CN105099180A - 升压转换器装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及升压转换器装置。一种升压转换器装置包括：转换器；电流传感器，其检测流过电抗器的电抗器电流；以及控制单元，其通过使用所述电抗器电流的反馈控制来控制所述转换器。所述控制单元执行对在所述转换器的所述控制中使用的载波频率进行降低和对在所述转换器的所述控制中使用的占空指令值进行降低中的至少一项，在执行所述载波频率的降低或所述占空指令值的降低期间，通过所述电流传感器检测电流纹波的振幅，并且在所述电流纹波的振幅小于所述电流传感器异常时的预定的电流波动范围的情况下，将所述电流传感器检测为处于异常。

Description

升压转换器装置

相关申请的信息

本申请要求2014年5月9日提交的序列号为2014-97799的日本专利申请的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本发明涉及能够对从电池输入的电压进行升压和输出的升压转换器装置。

背景技术

在相关领域中，例如，在JP2006-311635A中，描述了一种升压转换器控制装置。在该控制装置中，用于切换被包括在升压转换器中的开关元件的控制信号通过作为升压转换器的输出电压的升压电压的反馈控制、以及流过被包括在升压转换器中的电抗器的电抗器电流的反馈控制而生成。

发明内容

在JP2006-311635A中描述的升压转换器控制装置中，电抗器电流由电流传感器检测并且被输入到控制装置，并且在升压转换器的反馈控制中被使用。出于该原因，如果在电流传感器中出现异常，从而产生其中输出值仅在窄电流宽度中波动的状态(被固定为基本恒定值的状态)，则不能正确地对电抗器电流进行反馈控制，结果，对升压电压的反馈控制也受到影响，由此出现无法将升压电压收敛到升压电压指令值的情况。从这点来看，有必要适当地检测用于检测电抗器电流的电流传感器的异常。

本发明的目的是在通过使用电抗器电流的反馈控制来控制升压电压的升压转换器中，适当地检测用于检测电抗器电流的电流传感器的异常。

根据本发明的一方面，提供一种升压转换器装置，其包括：升压转换器，其包括电抗器和开关元件，并且能够对从电池输入的电压进行升压和输出；电流传感器，其检测流过所述电抗器的电抗器电流；以及控制单元，其通过使用所述电抗器电流的反馈控制来控制所述升压转换器，其中所述控制单元执行对在所述升压转换器的所述控制中使用的载波频率进行降低和对在所述升压转换器的所述控制中使用的占空指令值进行降低中的至少一项，当所述载波频率的降低或所述占空指令值的降低正被执行时，通过所述电流传感器检测电流纹波的振幅，并且在所述电流纹波的振幅小于所述电流传感器异常时的预定的电流波动范围的情况下，将所述电流传感器检测为处于异常。

在根据本发明的所述升压转换器装置中，所述载波频率的降低或所述占空指令值的降低可以仅在通过所述电流传感器检测所述电流纹波的振幅的期间被执行。

此外，在根据本发明的所述升压转换器装置中，可以仅在车速大于或等于预定值时，执行所述电流传感器的异常检测。

根据涉及本发明的升压转换器装置，通过执行对在升压转换器的控制中使用的载波频率进行降低和对在升压转换器的控制中使用的占空指令值进行降低中的至少一项，并且通过电流传感器检测电抗器电流的电流纹波的振幅，来进行异常检测。通过这样做，在检测到电流传感器的异常时，电抗器电流的纹波正常时的振幅与电抗器电流的纹波异常时的振幅之间的差变得显著，因此，可以适当地检测电流传感器的异常。

