(57)【要約】【課題】  異常検出精度を向上したＤＣ／ＤＣコンバータの異常検出装置を提供する。【解決手段】  ＤＣ／ＤＣコンバータ６０は、電流共振型のＤＣ／ＤＣコンバータである。ＤＣ／ＤＣコンバータ６０は、平滑回路６４を含み、平滑回路６４によって平滑された出力電圧が補機バッテリＢ２へ出力される。一方、平滑回路６４前のノードＮＤには、アナログ電圧線７２の一端が接続され、その他端は、ＨＶ−ＥＣＵ７０のアナログ入力端子に接続される。そして、ＨＶ−ＥＣＵ７０は、平滑回路６４によって平滑される前の平滑前電圧ＶＰを取得し、その電圧ＶＰの電圧波形に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ６０の異常判定を行なう。【選択図】        図２
2007028727.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧変換された直流電圧を平滑する平滑回路を含むＤＣ／ＤＣコンバータの異常検出装置であって、
前記平滑回路によって平滑される前の電圧を前記ＤＣ／ＤＣコンバータから取得する電圧取得手段と、
前記電圧取得手段によって取得された平滑前電圧の波形に基づいて、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの異常の有無を判定する異常判定手段とを備えるＤＣ／ＤＣコンバータの異常検出装置。
【請求項２】
前記異常判定手段は、前記平滑前電圧の変動量が予め設定された第１の基準値を超えると、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを異常と判定する、請求項１に記載のＤＣ／ＤＣコンバータの異常検出装置。
【請求項３】
前記異常判定手段は、前記平滑前電圧の最小値が予め設定された第２の基準値を下回ると、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを異常と判定する、請求項１に記載のＤＣ／ＤＣコンバータの異常検出装置。
【請求項４】
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、
入力される直流電圧をスイッチング素子を用いて交流電圧に変換するスイッチ回路と、
前記交流電圧の電圧レベルを変換する変圧器と、
前記変圧器によって電圧変換された交流電圧を直流電圧に整流する整流回路と、
前記整流回路によって整流された直流電圧を平滑する前記平滑回路とを含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＤＣ／ＤＣコンバータの異常検出装置。
【請求項５】
前記異常判定手段は、前記平滑前電圧の変動量が予め設定された第１の基準値を超えたとき、または、前記平滑前電圧の最小値が予め設定された第２の基準値を下回ったとき、前記スイッチ回路を異常と判定する、請求項４に記載のＤＣ／ＤＣコンバータの異常検出装置。
【請求項６】
直流電源と、
前記直流電源からの電力を用いて車両の駆動力を発生する電動機と、
前記直流電源からの直流電圧を所定の電圧レベルに変換し、その変換した直流電圧を平滑して前記車両の補機へ出力するＤＣ／ＤＣコンバータと、
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のＤＣ／ＤＣコンバータの異常検出装置とを備える車両。
【請求項７】
前記車両の駆動力を発生する内燃機関をさらに備える、請求項６に記載の車両。
【請求項８】
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの異常検出装置は、当該車両を制御するハイブリッドＥＣＵに実装され、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータから取得される前記平滑前電圧は、前記ハイブリッドＥＣＵにアナログ入力される、請求項７に記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＤＣ／ＤＣコンバータの異常検出装置およびそれを備えた車両に関し、特に、ハイブリッド自動車や電気自動車などに搭載されるＤＣ／ＤＣコンバータの異常検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開平１１−３３２００１号公報（特許文献１）は、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータの異常を検出する異常検出装置を開示する。この異常検出装置は、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を検出する電圧センサと、電圧センサからの検出値に基づいてコンバータ異常が発生したか否かを判定する異常判定手段とを備える。
【０００３】
異常判定手段は、電圧センサからの出力電圧検出値の変化の速さがコンバータ正常状態における出力電圧の変化の速さと異なる場合にコンバータ異常が発生したと判断する。たとえば、異常判定手段は、時間軸に対する出力電圧検出値の傾きを算出し、その算出した傾きをコンバータ正常状態に対応する基準の電圧傾きと比較することによって、コンバータ異常が発生したか否かを判定する（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−３３２００１号公報
