JP2004088866A

JP2004088866A - Voltage conversion device and determination method, and record medium recording program for permitting computer to determine cause for failure in voltage conversion and capable of being read by computer

Info

Publication number: JP2004088866A
Application number: JP2002244588A
Authority: JP
Inventors: Masahito Ozaki; 尾崎　真仁
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-08-26
Filing date: 2002-08-26
Publication date: 2004-03-18

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a voltage conversion device capable of determining a cause for failure in a voltage converter for converting DC voltage from a DC power supply into output voltage. SOLUTION: A controller 30 receives a DC current IB from a current sensor 11 and determines whether or not the possible cause is a reactor L1. If not, the controller 30 turns off system relays SR1, SR2, discharges DC power accumulated in a capacitor C2 with a boosting converter 12 stopped, and determines which is the cause of failure, NPN transistors Q1, Q2 or a voltage sensor 13. COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、直流電源からの直流電圧を出力電圧に変換する電圧変換における異常原因を判定する電圧変換装置、電圧変換における異常原因を判定する判定方法、および電圧変換における異常原因の判定をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、環境に配慮した自動車としてハイブリッド自動車（Ｈｙｂｒｉｄ　Ｖｅｈｉｃｌｅ）および電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｖｅｈｉｃｌｅ）が大きな注目を集めている。そして、ハイブリッド自動車は、一部、実用化されている。
【０００３】
このハイブリッド自動車は、従来のエンジンに加え、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。つまり、エンジンを駆動することにより動力源を得るとともに、直流電源からの直流電圧をインバータによって交流電圧に変換し、その変換した交流電圧によりモータを回転することによって動力源を得るものである。また、電気自動車は、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。
【０００４】
このようなハイブリッド自動車または電気自動車においては、直流電源からの直流電圧が昇圧コンバータによって昇圧され、その昇圧された直流電圧がモータを駆動するインバータに供給されるようにすることも考えられている。
【０００５】
すなわち、ハイブリッド自動車または電気自動車は、たとえば、図１０に示すモータ駆動装置を搭載している。図１０を参照して、モータ駆動装置３００は、直流電源Ｂと、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、双方向コンバータ３１０と、電圧センサー３２０と、インバータ３３０とを備える。
【０００６】
直流電源Ｂは、直流電圧を出力する。システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、制御装置（図示せず）によってオンされると、直流電源Ｂからの直流電圧をコンデンサＣ１に供給する。コンデンサＣ１は、直流電源ＢからシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２を介して供給された直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧を双方向コンバータ３１０へ供給する。
【０００７】
双方向コンバータ３１０は、リアクトル３１１と、ＮＰＮトランジスタ３１２，３１３と、ダイオード３１４，３１５とを含む。リアクトル３１１の一方端は直流電源Ｂの電源ラインに接続され、他方端はＮＰＮトランジスタ３１２とＮＰＮトランジスタ３１３との中間点、すなわち、ＮＰＮトランジスタ３１２のエミッタとＮＰＮトランジスタ３１３のコレクタとの間に接続される。ＮＰＮトランジスタ３１２，３１３は、電源ラインとアースラインとの間に直列に接続される。そして、ＮＰＮトランジスタ３１２のコレクタは電源ラインに接続され、ＮＰＮトランジスタ３１３のエミッタはアースラインに接続される。また、各ＮＰＮトランジスタ３１２，３１３のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオード３１４，３１５が接続されている。
【０００８】
双方向コンバータ３１０は、制御装置（図示せず）によってＮＰＮトランジスタ３１２，３１３がオン／オフされ、コンデンサＣ１から供給された直流電圧を昇圧して出力電圧をコンデンサＣ２に供給する。また、双方向コンバータ３１０は、モータ駆動装置３００が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、交流モータＭ１によって発電され、インバータ３３０によって変換された直流電圧を降圧してコンデンサＣ１へ供給する。
【０００９】
コンデンサＣ２は、双方向コンバータ３１０から供給された直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をインバータ３３０へ供給する。電圧センサー３２０は、コンデンサＣ２の両側の電圧、すなわち、双方向コンバータ３１０の出力電圧ＶＨを検出する。
【００１０】
インバータ３３０は、コンデンサＣ２から直流電圧が供給されると制御装置（図示せず）からの制御に基づいて直流電圧を交流電圧に変換して交流モータＭ１を駆動する。これにより、交流モータＭ１は、トルク指令値によって指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ３３０は、モータ駆動装置３００が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、交流モータＭ１が発電した交流電圧を制御装置からの制御に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサＣ２を介して双方向コンバータ３１０へ供給する。
【００１１】
このように、モータ駆動装置３００においては、交流モータＭ１が指令されたトルクを出力可能なように、双方向コンバータ３１０が直流電源Ｂからの直流電圧を出力電圧ＶＨに昇圧し、その昇圧した出力電圧ＶＨをインバータ３３０に供給する。したがって、双方向コンバータ３１０が正確に昇圧動作を行なうことができない場合、交流モータＭ１は、指令されたトルク値を出力できない。
【００１２】
そこで、特開平２−３０８９３５号公報には、直流電源からの直流電圧を昇圧する昇圧チョッパの故障の有無を検出し、昇圧チョッパの故障を検出したとき、昇圧チョッパをバイパスして直流電源からの直流電圧を電気駆動手段へ直接供給する技術が開示されている。そして、昇圧チョッパの故障の有無は、出力電圧ＶＨを検出し、その検出した出力電圧ＶＨが所定値以下であるか否かにより検出される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平２−３０８９３５号公報に開示された技術では、昇圧チョッパが故障であるか否かを検出するだけであり、昇圧チョッパのうち、どの部分が故障原因であるかを検出することができないという問題がある。
【００１４】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、直流電源からの直流電圧を出力電圧に変換する電圧変換における故障原因を判定可能な電圧変換装置を提供することである。
【００１５】
また、この発明の別の目的は、直流電源からの直流電圧を出力電圧に変換する電圧変換における故障原因を判定する判定方法を提供することである。
【００１６】
さらに、この発明の別の目的は、直流電源からの直流電圧を出力電圧に変換する電圧変換における故障原因の判定をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
この発明によれば、電圧変換装置は、電圧変換器と、電流センサーと、判定手段とを備える。電圧変換器は、直流電源からの第１の電圧レベルを有する第１の直流電圧を第１の電圧レベルよりも高い第２の電圧レベルを有する第２の直流電圧に変換し、および／または第２の直流電圧を第１の直流電圧に変換する。電流センサーは、電圧変換器における電圧変換の動作中に電圧変換器と直流電源との間に流れる直流電流を検出する。判定手段は、電流センサーによって検出された直流電流に基づいて、電圧変換における異常原因を判定する。
【００１８】
好ましくは、電圧変換器は、２つのスイッチング素子と、リアクトルとを含む。２つのスイッチング素子は、上アームおよび下アームを形成する。リアクトルは、一方端が２つのスイッチング素子の間に接続され、他方端が直流電源側に接続される。そして、判定手段は、第１の直流電圧から第２の直流電圧への昇圧動作が異常であり、かつ、直流電流が所定値よりも大きいとき、リアクトルが異常原因であると判定する。
【００１９】
好ましくは、電圧変換装置は、コンデンサと、制御手段とをさらに備える。コンデンサは、第２の直流電圧によって駆動される負荷の入力側に、負荷に対して並列に接続される。制御手段は、昇圧動作が異常であり、かつ、直流電流が所定値以下であるとき、コンデンサの放電制御を行なう。
【００２０】
好ましくは、電圧変換装置は、電圧センサーをさらに備える。電圧センサーは、コンデンサの放電制御中における負荷の入力側の電圧値を検出する。そして、判定手段は、さらに、電圧センサーが検出した電圧値に基づいて電圧センサーが異常か否かを判定する。
【００２１】
好ましくは、判定手段は、コンデンサにおける放電の進行に伴い電圧値が所定の範囲内の値を保持するとき、電圧センサーが異常原因であると判定する。
【００２２】
好ましくは、判定手段は、コンデンサにおける放電の進行に伴い電圧値が低下するとき、第１の直流電圧から第２の直流電圧への昇圧を制御するためのスイッチング素子が異常原因であると判定する。
【００２３】
好ましくは、電圧変換装置は、コンデンサと、電圧センサーと、制御手段とをさらに備える。コンデンサは、第２の直流電圧によって駆動される負荷の入力側に、負荷に対して並列に接続される。電圧センサーは、コンデンサの放電制御中における負荷の入力側の電圧値を検出する。制御手段は、第２の直流電圧が指令電圧に不一致であるとき、コンデンサの放電制御を行なう。
【００２４】
また、電圧変換器は、２つのスイッチング素子と、リアクトルとを含む。２つのスイッチング素子は、上アームおよび下アームを形成する。リアクトルは、一方端が２つのスイッチング素子の間に接続され、他方端が直流電源側に接続される。
【００２５】
そして、判定手段は、第１の直流電圧から第２の直流電圧への昇圧が可能であり、かつ、コンデンサの放電の進行に伴い電圧値が低下するとき、第２の直流電圧から第１の直流電圧への降圧を制御するためのスイッチング素子が異常であると判定する。
【００２６】
また、この発明によれば、直流電源からの第１の電圧レベルを有する第１の直流電圧を第１の電圧レベルよりも高い第２の電圧レベルを有する第２の直流電圧に変換し、および／または第２の直流電圧を第１の直流電圧に変換するときの電圧変換における異常原因を判定する判定方法は、第２の直流電圧が指令電圧に一致するか否かを検出する第１のステップと、電圧変換の動作中に、電圧変換を行なう電圧変換器と直流電源との間に流れる直流電流を検出する第２のステップと、第２の直流電圧が指令電圧に不一致であるとき、検出された直流電流に基づいて電圧変換における異常原因を判定する第３のステップとを備える。
【００２７】
好ましくは、判定方法は、第１の直流電圧から第２の直流電圧への昇圧動作が異常であるか否かを判定する第４のステップをさらに備え、第３のステップは、さらに第４のステップにおいて昇圧動作が異常であると判定されたとき、異常原因を判定する。
【００２８】
好ましくは、第３のステップは、直流電流が所定値よりも大きいか否かを判定する第１のサブステップと、直流電流が所定値よりも大きいとき、電圧変換器に含まれるリアクトルが異常原因であると判定する第２のサブステップとを含む。
【００２９】
好ましくは、判定方法は、第２の直流電圧によって駆動される負荷の入力側に負荷に並列に接続されたコンデンサの放電制御を行なう第５のステップと、コンデンサの放電制御中における負荷の入力側の電圧値を検出する第６のステップとをさらに備え、第３のステップは、直流電流および電圧値に基づいて異常原因を判定する。
【００３０】
好ましくは、第３のステップは、直流電流が所定値以下であるか否かを判定する第１のサブステップと、コンデンサの放電の進行に伴い、電圧値が所定の範囲内の値を保持するか否かを判定する第２のサブステップと、直流電流が所定値以下であり、かつ、電圧値が所定の範囲内の値を保持するとき、電圧センサーが異常原因であると判定する第３のサブステップとを含む。
【００３１】
好ましくは、第３のステップは、直流電流が所定値以下であるか否かを判定する第１のサブステップと、コンデンサの放電の進行に伴い、電圧値が低下するか否かを判定する第２のサブステップと、直流電流が所定値以下であり、かつ、電圧値が低下するとき、第１の直流電圧から第２の直流電圧への昇圧を制御するためのスイッチング素子が異常原因であると判定する第３のサブステップとを含む。
【００３２】
好ましくは、判定方法は、第１の直流電圧から第２の直流電圧への昇圧動作が正常であるか否かを検出する第４のステップと、第２の直流電圧によって駆動される負荷の入力側に負荷に並列に接続されたコンデンサの放電制御を行なう第５のステップと、コンデンサの放電制御中における負荷の入力側の電圧値を検出する第６のステップとをさらに備え、第３のステップは、コンデンサの放電の進行に伴い、電圧値が低下するか否かを判定する第１のサブステップと、昇圧動作が正常であり、直流電流が所定値以下であり、さらに、電圧値が低下するとき、第２の直流電圧から第１の直流電圧への降圧を制御するためのスイッチング素子が異常原因であると判定する第２のサブステップとを含む。
【００３３】
さらに、この発明によれば、直流電源からの第１の電圧レベルを有する第１の直流電圧を第１の電圧レベルよりも高い第２の電圧レベルを有する第２の直流電圧に変換し、および／または第２の直流電圧を第１の直流電圧に変換するときの電圧変換における異常原因の判定をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体は、第２の直流電圧が指令電圧に一致するか否かを検出する第１のステップと、電圧変換の動作中に、電圧変換を行なう電圧変換器と直流電源との間に流れる直流電流を検出する第２のステップと、第２の直流電圧が指令電圧に不一致であるとき、検出された直流電流に基づいて電圧変換における異常原因を判定する第３のステップとをコンピュータを実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体である。
【００３４】
好ましくは、第１の直流電圧から第２の直流電圧への昇圧動作が異常であるか否かを判定する第４のステップをさらにコンピュータに実行させ、第３のステップは、さらに第４のステップにおいて昇圧動作が異常である判定されたとき、異常原因を判定する。
【００３５】
好ましくは、第３のステップは、直流電流が所定値よりも大きいか否かを判定する第１のサブステップと、直流電流が所定値よりも大きいとき、電圧変換器に含まれるリアクトルが異常原因であると判定する第２のサブステップとを含む。
【００３６】
好ましくは、第２の直流電圧によって駆動される負荷の入力側に負荷に並列に接続されたコンデンサの放電制御を行なう第５のステップと、コンデンサの放電制御中における負荷の入力側の電圧値を検出する第６のステップとをさらにコンピュータに実行させ、第３のステップは、直流電流および電圧値に基づいて異常原因を判定する。
【００３７】
好ましくは、第３のステップは、直流電流が所定値以下であるか否かを判定する第１のサブステップと、コンデンサの放電の進行に伴い、電圧値が所定の範囲内の値を保持するか否かを判定する第２のサブステップと、直流電流が所定値以下であり、かつ、電圧値が所定の範囲内の値を保持するとき、電圧センサーが異常原因であると判定する第３のサブステップとを含む。
【００３８】
好ましくは、第３のステップは、直流電流が所定値以下であるか否かを判定する第１のサブステップと、コンデンサの放電の進行に伴い、電圧値が低下するか否かを判定する第２のサブステップと、直流電流が所定値以下であり、かつ、電圧値が低下するとき、第１の直流電圧から第２の直流電圧への昇圧を制御するためのスイッチング素子が異常原因であると判定する第３のサブステップとを含む。
【００３９】
好ましくは、第１の直流電圧から第２の直流電圧への昇圧動作が正常であるか否かを検出する第４のステップと、第２の直流電圧によって駆動される負荷の入力側に負荷に並列に接続されたコンデンサの放電制御を行なう第５のステップと、コンデンサの放電制御中における負荷の入力側の電圧値を検出する第６のステップとをさらにコンピュータに実行させ、第３のステップは、コンデンサの放電の進行に伴い、電圧値が低下するか否かを判定する第１のサブステップと、昇圧動作が正常であり、直流電流が所定値以下であり、さらに、電圧値が低下するとき、第２の直流電圧から第１の直流電圧への降圧を制御するためのスイッチング素子が異常原因であると判定する第２のサブステップとを含む。
【００４０】
この発明によれば、直流電源と電圧変換器との間に流れる直流電流が検出される。この直流電流は、電圧変換器の性能を反映した電流である。
【００４１】
したがって、検出された直流電流に基づいて、電圧変換装置の各部の異常原因を判定できる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
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。
【００４３】
図１を参照して、この発明の実施の形態による電圧変換装置を備えたモータ駆動装置１００は、直流電源Ｂと、電圧センサー１０と、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２と、コンデンサＣ１と、電圧変換器２０と、インバータ１４と、電流センサー２４と、制御装置３０とを備える。
【００４４】
交流モータＭ１は、ハイブリッド自動車または電気自動車の駆動輪を駆動するためのトルクを発生するための駆動モータである。あるいは、このモータはエンジンにて駆動される発電機の機能を持つように、そして、エンジンに対して電動機として動作し、たとえば、エンジン始動を行ない得るようなものとしてハイブリッド自動車に組み込まれるようにしてもよい。
【００４５】
電圧変換器２０は、電流センサー１１と、昇圧コンバータ１２と、コンデンサＣ２と、電圧センサー１３とを含む。
【００４６】
昇圧コンバータ１２は、リアクトルＬ１と、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。リアクトルＬ１の一方端は直流電源Ｂの電源ラインに接続され、他方端はＮＰＮトランジスタＱ１とＮＰＮトランジスタＱ２との中間点、すなわち、ＮＰＮトランジスタＱ１のエミッタとＮＰＮトランジスタＱ２のコレクタとの間に接続される。ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、電源ラインとアースラインとの間に直列に接続される。そして、ＮＰＮトランジスタＱ１のコレクタは電源ラインに接続され、ＮＰＮトランジスタＱ２のエミッタはアースラインに接続される。また、各ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ１，Ｄ２が接続されている。
【００４７】
コンデンサＣ２は、昇圧コンバータ１２の出力側、つまり、インバータ１４の入力側に、インバータ１４に対して並列に接続される。
【００４８】
インバータ１４は、Ｕ相アーム１５と、Ｖ相アーム１６と、Ｗ相アーム１７とから成る。Ｕ相アーム１５、Ｖ相アーム１６、およびＷ相アーム１７は、電源ラインとアースラインとの間に並列に設けられる。
【００４９】
Ｕ相アーム１５は、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ３，Ｑ４から成り、Ｖ相アーム１６は、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ５，Ｑ６から成り、Ｗ相アーム１７は、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ７，Ｑ８から成る。また、各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ３〜Ｄ８がそれぞれ接続されている。
【００５０】
各相アームの中間点は、交流モータＭ１の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、交流モータＭ１は、３相の永久磁石モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの一端が中点に共通接続されて構成され、Ｕ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ３，Ｑ４の中間点に、Ｖ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ５，Ｑ６の中間点に、Ｗ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ７，Ｑ８の中間点にそれぞれ接続されている。
【００５１】
直流電源Ｂは、ニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池から成る。電圧センサー１０は、直流電源Ｂから出力される直流電圧ＶＢを検出し、その検出した直流電圧ＶＢを制御装置３０へ出力する。システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、制御装置３０からの信号ＳＥによりオン／オフされる。より具体的には、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、Ｈ（論理ハイ）レベルの信号ＳＥによりオンされ、Ｌ（論理ロー）レベルの信号ＳＥによりオフされる。
【００５２】
コンデンサＣ１は、直流電源Ｂから供給された直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧を昇圧コンバータ１２へ供給する。
【００５３】
電流センサー１１は、直流電源Ｂと昇圧コンバータ１２との間に流れる直流電流ＩＢを検出し、その検出した直流電流ＩＢを制御装置３０へ出力する。
【００５４】
昇圧コンバータ１２は、コンデンサＣ１から供給された直流電圧を昇圧してコンデンサＣ２へ供給する。より具体的には、昇圧コンバータ１２は、制御装置３０から信号ＰＷＵを受けると、信号ＰＷＵによってＮＰＮトランジスタＱ２がオンされた期間に応じて直流電圧を昇圧してコンデンサＣ２に供給する。
【００５５】
また、昇圧コンバータ１２は、制御装置３０から信号ＰＷＤを受けると、コンデンサＣ２を介してインバータ１４から供給された直流電圧を降圧して直流電源Ｂを充電する。
【００５６】
さらに、昇圧コンバータ１２は、制御装置３０から信号ＳＴＰを受けると、その動作を停止する。
【００５７】
コンデンサＣ２は、昇圧コンバータ１２からの直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をインバータ１４へ供給する。電圧センサー１３は、コンデンサＣ２の両端の電圧、すなわち、昇圧コンバータ１２の出力電圧ＶＨ（インバータ１４への入力電圧に相当する。以下同じ。）を検出し、その検出した出力電圧ＶＨを制御装置３０へ出力する。
【００５８】
インバータ１４は、コンデンサＣ２から直流電圧が供給されると制御装置３０からの信号ＰＷＭＩに基づいて直流電圧を交流電圧に変換して交流モータＭ１を駆動する。これにより、交流モータＭ１は、トルク指令値ＴＲによって指定されたトルクを発生するように駆動される。
【００５９】
また、インバータ１４は、モータ駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、交流モータＭ１が発電した交流電圧を制御装置３０からの信号ＰＷＭＣに基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサＣ２を介して昇圧コンバータ１２へ供給する。なお、ここで言う回生制動とは、ハイブリッド自動車または電気自動車を運転するドライバーによるフットブレーキ操作があった場合の回生発電を伴う制動や、フットブレーキを操作しないものの、走行中にアクセルペダルをオフすることで回生発電をさせながら車両を減速（または加速の中止）させることを含む。
【００６０】
さらに、インバータ１４は、制御装置３０からの信号ＰＷＤＣに基づいて、コンデンサＣ２に蓄積された直流電圧を交流電圧に変換し、その変換した交流電圧を交流モータＭ１へ供給する。つまり、インバータ１４は、制御装置３０から信号ＰＷＤＣを受けると、コンデンサＣ２に蓄積された直流電力を放電するための動作を行なう。
【００６１】
電流センサー２４は、交流モータＭ１に流れるモータ電流ＭＣＲＴを検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴを制御装置３０へ出力する。
【００６２】
制御装置３０は、外部に設けられたＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）から入力されたトルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮ、電圧センサー１０からの直流電圧ＶＢ、電圧センサー１３からの出力電圧ＶＨ、および電流センサー２４からのモータ電流ＭＣＲＴに基づいて、後述する方法により昇圧コンバータ１２を駆動するための信号ＰＷＵとインバータ１４を駆動するための信号ＰＷＭＩとを生成し、その生成した信号ＰＷＵおよび信号ＰＷＭＩをそれぞれ昇圧コンバータ１２およびインバータ１４へ出力する。
【００６３】
信号ＰＷＵは、昇圧コンバータ１２がコンデンサＣ１からの直流電圧を出力電圧ＶＨに変換する場合に昇圧コンバータ１２を駆動するための信号である。そして、制御装置３０は、昇圧コンバータ１２が直流電圧ＶＢを出力電圧ＶＨに変換する場合に、出力電圧ＶＨをフィードバック制御し、出力電圧ＶＨが制御電圧ＶＨｃｔｌになるように昇圧コンバータ１２を駆動するための信号ＰＷＵを生成する。信号ＰＷＵの生成方法については後述する。
【００６４】
また、制御装置３０は、ハイブリッド自動車または電気自動車が回生制動モードに入ったことを示す信号を外部のＥＣＵから受けると、交流モータＭ１で発電された交流電圧を直流電圧に変換するための信号ＰＷＭＣを生成してインバータ１４へ出力する。この場合、インバータ１４のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は信号ＰＷＭＣによってスイッチング制御される。これにより、インバータ１４は、交流モータＭ１で発電された交流電圧を直流電圧に変換して昇圧コンバータ１２へ供給する。
【００６５】
さらに、制御装置３０は、ハイブリッド自動車または電気自動車が回生制動モードに入ったことを示す信号を外部のＥＣＵから受けると、インバータ１４から供給された直流電圧を降圧するための信号ＰＷＤを生成し、その生成した信号ＰＷＤを昇圧コンバータ１２へ出力する。これにより、交流モータＭ１が発電した交流電圧は、直流電圧に変換され、降圧されて直流電源Ｂに供給される。
【００６６】
さらに、制御装置３０は、電圧センサー１０からの直流電圧ＶＢ、電圧センサー１３からの出力電圧ＶＨ、電流センサー１１からの直流電流ＩＢおよび電流センサー２４からのモータ電流ＭＣＲＴに基づいて、後述する方法によって、電圧変換器２０における故障原因を判定する。この場合、制御装置３０は、その故障原因の判定動作において、信号ＳＴＰおよび信号ＰＷＤＣを生成し、その生成した信号ＳＴＰおよび信号ＰＷＤＣをそれぞれ昇圧コンバータ１２およびインバータ１４へ出力する。そして、制御装置３０は、故障原因の判定動作を終了すると、その判定結果を示す信号ＲＥＳをモータ駆動装置１００の外部に設けられた表示装置３５へ出力する。表示装置３５は、判定結果を表示する。
【００６７】
さらに、制御装置３０は、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２をオン／オフするための信号ＳＥを生成してシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２へ出力する。
【００６８】
図２は、制御装置３０の機能ブロック図である。図２を参照して、制御装置３０は、モータトルク制御手段３０１と、判定手段３０２と、電圧変換制御手段３０３とを含む。
【００６９】
モータトルク制御手段３０１は、トルク指令値ＴＲ、直流電源Ｂから出力された直流電圧ＶＢ、モータ電流ＭＣＲＴ、モータ回転数ＭＲＮおよび昇圧コンバータ１２の出力電圧ＶＨに基づいて、交流モータＭ１の駆動時、後述する方法により昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするための信号ＰＷＵと、インバータ１４のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８をオン／オフするための信号ＰＷＭＩとを生成し、その生成した信号ＰＷＵおよび信号ＰＷＭＩをそれぞれ昇圧コンバータ１２およびインバータ１４へ出力する。
【００７０】
また、モータトルク制御手段３０１は、信号ＰＷＵおよび信号ＰＷＭＩを生成する過程において演算した制御電圧ＶＨｃｔｌを判定手段３０２へ出力する。この制御電圧ＶＨｃｔｌは、昇圧コンバータ１２の出力電圧ＶＨをフィードバック制御するための制御電圧である。
【００７１】
さらに、モータトルク制御手段３０１は、判定手段３０２から信号ＤＴＥを受けると、昇圧コンバータ１２の動作を停止するための信号ＳＴＰと、コンデンサＣ２に蓄積された直流電力を放電するための信号ＰＷＤＣとを生成し、その生成した信号ＳＴＰおよび信号ＰＷＤＣをそれぞれ昇圧コンバータ１２およびインバータ１４へ出力する。
【００７２】
判定手段３０２は、電圧センサー１０からの直流電圧ＶＢ、電流センサー１１からの直流電流ＩＢ、電圧センサー１３からの出力電圧ＶＨ、電流センサー２４からのモータ電流ＭＣＲＴおよびモータトルク制御手段３０１からの制御電圧ＶＨｃｔｌに基づいて、後述する方法によって、電圧変換器２０による直流電圧ＶＢから出力電圧ＶＨへの電圧変換における異常原因を判定する。そして、判定手段３０２は、その判定過程において、昇圧コンバータ１２のリアクトルＬ１以外が異常原因であると判定した場合、昇圧コンバータ１２を停止し、かつ、コンデンサＣ２に蓄積された直流電力を放電するための信号ＤＴＥを生成し、その生成した信号ＤＴＥをモータトルク制御手段３０１へ出力する。また、判定手段３０２は、判定結果を示す信号ＲＥＳを生成し、その生成した信号ＲＥＳを表示装置３５へ出力する。
【００７３】
電圧変換制御手段３０３は、回生制動時、ハイブリッド自動車または電気自動車が回生制動モードに入ったことを示す信号ＲＧＥを外部のＥＣＵから受けると、交流モータＭ１が発電した交流電圧を直流電圧に変換するための信号ＰＷＭＣを生成してインバータ１４へ出力する。
【００７４】
また、電圧変換制御手段３０２は、回生制動時、信号ＲＧＥを外部のＥＣＵから受けると、インバータ１４から供給された直流電圧を降圧するための信号ＰＷＤを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する。このように、昇圧コンバータ１２は、直流電圧を降圧するための信号ＰＷＤにより直流電圧を降下させることもできるので、双方向コンバータの機能を有するものである。
【００７５】
図３は、モータトルク制御手段３０１の機能ブロック図である。図３を参照して、モータトルク制御手段３０１は、モータ制御用相電圧演算部４０と、インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２と、インバータ入力電圧指令演算部５０と、フィードバック電圧指令演算部５２と、デューティー比変換部５４とを含む。
【００７６】
モータ制御用相電圧演算部４０は、昇圧コンバータ１２の出力電圧ＶＨ、すなわち、インバータ１４への入力電圧を電圧センサー１３から受け、交流モータＭ１の各相に流れるモータ電流ＭＣＲＴを電流センサー２４から受け、トルク指令値ＴＲを外部ＥＣＵから受ける。そして、モータ制御用相電圧演算部４０は、これらの入力される信号に基づいて、交流モータＭ１の各相のコイルに印加する電圧を計算し、その計算した結果をインバータ用ＰＷＭ信号変換部４２へ供給する。
【００７７】
インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２は、モータ制御用相電圧演算部４０から受けた計算結果に基づいて、実際にインバータ１４の各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８をオン／オフするための信号ＰＷＭＩを生成し、その生成した信号ＰＷＭＩをインバータ１４の各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力する。
【００７８】
これにより、各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は、スイッチング制御され、交流モータＭ１が指令されたトルクを出すように交流モータＭ１の各相に流す電流を制御する。このようにして、モータ駆動電流が制御され、トルク指令値ＴＲに応じたモータトルクが出力される。
【００７９】
また、インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２は、判定手段３０２から信号ＤＴＥを受けると、モータ制御用相電圧演算部４０からの計算結果に拘わらず、コンデンサＣ２に蓄積された直流電力を放電するようにインバータ１４を駆動するための信号ＰＷＤＣを生成し、その生成した信号ＰＷＤＣをインバータ１４のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力する。
【００８０】
一方、インバータ入力電圧指令演算部５０は、トルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮに基づいてインバータ入力電圧の制御値（目標値）、すなわち、制御電圧ＶＨｃｔｌを演算し、その演算した制御電圧ＶＨｃｔｌをフィードバック電圧指令演算部５２および判定手段３０２へ出力する。
【００８１】
フィードバック電圧指令演算部５２は、電圧センサー１３からの昇圧コンバータ１２の出力電圧ＶＨと、インバータ入力電圧指令演算部５０からの制御電圧ＶＨｃｔｌとに基づいて、フィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂを演算し、その演算したフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂをデューティー比変換部５４へ出力する。
【００８２】
デューティー比変換部５４は、電圧センサー１０からのバッテリ電圧ＶＢと、フィードバック電圧指令演算部５２からのフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂと、電圧センサー１３からの出力電圧ＶＨとに基づいて、電圧センサー１３からの出力電圧ＶＨを、フィードバック電圧指令演算部５２からのフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂに設定するためのデューティー比を演算し、その演算したデューティー比に基づいて昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするための信号ＰＷＵを生成する。そして、デューティー比変換部５４は、生成した信号ＰＷＵを昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。
【００８３】
なお、昇圧コンバータ１２の下側のＮＰＮトランジスタＱ２のオンデューティーを大きくすることによりリアクトルＬ１における電力蓄積が大きくなるため、より高電圧の出力を得ることができる。一方、上側のＮＰＮトランジスタＱ１のオンデューティーを大きくすることにより電源ラインの電圧が下がる。そこで、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２のデューティー比を制御することで、電源ラインの電圧を直流電源Ｂの出力電圧以上の任意の電圧に制御可能である。
【００８４】
また、デューティー比変換部５４は、判定手段３０２から信号ＤＴＥを受けると、フィードバック電圧指令演算部５２からのフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂに拘わらず、昇圧コンバータ１２を停止するための信号ＳＴＰを生成し、その生成した信号ＳＴＰを昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。
【００８５】
図４を参照して、判定手段３０２は、メモリ３０２１と、演算部３０２２と、判定部３０２３とを含む。
【００８６】
メモリ３０２１は、直流電源Ｂと昇圧コンバータ１２との間の配線抵抗Ｒと、昇圧コンバータ１２とインバータ１４との間に流れる直流電流のリプル成分Ｉｒと、昇圧コンバータ１２が停止したときの出力電圧ＶＨ０と、昇圧不能フラグＦＧＢと、降圧不能フラグＦＧＤと、所定値Ｋとを記憶する。
【００８７】
演算部３０２２は、モータトルク制御手段３０１のインバータ入力電圧指令演算部５０からの制御電圧ＶＨｃｔｌ、電圧センサー１０からの直流電圧ＶＢ、電流センサー２４からのモータ電流ＭＣＲＴおよび電圧センサー１３からの出力電圧ＶＨを受ける。そして、演算部３０２２は、メモリ３０２１から配線抵抗Ｒを読出し、直流電圧ＶＢを配線抵抗Ｒによって除算して、リアクトルＬ１が短絡したときの直流電流ＩＢｓを演算する。そして、演算部３０２２は、演算した直流電流ＩＢｓを判定部３０２３へ出力する。
【００８８】
