は、
前記出力ダイオードが短絡したと判定すると、前記第１のコンバータ、又は、前記第１及び第２のコンバータの昇圧動作を停止する、請求項１記載のコンバータの出力ダイオード短絡検出装置。
【国際調査報告】
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