【特許文献２】特開平９−３０８２４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特開平１１−３３２００１号公報に開示される異常検出装置は、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧のみに基づいて異常を検出するので、十分な検出精度が得られないおそれがある。特に、スイッチング型のＤＣ／ＤＣコンバータにおいては、一般的にＤＣ／ＤＣコンバータの出力部に平滑回路が設けられるので、異常時に崩れた電圧波形が平滑回路によって平滑されてしまい、異常が発生しているにも拘わらず異常を検出できないおそれがある。
【０００５】
また、ＤＣ／ＤＣコンバータの最終的な出力電圧のみに基づく異常検出では、異常の発生箇所を特定するのは困難である。
【０００６】
そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、異常検出精度を向上したＤＣ／ＤＣコンバータの異常検出装置を提供することである。
【０００７】
また、この発明の別の目的は、異常検出精度を向上したＤＣ／ＤＣコンバータの異常検出装置を備えた車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータの異常検出装置は、電圧変換された直流電圧を平滑する平滑回路を含むＤＣ／ＤＣコンバータの異常検出装置であって、平滑回路によって平滑される前の電圧をＤＣ／ＤＣコンバータから取得する電圧取得手段と、電圧取得手段によって取得された平滑前電圧の波形に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータの異常の有無を判定する異常判定手段とを備える。
【０００９】
この発明によるＤＣ／ＤＣコンバータの異常検出装置においては、電圧取得手段は、平滑回路によって平滑される前の電圧をＤＣ／ＤＣコンバータから取得する。すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータに異常が発生すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ内の電圧波形が崩れるところ、電圧取得手段は、ＤＣ／ＤＣコンバータの異常によって崩れた電圧波形が平滑回路によって平滑された最終的な出力電圧ではなく、電圧波形が崩れたままの平滑前電圧を取得する。そして、異常判定手段は、ＤＣ／ＤＣコンバータの異常時に波形が崩れる平滑前電圧の波形に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータの異常の有無を判定する。
【００１０】
したがって、この発明によるＤＣ／ＤＣコンバータの異常検出装置によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータの異常発生時、確実かつ高精度にＤＣ／ＤＣコンバータの異常を検出することができる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータの異常時に崩れた電圧波形は、異常に関する情報を含んでいるので、この異常検出装置によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータの異常箇所を特定し得る。
【００１１】
好ましくは、異常判定手段は、平滑前電圧の変動量が予め設定された第１の基準値を超えると、ＤＣ／ＤＣコンバータを異常と判定する。
【００１２】
ＤＣ／ＤＣコンバータに異常が発生すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ内の電圧波形が崩れ、一般に電圧変動が増大する。そして、このＤＣ／ＤＣコンバータの異常検出装置においては、異常判定手段は、平滑回路によって平滑されていない電圧に基づいて異常判定を行なうので、ＤＣ／ＤＣコンバータの異常時に増大した電圧変動量を正常時の電圧変動量と明確に判別することができる。
【００１３】
したがって、このＤＣ／ＤＣコンバータの異常検出装置によれば、簡易かつ高精度にＤＣ／ＤＣコンバータの異常を検出することができる。
【００１４】
また、好ましくは、異常判定手段は、平滑前電圧の最小値が予め設定された第２の基準値を下回ると、ＤＣ／ＤＣコンバータを異常と判定する。
【００１５】
ＤＣ／ＤＣコンバータに異常が発生すると、電圧変動の増大とともに、電圧レベルも低下することが多い。そして、このＤＣ／ＤＣコンバータの異常検出装置においては、異常判定手段は、平滑回路によって平滑されていない電圧に基づいて異常判定を行なうので、ＤＣ／ＤＣコンバータの異常時に低下した電圧最小値（変動する電圧の下ピーク値）を正常時の電圧最小値と明確に判別することができる。
【００１６】
したがって、このＤＣ／ＤＣコンバータの異常検出装置によっても、簡易かつ高精度にＤＣ／ＤＣコンバータの異常を検出することができる。
