(57)【要約】【課題】センサの数を増加させることなく、センサ異常の自己診断機能を実現し得るより好適な電力変換装置を提供すること。【解決手段】並設された複数の電力ラインそれぞれに各別に配設された複数の電力変換回路１０ａ、１０ｂと、前記複数の電力変換回路それぞれが出力する電流又は電圧に係るレベルを検出する複数の第１センサ３０ａ、３０ｂと、前記複数の電力変換回路それぞれの出力の合成成分の前記電流又は電圧に係るレベルを検出する第２センサ４０と、前記複数の第１センサ３０ａ、３０ｂそれぞれの検出値及び前記第２センサ４０の検出値に基づいて、前記複数の第１センサ３０ａ、３０ｂ及び前記第２センサ４０のいずれかにセンサ異常が生じているか否かを診断する制御装置２０と、を備える。【選択図】図１
2019054700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
並設された複数の電力ラインそれぞれに各別に配設された複数の電力変換回路と、
前記複数の電力ラインそれぞれに配設され、前記複数の電力変換回路それぞれが出力する電流若しくは電圧に係るレベルを検出する、又は、前記複数の電力変換回路それぞれへ入力する電流若しくは電圧に係るレベルを検出する複数の第１センサと、
前記複数の電力ラインが合流する出力ラインに配設され前記複数の電力変換回路それぞれの出力の合成成分の前記電流若しくは電圧に係るレベルを検出する、又は、前記複数の電力ラインに分流する前の入力ラインに配設され前記複数の電力変換回路それぞれへの入力の合成成分の前記電流若しくは電圧に係るレベルを検出する第２センサと、
前記複数の第１センサそれぞれの検出値及び前記第２センサの検出値に基づいて、前記複数の第１センサ及び前記第２センサのいずれかにセンサ異常が生じているか否かを診断する制御装置と、
を備える電力変換装置。
【請求項２】
前記複数の第１センサ及び前記第２センサは、それぞれ、電流センサであって、
前記制御装置は、前記複数の第１センサそれぞれの検出値を合計した値と前記第２センサの検出値との一致度に基づいて、前記診断を行う
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記診断においてセンサ異常が生じていると判断した場合、
前記複数の電力変換回路の合計出力が異なる第１及び第２タイミングにおける、前記複数の第１センサそれぞれの検出値及び前記第２センサの検出値に基づいて、前記複数の第１センサ及び前記第２センサのうち、いずれのセンサにセンサ異常が生じているかを特定する
請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記複数の電力変換回路は、それぞれ、一のバッテリから並列に受電すると共に、電力変換した電力を一の出力ラインに出力するＤＣ／ＤＣコンバータを含んで構成され、
前記複数の第１センサは、それぞれ、前記複数の電力変換回路の後段側に配設され、
前記第２センサは、前記出力ラインに配設される
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記複数の電力変換回路は、それぞれ、同一の電力を出力するように動作する
請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記複数の電力変換回路は、それぞれ、外部交流電源から相毎に並列に受電すると共に、電力変換した電力を一の出力ラインに出力するＡＣ／ＤＣコンバータを含んで構成される
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記複数の第１センサ及び前記第２センサは、それぞれ、電圧センサであって、
前記制御装置は、前記複数の第１センサそれぞれの検出値と前記第２センサの検出値との各別の一致度に基づいて、前記診断を行う
請求項１に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、バッテリや外部交流電源等に接続される電力変換装置が知られている。この種の電力変換装置においては、一般に、電力ラインを通流する電流のレベル等を検出するセンサが設けられている。又、この種の電力変換装置においては、センサ自身の破損や精度異常等を検出するための自己診断機能の搭載が義務づけられている。
【０００３】
かかる自己診断機能を実現する手段としては、通常、１つの物理量（例えば、一の電流経路を通流する電流のレベル）を別個の２つのセンサ（例えば、電流センサ）にて検出し、当該２つのセンサの検出値を比較する、という構成が用いられる。
【０００４】
しかしながら、かかる構成は、センサの数を二倍に増加させるため、部品点数の増加、及び製造コストの増加につながるという問題を有している。特に、電力変換装置内に複数の電力変換回路を並列に配設する回路構成においてかかる構成を適用すると、電力変換回路毎に複数のセンサを設けることになり、センサの数が著しく増加してしまう。
【０００５】
このような背景から、センサの数を増加させることなく、センサ異常の自己診断機能を実現とする技術が求められている。
【０００６】
例えば、特許文献１には、後段の回路の動作を停止した状態で、第１昇圧コンバータ５４の電流センサ５４ａと第２昇圧コンバータ５５の電流センサ５５ａとに同じ電流が流れるように、電流経路を形成し、電流センサ５４ａの検出値と電流センサ５５ａの検出値を比較することでセンサ異常を診断することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−２４７８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１等の従来技術においては、電力変換の動作を行っている際には、センサ異常の診断を行うことができないため、電力変換の誤動作の発見が遅れるという課題がある。