附图说明

将参考附图进一步描述本发明，其中，相同的参考标号表示在若干个附图中相同的部件，并且其中：

图1是示出包括根据本发明的实施例的升压转换器装置的电动机驱动装置的整体示意性配置的图；

图2是示出转换器的上臂开关元件处于导通状态时的电流流动的图；

图3是示出转换器的下臂开关元件处于导通状态时的电流流动的图；

图4是在升压转换器装置的控制单元中与转换器控制相关的部分的功能框图；

图5是通过粗实线示出在正常时通过电流传感器检测到的电抗器电流的波形，以及通过细实线示出在异常时通过电流传感器检测到的电抗器电流的波形的图；

图6是示出在控制单元中执行的用于检测电流传感器的异常的处理程序的流程图；

图7是示出在载波频率针对电流传感器异常检测而被降低的情况下的电抗器电流的波形的图；

图8是示出在占空指令值针对电流传感器异常检测而被降低的情况下的电抗器电流的波形的图；以及

图9是用于描述当转换器的输出电压处于最大升压状态时，针对电流传感器的异常检测临时增加电抗器电流纹波的处理的执行的图。

具体实施方式

下文中将参考附图详细地描述与本发明相关的实施例。在描述中，具体的形状、材料、数值、方向等是用于方便理解本发明的示例，并且可以根据用途、目的、规范等而被适当地更改。进一步地，在下文中，在包括多个实施例、修正例等的情况下，从开始假设以适当的组合使用上述项的特征部分。

图1是包括根据本发明的实施例的升压转换器装置10的电动机驱动装置100的电路图。如图1所示，电动机驱动装置100具有作为直流电源的电池B、转换器(升压转换器)20、逆变器30、正极线12a和12b、负极线14、电流传感器13和21、电压传感器16、18和22、滤波电容器C1、平滑电容器C2和控制单元50。在这些部件当中，根据该实施例的升压转换器装置10被配置为包括转换器20、电流传感器21、以及控制单元50的一部分。

电动机驱动装置100被安装在诸如混合动力汽车或电动汽车之类的电动车辆(包括燃料电池汽车)中。然后，安装在车辆上的电动机M被机械地连接到驱动轮(未示出)并产生用于驱动车辆的转矩。或者，电动机M可被并入到混合动力汽车中作为被机械地连接到引擎(未示出)的电动机，从而作为通过使用引擎的动力产生电力的发电机执行操作，并且执行引擎的起动。

电池B是可再充电的蓄电装置，并且例如优选地使用诸如镍氢电池或锂离子电池之类的二次电池。然而，作为电池B的替代或补充，可以使用大容量电容器作为蓄电装置。

正极线12a被连接到电池B的正极端子，负极线14被连接到电池B的负极端子。然后，系统主继电器SMR1被设置在正极线12a中，系统主继电器SMR2被设置在负极线14中。继电器SMR1和SMR2中的每一者响应于来自控制单元50的信号而被进行导通/关断控制。

电压传感器16是检测电池B的端子之间的电压的传感器。电压传感器16所检测到的电池电压VB被输出到控制单元50。在下文中，电压传感器16被适当地称为VB传感器。

电流传感器13被设置在正极线12a中，该正极线被连接到电池B的正极端子。电流传感器13是检测出入电池B的电流的传感器。电流传感器13所检测到的电池电流IB被输出到控制单元50。在下文中，电流传感器13被适当地称为IB传感器。

转换器20包括电抗器L1、开关元件Q1和Q2、以及二极管D1和D2。位于电抗器L1的一侧的一端被连接到正极线12a，该正极线被连接到电池B的正极端子，位于另一侧的一端被连接到开关元件Q1和开关元件Q2的连接点11。开关元件Q1和Q2被串联地连接在正极线12b与负极线14之间。然后，二极管D1和D2分别被反并联地连接到开关元件Q1和Q2。

转换器20是电压转换器件，其可以基于来自控制单元50的信号，将正极线12b与负极线14之间的电压升高到高于或等于电池电压VB的电压。在转换器20的信号中，包括用于控制开关元件Q1的导通占空(ON-duty)的门信号S1和用于控制开关元件Q2的导通占空的门信号S2。在转换器20的升压操作时，门信号S1和S2彼此相关，以便开关元件Q1和Q2进入彼此相反的状态(也就是说，当开关元件Q1导通时，开关元件Q2关断，并且当开关元件Q1关断时，开关元件Q2导通)。

