(57)【要約】【課題】蓄電装置にインバータを介して接続された２つの回転電機の中性点に外部電源が接続され、蓄電装置が充電される電気自動車において、相電流センサまたは電源電流センサの異常を簡易な構成で検出する。【解決手段】電気自動車１は、蓄電装置１０と、インバータ２１，２２と、回転電機３１，３２と、回転電機の相電流を検出する相電流センサ７１Ｕ，７１Ｗ，７２Ｕ，７２Ｗと、回転電機の中性点Ｎ１，Ｎ２に外部電源２を接続するための接続部４０と、外部電源２と中性点Ｎ１との間の電流を検出する電源電流センサ５２とを有し、外部電源により蓄電装置が充電されるものである。異常検出システムは、インバータを制御して相電流センサが設けられた相に外部電源からの電流を流す通電制御を行い、その際に相電流センサの出力および電源電流センサの出力を取得し、取得された出力に基づき、相電流センサまたは電源電流センサの異常を判定する。【選択図】図１
2009201205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電装置と、
前記蓄電装置に接続された２つのインバータと、
それぞれ対応する前記インバータに接続された２つの回転電機と、
前記回転電機の少なくとも１つの相電流を検出する少なくとも１つの相電流センサと、
前記２つの回転電機の中性点に外部電源を接続するための接続部と、
前記外部電源と前記中性点との間の電流を検出する電源電流センサと、
を有し、前記外部電源により前記蓄電装置が充電される電気自動車における電流センサの異常検出システムであって、
前記インバータを制御して、前記相電流センサが設けられた相に前記外部電源からの電流を流す通電制御を行う通電制御手段と、
前記通電制御が行われている際に、前記相電流センサの出力および前記電源電流センサの出力を取得する出力取得手段と、
前記取得された相電流センサの出力と電源電流センサの出力とに基づき、前記相電流センサまたは前記電源電流センサの異常を判定する異常判定手段と、
を有することを特徴とする電流センサの異常検出システム。
【請求項２】
請求項１に記載の電流センサの異常検出システムであって、
前記相電流センサは、前記回転電機毎に、当該回転電機の一部の相に設けられ、
前記通電制御手段は、いずれか一方の回転電機の相のうち前記一部の相にのみ電流が流れる期間が生じるように、前記通電制御を行い、
前記出力取得手段は、前記一部の相にのみ電流が流れる期間において、当該一部の相に設けられた相電流センサの出力と、前記電源電流センサの出力とを取得する、
ことを特徴とする電流センサの異常検出システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電流センサの異常検出システムであって、
前記通電制御は、前記インバータを制御して前記外部電源により前記蓄電装置を充電する充電制御であることを特徴とする電流センサの異常検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車における電流センサの異常検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
バッテリにより駆動される２つのモータを有する電気自動車において、上記２つのモータのコイルを介して、商用電源により上記バッテリを充電する技術が知られている。例えば、特許文献１には、２個の車両駆動用永久磁石モータと、モータ毎に設けられた２個のインバータと、モータに電力を供給するバッテリと、２個のモータの各々の中性点に商用電源を接続する接続部と、インバータを制御してモータの３相のコイルに等しい電流を商用電源から流し、これらのコイルを昇圧用リアクトルとして上記バッテリに対し充電を行う制御回路とを有する電気自動車が開示されている。
【０００３】
なお、特許文献２には、バッテリからの直流をインバータにて交流に変換し、モータを駆動する駆動システムにおいて、バッテリからインバータへの入力電流を検出し、当該検出された入力電流の波形から、入力電流が振動状態になった際に異常と判定する技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１２６１２１号公報
【特許文献２】特開平９−２００９０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、蓄電装置にインバータを介して接続された２つの回転電機を有し、上記２つの回転電機の中性点に外部電源が接続され、当該外部電源により蓄電装置が充電される電気自動車において、回転電機の相電流を検出する相電流センサと、外部電源と中性点との間の電流を検出する電源電流センサとが設けられる構成では、相電流センサまたは電源電流センサの異常を簡易な構成で検出したいという要望がある。
【０００６】