【０００９】
他方、センサの配設態様は、当該センサを適用する回路構成に依拠するため、当該センサを適用する回路構成に応じた自己診断の構成を検討する必要がある。この点、特許文献１の従来技術は、低電力損失で、且つ、大電力出力の電力変換を可能とする要請から検討されている複数の電力変換回路を並列接続するような回路構成への適用が困難という課題もある。
【００１０】
本開示は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、センサの数を増加させることなく、センサ異常の自己診断機能を実現し得るより好適な電力変換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述した課題を解決する主たる本開示は、
並設された複数の電力ラインそれぞれに各別に配設された複数の電力変換回路と、
前記複数の電力ラインそれぞれに配設され、前記複数の電力変換回路それぞれが出力する電流若しくは電圧に係るレベルを検出する、又は、前記複数の電力変換回路それぞれへ入力する電流若しくは電圧に係るレベルを検出する複数の第１センサと、
前記複数の電力ラインが合流する出力ラインに配設され前記複数の電力変換回路それぞれの出力の合成成分の前記電流若しくは電圧に係るレベルを検出する、又は、前記複数の電力ラインに分流する前の入力ラインに配設され前記複数の電力変換回路それぞれへの入力の合成成分の前記電流若しくは電圧に係るレベルを検出する第２センサと、
前記複数の第１センサそれぞれの検出値及び前記第２センサの検出値に基づいて、前記複数の第１センサ及び前記第２センサのいずれかにセンサ異常が生じているか否かを診断する制御装置と、
を備える電力変換装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本開示に係る電力変換装置によれば、センサの数を増加させることなく、センサ異常の自己診断機能を実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態に係る電力変換装置の構成の一例を示す図
【図２】第１の実施形態に係る制御装置の動作の一例を示すフローチャート
【図３】センサ異常診断部による診断結果の一例について説明する図
【図４】第１の実施形態の変形例に係る電力変換装置の構成の一例を示す図
【図５】第２の実施形態に係る制御装置の動作の一例を示すフローチャート
【図６】第２の実施形態に係る制御装置の動作の一例を示すフローチャート
【図７】第３の実施形態に係る電力変換装置の構成の一例を示す図
【図８】第４の実施形態に係る電力変換装置の構成の一例を示す図
【図９】第４の実施形態に係る制御装置の動作の一例を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１５】
（第１の実施形態）
［電力変換装置の全体構成］
以下、図１を参照して、本実施形態に係る電力変換装置１の構成の一例について説明する。
【００１６】
図１は、本実施形態に係る電力変換装置１の構成の一例を示す図である。
【００１７】
本実施形態に係る電力変換装置１は、入力側コネクタＣｉｎ、出力側コネクタＣｏｕｔ、電力変換回路１０ａ及び１０ｂ、制御装置２０、並びに、電流センサ３０ａ、３０ｂ及び４０を備えている。
【００１８】
尚、図１中の「電力変換回路１０ａ及び１０ｂ」、「電流センサ３０ａ及び３０ｂ」、「電力ラインＬａ及びＬｂ」の構成について、一方側と他方側とを区別する際には、それぞれ、図１中の上方側の構成を「上方側…ａ」、図１中の下方側の構成を「下方側…ｂ」と称して説明する。
【００１９】
本実施形態に係る電力変換装置１は、例えば、電気自動車やハイブリッド車輌等に、バッテリＥ及び負荷装置Ｒ（例えば、駆動モータや車載電気機器）と共に車載される。
【００２０】
本実施形態に係る電力変換装置１は、入力側コネクタＣｉｎを介して、バッテリＥから受電可能に構成されている。又、本実施形態に係る電力変換装置１は、バッテリＥから受電した電力の電力変換を行った後、出力側コネクタＣｏｕｔを介して、負荷装置Ｒ（例えば、駆動モータや車載電気機器）に対して電力供給可能に構成されている。
【００２１】
入力側コネクタＣｉｎには、後段側（負荷装置Ｒ側を表す。以下同じ）に１本の入力ラインＬｉｎが接続されている。又、入力ラインＬｉｎは、分岐点から後段側に向かって、上方側の電力ラインＬａ及び下方側の電力ラインＬｂの２本に分岐する。
【００２２】
上方側の電力ラインＬａ中には電力変換回路１０ａが配設され、下方側の電力ラインＬｂ中には電力変換回路１０ｂが配設されている。そして、入力側コネクタＣｉｎで受電した電力は、上方側の電力変換回路１０ａ及び下方側の電力変換回路１０ｂに送出され、当該電力変換回路１０ａ及び電力変換回路１０ｂにおいて電力変換（ここでは、電圧変換）が行われる。
【００２３】
上方側の電力ラインＬａ及び下方側の電力ラインＬｂは、電力変換回路１０ａ及び１０ｂの後段側において合流し、１本の出力ラインＬｏｕｔとなる。又、出力ラインＬｏｕｔは、出力側コネクタＣｏｕｔに接続され、当該出力側コネクタＣｏｕｔを介して、電力変換後の電力が外部機器（図１中では、負荷装置Ｒを一例として示す）に送出される。
【００２４】
電力変換回路１０ａは、上方側の電力ラインＬａ中に配設され、当該電力ラインＬａに入力される電力の電力変換を行って、出力ラインＬｏｕｔに対して送出する。又、電力変換回路１０ｂは、下方側の電力ラインＬｂ中に配設され、当該電力ラインＬｂに入力される電力の電力変換を行って、出力ラインＬｏｕｔに対して送出する。電力変換回路１０ａ及び１０ｂは、それぞれ、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータであって、自身が配設された電力ラインＬａ及びＬｂに入力される直流電力の電圧を電圧変換して出力ラインＬｏｕｔに対して送出する。