电流传感器21检测流过转换器20的电抗器L1的电抗器电流IL，并将该检测值输出到控制单元50。电流传感器21将从电池B流到电抗器L1的电流检测为正值，并且将从电抗器L1流到电池B的电流检测为负值。在下文中，电流传感器21被适当地称为IL传感器。

滤波电容器C1被连接在正极线12a与负极线14之间。电压传感器18将滤波电容器C1的两端之间的电压VL检测为转换器20的输入电压，并将该检测值输出到控制单元50。在下文中，电压传感器18被适当地称为VL传感器。

平滑电容器C2被连接在正极线12b与负极线14之间。平滑电容器C2对来自转换器20的直流电压进行平滑化，然后将经过平滑化的直流电压提供给逆变器30。电压传感器22将平滑电容器C2的两端之间的电压VH检测为转换器20的输出电压，然后将该检测值输出到控制单元。在下文中，电压传感器22被适当地称为VH传感器。

逆变器30包括U相臂32、V相臂34和W相臂36。U相臂32、V相臂34和W相臂36被并联地连接在正极线12b与负极线14之间。相臂32、34和36分别包括两个串联连接的开关元件Q3和Q4、两个串联连接的开关元件Q5和Q6、以及两个串联连接的开关元件Q7和Q8。二极管D3到D8分别被反并联地连接到开关元件Q3到Q8。然后，相臂32、34和36中每一者的中间点被连接到电动机M的每个相线圈。

逆变器30基于来自控制单元50的信号S3到S8，将从正极线12b和负极线14提供的直流电力转换为三相交流电流，然后将该三相交流电流输出到电动机M，从而驱动电动机M。通过此方式，电动机M被驱动，以产生由转矩指令值TR指定的转矩。进一步地，在配备有电动机驱动装置100的电动车辆的再生制动时，逆变器30基于来自控制器50的信号，将电动机M所产生的三相交流电力转换为直流电力，并将该直流电力输出到位于转换器20侧的正极线12b和负极线14。在这种情况下，转换器20将从逆变器30提供的直流电力降压到可在电池B中充入的电压，然后将该降压的直流电力输出到电池B侧。因此，转换器20也称为升压/降压转换器。

旋转角传感器38被设置在电动机M处。旋转角传感器38检测电动机M的转子位置，然后将检测值θ输出到控制单元50。控制单元50可在坐标变换等中使用检测值θ以生成逆变器30的控制信号。进一步地，控制单元50可基于检测值θ导出电动机转速MRN或车速。

控制单元50被配置有电子控制单元(ECU)，该电子控制单元具有内置的中央处理单元(CPU)(未示出)和存储器(未示出)。控制单元50被配置为执行基于映射的预定的算术处理和存储在存储器中的程序，并且进行电池B的状态管理或者转换器20和逆变器20的控制。或者，ECU的至少一部分可被配置为借助于诸如电子电路之类的硬件执行预定的数值或逻辑算术处理。

控制单元50通过使用脉宽调制法生成用于驱动转换器20的PWM信号，然后将所生成的PWM信号输出到转换器20作为信号S1和S2。进一步地，控制单元50基于从外部ECU(未示出)接收的电动机M的转矩指令值TR和从旋转角传感器38的检测值θ导出的电动机转速MRN，生成用于驱动电动机M的PWM信号，并且将所生成的PWM信号输出到逆变器30作为信号S3到S8。

此外，在该实施例中，电池B的状态管理以及转换器20和逆变器30的控制被描述为由单个控制单元50进行。然而不限于此。例如，可以采用这样的配置：该配置使得电池B的状态管理、转换器20的升压操作、以及逆变器30的直流/交流转换操作分别由单独的电子控制单元(ECU)管理或控制。

图2示出当转换器20的开关元件Q1处于导通状态，即，上臂导通时的(正)电流IL的流动。在这种情况下，如图2所示，电流IL流过二极管D1。如果开关元件Q1和开关元件Q2的连接点11与负极线14之间的电压被设定为Vm，电抗器L1的电感值被设定为L，并且电流IL的斜率(每单位时间的变化率)被设定为dIL/dt，则这种状态下的电压等式变为以下表达式(1)。

