CN110323934B - Dc/dc转换器 - Google Patents

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Abstract

提供一种即使输出侧电压传感器发生故障也不会发生电路故障并且不会陷入无法控制状态的DC/DC转换器。包括故障检测器，该故障检测器基于输入侧电压传感器的检测值、第一输出侧电压传感器的检测值、第二输出侧电压传感器的检测值以及直流电源电压传感器的检测值，对第一输出侧电压传感器、第二输出侧电压传感器以及输入侧电压传感器中至少一个的故障进行检测。

Description

DC/DC转换器
技术领域
本申请涉及DC/DC转换器。
背景技术
可在直流低压侧与直流高电压侧之间进行双向电力转换的DC/DC转换器是众所周知的。专利文献1所公开的以往的DC/DC转换器构成为具有端子群组、电抗器、开关元件串联电路，并将来自电池的直流电压升压或降压后提供给电动机。
上述以往的DC/DC转换器中，端子群组具有第一端子和第二端子，并且，开关元件串联电路是将第一开关元件和第二开关元件进行串联连接的电路。第一开关元件与第二开关元件的连接点经由电抗器与第一端子相连接，相对于上述连接点的相反侧与第二端子相连接，第一端子成为低电压侧，第二端子成为高电压侧。像这样构成的以往的DC/DC转换器在低电压侧与高电压侧之间进行直流电压的转换动作。
上述以往的DC/DC转换器具有运算单元以及对开关元件进行开关控制的开关控制单元。运算单元基于高电压侧电压指令值与高电压侧电压检测值之间的差电压、或低电压侧电压指令值与低电压侧电压检测值之间的差电压来计算运算值，开关控制单元基于运算单元计算出的运算值求出通电率，并基于该通电率对第一开关元件及第二开关元件的开关动作进行控制。
上述以往的DC/DC转换器具有用于检测高电压侧电压的两个高电压侧电压传感器，从而防止基于电压传感器的故障而导致的DC/DC转换器的电路故障并能继续控制DC/DC转换器。上述高电压侧电压传感器的故障的判定通过两个高电压侧电压传感器检测出的高电压侧电压与高电压侧推测电压的比较来进行。
上述故障判定的结果是，在双方的高电压侧电压传感器没有发生故障的情况下，设DC/DC转换器为通常模式来进行开关元件的开关控制从而进行电压转换，在一个高电压侧电压传感器发生故障的情况下，由于不能判断高电压侧电压的妥当性，因此将第二开关元件固定为导通状态，并利用另一个高电压侧电压传感器对高电压侧电压进行检测，从而对一个高电压侧电压传感器的故障进行检测。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5457559号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
如上所述，以往的DC/DC转换器对检测高电压侧电压的两个高电压侧电压传感器的异常进行判定，但当两个高电压侧电压传感器发生其输出被固定在可输出范围内的故障时，存在误判定为用于检测高电压侧电压的两个高电压侧电压传感器为正常、且用于检测低电压侧电压的低压侧电压传感器发生故障的情况。此时，实际上高电压侧电压传感器已发生故障，因此会导致在与DC/DC转换器相连接的旋转电机的动作在发电机模式和电动机模式之间发生变化时，会在无法检测DC/DC转换器的高电压侧电压的变化的状态下继续进行旋转电机的运行。其结果是，存在下述问题：若高电压侧电压变得过大则引起DC/DC转换器电路的破坏，反之，若高电压侧电压变得过小则用于控制电动机所需要的电压产生不足，陷入无法控制状态。
本申请是为了解决以往的DC/DC转换器中的所述问题而完成的，其目的在于提供一种即使用于检测高电压侧电压的高电压侧电压传感器发生故障，也不会发生电路故障并且不会陷入无法控制状态的DC/DC转换器。
解决技术问题所采用的技术方案
本申请所公开的DC/DC转换器，包括：
DC/DC转换器主体，该DC/DC转换器主体进行将直流的输入侧电压转换为不同值的直流的输出侧电压的电压转换动作；以及控制装置，该控制装置对所述DC/DC转换器主体中的所述电压转换动作进行控制，所述DC/DC转换器的特征在于，
所述DC/DC转换器主体包括：
输入端子，该输入端子与直流电源相连接；
电抗器，该电抗器的一端与所述输入端子相连接；
开关电路，该开关电路包括第一开关元件和第二开关元件，所述电抗器的另一端与所述第一开关元件和所述第二开关元件的连接部相连接；
能量储存单元，该能量储存单元将由所述第一开关元件的开关动作所产生的所述电抗器的能量经由所述第二开关元件进行储存；
输出端子，该输出端子将所述能量储存单元的电压作为所述输出侧电压进行输出；
输入侧电压传感器，该输入侧电压传感器对所述输入侧电压进行检测；
第一输出侧电压传感器，该第一输出侧电压传感器对所述输出侧电压进行检测；
第二输出侧电压传感器，该第二输出侧电压传感器对所述输出侧电压进行检测；以及
直流电源电压传感器，该直流电源电压传感器对所述直流电源的电压进行检测，