また、演算部３０２２は、モータ電流ＭＣＲＴおよび出力電圧ＶＨに基づいて、インバータ１４および交流モータＭ１で消費される負荷消費電力を演算する。そして、演算部３０２２は、演算した負荷消費電力を直流電圧ＶＢによって除算して電圧変換器２０の出力側に流れる直流電流ＩＬ０を演算する。また、演算部３０２２は、メモリ３０２１からリプル成分Ｉｒを読出し、その読出したリプル成分Ｉｒを、演算した直流電流ＩＬ０に加えて電圧変換器２０の出力側で消費されるべき直流電流ＩＬ（＝ＩＬ０＋Ｉｒ）を演算する。そして、演算部３０２２は、直流電流ＩＬを判定部３０２３へ出力する。
【００８９】
さらに、演算部３０２２は、制御電圧ＶＨｃｔｌと出力電圧ＶＨとの差ΔＶＨを演算し、さらに、差ΔＶＨの絶対値｜ΔＶＨ｜を演算する。そして、演算部３０２２は、絶対値｜ΔＶＨ｜を判定部３０２３へ出力する。
【００９０】
判定部３０２３は、インバータ入力電圧指令演算部５０からの制御電圧ＶＨｃｔｌ、電圧センサー１３からの出力電圧ＶＨ、電流センサー１１からの直流電流ＩＢ、演算部３０２２からの直流電流ＩＢｓ，ＩＬ、および演算部３０２２からの絶対値｜ΔＶＨ｜を受ける。
【００９１】
判定部３０２３は、メモリ３０２１から所定値Ｋを読出し、絶対値｜ΔＶＨ｜が所定値Ｋよりも大きいか否かを判定する。そして、判定部３０２３は、絶対値｜ΔＶＨ｜が所定値Ｋよりも大きくないとき、出力電圧ＶＨが制御電圧ＶＨｃｔｌに一致すると判定する。一方、判定部３０２３は、絶対値｜ΔＶＨ｜が所定値Ｋよりも大きいとき、出力電圧ＶＨが制御電圧ＶＨｃｔｌに一致しないと判定する。
【００９２】
また、判定部３０２３は、制御電圧ＶＨｃｔｌが出力電圧ＶＨよりも大きいか否かを判定する。そして、判定部３０２３は、制御電圧ＶＨｃｔｌが出力電圧ＶＨよりも大きくないとき、電圧変換器２０における昇圧動作が正常であると判定し、制御電圧ＶＨｃｔｌが出力電圧ＶＨよりも大きいとき、電圧変換器２０における昇圧動作が異常であると判定する。そして、判定部３０２３は、昇圧動作が正常であるとき、降圧不能フラグＦＧＤを「１」に設定し、昇圧動作が異常であるとき、昇圧不能フラグＦＧＢを「１」に設定する。判定部３０２３は、設定した降圧不能フラグＦＧＤまたは昇圧不能フラグＦＧＢをメモリ３０２１へ記憶する。
【００９３】
さらに、判定部３０２３は、電流センサー１１から受けた直流電流ＩＢが演算部３０２２から受けた直流電流ＩＢｓと殆ど同じであるか否かを確認する。この直流電流ＩＢが直流電流ＩＢｓと殆ど同じであることは、直流電流ＩＢのオーダーが直流電流ＩＢｓのオーダーと一致することを意味する。
【００９４】
これは、次の理由による。直流電流ＩＢｓは、直流電源Ｂから出力される直流電圧ＶＢを、直流電源Ｂと昇圧コンバータ１２との間の配線抵抗Ｒで除算することにより得られるので、昇圧コンバータ１２において短絡が生じた場合の電流となる。したがって、電流センサー１１によって実測された直流電流ＩＢが、昇圧コンバータ１２において短絡が生じた場合に理論的に得られる直流電流ＩＢｓにオーダー的に一致すれば、直流電流ＩＢに基づいて昇圧コンバータ１２において短絡が生じていると判定できるからである。
【００９５】
そして、判定部３０２３は、直流電流ＩＢ（≒ＩＢｓ）が直流電流ＩＬよりも大きいか否かを判定する。直流電流ＩＢ（≒ＩＢｓ）が直流電流ＩＬよりも大きいとき、判定部３０２３は、昇圧コンバータ１２のリアクトルＬ１が短絡したと判定する。また、直流電流ＩＢ（≒ＩＢｓ）が直流電流ＩＬ以下であるとき、判定部３０２３は、リアクトルＬ１は短絡していないと判定する。
【００９６】
この場合、電流センサー１１によって実測された直流電流ＩＢが、昇圧コンバータ１２において短絡が生じたときの理論的な直流電流ＩＢｓに一致すれば、リアクトルＬ１において短絡が生じていると判定可能であるが、その判定の信頼性を高くするために、直流電流ＩＢ（≒ＩＢｓ）が、リアクトルＬ１において短絡が生じていない場合のインバータ１４側の直流電流ＩＬよりも大きいことを確認することとしたものである。
【００９７】
また、直流電流ＩＢ（≒ＩＢｓ）が直流電流ＩＬよりも大きいと判定した場合に、短絡の原因が昇圧コンバータ１２のリアクトルＬ１であるとしたのは、昇圧コンバータ１２においては、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２およびダイオードＤ１，Ｄ２が短絡することは想定し難いからである。
【００９８】
このように、判定部３０２３は、電流センサー１１から受けた直流電流ＩＢに基づいて昇圧コンバータ１２のリアクトルＬ１が短絡したか否かを判定する。
【００９９】
さらに、判定部３０２３は、リアクトルＬ１が短絡したと判定したとき、リアクトルＬ１が短絡したことを示す信号ＲＥＳ１、Ｌレベルの信号ＳＥ、および信号ＤＴＥを生成する。そして、判定部３０２３は、生成した信号ＲＥＳ１を表示装置３５へ出力し、生成したＬレベルの信号ＳＥをシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２へ出力し、生成した信号ＤＴＥをモータトルク制御手段３０１のデューティー比変換部５４のみへ出力する。すなわち、判定部３０２３は、リアクトルＬ１が短絡したと判定したとき、異常原因を表示し、かつ、昇圧コンバータ１２を停止し、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２をオフするように昇圧コンバータ１２およびシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２を制御する。
【０１００】
さらに、判定部３０２３は、直流電流ＩＢ（≒ＩＢｓ）が直流電流ＩＬよりも大きくないとき、つまり、リアクトルＬ１が短絡していないとき、または降圧不能フラグＦＧＤを「１」に設定したとき、Ｌレベルの信号ＳＥおよび信号ＤＴＥを生成する。そして、判定部３０２３は、生成したＬレベルの信号ＳＥをシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２へ出力し、生成した信号ＤＴＥをモータトルク制御手段３０１のインバータ用ＰＷＭ信号変換部４２およびデューティー比変換部５４へ出力する。また、判定部３０２３は、リアクトルＬ１が短絡していないと判定したとき、または降圧不能フラグＦＧＤを「１」に設定したときに電圧センサー１３から受けた出力電圧ＶＨを保持値ＶＨ０としてメモリ３０２１に記憶する。
【０１０１】
なお、信号ＤＴＥをモータトルク制御手段３０１のインバータ用ＰＷＭ信号変換部４２およびデューティー比変換部５４へ出力することによって、インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２は、信号ＰＷＤＣを生成してインバータ１４へ出力し、デューティー比変換部５４は、信号ＳＴＰを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する。したがって、判定部３０２３が信号ＤＴＥをモータトルク制御手段３０１へ出力することは、昇圧コンバータ１２を停止し、かつ、コンデンサＣ２に蓄積された直流電力の放電制御を行なうことに相当する。
【０１０２】
このように、判定部３０２３は、リアクトルＬ１が短絡していないとき、または降圧不能フラグＦＧＤを「１」に設定したとき、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２をオフし、昇圧コンバータ１２を停止し、コンデンサＣ２に蓄積された直流電力を放電するようにシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２、昇圧コンバータ１２およびインバータ１４を制御する。
【０１０３】
さらに、判定部３０２３は、メモリ３０２１から保持値ＶＨ０を読出し、昇圧コンバータ１２を停止した状態でコンデンサＣ２に蓄積された直流電力の放電制御中に電圧センサー１３から出力電圧ＶＨを受ける。そして、判定部３０２３は、出力電圧ＶＨが保持値ＶＨ０と一致するか否かを判定する。この場合、判定部３０２３は、出力電圧ＶＨと保持値ＶＨ０との差が電圧センサー１３の検出誤差範囲内であれば、出力電圧ＶＨは保持値ＶＨ０に一致すると判定する。すなわち、コンデンサＣ２の放電制御中に、出力電圧ＶＨが、保持値ＶＨ０に電圧センサー１３の検出誤差を加えた値の範囲内で変化しているとき、判定部３０２３は、出力電圧ＶＨが保持値ＶＨ０に一致すると判定する。
【０１０４】
判定部３０２３は、出力電圧ＶＨが保持値ＶＨ０に一致するとき、電圧センサー１３が故障していると判定する。そして、判定部３０２３は、電圧センサー１３が故障していることを示す信号ＲＥＳ２を生成して表示装置３５へ出力する。また、判定部３０２３は、出力電圧ＶＨが保持値ＶＨ０に不一致であるとき、電圧センサー１３は正常であると判定する。
【０１０５】
なお、出力電圧ＶＨが保持値ＶＨ０に一致する場合、電圧センサー１３が故障していると判定することにしたのは、次の理由による。昇圧コンバータ１２を停止した状態でコンデンサＣ２に蓄積された直流電力をインバータ１４側に放電すれば、電圧センサー１３からの出力電圧ＶＨは、通常、低下する。この場合、昇圧コンバータ１２は停止されているので、出力電圧ＶＨが保持値ＶＨ０に一致するということは、電圧センサー１３が故障していることしか想定できないからである。
【０１０６】
さらに、判定部３０２３は、電圧センサー１３が正常であると判定したとき、メモリ３０２１から昇圧不能フラグＦＧＢを読出し、その読出した昇圧不能フラグＦＧＢが「１」に設定されているか否かを判定する。そして、判定部３０２３は、昇圧不能フラグＦＧＢが「１」に設定されているとき、ＮＰＮトランジスタＱ２が故障していると判定する。昇圧不能フラグＦＧＢが「１」に設定されていることは、電圧変換器２０における昇圧動作が異常であることを意味し、電圧センサー１３は正常であるので、直流電圧ＶＢの昇圧動作に最も寄与するＮＰＮトランジスタＱ２が故障していると判定することにしたものである。
【０１０７】
そして、判定部３０２３は、ＮＰＮトランジスタＱ２が故障したことを示す信号ＲＥＳ３を生成して表示装置３５へ出力する。
【０１０８】
一方、判定部３０２３は、昇圧不能フラグＦＧＢが「１」に設定されていないとき、ＮＰＮトランジスタＱ２は正常であると判定する。
【０１０９】
さらに、判定部３０２３は、ＮＰＮトランジスタＱ２が正常であるとき、メモリ３０２１から降圧不能フラグＦＧＤを読出し、その読出した降圧不能フラグＦＧＤが「１」に設定されているか否かを判定する。そして、判定部３０２３は、降圧不能フラグＦＧＤが「１」に設定されているとき、ＮＰＮトランジスタＱ１が故障していると判定する。降圧不能フラグＦＧＤが「１」に設定されていることは、電圧変換器２０における降圧動作が異常であることを意味し、電圧センサー１３およびＮＰＮトランジスタＱ２は正常であるので、降圧動作に最も寄与するＮＰＮトランジスタＱ１が故障していると判定することにしたものである。
【０１１０】
そして、判定部３０２３は、ＮＰＮトランジスタＱ１が故障したことを示す信号ＲＥＳ４を生成して表示装置３５へ出力する。
【０１１１】
一方、判定部３０２３は、降圧不能フラグＦＧＤが「１」に設定されていないとき、ＮＰＮトランジスタＱ１は故障していないと判定し、異常原因の判定動作を初期化する。
【０１１２】
図５を参照して、電圧変換器２０における電圧変換の異常原因を判定する動作について説明する。
【０１１３】
異常原因の判定動作が開始されると、判定部３０２３は、メモリ３０２１から所定値Ｋを読出し、演算部３０２１から受けた絶対値｜ΔＶＨ｜（＝｜ＶＨｃｔｌ−ＶＨ｜）が所定値Ｋよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１）。そして、絶対値｜ΔＶＨ｜が所定値Ｋよりも大きくないと判定されたとき、判定動作は初期化される（ステップＳ２）。
【０１１４】
一方、ステップＳ１において、絶対値｜ΔＶＨ｜が所定値Ｋよりも大きいと判定されたとき、判定部３０２３は、昇圧コンバータ１２の出力電圧ＶＨが制御電圧ＶＨｃｔｌになるようにフィードバック制御されていないと判定し、次に、制御電圧ＶＨｃｔｌが出力電圧ＶＨよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ３）。
【０１１５】
ステップＳ３において、制御電圧ＶＨｃｔｌが出力電圧ＶＨよりも大きくないと判定されたとき、つまり、制御電圧ＶＨｃｔｌが出力電圧ＶＨ以下であるとき、判定部３０２３は、メモリ３０２１から降圧不能フラグＦＧＤを読出し、その読出した降圧不能フラグＦＧＤを「１」に設定してメモリ３０２１に記憶する（ステップＳ４）。その後、ステップＳ９へ移行する。
【０１１６】
一方、ステップＳ３において、制御電圧ＶＨｃｔｌが出力電圧ＶＨよりも大きいと判定されたとき、判定部３０２３は、電圧変換器２０における昇圧動作が異常であると判定する。そして、判定部３０２３は、メモリ３０２１から昇圧不能フラグＦＧＢを読出し、その読出した昇圧不能フラグＦＧＢを「１」に設定してメモリ３０２１に記憶する（ステップＳ５）。
【０１１７】
その後、判定部３０２３は、電流センサー１１から受けた直流電流ＩＢが演算部３０２１から受けた直流電流ＩＢｓに一致するか否かを判定し、さらに、直流電流ＩＢが演算部３０２１から受けた直流電流ＩＬよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ６）。
【０１１８】
ステップＳ６において、直流電流ＩＢが直流電流ＩＢｓに一致し、かつ、直流電流ＩＢが直流電流ＩＬよりも大きいとき、判定部３０２３は、昇圧コンバータ１２のリアクトルＬ１が短絡していると判定する（ステップＳ７）。そして、判定部３０２３は、リアクトルＬ１が短絡していることを示す信号ＲＥＳ１、Ｌレベルの信号ＳＥ、および信号ＤＴＥを生成し、その生成した信号ＲＥＳ１を表示装置３５へ出力し、生成したＬレベルの信号ＳＥをシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２へ出力し、生成した信号ＤＴＥをモータトルク制御手段３０１のデューティー比変換部５４のみへ出力する。これにより、リアクトルＬ１が短絡しているという異常が表示装置３５に表示され、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２がオフされ、昇圧コンバータ１２が停止される（ステップＳ８）。
【０１１９】
一方、ステップＳ６において、直流電流ＩＢ（≒ＩＢｓ）が直流電流ＩＬ以下であるとき、判定部３０２３は、リアクトルＬ１は短絡していないと判定し、判定動作はステップＳ９へ移行する。
【０１２０】
ステップＳ４の後、または、リアクトルＬ１が短絡していないとき、判定部３０２３は、Ｌレベルの信号ＳＥおよび信号ＤＴＥを生成し、その生成したＬレベルの信号ＳＥをシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２へ出力し、生成した信号ＤＴＥをモータトルク制御手段３０１のインバータ用ＰＷＭ信号変換部４２およびデューティー比変換部５４へ出力する。これによって、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２がオフされ、昇圧コンバータ１２が停止され、コンデンサＣ２に蓄積された直流電力がインバータ１４側へ放電される。また、判定部３０２３は、リアクトルＬ１が短絡していないと判定したとき、または降圧不能フラグＦＧＤを「１」に設定したときに電圧センサー１３から受けた出力電圧ＶＨを保持値ＶＨ０としてメモリ３０２１に記憶する（ステップＳ９）。
【０１２１】
ステップＳ８またはステップＳ９の後、判定部３０２３は、リアクトルＬ１が短絡していると判定したか否かを判定し（ステップＳ１０）、リアクトルＬ１が短絡していると判定しているとき、異常原因の判定動作は初期化される（ステップＳ１１）。
【０１２２】
一方、ステップＳ１０において、リアクトルＬ１が短絡していると判定していないとき、判定部３０２３は、メモリ３０２１から保持値ＶＨ０を読出し、昇圧コンバータ１２を停止した状態でコンデンサＣ２の放電動作を行なっているときの出力電圧ＶＨが保持値ＶＨ０に一致するか否かを判定する（ステップＳ１２）。
【０１２３】
ステップＳ１２において、出力電圧ＶＨが保持値ＶＨ０に一致すると判定されたとき、判定部３０２３は、電圧センサー１３が故障していると判定し（ステップＳ１３）、電圧センサー１３が故障していることを示す信号ＲＥＳ２を生成して表示装置３５へ出力する。そして、電圧センサー１３が故障していることが表示装置３５に表示される（ステップＳ１４）。
【０１２４】
一方、ステップＳ１２において、出力電圧ＶＨが保持値ＶＨ０に不一致であると判定されたとき、判定部３０２３は、メモリ３０２１から昇圧不能フラグＦＧＢを読出し、その読出した昇圧不能フラグＦＧＢが「１」に設定されているか否かを判定する（ステップＳ１５）。ステップＳ１５において、昇圧不能フラグＦＧＢが「１」に設定されていると判定されたとき、判定部３０２３は、昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ２が故障していると判定する（ステップＳ１６）。そして、判定部３０２３は、ＮＰＮトランジスタＱ２が故障していることを示す信号ＲＥＳ３を生成して表示装置３５へ出力し、ＮＰＮトランジスタＱ２が故障していることが表示装置３５に表示される（ステップＳ１７）。
【０１２５】
なお、ステップＳ１２において、出力電圧ＶＨが保持値ＶＨ０に不一致であると判定されることは、電圧センサー１３から受けた出力電圧ＶＨが低下していると判定されることに相当する。なぜなら、ステップＳ１２における出力電圧ＶＨが保持値ＶＨ０に一致するか否かの判定は、昇圧コンバータ１２を停止し、かつ、コンデンサＣ２の放電動作を行なっている状態で行なわれるので、出力電圧ＶＨが保持値ＶＨ０に不一致であることは、出力電圧ＶＨが低下していることを意味するからである。したがって、ステップＳ１２，Ｓ１５における判定は、昇圧動作が異常であり、電圧センサー１３からの出力電圧ＶＨが低下しているとき、昇圧制御用のＮＰＮトランジスタＱ２が故障していると判定することに相当する。
【０１２６】
一方、ステップＳ１５において、昇圧不能フラグＦＧＢが「１」に設定されていないと判定されたとき、判定部３０２３は、メモリ３０２１から降圧不能フラグＦＧＤを読出し、その読出した降圧不能フラグＦＧＤが「１」に設定されているか否かを判定する（ステップＳ１８）。
【０１２７】
ステップＳ１８において、降圧不能フラグＦＧＤが「１」に設定されているとき、判定部３０２３は、ＮＰＮトランジスタＱ１が故障していると判定し（ステップＳ１９）、ＮＰＮトランジスタＱ１が故障していることを示す信号ＲＥＳ４を生成して表示装置３５へ出力する。そして、ＮＰＮトランジスタＱ１が故障していることが表示装置３５に表示される（ステップＳ２０）。
【０１２８】
一方、ステップＳ１８において、降圧不能フラグＦＧＤが「１」に設定されていないとき、判定部３０２３は、ＮＰＮトランジスタＱ１は故障していないと判定し、判定動作が初期化される（ステップＳ２１）。
【０１２９】
これによって、異常原因の判定動作が終了する。
図５に示すフローチャートにおいて、ステップＳ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８のフロー、およびステップＳ５，Ｓ６，Ｓ９のフローは、直流電圧ＶＢから出力電圧ＶＨへの昇圧動作が異常である場合において、電流センサー１１によって検出された直流電流ＩＢに基づいて、昇圧動作の異常原因を判定するフローである。すなわち、ステップＳ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８のフローは、直流電流ＩＢに基づいて昇圧コンバータ１２のリアクトルＬ１が故障していると判定し、ステップＳ５，Ｓ６，Ｓ９のフローは、直流電流ＩＢに基づいて、リアクトルＬ１が正常であると判定する。
【０１３０】
そして、ステップＳ８からステップＳ１０へ移行した場合、ステップＳ１０において、必ず、リアクトルＬ１が短絡していると判定されるため、ステップＳ１２以降の各ステップが実行されるのは、ステップＳ９からステップＳ１０へ移行した場合である。つまり、リアクトルＬ１が故障していないと判定された場合に、ステップＳ１２以降の各ステップが実行され、電圧センサー１３からの出力電圧ＶＨを用いて、電圧センサー１３、ＮＰＮトランジスタＱ２，およびＮＰＮトランジスタＱ１の各々が異常か否かが判定される。
【０１３１】
また、ステップＳ３，Ｓ４，Ｓ９のフローは、直流電圧ＶＢから出力電圧ＶＨへの昇圧動作が正常であるが、出力電圧ＶＨが制御電圧ＶＨｃｔｌに一致しない場合のフローである。この場合にも、ステップＳ９において、昇圧コンバータ１２の停止、およびコンデンサＣ２に蓄積された直流電力の放電が行なわれる。
【０１３２】
これは、次の理由による。直流電圧ＶＢから出力電圧ＶＨへの昇圧動作に重要な役割を果たすのは、リアクトルＬ１およびＮＰＮトランジスタＱ２であり、この昇圧動作が正常であるので、ステップＳ３，Ｓ４，Ｓ９のフローにおいては、リアクトルＬ１およびＮＰＮトランジスタＱ２は故障原因ではない。また、電圧センサー１３が故障原因であるならば、ステップＳ３において昇圧動作が正常であると判定されないので、電圧センサー１３も故障原因ではない。そうすると、ＮＰＮトランジスタＱ１が故障原因である可能性が最も高いので、ＮＰＮトランジスタＱ１が実際に故障しているか否かを判定するために、ステップＳ９において、その判定の前提となる昇圧コンバータ１２を停止した状態でのコンデンサＣ２に蓄積された直流電力の放電を行なうことにしたものである。そして、ＮＰＮトランジスタＱ１が実際に故障原因であるか否かは、ステップＳ１２以降のフローにおいて判定することにしたものである。また、ＮＰＮトランジスタＱ１は、昇圧コンバータ１２の出力側の直流電圧を入力側の直流電圧に降圧する際に、最も重要な役割を果たすので、ステップＳ４において、降圧不能フラグＦＧＤを「１」に設定することにしたものである。
【０１３３】
なお、図５に示すフローチャートに従って行なわれる異常原因の判定動作は、昇圧コンバータ１２の停止、およびコンデンサＣ２のインバータ１４側への放電動作を含むものであり、通常は、モータ駆動装置１００が搭載されるハイブリッド自動車または電気自動車の停車中に行なわれるものである。
【０１３４】
しかし、昇圧コンバータ１２の停止、およびコンデンサＣ２のインバータ１４側への放電は、交流モータＭ１がトルクを出力しなければ、走行中に行なわれてもよい。また、エンジン単独で走行するモードを有するハイブリッド自動車においては、、昇圧コンバータ１２の停止、およびコンデンサＣ２のインバータ１４側への放電は、ハイブリッド自動車の走行中に行なわれてもよい。
【０１３５】
したがって、この発明においては、上述した異常原因の判定動作は、ハイブリッド自動車または電気自動車の停車中に限らず、走行中に行なわれてもよい。
【０１３６】
また、コンデンサＣ２の放電は、インバータ１４を駆動することにより行なうと説明したが、この発明においては、これに限らず、コンデンサＣ２に並列に放電抵抗を接続しておき、その放電抵抗を用いてコンデンサＣ２の放電を行なってもよい。
【０１３７】
さらに、この発明による判定方法は、図５に示すフローチャートに従って電圧変換の異常原因を判定する判定方法である。
【０１３８】
さらに、判定手段３０１における電圧変換の異常原因の判定は、実際にはＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）によって行なわれ、ＣＰＵは、図５に示すフローチャートの各ステップを備えるプログラムをＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）から読出し、その読出したプログラムを実行して図５に示すフローチャートに従って電圧変換の異常原因を判定する。したがって、ＲＯＭは、図５に示すフローチャートの各ステップを備えるプログラムを記録したコンピュータ（ＣＰＵ）読取り可能な記録媒体に相当する。
【０１３９】
再び、図１を参照して、モータ駆動装置１００における動作について説明する。制御装置３０は、外部のＥＣＵからトルク指令値ＴＲが入力されると、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２をオンするためのＨレベルの信号ＳＥを生成してシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２へ出力するとともに、交流モータＭ１がトルク指令値ＴＲによって指定されたトルクを発生するように昇圧コンバータ１２およびインバータ１４を制御するための信号ＰＷＵおよび信号ＰＷＭＩを生成してそれぞれ昇圧コンバータ１２およびインバータ１４へ出力する。
【０１４０】
そして、直流電源Ｂは直流電圧ＶＢを出力し、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は直流電圧ＶＢをコンデンサＣ１へ供給する。コンデンサＣ１は、供給された直流電圧ＶＢを平滑化し、その平滑化した直流電圧ＶＢを昇圧コンバータ１２へ供給する。
【０１４１】
そうすると、昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、制御装置３０からの信号ＰＷＵに応じてオン／オフされ、直流電圧ＶＢを出力電圧ＶＨに昇圧してコンデンサＣ２に供給する。電圧センサー１３は、コンデンサＣ２の両端の電圧である出力電圧ＶＨを検出し、その検出した出力電圧ＶＨを制御装置３０へ出力する。
【０１４２】
コンデンサＣ２は、昇圧コンバータ１２から供給された直流電圧を平滑化してインバータ１４へ供給する。インバータ１４のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は、制御装置３０からの信号ＰＷＭＩに従ってオン／オフされ、インバータ１４は、直流電圧を交流電圧に変換し、トルク指令値ＴＲによって指定されたトルクを交流モータＭ１が発生するように交流モータＭ１のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相に所定の交流電流を流す。これにより、交流モータＭ１は、トルク指令値ＴＲによって指定されたトルクを発生する。
【０１４３】
また、制御装置３０は、昇圧コンバータ１２が直流電圧ＶＢを出力電圧ＶＨに昇圧中に、上述した方法によって電圧変換器２０における電圧変換の異常原因を判定し、その判定結果を表示装置３５に表示する。この電圧変換の異常原因の判定動作は、モータ駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の走行中または停車中に行なわれる。
【０１４４】
さらに、モータ駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車が回生制動モードになった場合、制御装置３０は、回生制動モードになったことを示す信号を外部のＥＣＵから受け、信号ＰＷＭＣおよび信号ＰＷＤを生成してそれぞれインバータ１４および昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０１４５】
交流モータＭ１は、交流電圧を発電し、その発電した交流電圧をインバータ１４へ供給する。そして、インバータ１４は、制御装置３０からの信号ＰＷＭＣに従って、交流電圧を直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサＣ２を介して昇圧コンバータ１２へ供給する。
【０１４６】
昇圧コンバータ１２は、制御装置３０からの信号ＰＷＤに従って直流電圧を降圧して直流電源Ｂに供給し、直流電源Ｂを充電する。
【０１４７】
この発明による電圧変換装置を備えるモータ駆動装置は、図６に示すモータ駆動装置１００Ａであってもよい。図６を参照して、モータ駆動装置１００Ａは、電流センサー２８およびインバータ３１をモータ駆動装置１００に追加し、モータ駆動装置１００の制御装置３０を制御装置３０Ａに代えたものであり、その他は、モータ駆動装置１００と同じである。
【０１４８】
なお、コンデンサＣ２は、昇圧コンバータ１２からの出力電圧ＶＨを平滑化し、その平滑化した出力電圧ＶＨをノードＮ１，Ｎ２を介してインバータ１４のみならずインバータ３１にも供給する。また、電流センサー２４は、モータ電流ＭＣＲＴ１を検出して制御装置３０Ａへ出力する。
【０１４９】
インバータ１４は、制御装置３０Ａからの信号ＰＷＭＩ１に基づいてコンデンサＣ２からの直流電圧を交流電圧に変換して交流モータＭ１を駆動し、信号ＰＷＭＣ１に基づいて交流モータＭ１が発電した交流電圧を直流電圧に変換する。また、インバータ１４は、制御装置３０Ａからの信号ＰＷＤＣ１によってコンデンサＣ２に蓄積された直流電力を放電する。
【０１５０】
インバータ３１は、インバータ１４と同じ構成から成る。そして、インバータ３１は、制御装置３０Ａからの信号ＰＷＭＩ２に基づいて、コンデンサＣ２からの直流電圧を交流電圧に変換して交流モータＭ２を駆動し、信号ＰＷＭＣ２に基づいて交流モータＭ２が発電した交流電圧を直流電圧に変換する。また、インバータ３１は、制御装置３０Ａからの信号ＰＷＤＣ２によってコンデンサＣ２に蓄積された直流電力を放電する。
【０１５１】
電流センサー２８は、交流モータＭ２の各相に流れるモータ電流ＭＣＲＴ２を検出して制御装置３０Ａへ出力する。
【０１５２】
制御装置３０Ａは、直流電源Ｂから出力された直流電圧ＶＢを電圧センサー１０から受け、モータ電流ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２をそれぞれ電流センサー２４，２８から受け、昇圧コンバータ１２の出力電圧ＶＨ（すなわち、インバータ１４，３１への入力電圧）を電圧センサー１３から受け、トルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ１，ＭＲＮ２を外部ＥＣＵから受ける。そして、制御装置３０Ａは、直流電圧ＶＢ、出力電圧ＶＨ、モータ電流ＭＣＲＴ１、トルク指令値ＴＲ１およびモータ回転数ＭＲＮ１に基づいて、上述した方法によりインバータ１４が交流モータＭ１を駆動するときにインバータ１４のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８をスイッチング制御するための信号ＰＷＭＩ１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１をインバータ１４へ出力する。
【０１５３】
また、制御装置３０Ａは、直流電圧ＶＢ、出力電圧ＶＨ、モータ電流ＭＣＲＴ２、トルク指令値ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ２に基づいて、上述した方法によりインバータ３１が交流モータＭ２を駆動するときにインバータ３１のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８をスイッチング制御するための信号ＰＷＭＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ２をインバータ３１へ出力する。
【０１５４】
さらに、制御装置３０Ａは、インバータ１４（または３１）が交流モータＭ１（またはＭ２）を駆動するとき、直流電圧ＶＢ、出力電圧ＶＨ、モータ電流ＭＣＲＴ１（またはＭＣＲＴ２）、トルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）およびモータ回転数ＭＲＮ１（またはＭＲＮ２）に基づいて、昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をスイッチング制御するための信号ＰＷＵを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０１５５】
さらに、制御装置３０Ａは、回生制動時に交流モータＭ１が発電した交流電圧を直流電圧に変換するための信号ＰＷＭＣ１、または交流モータＭ２が発電した交流電圧を直流電圧に変換するための信号ＰＷＭＣ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＣ１または信号ＰＷＭＣ２をそれぞれインバータ１４またはインバータ３１へ出力する。この場合、制御装置３０Ａは、インバータ１４または３１からの直流電圧を降圧して直流電源Ｂを充電するように昇圧コンバータ１２を制御する信号ＰＷＤを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０１５６】
さらに、制御装置３０Ａは、電圧センサー１０からの直流電圧ＶＢ、電圧センサー１３からの出力電圧ＶＨ、電流センサー１１からの直流電流ＩＢおよび電流センサー２４，２８からのモータ電流ＭＣＲＴ１，２に基づいて、後述する方法によって、電圧変換器２０における故障原因を判定する。この場合、制御装置３０Ａは、その故障原因の判定動作において、信号ＳＴＰおよび信号ＰＷＤＣ１，２を生成し、その生成した信号ＳＴＰを昇圧コンバータ１２へ出力し、生成した信号ＰＷＤＣ１，２をそれぞれインバータ１４，３１へ出力する。そして、制御装置３０Ａは、故障原因の判定動作を終了すると、その判定結果を示す信号ＲＥＳ（信号ＲＥＳ１〜ＲＥＳ４からなる。以下同じ。）をモータ駆動装置１００の外部に設けられた表示装置３５へ出力する。
【０１５７】
さらに、制御装置３０Ａは、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２をオン／オフするための信号ＳＥを生成してシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２へ出力する。
【０１５８】
図７を参照して、制御装置３０Ａは、モータトルク制御手段３０１Ａ、判定手段３０２Ａおよび電圧変換制御手段３０３Ａを含む。モータトルク制御手段３０１Ａは、モータ電流ＭＣＲＴ１，２、トルク指令値ＴＲ１，２、モータ回転数ＭＲＮ１，２、直流電圧ＶＢおよび出力電圧ＶＨに基づいて信号ＰＷＭＩ１，２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１，２を、それぞれ、インバータ１４，３１へ出力する。また、モータトルク制御手段３０１Ａは、直流電圧ＶＢ、出力電圧ＶＨ、モータ電流ＭＣＲＴ１（またはＭＣＲＴ２）、トルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）およびモータ回転数ＭＲＮ１（またはＭＲＮ２）に基づいて、信号ＰＷＵを生成し、その生成した信号ＰＷＵを昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０１５９】
また、モータトルク制御手段３０１Ａは、信号ＰＷＵおよび信号ＰＷＭＩ１，２を生成する過程において演算した制御電圧ＶＨｃｔｌを判定手段３０２Ａへ出力する。
【０１６０】
さらに、モータトルク制御手段３０１Ａは、判定手段３０２Ａから信号ＤＴＥを受けると、昇圧コンバータ１２の動作を停止するための信号ＳＴＰと、コンデンサＣ２に蓄積された直流電力を放電するための信号ＰＷＤＣ１，２とを生成し、その生成した信号ＳＴＰを昇圧コンバータ１２へ出力し、生成した信号ＰＷＤＣ１，２をそれぞれインバータ１４，３１へ出力する。
【０１６１】
判定手段３０２Ａは、電圧センサー１０からの直流電圧ＶＢ、電流センサー１１からの直流電流ＩＢ、電圧センサー１３からの出力電圧ＶＨ、電流センサー２４からのモータ電流ＭＣＲＴ１、電流センサー２８からのモータ電流ＭＣＲＴ２およびモータトルク制御手段３０１Ａからの制御電圧ＶＨｃｔｌに基づいて、後述する方法によって、電圧変換器２０による直流電圧ＶＢから出力電圧ＶＨへの電圧変換における異常原因を判定する。そして、判定手段３０２Ａは、その判定過程において、昇圧コンバータ１２のリアクトルＬ１以外が異常原因であると判定した場合、昇圧コンバータ１２を停止し、かつ、コンデンサＣ２に蓄積された直流電力を放電するための信号ＤＴＥを生成し、その生成した信号ＤＴＥをモータトルク制御手段３０１Ａへ出力する。また、判定手段３０２Ａは、判定結果を示す信号ＲＥＳを生成し、その生成した信号ＲＥＳを表示装置３５へ出力する。
【０１６２】
電圧変換制御手段３０３Ａは、モータ駆動装置１００Ａが搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車が回生制動モードに入ったことを示す信号ＲＧＥを外部ＥＣＵから受けると、信号ＰＷＭＣ１，２および信号ＰＷＤを生成し、その生成した信号ＰＷＭＣ１，２をそれぞれインバータ１４，３１へ出力し、信号ＰＷＤを昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０１６３】
図８を参照して、モータトルク制御手段３０１Ａは、モータトルク制御手段３０１と同じ構成からなる（図３参照）。ただし、モータトルク制御手段３０１Ａは、２つのトルク指令値ＴＲ１，２、２つのモータ電流ＭＣＴ１，２および２つのモータ回転数ＭＲＮ１，２に基づいて、信号ＰＷＭＩ１，２および信号ＰＷＵを生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１，２および信号ＰＷＵに基づいてそれぞれインバータ１４，３１および昇圧コンバータ１２を制御する点がモータトルク制御手段３０１と異なる。
【０１６４】
また、モータトルク制御手段３０１Ａは、判定手段３０２Ａから信号ＤＴＥを受けると、信号ＰＷＤＣ１，２を生成し、その生成した信号ＰＷＤＣ１，２に基づいてコンデンサＣ２の放電動作を制御する点が、モータトルク制御手段３０１と異なる。
【０１６５】
モータ制御用相電圧演算部４０は、昇圧コンバータ１２の出力電圧ＶＨ、モータ電流ＭＣＲＴ１、およびトルク指令値ＴＲ１に基づいて交流モータＭ１の各相に印加する電圧を演算し、出力電圧ＶＨ、モータ電流ＭＣＲＴ２、およびトルク指令値ＴＲ２に基づいて交流モータＭ２の各相に印加する電圧を演算する。そして、モータ制御用相電圧演算部４０は、演算した交流モータＭ１またはＭ２用の電圧をインバータ用ＰＷＭ信号変換部４２へ出力する。
【０１６６】
インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２は、モータ制御用相電圧演算部４０から交流モータＭ１用の電圧を受けると、その受けた電圧に基づいて信号ＰＷＭＩ１を生成してインバータ１４へ出力する。また、インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２は、モータ制御用相電圧演算部４０から交流モータＭ２用の電圧を受けると、その受けた電圧に基づいて信号ＰＷＭＩ２を生成してインバータ３１へ出力する。さらに、インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２は、判定手段３０２Ａから信号ＤＴＥを受けると、モータ制御用相電圧演算部４０からの計算結果に拘わらず、信号ＰＷＤＣ１，２を生成し、その生成した信号ＰＷＤＣ１，２をそれぞれインバータ１４，３１へ出力する。
【０１６７】
インバータ入力電圧指令演算部５０は、トルク指令値ＴＲ１およびモータ回転数ＭＲＮ１（またはトルク指令値ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ２）に基づいて制御電圧ＶＨｃｔｌを演算し、その演算した制御電圧ＶＨｃｔｌをフィードバック電圧指令演算部５２および判定手段３０２Ａへ出力する。
【０１６８】
フィードバック電圧指令演算部５２は、上述した動作と同じ動作によってフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂを演算し、その演算したフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂをデューティー比変換部５４へ出力する。
【０１６９】
その他は、上述したとおりである。
図９を参照して、判定手段３０２Ａは、判定手段３０２の演算部３０２２を演算部３０２２Ａに代えたものであり、その他は、判定手段３０２と同じである。演算部３０２２Ａは、モータトルク制御手段３０１Ａのインバータ入力電圧指令演算部５０からの制御電圧ＶＨｃｔｌ、電圧センサー１０からの直流電圧ＶＢ、電流センサー２４からのモータ電流ＭＣＲＴ１、電流センサー２８からのモータ電流ＭＣＲＴ２および電圧センサー１３からの出力電圧ＶＨを受ける。