そこで、本発明は、蓄電装置にインバータを介して接続された２つの回転電機を有し、上記２つの回転電機の中性点に外部電源が接続され、当該外部電源により蓄電装置が充電される電気自動車において、相電流センサまたは電源電流センサの異常を簡易な構成で検出することが可能な電流センサの異常検出システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る電流センサの異常検出システムは、蓄電装置と、前記蓄電装置に接続された２つのインバータと、それぞれ対応する前記インバータに接続された２つの回転電機と、前記回転電機の少なくとも１つの相電流を検出する少なくとも１つの相電流センサと、前記２つの回転電機の中性点に外部電源を接続するための接続部と、前記外部電源と前記中性点との間の電流を検出する電源電流センサと、を有し、前記外部電源により前記蓄電装置が充電される電気自動車における電流センサの異常検出システムであって、前記インバータを制御して、前記相電流センサが設けられた相に前記外部電源からの電流を流す通電制御を行う通電制御手段と、前記通電制御が行われている際に、前記相電流センサの出力および前記電源電流センサの出力を取得する出力取得手段と、前記取得された相電流センサの出力と電源電流センサの出力とに基づき、前記相電流センサまたは前記電源電流センサの異常を判定する異常判定手段と、を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明の一態様では、前記相電流センサは、前記回転電機毎に、当該回転電機の一部の相に設けられ、前記通電制御手段は、いずれか一方の回転電機の相のうち前記一部の相にのみ電流が流れる期間が生じるように、前記通電制御を行い、前記出力取得手段は、前記一部の相にのみ電流が流れる期間において、当該一部の相に設けられた相電流センサの出力と、前記電源電流センサの出力とを取得する。
【０００９】
また、本発明の一態様では、前記通電制御は、前記インバータを制御して前記外部電源により前記蓄電装置を充電する充電制御である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、蓄電装置にインバータを介して接続された２つの回転電機を有し、上記２つの回転電機の中性点に外部電源が接続され、当該外部電源により蓄電装置が充電される電気自動車において、相電流センサまたは電源電流センサの異常を簡易な構成で検出することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
【００１２】
図１は、本実施の形態に係る電流センサの異常検出システムを含む電気システムの構成を示す概略図である。図１において、電気システムは、電気自動車１を含む。
【００１３】
電気自動車１は、蓄電装置１０と、当該蓄電装置１０に接続された２つのインバータ２１，２２と、当該インバータ２１，２２毎に設けられ、それぞれ対応するインバータに接続された２つの回転電機３１，３２とを有する。
【００１４】
また、電気自動車１は、回転電機３１，３２の少なくとも１つの相電流を検出する少なくとも１つの相電流センサを有する。ここでは、相電流センサは、回転電機３１，３２毎に、回転電機の複数相のうち一部の相に設けられている。図１の例では、電気自動車１は、回転電機３１の３相のうち２相の相電流を検出する相電流センサ７１Ｕ，７１Ｗと、回転電機３２の３相のうち２相の相電流を検出する相電流センサ７２Ｕ，７２Ｗとを有する。相電流センサは、蓄電装置１０の電力により回転電機３１，３２を駆動する際や、回転電機３１，３２の発電電力を蓄電装置１０に充電する際に、インバータ２１，２２のスイッチング制御に用いられるものである。
【００１５】
さらに、電気自動車１は、２つの回転電機３１，３２の中性点Ｎ１，Ｎ２に外部電源２を接続するための接続部４０と、外部電源２と中性点Ｎ１またはＮ２（図１の例ではＮ１）との間の電流を検出する電源電流センサ５２とを有する。そして、当該電気システムでは、電気自動車１に接続部４０を介して外部電源２が接続され、外部電源２により蓄電装置１０が充電される。この充電の際、インバータ２１，２２は、電源電流センサ５２の出力に基づいてスイッチング制御される。
【００１６】
ここで、上記外部電源２は、車両外部の電源であり、例えば、家庭用商用電源（例えば単相交流１００Ｖ）などの商用電源である。電気自動車１は、例えば、エンジンおよびモータを駆動源とするプラグインハイブリッド車（ＰＨＶ）である。
【００１７】
以下、図１を参照して、本実施の形態の電気システムについて具体的に説明する。
【００１８】
電気自動車１は、蓄電装置１０を有する。この蓄電装置１０は、負荷に直流電力を供給する充電可能な電源であり、ここでは、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の二次電池である。ただし、蓄電装置１０は、大容量コンデンサ等であってもよい。
【００１９】
蓄電装置１０には、リレーＲｙ１を介して、コンデンサＣ２、インバータ２１、およびインバータ２２が並列に接続されている。
【００２０】
具体的には、コンデンサＣ２は、蓄電装置１０の正極に接続される電源ラインＬ１と、蓄電装置１０の負極に接続されるアースラインＬ２との間に接続されている。このコンデンサＣ２は、蓄電装置１０の直流電圧を平滑化する役割を果たす。
【００２１】
インバータ２１は、電源ラインＬ１とアースラインＬ２との間に互いに並列に設けられたＵ，Ｖ，Ｗ相アームを含んで構成されている。Ｕ相アームはＩＧＢＴやＩＰＭ等のスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２の直列接続からなり、Ｖ相アームはスイッチング素子Ｑ１３，Ｑ１４の直列接続からなり、Ｗ相アームはスイッチング素子Ｑ１５，Ｑ１６の直列接続からなる。また、各スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６のコレクタ−エミッタ間には、それぞれ、エミッタ側からコレクタ側に電流を流すダイオードＤ１１〜Ｄ１６が配置されている。このインバータ２１は、蓄電装置１０からの直流電力を交流電力に変換して回転電機３１に供給する機能、または回転電機３１により発電された交流電力を直流電力に変換して蓄電装置１０に充電する機能を果たす。
【００２２】
