JP2004242375A

JP2004242375A - Voltage converter and recording medium recording program making computer perform failure determination for voltage converter and capable of being read by computer

Info

Publication number: JP2004242375A
Application number: JP2003026121A
Authority: JP
Inventors: Katashige Yamada; 堅滋山田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-02-03
Filing date: 2003-02-03
Publication date: 2004-08-26
Anticipated expiration: 2023-02-03
Also published as: JP3994883B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a voltage converter capable of determining failure in a circuit element. SOLUTION: A controller 30 generates a signal PWMU_L and a signal STP corresponding to a signal IGOFF from an external ECU, and outputs each of them to a boosting converter 12 and an inverter 14. The inverter 14 is stopped corresponding to the signal STP, and the boosting converter 12 boosts a battery voltage Vb to a voltage Vb+α corresponding to the signal PWMU_L. The controller 30 generates the signal PWMU_L and outputs it to the boosting converter 12, and a resonance circuit is constituted out of a reactor L1, a NPN transistor Q1 and a capacitor C2. The controller 30 loads a voltage Vm obtained when the resonance circuit is constituted, from a voltage storage 20. On the basis of the vibration frequency of the loaded voltage Vm, some failure in the reactor L1 or the capacitor 2 is determined, if any. COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

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指令電圧に変換する電圧変換装置に関し、特に、回路素子の故障判定が可能な電圧変換装置、および電圧変換装置の故障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（ＨｙｂｒｉｄＶｅｈｉｃｌｅ）および電気自動車（ＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ）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を昇圧コンバータによって昇圧し、その昇圧し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ことも提案されている。
【０００５】
すなわち、ハイブリッド自動車または電気自動車は、図２４に示すモータ駆動装置を搭載している。図２４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が配置されている。
【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直流電源Ｂに供給する。
【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Ｖｍ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、双方向コンバータ３１０は、直流電源Ｂからの直流電圧を昇圧してインバータ３３０に供給するとともに、交流モータＭ１で発電され、インバータ３３０によって変換された直流電圧を降圧して直流電源Ｂを充電する。
【００１２】
そして、特開平２−３０８９３５号公報には、直流電圧を昇圧する昇圧チョッパの異常を判定する方法が開示されている。すなわち、特開平２−３０８９３５号公報には、昇圧された電圧が異常値の範囲にある場合に昇圧チョッパが異常であると判定する異常判定方法が開示されている。
【００１３】
【特許文献１】
特開平２−３０８９３５号公報
【００１４】
【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方法では、昇圧チョッパのどの回路素子が故障しているかを具体的に判定できないという問題がある。
【００１５】
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、回路素子の故障を判定可能な電圧変換装置を提供することである。
【００１６】
また、この発明の別の目的は、電圧変換装置の故障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、コンデンサと、スイッチング回路と、直流電源と、リアクトルと、制御手段と、故障判定手段とを備える。スイッチング回路は、上アームおよび下アーム用の第１および第２のスイッチング素子を含み、コンデンサに並列に接続される。リアクトルは、一方端が直流電源に接続され、他方端が第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素子との間に接続される。制御手段は、コンデンサとリアクトルとを用いて共振回路を構成するように制御する。故障判定手段は、共振回路が構成されたときのコンデンサから出力される第１の電圧、リアクトルに流れるリアクトル電流および直流電源から出力される第２の電圧のいずれかに基づいて、コンデンサおよび／またはリアクトルの故障を判定する。
【００１８】
好ましくは、故障判定手段は、第１の電圧、リアクトル電流および第２の電圧のいずれかの振動周波数を検出し、その検出した振動周波数を基準値と比較することによりコンデンサおよび／またはリアクトルの故障を判定する。
【００１９】
好ましくは、故障判定手段は、第１ピークまでの時間を検出することにより振動周波数を検出する。
【００２０】
好ましくは、故障判定手段は、第１の電圧、リアクトル電流および第２の電圧のいずれかのピーク値をさらに検出し、その検出したピーク値の基準値との比較結果と、振動周波数の基準値との比較結果との組合わせに基づいて、コンデンサおよびリアクトルのいずれかを故障と判定する。
【００２１】
好ましくは、故障判定手段は、振動周波数が基準値よりも低く、かつ、ピーク値が基準値よりも小さいとき、リアクトルが故障であると判定する。
【００２２】
好ましくは、故障判定手段は、振動周波数が基準値よりも低く、かつ、ピーク値が基準値よりも大きいとき、コンデンサが故障であると判定する。
【００２３】
好ましくは、故障判定手段は、振動周波数が基準値よりも高く、かつ、ピーク値が基準値よりも小さいとき、コンデンサが故障であると判定する。
【００２４】
好ましくは、故障判定手段は、振動周波数が基準値よりも高く、かつ、ピーク値が基準値よりも大きいとき、リアクトルが故障であると判定する。
【００２５】
好ましくは、制御手段は、コンデンサ側の電圧を直流電源側の電圧よりも高く設定し、第１のスイッチング素子をオンすることにより共振回路を構成する。
【００２６】
好ましくは、電圧変換装置は、配線をさらに備える。配線は、一方端がリアクトルの他方端に接続される。そして、制御手段は、コンデンサ側の電圧を直流電源側の電圧よりも高く設定し、配線の他方端をコンデンサの正電極に接続することにより共振回路を構成する。
【００２７】
好ましくは、電圧変換装置は、付加電源をさらに備える。付加電源は、コンデンサに並列に接続される。そして、制御手段は、付加電源を停止し、第１のスイッチング素子をオンすることにより共振回路を構成する。
【００２８】
また、この発明によれば、直流電源から出力された直流電圧を出力電圧に変換してコンデンサに供給する電圧変換装置の故障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、コンデンサと電圧変換装置に含まれるリアクトルとを用いて共振回路を構成する第１のステップと、共振回路が構成されたときのコンデンサから出力される第１の電圧、リアクトルに流れるリアクトル電流および直流電源から出力される第２の電圧のいずれかを検出して記憶する第２のステップと、第２のステップにおいて記憶された第１の電圧、リアクトル電流および第２の電圧のいずれかに基づいてコンデンサおよび／またはリアクトルの故障を判定する第３のステップと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である。
【００２９】
好ましくは、第３のステップは、第１の電圧、リアクトル電流および第２の電圧のいずれかの振動周波数を検出する第１のサブステップと、検出された振動周波数を基準値と比較する第２のサブステップと、振動周波数が基準値と異なるとき、コンデンサおよびリアクトルの少なくとも一方が故障であると判定する第３のサブステップとを含む。
【００３０】
好ましくは、第３のステップは、第１の電圧、リアクトル電流および第２の電圧のいずれかの振動周波数を検出する第１のサブステップと、検出された振動周波数を基準値と比較する第２のサブステップと、第２のステップにおいて記憶された第１の電圧、リアクトル電流および第２の電圧のいずれかのピーク値を検出する第３のサブステップと、検出されたピーク値を基準値と比較する第４のサブステップと、振動周波数の基準値との比較結果と、ピーク値の基準値との比較結果とに基づいてコンデンサおよびリアクトルのいずれか一方が故障であると判定する第５のサブステップとを含む。
【００３１】
好ましくは、第５のサブステップは、振動周波数が基準値よりも低く、かつ、ピーク値が基準値よりも小さいとき、リアクトルが故障であると判定する。
【００３２】
好ましくは、第５のサブステップは、振動周波数が基準値よりも低く、かつ、ピーク値が基準値よりも大きいとき、コンデンサが故障であると判定する。
【００３３】
好ましくは、第５のサブステップは、振動周波数が基準値よりも高く、かつ、ピーク値が基準値よりも小さいとき、コンデンサが故障であると判定する。
【００３４】
好ましくは、第５のサブステップは、振動周波数が基準値よりも高く、かつ、ピーク値が基準値よりも大きいとき、リアクトルが故障であると判定する。
【００３５】
好ましくは、第１のサブステップは、第１ピークまでの時間を検出することにより振動周波数を検出する。
【００３６】
この発明においては、リアクトルおよびコンデンサにより共振回路が構成されたときのコンデンサの電圧、直流電源の電圧およびリアクトル電流のいずれかが検出され、その検出された電圧またはリアクトル電流に基づいてリアクトルおよび／またはコンデンサの故障が判定される。
【００３７】
より具体的には、検出されたコンデンサの電圧、直流電源の電圧およびリアクトル電流のいずれかの振動周波数に基づいてリアクトルおよび／またはコンデンサの故障が判定される。
【００３８】
また、検出されたコンデンサの電圧、直流電源の電圧およびリアクトル電流のいずれかの振動周波数およびピーク値に基づいてリアクトルおよびコンデンサのいずれかが故障していると判定される。
【００３９】
したがって、この発明によれば、回路素子の故障を判定できる。
【００４０】
【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。
【００４１】
［実施の形態１］
図１を参照して、実施の形態１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１０，１３と、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、昇圧コンバータ１２と、インバータ１４と、電圧記憶器２０と、電流センサー２４と、制御装置３０とを備える。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、交流モータＭ１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モータとして用いられてもよい。
【００４２】
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が配置されている。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
インバータ１４の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。
【００４６】
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、制御装置３０からのＨ（論理ハイ）レベルの信号ＳＥによりオンされ、制御装置３０からのＬ（論理ロー）レベルの信号ＳＥによりオフされる。コンデンサＣ１は、直流電源Ｂから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を昇圧コンバータ１２へ供給する。
【００４７】
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ＰＷＭＵを受けると、信号ＰＷＭＵ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。この場合、ＮＰＮトランジスタＱ１は、信号ＰＷＭＵによってオフされている。
【００４８】
また、昇圧コンバータ１２は、制御装置３０からの信号ＰＷＭＵ＿Ｌに応じて、後述する故障判定を行なうためにコンデンサＣ１から供給された直流電圧を電圧Ｖｂ＋αに昇圧する。このαは、ＮＰＮトランジスタＱ２をオフし、ＮＰＮトランジスタＱ１をオン状態にした場合にＮＰＮトランジスタＱ１およびリアクトルＬ１に過電流が流れない値に設定される。
【００４９】
さらに、昇圧コンバータ１２は、制御装置３０からの信号ＰＷＭＤに応じて、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。
【００５０】
さらに、昇圧コンバータ１２が制御装置３０から信号ＰＷＭＤ＿Ｌを受けると、ＮＰＮトランジスタＱ１はオンされ、ＮＰＮトランジスタＱ２はオフされる。
【００５１】
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Ｖｍ（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Ｖｍを電圧記憶器２０および制御装置３０へ出力する。
【００５２】
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。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。
【００５３】
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。
【００５４】
電圧記憶器２０は、電圧センサー１３からの電圧Ｖｍを記憶し、制御装置３０からのアクセスに応じて、記憶した電圧Ｖｍを制御装置３０へ出力する。
【００５５】
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。
【００５６】
制御装置３０は、外部に設けられたＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）からのトルク指令値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Ｖｍおよび電流センサー２４からのモータ電流ＭＣＲＴを受ける。そして、制御装置３０は、トルク指令値ＴＲ、モータ回転数ＭＲＮ、直流電圧Ｖｂ、出力電圧Ｖｍおよびモータ電流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ＰＷＭＵ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ＰＷＭＵ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。
【００５７】
信号ＰＷＭＵ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Ｖｍ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が直流電圧を出力電圧Ｖｍに変換する場合に、出力電圧Ｖｍをフィードバック制御し、出力電圧Ｖｍが指令された電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍになるように昇圧コンバータ１２を駆動するための信号ＰＷＭＵを生成する。
【００５８】
また、制御装置３０は、イグニッションキーがオフされたことを示す信号ＩＧＯＦＦを外部ＥＣＵから受けると、直流電圧Ｖｂを電圧Ｖｂ＋αに昇圧するための信号ＰＷＭＵ＿Ｌとインバータ１４を停止するための信号ＳＴＰとを生成し、その生成した信号ＰＷＭＵ＿Ｌおよび信号ＳＴＰ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。
【００５９】
なお、信号ＰＷＭＵ，ＰＷＭＵ＿Ｌの生成方法については後述する。
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ＲＧＥを外部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。
【００６０】
さらに、制御装置３０は、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、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ＰＷＭＤを生成し、その生成した信号ＰＷＭＤ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。
【００６１】
さらに、制御装置３０は、外部ＥＣＵから信号ＩＧＯＦＦを受けると、電圧センサー１３からの電圧Ｖｍが電圧Ｖｂ＋αに到達したか否かを判定し、電圧Ｖｍが電圧Ｖｂ＋αに到達したとき信号ＰＷＭＤ＿Ｌを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する。そして、制御装置３０は、信号ＰＷＭＤ＿Ｌを昇圧コンバータ１２へ出力した後、一定時間が経過すると、電圧記憶器２０へアクセスし、電圧記憶器２０に記憶された電圧Ｖｍ（Ｖｍ＿ｅｍｇ）を読み出す。その後、制御装置３０は、読み出した電圧Ｖｍ＿ｅｍｇの振動周波数ｆ１およびピーク値Ｐ１を検出し、その検出した振動周波数ｆ１およびピーク値Ｐ１に基づいて、後述する方法によってリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２のいずれが故障しているかを判定し、その判定結果ＲＥＴ１〜４を外部に設けられた表示器（図示せず）へ出力する。
【００６２】
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。
【００６３】
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、電圧変換制御手段３０２と、故障処理手段３０３とを含む。モータトルク制御手段３０１は、トルク指令値ＴＲ、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Ｖｍ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ＰＷＭＵ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とを生成する。そして、モータトルク制御手段３０１は、信号ＰＷＭＵを昇圧コンバータ１２へ出力し、信号ＰＷＭＩをインバータ１４へ出力する。
【００６４】