所述控制装置构成为基于来自外部的指令值、所述输入侧电压传感器的检测值、所述第一输出侧电压传感器的检测值以及所述第二输出侧电压传感器的检测值中的至少一个来控制所述第一开关元件和所述第二开关元件的开关，进而对所述电压转换动作进行控制，
所述控制装置还包括故障检测单元，该故障检测单元对所述输入侧电压传感器、所述第一输出侧电压传感器以及所述第二输出侧电压传感器中至少一个的故障进行检测，
所述故障检测单元构成为基于所述输入侧电压传感器的检测值、所述第一输出侧电压传感器的检测值、所述第二输出侧电压传感器的检测值以及所述直流电源电压传感器的检测值来进行所述故障的判定，
所述故障检测单元包括：
输入侧电压检测器，该输入侧电压检测器基于所述输入侧电压传感器的检测值，对输入侧检测电压进行输出；
第一输出侧电压检测器，该第一输出侧电压检测器基于所述第一输出侧电压传感器的检测值，对第一输出侧检测电压进行输出；
第二输出侧电压检测器，该第二输出侧电压检测器基于所述第二输出侧电压传感器的检测值，对第二输出侧检测电压进行输出；以及
直流电源电压检测器，该直流电源电压检测器基于所述直流电源电压传感器的检测值，对直流电源检测电压进行输出，
所述故障检测单元构成为基于所述第一输出侧检测电压与所述输入侧检测电压之差的绝对值及所述第一输出侧检测电压与所述第二输出侧检测电压之差的绝对值中的任意一个、以及第一输出侧检测电压与所述直流电源检测电压之差的绝对值，对所述第一输出侧电压传感器的故障进行检测。
另外，本申请所公开的DC/DC转换器，包括：
DC/DC转换器主体，该DC/DC转换器主体进行将直流的输入侧电压转换为不同值的直流的输出侧电压的电压转换动作；以及控制装置，该控制装置对所述DC/DC转换器主体中的所述电压转换动作进行控制，所述DC/DC转换器的特征在于，
所述DC/DC转换器主体包括：
输入端子，该输入端子与直流电源相连接；
电抗器，该电抗器的一端与所述输入端子相连接；
开关电路，该开关电路包括第一开关元件和第二开关元件，所述电抗器的另一端与所述第一开关元件和所述第二开关元件的连接部相连接；
能量储存单元，该能量储存单元将由所述第一开关元件的开关动作所产生的所述电抗器的能量经由所述第二开关元件进行储存；
输出端子，该输出端子将所述能量储存单元的电压作为所述输出侧电压进行输出；
输入侧电压传感器，该输入侧电压传感器对所述输入侧电压进行检测；
第一输出侧电压传感器，该第一输出侧电压传感器对所述输出侧电压进行检测；
第二输出侧电压传感器，该第二输出侧电压传感器对所述输出侧电压进行检测；以及
直流电源电压传感器，该直流电源电压传感器对所述直流电源的电压进行检测，
所述控制装置构成为基于来自外部的指令值、所述输入侧电压传感器的检测值、所述第一输出侧电压传感器的检测值以及所述第二输出侧电压传感器的检测值中至少一个来控制所述第一开关元件和所述第二开关元件的开关，进而对所述电压转换动作进行控制，
所述控制装置还包括故障检测单元，该故障检测单元对所述输入侧电压传感器、所述第一输出侧电压传感器以及所述第二输出侧电压传感器中至少一个的故障进行检测，
所述故障检测单元构成为基于所述输入侧电压传感器的检测值、所述第一输出侧电压传感器的检测值、所述第二输出侧电压传感器的检测值以及所述直流电源电压传感器的检测值来进行所述故障的判定，
所述故障检测单元包括：
输入侧电压检测器，该输入侧电压检测器基于所述输入侧电压传感器的检测值，对输入侧检测电压进行输出；
第一输出侧电压检测器，该第一输出侧电压检测器基于所述第一输出侧电压传感器的检测值，对第一输出侧检测电压进行输出；
第二输出侧电压检测器，该第二输出侧电压检测器基于所述第二输出侧电压传感器的检测值，对第二输出侧检测电压进行输出；以及
直流电源电压检测器，该直流电源电压检测器基于所述直流电源电压传感器的检测值，对直流电源检测电压进行输出，
所述故障检测单元构成为基于所述第二输出侧检测电压与所述输入侧检测电压之差的绝对值及所述第二输出侧检测电压与所述第一输出侧检测电压之差的绝对值中的任意一个、以及第二输出侧检测电压与所述直流电源检测电压之差的绝对值，对所述第二输出侧电压传感器的故障进行检测。
更进一步，本申请所公开的DC/DC转换器，包括：
DC/DC转换器主体，该DC/DC转换器主体进行将直流的输入侧电压转换为不同值的直流的输出侧电压的电压转换动作；以及控制装置，该控制装置对所述DC/DC转换器主体中的所述电压转换动作进行控制，所述DC/DC转换器的特征在于，
所述DC/DC转换器主体包括：
输入端子，该输入端子与直流电源相连接；
电抗器，该电抗器的一端与所述输入端子相连接；
开关电路，该开关电路包括第一开关元件和第二开关元件，所述电抗器的另一端与所述第一开关元件和所述第二开关元件的连接部相连接；
能量储存单元，该能量储存单元将由所述第一开关元件的开关动作所产生的所述电抗器的能量经由所述第二开关元件进行储存；
输出端子，该输出端子将所述能量储存单元的电压作为所述输出侧电压进行输出；
输入侧电压传感器，该输入侧电压传感器对所述输入侧电压进行检测；
第一输出侧电压传感器，该第一输出侧电压传感器对所述输出侧电压进行检测；
第二输出侧电压传感器，该第二输出侧电压传感器对所述输出侧电压进行检测；以及