VL-L(dIL/dt)-Vm＝0...(1)

如果平滑电容器C2的两端之间的电压被设定为VH，而电流IL正流过二极管D1，则电压Vm变为等于VH，因此，如果通过用VH代入表达式(1)中的Vm来使表达式(1)变形，则获得以下表达式(2)，并且如果使表达式(2)进一步变形，则获得表达式(3)。

VL-L(dIL/dt)-VH＝0...(2)

dIL/dt＝(VL-VH)/L...(3)

根据表达式(3)，发现在电流IL为正的情况下，当开关元件Q1导通时，电流IL的斜率dIL/dt变为(VL-VH)/L。通常，由于VL小于VH，因此电流IL的斜率dIL/dt为负。

图3示出当转换器20的开关元件Q2处于导通状态时(即，下臂导通时)的(正)电流IL的流动。在这种情况下，如图3所示，电流IL流过开关元件Q2。这种情况下的电压等式变为以下表达式(4)。

VL-L(dIL/dt)-Vm＝0...(4)

表达式(4)本身与上述表达式(1)相同。然而，在电流IL流过开关元件Q2时，电压Vm不等于VH，而是等于0，因此，如果通过用0代入表达式(4)中的Vm来使表达式(4)变形，则获得以下表达式(5)，并且如果使表达式(5)进一步变形，则获得表达式(6)。

VL-L(dIL/dt)-0＝0...(5)

dIL/dt＝VL/L...(6)

根据表达式(6)，发现在电流IL为正的情况下，当开关元件Q2导通时，电流IL的斜率dIL/dt变为VL/L。通常，由于VL大于0，因此电流IL的斜率dIL/dt为正。

以此方式，在电流IL为正的情况下，开关元件Q1导通时的电流IL随着斜率(VL-VH)/L而减小，开关元件Q2导通时的电流IL的斜率dIL/dt随着VL/L而增加。因此，在转换器20执行的升压操作时，产生这样的纹波：其中，由于开关元件Q1和Q2的开关操作，电抗器电流IL反复地增加和减小(参见图5)。

接下来，将参考图4描述转换器20中的升压操作的控制。图4是控制单元50的与转换器20的控制相关的部分的功能框图。如图4所示，控制单元50包括电压指令生成部52、减法部54和58、电压控制计算部56、电流控制计算部60、驱动信号生成部62、载波生成部64和占空指令值变更部66。

电压指令生成部52生成电压指令值VR，该值指示作为转换器20的输出电压的电压VH的目标值。例如，电压指令生成部52基于电动机M的要求功率而生成电压指令值VR，该要求功率是从电动机M的转矩指令值TR和电动机转速MRN计算出的。

减法部54从电压指令值VR减去从VH传感器22输入的电压VH的检测值，并且将计算结果输出到电压控制计算部56。

电压控制计算部56通过使用电压VL的检测值以及从电压指令值VR减去电压VH的检测值而获得的值，执行用于使电压VH与电压指令值VR一致的反馈控制(例如，比例积分控制)。然后，电压控制计算部56输出所计算的控制量作为电流指令值IR。

减法部58从由电压控制计算部56输出的电流指令值IR减去电流IL的检测值，并且将计算结果输出到电流控制计算部60。

电流控制计算部60接收通过从来自减法部58的电流指令值IR减去IL传感器21检测到的电流IL的检测值而获得的值，并且执行用于使电流IL与电流指令值IR一致的反馈控制(例如，比例积分控制)。然后，电流控制计算部60将所计算的控制量输出到驱动信号生成部52作为占空指令值d。

载波生成部64生成由三角波构成的载波信号CR以在驱动信号生成部62中生成PWM信号S1和S2(将在下面描述)，并且将所生成的载波信号CR输出到驱动信号生成部62。进一步地，载波生成部64具有当用于IL传感器21的异常检测的处理在控制单元50中执行并且满足预定条件时，暂时变更载波信号CR的频率fcr的功能。稍后将描述其细节。