また、モータトルク制御手段３０１は、外部ＥＣＵから信号ＩＧＯＦＦを受けると信号ＰＷＭＵ＿Ｌおよび信号ＳＴＰ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。
【００６５】
電圧変換制御手段３０２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。
【００６６】
また、電圧変換制御手段３０２は、回生制動時、信号ＲＧＥを外部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ＰＷＭＤ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ＰＷＭＤにより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。
【００６７】
さらに、電圧変換制御手段３０２は、外部ＥＣＵから信号ＩＧＯＦＦを受けると、電圧センサー１３からの電圧Ｖｍが電圧Ｖｂ＋αに到達したか否かを判定し、電圧Ｖｍが電圧Ｖｂ＋αに到達したとき、信号ＰＷＭＤ＿Ｌを生成して昇圧コンバータ１２および故障処理手段３０３へ出力する。
【００６８】
故障処理手段３０３は、電圧変換制御手段３０２から信号ＰＷＭＵ＿Ｌを受けると、信号ＰＷＭＵ＿Ｌを受信してから一定時間が経過したか否かを判定し、一定時間が経過しているとき、電圧記憶器２０へアクセスして電圧Ｖｍ＿ｅｍｇを読み出す。そして、故障処理手段３０３は、読み出した電圧Ｖｍ＿ｅｍｇの振動周波数ｆ１およびピーク値Ｐ１を検出し、その検出した振動周波数ｆ１およびピーク値Ｐ１に基づいて、リアクトルＬ１およびコンデンサＣ２のいずれが故障しているかを判定する。リアクトルＬ１およびコンデンサＣ２のいずれが故障しているかの具体的な判定方法については後述する。
【００６９】
そして、故障処理手段３０３は、判定結果ＲＥＴ１〜４を外部に設けられた表示器（図示せず）へ出力する。
【００７０】
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、コンバータ用デューティー比演算部５２と、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４とを含む。
【００７１】
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Ｖｍ、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。
【００７２】
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。
【００７３】
これにより、インバータ１４の各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力するように交流モータ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。
【００７４】
また、インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２は、外部ＥＣＵから信号ＩＧＯＦＦを受けると、モータ制御用相電圧演算部４０から受けた計算結果に拘わらず、インバータ１４のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８をオフするための信号ＳＴＰを生成してインバータ１４へ出力する。
【００７５】
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最適値（目標値）、すなわち、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍを演算し、その演算した電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍをコンバータ用デューティー比演算部５２へ出力する。
【００７６】
また、インバータ入力電圧指令演算部５０は、外部ＥＣＵから信号ＩＧＯＦＦを受けると、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲに拘わらず、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿Ｌを生成してコンバータ用デューティー比演算部５２へ出力する。
【００７７】
なお、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿Ｌは、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍを電圧Ｖｂ＋αに設定するための電圧指令である。
【００７８】
コンバータ用デューティー比演算部５２は、電圧センサー１０からの直流電圧（「バッテリ電圧」とも言う。）Ｖｂに基づいて、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍをインバータ入力電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍまたはＶｄｃ＿ｃｏｍ＿Ｌ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をコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４へ出力する。
【００７９】
コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４は、コンバータ用デューティー比演算部５２からの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ＰＷＭＵ，ＰＷＭＵ＿Ｌを生成する。そして、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４は、生成した信号ＰＷＭＵ，ＰＷＭＵ＿Ｌを昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。
【００８０】
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。
【００８１】
図４は、図２に示す故障処理手段３０３の機能ブロック図を示す。図４を参照して、故障処理手段３０３は、制御部３０３１と、検出部３０３２と、判定部３０３３とを含む。
【００８２】
制御部３０３１は、電圧変換制御手段３０２から信号ＰＷＭＤ＿Ｌを受けると、信号ＰＷＭＤ＿Ｌを受信してから一定時間が経過したか否かを判定し、一定時間が経過しているとき、電圧記憶器２０へアクセスして電圧Ｖｍ＿ｅｍｇを読み出す。そして、制御部３０３１は、読み出した電圧Ｖｍ＿ｅｍｇを検出部３０３２へ出力する。また、制御部３０３１は、判定部３０３３から判定結果ＲＥＴ１〜４を受けると、判定結果ＲＥＴ１〜４を外部に設けられた表示器（図示せず）へ出力する。
【００８３】
図５を参照して、検出部３０３２における電圧Ｖｍ＿ｅｍｇの振動周波数ｆ１およびピーク値Ｐ１の検出方法について説明する。制御部３０３１は、上述したように、電圧変換制御手段３０２から信号ＰＷＭＤ＿Ｌを受信した後、一定時間経過後に電圧Ｖｍ＿ｅｍｇを読み出す。そして、信号ＰＷＭＤ＿Ｌは、インバータ１４が信号ＳＴＰによって停止され、コンデンサＣ２の両端の電圧Ｖｍが電圧Ｖｂ＋αに到達した後に昇圧コンバータ１２へ出力される。したがって、信号ＰＷＭＤ＿Ｌに応じて、昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１がオンされ、ＮＰＮトランジスタＱ２がオフされたとき、コンデンサＣ２の両端の電圧Ｖｍは電圧Ｖｂ＋αになっている。そうすると、リアクトルＬ１、ＮＰＮトランジスタＱ１およびコンデンサＣ２は、コンデンサＣ２側からリアクトルＬ１側に向かって共振電流が流れる共振回路を構成する。
【００８４】
その結果、電圧記憶部２０は、電圧センサー１３から周期的に振動する電圧Ｖｍ＿ｅｍｇを受け、その受けた電圧Ｖｍ＿ｅｍｇを記憶するので、制御部３０３１が電圧記憶器２０から読み出した電圧Ｖｍ＿ｅｍｇは、曲線ｋ１によって示される波形を有する。タイミングｔ１でＮＰＮトランジスタＱ１がオンされると、コンデンサＣ２に蓄積された電荷はＮＰＮトランジスタＱ１を介してリアクトルＬ１側へ流れるが、リアクトルＬ１およびコンデンサＣ２によって共振回路が構成されているため、タイミングｔ１後、共振電流がリアクトルＬ１とコンデンサＣ２との間で流れる。その結果、コンデンサＣ２の両端の電圧Ｖｍは周期的に振動する波形となる。
【００８５】
検出部３０３２は、制御部３０３１から電圧Ｖｍ＿ｅｍｇを受取ると、ＮＰＮトランジスタＱ１がオンされた時間から、電圧Ｖｍ＿ｅｍｇの最初のピークＰＡまでの時間、すなわち、タイミングｔ１からタイミングｔ２までの時間ΔＴ１を内蔵したタイマーにより計測し、その計測した時間ΔＴ１に基づいて電圧Ｖｍ＿ｅｍｇの振動周波数ｆ１を演算する。すなわち、検出部３０３２は、計測した時間ΔＴ１を用いて１／（４×ΔＴ１）を演算することにより振動周波数ｆ１を求める。また、検出部３０３２は、電圧Ｖｍ＿ｅｍｇに基づいて最初のピークＰＡのピーク値Ｐ１を検出する。そして、検出部３０３２は、振動周波数ｆ１およびピーク値Ｐ１を判定部３０３３へ出力する。
【００８６】
なお、ＮＰＮトランジスタＱ１がオンされた時間から電圧Ｖｍ＿ｅｍｇの最初のピークＰＡまでの時間に基づいて、振動周波数ｆ１を演算することにしたのは、最初のピークＰＡは、他のピークに比べて現れ易く、振動周波数をより正確に求めることができるからである。
【００８７】
しかし、この発明においては、電圧Ｖｍ＿ｅｍｇの振動周波数ｆ１は、ＮＰＮトランジスタＱ１がオンされた時間から電圧Ｖｍ＿ｅｍｇの最初のピークＰＡまでの時間に基づいて求める方法に限らず、どのような方法によって求めてもよい。
【００８８】
再び、図４を参照して、判定部３０３３は、検出部３０３２から振動周波数ｆ１およびピーク値Ｐ１を受けると、振動周波数ｆ１を基準値ｆｓ１と比較し、振動周波数ｆ１が基準値ｆｓ１以内か否かを判定する。そして、判定部３０３３は、振動周波数ｆ１が基準値ｆｓ１以内のとき、リアクトルＬ１およびコンデンサＣ２を正常と判定し、振動周波数ｆ１が基準値ｆｓ１以内でないときリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２のいずれか一方が故障していると判定する。
【００８９】
判定部３０３３は、リアクトルＬ１およびコンデンサＣ２のいずれか一方が故障していると判定したとき、すなわち、振動周波数ｆ１が基準値ｆｓ１以内でないとき、さらに、ピーク値Ｐ１を基準値Ｐｓ１と比較し、ピーク値Ｐ１が基準値Ｐｓ１よりも大きいか小さいかを判定する。
【００９０】
振動周波数ｆ１が基準値ｆｓ１以内でないときとしては、振動周波数ｆ１が基準値ｆｓ１よりも高い場合（ｆ１＞ｆｓ１）と、振動周波数ｆ１が基準値ｆｓ１よりも低い場合（ｆ１＜ｆｓ１）とがある。したがって、判定部３０３３は、振動周波数ｆ１の基準値ｆｓ１との比較結果と、ピーク値Ｐ１の基準値Ｐｓ１との比較結果とに基づいて表１に示すようにリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２のいずれかが故障していると判定する。
【００９１】
【表１】

すなわち、判定部３０３３は、振動周波数ｆ１が基準値ｆｓ１よりも高く（ｆ１＞ｆｓ１）、かつ、ピーク値Ｐ１が基準値Ｐｓ１よりも大きい（Ｐ１＞Ｐｓ１）と判定したとき、インダクタンスＬが小さくなってリアクトルＬ１が故障していると判定する。
【００９２】
振動周波数ｆ１が基準値ｆｓ１よりも高いことはリアクトルＬ１のインダクタンスＬおよびコンデンサＣ２の容量Ｃのいずれかが小さくなっていることを意味するが、この場合、ピーク値Ｐ１は基準値Ｐｓ１よりも大きいので、コンデンサＣ２の容量Ｃは正常であり、コンデンサＣ２に蓄積された電荷が、インダクタンスＬが小さくなったリアクトルＬ１を介して流れた結果、振動周波数ｆ１が基準値ｆｓ１よりも高く、かつ、ピーク値Ｐ１が基準値Ｐｓ１よりも大きくなったと考えられる。したがって、インダクタンスＬが小さくなってリアクトルＬ１が故障していると判定することにしたものである。
【００９３】
判定部３０３３は、振動周波数ｆ１が基準値ｆｓ１よりも高く（ｆ１＞ｆｓ１）、かつ、ピーク値Ｐ１が基準値Ｐｓ１よりも小さい（Ｐ１＜Ｐｓ１）と判定したとき、容量Ｃが小さくなってコンデンサＣ２が故障していると判定する。
【００９４】
この場合、ピーク値Ｐ１が基準値Ｐｓ１よりも小さいので、コンデンサＣ２の容量Ｃが小さくなり、コンデンサＣ２に蓄積された電荷が正常時よりも少なくなったと考えられる。コンデンサＣ２に蓄積された電荷が少なくなると、ＮＰＮトランジスタＱ１がオンされた時間から最初のピークＰＡに達するまでの時間が短くなり、かつ、ピーク値Ｐ１も小さくなる。したがって、容量Ｃが小さくなってコンデンサＣ２が故障していると判定することにしたものである。
【００９５】
判定部３０３３は、振動周波数ｆ１が基準値ｆｓ１よりも低く（ｆ１＜ｆｓ１）、かつ、ピーク値Ｐ１が基準値Ｐｓ１よりも大きい（Ｐ１＞Ｐｓ１）と判定したとき、容量Ｃが大きくなってコンデンサＣ２が故障していると判定する。
【００９６】
振動周波数ｆ１が基準値ｆｓ１よりも低いことはリアクトルＬ１のインダクタンスＬおよびコンデンサＣ２の容量Ｃのいずれかが大きくなっていることを意味するが、この場合、ピーク値Ｐ１は基準値Ｐｓ１よりも大きいので、リアクトルＬ１は正常であり、コンデンサＣ２の容量Ｃが大きくなり、コンデンサＣ２に蓄積された電荷が増加したと考えられる。コンデンサＣ２に蓄積された電荷が増加すると、ＮＰＮトランジスタＱ１がオンされた時間から最初のピークＰＡに到達するまでの時間が正常時に比べ長くなり、ピーク値Ｐ１が大きくなる。その結果、振動周波数ｆ１が基準値ｆｓ１よりも低くなり、ピーク値Ｐ１が基準値Ｐｓ１よりも大きくなる。したがって、容量Ｃが大きくなってコンデンサＣ２が故障していると判定することにしたものである。
【００９７】
判定部３０３３は、振動周波数ｆ１が基準値ｆｓ１よりも低く（ｆ１＜ｆｓ１）、かつ、ピーク値Ｐ１が基準値Ｐｓ１よりも小さい（Ｐ１＜Ｐｓ１）と判定したとき、インダクタンスＬが大きくなってリアクトルＬ１が故障していると判定する。
【００９８】
この場合、ピーク値Ｐ１が基準値Ｐｓ１よりも小さいので、コンデンサＣ２は正常であり、リアクトルＬ１のインダクタンスＬが大きくなったと考えられる。インダクタンスＬが大きくなるとリアクトルＬ１に電流が流れにくくなる。その結果、ＮＰＮトランジスタＱ１がオンされてから最初のピークＰＡに到達するまでの時間が長くなり、ピーク値Ｐ１は小さくなる。したがって、インダクタンスＬが大きくなってリアクトルＬ１が故障していると判定することにしたものである。
【００９９】
このように、判定部３０３３は、振動周波数ｆ１の基準値ｆｓ１との比較結果と、ピーク値Ｐ１の基準値Ｐｓ１との比較結果とに基づいて、リアクトルＬ１およびコンデンサＣ２のいずれかが故障していると判定する。
【０１００】
そして、判定部３０３３は、判定結果ＲＥＴ１〜４を制御部３０３１へ出力する。この場合、判定結果ＲＥＴ１は、リアクトルＬ１のインダクタンスＬが小さくなったことによりリアクトルＬ１が故障していると判定したことを示し、判定結果ＲＥＴ２は、容量Ｃが小さくなったことによりコンデンサＣ２が故障していると判定したことを示し、判定結果ＲＥＴ３は、容量Ｃが大きくなったことによりコンデンサＣ２が故障していると判定したことを示し、判定結果ＲＥＴ４は、インダクタンスＬが大きくなったことによりリアクトルＬ１が故障していると判定したことを示す。
【０１０１】
図６を参照して、実施の形態１におけるリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２の故障判定の動作について説明する。一連の動作が開始されると、制御装置３０のモータトルク制御手段３０１は、外部ＥＣＵからの信号ＩＧＯＦＦに応じて信号ＰＷＭＵ＿Ｌおよび信号ＳＴＰ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。インバータ１４は、制御装置３０からの信号ＳＴＰに応じて停止される。また、昇圧コンバータ１２は、制御装置３０からの信号ＰＷＭＵ＿Ｌに応じて、出力電圧Ｖｍが電圧Ｖｂ＋αになるようにコンデンサＣ１からの直流電圧を昇圧する（ステップＳ１）。
【０１０２】
電圧変換制御手段３０２は、外部ＥＣＵから信号ＩＧＯＦＦを受けた後、電圧センサー１３からの電圧Ｖｍが電圧Ｖｂ＋αに到達したか否かを判定し、電圧Ｖｍが電圧Ｖｂ＋αに到達すると信号ＰＷＭＤ＿Ｌを生成して昇圧コンバータ１２および故障処理手段３０３へ出力する。そうすると、信号ＰＷＭＤ＿Ｌに応じて、昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１はオンされ、ＮＰＮトランジスタＱ２はオフされる（ステップＳ２）。これにより、リアクトルＬ１、ＮＰＮトランジスタＱ１およびコンデンサＣ２は共振回路を構成する。
【０１０３】
電圧センサー１３は、コンデンサＣ２の両端の電圧Ｖｍを検出し、その検出した電圧Ｖｍを電圧記憶器２０および制御装置３０へ出力する。そして、電圧記憶器２０は、電圧センサー１３からの電圧Ｖｍを記憶する。故障処理手段３０３は、電圧変換制御手段３０２から信号ＰＷＭＤ＿Ｌを受けた後、一定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ４）。一定時間が経過していないとき、ステップＳ３，Ｓ４が繰返し実行される。
【０１０４】
ステップＳ４において、一定時間が経過していると判定されると、故障処理手段３０３は、電圧記憶器２０へアクセスし、記憶された電圧Ｖｍ（Ｖｍ＿ｅｍｇ）を読み出す。そして、故障処理手段３０３は、読み出した電圧Ｖｍ＿ｅｍｇの振動周波数ｆ１を上述した方法によって演算し（ステップＳ５）、振動周波数ｆ１が基準値ｆｓ１以内か否かを判定する（ステップＳ６）。
【０１０５】
振動周波数ｆ１が基準値ｆｓ１以内であるとき、故障処理手段３０３は、リアクトルＬ１およびコンデンサＣ２は正常であると判定し（ステップＳ７）、振動周波数ｆ１が基準値ｆｓ１以内でないとき、故障処理手段３０３は、リアクトルＬ１およびコンデンサＣ２のいずれかが故障していると判定する（ステップＳ８）。
【０１０６】
故障処理手段３０３は、リアクトルＬ１およびコンデンサＣ２のいずれかが故障していると判定したとき、電圧Ｖｍ＿ｅｍｇの最初のピーク値Ｐ１を検出する（ステップＳ９）。そして、故障処理手段３０３は、振動周波数ｆ１が基準値ｆｓ１よりも低いか高いかを判定し（ステップＳ１０）、振動周波数ｆ１が基準値ｆｓ１よりも高いとき、ピーク値Ｐ１が基準値Ｐｓ１よりも大きいか小さいかをさらに判定する（ステップＳ１１）。
【０１０７】
故障処理手段３０３は、ピーク値Ｐ１が基準値Ｐｓ１よりも大きいときリアクトルＬ１が故障していると判定し（ステップＳ１２）、ピーク値Ｐ１が基準値Ｐｓ１よりも小さいときコンデンサＣ２が故障していると判定する（ステップＳ１３）。
【０１０８】
一方、ステップＳ１０において、振動周波数ｆ１が基準値ｆｓ１よりも低いと判定されたとき、故障処理手段３０３は、さらに、ピーク値Ｐ１が基準値Ｐｓ１よりも大きいか小さいかを判定する（ステップＳ１４）。そして、ピーク値Ｐ１が基準値Ｐｓ１よりも大きいとき、故障処理手段３０３は、コンデンサＣ２が故障していると判定し（ステップＳ１５）、ピーク値Ｐ１が基準値Ｐｓ１よりも小さいとき、故障処理手段３０３は、リアクトルＬ１が故障していると判定する（ステップＳ１６）。
【０１０９】
そして、ステップＳ１２，Ｓ１３，Ｓ１５，Ｓ１６のいずれかの後、故障判定の動作が終了する。
【０１１０】
このように、この発明においては、外部ＥＣＵからモータ駆動装置１００に信号ＩＧＯＦＦが入力されると、制御装置３０は、リアクトルＬ１、ＮＰＮトランジスタＱ１およびコンデンサＣ２により共振回路を構成する。そして、電圧センサー１３は、コンデンサＣ２に蓄積された電荷が共振回路を流れるときのコンデンサＣ２の両端の電圧Ｖｍを検出し、故障処理手段３０３は、検出された電圧Ｖｍの振動周波数ｆ１に基づいて、リアクトルＬ１およびコンデンサＣ２のいずれかが故障していると判定する。また、故障処理手段３０３は、振動周波数ｆ１と基準値ｆｓ１との比較結果と、電圧Ｖｍの最初のピーク値Ｐ１の基準値Ｐｓ１との比較結果とに基づいてリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２のいずれが故障しているかを判定する。
【０１１１】
なお、この発明においては、上述したステップＳ１〜ステップＳ１６によりリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２の故障を判定するものに限らず、ステップＳ１〜ステップＳ８によりリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２のいずれかが故障していると判定するものであればよい。つまり、共振回路が構成されたときの電圧Ｖｍ＿ｅｍｇの振動周波数ｆ１に基づいてリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２のいずれかの故障を判定するものであればよい。