直流电源电压传感器，该直流电源电压传感器对所述直流电源的电压进行检测，
所述控制装置构成为基于来自外部的指令值、所述输入侧电压传感器的检测值、所述第一输出侧电压传感器的检测值以及所述第二输出侧电压传感器的检测值中至少一个来控制所述第一开关元件和所述第二开关元件的开关，进而对所述电压转换动作进行控制，
所述控制装置还包括故障检测单元，该故障检测单元对所述输入侧电压传感器、所述第一输出侧电压传感器以及所述第二输出侧电压传感器中至少一个的故障进行检测，
所述故障检测单元构成为基于所述输入侧电压传感器的检测值、所述第一输出侧电压传感器的检测值、所述第二输出侧电压传感器的检测值以及所述直流电源电压传感器的检测值来进行所述故障的判定，
所述故障检测单元包括：
输入侧电压检测器，该输入侧电压检测器基于所述输入侧电压传感器的检测值，对输入侧检测电压进行输出；
第一输出侧电压检测器，该第一输出侧电压检测器基于所述第一输出侧电压传感器的检测值，对第一输出侧检测电压进行输出；
第二输出侧电压检测器，该第二输出侧电压检测器基于所述第二输出侧电压传感器的检测值，对第二输出侧检测电压进行输出；以及
直流电源电压检测器，该直流电源电压检测器基于所述直流电源电压传感器的检测值，对直流电源检测电压进行输出，
所述故障检测单元构成为基于所述输入侧检测电压与所述第一输出侧检测电压之差的绝对值及所述输入侧检测电压与所述第二输出侧检测电压之差的绝对值中的任意一个、以及所述输入侧检测电压与所述直流电源检测电压之差的绝对值，对所述输入侧电压传感器的故障进行检测。
发明效果
根据本申请所公开的DC/DC转换器的控制装置，所述控制装置构成为基于来自外部的指令值、所述输入侧电压传感器的检测值、所述第一输出侧电压传感器的检测值以及所述第二输出侧电压传感器的检测值中至少一个来控制所述第一开关元件和所述第二开关元件的开关，进而对所述电压转换动作进行控制，所述控制装置还包括对所述输入侧电压传感器、所述第一输出侧电压传感器以及所述第二输出侧电压传感器中至少一个的故障进行检测的故障检测单元，所述故障检测单元构成为基于所述输入侧电压传感器的检测值、所述第一输出侧电压传感器的检测值、所述第二输出侧电压传感器的检测值以及所述直流电源电压传感器的检测值来进行所述故障的判定，因此能得到一种即使用于检测高电压侧电压的高电压侧电压传感器发生故障也不会发生电路故障并且不会陷入无法控制状态的DC/DC转换器。
附图说明
图1是表示实施方式1所涉及的DC/DC转换器的结构图。
图2是表示实施方式1所涉及的DC/DC转换器中的第一高电压侧电压传感器的故障判定的处理流程的流程图。
图3是表示实施方式1所涉及的DC/DC转换器中的第二高电压侧电压传感器的故障判定的处理流程的流程图。
图4是表示实施方式1所涉及的DC/DC转换器中的低电压侧电压传感器的故障判定的处理流程的流程图。
具体实施方式
实施方式1﹒
图1是表示实施方式1所涉及的DC/DC转换器的结构图。在图1中，DC/DC转换器1000由DC/DC转换器主体100以及对DC/DC转换器主体100进行控制的控制装置300构成。DC/DC转换器主体100具有作为对直流电压间的电力进行转换的直流电转换装置的功能，包括电抗器102、半导体模块107、低电压侧电容器101、作为能量储存单元的高电压侧电容器105、以及高电压侧放电电阻106。
半导体模块107由作为低电压侧的半导体开关元件的第一开关元件103以及作为高电压侧的半导体开关元件的第二开关元件104组成。第一开关元件103和第二开关元件104彼此串联连接来构成DC/DC转换器主体100中的开关电路。
如下文所述那样，第一开关元件103和第二开关元件104由控制装置300进行开关控制。第一开关元件103以及第二开关元件104例如分别由将续流二极管(free-wheeldiode)反向并联连接而构成的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管)来构成。
在该实施方式1中，在第一栅极信号S1为高电平时，半导体模块107的第一开关元件103为导通，在第一栅极信号S1为低电平时，半导体模块107的第一开关元件103为截止。同样地，在第二栅极信号S2为高电平时，第二开关元件104为导通，在第二栅极信号S2为低电平时，第二开关元件104为截止。
第一开关元件103的一端与低电压侧电容器101的负极侧端子相连接，另一端经由电抗器102与低电压侧电容器101的正极侧端子相连接。第二开关元件104的一端与第一开关元件103的另一端相连接，另一端与高电压侧电容器105的正极侧端子相连接。高电压侧电容器105的负极侧端子与第一开关元件103的一端相连接。所述高电压侧放电电阻106与高电压侧电容器105并联连接。
低电压侧电容器101对DC/DC转换器主体100的输入侧电压即低电压侧电压进行滤波。电抗器102产生在高电压侧电容器105中储存的能量。包括第一开关元件103和第二开关元件104的半导体模块107将输入侧电压即低电压侧电压升压至输出侧电压即高电压侧电压。高电压侧电容器105对DC/DC转换器主体100的输出侧电压即高电压侧电压进行滤波。高电压侧放电电阻106用于释放作为储存于高电压侧电容器105的能量的电荷。