驱动信号生成部62将从电流控制计算部60接收到的占空指令值d与从载波生成部64接收到的载波信号CR进行振幅比较，并且根据比较结果生成门信号S1和S2。例如，驱动信号生成部62在载波信号CR小于占空指令值d的情况下使门信号S1导通(并且使门信号S2关断)，而在载波信号CR不小于占空指令值d的情况下使门信号S2导通(并且使门信号S1关断)。

占空指令值变更部66具有当用于IL传感器21的异常检测的处理在控制单元50中被执行并且满足预定条件时，暂时变更占空指令值d的功能。稍后将描述其细节。

在具有上述配置的控制单元50中，用于使电压VH与电压指令值VR一致的反馈控制由电压控制计算部56执行(电压控制)。然后，用于使电流IL与电流指令值IR一致的反馈控制由电流控制计算部60执行，其中电压控制计算部56的控制输出作为电流IL的电流指令值IR(电流控制)。通过此方式，执行针对电压VH和电流IL的反馈控制，从而可以抑制由于被设定在开关元件Q1和Q2的导通时间之间的停滞时间(deadtime)等导致的电压VH的波动。

另外，减法部54、电压控制计算部56、减法部58以及电流控制计算部60形成用于使电压VH与电压指令值VR一致的主环路68，并且减法部58和电流控制计算部60形成用于使电流IL与电流指令值IR一致的次环路70。

为了使包括转换器50、IL传感器21和控制单元50的升压转换器装置10正常地执行操作，需要使VH传感器22、VL传感器18和IL传感器21正常地工作。在此，假设这样的情况：其中，在IL传感器21中出现诸如检测值仅在窄电流宽度中波动之类的异常，不可能对电抗器电流IL进行适当的反馈控制，结果，升压之后的输出电压VH的反馈控制也受到影响，由此出现这样的情况：其中，不可能使输出电压VH收敛到升压电压指令值。从这点来看，有必要适当地检测用于检测电抗器电流IL的IL传感器21的异常。因此，在该实施例的升压转换器装置10中，通过执行稍后描述的检测IL传感器21的异常的处理，适当地检测传感器异常。在下文中，将描述在控制单元50中执行的检测IL传感器21的异常的处理。

图5是用于描述检测IL传感器21的异常的处理的图。在图5中，通过粗实线示出在正常时由IL传感器21检测到的电抗器电流IL的波形，通过细实线示出在异常时由IL传感器21检测到的电抗器电流IL的波形。

在IL传感器21正常时，电抗器电流IL呈现基本为锯齿状的波形，在该波形中，由于转换器20的开关元件Q1和Q2的开关操作，三角纹波R是连续的。在此，着重关注一个纹波R，其中电抗器电流IL增加的时期T2对应于开关元件Q2的导通时期，并且其斜率dIL/dt变为VL/L，如上述表达式(6)所示。另一方面，在电流纹波R中，其中电抗器电流IL减小的时期T1对应于开关元件Q1的导通时期，并且其斜率dIL/dt变为(VL-VH)/L，如上述表达式(3)所示。然后，时期T1和T2之和等于一个控制周期Tcyc，并且占空指令值d可通过以下表达式(7)表示为开关元件Q1的导通时期T1与一个控制周期Tcyc的比率。

d＝T1/Tcyc(＝VL/VH)...(7)

由于从控制单元50中的载波生成部64输出的载波信号CR的频率fcr是预先存储的已知值，因此电抗器电流IL的一个纹波R的一个控制周期Tcyc可由1/fcr表示。进一步地，从控制单元50中的电流控制计算部60输出的占空指令值d也是已知值。因此，开关元件Q1的导通时期T1和开关元件Q2的导通时期T2可通过以下表达式(8)和(9)计算。

T1＝d·Tcyc＝d/fcr...(8)

T2＝Tcyc-T1...(9)

通常，针对每个控制周期Rcyc进行IL传感器21对电抗器电流IL的采样。在图5中，对于三个纹波R，通过O标记指示正常的采样时间ST1、ST2和ST3。通过此方式，在针对每个控制周期对电抗器电流IL进行采样的情况下，通过正常执行操作的IL传感器21检测到的检测值IL变为基本相同的值。