【０１７０】
そして、演算部３０２２Ａは、モータ電流ＭＣＲＴ１，２および出力電圧ＶＨに基づいて、インバータ１４，３１および交流モータＭ１，Ｍ２で消費される負荷消費電力を演算する。つまり、演算部３０２２Ａは、負荷に流れる電流として、交流モータＭ１に流れるモータ電流ＭＣＲＴ１と交流モータＭ２に流れるモータ電流ＭＣＲＴ２とを用いて負荷で消費される電力を演算する。そして、演算部３０２２Ａは、演算した負荷消費電力を直流電圧ＶＢによって除算して電圧変換器２０の出力側に流れる直流電流ＩＬ０を演算する。
【０１７１】
また、演算部３０２２Ａは、メモリ３０２１からリプル成分Ｉｒを読出し、その読出したリプル成分Ｉｒを、演算した直流電流ＩＬ０に加えて電圧変換器２０の出力側で消費されるべき直流電流ＩＬ（＝ＩＬ０＋Ｉｒ）を演算する。そして、演算部３０２２Ａは、直流電流ＩＬを判定部３０２３へ出力する。
【０１７２】
その他の演算部３０２２Ａの機能は、演算部３０２２の機能と同じである。
モータ駆動装置１００Ａにおいて、電圧変換の異常原因を判定する動作は、図５に示すフローチャートに従って行なわれる。
【０１７３】
したがって、駆動すべきモータが２個であるモータ駆動装置においても、電圧変換の異常原因がリアクトルＬ１、電圧センサー１３、およびＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２のいずれであるかが判定され、かつ、表示装置３５に表示される。
【０１７４】
なお、モータ駆動装置１００Ａにおいては、駆動すべきモータは２個に限らず、３個以上であってもよい。
【０１７５】
再び、図６を参照して、モータ駆動装置１００Ａにおける全体動作について説明する。
【０１７６】
全体の動作が開始されると、制御装置３０Ａは、Ｈレベルの信号ＳＥを生成してシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２へ出力し、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２がオンされる。直流電源Ｂは直流電圧をシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２を介して昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０１７７】
電圧センサー１０は、直流電源Ｂから出力される直流電圧ＶＢを検出し、その検出した直流電圧ＶＢを制御装置３０Ａへ出力する。また、電圧センサー１３は、昇圧コンバータ１２の出力電圧ＶＨを検出し、その検出した出力電圧ＶＨを制御装置３０Ａへ出力する。さらに、電流センサー２４は、交流モータＭ１に流れるモータ電流ＭＣＲＴ１を検出して制御装置３０Ａへ出力し、電流センサー２８は、交流モータＭ２に流れるモータ電流ＭＣＲＴ２を検出して制御装置３０Ａへ出力する。そして、制御装置３０Ａは、外部ＥＣＵからトルク指令値ＴＲ１，２、およびモータ回転数ＭＲＮ１，２を受ける。
【０１７８】
そうすると、制御装置３０Ａは、直流電圧ＶＢ、出力電圧ＶＨ、モータ電流ＭＣＲＴ１、トルク指令値ＴＲ１およびモータ回転数ＭＲＮ１に基づいて、上述した方法により信号ＰＷＭＩ１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１をインバータ１４へ出力する。また、制御装置３０Ａは、直流電圧ＶＢ、出力電圧ＶＨ、モータ電流ＭＣＲＴ２、トルク指令値ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ２に基づいて、上述した方法により信号ＰＷＭＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ２をインバータ３１へ出力する。
【０１７９】
さらに、制御装置３０Ａは、インバータ１４（または３１）が交流モータＭ１（またはＭ２）を駆動するとき、直流電圧ＶＢ、出力電圧ＶＨ、モータ電流ＭＣＲＴ１（またはＭＣＲＴ２）、トルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）、およびモータ回転数ＭＲＮ１（またはＭＲＮ２）に基づいて、上述した方法により昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をスイッチング制御するための信号ＰＷＵを生成し、その生成した信号ＰＷＵを昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０１８０】
そうすると、昇圧コンバータ１２は、信号ＰＷＵに応じて、直流電源Ｂからの直流電圧ＶＢを出力電圧ＶＨに昇圧し、その昇圧した出力電圧ＶＨをコンデンサＣ２に供給する。そして、コンデンサＣ２は、出力電圧ＶＨを平滑化し、その平滑化した出力電圧ＶＨをノードＮ１，Ｎ２を介してインバータ１４，３１へ供給する。
【０１８１】
インバータ１４は、コンデンサＣ２によって平滑化された直流電圧を制御装置３０Ａからの信号ＰＷＭＩ１によって交流電圧に変換して交流モータＭ１を駆動する。また、インバータ３１は、コンデンサＣ２によって平滑化された直流電圧を制御装置３０Ａからの信号ＰＷＭＩ２によって交流電圧に変換して交流モータＭ２を駆動する。これによって、交流モータＭ１は、トルク指令値ＴＲ１によって指定されたトルクを発生し、交流モータＭ２は、トルク指令値ＴＲ２によって指定されたトルクを発生する。
【０１８２】
また、制御装置３０Ａは、昇圧コンバータ１２が直流電圧ＶＢを出力電圧ＶＨに昇圧中に、上述した方法によって電圧変換器２０における電圧変換の異常原因を判定し、その判定結果を表示装置３５に表示する。この電圧変換の異常原因の判定動作は、モータ駆動装置１００Ａが搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の走行中または停車中に行なわれる。
【０１８３】
さらに、モータ駆動装置１００Ａが搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、制御装置３０Ａは、外部ＥＣＵから信号ＲＧＥを受け、その受けた信号ＲＧＥに応じて、信号ＰＷＭＣ１，２を生成してそれぞれインバータ１４，３１へ出力し、信号ＰＷＤを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０１８４】
そうすると、インバータ１４は、交流モータＭ１が発電した交流電圧を信号ＰＷＭＣ１に応じて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサＣ２を介して昇圧コンバータ１２へ供給する。また、インバータ３１は、交流モータＭ２が発電した交流電圧を信号ＰＷＭＣ２に応じて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサＣ２を介して昇圧コンバータ１２へ供給する。そして、昇圧コンバータ１２は、コンデンサＣ２からの直流電圧を信号ＰＷＤによって降圧し、その降圧した直流電圧を直流電源Ｂに供給する。これにより、交流モータＭ１またはＭ２によって発電された電力が直流電源Ｂに充電される。
【０１８５】
なお、この発明においては、電圧変換器２０、モータトルク制御手段３０１および判定手段３０２は、「電圧変換装置」を構成する。また、この発明においては、電圧変換器２０、モータトルク制御手段３０１Ａおよび判定手段３０２Ａも、「電圧変換装置」を構成する。
【０１８６】
また、判定手段３０２（または３０２Ａ）およびインバータ用ＰＷＭ信号変換部４２は、昇圧コンバータ１２における昇圧動作が異常であり、かつ、直流電流ＩＢが所定値以下であるとき、コンデンサＣ２の放電制御を行なう「制御手段」を構成する。
【０１８７】
さらに、判定手段３０２（または３０２Ａ）およびインバータ用ＰＷＭ信号変換部４２は、昇圧コンバータ１２の出力電圧ＶＨが指令電圧ＶＨｃｔｌに不一致であるとき、コンデンサＣ２の放電制御を行なう「制御手段」を構成する。
【０１８８】
さらに、上記においては、直流電源Ｂからの直流電圧ＶＢを出力電圧ＶＨに昇圧し、交流モータＭ１（または交流モータＭ２）が発電した交流電圧を変換した直流電圧を降圧する電圧変換器２０を備える電圧変換装置について説明したが、この発明による電圧変換装置は、これに限らず、直流電圧ＶＢを出力電圧ＶＨに昇圧する機能のみを有する電圧変換器を備え、上述した電圧変換の異常原因を判定する電圧変換装置であればよい。
【０１８９】
この発明の実施の形態によれば、電圧変換装置は、直流電源と昇圧コンバータとの間に流れる直流電流に基づいて、直流電源からの直流電圧を出力電圧に変換する電圧変換の異常原因を判定する判定手段を備えるので、電圧変換の異常原因を具体的に特定できる。
【０１９０】
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】
【図１】この発明の実施の形態による電圧変換装置を備えたモータ駆動装置の概略ブロック図である。
【図２】図１に示す制御装置の機能ブロック図である。
【図３】図２に示すモータトルク制御手段の機能を説明するための機能ブロック図である。
【図４】図２に示す判定手段の機能を説明するための機能ブロック図である。
【図５】電圧変換の異常原因を判定する動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態による電圧変換装置を備えたモータ駆動装置の他の概略ブロック図である。
【図７】図６に示す制御装置の機能ブロック図である。
【図８】図７に示すモータトルク制御手段の機能を説明するための機能ブロック図である。
【図９】図７に示す判定手段の機能を説明するための機能ブロック図である。
【図１０】従来のモータ駆動装置の概略ブロック図である。
【符号の説明】
１０，１３，３２０　電圧センサー、１２　昇圧コンバータ、１４，３１，３３０　インバータ、１５　Ｕ相アーム、１６　Ｖ相アーム、１７　Ｗ相アーム、１１，２４，２８　電流センサー、３０，３０Ａ　制御装置、４０　モータ制御用相電圧演算部、４２　インバータ用ＰＷＭ信号変換部、５０　インバータ入力電圧指令演算部、５２　フィードバック電圧指令演算部、５４　デューティー比変換部、１００，１００Ａ，３００　モータ駆動装置、３０１，３０１Ａ　モータトルク制御手段、３０２，３０２Ａ　判定手段、３０３，３０３Ａ　電圧変換制御手段、３１０　双方向コンバータ、Ｂ　直流電源、ＳＲ１，ＳＲ２　システムリレー、Ｃ１，Ｃ２　コンデンサ、Ｌ１，３１１　リアクトル、Ｑ１〜Ｑ８，３１２，３１３　ＮＰＮトランジスタ、Ｄ１〜Ｄ８，３１４，３１５　ダイオード、Ｍ１，Ｍ２　交流モータ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a voltage conversion device that determines a cause of abnormality in voltage conversion that converts a DC voltage from a DC power supply to an output voltage, a method of determining a cause of abnormality in voltage conversion, and a determination of a cause of abnormality in voltage conversion to a computer The present invention relates to a computer-readable recording medium on which a program to be executed is recorded.
[0002]
[Prior art]
Recently, hybrid vehicles and electric vehicles have attracted much attention as environmentally friendly vehicles. Some hybrid vehicles have been put to practical use.
[0003]
This hybrid vehicle is a vehicle that uses, in addition to a conventional engine, a DC power source, an inverter, and a motor driven by the inverter as power sources. That is, a power source is obtained by driving the engine, a DC voltage from a DC power supply is converted into an AC voltage by an inverter, and a motor is rotated by the converted AC voltage to obtain a power source. An electric vehicle is a vehicle that uses a DC power supply, an inverter, and a motor driven by the inverter as power sources.
[0004]
In such a hybrid vehicle or electric vehicle, it has been considered that a DC voltage from a DC power supply is boosted by a boost converter and the boosted DC voltage is supplied to an inverter that drives a motor.
[0005]
That is, the hybrid vehicle or the electric vehicle is equipped with, for example, the motor driving device shown in FIG. Referring to FIG. 10, motor driving device 300 includes DC power supply B, system relays SR1 and SR2, capacitors C1 and C2, bidirectional converter 310, voltage sensor 320, and inverter 330.
[0006]
DC power supply B outputs a DC voltage. When turned on by a control device (not shown), system relays SR1 and SR2 supply a DC voltage from DC power supply B to capacitor C1. Capacitor C1 smoothes the DC voltage supplied from DC power supply B via system relays SR1 and SR2, and supplies the smoothed DC voltage to bidirectional converter 310.
[0007]
Bidirectional converter 310 includes a reactor 311, NPN transistors 312 and 313, and diodes 314 and 315. Reactor 311 has one end connected to the power supply line of DC power supply B, and the other end connected to the midpoint between NPN transistor 312 and NPN transistor 313, that is, between the emitter of NPN transistor 312 and the collector of NPN transistor 313. You. NPN transistors 312 and 313 are connected in series between a power supply line and an earth line. The collector of NPN transistor 312 is connected to the power supply line, and the emitter of NPN transistor 313 is connected to the ground line. Diodes 314 and 315, which allow current to flow from the emitter side to the collector side, are connected between the collector and the emitter of each of the NPN transistors 312 and 313.
[0008]
In bidirectional converter 310, NPN transistors 312 and 313 are turned on / off by a control device (not shown), and the DC voltage supplied from capacitor C1 is boosted to supply an output voltage to capacitor C2. Further, during regenerative braking of a hybrid vehicle or an electric vehicle equipped with motor drive device 300, bidirectional converter 310 generates electric power by AC motor M1 and steps down the DC voltage converted by inverter 330 to supply it to capacitor C1. .
[0009]
Capacitor C2 smoothes the DC voltage supplied from bidirectional converter 310, and supplies the smoothed DC voltage to inverter 330. Voltage sensor 320 detects a voltage on both sides of capacitor C2, that is, an output voltage VH of bidirectional converter 310.
[0010]
When a DC voltage is supplied from capacitor C2, inverter 330 converts the DC voltage into an AC voltage based on control from a control device (not shown) and drives AC motor M1. As a result, AC motor M1 is driven to generate a torque specified by the torque command value. In addition, the inverter 330 converts the AC voltage generated by the AC motor M1 into a DC voltage based on the control from the control device during regenerative braking of the hybrid vehicle or the electric vehicle equipped with the motor driving device 300, and converts the AC voltage. The DC voltage is supplied to the bidirectional converter 310 via the capacitor C2.
[0011]
As described above, in motor driving device 300, bidirectional converter 310 boosts the DC voltage from DC power supply B to output voltage VH and outputs the boosted output so that AC motor M1 can output the commanded torque. The voltage VH is supplied to the inverter 330. Therefore, if bidirectional converter 310 cannot accurately perform the boosting operation, AC motor M1 cannot output the commanded torque value.
[0012]
Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2-308935 discloses that a boost chopper for boosting a DC voltage from a DC power supply is detected as having a failure. When a failure of the boost chopper is detected, the boost chopper is bypassed and the DC power supply is disconnected. A technique for directly supplying a DC voltage to an electric driving means is disclosed. The presence or absence of the failure of the boost chopper is detected by detecting the output voltage VH and determining whether the detected output voltage VH is equal to or lower than a predetermined value.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-308935 only detects whether or not the boost chopper is faulty, and can detect which portion of the boost chopper is the cause of the fault. There is a problem that can not be.
[0014]
Accordingly, the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a voltage conversion device capable of determining a cause of failure in voltage conversion for converting a DC voltage from a DC power supply to an output voltage. That is.
[0015]
Another object of the present invention is to provide a determination method for determining a cause of failure in voltage conversion for converting a DC voltage from a DC power supply to an output voltage.
[0016]
Still another object of the present invention is to provide a computer-readable recording medium in which a program for causing a computer to execute a failure determination in a voltage conversion for converting a DC voltage from a DC power supply to an output voltage is recorded. .
[0017]
Means for Solving the Problems and Effects of the Invention
According to the present invention, a voltage conversion device includes a voltage converter, a current sensor, and a determination unit. The voltage converter converts a first DC voltage having a first voltage level from the DC power supply to a second DC voltage having a second voltage level higher than the first voltage level, and / or The second DC voltage is converted to a first DC voltage. The current sensor detects a DC current flowing between the voltage converter and the DC power supply during a voltage conversion operation in the voltage converter. The determining means determines the cause of the abnormality in the voltage conversion based on the DC current detected by the current sensor.
[0018]
Preferably, the voltage converter includes two switching elements and a reactor. The two switching elements form an upper arm and a lower arm. The reactor has one end connected between the two switching elements and the other end connected to the DC power supply. The determining means determines that the reactor is the cause of the abnormality when the boosting operation from the first DC voltage to the second DC voltage is abnormal and the DC current is larger than a predetermined value.
[0019]
Preferably, the voltage conversion device further includes a capacitor and control means. The capacitor is connected in parallel with the load on the input side of the load driven by the second DC voltage. The control means performs discharge control of the capacitor when the boosting operation is abnormal and the DC current is equal to or less than a predetermined value.
[0020]
Preferably, the voltage conversion device further includes a voltage sensor. The voltage sensor detects a voltage value on the input side of the load during the discharge control of the capacitor. Then, the determining means further determines whether or not the voltage sensor is abnormal based on the voltage value detected by the voltage sensor.
[0021]
Preferably, the determination means determines that the voltage sensor is the cause of the abnormality when the voltage value keeps a value within a predetermined range as the discharge in the capacitor progresses.
[0022]
Preferably, when the voltage value decreases as the discharge of the capacitor progresses, the determination means determines that the switching element for controlling the boosting from the first DC voltage to the second DC voltage is the cause of the abnormality. .
[0023]
Preferably, the voltage conversion device further includes a capacitor, a voltage sensor, and a control unit. The capacitor is connected in parallel with the load on the input side of the load driven by the second DC voltage. The voltage sensor detects a voltage value on the input side of the load during the discharge control of the capacitor. The control means performs discharge control of the capacitor when the second DC voltage does not match the command voltage.
[0024]
Further, the voltage converter includes two switching elements and a reactor. The two switching elements form an upper arm and a lower arm. The reactor has one end connected between the two switching elements and the other end connected to the DC power supply.
[0025]
The determining means can raise the voltage from the first DC voltage to the second DC voltage, and when the voltage value decreases as the discharge of the capacitor progresses, the determination means switches the first DC voltage to the first DC voltage. It is determined that the switching element for controlling the step-down to the DC voltage is abnormal.
[0026]
According to the present invention, the first DC voltage having the first voltage level from the DC power supply is converted into the second DC voltage having the second voltage level higher than the first voltage level, and And / or a method of determining the cause of abnormality in voltage conversion when converting the second DC voltage to the first DC voltage includes a first method for detecting whether or not the second DC voltage matches the command voltage. Step, a second step of detecting a DC current flowing between the voltage converter performing the voltage conversion and the DC power supply during the operation of the voltage conversion, and when the second DC voltage does not match the command voltage, A third step of determining a cause of abnormality in voltage conversion based on the detected direct current.
[0027]
Preferably, the determination method further includes a fourth step of determining whether the step-up operation from the first DC voltage to the second DC voltage is abnormal, and the third step further includes a fourth step. When it is determined in step that the boost operation is abnormal, the cause of the abnormality is determined.
[0028]
Preferably, the third step is a first sub-step of determining whether or not the DC current is larger than a predetermined value. When the DC current is larger than the predetermined value, the reactor included in the voltage converter may cause an abnormality. And a second sub-step of determining that
[0029]
Preferably, the determination method includes a fifth step of performing discharge control of a capacitor connected in parallel with the load on an input side of the load driven by the second DC voltage, and a load input side during the discharge control of the capacitor. And a sixth step of detecting the voltage value of the second voltage. The third step determines the cause of the abnormality based on the DC current and the voltage value.
[0030]
Preferably, the third step is a first sub-step of determining whether or not the DC current is equal to or less than a predetermined value, and the voltage value is kept within a predetermined range as the discharge of the capacitor progresses. A second sub-step of determining whether the voltage sensor is abnormal because the DC current is equal to or less than a predetermined value and the voltage value is maintained within a predetermined range. Sub-steps.
[0031]
Preferably, the third step is a first sub-step for determining whether or not the DC current is equal to or less than a predetermined value, and a third step for determining whether or not the voltage value decreases as the discharge of the capacitor progresses. (2) When the DC current is equal to or less than a predetermined value and the voltage value decreases, the switching element for controlling the boosting from the first DC voltage to the second DC voltage is the cause of the abnormality. And a third sub-step of determining
[0032]