インバータ２２は、電源ラインＬ１とアースラインＬ２との間に互いに並列に設けられたＵ，Ｖ，Ｗ相アームを含んで構成されている。Ｕ相アームはＩＧＢＴやＩＰＭ等のスイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２２の直列接続からなり、Ｖ相アームはスイッチング素子Ｑ２３，Ｑ２４の直列接続からなり、Ｗ相アームはスイッチング素子Ｑ２５，Ｑ２６の直列接続からなる。また、各スイッチング素子Ｑ２１〜Ｑ２６のコレクタ−エミッタ間には、それぞれ、エミッタ側からコレクタ側に電流を流すダイオードＤ２１〜Ｄ２６が配置されている。このインバータ２２は、蓄電装置１０からの直流電力を交流電力に変換して回転電機３２に供給する機能、または回転電機３２により発電された交流電力を直流電力に変換して蓄電装置１０に充電する機能を果たす。
【００２３】
インバータ２１には、回転電機３１が接続されている。この回転電機３１は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのステータコイル３１Ｕ，３１Ｖ，３１Ｗを含む。当該３相のコイル３１Ｕ，３１Ｖ，３１Ｗの一端は中性点Ｎ１に共通接続されており、Ｕ相コイル３１Ｕの他端はスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２の中間点に、Ｖ相コイル３１Ｖの他端はスイッチング素子Ｑ１３，Ｑ１４の中間点に、Ｗ相コイル３１Ｗの他端はスイッチング素子Ｑ１５，Ｑ１６の中間点に接続されている。この回転電機３１は、インバータ２１からの電力により駆動される電動機、または発電電力をインバータ２１に出力する発電機として機能する。回転電機３１は、例えば永久磁石モータである。
【００２４】
回転電機３１の３相のうちＵ相およびＷ相に対応して、それぞれＵ相電流およびＷ相電流を検出する相電流センサ７１Ｕ，７１Ｗが設けられている。
【００２５】
インバータ２２には、回転電機３２が接続されている。この回転電機３２は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのステータコイル３２Ｕ，３２Ｖ，３２Ｗを含む。当該３相のコイル３２Ｕ，３２Ｖ，３２Ｗの一端は中性点Ｎ２に共通接続されており、Ｕ相コイル３２Ｕの他端はスイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２２の中間点に、Ｖ相コイル３２Ｖの他端はスイッチング素子Ｑ２３，Ｑ２４の中間点に、Ｗ相コイル３２Ｗの他端はスイッチング素子Ｑ２５，Ｑ２６の中間点に接続されている。この回転電機３２は、インバータ２２からの電力により駆動される電動機、または発電電力をインバータ２２に出力する発電機として機能する。回転電機３２は、例えば永久磁石モータである。
【００２６】
回転電機３２の３相のうちＵ相およびＷ相に対応して、それぞれＵ相電流およびＷ相電流を検出する相電流センサ７２Ｕ，７２Ｗが設けられている。なお、以下の説明では、相電流センサ７１Ｕ，７１Ｗ，７２Ｕ，７２Ｗを適宜「相電流センサ７０」と総称する。
【００２７】
一つの態様では、電気自動車１は、エンジンおよびモータを駆動源とするハイブリッド車であり、回転電機３１，３２は次のように機能する。
【００２８】
回転電機３１は、主として発電機として動作する。具体的には、回転電機３１は、インバータ２１から電力の供給を受けて電動機として動作し、不図示のエンジンをクランキングして始動させる。また、回転電機３１は、エンジンの始動後において、エンジンの駆動力によって回転させられて発電する。当該回転電機３１により発電された交流電力は、インバータ２１によって直流電力に変換されて蓄電装置１０に充電されたり、回転電機３２の駆動に利用されたりする。
【００２９】
回転電機３２は、主として電動機として動作する。具体的には、回転電機３２は、力行時には、インバータ２２から電力の供給を受けて、不図示の車輪を回転駆動するためのトルクを発生させる。また、回転電機３２は、回生制動時には、車輪によって回転させられて発電する。当該回転電機３２により発電された交流電力は、インバータ２２によって直流電力に変換されて蓄電装置１０に充電される。
【００３０】
上記電気自動車１の蓄電装置１０を家庭用電源等の外部電源２により充電するため、電気自動車１には、２つの回転電機３１，３２のステータコイルの中性点Ｎ１，Ｎ２に外部電源２を接続するための接続部４０が設けられている。
【００３１】
接続部４０は、電力ラインＬ３，Ｌ４、リレーＲｙ２、ＬＣフィルタ４１、およびコネクタ４２を有する。
【００３２】
接続部４０の構成を具体的に説明すると、回転電機３１の中性点Ｎ１には、電力ラインＬ３の一端が接続されており、回転電機３２の中性点Ｎ２には、電力ラインＬ４の一端が接続されている。電力ラインＬ３，Ｌ４の他端は、コネクタ４２に接続されている。
【００３３】
電力ラインＬ３，Ｌ４上には、中性点Ｎ１，Ｎ２とコネクタ４２との間において、リレーＲｙ２と、ＬＣフィルタ４１とが設けられている。具体的には、中性点Ｎ１，Ｎ２には、リレーＲｙ２を介してＬＣフィルタ４１の一端側が接続されており、ＬＣフィルタ４１の他端側はコネクタ４２に接続されている。
【００３４】
ＬＣフィルタ４１は、電力ラインＬ３とＬ４との間に接続されたコンデンサＣ１と、電力ラインＬ３とグランドとの間に接続されたコンデンサＣ３と、電力ラインＬ４とグランドとの間に接続されたコンデンサＣ４と、コンデンサＣ１，Ｃ３，Ｃ４よりも外部電源２側で電力ラインＬ３に直列に挿入されたインダクタＬ１１と、コンデンサＣ１，Ｃ３，Ｃ４よりも外部電源２側で電力ラインＬ４に直列に挿入されたインダクタＬ１２とを含む。このＬＣフィルタ４１は、インバータ２１，２２で発生した高調波ノイズを除去する役割を果たす。