与之相对照，在检测IL传感器21的异常的处理期间，对于在电抗器电流IL的波形中形成三角形的纹波R，IL传感器21的检测值ILA在对应于顶部的采样时间STA处获得，并且IL传感器21的检测值ILB在对应于底部的采样时间STB处获得。采样时间STA和STB可通过借助于上述表达式(8)和(9)获得的导通时间T1和T2而被设定。然后，通过从检测值ILA减去检测值ILB来计算差值，从而可以获得纹波R的最大电流波动范围ΔILmax，即，纹波R的振幅。在此，“顶部”旨在包括位于三角纹波R的上侧的转向点及其附近的高电流部分，“底部”旨在包括位于三角纹波R的下侧的转向点及其附近的低电流部分。

另外，检测IL传感器21的异常的处理时的电抗器电流IL的采样时间STA和STB可被加到正常采样时间ST2上。或者，仅在异常检测处理时的期间内，电抗器电流IL可在采样时间STA和STB处获得，而非在正常采样时间ST2处获得。进一步地，如图5所示，作为采样时间STB的补充(或替代)，电抗器电流IL可在纹波R的电流增加开始的采样时间STC处被采样。在这种情况下，纹波R的底部的电流值ILB可通过对两个采样时间STB和STC处的检测值取平均来确定。

如上所述，通过对于电抗器电流IL的纹波R计算最大电流波动范围ΔILmax，可以适当地检测出IL传感器21的异常。例如，在IL传感器21中，有时出现这样的异常：其中，产生其中检测值被固定为基本恒定值的状态。在下文中，该异常被称为“固定故障(fixationfailure)”。在这种情况下，IL传感器21的检测值仅在预定的窄电流波动范围ΔILth内波动，如图5所示。电流波动范围ΔILth是与IL传感器21的类型等相应的特定值，并且被预先存储在控制单元50的存储器中。

如果如上所述获得的电抗器电流IL的最大电流波动范围ΔILmax大于电流波动范围ΔILth，则可以判定IL传感器21中尚未出现固定故障。然而，存在其中电抗器电流IL的纹波R的最大电流波动范围ΔILmax小于电流波动范围ΔILth的情况，在这种情况下，可能无法适当地检测出IL传感器21的固定故障。

因此，在该实施例的升压转换器装置10中，通过暂时增大纹波R的波动范围且然后进行对电抗器电流IL的采样，来检测IL传感器21的固定故障，如下所述。

图6是示出在该实施例的控制单元50中执行的用于检测IL传感器21的固定故障的处理程序的流程图。该处理在控制单元50的CPU中在每一预定的时间被执行。

控制单元50首先在步骤S10中判定配备有电动机驱动装置100的电动车辆的车速是否大于预定速度SPth。通过此方式，在车速大于预定速度SPth的情况下执行检测IL传感器21的异常的处理是为了通过在这样程度的车速范围内抑制对驾驶性能的影响：该程度使得转换器20的噪声和振动不会因行驶声音(例如，引擎声音、路面噪声等)而令人不安，这是因为如果在转换器20的控制中使用的载波频率被降低，则噪声或振动有可能增加。如果在上述步骤S10中做出肯定的判定，则例程进行到下一步骤S12，否则例程进行到步骤S26。

当在步骤S10中做出肯定的判定时，则在后续步骤S12中，控制单元50将载波频率fcr从f1降为f2。此处理由载波生成部64(参见图4)执行。在此，f1是在执行检测IL传感器21的固定故障的操作之前已经在转换器20的升压控制中使用的载波频率，而f2是用于固定故障检测的载波频率，其低于f1。

以此方式使得在转换器20的控制中使用的载波频率fcr降低，从而开关元件Q1和Q2的控制周期变长，如图7所示，因此，电抗器电流IL的纹波R变大。在此状态下，在后续步骤S14中，如参考图5所述，在采样时间STA和STB对由IL传感器21检测到的检测值ILA和ILB进行采样。然后，在后续步骤S16中，控制单元50通过从检测值ILA减去检测值ILB，计算电流波动范围ΔIL的实际测量值(下文中称为“ΔIL实际测量值”)。