【００１７】
好ましくは、ＤＣ／ＤＣコンバータは、入力される直流電圧をスイッチング素子を用いて交流電圧に変換するスイッチ回路と、交流電圧の電圧レベルを変換する変圧器と、変圧器によって電圧変換された交流電圧を直流電圧に整流する整流回路と、整流回路によって整流された直流電圧を平滑する平滑回路とを含む。
【００１８】
さらに好ましくは、異常判定手段は、平滑前電圧の変動量が予め設定された第１の基準値を超えたとき、または、平滑前電圧の最小値が予め設定された第２の基準値を下回ったとき、スイッチ回路を異常と判定する。
【００１９】
このＤＣ／ＤＣコンバータの異常検出装置は、いわゆるスイッチング型のＤＣ／ＤＣコンバータに適用される。そして、スイッチング型ＤＣ／ＤＣコンバータにおいてスイッチ回路に異常が発生すると、正常時と比べて電圧変動量が大きくなったり、電圧レベルが低下するなどの変化が現われる。このような変化は、平滑回路によって平滑される前の電圧に顕著に現われる。そこで、異常判定手段は、上記のような変化が平滑前電圧に現われると、スイッチ回路を異常と判定する。
【００２０】
したがって、このＤＣ／ＤＣコンバータの異常検出装置によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータの異常発生時、スイッチ回路の異常を特定することができる。
【００２１】
また、この発明によれば、車両は、直流電源と、直流電源からの電力を用いて車両の駆動力を発生する電動機と、直流電源からの直流電圧を所定の電圧レベルに変換し、その変換した直流電圧を平滑して車両の補機へ出力するＤＣ／ＤＣコンバータと、上述したいずれかのＤＣ／ＤＣコンバータの異常検出装置とを備える。
【００２２】
この発明による車両においては、上述したＤＣ／ＤＣコンバータの異常検出装置が備えられるので、確実かつ高精度にＤＣ／ＤＣコンバータの異常を検出することができる。したがって、この発明による車両によれば、車両の信頼性が向上する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータの異常箇所を特定し得るので、車両のメンテナンス性が向上する。
【００２３】
好ましくは、車両は、車両の駆動力を発生する内燃機関をさらに備える。
この車両は、電動機と内燃機関とを動力源とするハイブリッド自動車である。したがって、この車両によれば、ハイブリッド自動車の信頼性が向上する。また、ハイブリッド自動車のメンテナンス性も向上する。
【００２４】
さらに好ましくは、ＤＣ／ＤＣコンバータの異常検出装置は、当該車両を制御するハイブリッドＥＣＵに実装される。ＤＣ／ＤＣコンバータから取得される平滑前電圧は、ハイブリッドＥＣＵにアナログ入力される。
【００２５】
したがって、この車両によれば、非常に簡易な構成でハイブリッド自動車の信頼性を向上することができる。
【発明の効果】
【００２６】
この発明によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータに含まれる平滑回路によって平滑される前の電圧に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータの異常検出を行なうようにしたので、ＤＣ／ＤＣコンバータの異常検出精度が向上する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータの異常時に崩れた電圧波形は、異常に関する情報を含んでいるので、この発明によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータの異常箇所を特定し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２８】
図１は、この発明の実施の形態による車両の一例として示されるハイブリッド自動車の全体ブロック図である。図１を参照して、このハイブリッド自動車１００は、主バッテリＢ１と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、昇圧コンバータ１０と、インバータ２０，３０と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割機構４０と、エンジン４２と、ギヤ４４と、駆動輪４６と、ＭＧ−ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）５０と、電源線ＰＬ１，ＰＬ２と、接地線ＳＬとを備える。また、ハイブリッド自動車１００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０と、補機バッテリＢ２と、ＨＶ−ＥＣＵ７０と、アナログ電圧線７２とをさらに備える。
【００２９】
主バッテリＢ１は、直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池からなる。主バッテリＢ１は、直流電圧を発生して電源線ＰＬ１へ出力する。また、主バッテリＢ１は、昇圧コンバータ１０によって充電される。コンデンサＣ１は、電源線ＰＬ１と接地線ＳＬとの間の電圧変動を平滑化する。