【００３５】
上記接続部４０のコネクタ４２には、蓄電装置１０の充電の際、外部電源２が接続される。具体的には、コネクタ４２は、充電用ケーブルユニット９０を介して、外部電源２に接続される。充電用ケーブルユニット９０は、電力ラインＬ５，Ｌ６と、電力ラインＬ５，Ｌ６の一端に接続されたコネクタ９１と、電力ラインＬ５，Ｌ６の他端に接続されたコネクタ９２と、コネクタ９１とコネクタ９２との間に設けられた車外ユニット９３とを有する。蓄電装置１０の充電の際は、コネクタ４２にコネクタ９１が接続され、外部電源２側のコネクタ（例えばコンセント）３にコネクタ９２が接続される。車外ユニット９３は、電力ラインＬ５，Ｌ６に介挿されたリレーＲｙ３や、不図示の漏電検出回路などを含む。
【００３６】
電気自動車１は、さらに、電力ラインＬ３，Ｌ４間の電圧を検出する電圧センサ５１と、外部電源２と中性点Ｎ１との間の電流を検出する電源電流センサ５２と、電気自動車１の動作を制御する制御装置６０とを有する。
【００３７】
制御装置６０は、例えば、電子制御ユニット（ＥＣＵ）であり、その機能は、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の記録媒体に記録された制御プログラムがメインメモリに読み出されＣＰＵ（Central Processing Unit）によって実行されることにより実現される。ただし、制御装置６０の具体的構成は上記に限定されず、制御装置６０はハードウェアのみにより実現されてもよい。
【００３８】
制御装置６０は、相電流センサ７１Ｕ，７１Ｗにより検出されるＵ，Ｗ相電流値に基づいてインバータ２１をスイッチング制御することにより、蓄電装置１０の直流を交流に変換して回転電機３１を駆動する機能と、回転電機３１の発電電力を直流に変換して蓄電装置１０を充電する機能とを実現する。
【００３９】
また、制御装置６０は、相電流センサ７２Ｕ，７２Ｗにより検出されるＵ，Ｗ相電流値に基づいてインバータ２２をスイッチング制御することにより、蓄電装置１０の直流を交流に変換して回転電機３２を駆動する機能と、回転電機３２の発電電力を直流に変換して蓄電装置１０を充電する機能とを実現する。
【００４０】
また、制御装置６０は、電圧センサ５１により検出される電圧値と電源電流センサ５２により検出される電流値とに基づいてインバータ２１，２２をスイッチング制御することにより、外部電源２からの電力により蓄電装置１０を充電する機能を実現する。
【００４１】
さらに、制御装置６０は、相電流センサ７０または電源電流センサ５２の異常を検出する電流センサ異常検出機能を有する。以下、この電流センサ異常検出機能について説明する。
【００４２】
制御装置６０は、機能ブロックとして、通電制御部６１、出力取得部６２、および異常判定部６３を有する。
【００４３】
通電制御部６１は、インバータ２１，２２を制御して、相電流センサ７０が設けられた相に外部電源２からの電流を流す通電制御を行う。
【００４４】
出力取得部６２は、通電制御部６１による通電制御が行われている際に、相電流センサ７０の出力および電源電流センサ５２の出力を取得する。
【００４５】
異常判定部６３は、出力取得部６２により取得された相電流センサ７０の出力と電源電流センサ５２の出力とに基づき、相電流センサ７０または電源電流センサ５２の異常を判定する。具体的には、異常判定部６３は、相電流センサ７０の出力と電源電流センサ５２の出力とを比較し、当該比較の結果に基づき、相電流センサ７０または電源電流センサ５２の異常の有無を判定する。異常判定部６３は、相電流センサ７０または電源電流センサ５２の少なくとも何れかが異常か否かを判定してもよいし、相電流センサ７０が異常か否かを判定してもよいし、電源電流センサ５２が異常か否かを判定してもよい。
【００４６】
相電流センサが回転電機毎に当該回転電機の一部の相に設けられる構成において、好適な一態様では、通電制御部６１は、いずれか一方の回転電機の相のうち上記一部の相にのみ電流が流れる期間が生じるように通電制御を行い、出力取得部６２は、上記一部の相にのみ電流が流れる期間において、当該一部の相に設けられた相電流センサ７０の出力と、電源電流センサ５２の出力とを取得する。一例では、通電制御部６１は、回転電機３２の３相のうち相電流センサが設けられているＵ相およびＷ相に電流が流れ、相電流センサが設けられていないＶ相に電流が流れない期間が生じるように通電制御を行い、出力取得部６２は、上記Ｕ相およびＷ相にのみ電流が流れる期間において、相電流センサ７２Ｕおよび７２Ｗの出力と、電源電流センサ５２の出力とを取得する。この場合、異常判定部６３は、例えば、取得された相電流センサ７２Ｕ，７２Ｗの出力の総和と、取得された電源電流センサ５２の出力とを比較し、両者が一致しない場合に、または両者の差が所定値以上である場合に、相電流センサ７２Ｕ，７２Ｗまたは電源電流センサ５２の少なくとも何れかが異常であると判定する。別の一例では、通電制御部６１は、回転電機３２のＵ相に電流が流れ、Ｖ相およびＷ相に電流が流れない期間が生じるように通電制御を行い、出力取得部６２は、上記Ｕ相にのみ電流が流れる期間において、相電流センサ７２Ｕの出力と、電源電流センサ５２の出力とを取得する。この場合、異常判定部６３は、例えば、取得された相電流センサ７２Ｕの出力と、取得された電源電流センサ５２の出力とを比較し、両者が一致しない場合に、または両者の差が所定値以上である場合に、相電流センサ７２Ｕまたは電源電流センサ５２の少なくとも何れかが異常であると判定する。
【００４７】