接下来，在后续步骤S18中，控制单元50判定ΔIL实际测量值是否小于IL传感器21的固定故障时的电流波动范围ΔILth。在此，参考图5，在IL传感器21已发生固定故障的情况下，由IL传感器21检测到的检测值ILA和ILB被检测为这样的波形上的值：该波形仅在固定故障时的电流波动范围ΔILth中的窄范围内波动。因此，在作为检测值ILA与ILB之差的ΔIL实际测量值小于或窄于固定故障时的电流波动范围的情况下，IL传感器21可被视为发生了固定故障。

在上述步骤S18中，在ΔIL实际测量值不小于固定故障时的电流波动范围ΔILth的情况下(在步骤S18中，否)，通过步骤S26的处理，结束传感器固定故障检测处理。与之相对照，在判定ΔIL实际测量值小于固定故障时的电流波动范围ΔILth的情况下，在后续步骤S20中，使n(初始值：0)递增到n+1，并且在后续步骤S22中，判定n是否已变为预定值m(大于等于2的整数)。然后，反复地执行从上述步骤S14到步骤S20的处理，直到做出n等于m的判定。通过以此方式反复多次地判定IL传感器21的固定故障，可以提高固定故障检测的精确度。

当在步骤S22中做出n等于m的判定时，也就是说，当连续多次检测到ΔIL实际测量值小于固定故障时的电流波动范围ΔILth的状态时，在后续步骤S24中，将IL传感器21检测为处于固定故障中。通过此方式，在判定IL传感器21的固定故障的情况下，控制单元50可转移到故障安全(fail-safe)模式。作为故障安全模式，例如，可在转换器20的电流反馈控制中使用由IB传感器13检测到的电池电流IB，而非IL传感器21的检测值。进一步地，控制单元50优选地通过灯显示、声音等向驾驶员通知IL传感器21的固定故障。

然后，在后续步骤S26中，控制单元50将n重置为0，并且使载波频率fcr从f2复原到f1(参见图7)。通过此方式，结束检测IL传感器的固定故障的处理。

如上所述，根据该实施例的升压转换器装置10，当检测到IL传感器21的固定故障时，通过暂时增加电抗器电流IL的纹波R且然后使用IL传感器对作为纹波R的高电流部的顶部以及作为纹波R的低电流部的底部进行采样来判定IL传感器21的固定故障。通过此方式，相对于电抗器电流IL的纹波R，正常时的电流波动与固定故障时的电流波动之间的差变得显著，由此可适当地检测到IL传感器21的固定故障。

进一步地，根据该实施例的升压转换器装置10，载波频率仅在例如对两个用于固定故障检测处理的电流值ILA和ILB进行采样的期间被变更，因此，可通过使该采样期间尽可能短来降低对驾驶性能的影响。

另外，根据该实施例的升压转换器装置10，检测IL传感器21的固定故障的处理在车速大于或等于预定值时执行，因此，即使由于载波频率fcr的降低而在转换器20中出现噪声和振动，也可产生这样的行驶状态：其中，驾驶员等不会介意该噪声和振动，因此，可以减小对驾驶性能的影响。

要注意，根据本发明的升压转换器装置不限于上述实施例及其变形例，可在本申请的所附权利要求中阐述的各事项及其等同范围内做出各种变更或改进。

例如，在上文中，电抗器电流L的纹波R已经被描述为通过降低载波频率fcr而增加。然而，本发明不限于此，如图6的步骤S12中的括号中所示，电抗器电流IL的纹波R可通过借助于占空指令值变更部66暂时对占空指令值d进行降低来增加。占空比通过此方式被降低，从而使得转换器20执行的升压电压暂时增加，如图8所示，并由此产生这样的状态：其中，电抗器电流IL的纹波R的振幅也大。在这种状态下，可以通过检测与纹波R的顶部对应的采样时间STA处的电流值ILA且检测与纹波R的底部对应的采样时间STC处的电流值ILC，执行对IL传感器21的固定故障的检测。通过此方式同样地，可呈现与上述实施例相同的效果。进一步地，可通过执行处理以在降低载波频率fcr的同时降低该占空指令值，产生这样的状态：其中，纹波R的振幅大。另外，当用于电抗器电流IL的固定故障检测处理的采样结束时，占空指令值d在步骤S26中被复原到初始值。通过此方式，如图8所示，转换器20的输出电压降低。