【００３０】
昇圧コンバータ１０は、ＭＧ−ＥＣＵ５０からの信号ＰＷＣに基づいて、主バッテリＢ１から受ける直流電圧を昇圧し、その昇圧した電圧を電源線ＰＬ２に供給する。また、昇圧コンバータ１０は、ＭＧ−ＥＣＵ５０からの信号ＰＷＣに基づいて、電源線ＰＬ２の電圧を降圧して主バッテリＢ１を充電する。この昇圧コンバータ１０には、電源線ＰＬ２と接地線との間に直列に接続されるスイッチング素子と、各スイッチング素子の接続点と電源線ＰＬ１との間に接続されるリアクトルとから成る昇降圧チョッパ型のコンバータなどが用いられる。
【００３１】
コンデンサＣ２は、電源線ＰＬ２と接地線ＳＬとの間の電圧変動を平滑化する。インバータ２０は、ＭＧ−ＥＣＵ５０からの信号ＰＷＭ１に基づいて、電源線ＰＬ２から受ける直流電圧を３相交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ１へ出力する。また、インバータ２０は、エンジン４２からの出力を受けてモータジェネレータＭＧ１が発電する３相交流電圧を直流電圧に変換して電源線ＰＬ２へ出力する。
【００３２】
インバータ３０は、ＭＧ−ＥＣＵ５０からの信号ＰＷＭ２に基づいて、電源線ＰＬ２から受ける直流電圧を３相交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ２へ出力する。また、インバータ３０は、ハイブリッド自動車１００のの回生制動時、モータジェネレータＭＧ２が発電する３相交流電圧を直流電圧に変換して電源線ＰＬ２へ出力する。
【００３３】
モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、３相交流電動機であり、たとえば３相交流同期電動発電機からなる。モータジェネレータＭＧ１は、動力分割機構４０を介して受けるエンジン４２の回転力を用いて３相交流電圧を発生し、その発生した３相交流電圧をインバータ２０へ出力する。また、モータジェネレータＭＧ１は、インバータ２０から受ける３相交流電圧によって駆動力を発生し、その発生した駆動力を動力分割機構４０を介してエンジン４２へ出力することによってエンジン４２の始動を行なう。モータジェネレータＭＧ２は、インバータ３０から受ける３相交流電圧によってこのハイブリッド自動車１００の駆動トルクを発生する。また、モータジェネレータＭＧ２は、ハイブリッド自動車１００の回生制動時、３相交流電圧を発生してインバータ３０へ出力する。
【００３４】
エンジン４２は、動力分割機構４０およびギヤ４４を介して駆動輪４６を駆動するとともに、動力分割機構４０を介してモータジェネレータＭＧ１に回転力を与える。また、エンジン４２は、モータジェネレータＭＧ１からの駆動力を受けて始動する。
【００３５】
動力分割機構は４０は、エンジン４２からの出力を駆動輪４６の駆動力およびモータジェネレータＭＧ１に与える回転力に分割する。また、動力分割機構４０は、エンジン４２の始動時、モータジェネレータＭＧ１からの駆動力をエンジン４２へ伝達する。ギヤ４４は、モータジェネレータＭＧ２および動力分割機構４０からの回転数を減速して駆動輪４６へ出力する。
【００３６】
ＭＧ−ＥＣＵ５０は、ＨＶ−ＥＣＵ７０から受けるモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令値、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のモータ回転数、主バッテリＢ１の電圧および電源線ＰＬ２の電圧に基づいて、昇圧コンバータ１０を駆動するための信号ＰＷＣを生成し、その生成した信号ＰＷＣを昇圧コンバータ１０へ出力する。なお、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のモータ回転数ならびに主バッテリＢ１および電源線ＰＬ２の電圧は、図示されない各センサによって検出される。
【００３７】
また、ＭＧ−ＥＣＵ５０は、電源線ＰＬ２の電圧ならびにモータジェネレータＭＧ１の各相電流およびトルク指令値に基づいて、モータジェネレータＭＧ１を駆動するための信号ＰＷＭ１を生成し、その生成した信号ＰＷＭ１をインバータ２０へ出力する。さらに、ＭＧ−ＥＣＵ５０は、電源線ＰＬ２の電圧ならびにモータジェネレータＭＧ２の各相電流およびトルク指令値に基づいて、モータジェネレータＭＧ２を駆動するための信号ＰＷＭ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭ２をインバータ３０へ出力する。なお、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各相電流は、図示されない電流センサによって検出される。
【００３８】
ＤＣ／ＤＣコンバータ６０は、電源線ＰＬ１および接地線ＳＬに接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ６０は、電源線ＰＬ１から受ける直流電圧を補機電圧レベルまで降圧し、その降圧した電圧を補機バッテリＢ２および各補機（図示せず、以下同じ。）へ出力する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０は、補機バッテリＢ２および各補機へ出力する出力電圧が平滑化される前の電圧をアナログ電圧線７２へ出力する。