【００２５】
上方側の電力変換回路１０ａの送出する電力と下方側の電力変換回路１０ｂの送出する電力とは、出力ラインＬｏｕｔにおいて合成されて、負荷装置Ｒに対して送出される。尚、電力変換回路１０ａと電力変換回路１０ｂとは、同一の出力電圧の直流電力を出力するように、制御装置２０によって制御されている。
【００２６】
本実施形態に係る電力変換装置１は、このように、一のバッテリＥから受電する電力を複数の電力変換回路１０ａ及び１０ｂに分配し、当該複数の電力変換回路１０ａ及び１０ｂにて電力変換を行った後、再度、出力を合成する構成としている。これによって、複数の電力変換回路１０ａ及び１０ｂ全体として、低電力損失且つ大電力出力を実現し得るようにしている。
【００２７】
電流センサ３０ａ及び３０ｂ（本発明の「複数の第１センサ」に相当）は、それぞれ、電力変換回路１０ａ及び１０ｂそれぞれが配設される電力ラインＬａ及びＬｂ中に配設され、当該電力ラインに通流する電流レベルを検出する。より詳細には、上方側の電流センサ３０ａは、上方側の電力変換回路１０ａの後段側に配設されて、上方側の電力変換回路１０ａの出力する出力電流のレベルを検出する。又、下方側の電流センサ３０ｂは、下方側の電力変換回路１０ｂの後段側に配設されて、下方側の電力変換回路１０ｂが出力する電流のレベルを検出する。
【００２８】
尚、電流センサ３０ａ及び３０ｂのセンサ信号は、通常時（センサ異常の診断を行っていない時を意味する。以下同じ）には、例えば、制御装置２０が電力変換回路１０ａ及び１０ｂそれぞれに通流する電流が所望の電流レベルとなるようにフィードバック制御を行う用に供されたり、制御装置２０が電力変換回路１０ａ及び１０ｂそれぞれの故障を検知する用に供される。
【００２９】
電流センサ４０（本発明の「第２センサ」に相当）は、入力ラインＬｉｎ中又は出力ラインＬｏｕｔ中に配設され、各電力ラインＬａ及びＬａに通流する電流の合成の電流レベルを検出する。尚、図１中では電流センサ４０は、出力ラインＬｏｕｔ中に配設される態様を示すが、出力ラインＬｏｕｔ中に代えて、入力ラインＬｉｎ中に配設されてもよい。
【００３０】
電流センサ３０ａ、３０ｂ及び４０としては、それぞれ、例えば、ＣＴ方式、ホール素子方式、ロゴスキー方式等の任意の方式の電流センサであってよい。又、電流センサ３０ａ、３０ｂ及び４０としては、検出される電力から電流レベルに換算するセンサ等が用いられてもよい。これらの電流センサ３０ａ、３０ｂ及び４０は、それぞれ、制御装置２０に対して、自身が検出した電流レベルに係るセンサ信号を送信する。
【００３１】
尚、各電流センサ３０ａ、３０ｂ及び４０の配設位置としては、より好適には、電流センサ３０ａ及び３０ｂは、各電力変換回路１０ａ、１０ｂの後段側に配設し、電流センサ４０は、出力ラインＬｏｕｔ中に配設する。これによって、各電力変換回路１０ａ、１０ｂが出力変動する際にも、各電流センサ３０ａ、３０ｂ及び４０のセンサ信号の追従（応答速度）をより良好にすることが可能となる。
【００３２】
制御装置２０は、電力変換装置１を統括制御する電子制御ユニットである。制御装置２０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力ポート、及び出力ポート等を含んで構成されるマイコンである。尚、制御装置２０は、電力変換装置１を搭載する車両を統括制御する車両ＥＣＵ（図示せず）とデータ通信可能に構成されると共に、各種センサ（ここでは、電流センサ３０ａ、３０ｂ及び４０等）のセンサ信号を取得可能に構成されている。
【００３３】
制御装置２０は、動作制御部２０ａ、センサ信号取得部２０ｂ、及び、センサ異常診断部２０ｃを備えている。
【００３４】
動作制御部２０ａは、電力変換回路１０ａ及び１０ｂの電力変換の動作を制御する。動作制御部２０ａは、例えば、電力変換回路１０ａ及び１０ｂそれぞれに対して、これらを構成するスイッチング素子（図示せず）のオン／オフを切り替える制御信号を出力し、これによって、電圧変換の動作を制御する。
【００３５】
尚、本実施形態に係る動作制御部２０ａは、上方側の電力変換回路１０ａの出力電力と下方側の電力変換回路１０ｂの出力電力とが同一の電圧となるように、電力変換回路１０ａ及び１０ｂを制御している。又、動作制御部２０ａは、処理負荷を軽減する観点から、同一の動作（同一の出力電力）を行うように、電力変換回路１０ａ及び１０ｂを制御している。
【００３６】
センサ信号取得部２０ｂは、各電流センサ３０ａ、３０ｂ及び４０からセンサ信号を取得する。尚、センサ信号取得部２０ｂは、逐次的に各電流センサ３０ａ、３０ｂ及び４０からセンサ信号を取得する構成としてもよいし、所定タイミング（例えば、所定時間毎）に各電流センサ３０ａ、３０ｂ及び４０からセンサ信号を取得する構成としてもよい。
【００３７】
センサ異常診断部２０ｃは、各電流センサ３０ａ、３０ｂ及び４０の検出値に基づいて、各電流センサ３０ａ、３０ｂ及び４０のセンサ異常（例えば、破損や精度異常）を診断する。
【００３８】
センサ異常診断部２０ｃは、例えば、上方側の電流センサ３０ａの検出値と下方側の電流センサ３０ｂの検出値の合計値が、電流センサ４０の検出値と一致しているか否か（一致度）によって、電流センサ３０ａ、３０ｂ及び４０のいずれかにセンサ異常が生じているか否かを診断する（詳細は図２を参照して後述）。
【００３９】