进一步地，在上述实施例中，检测IL传感器21的固定故障的处理已经被描述为通过在车速大于或等于预定值时降低载波频率(和/或占空指令值)来执行。然而，本发明不限于此。例如，在可通过设定载波频率f2(该载波频率f2被降低为其中难以出现噪声和振动的频率)等来避免噪声和振动(NV)性能劣化的情况下，可执行检测IL传感器21的固定故障的处理，而不管车速如何。

进一步地，如图9所示，在转换器20中，升压上限VHmax在考虑了开关元件的耐压性能等的情况下而被设定。然而，即使在转换器20的输出电压VH已经达到升压上限VHmax的状态下，也可在通过对载波频率等进行降低而使电抗器电流IL的纹波暂时增加之后执行检测IL传感器21的固定故障的处理。这是因为，通常，升压上限VHmax(例如，600伏特)被设定有裕度，因此，即使升压电压VH暂时以超出量ΔVH(例如，20伏特)超过了设计值，开关元件也不会出现故障。以此方式，通过即使在转换器20的输出电压已经达到升压上限的状态下也执行对IL传感器的固定故障的检测，可以适当地检测到IL传感器的固定故障。

此外，在上述实施例中，首先，作为步骤S10，检测IL传感器21的固定故障的处理已经被描述为在车速大于或等于预定值时被执行。然而，在此之前，通过计算来推定电抗器电流IL的纹波R的最大电流波动范围ΔILmax，判定该推定值是否大于IL传感器的固定故障时的电流波动范围ΔILth，并且，可以有这样的情况：仅在判定该推定值大于电流波动范围ΔILth的情况下执行步骤S10或后续步骤的处理。在这种情况下，可基于转换器20的输入电压VL和输出电压VH以及执行用于固定故障检测的采样之前的载波频率f1，来计算纹波的最大电流波动范围ΔILmax(即，纹波的振幅)。更具体地说，参考图5，相对于电抗器电流IL的纹波R，可通过将斜率VL/L乘以时间T2或通过将斜率(VL-VH)/L乘以时间T1来计算纹波的最大电流波动范围ΔILmax。通过这样做，通过仅在电抗器电流IL的波动范围被推定为超过传感器固定故障时的电流波动范围的情况下执行固定故障检测处理，可以更可靠地检测IL传感器的固定故障。

Claims (4)

1.一种升压转换器装置，包括：

升压转换器，其包括电抗器和开关元件，并且能够对从电池输入的电压进行升压和输出；

电流传感器，其检测流过所述电抗器的电抗器电流；以及

控制单元，其通过使用所述电抗器电流的反馈控制来控制所述升压转换器，

其中所述控制单元

执行对在所述升压转换器的所述控制中使用的载波频率进行降低和对在所述升压转换器的所述控制中使用的占空指令值进行降低中的至少一项，

当所述载波频率的降低或所述占空指令值的降低正被执行时，通过所述电流传感器检测电流纹波的振幅，并且

在所述电流纹波的振幅小于所述电流传感器异常时的预定的电流波动范围的情况下，将所述电流传感器检测为处于异常。

2.根据权利要求1所述的升压转换器装置，其中，所述载波频率的降低或所述占空指令值的降低仅在通过所述电流传感器检测所述电流纹波的振幅的期间被执行。

3.根据权利要求1所述的升压转换器装置，其中，当车速大于或等于预定值时，执行所述电流传感器的异常检测。

4.根据权利要求2所述的升压转换器装置，其中，当车速大于或等于预定值时，执行所述电流传感器的异常检测。