在作为DC/DC转换器主体100的输入端子的低电压侧负极端子100a与低电压侧正极端子100b之间连接有作为输出高电压侧电压的直流电源的电池1。在作为DC/DC转换器主体100的输出端子的高电压侧负极端子100c与高电压侧正极端子100d之间连接有具备作为电动机的功能和作为发电机的功能的旋转电机2。
旋转电机2是具备对来自DC/DC转换器主体100的输出进行控制的逆变器(未图示)的旋转电机，在图1中，旋转电机2表示为包含上述逆变器。即，旋转电机2接受来自与逆变器进行电连接的DC/DC转换器主体100的直流电的提供，产生驱动力，或利用上述逆变器将发电得到的交流电转换成直流电并经由DC/DC转换器主体100提供给电池1。
此处，上述逆变器构成在作为直流电源的DC/DC转换器主体100的输出即直流电与旋转电机2的输出即交流电之间进行电力转换的DC/AC转换器。上述逆变器包括在与DC/DC转换器主体100的高电压侧正极端子100d连接的正极侧导体、和与DC/DC转换器主体100的高电压侧负极端子100c连接的负极侧导体之间连接有直流侧输入端子的三相桥式电路(未图示)。
上述逆变器中的三相桥式电路的正极侧直流端子与DC/DC转换器主体100的高电压侧正极端子100d相连接，负极侧直流端子与DC/DC转换器主体100的高电压侧负极端子100c相连接，在其正极侧直流端子与负极侧直流端子之间并联连接有：U相桥臂，该U相桥臂由U相上桥臂半导体开关元件和U相下桥臂半导体开关元件串联连接而成；V相桥臂，该V相桥臂由V相上桥臂半导体开关元件和V相下桥臂半导体开关元件串联连接而成；以及W相桥臂，该W相桥臂由W相上桥臂半导体开关元件和W相下桥臂半导体开关元件串联连接而成。
从由上述U相上桥臂半导体开关元件和U相下桥臂半导体开关元件串联连接而成的部分导出的U相输出端子与旋转电机2的U相电枢绕组端子相连接，从由V相上桥臂半导体开关元件和V相下桥臂半导体开关元件串联连接而成的部分导出的V相输出端子与旋转电机2的V相电枢绕组端子相连接，从由W相上桥臂半导体开关元件和W相下桥臂半导体开关元件串联连接而成的部分导出的W相输出端子与旋转电机2的W相电枢绕组端子相连接。
上述U相上桥臂半导体开关元件、U相下桥臂半导体开关元件、V相上桥臂半导体开关元件、V相下桥臂半导体开关元件、W相上桥臂半导体开关元件以及W相下桥臂半导体开关元件使用由续流二极管反向并联连接而成的IGBT、或MOSFET(Metal Oxide SemiconductorField Effect Transistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)等半导体芯片。
另外，图1中将旋转电机2表示为一个系统，但旋转电机2可以为两个系统，该情况下，一个旋转电机作为驱动侧即电动机来使用，另一个旋转电机作为发电机来使用。
DC/DC转换器主体100具有：第一高电压侧电压传感器201a，该第一高电压侧电压传感器201a作为第一输出侧电压传感器用于检测高电压侧电容器105的正极与负极之间的电压即高电压侧电压；第二高电压侧电压传感器201b，该第二高电压侧电压传感器201b作为第二输出侧电压传感器用于检测高电压侧电容器105的正极与负极之间的电压即高电压侧电压；低电压侧电压传感器203，该低电压侧电压传感器203作为输入侧电压传感器用于检测低电压侧电容器101的正极与负极之间的电压即低电压侧电压；以及电流传感器202，该电流传感器202对流过电抗器102的电流进行检测。并且，电池的输出电压由作为直流电源电压传感器的电池电压传感器204进行检测。
控制装置300中，生成第一栅极信号S1并将其提供给第一开关元件103的栅极，从而使第一开关元件103进行导通、截止动作，生成第二栅极信号S2并将其提供给第二开关元件104的栅极，从而使第二开关元件104进行导通、截止动作。此处，控制装置300构成为当设第一栅极信号S1为高电平时将第二栅极信号S2设为低电平，当设第一栅极信号S1为低电平时将第二栅极信号S2设为高电平。
并且，控制装置300包括故障检测单元301。故障检测单元301包括故障检测器302、作为第一输出侧电压检测器的第一高电压侧电压检测器401、作为第二输出侧电压检测器的第二高电压侧电压检测器402、作为输入侧电压检测器的低电压侧电压检测器403以及作为直流电源电压检测器的电池电压检测器404。故障检测单元301中的故障检测器302、第一高电压侧电压检测器401、第二高电压侧电压检测器402、低电压侧电压检测器403以及电池电压检测器404由例如ROM(Read Only Memory：只读存储器)所存储的软件程序构成，以规定的周期定期从ROM中进行读取并执行后述的处理，或根据需要从ROM中进行读取并执行后述的处理。
第一高电压侧电压检测器401从第一高电压侧电压传感器201a输入有高电压侧电容器105的电压检测值Vout，对基于所输入的检测值Vout而计算得到的、作为第一输出侧检测电压的第一高电压测检测电压V2M进行输出。第二高电压侧电压检测器402从第二高电压侧电压传感器201b输入有高电压侧电容器105的电压检测值Vout，对基于所输入的检测值Vout而计算得到的、作为第二输出侧检测电压的第二高电压测检测电压V2S进行输出。