Preferably, the determination method includes a fourth step of detecting whether a boosting operation from the first DC voltage to the second DC voltage is normal, and an input of a load driven by the second DC voltage. Further comprising: a fifth step of performing discharge control of a capacitor connected in parallel to the load on a side, and a sixth step of detecting a voltage value on the input side of the load during the discharge control of the capacitor. Is a first sub-step of determining whether or not the voltage value decreases as the discharge of the capacitor progresses; the step-up operation is normal; the DC current is equal to or lower than a predetermined value; And a second sub-step of determining that the switching element for controlling the step-down from the second DC voltage to the first DC voltage is the cause of the abnormality.
[0033]
Further, according to the present invention, the first DC voltage having the first voltage level from the DC power supply is converted into the second DC voltage having the second voltage level higher than the first voltage level, and And / or a computer-readable recording medium on which a program for causing a computer to determine the cause of abnormality in voltage conversion when converting the second DC voltage to the first DC voltage is stored. A first step of detecting whether or not the voltage coincides with the command voltage; a second step of detecting a DC current flowing between the voltage converter performing the voltage conversion and the DC power supply during the operation of the voltage conversion; And a third step of determining a cause of abnormality in voltage conversion based on the detected DC current when the second DC voltage does not match the command voltage. It is a computer-readable recording medium for recording the beam.
[0034]
Preferably, the computer further executes a fourth step of determining whether the step-up operation from the first DC voltage to the second DC voltage is abnormal, and the third step further includes a fourth step When it is determined that the step-up operation is abnormal, the cause of the abnormality is determined.
[0035]
Preferably, the third step is a first sub-step of determining whether or not the DC current is larger than a predetermined value. When the DC current is larger than the predetermined value, the reactor included in the voltage converter may cause an abnormality. And a second sub-step of determining that
[0036]
Preferably, a fifth step of performing discharge control of a capacitor connected in parallel to the load on the input side of the load driven by the second DC voltage, and setting a voltage value of the input side of the load during the discharge control of the capacitor. The sixth step of detecting is further executed by a computer, and the third step determines the cause of the abnormality based on the DC current and the voltage value.
[0037]
Preferably, the third step is a first sub-step of determining whether or not the DC current is equal to or less than a predetermined value, and the voltage value is kept within a predetermined range as the discharge of the capacitor progresses. A second sub-step of determining whether the voltage sensor is abnormal because the DC current is equal to or less than a predetermined value and the voltage value is maintained within a predetermined range. Sub-steps.
[0038]
Preferably, the third step is a first sub-step for determining whether or not the DC current is equal to or less than a predetermined value, and a third step for determining whether or not the voltage value decreases as the discharge of the capacitor progresses. (2) When the DC current is equal to or less than a predetermined value and the voltage value decreases, the switching element for controlling the boosting from the first DC voltage to the second DC voltage is the cause of the abnormality. And a third sub-step of determining
[0039]
Preferably, a fourth step of detecting whether or not the step-up operation from the first DC voltage to the second DC voltage is normal is performed, and the load is connected to the input side of the load driven by the second DC voltage. The fifth step of performing discharge control of the capacitor connected in parallel and the sixth step of detecting the voltage value on the input side of the load during the discharge control of the capacitor are further executed by the computer. A first sub-step of determining whether or not the voltage value decreases as the discharge of the capacitor progresses; the boosting operation is normal; the DC current is equal to or lower than a predetermined value; and the voltage value further decreases. A second sub-step of determining that the switching element for controlling the step-down from the second DC voltage to the first DC voltage is the cause of the abnormality.
[0040]
According to the present invention, the DC current flowing between the DC power supply and the voltage converter is detected. This DC current is a current reflecting the performance of the voltage converter.
[0041]
Therefore, it is possible to determine the cause of the abnormality of each part of the voltage conversion device based on the detected direct current.
[0042]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding portions have the same reference characters allotted, and description thereof will not be repeated.
[0043]
Referring to FIG. 1, a motor driving device 100 including a voltage converter according to an embodiment of the present invention includes a DC power supply B, a voltage sensor 10, system relays SR1 and SR2, a capacitor C1, a voltage converter, 20, an inverter 14, a current sensor 24, and a control device 30.
[0044]
AC motor M1 is a drive motor for generating torque for driving drive wheels of a hybrid vehicle or an electric vehicle. Alternatively, the motor has the function of a generator driven by the engine, and operates as an electric motor for the engine, for example, to be incorporated into a hybrid vehicle so that the engine can be started. Is also good.
[0045]
Voltage converter 20 includes a current sensor 11, a boost converter 12, a capacitor C2, and a voltage sensor 13.
[0046]
Boost converter 12 includes a reactor L1, NPN transistors Q1 and Q2, and diodes D1 and D2. Reactor L1 has one end connected to the power supply line of DC power supply B, and the other end connected to an intermediate point between NPN transistors Q1 and Q2, that is, between the emitter of NPN transistor Q1 and the collector of NPN transistor Q2. You. NPN transistors Q1 and Q2 are connected in series between a power supply line and an earth line. The collector of NPN transistor Q1 is connected to the power supply line, and the emitter of NPN transistor Q2 is connected to the ground line. Diodes D1 and D2 that allow current to flow from the emitter side to the collector side are connected between the collector and the emitter of each of the NPN transistors Q1 and Q2.
[0047]
Capacitor C2 is connected to the output side of boost converter 12, that is, the input side of inverter 14, in parallel with inverter 14.
[0048]
Inverter 14 includes a U-phase arm 15, a V-phase arm 16, and a W-phase arm 17. U-phase arm 15, V-phase arm 16, and W-phase arm 17 are provided in parallel between the power supply line and the ground line.
[0049]
U-phase arm 15 includes NPN transistors Q3 and Q4 connected in series, V-phase arm 16 includes NPN transistors Q5 and Q6 connected in series, and W-phase arm 17 includes NPN transistors Q7 and Q7 connected in series. Q8. In addition, diodes D3 to D8 are connected between the collector and the emitter of each of the NPN transistors Q3 to Q8 to flow current from the emitter to the collector.
[0050]
An intermediate point of each phase arm is connected to each phase end of each phase coil of AC motor M1. That is, the AC motor M1 is a three-phase permanent magnet motor, in which one end of three coils of U, V, and W phases is commonly connected to a middle point, and the other end of the U-phase coil is an NPN transistor Q3. At the midpoint of Q4, the other end of the V-phase coil is connected to the midpoint of NPN transistors Q5 and Q6, and the other end of the W-phase coil is connected to the midpoint of NPN transistors Q7 and Q8.
[0051]
The DC power supply B is composed of a secondary battery such as a nickel hydrogen battery or a lithium ion battery. Voltage sensor 10 detects a DC voltage VB output from DC power supply B, and outputs the detected DC voltage VB to control device 30. System relays SR1 and SR2 are turned on / off by signal SE from control device 30. More specifically, system relays SR1 and SR2 are turned on by H (logic high) level signal SE and turned off by L (logic low) level signal SE.
[0052]
Capacitor C 1 smoothes the DC voltage supplied from DC power supply B, and supplies the smoothed DC voltage to boost converter 12.
[0053]
Current sensor 11 detects DC current IB flowing between DC power supply B and boost converter 12, and outputs the detected DC current IB to control device 30.
[0054]
The boost converter 12 boosts the DC voltage supplied from the capacitor C1 and supplies the boosted DC voltage to the capacitor C2. More specifically, when boosting converter 12 receives signal PWU from control device 30, boosting converter 12 boosts the DC voltage in accordance with the period in which NPN transistor Q2 is turned on by signal PWU, and supplies the boosted DC voltage to capacitor C2.
[0055]
Further, upon receiving signal PWD from control device 30, boost converter 12 steps down the DC voltage supplied from inverter 14 via capacitor C2 and charges DC power supply B.
[0056]
Further, upon receiving signal STP from control device 30, boost converter 12 stops its operation.
[0057]
Capacitor C2 smoothes the DC voltage from boost converter 12 and supplies the smoothed DC voltage to inverter 14. Voltage sensor 13 detects a voltage across capacitor C2, that is, an output voltage VH of boost converter 12 (corresponding to an input voltage to inverter 14, the same applies hereinafter), and outputs detected output voltage VH to control device 30. Output to
[0058]
When a DC voltage is supplied from capacitor C2, inverter 14 converts the DC voltage to an AC voltage based on signal PWMI from control device 30, and drives AC motor M1. Thus, AC motor M1 is driven to generate a torque specified by torque command value TR.
[0059]
Further, the inverter 14 converts an AC voltage generated by the AC motor M1 into a DC voltage based on a signal PWMC from the control device 30 during regenerative braking of a hybrid vehicle or an electric vehicle equipped with the motor drive device 100, The converted DC voltage is supplied to boost converter 12 via capacitor C2. Note that the regenerative braking referred to here is braking with regenerative power generation when a driver who operates a hybrid vehicle or an electric vehicle performs a foot brake operation, and does not operate the foot brake, but turns off the accelerator pedal during traveling. This includes decelerating (or stopping acceleration) the vehicle while generating regenerative power.
[0060]
Further, inverter 14 converts the DC voltage stored in capacitor C2 into an AC voltage based on signal PWDC from control device 30, and supplies the converted AC voltage to AC motor M1. That is, upon receiving signal PWDC from control device 30, inverter 14 performs an operation for discharging the DC power accumulated in capacitor C2.
[0061]
Current sensor 24 detects motor current MCRT flowing through AC motor M 1 and outputs the detected motor current MCRT to control device 30.
[0062]
Control device 30 includes a torque command value TR and a motor rotation speed MRN input from an externally provided ECU (Electrical Control Unit), a DC voltage VB from voltage sensor 10, an output voltage VH from voltage sensor 13, and a current. Based on the motor current MCRT from the sensor 24, a signal PWU for driving the boost converter 12 and a signal PWMI for driving the inverter 14 are generated by a method described later, and the generated signal PWU and signal PWMI are respectively generated. Output to boost converter 12 and inverter 14.
[0063]
Signal PWU is a signal for driving boost converter 12 when boost converter 12 converts the DC voltage from capacitor C1 to output voltage VH. Control device 30 performs feedback control on output voltage VH when boost converter 12 converts DC voltage VB into output voltage VH, and drives boost converter 12 so that output voltage VH becomes control voltage VHctl. Is generated. The method for generating signal PWU will be described later.
[0064]
Further, when control device 30 receives a signal indicating that the hybrid vehicle or the electric vehicle has entered the regenerative braking mode from an external ECU, signal PWMC for converting the AC voltage generated by AC motor M1 to a DC voltage is output. Is generated and output to the inverter 14. In this case, the switching of NPN transistors Q3 to Q8 of inverter 14 is controlled by signal PWMC. Thereby, inverter 14 converts the AC voltage generated by AC motor M 1 into a DC voltage and supplies the DC voltage to boost converter 12.
[0065]
Further, when receiving a signal indicating that the hybrid vehicle or the electric vehicle has entered the regenerative braking mode from an external ECU, control device 30 generates signal PWD for reducing the DC voltage supplied from inverter 14, The generated signal PWD is output to boost converter 12. Thus, the AC voltage generated by the AC motor M1 is converted into a DC voltage, stepped down, and supplied to the DC power supply B.
[0066]
Further, the control device 30 performs the following method based on the DC voltage VB from the voltage sensor 10, the output voltage VH from the voltage sensor 13, the DC current IB from the current sensor 11, and the motor current MCRT from the current sensor 24. , The cause of the failure in the voltage converter 20 is determined. In this case, control device 30 generates signal STP and signal PWDC and outputs the generated signal STP and signal PWDC to boost converter 12 and inverter 14 in the operation of determining the cause of the failure. When the operation of determining the cause of the failure is completed, the control device 30 outputs a signal RES indicating the result of the determination to the display device 35 provided outside the motor driving device 100. The display device 35 displays the determination result.
[0067]
Further, control device 30 generates signal SE for turning on / off system relays SR1 and SR2, and outputs the signal to system relays SR1 and SR2.
[0068]
FIG. 2 is a functional block diagram of the control device 30. Referring to FIG. 2, control device 30 includes a motor torque control unit 301, a determination unit 302, and a voltage conversion control unit 303.
[0069]
Motor torque control means 301, based on torque command value TR, DC voltage VB output from DC power supply B, motor current MCRT, motor speed MRN, and output voltage VH of boost converter 12, drives AC motor M1 based on: A signal PWU for turning on / off NPN transistors Q1 and Q2 of boost converter 12 and a signal PWMI for turning on / off NPN transistors Q3 to Q8 of inverter 14 are generated by a method described later, and the generated signals are generated. PWU and signal PWMI are output to boost converter 12 and inverter 14, respectively.
[0070]
Further, motor torque control means 301 outputs control voltage VHctl calculated in the process of generating signal PWU and signal PWMI to determination means 302. This control voltage VHctl is a control voltage for performing feedback control of output voltage VH of boost converter 12.
[0071]
Further, when motor torque control means 301 receives signal DTE from determination means 302, it outputs signal STP for stopping the operation of boost converter 12 and signal PWDC for discharging the DC power stored in capacitor C2. It generates and outputs the generated signal STP and signal PWDC to boost converter 12 and inverter 14, respectively.
[0072]
The determination means 302 includes a DC voltage VB from the voltage sensor 10, a DC current IB from the current sensor 11, an output voltage VH from the voltage sensor 13, a motor current MCRT from the current sensor 24, and a control voltage from the motor torque control means 301. Based on VHctl, the cause of abnormality in voltage conversion from DC voltage VB to output voltage VH by voltage converter 20 is determined by a method described later. When determining that the cause other than the reactor L1 of the boost converter 12 is the cause of the abnormality in the determination process, the determination unit 302 stops the boost converter 12 and discharges the DC power stored in the capacitor C2. Is generated, and the generated signal DTE is output to the motor torque control means 301. Further, the determination unit 302 generates a signal RES indicating the determination result, and outputs the generated signal RES to the display device 35.
[0073]
Upon receiving a signal RGE indicating that the hybrid vehicle or the electric vehicle has entered the regenerative braking mode from an external ECU during regenerative braking, voltage conversion control means 303 converts the AC voltage generated by AC motor M1 into a DC voltage. And outputs it to the inverter 14.
[0074]
Further, upon receiving the signal RGE from an external ECU during regenerative braking, voltage conversion control means 302 generates signal PWD for lowering the DC voltage supplied from inverter 14 and outputs the signal to boost converter 12. As described above, the boost converter 12 has a function of a bidirectional converter because the DC voltage can be decreased by the signal PWD for decreasing the DC voltage.