【０１１２】
上述したように、リアクトルＬ１およびコンデンサＣ２の故障判定は、信号ＩＧＯＦＦがモータ駆動装置１００に入力された後、すなわち、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停止時に行なわれる。ハイブリッド自動車または電気自動車の停止時、通常、コンデンサＣ２に蓄積された電荷は放電されるが、この発明による故障判定は、通常、行なわれるコンデンサＣ２の放電を利用して行なわれるので、エネルギーの無駄な消費を防止できる。
【０１１３】
また、この発明による故障判定は、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が完全に停止する場合に限らず、走行途中に赤信号等により停止したような場合にも行なわれる。
【０１１４】
さらに、この発明による故障判定は、ハイブリッド自動車または電気自動車の走行中であっても昇圧コンバータ１２の動作を停止してもよい期間に行なわれる。上述した振動周波数ｆ１およびピーク値Ｐ１の検出に必要な時間は数秒以下と非常に短いので、この発明による故障判定をハイブリッド自動車または電気自動車の走行中に実行することは可能である。
【０１１５】
再び、図１を参照して、モータ駆動装置１００の全体動作について説明する。全体動作が開始されると、制御装置３０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。
【０１１６】
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。また、電圧センサー１３は、コンデンサＣ２の両端の電圧Ｖｍを検出し、その検出した電圧Ｖｍを電圧記憶器２０および制御装置３０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ＭＣＲＴを検出して制御装置３０へ出力する。そして、制御装置３０は、外部ＥＣＵからトルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮを受ける。
【０１１７】
そうすると、制御装置３０は、直流電圧Ｖｂ、出力電圧Ｖｍ、モータ電流ＭＣＲＴ、トルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮに基づいて、上述した方法により信号ＰＷＭＩを生成し、その生成した信号ＰＷＭＩをインバータ１４へ出力する。
【０１１８】
また、制御装置３０は、インバータ１４が交流モータＭ１を駆動するとき、直流電圧Ｖｂ、出力電圧Ｖｍ、モータ電流ＭＣＲＴ、トルク指令値ＴＲ、およびモータ回転数ＭＲＮ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ＰＷＭＵを生成し、その生成した信号ＰＷＭＵを昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０１１９】
そうすると、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、信号ＰＷＭＵに応じてオン／オフされ、昇圧コンバータ１２は、ＮＰＮトランジスタＱ２がオンされた期間に応じて直流電源Ｂからの直流電圧Ｖｂを昇圧し、その昇圧した直流電圧をコンデンサＣ２に供給する。そして、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３０からの信号ＰＷＭＩによって交流電圧に変換して交流モータＭ１を駆動する。これによって、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。
【０１２０】
また、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、制御装置３０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ＰＷＭＣを生成してそれぞれインバータ１４へ出力し、信号ＰＷＭＤを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０１２１】
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ＰＷＭＣ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からの直流電圧を受け、その受けた直流電圧を信号ＰＷＭＤ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によって発電された電力が直流電源Ｂに充電される。
【０１２２】
そして、信号ＩＧＯＦＦが外部ＥＣＵからモータ駆動装置１００に入力されると、制御装置３０は、信号ＰＷＭＵ＿Ｌおよび信号ＳＴＰ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。インバータ１４は信号ＳＴＰに応じて停止され、昇圧コンバータ１２は、信号ＰＷＭＵ＿Ｌに応じて電圧Ｖｍが電圧Ｖｂ＋αになるように直流電圧Ｖｂを昇圧する。また、制御装置３０は、電圧センサー１３からの電圧Ｖｍが電圧Ｖｂ＋αに到達したか否かを判定し、電圧Ｖｍが電圧Ｖｂ＋αに到達したとき信号ＰＷＭＤ＿Ｌを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０１２３】
そうすると、昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１は信号ＰＷＭＤ＿Ｌに応じてオンされ、ＮＰＮトランジスタＱ２は信号ＰＷＭＤ＿Ｌに応じてオフされ、リアクトルＬ１、ＮＰＮトランジスタＱ１およびコンデンサＣ２は共振回路を構成する。そして、電圧センサー１３は、コンデンサＣ２の両端の電圧Ｖｍを検出して電圧記憶器２０および制御装置３０へ出力する。制御装置３０の故障処理手段３０３は、電圧変換制御手段３０２から信号ＰＷＭＤ＿Ｌを受信してから一定時間を経過すると、電圧記憶器２０にアクセスして電圧Ｖｍ（Ｖｍ＿ｅｍｇ）を読み出し、その読み出した電圧Ｖｍ＿ｅｍｇの振動周波数ｆ１およびピーク値Ｐ１を検出する。そして、故障処理手段３０３は、振動周波数ｆ１を基準値ｆｓ１と比較して振動周波数ｆ１が基準値ｆｓ１以内か否かを判定し、振動周波数ｆ１が基準値ｆｓ１以内であるときリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２は正常であると判定する。また、故障処理手段３０３は、振動周波数ｆ１が基準値ｆｓ１以内でないときリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２のいずれか一方が故障していると判定する。
【０１２４】
リアクトルＬ１およびコンデンサＣ２のいずれか一方が故障しているとき、故障処理手段３０３は、振動周波数ｆ１と基準値ｆｓ１との高低関係を比較し、さらに、ピーク値Ｐ１と基準値Ｐｓ１との大小関係を比較する。そして、故障処理手段３０３は、２つの比較結果に応じて、表１に示すようにリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２のいずれか一方が故障していると判定し、判定結果ＲＥＴ１〜４を外部に設けられた表示器へ出力する。これにより、一連の動作が終了する。
【０１２５】
なお、制御装置３０における電圧変換装置（リアクトルＬ１およびコンデンサＣ２）の故障判定は、実際にはＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）によって実行され、ＣＰＵは、図６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（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）から読出し、その読出したプログラムを実行して図６に示すフローチャートに従って電圧変換装置（リアクトルＬ１およびコンデンサＣ２）の故障判定を行なう。したがって、ＲＯＭは、図６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。
【０１２６】
また、直流電源Ｂ、リアクトルＬ１、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２、コンデンサＣ２、電圧記憶器２０および制御装置３０は、「電圧変換装置」を構成する。
【０１２７】
さらに、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、「スイッチング回路」を構成する。
【０１２８】
さらに、信号ＰＷＭＵ＿Ｌおよび信号ＳＴＰ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へ出力するモータトルク制御手段３０１、および信号ＰＷＭＤ＿Ｌを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する電圧変換制御手段３０２は、共振回路を構成する「制御手段」を構成する。
【０１２９】
さらに、電圧記憶器２０および故障処理手段３０３は、「故障判定手段」を構成する。
【０１３０】
実施の形態１によれば、電圧変換装置は、リアクトルＬ１およびコンデンサＣ２によって共振回路が構成されたときのコンデンサＣ２の電圧Ｖｍ（Ｖｍ＿ｅｍｇ）に基づいてリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２の故障判定を行なう制御装置を備えるので、電圧変換装置に含まれる回路素子の故障を判定できる。
【０１３１】
また、制御装置は、コンデンサＣ２の電圧Ｖｍ（Ｖｍ＿ｅｍｇ）の振動周波数に基づいてリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２の故障を判定するので、リアクトルＬ１およびコンデンサＣ２の状態が確実に故障判定に反映され、回路素子の故障を精度良く判定できる。
【０１３２】
さらに、制御装置は、コンデンサＣ２に蓄積された電荷の放電を利用してリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２の故障判定を行なうので、無駄なエネルギーの消費を防止して回路素子の故障を判定できる。
【０１３３】
［実施の形態２］
図７を参照して、実施の形態２による電圧変換装置を備えたモータ駆動装置１００Ａは、モータ駆動装置１００の電圧記憶器２０を電流記憶器２１に代え、制御装置３０を制御装置３０Ａに代え、電流センサー１１を追加したものであり、その他はモータ駆動装置１００と同じである。
【０１３４】
電流センサー１１は、リアクトルＬ１に流れるリアクトル電流ＩＬを検出し、その検出したリアクトル電流ＩＬを電流記憶器２１へ出力する。電流記憶器２１は、電流センサー１１からのリアクトル電流ＩＬを記憶する。制御装置３０Ａは、リアクトルＬ１、ＮＰＮトランジスタＱ１およびコンデンサＣ２により共振回路が構成されたときのリアクトル電流ＩＬを電流記憶器２１から読み出し、その読み出したリアクトル電流ＩＬの振動周波数ｆ２およびピーク値Ｐ２に基づいてリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２の故障を判定する。制御装置３０Ａは、その他、制御装置３０と同じ機能を果たす。
【０１３５】
図８は、制御装置３０Ａの機能ブロック図を示す。図８を参照して、制御装置３０Ａは、制御装置３０の故障処理手段３０３を故障処理手段３０３Ａに代えたものであり、その他は、制御装置３０と同じである。
【０１３６】
故障処理手段３０３Ａは、電圧変換制御手段３０２から信号ＰＷＭＤ＿Ｌを受信すると、信号ＰＷＭＤ＿Ｌを受信した時間から一定時間が経過したか否かを判定し、一定時間が経過すると、電流記憶器２１にアクセスしてリアクトル電流ＩＬを読み出す。そして、故障処理手段３０３Ａは、読み出したリアクトル電流ＩＬの振動周波数ｆ２およびピーク値Ｐ２を検出し、その検出した振動周波数ｆ２およびピーク値Ｐ２に基づいてリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２の故障判定を行なう。
【０１３７】
図９を参照して、故障処理手段３０３Ａは、制御部３０３１Ａと、検出部３０３２Ａと、判定部３０３３Ａとを含む。制御部３０３１Ａは、電圧変換制御手段３０２から信号ＰＷＭＤ＿Ｌを受けると、信号ＰＷＭＤ＿Ｌを受信した時間から一定時間が経過したか否かを判定し、一定時間が経過すると電流記憶器２１へアクセスして電流記憶器２１に記憶されたリアクトル電流ＩＬを読み出す。そして、制御部３０３１Ａは、読み出したリアクトル電流ＩＬを検出部３０３２Ａへ出力する。また、制御部３０３１Ａは、判定部３０３３Ａからの判定結果ＲＥＴ１〜４を外部に設けられた表示器（図示せず）へ出力する。
【０１３８】
検出部３０３２Ａは、制御部３０３１Ａからリアクトル電流ＩＬを受ける。制御部３０３１Ａは、リアクトルＬ１、ＮＰＮトランジスタＱ１およびコンデンサＣ２により共振回路が構成されたときのリアクトル電流ＩＬを電流記憶部２１から読み出すので、検出部３０３２Ａが制御部３０３１Ａから受けるリアクトル電流ＩＬは図１０に示す曲線ｋ２によって表わされる波形を有する。
【０１３９】
タイミングｔ３でＮＰＮトランジスタＱ１がオンされると、コンデンサＣ２に蓄積された電荷はＮＰＮトランジスタＱ１を介してリアクトルＬ１側へ流れるが、リアクトルＬ１およびコンデンサＣ２によって共振回路が構成されているため、タイミングｔ３後、共振電流がリアクトルＬ１とコンデンサＣ２との間で流れる。その結果、リアクトル電流ＩＬは周期的に振動する波形となる。
【０１４０】
検出部３０３２Ａは、制御部３０３１Ａからリアクトル電流ＩＬを受取ると、ＮＰＮトランジスタＱ１がオンされた時間から、リアクトル電流ＩＬの最初のピークＰＢまでの時間、すなわち、タイミングｔ３からタイミングｔ４までの時間ΔＴ２を内蔵したタイマーにより計測し、その計測した時間ΔＴ２に基づいてリアクトル電流ＩＬの振動周波数ｆ２を演算する。すなわち、検出部３０３２Ａは、計測した時間ΔＴ２を用いて１／（４×ΔＴ２）を演算することにより振動周波数ｆ２を求める。また、検出部３０３２Ａは、リアクトル電流ＩＬに基づいて最初のピークＰＢのピーク値Ｐ２を検出する。そして、検出部３０３２Ａは、振動周波数ｆ２およびピーク値Ｐ２を判定部３０３３Ａへ出力する。
【０１４１】
なお、ＮＰＮトランジスタＱ１がオンされた時間からリアクトル電流ＩＬの最初のピークＰＢまでの時間に基づいて、振動周波数ｆ２を演算することにしたのは、最初のピークＰＢは、他のピークに比べて現れ易く、振動周波数ｆ２をより正確に求めることができるからである。
【０１４２】
しかし、この発明においては、リアクトル電流ＩＬの振動周波数ｆ２は、ＮＰＮトランジスタＱ１がオンされた時間からリアクトル電流ＩＬの最初のピークＰＢまでの時間に基づいて求める方法に限らず、どのような方法により求めてもよい。
【０１４３】
再び、図９を参照して、判定部３０３３Ａは、検出部３０３２Ａから振動周波数ｆ２およびピーク値Ｐ２を受けると、振動周波数ｆ２を基準値ｆｓ２と比較し、振動周波数ｆ２が基準値ｆｓ２以内か否かを判定する。そして、判定部３０３３Ａは、振動周波数ｆ２が基準値ｆｓ２以内のとき、リアクトルＬ１およびコンデンサＣ２を正常と判定し、振動周波数ｆ２が基準値ｆｓ２以内でないときリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２のいずれか一方が故障していると判定する。
【０１４４】
判定部３０３３Ａは、リアクトルＬ１およびコンデンサＣ２のいずれか一方が故障していると判定したとき、すなわち、振動周波数ｆ２が基準値ｆｓ２以内でないとき、さらに、ピーク値Ｐ２を基準値Ｐｓ２と比較し、ピーク値Ｐ２が基準値Ｐｓ２よりも高いか低いかを判定する。
【０１４５】
振動周波数ｆ２が基準値ｆｓ２以内でないときとしては、振動周波数ｆ２が基準値ｆｓ２よりも高い場合（ｆ２＞ｆｓ２）と、振動周波数ｆ２が基準値ｆｓ２よりも低い場合（ｆ２＜ｆｓ２）とがある。したがって、判定部３０３３Ａは、振動周波数ｆ２の基準値ｆｓ２との比較結果と、ピーク値Ｐ２の基準値Ｐｓ２との比較結果とに基づいて表２に示すようにリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２のいずれかが故障していると判定する。
【０１４６】
【表２】

すなわち、判定部３０３３Ａは、振動周波数ｆ２が基準値ｆｓ２よりも高く（ｆ２＞ｆｓ２）、かつ、ピーク値Ｐ２が基準値Ｐｓ２よりも大きい（Ｐ２＞Ｐｓ２）と判定したとき、インダクタンスＬが小さくなってリアクトルＬ１が故障していると判定する。
【０１４７】
振動周波数ｆ２が基準値ｆｓ２よりも高いことはリアクトルＬ１のインダクタンスＬおよびコンデンサＣ２の容量Ｃのいずれかが小さくなっていることを意味するが、この場合、ピーク値Ｐ２は基準値Ｐｓ２よりも大きいので、コンデンサＣ２の容量Ｃは正常であり、コンデンサＣ２に蓄積された電荷が、インダクタンスＬが小さくなったリアクトルＬ１を介して流れた結果、振動周波数ｆ２が基準値ｆｓ２よりも高く、かつ、ピーク値Ｐ２が基準値Ｐｓ２よりも大きくなったと考えられる。したがって、インダクタンスＬが小さくなってリアクトルＬ１が故障していると判定することにしたものである。
【０１４８】
判定部３０３３Ａは、振動周波数ｆ２が基準値ｆｓ２よりも高く（ｆ２＞ｆｓ２）、かつ、ピーク値Ｐ２が基準値Ｐｓ２よりも小さい（Ｐ２＜Ｐｓ２）と判定したとき、容量Ｃが小さくなってコンデンサＣ２が故障していると判定する。
【０１４９】
この場合、ピーク値Ｐ２が基準値Ｐｓ２よりも小さいので、コンデンサＣ２の容量Ｃが小さくなり、コンデンサＣ２に蓄積された電荷が正常時よりも少なくなったと考えられる。コンデンサＣ２に蓄積された電荷が少なくなると、ＮＰＮトランジスタＱ１がオンされた時間から最初のピークＰＢに達するまでの時間が短くなり、かつ、ピーク値Ｐ２も小さくなる。したがって、容量Ｃが小さくなってコンデンサＣ２が故障していると判定することにしたものである。
【０１５０】
判定部３０３３Ａは、振動周波数ｆ２が基準値ｆｓ２よりも低く（ｆ２＜ｆｓ２）、かつ、ピーク値Ｐ２が基準値Ｐｓ２よりも大きい（Ｐ２＞Ｐｓ２）と判定したとき、容量Ｃが大きくなってコンデンサＣ２が故障していると判定する。
【０１５１】
振動周波数ｆ２が基準値ｆｓ２よりも低いことはリアクトルＬ１のインダクタンスＬおよびコンデンサＣ２の容量Ｃのいずれかが大きくなっていることを意味するが、この場合、ピーク値Ｐ２は基準値Ｐｓ２よりも大きいので、リアクトルＬ１は正常であり、コンデンサＣ２の容量Ｃが大きくなり、コンデンサＣ２に蓄積された電荷が増加したと考えられる。コンデンサＣ２に蓄積された電荷が増加すると、ＮＰＮトランジスタＱ１がオンされた時間から最初のピークＰＢに到達するまでの時間が正常時に比べ長くなり、ピーク値Ｐ２が大きくなる。その結果、振動周波数ｆ２が基準値ｆｓ２よりも低くなり、ピーク値Ｐ２が基準値Ｐｓ２よりも大きくなる。したがって、容量Ｃが大きくなってコンデンサＣ２が故障していると判定することにしたものである。
【０１５２】
判定部３０３３Ａは、振動周波数ｆ２が基準値ｆｓ２よりも低く（ｆ２＜ｆｓ２）、かつ、ピーク値Ｐ２が基準値Ｐｓ２よりも小さい（Ｐ２＜Ｐｓ２）と判定したとき、インダクタンスＬが大きくなってリアクトルＬ１が故障していると判定する。
【０１５３】
この場合、ピーク値Ｐ２が基準値Ｐｓ２よりも小さいので、コンデンサＣ２は正常であり、リアクトルＬ１のインダクタンスＬが大きくなったと考えられる。インダクタンスＬが大きくなるとリアクトルＬ１に電流が流れにくくなる。その結果、ＮＰＮトランジスタＱ１がオンされてから最初のピークＰＢに到達するまでの時間が長くなり、ピーク値Ｐ２は小さくなる。したがって、インダクタンスＬが大きくなってリアクトルＬ１が故障していると判定することにしたものである。
【０１５４】
このように、判定部３０３３Ａは、振動周波数ｆ２の基準値ｆｓ２との比較結果と、ピーク値Ｐ２の基準値Ｐｓ２との比較結果とに基づいて、リアクトルＬ１およびコンデンサＣ２のいずれかが故障していると判定する。
【０１５５】
そして、判定部３０３３Ａは、判定結果ＲＥＴ１〜４を制御部３０３１Ａへ出力する。
【０１５６】
図１１を参照して、実施の形態２におけるリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２の故障判定の動作について説明する。図１１に示すフローチャートは図６に示すフローチャートのステップＳ３，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ９〜Ｓ１１，Ｓ１４をそれぞれステップＳ３Ａ，Ｓ５Ａ，Ｓ６Ａ，Ｓ９Ａ〜Ｓ１１Ａ，Ｓ１４Ａに代えたものであり、その他は図６に示すフローチャートと同じである。
【０１５７】
ステップＳ１，Ｓ２により共振回路が構成された後、電流センサー１１は、リアクトル電流ＩＬを検出し、その検出したリアクトル電流ＩＬを電流記憶器２１へ出力する。そして、電流記憶器２１はリアクトル電流ＩＬを記憶する（ステップＳ３Ａ）。