また、好適な一態様では、上記通電制御部６１による通電制御は、インバータ２１，２２を制御して外部電源２により蓄電装置１０を充電する充電制御である。すなわち、外部電源２による蓄電装置１０の充電が行われている期間中に、電流センサの異常判定処理が行われる。ただし、電流センサの異常判定処理は、充電中以外のときに実行されてもよい。
【００４８】
図２は、電流センサの異常判定処理の第１の例を示すフローチャートである。以下、図２を参照して、電流センサの異常判定処理の第１の例を説明する。
【００４９】
制御装置６０は、リレーＲｙ１，Ｒｙ２，Ｒｙ３を接続状態に制御した上で、インバータ２１，２２を駆動して外部電源２により蓄電装置１０を充電する充電制御を開始する（Ｓ１１）。
【００５０】
ここで、図３を参照して、充電制御について説明する。図３には、外部電源２からの入力電位Ｖｉｎ（電力ラインＬ４に対する電力ラインＬ３の電位）と、インバータ２２に出力されるＰＷＭ信号とが対比して示されている。
【００５１】
入力電位Ｖｉｎの極性が正である場合、すなわち電力ラインＬ３における交流電流の向きが外部電源２から電気自動車１に流れ込む方向である場合、制御装置６０は、スイッチング指令として第１のＰＷＭ信号をインバータ２２に出力する。第１のＰＷＭ信号がハイのとき、スイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２５がオン状態となり、スイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２６はオフ状態となる。一方、第１のＰＷＭ信号がローのとき、スイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２６がオン状態となり、スイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２５がオフ状態となる。スイッチング素子Ｑ２３，Ｑ２４は常時オフ状態である。インバータ２１側については、制御装置６０は、漏れ電流防止の観点より、上アームのスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１３，Ｑ１５をオン状態とし、下アームのスイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１４，Ｑ１６をオフ状態とする。ただし、制御装置６０は、インバータ２１のスイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６の全部をオフ状態としてもよい。
【００５２】
スイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２５がオン状態のとき、電流は、中性点Ｎ１、コイル３１Ｕ，３１Ｖ，３１Ｗ、ダイオードＤ１１，Ｄ１３，Ｄ１５、スイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２５、コイル３２Ｕ，３２Ｗ、中性点Ｎ２の順に流れる。このとき、コイル３１Ｕ，３１Ｖ，３１Ｗ，３２Ｕ，３２Ｗにエネルギーが蓄えられる。この状態でスイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２５がオフ状態になると、電流が、中性点Ｎ１、コイル３１Ｕ，３１Ｖ，３１Ｗ、ダイオードＤ１１，Ｄ１３，Ｄ１５、蓄電装置１０、ダイオードＤ２２，Ｄ２４，Ｄ２６、コイル３２Ｕ，３２Ｖ，３２Ｗ、中性点Ｎ２の順に流れる。これにより、上記コイルに蓄えられたエネルギーが蓄電装置１０に供給され、蓄電装置１０が充電される。
【００５３】
上記第１のＰＷＭ信号は、図３に示されるように、入力電位Ｖｉｎの絶対値が大きいほどパルス幅が小さくなるように設定されている。例えば、第１のＰＷＭ信号のパルス幅は、１つのパルスの間にコイルに蓄えられるエネルギーが一定となるように設定される。
【００５４】
また、上記第１のＰＷＭ信号は、次のように設定される。すなわち、制御装置６０は、蓄電装置１０の残量に基づいて目標電流値を求め、当該目標電流値が流れるように第１のＰＷＭ信号を設定する。
【００５５】
一方、入力電位Ｖｉｎの極性が負である場合、すなわち電力ラインＬ３における交流電流の向きが電気自動車１から外部電源２に流れ出る方向である場合、制御装置６０は、スイッチング指令として第２のＰＷＭ信号をインバータ２２に出力する。第２のＰＷＭ信号がハイのとき、スイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２６がオン状態となり、スイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２５がオフ状態となる。一方、第２のＰＷＭ信号がローのとき、スイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２５がオン状態となり、スイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２６がオフ状態となる。スイッチング素子Ｑ２３，Ｑ２４は常時オフ状態である。インバータ２１側については、制御装置６０は、漏れ電流防止の観点より、下アームのスイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１４，Ｑ１６をオン状態とし、上アームのスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１３，Ｑ１５をオフ状態とする。ただし、制御装置６０は、インバータ２１のスイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６の全部をオフ状態としてもよい。