【００３９】
補機バッテリＢ２は、補機用電力を蓄電する二次電池である。アナログ電圧線７２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０から出力される平滑前電圧をＨＶ−ＥＣＵ７０へアナログ入力するための電圧線であり、ＨＶ−ＥＣＵ７０のアナログ入力端子に接続される。
【００４０】
ＨＶ−ＥＣＵ７０は、運転者によるアクセルペダルの開度やその他運転状況に基づいてモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令値を演算し、その演算したトルク指令値をＭＧ−ＥＣＵ５０へ出力する。
【００４１】
また、ＨＶ−ＥＣＵ７０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０から出力される平滑前電圧をＤＣ／ＤＣコンバータ６０からアナログ電圧線７２を介して受ける。そして、ＨＶ−ＥＣＵ７０は、その受けたＤＣ／ＤＣコンバータ６０の出力電圧平滑前の電圧波形に基づいて、後述する方法によりＤＣ／ＤＣコンバータ６０の異常を検出する。なお、特に図示しないが、ＨＶ−ＥＣＵ７０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の異常を検出すると、運転者に警告するために、たとえば運転パネルに警告灯を点灯させる。
【００４２】
図２は、図１に示したＤＣ／ＤＣコンバータ６０の回路図である。図２を参照して、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０は、スイッチングトランジスタＱ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１〜Ｄ４と、コンデンサＣ３，Ｃ４，ＣＲと、トランス６２と、コイルＬＲと、平滑回路６４とを含む。
【００４３】
スイッチングトランジスタＱ１，Ｑ２は、電源線ＰＬ１と接地線ＳＬとの間に直列に接続される。各スイッチングトランジスタＱ１，Ｑ２は、たとえばＭＯＳトランジスタから成る。ダイオードＤ１，Ｄ２は、それぞれスイッチングトランジスタＱ１，Ｑ２に逆並列に接続される。コンデンサＣ３，Ｃ４は、それぞれスイッチングトランジスタＱ１，Ｑ２に並列に接続される。
【００４４】
トランス６２は、一次コイルＬ１と、二次コイルＬ２１，Ｌ２２とから成る。一次コイルＬ１は、直列接続されたコイルＬＲおよびコンデンサＣＲに直列に接続される。そして、一次コイルＬ１、コイルＬＲおよびコンデンサＣＲから成る直列回路は、スイッチングトランジスタＱ２に並列に接続され、ＬＣ直列共振回路を形成する。二次コイルＬ２１，Ｌ２２は、直列接続される。
【００４５】
ダイオードＤ３のアノードは、トランス６２の二次コイルＬ２１に接続され、そのカソードは、ノードＮＤに接続される。ダイオードＤ４のアノードは、トランス６２の二次コイルＬ２２に接続され、そのカソードは、ノードＮＤに接続される。このダイオードＤ３，Ｄ４は、トランス６２から出力される交流電圧を直流電圧に整流する。
【００４６】
平滑回路６４は、コイルＬ３と、コンデンサＣ５とから成る。コイルＬ３は、ノードＮＤと電源線８６との間に接続される。コンデンサＣ５は、電源線８６と二次コイルＬ２１，Ｌ２２の接続点に接続される電源線８８との間に接続される。この平滑回路６４は、ダイオードＤ３，Ｄ４によって整流された直流電圧を平滑化する。そして、電源線８６，８８にそれぞれ補機バッテリＢ２の正極および負極が接続され、平滑回路６４によって平滑された出力電圧が補機バッテリＢ２へ出力される。
【００４７】
ＨＶ−ＥＣＵ７０のアナログ入力端子に接続されるアナログ電圧線７２は、ノードＮＤに接続される。すなわち、アナログ電圧線７２は、平滑回路６４によって平滑される前の電圧ＶＰ（以下では、「平滑前電圧ＶＰ」とも称する。）をＨＶ−ＥＣＵ７０のアナログ入力端子へ伝達する。
【００４８】
このＤＣ／ＤＣコンバータ６０は、電流共振型のスイッチング型ＤＣ／ＤＣコンバータである。すなわち、このＤＣ／ＤＣコンバータ６０においては、トランス６２の一次コイルＬ１およびコイルＬＲのインダクタンス値ならびにコンデンサＣＲの容量値によって決まる固有の直列共振周波数に近い周波数でスイッチングトランジスタＱ１，Ｑ２が交互にオン／オフされる。そうすると、一次コイルＬ１、コイルＬＲおよびコンデンサＣＲから成る直列共振回路に共振電流が流れ、トランス６２に交流電流が供給される。そして、一次コイルＬ１と二次コイルＬ２１，Ｌ２２との巻数比に応じて電圧変換された交流電圧がダイオードＤ３，Ｄ４によって直流電圧に整流され、さらに平滑回路６４によって平滑されて補機バッテリＢ２へ出力される。
【００４９】