低电压侧电压检测器403从低电压侧电压传感器203输入有低电压电容器101的电压检测值Vin，对基于所输入的检测值Vin而计算得到的、作为输入侧检测电压的低电压侧检测电压V1进行输出。电池电压检测器404从电池电压传感器204输入有电池1的电压检测值Vbo，对基于所输入的检测值Vbo而计算得到的、作为直流电源检测电压的电池检测电压Vbatt进行输出。
故障检测器302分别输入有从第一高电压侧电压检测器401输出的第一高电压侧检测电压V2M、从第二高电压侧电压检测器402输出的第二高电压侧检测电压V2S、从低电压侧电压检测器403输出的低电压侧检测电压V1以及从电池电压检测器404输出的电池检测电压Vbatt。
如上所述那样构成的实施方式1所涉及的DC/DC转换器1000是可在低电压侧与高电压侧之间进行双向电力转换的双向型的DC/DC转换器，将在低电压侧负极端子100a与低电压侧正极端子100b之间所输入的输入侧电压即低电压侧电压升压至其低电压侧电压以上的电压，将升压后的输出侧电压即高电压侧电压输出至高电压侧负极端子100c与高电压侧正极端子100d之间。
即作为稳定状态的动作，DC/DC转换器1000通过设第一开关元件103为导通，设第二开关元件104为截止，从而与电抗器102通电，通过设第一开关元件103为截止，设第二开关元件104为导通，从而进行动作以使电抗器102产生能量并使高电压侧电容器105储存该能量。
如上所述，通过交替重复进行第一开关元件103和第二开关元件104的导通、截止，从而将能量储存于高电压侧电容器105，向高电压侧正极端子100d与高电压侧负极端子100c之间输出升压到固定电压侧电压以上的高电压侧电压。控制装置300通过使第一栅极信号S1与第二栅极信号S2的高电平和低电平的占空比产生变化，从而使第一开关元件103和第二开关元件104的导通、截止的周期产生变化，进而能以对作为从外部输入的指令值的高电压侧电压指令值Vout*进行跟踪的方式对作为输出电压的高电压侧电压的值进行控制。
接着，对设置于控制装置300的故障检测单元301中的、第一高电压侧电压传感器201a的故障判定进行说明。图2是表示实施方式1所涉及的DC/DC转换器中的第一高电压侧电压传感器的故障判定的处理流程的流程图。
在图2步骤S501中，故障检测器302进行下述判定：“第一高电压侧检测电压V2M与低电压侧检测电压V1之差的绝对值是否为第一规定值以上”、“第一高电压侧检测电压V2M与第二高电压侧检测电压V2S之差的绝对值是否为第二规定值以上”、“第一高电压侧检测电压V2M与电池检测电压Vbatt之差的绝对值是否为第三规定值以上”。这里，第一规定值、第二规定值以及第三规定值为预先设定的值，是彼此不同的值。
若步骤S501中的判定结果是判定为“第一高电压侧检测电压V2M与低电压侧检测电压V1之差的绝对值为预先设定的第一规定值以上”，或判定为“第一高电压侧检测电压V2M与第二高电压侧检测电压V2S之差的绝对值为预先设定的第二规定值以上”，并且判定为“第一高电压侧检测电压V2M与电池检测电压Vbatt之差的绝对值为预先设定的第三规定值以上”(“是”)，则前进至步骤S502，判定为用于检测高电压侧电压的第一高电压侧电压传感器201a的故障判定条件成立，第一高电压侧电压传感器201a发生故障。
若步骤S501中的判定结果是判定为“第一高电压侧检测电压V2M与低电压侧检测电压V1之差的绝对值小于预先设定的第一规定值”，并且判定为“第一高电压侧检测电压V2M与第二高电压侧检测电压V2S之差的绝对值小于预先设定的第二规定值”，还判定为“第一高电压侧检测电压V2M与电池检测电压Vbatt之差的绝对值小于预先设定的第三规定值”(“否”)，则前进至步骤S503，判定为用于检测高电压侧电压的第一高电压侧电压传感器201a的故障判定条件不成立，第一高电压侧电压传感器201a为正常。
接着，对设置于控制装置300的故障检测单元301中的第二高电压侧电压传感器201b的故障判定进行说明。图3是表示实施方式1所涉及的DC/DC转换器中的第二高电压侧电压传感器的故障判定的处理流程的流程图。
在图3中，在步骤S601中，故障检测器302进行下述判定：“第二高电压侧检测电压V2S与低电压侧检测电压V1之差的绝对值是否为第一规定值以上”、“第二高电压侧检测电压V2S与第一高电压侧检测电压V2M之差的绝对值是否为第二规定值以上”、“第二高电压侧检测电压V2S与电池检测电压Vbatt之差的绝对值是否为第三规定值以上”。此处，第一规定值、第二规定值以及第三规定值分别与图2中的上述第一规定值、第二规定值以及第三规定值相同。
若步骤S601中的判定结果是判定为“第二高电压侧检测电压V2S与低电压侧检测电压V1之差的绝对值为预先设定的第一规定值以上”，或判定为“第二高电压侧检测电压V2S与第一高电压侧检测电压V2M之差的绝对值为预先设定的第二规定值以上”，并且判定为“第二高电压侧检测电压V2S与电池检测电压Vbatt之差的绝对值为预先设定的第三规定值以上”(“是”)，则前进至步骤S602，判定为“用于检测高电压侧电压的第二高电压侧电压传感器201b的故障判定条件成立，第二高电压侧电压传感器201b发生故障。