【００５６】
スイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２６がオン状態のとき、電流は、中性点Ｎ２、コイル３２Ｕ，３２Ｗ、スイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２６、ダイオードＤ１２，Ｄ１４，Ｄ１６、コイル３１Ｕ，３１Ｖ，３１Ｗ、中性点Ｎ１の順に流れる。このとき、コイル３１Ｕ，３１Ｖ，３１Ｗ，３２Ｕ，３２Ｗにエネルギーが蓄えられる。この状態でスイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２６がオフ状態になると、電流が、中性点Ｎ２、コイル３２Ｕ，３２Ｖ，３２Ｗ、ダイオードＤ２１，Ｄ２３，Ｄ２５、蓄電装置１０、ダイオードＤ１２，Ｄ１４，Ｄ１６、コイル３１Ｕ，３１Ｖ，３１Ｗ、中性点Ｎ１の順に流れる。これにより、上記コイルに蓄えられたエネルギーが蓄電装置１０に供給され、蓄電装置１０が充電される。
【００５７】
上記第２のＰＷＭ信号は、図３に示されるように、第１のＰＷＭ信号と同様に、入力電位Ｖｉｎの絶対値が大きいほどパルス幅が小さくなるように設定されている。
【００５８】
また、上記第２のＰＷＭ信号は、第１のＰＷＭ信号と同様に、目標電流値に基づいて設定される。
【００５９】
以上のように、充電制御中において、電力ラインＬ３における交流電流の向きが外部電源２から電気自動車１に流れ込む方向である場合において、スイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２５がオン状態のときには、回転電機３２の３相のうち相電流センサが設けられているＵ相およびＷ相のみに電流が流れる。また、電力ラインＬ３における交流電流の向きが電気自動車１から外部電源２に流れ出る方向である場合において、スイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２６がオン状態のときには、回転電機３２の３相のうち相電流センサが設けられているＵ相およびＷ相のみに電流が流れる。
【００６０】
なお、電力ラインＬ３における交流電流の向きが外部電源２から電気自動車１に流れ込む方向である場合において、制御装置６０は、スイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２６を常時オフ状態としてもよい。また、電力ラインＬ３における交流電流の向きが電気自動車１から外部電源２に流れ出る方向である場合において、制御装置６０は、スイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２５を常時オフ状態としてもよい。
【００６１】
再び図２を参照すると、充電制御が開始された後、制御装置６０は、相電流センサ７０または電源電流センサ５２の出力に基づき、電力ラインＬ３における交流電流の向きを判定する（Ｓ１２）。
【００６２】
交流電流の向きが電気自動車１に流れ込む方向であると判定された場合、制御装置６０は、スイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２５がオン状態であるか否かを判定する（Ｓ１３）。具体的には、制御装置６０は、第１のＰＷＭ信号に基づき、当該第１のＰＷＭ信号がハイであり、かつ当該第１のＰＷＭ信号がローからハイに切り替わった直近の時点から、デッドタイムや半導体応答遅れ時間等を見込んだ所定期間が経過している場合に、スイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２５がオン状態であると判定し、そうでない場合には、オフ状態であると判定する。
【００６３】
オン状態であると判定された場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、すなわち回転電機３２の３相のうち相電流センサが設けられている相のみ通電している場合、制御装置６０は、相電流センサ７２Ｕの出力電流値、相電流センサ７２Ｗの出力電流値、および電源電流センサ５２の出力電流値をそれぞれ積算し（Ｓ１４）、処理をステップＳ１５に進める。
【００６４】
一方、ステップＳ１２で交流電流の向きが電気自動車１から流れ出る方向であると判定された場合、およびステップＳ１３でオフ状態であると判定された場合（Ｓ１３：ＮＯ）には、制御装置６０は、各電流センサの出力電流値の積算を行うことなく、処理をステップＳ１５に進める。
【００６５】
ステップＳ１５では、制御装置６０は、所定の終了条件が満たされているか否かを判定し、終了条件が満たされていないと判定される場合には（Ｓ１５：ＮＯ）、処理をステップＳ１２に戻し、終了条件が満たされていると判定される場合には（Ｓ１５：ＹＥＳ）、処理をステップＳ１６に進める。上記所定の終了条件は、特に限定されないが、例えば、ステップＳ１２を開始してからの経過時間が所定時間に達したことなどである。
【００６６】
上記ステップＳ１２〜Ｓ１５の処理により、制御装置６０は、交流電流の向きが電気自動車１に流れ込む方向である期間のうち、回転電機３２の３相のうち相電流センサが設けられている相のみ通電している期間において、各電流センサの出力電流値を積算して、相電流センサ７２Ｕの積算電流値と、相電流センサ７２Ｗの積算電流値と、電源電流センサ５２の積算電流値とを得る。
【００６７】
ステップＳ１６では、制御装置６０は、相電流センサ７２Ｕおよび７２Ｗの積算電流値の総和値と、電源電流センサ５２の積算電流値とを比較し、両者が一致するか否かを判定する。