尚、センサ異常診断部２０ｃは、更に、電流センサ３０ａ、３０ｂ及び４０のうち、いずれのセンサにおいてセンサ異常が生じているかを診断する機能を有していてもよい（詳細は図６を参照して後述）。又、センサ異常診断部２０ｃは、更に、電流センサに代えて、電圧センサの異常を診断する機能を有していてもよい（詳細は図９を参照して後述）。
【００４０】
上記した動作制御部２０ａ、センサ信号取得部２０ｂ、及びセンサ異常診断部２０ｃの機能は、例えば、ＣＰＵが制御プログラムや各種データを参照することによって実現される。但し、当該機能は、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア回路、又はこれらの組み合わせによっても実現できることは勿論である。
【００４１】
［センサ異常診断の動作フロー］
次に、図２及び図３を参照して、本実施形態に係る電力変換装置１において、制御装置２０がセンサ異常を診断する際の動作の一例について説明する。
【００４２】
図２は、本実施形態に係る制御装置２０のセンサ異常診断部２０ｃが行う動作の一例を示すフローチャートである。尚、図２に示すフローチャートは、例えば、電力変換装置１が動作している際に、所定間隔（例えば、０．１秒間隔）で、制御装置２０がコンピュータプログラムに従って実行する処理である。
【００４３】
制御装置２０は、まず、電流センサ３０ａ、３０ｂ及び４０それぞれの検出値を読み出す（ステップＳ１）。
【００４４】
次に、制御装置２０は、上方側の電流センサ３０ａの検出値と下方側の電流センサ３０ｂの検出値の合計値を算出すると共に、当該合計値から電流センサ４０の検出値を減算して、その減算結果の値（絶対値）が閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ２）。
【００４５】
このステップＳ２において、制御装置２０は、各電力ラインＬａ及びＬｂに通流する電流と、各電力ラインＬａ及びＬｂが合流する出力ラインＬｏｕｔに通流する電流の一致度合いを判定する。尚、ステップＳ２で判定の基準となる「閾値」は、両者の一致度合いを判断する上での基準値であって、例えば、各電流センサ３０ａ、３０ｂ及び４０の検出誤差の最大値程度に設定される。
【００４６】
このステップＳ２において、減算結果の値が閾値未満である場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、制御装置２０は、例えば、車両ＥＣＵに対して、各電流センサ３０ａ、３０ｂ及び４０のいずれにもセンサ異常が生じておらず、正常である旨を出力して（ステップＳ３）、一連の処理を終了する。
【００４７】
一方、このステップＳ２において、減算結果の値が閾値以上である場合（ステップＳ２：ＮＯ）、制御装置２０は、例えば、車両ＥＣＵに対して、各電流センサ３０ａ、３０ｂ及び４０のいずれかにセンサ異常が生じている旨を出力して（ステップＳ４）、一連の処理を終了する。
【００４８】
尚、ステップＳ３、ステップＳ４において、車両ＥＣＵは、制御装置２０から、センサ異常に係る情報を取得するに応じて、当該センサ異常に係る情報をインジケータ等に表示させ、これによって、運転者に対して、警告等を実施する。
【００４９】
このようにして、制御装置２０は、各電流センサ３０ａ、３０ｂ及び４０ののうち、いずれかにセンサ異常が生じているか否かの診断を行う。
【００５０】
図３は、センサ異常診断部２０ｃによる診断結果の一例について説明する図である。
【００５１】
図３は、電力変換回路１０ａ及び１０ｂ、並びに、電流センサ３０ａ、３０ｂ及び４０のうち、いずれかが故障した場合に、図２の診断処理において、診断結果がどのように出力されるかを示している。
【００５２】
具体的には、図３中では、以下を示す。
【００５３】
（１）図３中の１行目には、電力変換回路１０ａ及び１０ｂ、並びに、電流センサ３０ａ、３０ｂ及び４０のすべてが正常な場合における、電流センサ３０ａの検出値（ここでは、１００Ａ）と実際値（電力ラインに実際に通流する電流レベルを表す。以下同じ）（ここでは、１００Ａ）、電流センサ３０ｂの検出値（ここでは、１００Ａ）と実際値（ここでは、１００Ａ）、電流センサ４０の検出値（ここでは、２００Ａ）と実際値（ここでは、２００Ａ）、上記ステップＳ２の減算結果の値（ここでは、０Ａ）、及びセンサ異常診断部２０ｃが出力する診断結果（ここでは、正常）、の一例を示している。
【００５４】
（２）図３中の２行目には、電力変換回路１０ａ及び１０ｂ、並びに、電流センサ３０ｂ及び４０が正常で、電流センサ３０ａのみが故障した場合における、電流センサ３０ａの検出値（ここでは、０Ａ）と実際値（ここでは、１００Ａ）、電流センサ３０ｂの検出値（ここでは、１００Ａ）と実際値（ここでは、１００Ａ）、電流センサ４０の検出値（ここでは、２００Ａ）と実際値（ここでは、２００Ａ）、上記ステップＳ２の減算結果の値（ここでは、１００Ａ）、及びセンサ異常診断部２０ｃが出力する診断結果（ここでは、異常）、の一例を示している。
【００５５】
（３）図３中の３行目には、電力変換回路１０ａ及び１０ｂ、並びに、電流センサ３０ａ及び４０が正常で、電流センサ３０ｂのみが故障した場合における、電流センサ３０ａの検出値（ここでは、１００Ａ）と実際値（ここでは、１００Ａ）、電流センサ３０ｂの検出値（ここでは、０Ａ）と実際値（ここでは、１００Ａ）、電流センサ４０の検出値（ここでは、２００Ａ）と実際値（ここでは、２００Ａ）、上記ステップＳ２の減算結果の値（ここでは、１００Ａ）、及びセンサ異常診断部２０ｃが出力する診断結果（ここでは、異常）、の一例を示している。
【００５６】