若步骤S601中的判定结果是判定为“第二高电压侧检测电压V2M与低电压侧检测电压V1之差的绝对值小于预先设定的第一规定值”，并且判定为“第二高电压侧检测电压V2S与第一高电压侧检测电压V2M之差的绝对值小于预先设定的第二规定值”，还判定为“第二高电压侧检测电压V2S与电池检测电压Vbatt之差的绝对值小于预先设定的第三规定值”(“否”)，则前进至步骤S603，判定为用于检测高电压侧电压的第二高电压侧电压传感器201b的故障判定条件不成立，第二高电压侧电压传感器201b为正常。
接着，对设置于控制装置300的故障检测单元301中的、低电压侧电压传感器203的故障判定进行说明。图4是表示实施方式1所涉及的DC/DC转换器中的、低电压侧电压传感器的故障判定的处理流程的流程图。
在图4中，在步骤S701中，故障检测器302进行下述判定：“低电压侧检测电压V1与第一高电压侧检测电压V2M之差的绝对值是否为第一规定值以上”、“低电压侧检测电压V1与第二高电压侧检测电压V2S之差的绝对值是否为第一规定值以上”、“低电压侧检测电压V1与电池检测电压Vbatt之差的绝对值是否为第四规定值以上”。此处，第一规定值与上述第一规定值相同，第四规定值为预先设定的值，是与上述的第一规定值、第二规定值以及第三规定值不同的值。
若步骤S701中的判定结果是判定为“低电压侧检测电压V1与第一高压侧检测电压V2M之差的绝对值为预先设定的第一规定值以上”，或判定为“低电压侧检测电压V1与第二高电压侧检测电压V2S之差的绝对值为预先设定的第一规定值以上”，并且判定为“低电压侧检测电压V1与电池检测电压Vbatt之差的绝对值为预先设定的第四规定值以上”(“是”)，则前进至步骤S702，判定为用于检测低电压侧电压的低电压侧电压传感器203的故障判定条件成立，低电压侧电压传感器203发生故障。
若步骤S701中的判定结果是判定为“低电压侧检测电压V1与第一高电压侧检测电压V2M之差的绝对值小于预先设定的第一规定值”，并且判定为“低电压侧检测电压V1与第二高电压侧检测电压V2S之差的绝对值小于预先设定的第一规定值”，还判定为“低电压侧检测电压V1与电池检测电压Vbatt之差的绝对值小于预先设定的第四规定值”(“否”)，则前进至步骤S703，判定为用于检测低电压侧检测电压的低电压侧电压传感器203的故障判定条件不成立，低电压侧电压传感器203为正常。
由此，控制装置300中的故障检测单元301进行下述判断：用于检测高电压侧电压的第一高电压侧电压传感器201a是否已发生故障、用于检测高电压侧电压的第二高电压侧电压传感器201b是否已发生故障、用于检测低电压侧检测电压的低电压侧电压传感器203是否已发生故障。
控制装置300中，当故障检测单元301判定为仅第一高电压侧电压传感器201a、第二高电压侧电压传感器201b以及低电压侧电压传感器203中的任意一个发生故障时，将DC/DC转换器本体100中的半导体模块107的低电压侧的半导体开关元件即第一开关元件103固定为导通状态。由此，电抗器102的能量的产生得以继续，作为DC/DC转换器能够持续向电动机提供来自电池的直流电压。
并且，控制装置300中，当故障检测单元301检测出第一高电压侧电压传感器201a、第二高电压侧电压传感器201b以及低电压侧电压传感器203中的任意两个以上发生故障时，将第一开关元件103固定为截止状态。由此，导致电抗器102的能量的产生停止，使DC/DC转换器主体100的升压动作停止。
在上述图2、图3以及图4所示的处理中，DC/DC转换器主体100的升压动作实施中，为了使高电压侧电压的检测值设为与低电压侧电压相当，因此将用于检测高电压侧电压的第一高电压侧电压传感器201a的检测值乘以“1-第一开关元件103的导通占空比”而得到的值作为第一高电压侧检测电压V2M来实施判定，将用于检测高电压侧电压的第二高电压侧电压传感器201b的检测值乘以“1-第一开关元件103的导通占空比”而得到的值作为第二高电压侧检测电压V2S来实施判定。
由此，即使在用于检测高电压侧电压的第一高电压侧电压传感器201a、用于检测高电压侧电压的第二高电压侧电压传感器201b、用于检测低电压侧检测电压的低电压侧电压传感器203中的任意两个发生故障的状态下，也不会对故障部位进行误判定。因此，即使在用于检测高电压侧电压的第一高电压侧电压传感器201a、用于检测高电压侧电压的第二高电压侧电压传感器201b、或用于检测低电压侧检测电压的低电压侧电压传感器203中的任意一个发生故障的状态下，也能对DC/DC主体100进行栅极导通。
此外，在用于检测电池检测电压Vbatt和高电压侧电压的第一高电压侧电压传感器201a、用于检测电池检测电压Vbatt和高电压侧电压的第二高电压侧电压传感器201b、或用于检测电池检测电压Vbatt和低电压侧检测电压的低电压侧电压传感器203中的任意一个发生故障的状态下，虽然因所有故障判定条件成立故而无法确定故障部位，但也不会导致DC/DC转换器的电路发生损坏。