図３は、図２に示したアナログ電圧線７２に出力される平滑前電圧ＶＰの波形図である。この図３では、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０が正常時の電圧ＶＰの波形と、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の故障モード影響解析（Ｆａｉｌｕｒｅ  Ｍｏｄｅｓ  ａｎｄ  Ｅｆｆｅｃｔｓ  Ａｎａｌｙｓｉｓ）の結果から得られた、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０が異常時の電圧ＶＰの波形の一例とが示されている。
【００５０】
図３を参照して、実線がアナログ電圧線７２に出力される平滑前電圧ＶＰを示す。ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の正常時、平滑前電圧ＶＰは、スイッチングトランジスタＱ１，Ｑ２のオン／オフ周波数に応じた周期Ｔ１で周期変動し、最大値ＶＮ１および最小値ＶＮ２からなる変動量ΔＶＮで変動する。この周期Ｔ１は、トランスＬ１の一次コイルＬ１、コイルＬＲおよびコンデンサＣＲから成る直列共振回路の共振周波数近傍で交互にオン／オフするスイッチングトランジスタＱ１，Ｑ２のスイッチング周期に対応する。
【００５１】
一方、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の異常時、平滑前電圧ＶＰは、正常時の周期Ｔ１よりも長い周期Ｔ２で周期変動し、最大値ＶＡ１および最小値ＶＡ２からなる変動量ΔＶＡで変動する。このＤＣ／ＤＣコンバータ６０の異常時の平滑前電圧ＶＰを正常時の平滑前電圧ＶＰと比較すると、変動周期が大きくなったことに伴なって、異常時の変動量ΔＶＡは、正常時の変動量ΔＶＮよりも大きい。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の異常時の平滑前電圧ＶＰの最小値ＶＡ２は、正常時の平滑前電圧ＶＰの最小値ＶＮ２よりも小さい。
【００５２】
ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の異常時におけるこのような電圧波形は、スイッチングトランジスタＱ１，Ｑ２に異常が発生し、スイッチングトランジスタＱ１，Ｑ２が共振周波数近傍でオン／オフできなくなったことに起因している。ＤＣ／ＤＣコンバータ６０が異常時の平滑前電圧ＶＰの電圧波形は、図３に示される波形に限定されるものではないが、上記の故障モード影響解析の結果から、図３に示されるような電圧波形となることが多いことが判明している。
【００５３】
そこで、この実施の形態では、上記の知見に基づき、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の平滑回路６４により出力電圧が平滑化される前の平滑前電圧ＶＰをアナログ電圧線７２を介してＨＶ−ＥＣＵ７０へアナログ出力し、ＨＶ−ＥＣＵ７０において、平滑前電圧ＶＰの変動量に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の異常を検出するようにしたものである。
【００５４】
図４は、図１に示したＨＶ−ＥＣＵ７０において実行されるＤＣ／ＤＣコンバータ６０の異常判定処理のフローチャートである。なお、この図４に示されるフローチャートによる処理は、一定の制御周期で繰返し実行される。
【００５５】
図４を参照して、ＨＶ−ＥＣＵ７０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の平滑回路６４によって出力電圧が平滑される前の平滑前電圧ＶＰをＤＣ／ＤＣコンバータ６０からアナログ電圧線７２を介して取得する（ステップＳ１０）。より具体的には、ＨＶ−ＥＣＵ７０のアナログ入力端子にアナログ電圧線７２が接続されており、ＨＶ−ＥＣＵ７０は、アナログ電圧線７２が接続されたアナログ入力端子から平滑前電圧ＶＰを内部に取込む。
【００５６】
ＨＶ−ＥＣＵ７０は、平滑前電圧ＶＰを取得すると、その取得した平滑前電圧ＶＰが最大値Ｖｍａｘよりも高いか否かを判定する（ステップＳ２０）。この最大値Ｖｍａｘは、変動する平滑前電圧ＶＰからその最大値すなわち上ピーク値を取得するための変数である。そして、ＨＶ−ＥＣＵ７０は、取得した平滑前電圧ＶＰが最大値Ｖｍａｘよりも高いと判定すると（ステップＳ２０においてＹＥＳ）、その取得した平滑前電圧ＶＰで最大値Ｖｍａｘを更新する（ステップＳ３０）。一方、ＨＶ−ＥＣＵ７０は、取得した平滑前電圧ＶＰが最大値Ｖｍａｘ以下であると判定すると（ステップＳ２０においてＮＯ）、ステップＳ４０へ処理を進める。
【００５７】
また、ＨＶ−ＥＣＵ７０は、取得した平滑前電圧ＶＰが最小値Ｖｍｉｎよりも低いか否かを判定する（ステップＳ４０）。この最小値Ｖｍｉｎは、変動する平滑前電圧ＶＰからその最小値すなわち下ピーク値を取得するための変数である。そして、ＨＶ−ＥＣＵ７０は、取得した平滑前電圧ＶＰが最小値Ｖｍｉｎよりも低いと判定すると（ステップＳ４０においてＹＥＳ）、その取得した平滑前電圧ＶＰで最小値Ｖｍｉｎを更新する（ステップＳ５０）。一方、ＨＶ−ＥＣＵ７０は、取得した平滑前電圧ＶＰが最小値Ｖｍｉｎ以上であると判定すると（ステップＳ４０においてＮＯ）、ステップＳ６０へ処理を進める。
【００５８】