（４）図３中の４行目には、電力変換回路１０ａ及び１０ｂ、並びに、電流センサ３０ａ及び３０ｂが正常で、電流センサ４０のみが故障した場合における、電流センサ３０ａの検出値（ここでは、１００Ａ）と実際値（ここでは、１００Ａ）、電流センサ３０ｂの検出値（ここでは、１００Ａ）と実際値（ここでは、１００Ａ）、電流センサ４０の検出値（ここでは、０Ａ）と実際値（ここでは、２００Ａ）、上記ステップＳ２の減算結果の値（ここでは、２００Ａ）、及びセンサ異常診断部２０ｃが出力する診断結果（ここでは、異常）、の一例を示している。
【００５７】
（５）図３中の５行目には、電力変換回路１０ｂ、並びに、電流センサ３０ａ、３０ｂ及び４０が正常で、電力変換回路１０ａのみが故障した場合における、電流センサ３０ａの検出値（ここでは、０Ａ）と実際値（ここでは、０Ａ）、電流センサ３０ｂの検出値（ここでは、１００Ａ）と実際値（ここでは、１００Ａ）、電流センサ４０の検出値（ここでは、１００Ａ）と実際値（ここでは、１００Ａ）、上記ステップＳ２の減算結果の値（ここでは、０Ａ）、及びセンサ異常診断部２０ｃが出力する診断結果（ここでは、正常）、の一例を示している。
【００５８】
（６）図３中の６行目には、電力変換回路１０ａ、並びに、電流センサ３０ａ、３０ｂ及び４０が正常で、電力変換回路１０ｂのみが故障した場合における、電流センサ３０ａの検出値（ここでは、１００Ａ）と実際値（ここでは、１００Ａ）、電流センサ３０ｂの検出値（ここでは、０Ａ）と実際値（ここでは、０Ａ）、電流センサ４０の検出値（ここでは、１００Ａ）と実際値（ここでは、１００Ａ）、上記ステップＳ２の減算結果の値（ここでは、０Ａ）、及びセンサ異常診断部２０ｃが出力する診断結果（ここでは、正常）、の一例を示している。
【００５９】
図３中に示すように、本実施形態に係る制御装置２０は、各電流センサ３０ａ、３０ｂ及び４０のいずれかにセンサ異常が生じた場合、電力変換回路１０ａ又は電力変換回路１０ｂが故障した場合と区別して、センサ異常を診断することができる。
【００６０】
以上のように、本実施形態に係る電力変換装置１によれば、複数の電力変換回路（電力変換回路１０ａ及び１０ｂ）の前段又は後段（入力ラインＬｉｎ又は出力ラインＬｏｕｔ）に当該複数の電力変換回路の出力電力の合計を検出するセンサ（電流センサ４０）を配設し、当該センサの検出値と、複数の電力変換回路（電力変換回路１０ａ及び１０ｂ）それぞれが配設される電力ライン中に配設されるセンサ（電流センサ３０ａ及び３０ｂ）の検出値と、に基づいて、センサ異常の診断を行う。
【００６１】
これによって、並設された複数の電力変換回路（電力変換回路１０ａ及び１０ｂ）それぞれの用に設けられたセンサ（電流センサ３０ａ及び３０ｂ）につき、複数の電力変換回路（電力変換回路１０ａ及び１０ｂ）それぞれを動作させた状態で、逐次的にセンサ異常の自己診断を実施することができる。これにより、より早期にセンサ異常を発見することが可能となる。
【００６２】
又、これによって、実質的に一個のセンサ（電流センサ４０）を追加するのみで、センサ異常の自己診断機能を実現することができるため、センサの数の省力化にも資する。
【００６３】
尚、上記したように、本発明は、逐次的にセンサ異常の自己診断を実施することを可能とする。かかる観点から、本発明は、特に、一のバッテリＥから複数の電力変換回路（電力変換回路１０ａ及び１０ｂ）に電力を分配し、当該複数の電力変換回路（電力変換回路１０ａ及び１０ｂ）にて電力変換を行った後、再度、出力を合成する構成であって、電流センサ３０ａ及び３０ｂが、複数の電力変換回路の後段側に配設され、電流センサ４０が、出力ラインＬｏｕｔに配設される構成に好適である（図１を参照）。
【００６４】
（第１の実施形態の変形例）
上記実施形態に係るセンサ異常の自己診断は、二以上の任意の数に分岐するように並設された電力変換回路１０ａ、１０ｂ、１０ｃ・・１０ｎに対しても適用し得る。
【００６５】
図４は、変形例に係る電力変換装置１の構成の一例を示す図である。
【００６６】
変形例に係る電力変換装置１は、複数の電力変換回路１０ａ、１０ｂ、１０ｃ・・１０ｎの分岐数の点で、上記実施形態と相違する。尚、上記実施形態と共通する構成については、説明を省略する（以下、他の実施形態についても同様）。
【００６７】
その他の構成は、上記実施形態と同様であり、本変形例に係る電力変換装置１においても、各電力変換回路１０ａ、１０ｂ、１０ｃ・・１０ｎが配設された各電力ラインＬａ、Ｌｂ、Ｌｃ・・Ｌｎ中それぞれに電流センサ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・３０ｎが設けられていると共に、出力ラインＬｏｕｔ（複数の電力ラインＬａ、Ｌｂ、Ｌｃ・・Ｌｎが合流する後段）中において電流センサ４０が設けられている。
【００６８】
本変形例に係るセンサ異常診断部２０ｃが、センサ異常の診断を行う際には、上記実施形態と同様に、各電力ラインＬａ、Ｌｂ、Ｌｃ・・Ｌｎ中の電流センサ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・３０ｎの検出値の合計値を算出すると共に、当該合計値から電流センサ４０の検出値を減算する（図２のフローチャートのステップＳ２に相当）。そして、センサ異常診断部２０ｃは、減算結果の値が閾値以上の場合には、電流センサ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・３０ｎ及び４０のいずれかのセンサにセンサ異常が生じていると判断する。
【００６９】
このように、本変形例に係る電力変換装置１によれば、上記実施形態と同様に、実質的に一個のセンサ（上記では、電流センサ４０）を追加するのみで、並列に配設された複数の電力変換回路１０ａ、１０ｂ、１０ｃ・・１０ｎそれぞれに設けられた各電流センサ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・３０ｎにつき、センサ異常の自己診断機能を実現することができる。