[0075]
FIG. 3 is a functional block diagram of the motor torque control means 301. Referring to FIG. 3, motor torque control means 301 includes motor control phase voltage calculation unit 40, inverter PWM signal conversion unit 42, inverter input voltage command calculation unit 50, feedback voltage command calculation unit 52, And a duty ratio conversion unit 54.
[0076]
Motor control phase voltage calculation unit 40 receives output voltage VH of boost converter 12, that is, the input voltage to inverter 14 from voltage sensor 13, and receives motor current MCRT flowing through each phase of AC motor M1 from current sensor 24. And a torque command value TR from an external ECU. Then, motor control phase voltage calculation section 40 calculates a voltage to be applied to each phase coil of AC motor M1 based on these input signals, and outputs the calculated result to inverter PWM signal conversion section 42. Supply to
[0077]
The inverter PWM signal conversion unit 42 generates a signal PWMI for actually turning on / off each of the NPN transistors Q3 to Q8 of the inverter 14 based on the calculation result received from the motor control phase voltage calculation unit 40, The generated signal PWMI is output to each of the NPN transistors Q3 to Q8 of the inverter 14.
[0078]
As a result, the switching of NPN transistors Q3 to Q8 is controlled, and the current flowing to each phase of AC motor M1 is controlled so that AC motor M1 outputs a commanded torque. In this way, the motor drive current is controlled, and a motor torque corresponding to the torque command value TR is output.
[0079]
Further, upon receiving the signal DTE from the determination means 302, the inverter PWM signal converter 42 discharges the DC power stored in the capacitor C2 regardless of the calculation result from the motor control phase voltage calculator 40. A signal PWDC for driving inverter 14 is generated, and the generated signal PWDC is output to NPN transistors Q3 to Q8 of inverter 14.
[0080]
On the other hand, inverter input voltage command calculation unit 50 calculates a control value (target value) of the inverter input voltage, that is, control voltage VHctl, based on torque command value TR and motor speed MRN, and calculates the calculated control voltage VHctl. Output to feedback voltage command calculation unit 52 and determination unit 302.
[0081]
The feedback voltage command calculation unit 52 calculates a feedback voltage command Vdccom_fb based on the output voltage VH of the boost converter 12 from the voltage sensor 13 and the control voltage VHctl from the inverter input voltage command calculation unit 50, and calculates the feedback voltage command Vdccom_fb. The feedback voltage command Vdccom_fb is output to the duty ratio converter 54.
[0082]
The duty ratio conversion unit 54 outputs the output from the voltage sensor 13 based on the battery voltage VB from the voltage sensor 10, the feedback voltage command Vdccom_fb from the feedback voltage command calculation unit 52, and the output voltage VH from the voltage sensor 13. A duty ratio for setting voltage VH to feedback voltage command Vdccom_fb from feedback voltage command calculation unit 52 is calculated, and NPN transistors Q1 and Q2 of boost converter 12 are turned on / off based on the calculated duty ratio. Is generated. Then, duty ratio converter 54 outputs generated signal PWU to NPN transistors Q1, Q2 of boost converter 12.
[0083]
By increasing the on-duty of NPN transistor Q2 on the lower side of boost converter 12, power storage in reactor L1 increases, so that a higher voltage output can be obtained. On the other hand, by increasing the on-duty of the upper NPN transistor Q1, the voltage of the power supply line decreases. Therefore, by controlling the duty ratio of the NPN transistors Q1 and Q2, the voltage of the power supply line can be controlled to an arbitrary voltage equal to or higher than the output voltage of the DC power supply B.
[0084]
Further, when receiving the signal DTE from the determination unit 302, the duty ratio conversion unit 54 generates a signal STP for stopping the boost converter 12 regardless of the feedback voltage command Vdccom_fb from the feedback voltage command calculation unit 52. The generated signal STP is output to NPN transistors Q1 and Q2 of boost converter 12.
[0085]
Referring to FIG. 4, determination unit 302 includes memory 3021, calculation unit 3022, and determination unit 3023.
[0086]
The memory 3021 includes a wiring resistance R between the DC power supply B and the boost converter 12, a ripple component Ir of the DC current flowing between the boost converter 12 and the inverter 14, and an output voltage VH0 when the boost converter 12 stops. , A step-up impossible flag FGB, a step-down impossible flag FGD, and a predetermined value K are stored.
[0087]
The calculation unit 3022 includes a control voltage VHctl from the inverter input voltage command calculation unit 50 of the motor torque control unit 301, a DC voltage VB from the voltage sensor 10, a motor current MCRT from the current sensor 24, and an output voltage VH from the voltage sensor 13. Receive. Operation unit 3022 reads wiring resistance R from memory 3021 and divides DC voltage VB by wiring resistance R to calculate DC current IBs when reactor L1 is short-circuited. Then, calculation section 3022 outputs the calculated DC current IBs to determination section 3023.
[0088]
Calculation unit 3022 calculates the load power consumption consumed by inverter 14 and AC motor M1 based on motor current MCRT and output voltage VH. Then, the arithmetic unit 3022 calculates the DC current IL0 flowing on the output side of the voltage converter 20 by dividing the calculated load power consumption by the DC voltage VB. The arithmetic unit 3022 reads the ripple component Ir from the memory 3021, adds the read ripple component Ir to the calculated DC current IL0, and adds the calculated DC current IL0 to the DC current IL (= IL0 + Ir to be consumed on the output side of the voltage converter 20. ) Is calculated. Then, arithmetic unit 3022 outputs DC current IL to determination unit 3023.
[0089]
Further, calculation section 3022 calculates a difference ΔVH between control voltage VHctl and output voltage VH, and further calculates an absolute value | ΔVH | of difference ΔVH. Then, arithmetic unit 3022 outputs absolute value | ΔVH | to determination unit 3023.
[0090]
The determination unit 3023 includes the control voltage VHctl from the inverter input voltage command calculation unit 50, the output voltage VH from the voltage sensor 13, the DC current IB from the current sensor 11, the DC currents IBs and IL from the calculation unit 3022, and the calculation unit. 3022 receives the absolute value | ΔVH |
[0091]
The determination unit 3023 reads the predetermined value K from the memory 3021 and determines whether the absolute value | ΔVH | is greater than the predetermined value K. Then, when absolute value | ΔVH | is not greater than predetermined value K, determination unit 3023 determines that output voltage VH matches control voltage VHctl. On the other hand, when absolute value | ΔVH | is larger than predetermined value K, determination unit 3023 determines that output voltage VH does not match control voltage VHctl.
[0092]
Further, the determination unit 3023 determines whether the control voltage VHctl is higher than the output voltage VH. When the control voltage VHctl is not higher than the output voltage VH, the determination unit 3023 determines that the boosting operation in the voltage converter 20 is normal, and when the control voltage VHctl is higher than the output voltage VH, the voltage converter It is determined that the boost operation at 20 is abnormal. Then, determination section 3023 sets step-down impossible flag FGD to “1” when the step-up operation is normal, and sets step-down impossible flag FGB to “1” when the step-up operation is abnormal. The determining unit 3023 stores the set step-down impossible flag FGD or the step-up impossible flag FGB in the memory 3021.
[0093]
Further, the determination unit 3023 checks whether or not the DC current IB received from the current sensor 11 is almost the same as the DC current IBs received from the calculation unit 3022. The fact that the DC current IB is almost the same as the DC current IBs means that the order of the DC current IB matches the order of the DC current IBs.
[0094]
This is for the following reason. The DC current IBs is obtained by dividing the DC voltage VB output from the DC power supply B by the wiring resistance R between the DC power supply B and the boost converter 12, so that the DC current IBs is generated when a short circuit occurs in the boost converter 12. It becomes a current. Therefore, if the DC current IB actually measured by the current sensor 11 matches the DC current IBs theoretically obtained when a short circuit occurs in the boost converter 12, the DC current IB in the boost converter 12 is determined based on the DC current IB. This is because it can be determined that a short circuit has occurred.
[0095]
Then, determination section 3023 determines whether or not DC current IB (≒ IBs) is greater than DC current IL. When DC current IB (≒ IBs) is larger than DC current IL, determination section 3023 determines that reactor L1 of boost converter 12 has been short-circuited. When DC current IB (≒ IBs) is equal to or smaller than DC current IL, determination section 3023 determines that reactor L1 is not short-circuited.
[0096]
In this case, if DC current IB actually measured by current sensor 11 matches theoretical DC current IBs when a short circuit occurs in boost converter 12, it can be determined that a short circuit has occurred in reactor L1. In order to increase the reliability of the determination, it is confirmed that the DC current IB (≒ IBs) is larger than the DC current IL on the inverter 14 side when no short circuit occurs in the reactor L1. is there.
[0097]
When it is determined that DC current IB (≒ IBs) is larger than DC current IL, the cause of the short circuit is determined to be reactor L1 of boost converter 12. In boost converter 12, NPN transistors Q1, Q2 This is because it is difficult to assume that the diodes D1 and D2 are short-circuited.
[0098]
Thus, determination unit 3023 determines whether reactor L1 of boost converter 12 has been short-circuited based on DC current IB received from current sensor 11.
[0099]
Further, when determining that reactor L1 has been short-circuited, determination unit 3023 generates signal RES1, L-level signal SE, and signal DTE indicating that reactor L1 has been short-circuited. Then, the determination unit 3023 outputs the generated signal RES1 to the display device 35, outputs the generated L-level signal SE to the system relays SR1 and SR2, and outputs the generated signal DTE to the duty ratio conversion of the motor torque control unit 301. Output only to the unit 54. That is, when determining that reactor L1 is short-circuited, determination unit 3023 displays the cause of the abnormality, stops boost converter 12 and turns off system relays SR1 and SR2 so as to turn off system relays SR1 and SR2. Controls SR2.
[0100]
Furthermore, when DC current IB (≒ IBs) is not larger than DC current IL, that is, when reactor L1 is not short-circuited or when step-down impossible flag FGD is set to “1”, determination section 3023 determines whether L A level signal SE and a signal DTE are generated. Then, determination section 3023 outputs generated L-level signal SE to system relays SR1 and SR2, and outputs generated signal DTE to inverter PWM signal conversion section 42 and duty ratio conversion section 54 of motor torque control means 301. I do. When determining that reactor L1 is not short-circuited or when step-down impossible flag FGD is set to “1”, determination unit 3023 stores output voltage VH received from voltage sensor 13 as holding value VH0 in memory 3021. Remember.
[0101]
By outputting signal DTE to inverter PWM signal converter 42 and duty ratio converter 54 of motor torque control means 301, inverter PWM signal converter 42 generates signal PWMC and outputs it to inverter 14. , Duty ratio converter 54 generates signal STP and outputs the signal to boost converter 12. Therefore, output of signal DTE to motor torque control means 301 by determination section 3023 corresponds to stopping boost converter 12 and performing discharge control of the DC power stored in capacitor C2.
[0102]
As described above, when reactor L1 is not short-circuited or when step-down impossible flag FGD is set to “1”, determination unit 3023 turns off system relays SR1 and SR2, stops boost converter 12 and stops capacitor C2. The system relays SR1 and SR2, the boost converter 12 and the inverter 14 are controlled so as to discharge the DC power stored in the inverter.
[0103]
Further, determination section 3023 reads held value VH0 from memory 3021, and receives output voltage VH from voltage sensor 13 during discharge control of DC power stored in capacitor C2 with boost converter 12 stopped. Then, determination section 3023 determines whether output voltage VH matches held value VH0. In this case, the determination unit 3023 determines that the output voltage VH matches the hold value VH0 if the difference between the output voltage VH and the hold value VH0 is within the detection error range of the voltage sensor 13. That is, when the output voltage VH changes within the range of the value obtained by adding the detection error of the voltage sensor 13 to the held value VH0 during the discharge control of the capacitor C2, the determination unit 3023 determines that the output voltage VH is the held value. It is determined that it matches VH0.
[0104]
When the output voltage VH matches the held value VH0, the determination unit 3023 determines that the voltage sensor 13 has failed. Then, the determination unit 3023 generates a signal RES2 indicating that the voltage sensor 13 has failed, and outputs the signal RES2 to the display device 35. When the output voltage VH does not match the held value VH0, the determination unit 3023 determines that the voltage sensor 13 is normal.
[0105]
When the output voltage VH matches the held value VH0, it is determined that the voltage sensor 13 has failed for the following reason. If the DC power stored in the capacitor C2 is discharged to the inverter 14 while the boost converter 12 is stopped, the output voltage VH from the voltage sensor 13 usually decreases. In this case, since the boost converter 12 is stopped, the fact that the output voltage VH matches the held value VH0 is because it can only be assumed that the voltage sensor 13 has failed.
[0106]
Further, when determining that voltage sensor 13 is normal, determination section 3023 reads boosting impossible flag FGB from memory 3021 and determines whether or not the read boosting impossible flag FGB is set to “1”. . Then, the determining unit 3023 determines that the NPN transistor Q2 has failed when the boost disable flag FGB is set to “1”. Setting of the step-up impossible flag FGB to “1” means that the step-up operation in the voltage converter 20 is abnormal, and since the voltage sensor 13 is normal, it most contributes to the step-up operation of the DC voltage VB. In this case, it is determined that the NPN transistor Q2 is out of order.
[0107]
Then, the determination unit 3023 generates a signal RES3 indicating that the NPN transistor Q2 has failed, and outputs the signal RES3 to the display device 35.
[0108]
On the other hand, when the boosting impossible flag FGB is not set to “1”, the determining unit 3023 determines that the NPN transistor Q2 is normal.
[0109]
Furthermore, when the NPN transistor Q2 is normal, the determination unit 3023 reads the step-down impossible flag FGD from the memory 3021 and determines whether the read-out step-down impossible flag FGD is set to “1”. Then, when the step-down impossible flag FGD is set to “1”, the determination unit 3023 determines that the NPN transistor Q1 has failed. Setting the step-down impossible flag FGD to "1" means that the step-down operation in the voltage converter 20 is abnormal, and the voltage sensor 13 and the NPN transistor Q2 are normal, and therefore contributes most to the step-down operation. In this case, it is determined that the NPN transistor Q1 that has failed has failed.
[0110]
Then, the determination unit 3023 generates a signal RES4 indicating that the NPN transistor Q1 has failed, and outputs the signal RES4 to the display device 35.
[0111]
On the other hand, when the step-down impossible flag FGD is not set to “1”, the determination unit 3023 determines that the NPN transistor Q1 has not failed, and initializes the operation for determining the cause of the abnormality.
[0112]
With reference to FIG. 5, an operation of determining the cause of the voltage conversion abnormality in voltage converter 20 will be described.
[0113]
When the operation of determining the cause of the abnormality is started, the determination unit 3023 reads the predetermined value K from the memory 3021, and the absolute value | ΔVH | (= | VHctl-VH |) received from the calculation unit 3021 is smaller than the predetermined value K. It is determined whether it is larger (step S1). Then, when it is determined that the absolute value | ΔVH | is not larger than the predetermined value K, the determination operation is initialized (step S2).
[0114]