次いで、ＨＶ−ＥＣＵ７０は、最大値Ｖｍａｘと最小値Ｖｍｉｎとの差、すなわち平滑前電圧ＶＰの変動量が予め設定された基準値Ｖｔｈ１よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ６０）。この基準値Ｖｔｈ１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の正常時の平滑前電圧ＶＰの変動量、および故障モード影響解析から得られたＤＣ／ＤＣコンバータ６０の異常時の平滑前電圧ＶＰの変動量とに基づいて、適当な値に予め決定される。
【００５９】
そして、ＨＶ−ＥＣＵ７０は、最大値Ｖｍａｘと最小値Ｖｍｉｎとの差が基準値Ｖｔｈ１よりも大きいと判定すると（ステップＳ６０においてＹＥＳ）、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０を異常であると判定する（ステップＳ７０）。なお、このとき、ＨＶ−ＥＣＵ７０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の異常をスイッチングトランジスタＱ１，Ｑ２の異常によるものと特定する。そして、ＨＶ−ＥＣＵ７０は、一連の処理を終了する。一方、ＨＶ−ＥＣＵ７０は、最大値Ｖｍａｘと最小値Ｖｍｉｎとの差が基準値Ｖｔｈ１以下であると判定すると（ステップＳ６０においてＮＯ）、ステップＳ７０へ進むことなく一連の処理を終了する。
【００６０】
なお、特に図示しないが、ＨＶ−ＥＣＵ７０は、ステップＳ７０においてＤＣ／ＤＣコンバータ６０を異常と判定すると、運転者に警告するための警報を運転パネルなどに出力し、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の交換あるいはリセットボタンの押下などに応じて、最大値Ｖｍａｘおよび最小値Ｖｍｉｎの値を０にリセットする。
【００６１】
なお、上記においては、ＨＶ−ＥＣＵ７０は、平滑前電圧ＶＰの変動量に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ６０の異常を判定するものとした。一方、上述したように、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０異常時の平滑前電圧ＶＰの最小値ＶＡ２は、正常時の平滑前電圧ＶＰの最小値ＶＮ２よりも低下することから、平滑前電圧ＶＰの最小値に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ６０の異常を検出するようにしてもよい。
【００６２】
図５は、図１に示したＨＶ−ＥＣＵ７０において実行されるＤＣ／ＤＣコンバータ６０の他の異常判定方法を示すフローチャートである。なお、この図５に示されるフローチャートによる処理は、一定の制御周期で繰返し実行される。
【００６３】
図５を参照して、この異常判定方法は、図４に示した処理フローにおいて、ステップＳ２０，Ｓ３０を含まず、ステップＳ６０に代えてステップＳ６５を含む。すなわち、ＨＶ−ＥＣＵ７０は、ステップＳ１０において平滑前電圧ＶＰを取得すると、ステップＳ４０へ処理を進める。
【００６４】
ステップＳ４０において、取得した平滑前電圧ＶＰが最小値Ｖｍｉｎ以上であると判定されると（ステップＳ４０においてＮＯ）、または、ステップＳ４０において、取得した平滑前電圧ＶＰが最小値Ｖｍｉｎよりも低いと判定され（ステップＳ４０においてＹＥＳ）、かつ、ステップＳ５０において、その取得した平滑前電圧ＶＰで最小値Ｖｍｉｎが更新されると、ＨＶ−ＥＣＵ７０は、最小値Ｖｍｉｎが予め設定された基準値Ｖｔｈ２よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ６５）。この基準値Ｖｔｈ２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の正常時の平滑前電圧ＶＰの最小値ＶＮ２、および故障モード影響解析から得られたＤＣ／ＤＣコンバータ６０の異常時の平滑前電圧ＶＰの最小値ＶＡ２とに基づいて、適当な値に予め決定される。
【００６５】
そして、ＨＶ−ＥＣＵ７０は、最小値Ｖｍｉｎが基準値Ｖｔｈ２よりも小さいと判定すると（ステップＳ６５においてＹＥＳ）、ステップＳ７０へ処理を進める。一方、ＨＶ−ＥＣＵ７０は、最小値Ｖｍｉｎが基準値Ｖｔｈ２以上であると判定すると（ステップＳ６５においてＮＯ）、ステップＳ７０へ進むことなく一連の処理を終了する。
【００６６】
以上のように、この実施の形態によれば、ＨＶ−ＥＣＵ７０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０に含まれる平滑回路６４によって平滑される前の平滑前電圧ＶＰを取得する。そして、ＨＶ−ＥＣＵ７０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の異常時に波形が崩れる平滑前電圧ＶＰに基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の異常検出を行なうようにしたので、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の異常発生時、確実かつ高精度にＤＣ／ＤＣコンバータ６０の異常を検出することができる。