【００６８】
両者が一致すると判定された場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）、相電流センサ７２Ｕ，７２Ｗおよび電源電流センサ５２は正常であると考えられるので、制御装置６０は、電流センサが正常である場合に対応する所定の処理を実行し（Ｓ１７）、異常判定処理を終了させる。ここで、上記正常である場合に対応する所定の処理は、特に限定されないが、例えば、正常である旨の判定結果を記憶装置に記録する処理などである。
【００６９】
一方、両者が一致しないと判定された場合（Ｓ１６：ＮＯ）、相電流センサ７２Ｕ，７２Ｗまたは電源電流センサ５２は異常であると考えられるので、制御装置６０は、電流センサが異常である場合に対応する所定の処理を実行し（Ｓ１８）、異常判定処理を終了させる。ここで、上記異常である場合に対応する所定の処理は、特に限定されないが、例えば、異常である旨の判定結果を記憶装置に記録する処理や、当該判定結果を利用者に通知する処理、充電制御を停止させる処理などである。また、ステップＳ１８において、制御装置６０は、相電流センサ７２Ｕ，７２Ｗおよび電源電流センサ５２のうち、どの電流センサが異常であるかを判定してもよい。例えば、制御装置６０は、充電制御で設定される目標電流値の積算値と、各電流センサの積算電流値とを比較し、目標電流値の積算値と積算電流値との差が最も大きい電流センサが異常であると判定してもよいし、目標電流値の積算値と積算電流値との差が所定値以上である電流センサが異常であると判定してもよい。
【００７０】
なお、電力ラインＬ３における交流電流の向きが電気自動車１から外部電源２に流れ出る方向である場合に、スイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２５が常時オフ状態とされる構成であれば、上記ステップＳ１２は省略されてもよい。
【００７１】
図４は、電流センサの異常判定処理の第２の例を示すフローチャートである。以下、図４を参照して、電流センサの異常判定処理の第２の例を説明する。
【００７２】
制御装置６０は、上記第１の例と同様に、充電制御を開始する（Ｓ２１）。
【００７３】
充電制御の開始後、制御装置６０は、相電流センサ７０または電源電流センサ５２の出力に基づき、電力ラインＬ３における交流電流の向きを判定する（Ｓ２２）。
【００７４】
交流電流の向きが電気自動車１に流れ込む方向であると判定された場合、制御装置６０は、上記第１の例と同様に、スイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２５がオン状態であるか否かを判定する（Ｓ２３）。
【００７５】
そして、制御装置６０は、オン状態であると判定された場合（Ｓ２３：ＹＥＳ）、すなわち回転電機３２の３相のうち相電流センサが設けられている相のみ通電している場合には、処理をステップＳ２５に進め、オン状態でないと判定された場合には（Ｓ２３：ＮＯ）、処理をステップＳ２６に進める。
【００７６】
一方、ステップＳ２２で交流電流の向きが電気自動車１から流れ出る方向であると判定された場合、制御装置６０は、スイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２６がオン状態であるか否かを判定する（Ｓ２４）。具体的には、制御装置６０は、第２のＰＷＭ信号に基づき、当該第２のＰＷＭ信号がハイであり、かつ当該第２のＰＷＭ信号がローからハイに切り替わった直近の時点から、デッドタイムや半導体応答遅れ時間等を見込んだ所定期間が経過している場合に、スイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２６がオン状態であると判定し、そうでない場合には、オフ状態であると判定する。
【００７７】
そして、制御装置６０は、オン状態であると判定された場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）、すなわち回転電機３２の３相のうち相電流センサが設けられている相のみ通電している場合には、処理をステップＳ２５に進め、オン状態でないと判定された場合には（Ｓ２４：ＮＯ）、処理をステップＳ２６に進める。
【００７８】
ステップＳ２５では、制御装置６０は、相電流センサ７２Ｕの出力電流値、相電流センサ７２Ｗの出力電流値、および電源電流センサ５２の出力電流値をそれぞれ積算し、処理をステップＳ２６に進める。この場合、制御装置６０は、各電流センサの出力電流値の絶対値を積算する。
【００７９】
ステップＳ２６では、制御装置６０は、所定の終了条件が満たされているか否かを判定し、終了条件が満たされていないと判定される場合には（Ｓ２６：ＮＯ）、処理をステップＳ２２に戻し、終了条件が満たされていると判定される場合には（Ｓ２６：ＹＥＳ）、処理をステップＳ２７に進める。
【００８０】
上記ステップＳ２２〜Ｓ２６の処理により、制御装置６０は、交流電流の向きに関わらず、回転電機３２の３相のうち相電流センサが設けられている相のみ通電している期間において、各電流センサの出力電流値を積算して、相電流センサ７２Ｕの積算電流値と、相電流センサ７２Ｗの積算電流値と、電源電流センサ５２の積算電流値とを得る。
【００８１】
ステップＳ２７では、制御装置６０は、相電流センサ７２Ｕおよび７２Ｗの積算電流値の総和値と、電源電流センサ５２の積算電流値とを比較し、両者が一致するか否かを判定する。
【００８２】