On the other hand, when it is determined in step S1 that absolute value | ΔVH | is greater than predetermined value K, determination unit 3023 determines that output voltage VH of boost converter 12 has not been subjected to feedback control so as to attain control voltage VHctl. Then, it is determined whether or not the control voltage VHctl is higher than the output voltage VH (step S3).
[0115]
In step S3, when it is determined that the control voltage VHctl is not higher than the output voltage VH, that is, when the control voltage VHctl is equal to or lower than the output voltage VH, the determination unit 3023 reads the step-down impossible flag FGD from the memory 3021, The read-out step-down impossible flag FGD is set to “1” and stored in the memory 3021 (step S4). Thereafter, the process proceeds to step S9.
[0116]
On the other hand, when it is determined in step S3 that control voltage VHctl is higher than output voltage VH, determination section 3023 determines that the boosting operation in voltage converter 20 is abnormal. Then, the determination unit 3023 reads the boosting impossible flag FGB from the memory 3021, sets the read-out boosting impossible flag FGB to “1”, and stores it in the memory 3021 (step S5).
[0117]
Thereafter, the determination unit 3023 determines whether the DC current IB received from the current sensor 11 matches the DC current IBs received from the calculation unit 3021, and further determines whether the DC current IB has been received from the calculation unit 3021. It is determined whether it is greater than IL (step S6).
[0118]
In step S6, when DC current IB matches DC current IBs and DC current IB is larger than DC current IL, determination section 3023 determines that reactor L1 of boost converter 12 is short-circuited (step S6). S7). Then, the determination unit 3023 generates a signal RES1 indicating that the reactor L1 is short-circuited, an L-level signal SE, and a signal DTE, outputs the generated signal RES1 to the display device 35, and outputs the generated L-level. Is output to the system relays SR1 and SR2, and the generated signal DTE is output only to the duty ratio converter 54 of the motor torque control means 301. Accordingly, an abnormality that reactor L1 is short-circuited is displayed on display device 35, system relays SR1 and SR2 are turned off, and boost converter 12 is stopped (step S8).
[0119]
On the other hand, when the DC current IB (≒ IBs) is equal to or less than the DC current IL in Step S6, the determining unit 3023 determines that the reactor L1 is not short-circuited, and the determining operation proceeds to Step S9.
[0120]
After step S4, or when reactor L1 is not short-circuited, determination section 3023 generates L-level signal SE and signal DTE, and outputs the generated L-level signal SE to system relays SR1 and SR2. , And outputs the generated signal DTE to the inverter PWM signal converter 42 and the duty ratio converter 54 of the motor torque controller 301. Thereby, system relays SR1 and SR2 are turned off, boost converter 12 is stopped, and the DC power stored in capacitor C2 is discharged to inverter 14 side. When determining that reactor L1 is not short-circuited or when step-down impossible flag FGD is set to “1”, determination unit 3023 stores output voltage VH received from voltage sensor 13 as holding value VH0 in memory 3021. It is stored (step S9).
[0121]
After step S8 or step S9, the determination unit 3023 determines whether or not the reactor L1 is short-circuited (step S10). If it is determined that the reactor L1 is short-circuited, Is initialized (step S11).
[0122]
On the other hand, when it is not determined in step S10 that reactor L1 is short-circuited, determination unit 3023 reads held value VH0 from memory 3021 and performs discharging operation of capacitor C2 with boost converter 12 stopped. It is determined whether or not the output voltage VH at the time when the current value is equal to the held value VH0 (step S12).
[0123]
When it is determined in step S12 that the output voltage VH matches the held value VH0, the determination unit 3023 determines that the voltage sensor 13 has failed (step S13), and determines that the voltage sensor 13 has failed. A signal RES2 is generated and output to the display device 35. Then, the display device 35 displays that the voltage sensor 13 is out of order (step S14).
[0124]
On the other hand, when it is determined in step S12 that the output voltage VH does not match the held value VH0, the determination unit 3023 reads the boost impossible flag FGB from the memory 3021 and sets the read boost impossible flag FGB to “1”. It is determined whether or not it has been set (step S15). In step S15, when it is determined that boost impossible flag FGB is set to “1”, determination unit 3023 determines that NPN transistor Q2 of boost converter 12 has failed (step S16). Then, the determination unit 3023 generates a signal RES3 indicating that the NPN transistor Q2 has failed and outputs the signal RES3 to the display device 35, and the fact that the NPN transistor Q2 has failed is displayed on the display device 35 (step). S17).
[0125]
It is determined in step S12 that the output voltage VH does not match the held value VH0, which corresponds to a determination that the output voltage VH received from the voltage sensor 13 has decreased. This is because the determination as to whether or not the output voltage VH matches the held value VH0 in step S12 is performed while the boost converter 12 is stopped and the discharging operation of the capacitor C2 is performed. This is because a mismatch with the held value VH0 means that the output voltage VH has dropped. Therefore, the determinations in steps S12 and S15 correspond to determining that the NPN transistor Q2 for boosting control has failed when the boosting operation is abnormal and the output voltage VH from the voltage sensor 13 is decreasing. I do.
[0126]
On the other hand, when it is determined in step S15 that the step-up impossible flag FGB is not set to “1”, the determining unit 3023 reads the step-down impossible flag FGD from the memory 3021 and sets the read step-down impossible flag FGD to “1”. Is set (step S18).
[0127]
When the step-down impossible flag FGD is set to “1” in step S18, the determination unit 3023 determines that the NPN transistor Q1 has failed (step S19), and determines that the NPN transistor Q1 has failed. A signal RES4 is generated and output to the display device 35. Then, the display device 35 displays that the NPN transistor Q1 has failed (step S20).
[0128]
On the other hand, when the step-down impossible flag FGD is not set to “1” in step S18, the determination unit 3023 determines that the NPN transistor Q1 has not failed, and the determination operation is initialized (step S21).
[0129]
Thus, the operation of determining the cause of the abnormality ends.
In the flowchart shown in FIG. 5, the flow of steps S5, S6, S7, and S8 and the flow of steps S5, S6, and S9 are different from those of the current sensor 11 when the step-up operation from the DC voltage VB to the output voltage VH is abnormal. 5 is a flow for determining a cause of an abnormality in the boosting operation based on the DC current IB detected by the step S1. That is, the flow of steps S5, S6, S7 and S8 determines that reactor L1 of boost converter 12 has failed based on DC current IB, and the flow of steps S5, S6 and S9 is based on DC current IB. Thus, it is determined that reactor L1 is normal.
[0130]
When the process proceeds from step S8 to step S10, in step S10, it is always determined that the reactor L1 is short-circuited. Therefore, the steps from step S12 are executed only from step S9 to step S10. This is the case when migration has occurred. That is, when it is determined that the reactor L1 has not failed, the steps after step S12 are executed, and the voltage sensor 13, the NPN transistor Q2, and the NPN transistor Q1 are used by using the output voltage VH from the voltage sensor 13. Are determined to be abnormal.
[0131]
The flow of steps S3, S4, and S9 is a flow in a case where the boosting operation from the DC voltage VB to the output voltage VH is normal, but the output voltage VH does not match the control voltage VHctl. Also in this case, in step S9, boost converter 12 is stopped and the DC power stored in capacitor C2 is discharged.
[0132]
This is for the following reason. The reactor L1 and the NPN transistor Q2 play an important role in the step-up operation from the DC voltage VB to the output voltage VH. Since this step-up operation is normal, in the flow of steps S3, S4 and S9, the reactor L1 and NPN transistor Q2 are not the cause of the failure. If the voltage sensor 13 is the cause of the failure, it is not determined in step S3 that the boosting operation is normal, so the voltage sensor 13 is not the cause of the failure. Then, since it is most likely that the NPN transistor Q1 is the cause of the failure, in order to determine whether or not the NPN transistor Q1 has actually failed, in step S9, the boost converter 12 which is the premise of the determination is stopped. In this state, the DC power stored in the capacitor C2 is discharged. Whether or not the NPN transistor Q1 is actually the cause of the failure is determined in the flow after step S12. The NPN transistor Q1 plays the most important role in stepping down the DC voltage on the output side of the boost converter 12 to the DC voltage on the input side. Therefore, in step S4, the step-down impossible flag FGD is set to “1”. That is what we decided to do.
[0133]
The abnormality determining operation performed in accordance with the flowchart shown in FIG. 5 includes the stop of boost converter 12 and the discharging operation of capacitor C2 to inverter 14 side. Normally, motor driving device 100 is mounted. This is performed while the hybrid or electric vehicle is stopped.
[0134]
However, the stop of boost converter 12 and the discharge of capacitor C2 to inverter 14 side may be performed during traveling as long as AC motor M1 does not output torque. In a hybrid vehicle having a mode in which the engine runs alone, the stop of boost converter 12 and the discharge of capacitor C2 to inverter 14 may be performed during the running of the hybrid vehicle.
[0135]
Therefore, in the present invention, the above-described operation of determining the cause of the abnormality may be performed not only when the hybrid vehicle or the electric vehicle is stopped but also when the vehicle is traveling.
[0136]
Also, although it has been described that the discharge of the capacitor C2 is performed by driving the inverter 14, the present invention is not limited to this, and a discharge resistor is connected in parallel to the capacitor C2, and the discharge resistor is used. The capacitor C2 may be discharged.
[0137]
Further, the determination method according to the present invention is a determination method for determining the cause of the voltage conversion abnormality according to the flowchart shown in FIG.
[0138]
Further, the determination of the cause of the abnormality in the voltage conversion by the determination means 301 is actually performed by a CPU (Central Processing Unit), and the CPU executes a program including each step of the flowchart shown in FIG. The program is read, the read program is executed, and the cause of the voltage conversion abnormality is determined according to the flowchart shown in FIG. Therefore, the ROM corresponds to a computer (CPU) readable recording medium that stores a program including each step of the flowchart illustrated in FIG.
[0139]
Referring again to FIG. 1, the operation of the motor driving device 100 will be described. When torque command value TR is input from an external ECU, control device 30 generates an H-level signal SE for turning on system relays SR1 and SR2, outputs the signal to system relays SR1 and SR2, and outputs AC signal. M1 generates a signal PWU and a signal PWMI for controlling boost converter 12 and inverter 14 such that torque specified by torque command value TR is generated, and outputs the signals to boost converter 12 and inverter 14, respectively.
[0140]
DC power supply B outputs DC voltage VB, and system relays SR1 and SR2 supply DC voltage VB to capacitor C1. Capacitor C 1 smoothes supplied DC voltage VB, and supplies the smoothed DC voltage VB to boost converter 12.
[0141]
Then, NPN transistors Q1 and Q2 of boost converter 12 are turned on / off in response to signal PWU from control device 30 to boost DC voltage VB to output voltage VH and supply it to capacitor C2. Voltage sensor 13 detects output voltage VH, which is the voltage across capacitor C2, and outputs the detected output voltage VH to control device 30.
[0142]
Capacitor C2 smoothes the DC voltage supplied from boost converter 12 and supplies the DC voltage to inverter 14. NPN transistors Q3 to Q8 of inverter 14 are turned on / off according to signal PWMI from control device 30. Inverter 14 converts a DC voltage into an AC voltage, and AC motor M1 converts a torque specified by torque command value TR into a torque. A predetermined alternating current is applied to each of the U-phase, V-phase, and W-phase of the AC motor M1 to generate the current. Thereby, AC motor M1 generates a torque specified by torque command value TR.
[0143]
Further, control device 30 determines the cause of the voltage conversion abnormality in voltage converter 20 by the above-described method while boost converter 12 boosts DC voltage VB to output voltage VH, and displays the determination result on display device 35. I do. The operation for determining the cause of the abnormality in the voltage conversion is performed while the hybrid vehicle or the electric vehicle equipped with the motor drive device 100 is running or stopped.
[0144]
Further, when the hybrid vehicle or the electric vehicle equipped with motor drive device 100 is in the regenerative braking mode, control device 30 receives a signal indicating that the vehicle is in the regenerative braking mode from an external ECU, and outputs signal PWMC and signal The PWD is generated and output to the inverter 14 and the boost converter 12, respectively.
[0145]
AC motor M 1 generates an AC voltage and supplies the generated AC voltage to inverter 14. Then, inverter 14 converts the AC voltage into a DC voltage according to signal PWMC from control device 30 and supplies the converted DC voltage to boost converter 12 via capacitor C2.
[0146]
Boost converter 12 steps down the DC voltage according to signal PWD from control device 30 and supplies it to DC power supply B to charge DC power supply B.
[0147]
The motor driving device including the voltage conversion device according to the present invention may be a motor driving device 100A shown in FIG. Referring to FIG. 6, motor drive device 100A has a configuration in which current sensor 28 and inverter 31 are added to motor drive device 100, and control device 30 of motor drive device 100 is replaced with control device 30A. This is the same as the motor driving device 100.
[0148]
The capacitor C2 smoothes the output voltage VH from the boost converter 12, and supplies the smoothed output voltage VH not only to the inverter 14 but also to the inverter 31 via the nodes N1 and N2. Further, the current sensor 24 detects the motor current MCRT1 and outputs it to the control device 30A.
[0149]
Inverter 14 converts the DC voltage from capacitor C2 to an AC voltage based on signal PWMI1 from control device 30A to drive AC motor M1, and converts the AC voltage generated by AC motor M1 based on signal PWMC1 into the DC voltage. Convert to In addition, inverter 14 discharges the DC power stored in capacitor C2 by signal PWDC1 from control device 30A.
[0150]
Inverter 31 has the same configuration as inverter 14. The inverter 31 converts the DC voltage from the capacitor C2 into an AC voltage based on the signal PWMI2 from the control device 30A to drive the AC motor M2, and the AC voltage generated by the AC motor M2 based on the signal PWMC2. Is converted to a DC voltage. Inverter 31 discharges the DC power stored in capacitor C2 by signal PWDC2 from control device 30A.
[0151]
Current sensor 28 detects motor current MCRT2 flowing through each phase of AC motor M2, and outputs it to control device 30A.
[0152]
Control device 30A receives DC voltage VB output from DC power supply B from voltage sensor 10, receives motor currents MCRT1 and MCRT2 from current sensors 24 and 28, respectively, and outputs output voltage VH of boost converter 12 (ie, inverter 14, 31) is received from the voltage sensor 13, and the torque command values TR1, TR2 and the motor rotation speeds MRN1, MRN2 are received from the external ECU. Then, based on DC voltage VB, output voltage VH, motor current MCRT1, torque command value TR1, and motor rotation speed MRN1, control device 30A controls inverter 14 when inverter 14 drives AC motor M1 by the method described above. A signal PWMI1 for controlling the switching of NPN transistors Q3 to Q8 is generated, and the generated signal PWMI1 is output to inverter 14.
[0153]
Control device 30A determines whether inverter 31 drives AC motor M2 based on DC voltage VB, output voltage VH, motor current MCRT2, torque command value TR2, and motor speed MRN2 when inverter 31 drives AC motor M2 by the above-described method. A signal PWMI2 for controlling the switching of NPN transistors Q3 to Q8 is generated, and the generated signal PWMI2 is output to inverter 31.
[0154]