【０１５８】
ステップＳ４において、一定時間が経過したと判定されると、故障処理手段３０３Ａは、電流記憶器２１へアクセスし、電流記憶器２１に記憶されたリアクトル電流ＩＬを読み出す。そして、故障処理手段３０３Ａは、リアクトル電流ＩＬにおける時間ΔＴ２を検出し、その検出した時間ΔＴ２を用いてリアクトル電流ＩＬの振動周波数ｆ２を演算する（ステップＳ５Ａ）。
【０１５９】
その後、故障処理手段３０３Ａは、振動周波数ｆ２が基準値ｆｓ２以内か否かを判定し（ステップＳ６Ａ）、振動周波数ｆ２が基準値ｆｓ２以内のときリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２は正常であると判定し（ステップＳ７）、振動周波数ｆ２が基準値ｆｓ２以内でないときリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２のいずれかが故障していると判定する（ステップＳ８）。
【０１６０】
リアクトルＬ１およびコンデンサＣ２のいずれかが故障していると判定されたとき、故障処理手段３０３Ａは、リアクトル電流ＩＬのピーク値Ｐ２を検出し（ステップＳ９Ａ）、振動周波数ｆ２が基準値ｆｓ２よりも高いか低いかを判定する（ステップＳ１０Ａ）。そして、振動周波数ｆ２が基準値ｆｓ２よりも高いとき、故障処理手段３０３Ａは、さらに、ピーク値Ｐ２が基準値Ｐｓ２よりも大きいか小さいかを判定する（ステップＳ１１Ａ）。
【０１６１】
ピーク値Ｐ２が基準値Ｐｓ２よりも大きいとき、故障処理手段３０３Ａは、インダクタンスＬが小さくなってリアクトルＬ１が故障していると判定し（ステップＳ１２）、ピーク値Ｐ２が基準値Ｐｓ２よりも小さいとき、故障処理手段３０３Ａは、容量Ｃが小さくなってコンデンサＣ２が故障していると判定する（ステップＳ１３）。
【０１６２】
一方、ステップＳ１０Ａにおいて、振動周波数ｆ２が基準値ｆｓ２よりも低いと判定されたとき、故障処理手段３０３Ａは、さらに、ピーク値Ｐ２が基準値Ｐｓ２よりも大きいか小さいかを判定する（ステップＳ１４Ａ）。
【０１６３】
そして、ピーク値Ｐ２が基準値Ｐｓ２よりも大きいとき、故障処理手段３０３Ａは、容量Ｃが大きくなってコンデンサＣ２が故障していると判定し（ステップＳ１５）、ピーク値Ｐ２が基準値Ｐｓ２よりも小さいとき、故障処理手段３０３Ａは、インダクタンスＬが大きくなってリアクトルＬ１が故障していると判定する（ステップＳ１６）。
【０１６４】
その他は、図６における説明と同じである。
このように、実施の形態２においては、リアクトルＬ１、ＮＰＮトランジスタＱ１およびコンデンサＣ２により共振回路が構成されたときのリアクトル電流ＩＬの振動周波数ｆ２およびピーク値Ｐｓ２に基づいてリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２のいずれが故障しているかが判定される。
【０１６５】
なお、この発明においては、図１１に示すステップＳ１〜ステップＳ１６によりリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２の故障を判定するものに限らず、図１１に示すステップＳ１〜ステップＳ８によりリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２が故障していると判定するものであればよい。つまり、共振回路が構成されたときのリアクトル電流ＩＬの振動周波数ｆ２に基づいてリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２のいずれかの故障を判定するものであればよい。
【０１６６】
モータ駆動装置１００Ａの全体動作は、モータ駆動装置１００の動作において故障処理手段３０３の動作を上述した故障処理手段３０３Ａの動作に代えたものである。
【０１６７】
なお、制御装置３０Ａにおける電圧変換装置（リアクトルＬ１およびコンデンサＣ２）の故障判定は、実際にはＣＰＵによって実行され、ＣＰＵは、図１１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から読出し、その読出したプログラムを実行して図１１に示すフローチャートに従って電圧変換装置（リアクトルＬ１およびコンデンサＣ２）の故障判定を行なう。したがって、ＲＯＭは、図１１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。
【０１６８】
また、直流電源Ｂ、リアクトルＬ１、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２、コンデンサＣ２、電流記憶器２１および制御装置３０Ａは、「電圧変換装置」を構成する。
【０１６９】
さらに、電流記憶器２１および故障処理手段３０３Ａは、「故障判定手段」を構成する。
【０１７０】
その他は、実施の形態１と同じである。
実施の形態２によれば、電圧変換装置は、リアクトルＬ１およびコンデンサＣ２によって共振回路が構成されたときのリアクトル電流ＩＬに基づいてリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２の故障判定を行なう制御装置を備えるので、電圧変換装置に含まれる回路素子の故障を判定できる。
【０１７１】
また、制御装置は、リアクトル電流ＩＬの振動周波数に基づいてリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２の故障を判定するので、リアクトルＬ１およびコンデンサＣ２の状態が確実に故障判定に反映され、回路素子の故障を精度良く判定できる。
【０１７２】
さらに、制御装置は、コンデンサＣ２に蓄積された電荷の放電を利用してリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２の故障判定を行なうので、無駄なエネルギーの消費を防止して回路素子の故障を判定できる。
【０１７３】
［実施の形態３］
図１２を参照して、実施の形態３による電圧変換装置を備えたモータ駆動装置１００Ｂは、モータ駆動装置１００の電圧記憶器２０を電圧記憶器２２に代え、制御装置３０を制御装置３０Ｂ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。
【０１７４】
モータ駆動装置１００Ｂにおいては、電圧センサー１０は、検出したバッテリ電圧Ｖｂを制御装置３０Ｂおよび電圧記憶器２２へ出力する。電圧記憶器２２は、電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂを記憶する。
【０１７５】
制御装置３０Ｂは、リアクトルＬ１、ＮＰＮトランジスタＱ１およびコンデンサＣ２によって共振回路が構成されたときのバッテリ電圧Ｖｂ（Ｖｂ＿ｅｍｇ）の振動周波数ｆ３およびピーク値Ｐ３に基づいてリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２のいずれが故障しているかを判定する。
【０１７６】
図１３は、制御装置３０Ｂの機能ブロック図を示す。図１３を参照して、制御装置３０Ｂは、制御装置３０の故障処理手段３０３を故障処理手段３０３Ｂに代えたものであり、その他は、制御装置３０と同じである。
【０１７７】
故障処理手段３０３Ｂは、電圧変換制御手段３０２から信号ＰＷＭＤ＿Ｌを受信すると、信号ＰＷＭＤ＿Ｌを受信した時間から一定時間が経過したか否かを判定し、一定時間が経過すると、電圧記憶器２２にアクセスしてバッテリ電圧Ｖｂ（Ｖｂ＿ｅｍｇ）を読み出す。そして、故障処理手段３０３Ｂは、読み出したバッテリ電圧Ｖｂ（Ｖｂ＿ｅｍｇ）の振動周波数ｆ３およびピーク値Ｐ３を検出し、その検出した振動周波数ｆ３およびピーク値Ｐ３に基づいてリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２のいずれかの故障判定を行なう。
【０１７８】
図１４は、故障処理手段３０３Ｂの機能ブロック図を示す。図１４を参照して、故障処理手段３０３Ｂは、制御部３０３１Ｂと、検出部３０３２Ｂと、判定部３０３３Ｂとを含む。制御部３０３１Ｂは、電圧変換制御手段３０２から信号ＰＷＭＤ＿Ｌを受けると、信号ＰＷＭＤ＿Ｌを受信した時間から一定時間が経過したか否かを判定し、一定時間が経過すると電圧記憶器２２へアクセスして電圧記憶器２２に記憶されたバッテリ電圧Ｖｂ（Ｖｂ＿ｅｍｇ）を読み出す。そして、制御部３０３１Ｂは、読み出したバッテリ電圧Ｖｂ＿ｅｍｇを検出部３０３２Ｂへ出力する。また、制御部３０３１Ｂは、判定部３０３３Ｂからの判定結果ＲＥＴ１〜４を外部に設けられた表示器（図示せず）へ出力する。
【０１７９】
検出部３０３２Ｂは、制御部３０３１Ｂからバッテリ電圧Ｖｂ＿ｅｍｇを受ける。制御部３０３１Ｂは、リアクトルＬ１、ＮＰＮトランジスタＱ１およびコンデンサＣ２により共振回路が構成されたときのバッテリ電圧Ｖｂ＿ｅｍｇを電圧記憶部２２から読み出すので、検出部３０３２Ｂが制御部３０３１Ｂから受けるバッテリ電圧Ｖｂ＿ｅｍｇは図１５に示す曲線ｋ３によって表わされる波形を有する。
【０１８０】
タイミングｔ５でＮＰＮトランジスタＱ１がオンされると、コンデンサＣ２に蓄積された電荷はＮＰＮトランジスタＱ１を介してリアクトルＬ１側へ流れるが、リアクトルＬ１およびコンデンサＣ２によって共振回路が構成されているため、タイミングｔ５後、共振電流がリアクトルＬ１とコンデンサＣ２との間で流れる。その結果、バッテリ電圧Ｖｂ＿ｅｍｇは周期的に振動する波形となる。
【０１８１】
検出部３０３２Ｂは、制御部３０３１Ｂからバッテリ電圧Ｖｂ＿ｅｍｇを受取ると、ＮＰＮトランジスタＱ１がオンされた時間から、バッテリ電圧Ｖｂ＿ｅｍｇの最初のピークＰＣまでの時間、すなわち、タイミングｔ５からタイミングｔ６までの時間ΔＴ３を内蔵したタイマーにより計測し、その計測した時間ΔＴ３に基づいてバッテリ電圧Ｖｂ＿ｅｍｇの振動周波数ｆ３を演算する。すなわち、検出部３０３２Ｂは、計測した時間ΔＴ３を用いて１／（４×ΔＴ３）を演算することにより振動周波数ｆ３を求める。また、検出部３０３２Ｂは、バッテリ電圧Ｖｂ＿ｅｍｇに基づいて最初のピークＰＣのピーク値Ｐ３を検出する。そして、検出部３０３２Ｂは、振動周波数ｆ３およびピーク値Ｐ３を判定部３０３３Ｂへ出力する。
【０１８２】
なお、ＮＰＮトランジスタＱ１がオンされた時間からバッテリ電圧Ｖｂ＿ｅｍｇの最初のピークＰＣまでの時間に基づいて、振動周波数ｆ３を演算することにしたのは、最初のピークＰＣは、他のピークに比べて現れ易く、振動周波数ｆ３をより正確に求めることができるからである。
【０１８３】
しかし、この発明においては、バッテリ電圧Ｖｂ＿ｅｍｇの振動周波数ｆ３は、ＮＰＮトランジスタＱ１がオンされた時間からバッテリ電圧Ｖｂ＿ｅｍｇの最初のピークＰＣまでの時間に基づいて求める方法に限らず、どのような方法により求めてもよい。
【０１８４】
再び、図１４を参照して、判定部３０３３Ｂは、検出部３０３２Ｂから振動周波数ｆ３およびピーク値Ｐ３を受けると、振動周波数ｆ３を基準値ｆｓ３と比較し、振動周波数ｆ３が基準値ｆｓ３以内か否かを判定する。そして、判定部３０３３Ｂは、振動周波数ｆ３が基準値ｆｓ３以内のとき、リアクトルＬ１およびコンデンサＣ２を正常と判定し、振動周波数ｆ３が基準値ｆｓ３以内でないときリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２のいずれか一方が故障していると判定する。
【０１８５】
判定部３０３３Ｂは、リアクトルＬ１およびコンデンサＣ２のいずれか一方が故障していると判定したとき、すなわち、振動周波数ｆ３が基準値ｆｓ３以内でないとき、さらに、ピーク値Ｐ３を基準値Ｐｓ３と比較し、ピーク値Ｐ３が基準値Ｐｓ３よりも大きいか小さいかを判定する。
【０１８６】
振動周波数ｆ３が基準値ｆｓ３以内でないときとしては、振動周波数ｆ３が基準値ｆｓ３よりも高い場合（ｆ３＞ｆｓ３）と、振動周波数ｆ３が基準値ｆｓ３よりも低い場合（ｆ３＜ｆｓ３）とがある。したがって、判定部３０３３Ｂは、振動周波数ｆ３の基準値ｆｓ３との比較結果と、ピーク値Ｐ３の基準値Ｐｓ３との比較結果とに基づいて表１に示すようにリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２のいずれかが故障していると判定する。
【０１８７】
すなわち、判定部３０３３Ｂは、振動周波数ｆ３が基準値ｆｓ３よりも高く（ｆ３＞ｆｓ３）、かつ、ピーク値Ｐ３が基準値Ｐｓ３よりも大きい（Ｐ３＞Ｐｓ３）と判定したとき、インダクタンスＬが小さくなってリアクトルＬ１が故障していると判定する。
【０１８８】
振動周波数ｆ３が基準値ｆｓ３よりも高いことはリアクトルＬ１のインダクタンスＬおよびコンデンサＣ２の容量Ｃのいずれかが小さくなっていることを意味するが、この場合、ピーク値Ｐ３は基準値Ｐｓ３よりも大きいので、コンデンサＣ２の容量Ｃは正常であり、コンデンサＣ２に蓄積された電荷が、インダクタンスＬが小さくなったリアクトルＬ１を介して流れ、直流電源Ｂ側に多くの電荷が供給された結果、振動周波数ｆ３が基準値ｆｓ３よりも高く、かつ、ピーク値Ｐ３が基準値Ｐｓ３よりも大きくなったと考えられる。したがって、インダクタンスＬが小さくなってリアクトルＬ１が故障していると判定することにしたものである。
【０１８９】
判定部３０３３Ｂは、振動周波数ｆ３が基準値ｆｓ３よりも高く（ｆ３＞ｆｓ３）、かつ、ピーク値Ｐ３が基準値Ｐｓ３よりも小さいと判定したとき、容量Ｃが小さくなってコンデンサＣ２が故障していると判定する。
【０１９０】
この場合、ピーク値Ｐ３が基準値Ｐｓ３よりも小さいので、コンデンサＣ２の容量Ｃが小さくなり、コンデンサＣ２に蓄積された電荷が正常時よりも少なくなり、リアクトルＬ１を介して直流電源Ｂ側に供給される電荷が減少したと考えられる。コンデンサＣ２に蓄積された電荷が少なくなると、ＮＰＮトランジスタＱ１がオンされた時間から最初のピークＰＣに達するまでの時間が短くなり、かつ、ピーク値Ｐ３も小さくなる。したがって、容量Ｃが小さくなってコンデンサＣ２が故障していると判定することにしたものである。
【０１９１】
判定部３０３３Ｂは、振動周波数ｆ３が基準値ｆｓ３よりも低く（ｆ３＜ｆｓ３）、かつ、ピーク値Ｐ３が基準値Ｐｓ３よりも大きい（Ｐ３＞Ｐｓ３）と判定したとき、容量Ｃが大きくなってコンデンサＣ２が故障していると判定する。
【０１９２】
振動周波数ｆ３が基準値ｆｓ３よりも低いことはリアクトルＬ１のインダクタンスＬおよびコンデンサＣ２の容量Ｃのいずれかが大きくなっていることを意味するが、この場合、ピーク値Ｐ３は基準値Ｐｓ３よりも大きいので、リアクトルＬ１は正常であり、コンデンサＣ２の容量Ｃが大きくなり、コンデンサＣ２に蓄積された電荷が増加したと考えられる。コンデンサＣ２に蓄積された電荷が増加すると、ＮＰＮトランジスタＱ１がオンされた時間から最初のピークＰＣに到達するまでの時間が正常時に比べ長くなり、リアクトルＬ１を介して直流電源Ｂ側に供給される電荷が増加してピーク値Ｐ３が大きくなる。その結果、振動周波数ｆ３が基準値ｆｓ３よりも低くなり、ピーク値Ｐ３が基準値Ｐｓ３よりも大きくなる。したがって、容量Ｃが大きくなってコンデンサＣ２が故障していると判定することにしたものである。
【０１９３】
判定部３０３３Ｂは、振動周波数ｆ３が基準値ｆｓ３よりも低く（ｆ３＜ｆｓ３）、かつ、ピーク値Ｐ３が基準値Ｐｓ３よりも小さい（Ｐ３＜Ｐｓ３）と判定したとき、インダクタンスＬが大きくなってリアクトルＬ１が故障していると判定する。
【０１９４】
この場合、ピーク値Ｐ３が基準値Ｐｓ３よりも小さいので、コンデンサＣ２は正常であり、リアクトルＬ１のインダクタンスＬが大きくなったと考えられる。インダクタンスＬが大きくなるとリアクトルＬ１に電流が流れにくくなる。その結果、ＮＰＮトランジスタＱ１がオンされてから最初のピークＰＣに到達するまでの時間が正常時に比べ長くなり、リアクトルＬ１を介して直流電源Ｂ側に供給される電荷が減少してピーク値Ｐ３は小さくなる。したがって、インダクタンスＬが大きくなってリアクトルＬ１が故障していると判定することにしたものである。
【０１９５】
このように、判定部３０３３Ｂは、振動周波数ｆ３の基準値ｆｓ３との比較結果と、ピーク値Ｐ３の基準値Ｐｓ３との比較結果とに基づいて、リアクトルＬ１およびコンデンサＣ２のいずれかが故障していると判定する。
【０１９６】
そして、判定部３０３３Ｂは、判定結果ＲＥＴ１〜４を制御部３０３１Ｂへ出力する。
【０１９７】
図１６を参照して、実施の形態３におけるリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２の故障判定の動作について説明する。図１６に示すフローチャートは図６に示すフローチャートのステップＳ３，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ９〜Ｓ１１，Ｓ１４をそれぞれステップＳ３Ｂ，Ｓ５Ｂ，Ｓ６Ｂ，Ｓ９Ｂ〜Ｓ１１Ｂ，Ｓ１４Ｂに代えたものであり、その他は図６に示すフローチャートと同じである。
【０１９８】
ステップＳ１，Ｓ２により共振回路が構成された後、電圧センサー１０は、バッテリ電圧Ｖｂ（Ｖｂ＿ｅｍｇ）を検出し、その検出したバッテリ電圧Ｖｂ（Ｖｂ＿ｅｍｇ）を電圧記憶器２２および制御装置３０Ｂへ出力する。そして、電圧記憶器２２はバッテリ電圧Ｖｂ（Ｖｂ＿ｅｍｇ）を記憶する（ステップＳ３Ｂ）。
【０１９９】
ステップＳ４において、一定時間が経過したと判定されると、故障処理手段３０３Ｂは、電圧記憶器２２へアクセスし、電圧記憶器２２に記憶されたバッテリ電圧Ｖｂ（Ｖｂ＿ｅｍｇ）を読み出す。そして、故障処理手段３０３Ｂは、バッテリ電圧Ｖｂ（Ｖｂ＿ｅｍｇ）における時間ΔＴ３を検出し、その検出した時間ΔＴ３を用いてバッテリ電圧Ｖｂ＿ｅｍｇの振動周波数ｆ３を演算する（ステップＳ５Ｂ）。
【０２００】
その後、故障処理手段３０３Ｂは、振動周波数ｆ３が基準値ｆｓ３以内か否かを判定し（ステップＳ６Ｂ）、振動周波数ｆ３が基準値ｆｓ３以内のときリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２は正常であると判定し（ステップＳ７）、振動周波数ｆ３が基準値ｆｓ３以内でないときリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２のいずれかが故障していると判定する（ステップＳ８）。
【０２０１】
リアクトルＬ１およびコンデンサＣ２のいずれかが故障していると判定されたとき、故障処理手段３０３Ｂは、バッテリ電圧Ｖｂ＿ｅｍｇのピーク値Ｐ３を検出し（ステップＳ９Ｂ）、振動周波数ｆ３が基準値ｆｓ３よりも高いか低いかを判定する（ステップＳ１０Ｂ）。そして、振動周波数ｆ３が基準値ｆｓ３よりも高いとき、故障処理手段３０３Ｂは、さらに、ピーク値Ｐ３が基準値Ｐｓ３よりも大きいか小さいかを判定する（ステップＳ１１Ｂ）。
【０２０２】
ピーク値Ｐ３が基準値Ｐｓ３よりも大きいとき、故障処理手段３０３Ｂは、インダクタンスＬが小さくなってリアクトルＬ１が故障していると判定し（ステップＳ１２）、ピーク値Ｐ３が基準値Ｐｓ３よりも小さいとき、故障処理手段３０３Ｂは、容量Ｃが小さくなってコンデンサＣ２が故障していると判定する（ステップＳ１３）。
【０２０３】
一方、ステップＳ１０Ｂにおいて、振動周波数ｆ３が基準値ｆｓ３よりも低いと判定されたとき、故障処理手段３０３Ｂは、さらに、ピーク値Ｐ３が基準値Ｐｓ３よりも大きいか小さいかを判定する（ステップＳ１４Ｂ）。
【０２０４】
そして、ピーク値Ｐ３が基準値Ｐｓ３よりも大きいとき、故障処理手段３０３Ｂは、容量Ｃが大きくなってコンデンサＣ２が故障していると判定し（ステップＳ１５）、ピーク値Ｐ３が基準値Ｐｓ３よりも小さいとき、故障処理手段３０３Ｂは、インダクタンスＬが大きくなってリアクトルＬ１が故障していると判定する（ステップＳ１６）。
【０２０５】
その他は、図６における説明と同じである。
このように、実施の形態３においては、リアクトルＬ１、ＮＰＮトランジスタＱ１およびコンデンサＣ２により共振回路が構成されたときのバッテリ電圧Ｖｂ＿ｅｍｇの振動周波数ｆ３およびピーク値Ｐｓ３に基づいてリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２のいずれが故障しているかが判定される。
【０２０６】
モータ駆動装置１００Ｂの全体動作は、モータ駆動装置１００の動作において故障処理手段３０３の動作を上述した故障処理手段３０３Ｂの動作に代えたものである。
【０２０７】
なお、この発明においては、図１６に示すステップＳ１〜ステップＳ１６によりリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２の故障を判定するものに限らず、図１６に示すステップＳ１〜ステップＳ８によりリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２が故障していると判定するものであればよい。つまり、共振回路が構成されたときのバッテリ電圧Ｖｂ（Ｖｂ＿ｅｍｇ）の振動周波数ｆ３に基づいてリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２の故障を判定するものであればよい。