【００７０】
（第２の実施形態）
次に、図５、図６を参照して、第２の実施形態に係る電力変換装置１について、説明する。
【００７１】
図５、図６は、第２の実施形態に係る制御装置２０（センサ異常診断部２０ｃ）の動作の一例を示すフローチャートである。
【００７２】
本実施形態に係る制御装置２０は、各電流センサ３０ａ、３０ｂ及び４０のいずれかの電流センサ３０ａ、３０ｂ及び４０にセンサ異常が生じているか診断する処理（ステップＳａ）を行った後、電流センサ３０ａ、３０ｂ及び４０のうちのセンサ異常位置を特定する処理（ステップＳｂ）を行う点で、第１の実施形態の動作フロー（図２）と異なっている。
【００７３】
ステップＳｂの処理は、ステップＳａの処理で、いずれかの電流センサ３０ａ、３０ｂ及び４０にセンサ異常が生じていると判断した場合に実行される。換言すると、ステップＳｂの処理は、ステップＳａの処理で電力変換回路１０ａ及び１０ｂには故障が発生していないことを確定した後に実行される。
【００７４】
尚、ステップＳａの処理は、上記図２のＳ１〜Ｓ４の処理と同様の処理であるから、ここでの説明は省略する。
【００７５】
本実施形態に係る制御装置２０は、電力変換装置１の全出力（ここでは、電力変換回路１０ａ及び電力変換回路１０ｂの出力合計）が異なる第１のタイミングと第２のタイミングそれぞれにおける各電流センサ３０ａ、３０ｂ及び４０の検出値を参照する。そして、制御装置２０は、第１のタイミングと第２のタイミングの間における、各電流センサ３０ａ、３０ｂ及び４０の検出値の変化量に基づいて、電流センサ３０ａ、３０ｂ及び４０のうち、いずれの電流センサにおいてセンサ異常が生じたかを特定する。
【００７６】
本実施形態に係る制御装置２０は、電流センサ３０ａ、３０ｂ又は４０のうちの一を診断対象として順次設定し、当該診断対象の電流センサの検出値の変化量が、電力変換装置１の出力の変化量に追従しているか否かに基づいて、当該電流センサにおいてセンサ異常が生じたかを判断する。
【００７７】
具体的には、診断対象とする電流センサの検出値の変化量と当該電流センサが配設されたライン中の出力電流の変化量との一致度合いに基づいて、当該電流センサにおいてセンサ異常が生じたかを判断することができる。又、他の手法としては、診断対象とする電流センサの検出値の変化量と、診断対象以外の電流センサの検出値の変化量とを比較してもよい（例えば、電流センサ３０ａの検出値の変化量と、電流センサ３０ｂの検出値の変化量とを比較する）。
【００７８】
第１のタイミングと第２のタイミングとしては、電力変換装置１の全出力（ここでは、電力変換回路１０ａ及び電力変換回路１０ｂの合計出力）が異なるタイミングであれば任意である。当該第１のタイミングと第２のタイミングとしては、例えば、電力変換装置１を起動したタイミング（無負荷）、車両が発進するタイミング（高負荷）等の情報が参照される。
【００７９】
図６は、電流センサ３０ａ、３０ｂ及び４０のセンサ異常位置を特定する処理（ステップＳｂ）の一例を示すフローチャートである。
【００８０】
制御装置２０は、まず、第１のタイミング（例えば、電力変換装置１を起動したタイミング）における、各電流センサ３０ａ、３０ｂ及び４０の検出値を読み出す（ステップＳ１１）。
【００８１】
次に、制御装置２０は、まず、第２のタイミング（例えば、車両が発進するタイミング）における、各電流センサ３０ａ、３０ｂ及び４０の検出値を読み出す（ステップＳ１２）。
【００８２】
尚、このステップＳ１１及びＳ１２において、第１及び第２のタイミングの各電流センサ３０ａ、３０ｂ及び４０の検出値に係る情報は、ステップＳｂの処理を実行する前に制御装置２０が予め記憶しておいてもよいし、ステップＳｂの一連の処理の中で第１及び第２のタイミングの到来を待ち受けて、各電流センサ３０ａ、３０ｂ及び４０により取得する構成としてもよい。
【００８３】
次に、制御装置２０は、「電流センサ３０ａの検出値の変化量（第１のタイミングの検出値と第２のタイミングの検出値との間の差分値を表す。以下同じ）」から「電力変換回路１０ａの出力の変化量（第１のタイミングの出力電流と第２のタイミングの出力電流との間の差分値を表す。以下同じ）」を減算して、当該減算結果の値が、閾値（両者の一致度合いを判断する上での基準値を表す。ステップＳ１６、Ｓ１９も同様）よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１３）。
【００８４】
尚、このステップＳ１３において、電力変換回路１０ａの出力電流の変化量に係る情報は、例えば、第１のタイミングと第２のタイミングそれぞれの設定タイミングから推定した値を用いてもよいし、制御装置２０が電力変換回路１０ａに対して指令した出力を記憶しておいた値を用いてもよい。
【００８５】
制御装置２０は、ステップＳ１３において、当該減算結果の値が、閾値よりも小さい場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、電流センサ３０ａにはセンサ異常が生じていない旨を示す情報を、車両ＥＣＵに対して出力して（ステップＳ１４）、次のステップＳ１６を実行する。一方、当該減算結果の値が、閾値以上の場合（ステップＳ１３：ＮＯ）、制御装置２０は、電流センサ３０ａにおいてセンサ異常が生じている旨を示す情報を、車両ＥＣＵに対して出力して（ステップＳ１５）、次のステップＳ１６を実行する。
【００８６】
次に、制御装置２０は、同様の手法によって、電流センサ３０ｂにおいてセンサ異常が生じているか否かを診断する。この際、制御装置２０は、「電流センサ３０ｂの検出値の変化量」から「電力変換回路１０ｂの出力の変化量」を減算して、当該減算結果の値が、閾値よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１６）。