Further, when inverter 14 (or 31) drives AC motor M1 (or M2), control device 30A controls DC voltage VB, output voltage VH, motor current MCRT1 (or MCRT2), and torque command value TR1 (or TR2). Based on motor rotation speed MRN1 (or MRN2), a signal PWU for controlling switching of NPN transistors Q1 and Q2 of boost converter 12 is generated and output to boost converter 12.
[0155]
Further, control device 30A generates signal PWMC1 for converting the AC voltage generated by AC motor M1 to a DC voltage during regenerative braking, or signal PWMC2 for converting the AC voltage generated by AC motor M2 to a DC voltage. Then, it outputs the generated signal PWMC1 or signal PWMC2 to inverter 14 or inverter 31, respectively. In this case, control device 30A generates a signal PWD for controlling boost converter 12 so as to charge the DC power supply B by reducing the DC voltage from inverter 14 or 31, and outputs the signal to boost converter 12.
[0156]
Further, the control device 30A determines the DC voltage VB from the voltage sensor 10, the output voltage VH from the voltage sensor 13, the DC current IB from the current sensor 11, and the motor currents MCRT1 and MCRT2 from the current sensors 24 and 28. The cause of the failure in the voltage converter 20 is determined by a method described later. In this case, control device 30A generates signal STP and signals PWDC1 and PWDC2 in the operation of determining the cause of the failure, outputs generated signal STP to boost converter 12, and outputs generated signals PWDC1 and PWDC1 to inverter 14 respectively. , 31. When the control device 30A completes the operation of determining the cause of the failure, the control device 30A sends a signal RES (consisting of signals RES1 to RES4; the same applies hereinafter) indicating the result of the determination to the display device 35 provided outside the motor drive device 100. Output.
[0157]
Further, control device 30A generates signal SE for turning on / off system relays SR1 and SR2, and outputs the signal to system relays SR1 and SR2.
[0158]
Referring to FIG. 7, control device 30A includes a motor torque control unit 301A, a determination unit 302A, and a voltage conversion control unit 303A. Motor torque control means 301A generates signals PWMI1 and PWMI2 based on motor currents MCRT1 and MCRT2, torque command values TR1 and TRN2, motor rotation speeds MRN1 and MRN2, DC voltage VB and output voltage VH, and generates signal PWMI1 , 2 to inverters 14 and 31, respectively. Motor torque control means 301A generates signal PWU based on DC voltage VB, output voltage VH, motor current MCRT1 (or MCRT2), torque command value TR1 (or TR2), and motor speed MRN1 (or MRN2). Then, the generated signal PWU is output to boost converter 12.
[0159]
Further, motor torque control means 301A outputs control voltage VHctl calculated in the process of generating signal PWU and signals PWMI1, PWM2 to determination means 302A.
[0160]
Further, when motor torque control means 301A receives signal DTE from determination means 302A, motor torque control means 301A receives signal STP for stopping the operation of boost converter 12 and signals PWDC1 and PWDC2 for discharging the DC power stored in capacitor C2. Are generated, the generated signal STP is output to the boost converter 12, and the generated signals PWDC1 and PWDC2 are output to the inverters 14 and 31, respectively.
[0161]
The determination means 302A includes a DC voltage VB from the voltage sensor 10, a DC current IB from the current sensor 11, an output voltage VH from the voltage sensor 13, a motor current MCRT1 from the current sensor 24, a motor current MCRT2 from the current sensor 28, and Based on the control voltage VHctl from the motor torque control means 301A, the cause of abnormality in the voltage conversion from the DC voltage VB to the output voltage VH by the voltage converter 20 is determined by a method described later. When determining that the cause other than the reactor L1 of the boost converter 12 is the cause of the abnormality in the determination process, the determination unit 302A stops the boost converter 12 and discharges the DC power stored in the capacitor C2. Is generated, and the generated signal DTE is output to the motor torque control means 301A. Further, the determination unit 302A generates a signal RES indicating the determination result, and outputs the generated signal RES to the display device 35.
[0162]
When receiving a signal RGE from an external ECU indicating that the hybrid vehicle or the electric vehicle equipped with motor drive device 100A has entered the regenerative braking mode, voltage conversion control unit 303A generates signals PWMC1, PWMC2 and signal PWD, The generated signals PWMC1 and PWMC2 are output to inverters 14 and 31, respectively, and the signal PWMD is output to boost converter 12.
[0163]
Referring to FIG. 8, motor torque control means 301A has the same configuration as motor torque control means 301 (see FIG. 3). However, the motor torque control means 301A generates the signals PWMI1, PWM2 and the signal PWU based on the two torque command values TR1, TR2, the two motor currents MCT1, M2 and the two motor speeds MRN1, MRN2. The difference from motor torque control means 301 is that inverters 14 and 31 and boost converter 12 are controlled based on generated signals PWMI1 and PWMI2 and signal PWU, respectively.
[0164]
Motor torque control means 301A receives signals DTE from determination means 302A, generates signals PWDC1 and PWDC2, and controls the discharging operation of capacitor C2 based on the generated signals PWDC1 and PWDC2. It is different from the control means 301.
[0165]
Motor control phase voltage calculation unit 40 calculates a voltage to be applied to each phase of AC motor M1 based on output voltage VH of boost converter 12, motor current MCRT1, and torque command value TR1, and calculates output voltage VH, motor current A voltage applied to each phase of AC motor M2 is calculated based on MCRT2 and torque command value TR2. Then, motor control phase voltage calculation section 40 outputs the calculated voltage for AC motor M1 or M2 to inverter PWM signal conversion section 42.
[0166]
Upon receiving the voltage for AC motor M1 from motor control phase voltage calculation unit 40, inverter PWM signal conversion unit 42 generates signal PWMI1 based on the received voltage and outputs the signal to inverter 14. Further, upon receiving the voltage for AC motor M2 from motor control phase voltage calculation unit 40, inverter PWM signal conversion unit 42 generates signal PWMI2 based on the received voltage and outputs it to inverter 31. Further, upon receiving signal DTE from determination means 302A, inverter PWM signal conversion section 42 generates signals PWMC1 and PWMD2 regardless of the calculation result from motor control phase voltage calculation section 40, and generates generated signal PWMC1. , 2 to inverters 14 and 31, respectively.
[0167]
Inverter input voltage command calculation unit 50 calculates control voltage VHctl based on torque command value TR1 and motor rotation speed MRN1 (or torque command value TR2 and motor rotation speed MRN2), and outputs the calculated control voltage VHctl as a feedback voltage command. It outputs to arithmetic unit 52 and determination means 302A.
[0168]
The feedback voltage command calculation unit 52 calculates the feedback voltage command Vdccom_fb by the same operation as described above, and outputs the calculated feedback voltage command Vdccom_fb to the duty ratio conversion unit 54.
[0169]
Others are as described above.
Referring to FIG. 9, determining means 302A is different from determining means 302 in that calculating section 3022 of determining means 302 is replaced with a calculating section 3022A. The calculation unit 3022A includes a control voltage VHctl from the inverter input voltage command calculation unit 50 of the motor torque control unit 301A, a DC voltage VB from the voltage sensor 10, a motor current MCRT1 from the current sensor 24, and a motor current MCRT2 from the current sensor 28. And the output voltage VH from the voltage sensor 13.
[0170]
Then, arithmetic unit 3022A calculates the load power consumption consumed by inverters 14, 31 and AC motors M1, M2 based on motor currents MCRT1, MCRT2 and output voltage VH. That is, arithmetic unit 3022A calculates the power consumed by the load using motor current MCRT1 flowing through AC motor M1 and motor current MCRT2 flowing through AC motor M2 as the current flowing through the load. Then, arithmetic unit 3022A divides the calculated load power consumption by DC voltage VB to calculate DC current IL0 flowing on the output side of voltage converter 20.
[0171]
The arithmetic unit 3022A reads the ripple component Ir from the memory 3021, and adds the read ripple component Ir to the calculated DC current IL0 and the DC current IL (= IL0 + Ir) to be consumed on the output side of the voltage converter 20. ) Is calculated. Then, arithmetic unit 3022A outputs DC current IL to determination unit 3023.
[0172]
The other functions of the operation unit 3022A are the same as the functions of the operation unit 3022.
In the motor driving device 100A, the operation of determining the cause of the voltage conversion abnormality is performed according to the flowchart shown in FIG.
[0173]
Therefore, even in the motor drive device having two motors to be driven, it is determined whether the cause of the abnormality in the voltage conversion is the reactor L1, the voltage sensor 13, or the NPN transistors Q1 and Q2. Will be displayed.
[0174]
In the motor driving device 100A, the number of motors to be driven is not limited to two, but may be three or more.
[0175]
Referring again to FIG. 6, the overall operation of motor driving device 100A will be described.
[0176]
When the entire operation is started, control device 30A generates H-level signal SE and outputs it to system relays SR1 and SR2, and system relays SR1 and SR2 are turned on. DC power supply B outputs a DC voltage to boost converter 12 via system relays SR1 and SR2.
[0177]
Voltage sensor 10 detects DC voltage VB output from DC power supply B, and outputs the detected DC voltage VB to control device 30A. Further, voltage sensor 13 detects output voltage VH of boost converter 12 and outputs the detected output voltage VH to control device 30A. Further, current sensor 24 detects motor current MCRT1 flowing through AC motor M1 and outputs it to control device 30A, and current sensor 28 detects motor current MCRT2 flowing through AC motor M2 and outputs it to control device 30A. Control device 30A receives torque command values TR1, TR2 and motor rotation speeds MRN1, MRN2 from the external ECU.
[0178]
Then, control device 30A generates signal PWMI1 by the above-described method based on DC voltage VB, output voltage VH, motor current MCRT1, torque command value TR1, and motor rotation speed MRN1, and outputs generated signal PWMI1 to inverter 14A. Output to Control device 30A also generates signal PWMI2 by the above-described method based on DC voltage VB, output voltage VH, motor current MCRT2, torque command value TR2, and motor speed MRN2, and outputs generated signal PWMI2 to inverter 31. Output to
[0179]
Further, when inverter 14 (or 31) drives AC motor M1 (or M2), control device 30A controls DC voltage VB, output voltage VH, motor current MCRT1 (or MCRT2), and torque command value TR1 (or TR2). , And a signal PWU for controlling the switching of NPN transistors Q1 and Q2 of boost converter 12 based on motor rotation speed MRN1 (or MRN2) by the above-described method, and outputs generated signal PWU to boost converter 12. I do.
[0180]
Then, boost converter 12 boosts DC voltage VB from DC power supply B to output voltage VH according to signal PWU, and supplies the boosted output voltage VH to capacitor C2. Then, the capacitor C2 smoothes the output voltage VH and supplies the smoothed output voltage VH to the inverters 14 and 31 via the nodes N1 and N2.
[0181]
Inverter 14 converts the DC voltage smoothed by capacitor C2 into an AC voltage by signal PWMI1 from control device 30A, and drives AC motor M1. Inverter 31 converts the DC voltage smoothed by capacitor C2 into an AC voltage by signal PWMI2 from control device 30A, and drives AC motor M2. Thus, AC motor M1 generates a torque specified by torque command value TR1, and AC motor M2 generates a torque specified by torque command value TR2.
[0182]
Control device 30A determines the cause of the voltage conversion abnormality in voltage converter 20 by the above-described method while boost converter 12 boosts DC voltage VB to output voltage VH, and displays the determination result on display device 35. I do. The operation of determining the cause of the abnormality in the voltage conversion is performed while the hybrid vehicle or the electric vehicle equipped with the motor driving device 100A is running or stopped.
[0183]
Further, at the time of regenerative braking of a hybrid vehicle or an electric vehicle equipped with motor drive device 100A, control device 30A receives signal RGE from the external ECU, and generates signals PWMC1 and PWMC2 in accordance with the received signal RGE. Output to inverters 14 and 31, respectively, to generate signal PWD and output to boost converter 12.
[0184]
Then, inverter 14 converts the AC voltage generated by AC motor M1 into a DC voltage according to signal PWMC1, and supplies the converted DC voltage to boost converter 12 via capacitor C2. Inverter 31 converts the AC voltage generated by AC motor M2 into a DC voltage according to signal PWMC2, and supplies the converted DC voltage to boost converter 12 via capacitor C2. Then, boost converter 12 steps down the DC voltage from capacitor C2 by signal PWD and supplies the stepped down DC voltage to DC power supply B. Thereby, the electric power generated by AC motor M1 or M2 is charged to DC power supply B.
[0185]
In the present invention, the voltage converter 20, the motor torque control means 301 and the determination means 302 constitute a "voltage conversion device". In the present invention, the voltage converter 20, the motor torque control means 301A, and the determination means 302A also constitute a "voltage conversion device".
[0186]
Judging means 302 (or 302A) and inverter PWM signal converter 42 perform discharge control of capacitor C2 when boosting operation in boosting converter 12 is abnormal and DC current IB is equal to or less than a predetermined value. "Control means" is constituted.
[0187]
Further, determination means 302 (or 302A) and inverter PWM signal converter 42 constitute a "control means" for controlling discharge of capacitor C2 when output voltage VH of boost converter 12 does not match command voltage VHctl. .
[0188]
Further, in the above, there is provided a voltage converter 20 that boosts the DC voltage VB from the DC power supply B to the output voltage VH and reduces the DC voltage obtained by converting the AC voltage generated by the AC motor M1 (or the AC motor M2). Although the voltage conversion device has been described, the voltage conversion device according to the present invention is not limited to this, and includes a voltage converter having only a function of boosting the DC voltage VB to the output voltage VH, and determines the cause of the above-described abnormality of the voltage conversion. Any voltage conversion device may be used.
[0189]
According to the embodiment of the present invention, the voltage conversion device determines an abnormal cause of the voltage conversion for converting the DC voltage from the DC power supply to the output voltage based on the DC current flowing between the DC power supply and the boost converter. Is provided, it is possible to specifically identify the cause of the voltage conversion abnormality.
[0190]
The embodiments disclosed this time are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description of the embodiments, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic block diagram of a motor drive device including a voltage conversion device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a functional block diagram of the control device shown in FIG.
FIG. 3 is a functional block diagram for explaining a function of a motor torque control unit shown in FIG. 2;
FIG. 4 is a functional block diagram for explaining functions of a determination unit shown in FIG. 2;
FIG. 5 is a flowchart illustrating an operation of determining a cause of abnormality in voltage conversion.
FIG. 6 is another schematic block diagram of a motor drive device including the voltage conversion device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a functional block diagram of the control device shown in FIG. 6;
FIG. 8 is a functional block diagram for explaining functions of a motor torque control unit shown in FIG. 7;
FIG. 9 is a functional block diagram for explaining functions of a determination unit shown in FIG. 7;
FIG. 10 is a schematic block diagram of a conventional motor drive device.
[Explanation of symbols]
10, 13, 320 voltage sensor, 12 boost converter, 14, 31, 330 inverter, 15 U-phase arm, 16 V-phase arm, 17 W-phase arm, 11, 24, 28 current sensor, 30, 30A control device, 40 motor Control phase voltage calculator, 42 inverter PWM signal converter, 50 inverter input voltage command calculator, 52 feedback voltage command calculator, 54 duty ratio converter, 100, 100A, 300 motor drive device, 301, 301A motor torque Control means, 302, 302A determination means, 303, 303A voltage conversion control means, 310 bidirectional converter, B DC power supply, SR1, SR2 system relay, C1, C2 capacitor, L1, 311 reactor, Q1 to Q8, 312, 313 NPN Transistors, D1 to D8, 3 4,315 diodes, M1, M2 AC motor.