【０２０８】
また、制御装置３０Ｂにおける電圧変換装置（リアクトルＬ１およびコンデンサＣ２）の故障判定は、実際にはＣＰＵによって実行され、ＣＰＵは、図１６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から読出し、その読出したプログラムを実行して図１６に示すフローチャートに従って電圧変換装置（リアクトルＬ１およびコンデンサＣ２）の故障判定を行なう。したがって、ＲＯＭは、図１６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。
【０２０９】
また、直流電源Ｂ、リアクトルＬ１、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２、コンデンサＣ２、電圧記憶器２２および制御装置３０Ｂは、「電圧変換装置」を構成する。
【０２１０】
さらに、電圧記憶器２２および故障処理手段３０３Ｂは、「故障判定手段」を構成する。
【０２１１】
その他は、実施の形態１と同じである。
実施の形態３によれば、電圧変換装置は、リアクトルＬ１およびコンデンサＣ２によって共振回路が構成されたときのバッテリ電圧Ｖｂ＿ｅｍｇに基づいてリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２の故障判定を行なう制御装置を備えるので、電圧変換装置に含まれる回路素子の故障を判定できる。
【０２１２】
また、制御装置は、バッテリ電圧Ｖｂ＿ｅｍｇの振動周波数に基づいてリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２の故障を判定するので、リアクトルＬ１およびコンデンサＣ２の状態が確実に故障判定に反映され、回路素子の故障を精度良く判定できる。
【０２１３】
さらに、制御装置は、コンデンサＣ２に蓄積された電荷の放電を利用してリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２の故障判定を行なうので、無駄なエネルギーの消費を防止して回路素子の故障を判定できる。
【０２１４】
［実施の形態４］
図１７を参照して、実施の形態４による電圧変換装置を備えるモータ駆動装置１００Ｃは、モータ駆動装置１００の制御装置３０を制御装置３０Ｃに代え、スイッチ４１および配線４３を追加したものであり、その他は、モータ駆動装置１００と同じである。
【０２１５】
スイッチ４１は、その一方端がノードＮ１に接続され、他方端が配線４３の一方端に接続される。配線４３は、その他方端がノードＮ２に接続される。つまり、スイッチ４１および配線４３は、ＮＰＮトランジスタＱ１およびダイオードＤ１に対してバイパス回路を構成するようにノードＮ１とノードＮ２との間に接続される。
【０２１６】
制御装置３０Ｃは、信号ＰＷＭＵ＿Ｌおよび信号ＳＴＰ１（実施の形態４においては信号ＳＴＰに代えて信号ＳＴＰ１が生成される）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へ出力した後、電圧センサー１３からの電圧Ｖｍが電圧Ｖｂ＋αに到達すると、信号ＰＷＭＤ＿Ｌの生成に代えて、スイッチ４１をオンするためのＨレベルの信号ＳＷとＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２を停止するための信号ＳＴＰ２とを生成してそれぞれスイッチ４１および昇圧コンバータ１２へ出力する。制御装置３０Ｃは、その他、制御装置３０と同じ機能を果たす。
【０２１７】
図１８は、制御装置３０Ｃの機能ブロック図を示す。図１８を参照して、制御装置３０Ｃは、制御装置３０の電圧変換制御手段３０２を電圧変換制御手段３０２Ａに代えたものであり、その他は、制御装置３０と同じである。
【０２１８】
なお、モータトルク制御手段３０１は、信号ＳＴＰに代えて信号ＳＴＰ１を生成してインバータ１４へ出力する。
【０２１９】
電圧変換制御手段３０２Ａは、外部ＥＣＵから信号ＩＧＯＦＦを受けると、電圧センサー１３からの電圧Ｖｍが電圧Ｖｂ＋αに到達したか否かを判定し、電圧Ｖｍが電圧Ｖｂ＋αに到達したとき、Ｈレベルの信号ＳＷおよび信号ＳＴＰ２を生成する。そして、電圧変換制御手段３０２Ａは、生成したＨレベルの信号ＳＷをスイッチ４１および故障処理手段３０３へ出力し、生成した信号ＳＴＰ２を昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０２２０】
電圧変換制御手段３０２Ａは、その他、電圧変換制御手段３０２と同じ機能を果たす。
【０２２１】
モータ駆動装置１００Ｃにおいては、外部ＥＣＵから信号ＩＧＯＦＦが入力されると、モータトルク制御手段３０１は、信号ＰＷＭＵ＿Ｌおよび信号ＳＴＰ１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。インバータ１４は、信号ＳＴＰ１に応じて停止される。また、昇圧コンバータ１２は、信号ＰＷＭＵ＿Ｌに応じて電圧Ｖｍが電圧Ｖｂ＋αになるようにバッテリ電圧Ｖｂを昇圧する。
【０２２２】
そして、電圧変換制御手段３０２Ａは、電圧センサー１３からの電圧Ｖｍが電圧Ｖｂ＋αに到達したか否かを判定し、電圧Ｖｍが電圧Ｖｂ＋αに到達するとＨレベルの信号ＳＷと、信号ＳＴＰ２とを生成し、その生成したＨレベルの信号ＳＷをスイッチ４１および故障処理手段３０３へ出力し、生成した信号ＳＴＰ２を昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０２２３】
そうすると、昇圧コンバータ１２は、信号ＳＴＰ２に応じて停止され、スイッチ４１は、Ｈレベルの信号ＳＷに応じてオンされる。これにより、スイッチ４１および配線４３は、ＮＰＮトランジスタＱ１およびダイオードＤ１をバイパスし、リアクトルＬ１、スイッチ４１、配線４３およびコンデンサＣ２は共振回路を構成する。
【０２２４】
なお、実施の形態４においては、故障処理手段３０３は、電圧変換制御手段３０２ＡからのＨレベルの信号ＳＷに応じて電圧記憶器２０へアクセスし、電圧Ｖｍ＿ｅｍｇを読み出す。
【０２２５】
その後、実施の形態１において説明したように、故障処理手段３０３は、電圧Ｖｍ＿ｅｍｇの振動周波数ｆ１およびピーク値Ｐ１に基づいてリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２のいずれかの故障を判定する。
【０２２６】
このように、実施の形態４においては、スイッチ４１および配線４３から成るバイパス回路を付加して共振回路を構成したときの電圧Ｖｍ＿ｅｍｇに基づいてリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２の故障を判定することを特徴とする。
【０２２７】
図１９は、実施の形態４におけるリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２の故障判定の動作を説明するためのフローチャートを示す。図１９に示すフローチャートは図６に示すフローチャートのステップＳ２をステップＳ２Ａに代えたものであり、その他は、図６に示すフローチャートと同じである。
【０２２８】
図１９を参照して、昇圧コンバータ１２が信号ＰＷＭＵ＿Ｌに応じてバッテリ電圧Ｖｂを電圧Ｖｂ＋αに昇圧すると（ステップＳ１）、電圧変換制御手段３０２Ａは、電圧センサー１３からのＶｍが電圧Ｖｂ＋αに到達したことを確認し、Ｈレベルの信号ＳＷと、信号ＳＴＰ２とを生成する。そして、電圧変換制御手段３０２Ａは、生成したＨレベルの信号ＳＷをスイッチ４１および故障処理手段３０３へ出力し、生成した信号ＳＴＰ２を昇圧コンバータ１２へ出力する。スイッチ４１は、Ｈレベルの信号ＳＷによってオンされ、昇圧コンバータ１２は、信号ＳＴＰ２に応じて停止される。
【０２２９】
そして、スイッチ４１および配線４３からなるバイパス回路が付加され、リアクトルＬ１、スイッチ４１、配線４３およびコンデンサＣ２から成る共振回路が構成される（ステップＳ２Ａ）。
【０２３０】
その後、実施の形態１において説明した動作に従ってリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２の故障が判定される。
【０２３１】
なお、実施の形態４による電圧変換装置を備えるモータ駆動装置は、スイッチ４１および配線４３をモータ駆動装置１００Ａまたは１００Ｂに追加したものであってもよい。
【０２３２】
また、制御装置３０Ｃにおける電圧変換装置（リアクトルＬ１およびコンデンサＣ２）の故障判定は、実際にはＣＰＵによって実行され、ＣＰＵは、図１９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から読出し、その読出したプログラムを実行して図１９に示すフローチャートに従って電圧変換装置（リアクトルＬ１およびコンデンサＣ２）の故障判定を行なう。したがって、ＲＯＭは、図１９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。
【０２３３】
また、直流電源Ｂ、リアクトルＬ１、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２、コンデンサＣ２、電圧記憶器２２、制御装置３０Ｂ、スイッチ４１および配線４３は、「電圧変換装置」を構成する。
【０２３４】
さらに、信号ＰＷＭＵ＿Ｌおよび信号ＳＴＰ１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へ出力するモータトルク制御手段３０１およびＨレベルの信号ＳＷと信号ＳＴＰ２とを生成してそれぞれスイッチ４１および昇圧コンバータ１２へ出力する電圧変換制御手段３０２Ａは、共振回路を構成する「制御手段」を構成する。
【０２３５】
その他は、実施の形態１と同じである。
実施の形態４によれば、電圧変換装置は、バイパス回路を付加して共振回路が構成されたときの電圧Ｖｍ＿ｅｍｇに基づいてリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２の故障判定を行なう制御装置を備えるので、ＮＰＮトランジスタを用いずに共振回路を構成して電圧変換装置に含まれる回路素子の故障を判定できる。
【０２３６】
また、共振電流は、配線を介してリアクトルＬ１とコンデンサＣ２との間で流れるので、リアクトルＬ１およびコンデンサＣ２の状態が確実に故障判定に反映され、回路素子の故障を精度良く判定できる。
【０２３７】
さらに、制御装置は、コンデンサＣ２に蓄積された電荷の放電を利用してリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２の故障判定を行なうので、無駄なエネルギーの消費を防止して回路素子の故障を判定できる。
【０２３８】
［実施の形態５］
図２０を参照して、実施の形態５による電圧変換装置を備えるモータ駆動装置１００Ｄは、モータ駆動装置１００の制御装置３０を制御装置３０Ｄに代え、燃料電池６０を追加したものであり、その他は、モータ駆動装置１００と同じである。
【０２３９】
燃料電池６０は、インバータ１４の電源ラインとアースラインとの間に接続される。
【０２４０】
制御装置３０Ｄは、外部ＥＣＵから信号ＩＧＯＦＦを受けると信号ＳＴＰ１，ＳＴＰ２を生成し、その生成した信号ＳＴＰ１をインバータ１４へ出力し、生成した信号ＳＴＰ２を燃料電池６０へ出力する。
【０２４１】
また、制御装置３０Ｄは、信号ＳＴＰ１，ＳＴＰ２を出力した後、電圧センサー１３からの電圧Ｖｍが電圧Ｖｂ＋αに到達したか否かを判定し、電圧Ｖｍが電圧Ｖｂ＋αに到達したとき、信号ＰＷＭＤ＿Ｌを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０２４２】
そして、制御装置３０Ｄは、信号ＰＷＭＵ＿Ｌを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する機能を除いて制御装置３０と同じ機能を果たす。
【０２４３】
図２１は、制御装置３０Ｄの機能ブロック図を示す。図２１を参照して、制御装置３０Ｄは、制御装置３０のモータトルク制御手段３０１をモータトルク制御手段３０１Ａに代え、電圧変換制御手段３０２を電圧変換制御手段３０２Ｂに代えたものであり、その他は、制御装置３０と同じである。
【０２４４】
モータトルク制御手段３０１Ａは、信号ＳＴＰに代えて信号ＳＴＰ１を生成してインバータ１４へ出力する。そして、モータトルク制御手段３０１Ａは、信号ＰＷＭＵ＿Ｌを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する機能を除いてモータトルク制御手段３０１と同じ機能を果たす。
【０２４５】
電圧変換制御手段３０２Ｂは、外部ＥＣＵからの信号ＩＧＯＦＦに応じて信号ＳＴＰ２を生成して燃料電池６０へ出力する。また、電圧変換制御手段３０２Ｂは、信号ＳＴＰ２を出力した後、電圧センサー１３からの電圧Ｖｍが電圧Ｖｂ＋αに到達したか否かを判定し、電圧Ｖｍが電圧Ｖｂ＋αに到達すると、信号ＰＷＭＤ＿Ｌを生成して昇圧コンバータ１２および故障処理手段３０３へ出力する。電圧変換制御手段３０２Ｂは、その他、電圧変換制御手段３０２と同じ機能を果たす。
【０２４６】
図２２は、モータトルク制御手段３０１Ａの機能ブロック図を示す。図２２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のインバータ入力電圧指令演算部５０をインバータ入力電圧指令演算部５０Ａに代えたものであり、その他は、モータトルク制御手段３０１と同じである。
【０２４７】
インバータ入力電圧指令演算部５０Ａは、外部ＥＣＵからの信号ＩＧＯＦＦに応じて電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿Ｌを生成する機能を除いてインバータ入力電圧指令演算部５０と同じ機能を果たす。
【０２４８】
モータ駆動装置１００Ｄにおいては、外部ＥＣＵから信号ＩＧＯＦＦが入力されると、モータトルク制御手段３０１Ａは、信号ＳＴＰ１を生成してインバータ１４へ出力する。インバータ１４は、信号ＳＴＰ１に応じて停止される。
【０２４９】
また、電圧変換制御手段３０２Ｂは、外部ＥＣＵからの信号ＩＧＯＦＦに応じて、信号ＳＴＰ２を生成して燃料電池６０へ出力する。そして、燃料電池６０は、信号ＳＴＰ２に応じて停止される。
【０２５０】
そうすると、電圧変換制御手段３０２Ｂは、信号ＳＴＰ２を出力した後、電圧センサー１３からの電圧Ｖｍが電圧Ｖｂ＋αに到達したか否かを判定し、電圧Ｖｍが電圧Ｖｂ＋αに到達すると信号ＰＷＭＤ＿Ｌを生成して昇圧コンバータ１２および故障処理手段３０３へ出力する。
【０２５１】
そして、昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１は信号ＰＷＭＤ＿Ｌに応じてオンされ、ＮＰＮトランジスタＱ２は信号ＰＷＭＤ＿Ｌに応じてオフされる。これにより、リアクトルＬ１、ＮＰＮトランジスタＱ１およびコンデンサＣ２は共振回路を構成する。
【０２５２】
その後、実施の形態１において説明したように、故障処理手段３０３は、電圧Ｖｍ＿ｅｍｇの振動周波数ｆ１およびピーク値Ｐ１に基づいてリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２の故障を判定する。
【０２５３】
このように、実施の形態５においては、燃料電池６０という付加電源をコンデンサＣ２に並列に接続することにより、コンデンサＣ２の電圧Ｖｍを電圧Ｖｂ＋αに設定した共振回路を構成し、共振回路を構成したときの電圧Ｖｍ＿ｅｍｇに基づいてリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２の故障を判定することを特徴とする。
【０２５４】
図２３は、実施の形態５におけるリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２の故障判定の動作を説明するためのフローチャートを示す。図２３に示すフローチャートは図６に示すフローチャートのステップＳ１をステップＳ１Ａに代えたものであり、その他は、図６に示すフローチャートと同じである。
【０２５５】
図２３を参照して、一連の動作が開始されると、モータトルク制御手段３０１Ａは、外部ＥＣＵからの信号ＩＧＯＦＦに応じて信号ＳＴＰ１を生成してインバータ１４へ出力する。インバータ１４は、信号ＳＴＰ１に応じて停止される。また、電圧変換制御手段３０２Ｂは、外部ＥＣＵからの信号ＩＧＯＦＦに応じて信号ＳＴＰ２を生成して燃料電池６０へ出力する。そして、燃料電池６０は、信号ＳＴＰ２に応じて停止される。
【０２５６】
その後、コンデンサＣ２の電圧Ｖｍが低下し、電圧Ｖｍが電圧Ｖｂ＋αに設定される（ステップＳ１Ａ）。
【０２５７】
その後、上述したステップＳ２〜Ｓ１６が実行され、故障判定の動作が終了する。
【０２５８】
なお、実施の形態５による電圧変換装置を備えるモータ駆動装置は、燃料電池６０をモータ駆動装置１００Ａまたは１００Ｂに追加したものであってもよい。
【０２５９】
また、制御装置３０Ｄにおける電圧変換装置（リアクトルＬ１およびコンデンサＣ２）の故障判定は、実際にはＣＰＵによって実行され、ＣＰＵは、図２３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から読出し、その読出したプログラムを実行して図２３に示すフローチャートに従って電圧変換装置（リアクトルＬ１およびコンデンサＣ２）の故障判定を行なう。したがって、ＲＯＭは、図２３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。
【０２６０】
また、直流電源Ｂ、リアクトルＬ１、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２、コンデンサＣ２、電圧記憶器２２、制御装置３０Ｄおよび燃料電池６０は、「電圧変換装置」を構成する。
【０２６１】
さらに、信号ＳＴＰ１を生成してインバータ１４へ出力するモータトルク制御手段３０１Ａおよび信号ＳＴＰ２を生成して燃料電池６０へ出力し、かつ、信号ＰＷＭＤ＿Ｌを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する電圧変換制御手段３０２Ｂは、共振回路を構成する「制御手段」を構成する。
【０２６２】
その他は、実施の形態１と同じである。
実施の形態５によれば、電圧変換装置は、燃料電池を付加して共振回路が構成されたときの電圧Ｖｍ＿ｅｍｇに基づいてリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２の故障判定を行なう制御装置を備えるので、外部電源を付加することにより共振回路を構成して電圧変換装置に含まれる回路素子の故障を判定できる。
【０２６３】
また、停止された燃料電池の出力電圧が低下することを利用してコンデンサＣ２の電圧Ｖｍを電圧Ｖｂ＋αに設定するので、無駄なエネルギーを使用せずに共振回路を構成できる。
【０２６４】
さらに、制御装置は、コンデンサＣ２に蓄積された電荷の放電を利用してリアクトルＬ１およびコンデンサＣ２の故障判定を行なうので、無駄なエネルギーの消費を防止して回路素子の故障を判定できる。
【０２６５】
なお、この発明は、上述した実施の形態１から実施の形態５に記載した内容以外にも、種々のハイブリッド自動車または電気自動車に適用できることは言うまでもない。たとえば、コンデンサＣ２に対して複数のインバータおよび交流モータを並列に接続し、それぞれのモータ（またはモータジェネレータ）を独立に駆動するようにしてもよい。また、遊星ギア機構を用いたハイブリッド自動車としては、１つのモータジェネレータを遊星ギア機構のサンギアに接続し、エンジンを遊星ギア機構のキャリアに接続し、もう１つのモータジェネレータを遊星ギア機構のリングギアに接続するものも公知であるが、この発明を、このようなハイブリッド自動車にも適用できる。
【０２６６】
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】実施の形態１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ブロック図である。
【図４】図３に示す故障処理手段の機能ブロック図である。
【図５】図１に示す電圧記憶器に記憶された電圧Ｖｍのタイミングチャートである。
【図６】実施の形態１における故障判定の動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】実施の形態２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８】図７に示す制御装置の機能ブロック図である。
【図９】図８に示す故障処理手段の機能ブロック図である。
【図１０】図７に示す電流記憶器に記憶されたリアクトル電流ＩＬのタイミングチャートである。
【図１１】実施の形態２における故障判定の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１２】実施の形態３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１３】図１２に示す制御装置の機能ブロック図である。