本公开示例性地记载了实施方式，但实施方式所记载的各种特征、状态及功能不仅限为运用于特定的实施方式，也可以单独或通过各种组合而运用于实施方式。
因此，可以认为未例示出的无数变形例也包含在本申请说明书所公开的技术范围内。例如，设在对至少一个结构要素进行变形的情况下包含有追加的情况或省略的情况。
标号说明
1 电池
2 旋转电机
100 DC/DC转换器主体
100a 低电压侧负极端子
100b 低电压侧正极端子
100c 高电压侧负极端子
100d 高电压侧正极端子
101 低电压侧电容器
102 电抗器
103 第一开关元件
104 第二开关元件
105 高电压侧电容器
106 高电压侧放电电阻
107 半导体模块
201a 第一高电压侧电压传感器
201b 第二高电压侧电压传感器
202 电流传感器
203 低电压侧电压传感器
204 电池电压传感器
300 控制装置
301 故障检测单元
302 故障检测器
401 第一高电压侧电压检测器
402 第二高电压侧电压检测器
403 低电压侧电压检测器
404 电池电压检测器
1000 DC/DC转换器

Claims (6)

1.一种DC/DC转换器，包括：
DC/DC转换器主体，该DC/DC转换器主体进行将直流的输入侧电压转换为不同值的直流的输出侧电压的电压转换动作；以及控制装置，该控制装置对所述DC/DC转换器主体中的所述电压转换动作进行控制，所述DC/DC转换器的特征在于，
所述DC/DC转换器主体包括：
输入端子，该输入端子与直流电源相连接；
电抗器，该电抗器的一端与所述输入端子相连接；
开关电路，该开关电路包括第一开关元件和第二开关元件，所述电抗器的另一端与所述第一开关元件和所述第二开关元件的连接部相连接；
能量储存单元，该能量储存单元将由所述第一开关元件的开关动作所产生的所述电抗器的能量经由所述第二开关元件进行储存；
输出端子，该输出端子将所述能量储存单元的电压作为所述输出侧电压进行输出；
输入侧电压传感器，该输入侧电压传感器对所述输入侧电压进行检测；
第一输出侧电压传感器，该第一输出侧电压传感器对所述输出侧电压进行检测；
第二输出侧电压传感器，该第二输出侧电压传感器对所述输出侧电压进行检测；以及
直流电源电压传感器，该直流电源电压传感器对所述直流电源的电压进行检测，
所述控制装置构成为基于来自外部的指令值、所述输入侧电压传感器的检测值、所述第一输出侧电压传感器的检测值以及所述第二输出侧电压传感器的检测值中至少一个来控制所述第一开关元件和所述第二开关元件的开关，进而对所述电压转换动作进行控制，
所述控制装置还包括故障检测单元，该故障检测单元对所述输入侧电压传感器、所述第一输出侧电压传感器以及所述第二输出侧电压传感器中至少一个的故障进行检测，
所述故障检测单元构成为基于所述输入侧电压传感器的检测值、所述第一输出侧电压传感器的检测值、所述第二输出侧电压传感器的检测值以及所述直流电源电压传感器的检测值来进行所述故障的判定，
所述故障检测单元包括：
输入侧电压检测器，该输入侧电压检测器基于所述输入侧电压传感器的检测值，对输入侧检测电压进行输出；
第一输出侧电压检测器，该第一输出侧电压检测器基于所述第一输出侧电压传感器的检测值，对第一输出侧检测电压进行输出；
第二输出侧电压检测器，该第二输出侧电压检测器基于所述第二输出侧电压传感器的检测值，对第二输出侧检测电压进行输出；以及
直流电源电压检测器，该直流电源电压检测器基于所述直流电源电压传感器的检测值，对直流电源检测电压进行输出，
所述故障检测单元构成为基于所述第一输出侧检测电压与所述输入侧检测电压之差的绝对值及所述第一输出侧检测电压与所述第二输出侧检测电压之差的绝对值中的任意一个、以及第一输出侧检测电压与所述直流电源检测电压之差的绝对值，对所述第一输出侧电压传感器的故障进行检测。
2.一种DC/DC转换器，包括：
DC/DC转换器主体，该DC/DC转换器主体进行将直流的输入侧电压转换为不同值的直流的输出侧电压的电压转换动作；以及控制装置，该控制装置对所述DC/DC转换器主体中的所述电压转换动作进行控制，所述DC/DC转换器的特征在于，
所述DC/DC转换器主体包括：
输入端子，该输入端子与直流电源相连接；
电抗器，该电抗器的一端与所述输入端子相连接；
开关电路，该开关电路包括第一开关元件和第二开关元件，所述电抗器的另一端与所述第一开关元件和所述第二开关元件的连接部相连接；
能量储存单元，该能量储存单元将由所述第一开关元件的开关动作所产生的所述电抗器的能量经由所述第二开关元件进行储存；
输出端子，该输出端子将所述能量储存单元的电压作为所述输出侧电压进行输出；
输入侧电压传感器，该输入侧电压传感器对所述输入侧电压进行检测；
第一输出侧电压传感器，该第一输出侧电压传感器对所述输出侧电压进行检测；
第二输出侧电压传感器，该第二输出侧电压传感器对所述输出侧电压进行检测；以及
直流电源电压传感器，该直流电源电压传感器对所述直流电源的电压进行检测，