【００６７】
また、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の異常時に崩れた平滑前電圧ＶＰの電圧波形は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の異常に関する情報を含んでいる。そして、ＨＶ−ＥＣＵ７０は、平滑前電圧ＶＰの変動量または最小値が所定の基準値を超えると、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０を異常であると判定するとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の異常をスイッチングトランジスタＱ１，Ｑ２の異常によるものと特定する。
【００６８】
そして、この実施の形態によれば、確実かつ高精度にＤＣ／ＤＣコンバータ６０の異常を検出することができることにより、ハイブリッド車両１００の信頼性およびメンテナンス性が向上する。
【００６９】
なお、上記の実施の形態においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の平滑回路６４の平滑前電圧ＶＰに基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ６０の異常を検出するものとしたが、平滑回路６４によって平滑される前の電流波形を電流センサによって検出し、その検出した電流波形に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ６０の異常を検出するようにしてもよい。
【００７０】
また、上記においては、主バッテリＢ１は、二次電池としたが、主バッテリＢ１は、燃料電池（Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ）であってもよい。そして、上記においては、この発明の実施の形態による車両の一例としてハイブリッド自動車の場合を説明したが、この発明は、ハイブリッド自動車のほか、電気自動車や燃料電池を搭載した燃料電池車などにも適用可能である。
【００７１】
なお、上記において、アナログ電圧線７２およびＨＶ−ＥＣＵ７０は、この発明における「ＤＣ／ＤＣコンバータの異常検出装置」に対応する。また、アナログ電圧線７２およびＨＶ−ＥＣＵ７０により実行されるステップＳ１０の処理は、この発明における「電圧取得手段」に対応し、ＨＶ−ＥＣＵ７０により実行されるステップＳ７０は、この発明における「異常判定手段」により実行される処理に対応する。さらに、スイッチングトランジスタＱ１，Ｑ２は、この発明における「スイッチ回路」に対応し、トランス６２は、この発明における「変圧器」に対応し、ダイオードＤ３，Ｄ４は、この発明における「整流回路」に対応する。
【００７２】
また、さらに、主バッテリＢ１は、この発明における「直流電源」に対応し、モータジェネレータＭＧ２は、この発明における「電動機」に対応する。また、さらに、エンジン４２は、この発明における「内燃機関」に対応し、ＨＶ−ＥＣＵ７０は、この発明における「ハイブリッドＥＣＵ」に対応する。
【００７３】
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、上記した実施の形態の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】
【００７４】
【図１】この発明の実施の形態による車両の一例として示されるハイブリッド自動車の全体ブロック図である。
【図２】図１に示すＤＣ／ＤＣコンバータの回路図である。
【図３】図２に示すアナログ電圧線に出力される平滑前電圧の波形図である。
【図４】図１に示すＨＶ−ＥＣＵにおいて実行されるＤＣ／ＤＣコンバータの異常判定処理のフローチャートである。
【図５】図１に示すＨＶ−ＥＣＵにおいて実行されるＤＣ／ＤＣコンバータの他の異常判定方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７５】
１０  昇圧コンバータ、２０，３０  インバータ、４０  動力分割機構、４２  エンジン、４４  ギヤ、４６  駆動輪、５０  ＭＧ−ＥＣＵ、６０  ＤＣ／ＤＣコンバータ、６２  トランス、６４  平滑回路、７０  ＨＶ−ＥＣＵ、７２  アナログ電圧線、８６，８８，ＰＬ１，ＰＬ２  電源線、Ｂ１  主バッテリ、Ｃ１〜Ｃ５，ＣＲ  コンデンサ、ＭＧ１，ＭＧ２  モータジェネレータ、ＳＬ  接地線、Ｂ２  補機バッテリ、Ｑ１，Ｑ２  スイッチングトランジスタ、Ｄ１〜Ｄ４  ダイオード、ＬＲ，Ｌ３  コイル、Ｌ１  一次コイル、Ｌ２１，Ｌ２２  二次コイル、ＮＤ  ノード。
【図１】
2007028727.tif 000003
【図２】
2007028727.tif 000004
【図３】
2007028727.tif 000005
【図４】
2007028727.tif 000006
【図５】
2007028727.tif 000007