【図１４】図１３に示す故障処理手段の機能ブロック図である。
【図１５】図１２に示す電圧記憶器に記憶されたバッテリ電圧Ｖｂのタイミングチャートである。
【図１６】実施の形態３における故障判定の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１７】実施の形態４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１８】図１７に示す制御装置の機能ブロック図である。
【図１９】実施の形態４における故障判定の動作を説明するためのフローチャートである。
【図２０】実施の形態５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２１】図２０に示す制御装置の機能ブロック図である。
【図２２】図２１に示すモータトルク制御手段の機能ブロック図である。
【図２３】実施の形態５における故障判定の動作を説明するためのフローチャートである。
【図２４】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、１１，２４電流センサー、１２昇圧コンバータ、１４，３３０インバータ、１５Ｕ相アーム、１６Ｖ相アーム、１７Ｗ相アーム、２０，２２電圧記憶器、２１電流記憶器、３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ制御装置、４０モータ制御用相電圧演算部、４１スイッチ、４２インバータ用ＰＷＭ信号変換部、４３配線、５０，５０Ａインバータ入力電圧指令演算部、５２コンバータ用デューティー比演算部、５４コンバータ用ＰＷＭ信号変換部、６０燃料電池、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，３００モータ駆動装置、３０１，３０１Ａモータトルク制御手段、３０２，３０２Ａ，３０２Ｂ電圧変換制御手段、３０３，３０３Ａ，３０３Ｂ故障処理手段、３１０双方向コンバータ、３０３１，３０３１Ａ，３０３１Ｂ制御部、３０３２，３０３２Ａ，３０３２Ｂ検出部、３０３３，３０３３Ａ，３０３３Ｂ判定部、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〜Ｑ８，３１２，３１３ＮＰＮトランジスタ、Ｄ１〜Ｄ８，３１４，３１５ダイオード、Ｎ１，Ｎ２ノード、Ｍ１交流モータ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a voltage converter that converts a DC voltage from a DC power supply into a command voltage, and more particularly to a voltage converter that can determine a failure of a circuit element, and a program for causing a computer to execute the failure determination of the voltage converter. The present invention relates to a computer-readable recording medium having recorded therein.
[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 proposed 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 the motor drive device shown in FIG. Referring to FIG. 24, 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 that allow current to flow from the emitter side to the collector side are arranged 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 on which the motor driving device 300 is mounted, the bidirectional converter 310 reduces the DC voltage generated by the AC motor M1 and converts the DC voltage converted by the inverter 330 to supply to the DC power source B. I do.
[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 Vm 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, the bidirectional converter 310 boosts the DC voltage from the DC power supply B and supplies it to the inverter 330, and also reduces the DC voltage generated by the AC motor M1 and converted by the inverter 330 to reduce the DC power supply B Charge.
[0012]
Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2-308935 discloses a method of determining an abnormality of a boost chopper for boosting a DC voltage. That is, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2-308935 discloses an abnormality determination method for determining that the boost chopper is abnormal when the boosted voltage is within an abnormal value range.
[0013]
[Patent Document 1]
JP-A-2-308935
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
However, the method disclosed in JP-A-2-308935 has a problem that it is not possible to specifically determine which circuit element of the boost chopper has failed.
[0015]
Therefore, the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a voltage converter capable of determining a failure of a circuit element.
[0016]
Another object of the present invention is to provide a computer-readable recording medium that stores a program for causing a computer to execute a failure determination of a voltage conversion device.
[0017]
Means for Solving the Problems and Effects of the Invention
According to the present invention, a voltage conversion device includes a capacitor, a switching circuit, a DC power supply, a reactor, a control unit, and a failure determination unit. The switching circuit includes first and second switching elements for the upper arm and the lower arm, and is connected in parallel to the capacitor. The reactor has one end connected to the DC power supply and the other end connected between the first switching element and the second switching element. The control means controls so as to form a resonance circuit using the capacitor and the reactor. The failure determination means is configured to determine whether the capacitor and / or the capacitor is based on one of the first voltage output from the capacitor when the resonance circuit is configured, the reactor current flowing through the reactor, and the second voltage output from the DC power supply. Judgment of reactor failure.
[0018]
Preferably, the failure determination means detects a vibration frequency of any one of the first voltage, the reactor current, and the second voltage, and compares the detected vibration frequency with a reference value to detect a failure of the capacitor and / or the reactor. Is determined.
[0019]
Preferably, the failure determination means detects the vibration frequency by detecting a time until the first peak.
[0020]
Preferably, the failure determination means further detects any one of the peak values of the first voltage, the reactor current, and the second voltage, and compares a result of comparison with the reference value of the detected peak value with a reference value of the vibration frequency. One of the capacitor and the reactor is determined to be faulty based on the combination with the comparison result with
[0021]
Preferably, the failure determination means determines that the reactor has a failure when the vibration frequency is lower than the reference value and the peak value is lower than the reference value.
[0022]
Preferably, the failure determination means determines that the capacitor has a failure when the vibration frequency is lower than the reference value and the peak value is higher than the reference value.
[0023]
Preferably, the failure determination means determines that the capacitor has a failure when the vibration frequency is higher than the reference value and the peak value is lower than the reference value.
[0024]
Preferably, the failure determination means determines that the reactor has a failure when the vibration frequency is higher than the reference value and the peak value is higher than the reference value.
[0025]
Preferably, the control unit sets the voltage on the capacitor side higher than the voltage on the DC power supply side, and turns on the first switching element to configure a resonance circuit.
[0026]
Preferably, the voltage conversion device further includes a wiring. One end of the wiring is connected to the other end of the reactor. The control means sets the voltage on the capacitor side higher than the voltage on the DC power supply side, and connects the other end of the wiring to the positive electrode of the capacitor to form a resonance circuit.
[0027]
Preferably, the voltage conversion device further includes an additional power supply. The additional power supply is connected in parallel to the capacitor. Then, the control means stops the additional power supply and turns on the first switching element to form a resonance circuit.
[0028]
Further, according to the present invention, a computer-readable recording medium storing a program for causing a computer to execute a failure determination of a voltage converter that converts a DC voltage output from a DC power supply to an output voltage and supplies the output voltage to a capacitor Is a first step of forming a resonance circuit using a capacitor and a reactor included in the voltage converter, a first voltage output from the capacitor when the resonance circuit is formed, a reactor current flowing through the reactor and A second step of detecting and storing any one of the second voltages output from the DC power supply, based on one of the first voltage, the reactor current, and the second voltage stored in the second step And a third step of determining whether the capacitor and / or the reactor has failed by the computer. A computer readable recording medium recording a gram.
[0029]
Preferably, the third step includes a first sub-step of detecting any one of a vibration frequency of the first voltage, the reactor current, and the second voltage, and a second step of comparing the detected vibration frequency with a reference value. And a third sub-step of determining that at least one of the capacitor and the reactor is faulty when the vibration frequency is different from the reference value.
[0030]
Preferably, the third step includes a first sub-step of detecting any one of a vibration frequency of the first voltage, the reactor current, and the second voltage, and a second step of comparing the detected vibration frequency with a reference value. , A third sub-step of detecting any one of the peak values of the first voltage, the reactor current and the second voltage stored in the second step, and setting the detected peak value as a reference value. A fourth sub-step of comparison, a fifth step of determining that one of the capacitor and the reactor has a failure based on a comparison result of the vibration frequency with the reference value and a comparison result of the peak value with the reference value. And sub-steps.
[0031]
Preferably, the fifth sub-step determines that the reactor is faulty when the vibration frequency is lower than the reference value and the peak value is lower than the reference value.