両者が一致すると判定された場合（Ｓ２７：ＹＥＳ）、相電流センサ７２Ｕ，７２Ｗおよび電源電流センサ５２は正常であると考えられるので、制御装置６０は、電流センサが正常である場合に対応する所定の処理を実行し（Ｓ２８）、異常判定処理を終了させる。ここで、上記正常である場合に対応する所定の処理は、特に限定されないが、例えば、正常である旨の判定結果を記憶装置に記録する処理などである。
【００８３】
一方、両者が一致しないと判定された場合（Ｓ２７：ＮＯ）、相電流センサ７２Ｕ，７２Ｗまたは電源電流センサ５２は異常であると考えられるので、制御装置６０は、電流センサが異常である場合に対応する所定の処理を実行し（Ｓ２９）、異常判定処理を終了させる。ここで、上記異常である場合に対応する所定の処理は、特に限定されないが、例えば、異常である旨の判定結果を記憶装置に記録する処理や、当該判定結果を利用者に通知する処理、充電制御を停止させる処理などである。また、ステップＳ２９において、制御装置６０は、上記第１の例と同様に、相電流センサ７２Ｕ，７２Ｗおよび電源電流センサ５２のうち、どの電流センサが異常であるかを判定してもよい。
【００８４】
なお、上記の説明では、回転電機３２の３相のうち相電流センサが設けられている相のみに電流を流し、当該通電期間中に電流センサの出力を取得する態様を具体的に説明したが、回転電機３２の３相全てに電流を流し、当該通電期間中に電流センサの出力を取得してもよい。この態様では、制御装置６０は、例えば、相電流センサ７２Ｕおよび７２Ｗの積算電流値からＶ相の積算電流値を推定し、これらから３相の積算電流値の総和値を算出し、当該総和値と電源電流センサ５２の積算電流値とを比較して電流センサの異常を判定する。
【００８５】
また、上記の説明では、回転電機３２の３相のうち一部の相のみに相電流センサが設けられる態様を具体的に説明したが、回転電機３２の３相全てに相電流センサが設けられてもよい。この態様では、制御装置６０は、例えば、３相の相電流センサの積算電流値の総和値と、電源電流センサ５２の積算電流値とを比較して電流センサの異常を判定する。
【００８６】
また、上記の説明では、異常検出処理において回転電機３２側の相電流センサを用いる態様を具体的に説明したが、回転電機３１側の相電流センサを用いてもよい。
【００８７】
以上説明した本実施の形態によれば、下記（１）〜（３）の効果が得られ得る。
【００８８】
（１）本実施の形態に係る電流センサの異常検出システムは、蓄電装置と、当該蓄電装置に接続された２つのインバータと、それぞれ対応するインバータに接続された２つの回転電機と、回転電機の少なくとも１つの相電流を検出する少なくとも１つの相電流センサと、２つの回転電機の中性点に外部電源を接続するための接続部と、外部電源と中性点との間の電流を検出する電源電流センサとを有し、外部電源により蓄電装置が充電される電気自動車において、インバータを制御して相電流センサが設けられた相に外部電源からの電流を流す通電制御を行い、当該通電制御が行われている際に、相電流センサの出力および電源電流センサの出力を取得し、当該取得された相電流センサの出力と電源電流センサの出力とに基づき、相電流センサまたは電源電流センサの異常を判定する。このため、本実施の形態によれば、相電流センサまたは電源電流センサの異常を簡易な構成で検出することが可能となる。例えば、電流センサの異常を検出するためのセンサ等の部品を別途追加することなく、例えば電源電流センサの二重系構成とすることなく、電流センサの異常を検出することができる。
【００８９】
（２）一つの態様では、相電流センサは、回転電機毎に、当該回転電機の一部の相に設けられ、異常検出システムは、いずれか一方の回転電機の相のうち上記一部の相にのみ電流が流れる期間が生じるように上記通電制御を行い、当該一部の相にのみ電流が流れる期間において、当該一部の相に設けられた相電流センサの出力と、電源電流センサの出力とを取得する。この態様によれば、相電流センサが、回転電機毎に、当該回転電機の一部の相に設けられる電気自動車において、電流センサの異常を好適に判定することができる。例えば、全ての相に電流を流し、当該通電期間中に相電流センサの出力を取得し、取得された相電流センサの出力に基づいて残りの相の電流値を推定する構成と比較して、推定誤差の問題がなく、より正確に電流センサの異常を判定することができる。また、全ての相に相電流センサを設ける構成と比較して、コスト的に有利である。
【００９０】
（３）一つの態様では、上記通電制御は、インバータを制御して外部電源により蓄電装置を充電する充電制御である。この態様によれば、充電期間中に効率的に電流センサの異常を判定することができる。
【００９１】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本実施の形態に係る電流センサの異常検出システムを含む電気システムの構成を示す概略図である。
【図２】電流センサの異常判定処理の第１の例を示すフローチャートである。
【図３】外部電源からの入力電位Ｖｉｎとインバータに出力されるＰＷＭ信号とを示す図である。
【図４】電流センサの異常判定処理の第２の例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９３】
１  電気自動車、２  外部電源、１０  蓄電装置、２１，２２  インバータ、３１，３２  回転電機、４０  接続部、５２  電源電流センサ、６０  制御装置、７１Ｕ，７１Ｗ，７２Ｕ，７２Ｗ  相電流センサ、Ｎ１，Ｎ２  中性点。
【図１】
2009201205.tif 000003
【図２】
2009201205.tif 000004
【図３】
2009201205.tif 000005
【図４】
2009201205.tif 000006