【００８７】
そして、制御装置２０は、当該減算結果の値が、閾値よりも小さい場合（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、電流センサ３０ｂにはセンサ異常が生じていない旨を示す情報を、車両ＥＣＵに対して出力して（ステップＳ１７）、次のステップＳ１９を実行する。一方、当該減算結果の値が、閾値以上の場合（ステップＳ１６：ＮＯ）、電流センサ３０ｂにおいてセンサ異常が生じている旨を示す情報を、車両ＥＣＵに対して出力して（ステップＳ１８）、次のステップＳ１９を実行する。
【００８８】
次に、制御装置２０は、同様の手法によって、電流センサ４０においてセンサ異常が生じているか否かを診断する。この際、制御装置２０は、「電流センサ４０の検出値の変化量」から「電力変換回路１０ａ及び電力変換回路１０ｂの出力電流の合計の変化量」を減算して、当該減算結果の値が、閾値よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１９）。
【００８９】
そして、制御装置２０は、当該減算結果の値が、閾値よりも小さい場合（ステップＳ１９：ＹＥＳ）、電流センサ４０にはセンサ異常が生じていない旨を示す情報を、車両ＥＣＵに対して出力する（ステップＳ２０）。一方、当該減算結果の値が、閾値以上の場合（ステップＳ１９：ＮＯ）、電流センサ４０においてセンサ異常が生じている旨を示す情報を、車両ＥＣＵに対して出力する（ステップＳ２１）。
【００９０】
以上のように、本実施形態に係る電力変換装置１によれば、複数の電力変換回路（電力変換回路１０ａ及び１０ｂ）の合計出力が異なる第１及び第２のタイミングにおける、各電流センサ３０ａ、３０ｂ及び４０の検出値を参照する。これによって、電流センサ３０ａ、３０ｂ及び４０のうち、センサ異常が生じているセンサ位置を特定することができる。
【００９１】
（第３の実施形態）
図７は、第３の実施形態に係る電力変換装置１の構成の一例を示す図である。本実施形態に係る電力変換装置１は、三相交流の外部交流電源Ｓに適用される点で、第１の実施形態と相違する。
【００９２】
本実施形態に係る電力変換装置１は、三相交流の外部交流電源Ｓ（図７中では、Ｕ相をＳｕ、Ｖ相をＳｖ、Ｗ相をＳｗと表す）から受電する入力部として、Ｕ相コネクタＣｉｎ−ｕ、Ｖ相コネクタＣｉｎ−ｖ、及びＷ相コネクタＣｉｎ−ｗを備えている。電力変換装置１は、Ｕ相コネクタＣｉｎ−ｕ、Ｖ相コネクタＣｉｎ−ｖ、及びＷ相コネクタＣｉｎ−ｗそれぞれに対応するように、Ｕ相の電力変換回路５０ｕ、Ｖ相の電力変換回路５０ｖ及びＷ相の電力変換回路５０ｗを備えている。
【００９３】
尚、本実施形態に係る電力変換回路５０ｕ、５０ｖ、５０ｗは、それぞれ、例えば、ＡＣ／ＤＣコンバータ及びＤＣ／ＤＣコンバータにより構成されている。
【００９４】
本実施形態に係る電力変換装置１においては、Ｕ相コネクタＣｉｎ−ｕ側から延在するＵ相の電力ラインＬｕ、Ｖ相コネクタＣｉｎ−ｖ側から延在するＶ相の第１の電力ラインＬｖ、及びＷ相コネクタＣｉｎ−ｗ側から延在するＷ相の電力ラインＬｗが、電力変換回路５０ｕ、５０ｖ及び５０ｗの後段で一本の出力ラインＬｏｕｔに合流する。
【００９５】
電流センサ３０ｕ、３０ｖ及び３０ｗ（本発明の「複数の第１センサ」に相当）は、第１の実施形態と同様に、電力変換回路５０ｕ、５０ｖ及び５０ｗが設けられた電力ラインＬｕ、Ｌｖ及びＬｗそれぞれに配設されている。又、電流センサ４０（本発明の「第２センサ」に相当）は、電力ラインＬｕ、Ｌｖ及びＬｗが電力変換回路５０ｕ、５０ｖ及び５０ｗの後段で合流する出力ラインＬｏｕｔに配設されている。
【００９６】
本実施形態に係る制御装置２０は、電流センサ３０ｕ、３０ｖ、３０ｗ、及び４０からのセンサ信号を取得して、これによって、第１の実施形態と同様に、これらのセンサのいずれかにセンサ異常が発生していないか否かを診断する。
【００９７】
尚、本実施形態に係る制御装置２０が行う診断処理の詳細は省略するが、制御装置２０は、例えば、第１の実施形態と同様に（図２を参照）、電流センサ３０ｕ、３０ｖ、３０ｗの検出値の合計値と、電流センサ４０の検出値との一致度合いに基づいて、センサ異常の診断を行うことができる。
【００９８】
（第４の実施形態）
図８は、第４の実施形態に係る電力変換装置１の構成の一例を示す図である。本実施形態に係る電力変換装置１は、電流センサ３０ａ及び３０ｂに代えて電圧センサ６０ａ及び６０ｂ（本発明の「複数の第１センサ」に相当）が各電力ラインＬａ及びＬｂ中に配設され、電流センサ４０に代えて電圧センサ７０（本発明の「第２センサ」に相当）が出力ラインＬｏｕｔ中に配設されている点で、第１の実施形態と相違する。
【００９９】
本実施形態に係る制御装置２０は、電圧センサ６０ａ、６０ｂ及び７０からのセンサ信号を取得して、これによって、上記実施形態と同様に、これらのセンサのいずれかにセンサ異常が発生していないか否かを診断する。
【０１００】
図９は、本実施形態に係る制御装置２０（センサ異常診断部２０ｃ）の動作の一例を示すフローチャートである。
【０１０１】
制御装置２０は、まず、電圧センサ６０ａ、６０ｂ及び７０の検出値を読み出す（ステップＳ３１）。
【０１０２】
制御装置２０は、電圧センサ６０ａ、６０ｂ及び７０の検出値をそれぞれ互いに比較して、すべての電圧センサ６０ａ、６０ｂ及び７０の検出値が一致しているか否かを判定する（ステップＳ３２）。
【０１０３】
このステップＳ３２において、すべての電圧センサ６０ａ、６０ｂ及び７０の検出値が一致している場合（ステップＳ３２：ＹＥＳ）、制御装置２０は、例えば、車両ＥＣＵに対して、正常である旨を出力して（ステップＳ３３）、一連の処理を終了する。