[0032]
Preferably, the fifth sub-step determines that the capacitor is faulty when the vibration frequency is lower than the reference value and the peak value is higher than the reference value.
[0033]
Preferably, the fifth sub-step determines that the capacitor is faulty when the vibration frequency is higher than the reference value and the peak value is lower than the reference value.
[0034]
Preferably, the fifth sub-step determines that the reactor is faulty when the vibration frequency is higher than the reference value and the peak value is higher than the reference value.
[0035]
Preferably, the first sub-step detects a vibration frequency by detecting a time until a first peak.
[0036]
In the present invention, any one of the voltage of the capacitor, the voltage of the DC power supply, and the reactor current when the resonance circuit is configured by the reactor and the capacitor is detected, and the reactor and / or the reactor are determined based on the detected voltage or the reactor current. A failure of the capacitor is determined.
[0037]
More specifically, the failure of the reactor and / or the capacitor is determined based on the detected oscillation frequency of the capacitor voltage, the DC power supply voltage, and the reactor current.
[0038]
Further, it is determined that any one of the reactor and the capacitor has failed based on the detected oscillation frequency and peak value of the voltage of the capacitor, the voltage of the DC power supply, and the reactor current.
[0039]
Therefore, according to the present invention, a failure of a circuit element can be determined.
[0040]
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.
[0041]
[Embodiment 1]
Referring to FIG. 1, motor drive device 100 including the voltage converter according to the first embodiment includes a DC power supply B,

voltage sensors

10 and 13, system relays SR1 and SR2, capacitors C1 and C2, and a booster. It includes a converter 12, an inverter 14, a voltage storage 20, a current sensor 24, and a control device 30. AC motor M1 is a drive motor for generating torque for driving drive wheels of a hybrid vehicle or an electric vehicle. Alternatively, AC motor M1 may be used as a motor having a function of a generator driven by the engine and operating as an electric motor for the engine, for example, to start the engine.
[0042]
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 arranged between the collector and the emitter of each of the NPN transistors Q1 and Q2.
[0043]
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.
[0044]
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.
[0045]
An intermediate point of each phase arm of inverter 14 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.
[0046]
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 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) signal SE from control device 30 and turned off by L (logic low) signal SE from control device 30. Capacitor C 1 smoothes DC voltage Vb supplied from DC power supply B, and supplies the smoothed DC voltage to boost converter 12.
[0047]
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 PWMU from control device 30, boosting converter 12 boosts the DC voltage according to the period during which NPN transistor Q 2 is turned on by signal PWMU, and supplies the boosted DC voltage to capacitor C 2. In this case, the NPN transistor Q1 is turned off by the signal PWMU.
[0048]
Further, boost converter 12 boosts the DC voltage supplied from capacitor C1 to voltage Vb + α in order to perform a failure determination described later, in accordance with signal PWMU_L from control device 30. Α is set to a value at which no overcurrent flows through NPN transistor Q1 and reactor L1 when NPN transistor Q2 is turned off and NPN transistor Q1 is turned on.
[0049]
Further, boost converter 12 charges DC power supply B by reducing the DC voltage supplied from inverter 14 via capacitor C2 in accordance with signal PWMD from control device 30.
[0050]
Further, when boost converter 12 receives signal PWMD_L from control device 30, NPN transistor Q1 is turned on and NPN transistor Q2 is turned off.
[0051]
Capacitor C2 smoothes the DC voltage from boost converter 12 and supplies the smoothed DC voltage to inverter 14. Voltage sensor 13 detects the voltage across capacitor C2, that is, the output voltage Vm of boost converter 12 (corresponding to the input voltage to inverter 14, the same applies hereinafter), and stores the detected output voltage Vm in a voltage storage. 20 and the control device 30.
[0052]
When a DC voltage is supplied from capacitor C2, inverter 14 converts the DC voltage into 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. 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.
[0053]
Note that the regenerative braking referred to here is braking with regenerative power generation when a driver driving 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 the vehicle (or stopping acceleration) while generating regenerative power.
[0054]
The voltage storage unit 20 stores the voltage Vm from the voltage sensor 13 and outputs the stored voltage Vm to the control device 30 in response to access from the control device 30.
[0055]
Current sensor 24 detects motor current MCRT flowing through AC motor M 1 and outputs the detected motor current MCRT to control device 30.
[0056]
Control device 30 includes a torque command value TR and a motor rotation speed MRN from an externally provided ECU (Electrical Control Unit), a DC voltage Vb from voltage sensor 10, an output voltage Vm from voltage sensor 13, and a current sensor 24. Of the motor current MCRT. Then, control device 30 converts signal PWMU for driving boost converter 12 and inverter 14 based on torque command value TR, motor rotation speed MRN, DC voltage Vb, output voltage Vm and motor current MCRT by a method described later, based on the following. A signal PWMI for driving is generated, and the generated signal PWMU and signal PWMI are output to boost converter 12 and inverter 14, respectively.
[0057]
Signal PWMU is a signal for driving boost converter 12 when boost converter 12 converts the DC voltage from capacitor C1 to output voltage Vm. Then, when boost converter 12 converts the DC voltage to output voltage Vm, control device 30 performs feedback control on output voltage Vm and drives boost converter 12 so that output voltage Vm becomes the commanded voltage command Vdc_com. To generate a signal PWMU.
[0058]
When receiving a signal IGOFF indicating that the ignition key has been turned off from the external ECU, control device 30 outputs signal PWMU_L for increasing DC voltage Vb to voltage Vb + α and signal STP for stopping inverter 14. And outputs the generated signal PWMU_L and signal STP to boost converter 12 and inverter 14, respectively.
[0059]
Note that a method of generating the signals PWMU and PWMU_L will be described later.
Further, when control device 30 receives a signal RGE indicating that the hybrid vehicle or the electric vehicle has entered the regenerative braking mode from the external ECU, signal PWMC for converting the AC voltage generated by AC motor M1 into 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.
[0060]
Further, when receiving a signal RGE indicating that the regenerative braking mode has been entered from the external ECU, control device 30 generates a signal PWMD for stepping down the DC voltage supplied from inverter 14, and generates signal PWMD to generate the signal PWMD. 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.
[0061]
Further, control device 30 receives signal IGOFF from the external ECU, determines whether voltage Vm from voltage sensor 13 has reached voltage Vb + α, and generates signal PWMD_L when voltage Vm has reached voltage Vb + α. And outputs it to boost converter 12. Then, after outputting signal PWMD_L to boost converter 12, control device 30 accesses voltage storage device 20 and reads out voltage Vm (Vm_emg) stored in voltage storage device 20 after a certain period of time has elapsed. After that, the control device 30 detects the vibration frequency f1 and the peak value P1 of the read voltage Vm_emg, and based on the detected vibration frequency f1 and the peak value P1, any one of the reactor L1 and the capacitor C2 fails by a method described later. Is determined, and the determination results RET1 to RET4 are output to a display (not shown) provided outside.
[0062]
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.
[0063]
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 voltage conversion control unit 302, and a failure processing unit 303. Based on torque command value TR, DC voltage Vb, motor current MCRT, motor rotation speed MRN, and output voltage Vm of boost converter 12, motor torque control means 301 drives boost converter 12 according to a method described later when AC motor M1 is driven. , And a signal PWMI for turning on / off NPN transistors Q3 to Q8 of inverter 14 are generated. Then, motor torque control means 301 outputs signal PWMU to boost converter 12 and outputs signal PWMI to inverter 14.
[0064]
Further, motor torque control means 301 receives signal IGOFF from the external ECU, generates signal PWMU_L and signal STP, and outputs them to boost converter 12 and inverter 14, respectively.
[0065]
Voltage conversion control means 302 receives a signal RGE indicating that the hybrid vehicle or the electric vehicle has entered the regenerative braking mode from the external ECU during regenerative braking, and converts the AC voltage generated by AC motor M1 into a DC voltage. Is generated and output to the inverter 14.
[0066]
Further, upon receiving signal RGE from the external ECU during regenerative braking, voltage conversion control means 302 generates signal PWMD for stepping down the DC voltage supplied from inverter 14 and outputs the signal to step-up converter 12. As described above, the boost converter 12 can also decrease the voltage by the signal PWMD for decreasing the DC voltage, and thus has the function of a bidirectional converter.
[0067]
Further, upon receiving signal IGOFF from the external ECU, voltage conversion control means 302 determines whether voltage Vm from voltage sensor 13 has reached voltage Vb + α, and when voltage Vm reaches voltage Vb + α, signal PWMD_L Is generated and output to the boost converter 12 and the failure processing means 303.
[0068]
Upon receiving the signal PWMU_L from the voltage conversion control means 302, the failure processing means 303 determines whether or not a fixed time has elapsed since receiving the signal PWMU_L. To read the voltage Vm_emg. Then, the failure processing unit 303 detects the vibration frequency f1 and the peak value P1 of the read voltage Vm_emg, and based on the detected vibration frequency f1 and the peak value P1, which of the reactor L1 and the capacitor C2 has failed. Is determined. A specific method for determining which of the reactor L1 and the capacitor C2 has failed will be described later.
[0069]
Then, the failure processing unit 303 outputs the determination results RET1 to RET4 to a display (not shown) provided outside.
[0070]
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 calculator 40, inverter PWM signal converter 42, inverter input voltage command calculator 50, and converter duty ratio calculator 52. And a converter PWM signal conversion unit 54.
[0071]
Motor control phase voltage calculator 40 receives output voltage Vm 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
[0072]
The inverter PWM signal converter 42 actually generates a signal PWMI for 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 calculator 40, and generates the signal. The output signal PWMI is output to each of the NPN transistors Q3 to Q8 of the inverter 14.
[0073]
As a result, each of the NPN transistors Q3 to Q8 of the inverter 14 is switching-controlled, and controls the current flowing to each phase of the AC motor M1 so that the 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.
[0074]
Further, upon receiving signal IGOFF from the external ECU, inverter PWM signal converter 42 turns off NPN transistors Q3 to Q8 of inverter 14 regardless of the calculation result received from motor control phase voltage calculator 40. The signal STP is generated and output to the inverter 14.
[0075]
On the other hand, inverter input voltage command calculation unit 50 calculates an optimum value (target value) of the inverter input voltage, that is, voltage command Vdc_com based on torque command value TR and motor rotation speed MRN, and calculates the calculated voltage command Vdc_com. Output to converter duty ratio calculation unit 52.
[0076]
Further, upon receiving signal IGOFF from the external ECU, inverter input voltage command calculating section 50 generates voltage command Vdc_com_L and outputs it to converter duty ratio calculating section 52 irrespective of torque command value TR from the external ECU.
[0077]
Voltage command Vdc_com_L is a voltage command for setting output voltage Vm of boost converter 12 to voltage Vb + α.
[0078]
Converter duty ratio calculator 52 outputs output voltage Vm from voltage sensor 13 based on the DC voltage (also referred to as “battery voltage”) Vb from voltage sensor 10, and outputs a voltage command from inverter input voltage command calculator 50. A duty ratio for setting to Vdc_com or Vdc_com_L is calculated, and the calculated duty ratio is output to the converter PWM signal conversion unit 54.
[0079]
Converter PWM signal converter 54 generates signals PWMU and PWMU_L for turning on / off NPN transistors Q1 and Q2 of boost converter 12 based on the duty ratio from converter duty ratio calculator 52. Then, converter PWM signal converter 54 outputs the generated signals PWMU, PWMU_L to NPN transistors Q1, Q2 of boost converter 12.
[0080]
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.
[0081]
FIG. 4 shows a functional block diagram of the failure processing means 303 shown in FIG. Referring to FIG. 4, failure processing unit 303 includes a control unit 3031, a detection unit 3032, and a determination unit 3033.
[0082]
When receiving the signal PWMD_L from the voltage conversion control unit 302, the control unit 3031 determines whether or not a fixed time has elapsed since receiving the signal PWMD_L. Access and read the voltage Vm_emg. Then, the control unit 3031 outputs the read voltage Vm_emg to the detection unit 3032. When receiving the determination results RET1 to RET4 from the determination unit 3033, the control unit 3031 outputs the determination results RET1 to RET4 to a display (not shown) provided outside.
[0083]
With reference to FIG. 5, a description will be given of a method of detecting vibration frequency f1 and peak value P1 of voltage Vm_emg in detection unit 3032. After receiving the signal PWMD_L from the voltage conversion control unit 302, the control unit 3031 reads out the voltage Vm_emg after a certain period of time has elapsed, as described above. Then, signal PWMD_L is output to boost converter 12 after inverter 14 is stopped by signal STP and voltage Vm across capacitor C2 reaches voltage Vb + α. Therefore, when NPN transistor Q1 of boost converter 12 is turned on and NPN transistor Q2 is turned off in response to signal PWMD_L, voltage Vm across capacitor C2 is equal to voltage Vb + α. Then, reactor L1, NPN transistor Q1, and capacitor C2 form a resonance circuit in which a resonance current flows from capacitor C2 toward reactor L1.
[0084]
As a result, the voltage storage unit 20 receives the periodically oscillating voltage Vm_emg from the voltage sensor 13 and stores the received voltage Vm_emg. Therefore, the voltage Vm_emg read from the voltage storage unit 20 by the control unit 3031 is represented by a curve k1. Has a waveform indicated by When the NPN transistor Q1 is turned on at the timing t1, the electric charge accumulated in the capacitor C2 flows to the reactor L1 side via the NPN transistor Q1, but since a resonance circuit is formed by the reactor L1 and the capacitor C2, the timing t1 Thereafter, a resonance current flows between reactor L1 and capacitor C2. As a result, the voltage Vm across the capacitor C2 has a waveform that periodically oscillates.
[0085]
Upon receiving the voltage Vm_emg from the control unit 3031, the detection unit 3032 incorporates the time from the time when the NPN transistor Q1 is turned on to the first peak PA of the voltage Vm_emg, that is, the time ΔT1 from the timing t1 to the timing t2. It measures with a timer, and calculates the vibration frequency f1 of the voltage Vm_emg based on the measured time ΔT1. That is, the detecting unit 3032 obtains the vibration frequency f1 by calculating 1 / (4 × ΔT1) using the measured time ΔT1. The detecting unit 3032 detects the peak value P1 of the first peak PA based on the voltage Vm_emg. Then, the detecting unit 3032 outputs the vibration frequency f1 and the peak value P1 to the determining unit 3033.
[0086]
Note that the reason why the oscillation frequency f1 is calculated based on the time from the time when the NPN transistor Q1 is turned on to the first peak PA of the voltage Vm_emg is that the first peak PA appears more than the other peaks. This is because the vibration frequency can be easily obtained more accurately.
[0087]
However, in the present invention, the oscillation frequency f1 of the voltage Vm_emg is not limited to the method based on the time from when the NPN transistor Q1 is turned on to the first peak PA of the voltage Vm_emg, but may be obtained by any method. Is also good.
[0088]
Referring again to FIG. 4, upon receiving vibration frequency f1 and peak value P1 from detection unit 3032, determination unit 3033 compares vibration frequency f1 with reference value fs1, and determines whether vibration frequency f1 is within reference value fs1. Is determined. Then, when vibration frequency f1 is within reference value fs1, determination unit 3033 determines that reactor L1 and capacitor C2 are normal, and when vibration frequency f1 is not within reference value fs1, one of reactor L1 and capacitor C2 fails. It is determined that it is.
[0089]
When determining that one of the reactor L1 and the capacitor C2 has failed, that is, when the vibration frequency f1 is not within the reference value fs1, the determination unit 3033 further compares the peak value P1 with the reference value Ps1, It is determined whether the peak value P1 is larger or smaller than the reference value Ps1.
[0090]
The case where the vibration frequency f1 is not within the reference value fs1 includes a case where the vibration frequency f1 is higher than the reference value fs1 (f1> fs1) and a case where the vibration frequency f1 is lower than the reference value fs1 (f1 <fs1). . Therefore, based on the comparison result of vibration frequency f1 with reference value fs1 and the comparison result of peak value P1 with reference value Ps1, one of reactor L1 and capacitor C2 is determined as shown in Table 1. It is determined that a failure has occurred.
[0091]
[Table 1]

That is, when the determination unit 3033 determines that the vibration frequency f1 is higher than the reference value fs1 (f1> fs1) and the peak value P1 is higher than the reference value Ps1 (P1> Ps1), the inductance L decreases. It is determined that the reactor L1 has failed.
[0092]
The fact that the vibration frequency f1 is higher than the reference value fs1 means that either the inductance L of the reactor L1 or the capacitance C of the capacitor C2 is small, but in this case, the peak value P1 is larger than the reference value Ps1. Therefore, the capacitance C of the capacitor C2 is normal, and the electric charge accumulated in the capacitor C2 flows through the reactor L1 having the reduced inductance L, so that the vibration frequency f1 is higher than the reference value fs1 and the peak is higher. It is considered that the value P1 has become larger than the reference value Ps1. Therefore, it is determined that the inductance L is small and the reactor L1 is out of order.
[0093]
When the determining unit 3033 determines that the vibration frequency f1 is higher than the reference value fs1 (f1> fs1) and the peak value P1 is smaller than the reference value Ps1 (P1 <Ps1), the capacitance C decreases and the capacitor It is determined that C2 has failed.