所述控制装置构成为基于来自外部的指令值、所述输入侧电压传感器的检测值、所述第一输出侧电压传感器的检测值以及所述第二输出侧电压传感器的检测值中至少一个来控制所述第一开关元件和所述第二开关元件的开关，进而对所述电压转换动作进行控制，
所述控制装置还包括故障检测单元，该故障检测单元对所述输入侧电压传感器、所述第一输出侧电压传感器以及所述第二输出侧电压传感器中至少一个的故障进行检测，
所述故障检测单元构成为基于所述输入侧电压传感器的检测值、所述第一输出侧电压传感器的检测值、所述第二输出侧电压传感器的检测值以及所述直流电源电压传感器的检测值来进行所述故障的判定，
所述故障检测单元包括：
输入侧电压检测器，该输入侧电压检测器基于所述输入侧电压传感器的检测值，对输入侧检测电压进行输出；
第一输出侧电压检测器，该第一输出侧电压检测器基于所述第一输出侧电压传感器的检测值，对第一输出侧检测电压进行输出；
第二输出侧电压检测器，该第二输出侧电压检测器基于所述第二输出侧电压传感器的检测值，对第二输出侧检测电压进行输出；以及
直流电源电压检测器，该直流电源电压检测器基于所述直流电源电压传感器的检测值，对直流电源检测电压进行输出，
所述故障检测单元构成为基于所述第二输出侧检测电压与所述输入侧检测电压之差的绝对值及所述第二输出侧检测电压与所述第一输出侧检测电压之差的绝对值中的任意一个、以及第二输出侧检测电压与所述直流电源检测电压之差的绝对值，对所述第二输出侧电压传感器的故障进行检测。
3.一种DC/DC转换器，包括：
DC/DC转换器主体，该DC/DC转换器主体进行将直流的输入侧电压转换为不同值的直流的输出侧电压的电压转换动作；以及控制装置，该控制装置对所述DC/DC转换器主体中的所述电压转换动作进行控制，所述DC/DC转换器的特征在于，
所述DC/DC转换器主体包括：
输入端子，该输入端子与直流电源相连接；
电抗器，该电抗器的一端与所述输入端子相连接；
开关电路，该开关电路包括第一开关元件和第二开关元件，所述电抗器的另一端与所述第一开关元件和所述第二开关元件的连接部相连接；
能量储存单元，该能量储存单元将由所述第一开关元件的开关动作所产生的所述电抗器的能量经由所述第二开关元件进行储存；
输出端子，该输出端子将所述能量储存单元的电压作为所述输出侧电压进行输出；
输入侧电压传感器，该输入侧电压传感器对所述输入侧电压进行检测；
第一输出侧电压传感器，该第一输出侧电压传感器对所述输出侧电压进行检测；
第二输出侧电压传感器，该第二输出侧电压传感器对所述输出侧电压进行检测；以及
直流电源电压传感器，该直流电源电压传感器对所述直流电源的电压进行检测，
所述控制装置构成为基于来自外部的指令值、所述输入侧电压传感器的检测值、所述第一输出侧电压传感器的检测值以及所述第二输出侧电压传感器的检测值中至少一个来控制所述第一开关元件和所述第二开关元件的开关，进而对所述电压转换动作进行控制，
所述控制装置还包括故障检测单元，该故障检测单元对所述输入侧电压传感器、所述第一输出侧电压传感器以及所述第二输出侧电压传感器中至少一个的故障进行检测，
所述故障检测单元构成为基于所述输入侧电压传感器的检测值、所述第一输出侧电压传感器的检测值、所述第二输出侧电压传感器的检测值以及所述直流电源电压传感器的检测值来进行所述故障的判定，
所述故障检测单元包括：
输入侧电压检测器，该输入侧电压检测器基于所述输入侧电压传感器的检测值，对输入侧检测电压进行输出；
第一输出侧电压检测器，该第一输出侧电压检测器基于所述第一输出侧电压传感器的检测值，对第一输出侧检测电压进行输出；
第二输出侧电压检测器，该第二输出侧电压检测器基于所述第二输出侧电压传感器的检测值，对第二输出侧检测电压进行输出；以及
直流电源电压检测器，该直流电源电压检测器基于所述直流电源电压传感器的检测值，对直流电源检测电压进行输出，
所述故障检测单元构成为基于所述输入侧检测电压与所述第一输出侧检测电压之差的绝对值及所述输入侧检测电压与所述第二输出侧检测电压之差的绝对值中的任意一个、以及所述输入侧检测电压与所述直流电源检测电压之差的绝对值，对所述输入侧电压传感器的故障进行检测。
4.如权利要求1至3的任一项所述的DC/DC转换器，其特征在于，
当所述故障检测单元仅检测出所述第一输出侧电压传感器、所述第二输出侧电压传感器以及所述输入侧电压传感器中的任意一个的故障时，所述控制装置构成为将所述第二开关元件固定为导通状态。
5.如权利要求1至3的任一项所述的DC/DC转换器，其特征在于，
当所述故障检测单元检测出所述第一输出侧电压传感器、所述第二输出侧电压传感器以及所述输入侧电压传感器中的任意两个以上的故障时，所述控制装置构成为将所述第二开关元件固定为截止状态。
6.如权利要求1至3的任一项所述的DC/DC转换器，其特征在于，
在进行所述电压转换动作时，
使用对所述第一输出侧检测电压乘以“1-第一开关元件的导通占空比”而得到的值来代替所述第一输出侧检测电压的值，
使用对所述第二输出侧检测电压乘以“1-第一开关元件的导通占空比”而得到的值来代替所述第二输出侧检测电压的值。
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