【０１０４】
一方、このステップＳ３２において、電圧センサ６０ａ、６０ｂ及び７０の検出値のうち、いずれかの検出値が一致していない場合（ステップＳ３２：ＮＯ）、制御装置２０は、例えば、車両ＥＣＵに対して、センサ異常が生じている旨を出力して（ステップＳ３４）、一連の処理を終了する。
【０１０５】
以上のように、本実施形態に係る電力変換装置１によれば、複数の電力変換回路（電力変換回路１０ａ及び１０ｂ）の前段又は後段（入力ラインＬｉｎ又は出力ラインＬｏｕｔ）において当該複数の電力変換回路の出力電圧を検出するセンサ（電圧センサ７０）を配設し、当該センサの検出値と、複数の電力変換回路（電力変換回路１０ａ及び１０ｂ）それぞれが配設される電力ライン中に配設されるセンサ（電圧センサ６０ａ及び６０ｂ）の検出値と、に基づいて、センサ異常の診断を行う。
【０１０６】
これによって、並設された複数の電力変換回路（電力変換回路１０ａ及び１０ｂ）それぞれの用に設けられたセンサ（電圧センサ６０ａ及び６０ｂ）につき、複数の電力変換回路（電力変換回路１０ａ及び１０ｂ）それぞれを動作させた状態で、逐次的にセンサ異常の自己診断を実施することができる。
【０１０７】
（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態に限らず、種々に変形態様が考えられる。
【０１０８】
上記実施形態では、電力変換装置１の構成の一例を種々に示した。但し、各実施形態で示した態様を種々に組み合わせたものを用いてもよいのは勿論である。
【０１０９】
つまり、複数の第１センサ（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ…３０ｎ、３０ｕ、３０ｖ、３０ｗ、６０ａ、６０ｂ等）は、複数の電力ライン（Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ…Ｌｎ、Ｌｕ、Ｌｖ、Ｌｗ）それぞれに配設され、複数の電力変換回路（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ…１０ｎ、５０ｕ、５０ｖ、５０ｗ）それぞれが出力する電流若しくは電圧に係るレベルを検出する、又は、前記複数の電力変換回路（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ…１０ｎ、５０ｕ、５０ｖ、５０ｗ）それぞれへ入力する電流若しくは電圧に係るレベルを検出するものであればよい。
【０１１０】
又、第２のセンサ（４０、７０等）は、複数の電力ライン（Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ…Ｌｎ、Ｌｕ、Ｌｖ、Ｌｗ）が合流する出力ライン（Ｌｏｕｔ）に配設され、複数の電力変換回路（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ…１０ｎ、５０ｕ、５０ｖ、５０ｗ）それぞれの出力の合成成分の電流若しくは電圧に係るレベルを検出する、又は、複数の電力ラインに分流する前の入力ライン（Ｌｉｎ）に配設され複数の電力変換回路（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ…１０ｎ、５０ｕ、５０ｖ、５０ｗ）それぞれへの入力の合成成分の電流若しくは電圧に係るレベルを検出するものであればよいであればよい。
【０１１１】
又、上記実施形態では、電力変換装置１の入出力部の一例として、入力側コネクタＣｉｎ及び出力側コネクタＣｏｕｔを示した。但し、当該入出力部は、電磁誘導を利用して送受電するコイル等であってもよい。
【０１１２】
又、上記実施形態では、制御装置２０の構成の一例として、動作制御部２０ａ、センサ信号取得部２０ｂ、及び、センサ異常診断部２０ｃの各機能が一のコンピュータによって実現されるものとして記載したが、各機能の一部又は全部が複数のコンピュータに分散されて実現されてもよいのは勿論である。
【０１１３】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本開示に係る電力変換装置によれば、センサの数を増加させることなく、センサ異常の自己診断機能を実現することが可能である。
【符号の説明】
【０１１５】
１  電力変換装置
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ…１０ｎ、５０ｕ、５０ｖ、５０ｗ  電力変換回路
２０  制御装置
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ…３０ｎ、３０ｕ、３０ｖ、３０ｗ、４０  電流センサ
６０ａ、６０ｂ、７０  電圧センサ
Ｃｉｎ  入力側コネクタ
Ｃｏｕｔ  出力側コネクタ
Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ…Ｌｎ、Ｌｕ、Ｌｖ、Ｌｗ  電力ライン
Ｌｉｎ  入力ライン
Ｌｏｕｔ  出力ライン
Ｅ  バッテリ
Ｓ  外部交流電源
Ｒ  負荷装置
【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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【図６】
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【図７】
2019054700.tif 000009
【図８】
2019054700.tif 000010
【図９】
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