Claims

Converting a first DC voltage having a first voltage level from a DC power supply to a second DC voltage having a second voltage level higher than the first voltage level, and / or A voltage converter for converting a voltage into the first DC voltage;
A current sensor that detects a DC current flowing between the voltage converter and the DC power supply during the voltage conversion operation in the voltage converter,
A voltage conversion device comprising: a determination unit configured to determine a cause of abnormality in the voltage conversion based on the detected DC current.

The voltage converter,
Two switching elements forming an upper arm and a lower arm;
One end is connected between the two switching elements, the other end includes a reactor connected to the DC power supply side,
The determining means determines that the reactor is the cause of the abnormality when the boosting operation from the first DC voltage to the second DC voltage is abnormal and the DC current is larger than a predetermined value. The voltage converter according to claim 1.

A capacitor connected in parallel to the load on an input side of a load driven by the second DC voltage;
3. The voltage conversion device according to claim 1, further comprising: a control unit configured to control discharge of the capacitor when the boosting operation is abnormal and the DC current is equal to or less than the predetermined value. 4.

Further comprising a voltage sensor that detects a voltage value on the input side of the load during the discharge control of the capacitor,
The voltage conversion device according to claim 3, wherein the determination unit further determines whether the voltage sensor is abnormal based on the voltage value.

The voltage converter according to claim 4, wherein the determination unit determines that the voltage sensor is the cause of the abnormality when the voltage value keeps a value within a predetermined range as the discharge of the capacitor progresses.

When the voltage value decreases with the progress of discharge in the capacitor, the determination unit determines that a switching element for controlling the boosting from the first DC voltage to the second DC voltage is the cause of the abnormality. The voltage conversion device according to claim 4, wherein the determination is performed.

A capacitor connected in parallel to the load on an input side of a load driven by the second DC voltage;
A voltage sensor that detects a voltage value on an input side of the load during discharge control of the capacitor,
A control unit for controlling discharge of the capacitor when the second DC voltage does not match the command voltage;
The voltage converter,
Two switching elements forming an upper arm and a lower arm;
One end is connected between the two switching elements, the other end includes a reactor connected to the DC power supply side,
The determining means is capable of boosting the first DC voltage to the second DC voltage, and when the voltage value decreases as the discharge of the capacitor progresses, the second DC voltage The voltage conversion device according to claim 2, wherein it is determined that a switching element for controlling a step-down from the first DC voltage to the first DC voltage is abnormal.

Converting a first DC voltage having a first voltage level from a DC power supply to a second DC voltage having a second voltage level higher than the first voltage level, and / or A determination method for determining a cause of abnormality in voltage conversion when converting a voltage to the first DC voltage,
A first step of detecting whether or not the second DC voltage matches a command voltage;
A second step of detecting a DC current flowing between the voltage converter performing the voltage conversion and the DC power supply during the operation of the voltage conversion;
And determining a cause of abnormality in the voltage conversion based on the detected DC current when the second DC voltage does not match the command voltage.

A fourth step of determining whether or not the boosting operation from the first DC voltage to the second DC voltage is abnormal;
The determination method according to claim 8, wherein the third step further determines the cause of the abnormality when it is determined in the fourth step that the step-up operation is abnormal.

The third step is
A first sub-step of determining whether the DC current is greater than a predetermined value;
The method according to claim 9, further comprising: a second sub-step of determining that the reactor included in the voltage converter is the cause of the abnormality when the DC current is larger than the predetermined value.

A fifth step of controlling discharge of a capacitor connected in parallel to the load on an input side of the load driven by the second DC voltage;
A sixth step of detecting a voltage value on the input side of the load during the discharge control of the capacitor,
The determination method according to claim 9, wherein the third step determines the cause of the abnormality based on the DC current and the voltage value.

The third step is
A first sub-step of determining whether the DC current is equal to or less than a predetermined value;
A second sub-step of determining whether or not the voltage value holds a value within a predetermined range with the progress of discharging of the capacitor;
And a third sub-step of determining that the voltage sensor is the cause of the abnormality when the DC current is equal to or less than the predetermined value and the voltage value holds a value within the predetermined range. Item 12. The determination method according to Item 11.

The third step is
A first sub-step of determining whether the DC current is equal to or less than a predetermined value;
A second sub-step of determining whether or not the voltage value decreases as the discharge of the capacitor progresses;
When the DC current is equal to or less than the predetermined value, and the voltage value decreases, a switching element for controlling boosting from the first DC voltage to the second DC voltage is an abnormal cause. The determining method according to claim 11, comprising a third sub-step of determining.

A fourth step of detecting whether or not the boosting operation from the first DC voltage to the second DC voltage is normal;
A fifth step of controlling discharge of a capacitor connected in parallel to the load on an input side of the load driven by the second DC voltage;
A sixth step of detecting a voltage value on the input side of the load during the discharge control of the capacitor,
The third step is
A first sub-step of determining whether the voltage value decreases as the discharge of the capacitor progresses;
When the boosting operation is normal, the DC current is equal to or less than the predetermined value, and when the voltage value decreases, the voltage for controlling the step-down from the second DC voltage to the first DC voltage is controlled. A second sub-step of determining that the switching element is the cause of the abnormality.

Converting a first DC voltage having a first voltage level from a DC power supply to a second DC voltage having a second voltage level higher than the first voltage level, and / or A computer-readable recording medium that records a program for causing a computer to determine a cause of abnormality in voltage conversion when converting a voltage to the first DC voltage,
A first step of detecting whether or not the second DC voltage matches a command voltage;
A second step of detecting a DC current flowing between the voltage converter performing the voltage conversion and the DC power supply during the operation of the voltage conversion;
When the second DC voltage does not match the command voltage, a program for causing a computer to execute a third step of determining a cause of abnormality in the voltage conversion based on the detected DC current is recorded. Computer readable recording medium.

Causing the computer to further execute a fourth step of determining whether or not the step-up operation from the first DC voltage to the second DC voltage is abnormal;
The program for causing a computer according to claim 15 to execute the third step is to determine the cause of the abnormality when the step-up operation is determined to be abnormal in the fourth step. Computer readable recording medium.

The third step is
A first sub-step of determining whether the DC current is greater than a predetermined value;
And a second sub-step of determining that the reactor included in the voltage converter is the cause of the abnormality when the DC current is larger than the predetermined value. Computer-readable recording medium on which is recorded.

A fifth step of controlling discharge of a capacitor connected in parallel to the load on an input side of the load driven by the second DC voltage;
And a sixth step of detecting a voltage value on the input side of the load during the discharge control of the capacitor,
The computer-readable recording medium according to claim 16, wherein the third step determines the cause of the abnormality based on the DC current and the voltage value.

The third step is
A first sub-step of determining whether the DC current is equal to or less than a predetermined value;
A second sub-step of determining whether or not the voltage value holds a value within a predetermined range with the progress of discharging of the capacitor;
And a third sub-step of determining that the voltage sensor is the cause of the abnormality when the DC current is equal to or less than the predetermined value and the voltage value holds a value within the predetermined range. Item 19. A computer-readable recording medium that records a program to be executed by a computer according to Item 18.

The third step is
A first sub-step of determining whether the DC current is equal to or less than a predetermined value;
A second sub-step of determining whether or not the voltage value decreases as the discharge of the capacitor progresses;
When the DC current is equal to or less than the predetermined value, and the voltage value decreases, a switching element for controlling boosting from the first DC voltage to the second DC voltage is an abnormal cause. 19. A computer-readable recording medium recording a program to be executed by a computer according to claim 18, comprising a third sub-step of determining.

A fourth step of detecting whether or not the boosting operation from the first DC voltage to the second DC voltage is normal;
A fifth step of controlling discharge of a capacitor connected in parallel to the load on an input side of the load driven by the second DC voltage;
And a sixth step of detecting a voltage value on the input side of the load during the discharge control of the capacitor,
The third step is
A first sub-step of determining whether the voltage value decreases as the discharge of the capacitor progresses;
When the boosting operation is normal, the DC current is equal to or less than the predetermined value, and when the voltage value decreases, the step-down operation for controlling the step-down from the second DC voltage to the first DC voltage is performed. A second sub-step of determining that the switching element is the cause of the abnormality; and a computer-readable recording medium storing a program to be executed by a computer according to claim 15.