[0094]
In this case, since the peak value P1 is smaller than the reference value Ps1, it is considered that the capacitance C of the capacitor C2 is reduced, and the electric charge stored in the capacitor C2 is smaller than in the normal state. When the electric charge stored in the capacitor C2 decreases, the time from when the NPN transistor Q1 is turned on to when the first peak PA is reached becomes shorter, and the peak value P1 also becomes smaller. Therefore, it is determined that the capacitance C has decreased and the capacitor C2 has failed.
[0095]
When determining that the vibration frequency f1 is lower than the reference value fs1 (f1 <fs1) and the peak value P1 is higher than the reference value Ps1 (P1> Ps1), the determination unit 3033 increases the capacitance C and increases the capacitance. It is determined that C2 has failed.
[0096]
The fact that the vibration frequency f1 is lower than the reference value fs1 means that one of the inductance L of the reactor L1 and the capacitance C of the capacitor C2 is larger. In this case, the peak value P1 is larger than the reference value Ps1. Therefore, it is considered that the reactor L1 is normal, the capacitance C of the capacitor C2 has increased, and the electric charge accumulated in the capacitor C2 has increased. When the charge accumulated in the capacitor C2 increases, the time from when the NPN transistor Q1 is turned on until it reaches the first peak PA becomes longer than in the normal state, and the peak value P1 increases. As a result, the vibration frequency f1 becomes lower than the reference value fs1, and the peak value P1 becomes higher than the reference value Ps1. Therefore, it is determined that the capacitance C has increased and the capacitor C2 has failed.
[0097]
When the determining unit 3033 determines that the vibration frequency f1 is lower than the reference value fs1 (f1 <fs1) and the peak value P1 is lower than the reference value Ps1 (P1 <Ps1), the inductance L increases and the reactor becomes larger. It is determined that L1 has failed.
[0098]
In this case, since the peak value P1 is smaller than the reference value Ps1, it is considered that the capacitor C2 is normal and the inductance L of the reactor L1 has increased. When the inductance L increases, it becomes difficult for the current to flow through the reactor L1. As a result, the time from when the NPN transistor Q1 is turned on until it reaches the first peak PA becomes longer, and the peak value P1 becomes smaller. Therefore, it is determined that the inductance L has increased and the reactor L1 has failed.
[0099]
As described above, based on the comparison result of the vibration frequency f1 with the reference value fs1 and the comparison result of the peak value P1 with the reference value Ps1, one of the reactor L1 and the capacitor C2 fails. It is determined that there is.
[0100]
Then, the determination unit 3033 outputs the determination results RET1 to RET4 to the control unit 3031. In this case, the determination result RET1 indicates that it is determined that the reactor L1 has failed because the inductance L of the reactor L1 has decreased, and the determination result RET2 indicates that the capacitor C2 has failed because the capacitance C has decreased. The determination result RET3 indicates that the capacitor C2 has failed due to the increase in the capacitance C, and the determination result RET4 indicates that the inductance L has increased. It indicates that it has been determined that reactor L1 has failed.
[0101]
Referring to FIG. 6, the operation of failure determination of reactor L1 and capacitor C2 in the first embodiment will be described. When a series of operations is started, motor torque control means 301 of control device 30 generates signal PWMU_L and signal STP according to signal IGOFF from the external ECU, and outputs them to boost converter 12 and inverter 14, respectively. Inverter 14 is stopped in response to signal STP from control device 30. Further, boost converter 12 boosts the DC voltage from capacitor C1 according to signal PWMU_L from control device 30 so that output voltage Vm becomes voltage Vb + α (step S1).
[0102]
After receiving signal IGOFF from the external ECU, voltage conversion control means 302 determines whether voltage Vm from voltage sensor 13 has reached voltage Vb + α, and generates signal PWMD_L when voltage Vm reaches voltage Vb + α. And outputs it to boost converter 12 and failure processing means 303. Then, in response to signal PWMD_L, NPN transistor Q1 of boost converter 12 is turned on, and NPN transistor Q2 is turned off (step S2). Thereby, the reactor L1, the NPN transistor Q1, and the capacitor C2 form a resonance circuit.
[0103]
Voltage sensor 13 detects voltage Vm across capacitor C2, and outputs the detected voltage Vm to voltage storage device 20 and control device 30. Then, the voltage storage device 20 stores the voltage Vm from the voltage sensor 13. After receiving the signal PWMD_L from the voltage conversion control unit 302, the failure processing unit 303 determines whether a predetermined time has elapsed (step S4). When the fixed time has not elapsed, steps S3 and S4 are repeatedly executed.
[0104]
If it is determined in step S4 that the predetermined time has elapsed, the failure processing unit 303 accesses the voltage storage device 20 and reads out the stored voltage Vm (Vm_emg). Then, the failure processing unit 303 calculates the vibration frequency f1 of the read voltage Vm_emg by the above-described method (step S5), and determines whether the vibration frequency f1 is within the reference value fs1 (step S6).
[0105]
When the vibration frequency f1 is within the reference value fs1, the failure processing unit 303 determines that the reactor L1 and the capacitor C2 are normal (step S7), and when the vibration frequency f1 is not within the reference value fs1, the failure processing unit 303 Determines that one of the reactor L1 and the capacitor C2 has failed (step S8).
[0106]
When it is determined that one of reactor L1 and capacitor C2 has failed, failure processing means 303 detects the first peak value P1 of voltage Vm_emg (step S9). Then, the failure processing unit 303 determines whether the vibration frequency f1 is lower or higher than the reference value fs1 (step S10). When the vibration frequency f1 is higher than the reference value fs1, the peak value P1 is higher than the reference value Ps1. It is further determined whether it is larger or smaller (step S11).
[0107]
Failure processing means 303 determines that reactor L1 has failed when peak value P1 is larger than reference value Ps1 (step S12), and that capacitor C2 has failed when peak value P1 is smaller than reference value Ps1. Is determined (step S13).
[0108]
On the other hand, when it is determined in step S10 that the vibration frequency f1 is lower than the reference value fs1, the failure processing unit 303 further determines whether the peak value P1 is higher or lower than the reference value Ps1 (step S14). . When the peak value P1 is larger than the reference value Ps1, the failure processing unit 303 determines that the capacitor C2 has failed (step S15), and when the peak value P1 is smaller than the reference value Ps1, the failure processing unit 303 has 303 determines that the reactor L1 has failed (step S16).
[0109]
Then, after any of steps S12, S13, S15, and S16, the operation of failure determination ends.
[0110]
As described above, in the present invention, when signal IGOFF is input from external ECU to motor drive device 100, control device 30 forms a resonance circuit with reactor L1, NPN transistor Q1, and capacitor C2. Then, the voltage sensor 13 detects the voltage Vm across the capacitor C2 when the electric charge accumulated in the capacitor C2 flows through the resonance circuit, and the failure processing unit 303 detects the voltage Vm based on the vibration frequency f1 of the detected voltage Vm. , It is determined that one of reactor L1 and capacitor C2 has failed. Further, the failure processing unit 303 determines which of the reactor L1 and the capacitor C2 has a failure based on a comparison result between the vibration frequency f1 and the reference value fs1 and a comparison result between the first peak value P1 of the voltage Vm and the reference value Ps1. It is determined whether or not.
[0111]
In the present invention, it is not limited to determining the failure of reactor L1 and capacitor C2 in steps S1 to S16 described above, and any one of reactor L1 and capacitor C2 may be failed in steps S1 to S8. What is necessary is just to judge. That is, any device may be used as long as the failure of either the reactor L1 or the capacitor C2 is determined based on the vibration frequency f1 of the voltage Vm_emg when the resonance circuit is configured.
[0112]
As described above, the failure determination of reactor L1 and capacitor C2 is performed after signal IGOFF is input to motor drive device 100, that is, when the hybrid vehicle or electric vehicle on which motor drive device 100 is mounted stops. When the hybrid vehicle or the electric vehicle is stopped, the electric charge stored in the capacitor C2 is normally discharged. However, the failure determination according to the present invention is performed using the discharge of the capacitor C2 which is normally performed, so that energy is wasted. Consumption can be prevented.
[0113]
Further, the failure determination according to the present invention is performed not only when the hybrid vehicle or the electric vehicle equipped with the motor drive device 100 is completely stopped but also when the vehicle is stopped by a red light or the like during traveling.
[0114]
Further, the failure determination according to the present invention is performed during a period in which the operation of boost converter 12 may be stopped even while the hybrid vehicle or the electric vehicle is running. Since the time required for detecting the above-described vibration frequency f1 and peak value P1 is extremely short, which is several seconds or less, it is possible to execute the failure determination according to the present invention while the hybrid vehicle or the electric vehicle is running.
[0115]
Referring again to FIG. 1, the overall operation of motor drive device 100 will be described. When the entire operation is started, control device 30 generates an 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.
[0116]
Voltage sensor 10 detects DC voltage Vb output from DC power supply B, and outputs the detected DC voltage Vb to control device 30. The voltage sensor 13 detects the voltage Vm across the capacitor C2 and outputs the detected voltage Vm to the voltage storage 20 and the control device 30. Further, current sensor 24 detects motor current MCRT flowing through AC motor M 1 and outputs it to control device 30. Control device 30 receives torque command value TR and motor rotation speed MRN from the external ECU.
[0117]
Then, control device 30 generates signal PWMI by the above-described method based on DC voltage Vb, output voltage Vm, motor current MCRT, torque command value TR, and motor rotation speed MRN, and outputs generated signal PWMI to inverter 14. Output to
[0118]
When inverter 14 drives AC motor M1, control device 30 controls NPN transistor of boost converter 12 based on DC voltage Vb, output voltage Vm, motor current MCRT, torque command value TR, and motor speed MRN. A signal PWMU for controlling switching of Q1 and Q2 is generated, and the generated signal PWMU is output to boost converter 12.
[0119]
Then, NPN transistors Q1 and Q2 are turned on / off in response to signal PWMU, and boost converter 12 boosts DC voltage Vb from DC power supply B according to a period during which NPN transistor Q2 is turned on, and boosts the voltage. A DC voltage is supplied to the capacitor C2. Then, inverter 14 converts the DC voltage smoothed by capacitor C2 into an AC voltage by signal PWMI from control device 30, and drives AC motor M1. Thereby, AC motor M1 generates a torque specified by torque command value TR.
[0120]
At the time of regenerative braking of a hybrid vehicle or an electric vehicle equipped with motor drive device 100, control device 30 receives a signal RGE from an external ECU, generates a signal PWMC in accordance with the received signal RGE, and generates a signal PWMC. 14 to generate a signal PWMD and output it to the boost converter 12.
[0121]
Then, inverter 14 converts the AC voltage generated by AC motor M1 into a DC voltage according to signal PWMC, and supplies the converted DC voltage to boost converter 12 via capacitor C2. Boost converter 12 receives the DC voltage from capacitor C2, reduces the received DC voltage by signal PWMD, and supplies the reduced DC voltage to DC power supply B. Thus, the power generated by AC motor M1 is charged to DC power supply B.
[0122]
Then, when signal IGOFF is input from external ECU to motor drive device 100, control device 30 generates signal PWMU_L and signal STP and outputs them to boost converter 12 and inverter 14, respectively. Inverter 14 is stopped according to signal STP, and boost converter 12 boosts DC voltage Vb according to signal PWMU_L such that voltage Vm becomes voltage Vb + α. Control device 30 also determines whether voltage Vm from voltage sensor 13 has reached voltage Vb + α, and when voltage Vm has reached voltage Vb + α, generates signal PWMD_L and outputs it to boost converter 12.
[0123]
Then, NPN transistor Q1 of boost converter 12 is turned on in response to signal PWMD_L, NPN transistor Q2 is turned off in response to signal PWMD_L, and reactor L1, NPN transistor Q1 and capacitor C2 constitute a resonance circuit. Then, the voltage sensor 13 detects the voltage Vm across the capacitor C2 and outputs it to the voltage storage 20 and the control device 30. The failure processing means 303 of the control device 30 accesses the voltage storage 20 and reads out the voltage Vm (Vm_emg) when a certain time has elapsed after receiving the signal PWMD_L from the voltage conversion control means 302, and reads the read voltage Vm_emg. The vibration frequency f1 and the peak value P1 are detected. The failure processing unit 303 compares the vibration frequency f1 with the reference value fs1 to determine whether or not the vibration frequency f1 is within the reference value fs1, and when the vibration frequency f1 is within the reference value fs1, the reactor L1 and the capacitor C2. Is determined to be normal. When the vibration frequency f1 is not within the reference value fs1, the failure processing unit 303 determines that one of the reactor L1 and the capacitor C2 has failed.
[0124]
When one of the reactor L1 and the capacitor C2 has failed, the failure processing unit 303 compares the height relationship between the vibration frequency f1 and the reference value fs1, and further determines the magnitude relationship between the peak value P1 and the reference value Ps1. Compare. The failure processing means 303 determines that one of the reactor L1 and the capacitor C2 has failed as shown in Table 1 according to the two comparison results, and provides the determination results RET1 to RET4 to the outside. Output to the display. Thus, a series of operations ends.
[0125]
Note that the failure determination of the voltage conversion device (reactor L1 and capacitor C2) in the control device 30 is actually executed by a CPU (Central Processing Unit), and the CPU executes a program including the steps of the flowchart shown in FIG. Read only memory (Read Only Memory), and executes the read program to determine the failure of the voltage converter (reactor L1 and capacitor C2) according to the flowchart shown in FIG. Therefore, the ROM corresponds to a computer (CPU) readable recording medium that stores a program including the steps of the flowchart illustrated in FIG.
[0126]
The DC power supply B, the reactor L1, the NPN transistors Q1 and Q2, the capacitor C2, the voltage storage device 20, and the control device 30 constitute a “voltage conversion device”.
[0127]
Further, the NPN transistors Q1 and Q2 connected in series form a “switching circuit”.
[0128]
Further, motor torque control means 301 for generating signal PWMU_L and signal STP and outputting them to boost converter 12 and inverter 14, respectively, and voltage conversion control means 302 for generating signal PWMD_L and outputting it to boost converter 12, include a resonance circuit. The "control means" to be configured is configured.
[0129]
Further, the voltage storage device 20 and the failure processing means 303 constitute "failure determination means".
[0130]
According to the first embodiment, the voltage conversion device performs a failure determination of reactor L1 and capacitor C2 based on voltage Vm (Vm_emg) of capacitor C2 when a resonance circuit is formed by reactor L1 and capacitor C2. Is provided, the failure of the circuit element included in the voltage conversion device can be determined.
[0131]
Further, since the control device determines the failure of reactor L1 and capacitor C2 based on the vibration frequency of voltage Vm (Vm_emg) of capacitor C2, the state of reactor L1 and capacitor C2 is reliably reflected in the failure determination, and the circuit element Can be accurately determined.
[0132]
Further, the control device determines the failure of the reactor L1 and the capacitor C2 by using the discharge of the electric charge accumulated in the capacitor C2, so that it is possible to determine the failure of the circuit element by preventing wasteful energy consumption.
[0133]
[Embodiment 2]
Referring to FIG. 7, motor drive device 100A including the voltage conversion device according to the second embodiment replaces voltage storage device 20 of motor drive device 100 with current storage device 21, and replaces control device 30 with control device 30A. , The current sensor 11 is added, and the other components are the same as those of the motor driving device 100.
[0134]
Current sensor 11 detects reactor current IL flowing through reactor L 1 and outputs the detected reactor current IL to current storage 21. The current storage 21 stores the reactor current IL from the current sensor 11. The control device 30A reads the reactor current IL when the resonance circuit is configured by the reactor L1, the NPN transistor Q1, and the capacitor C2 from the current storage 21, and based on the oscillation frequency f2 and the peak value P2 of the read reactor current IL. To determine the failure of the reactor L1 and the capacitor C2. The control device 30 A otherwise performs the same functions as the control device 30.
[0135]
FIG. 8 shows a functional block diagram of the control device 30A. Referring to FIG. 8, control device 30A is the same as control device 30 except that failure processing means 303 of control device 30 is replaced with failure processing means 303A.
[0136]
Upon receiving the signal PWMD_L from the voltage conversion control means 302, the failure processing means 303A determines whether or not a certain time has elapsed from the time when the signal PWMD_L was received, and accesses the current storage 21 when the certain time has elapsed. To read the reactor current IL. Failure processing unit 303A detects vibration frequency f2 and peak value P2 of reactor current IL that have been read, and determines failure of reactor L1 and capacitor C2 based on the detected vibration frequency f2 and peak value P2.
[0137]
Referring to FIG. 9, failure processing unit 303A includes a control unit 3031A, a detection unit 3032A, and a determination unit 3033A. Upon receiving signal PWMD_L from voltage conversion control means 302, control unit 3031A determines whether or not a fixed time has elapsed since the time when signal PWMD_L was received. The reactor current IL stored in the storage device 21 is read. Then, control unit 3031A outputs read reactor current IL to detection unit 3032A. The control unit 3031A outputs the determination results RET1 to RET4 from the determination unit 3033A to a display (not shown) provided outside.
[0138]
Detecting section 3032A receives reactor current IL from control section 3031A. The control unit 3031A reads the reactor current IL when the resonance circuit is configured by the reactor L1, the NPN transistor Q1, and the capacitor C2 from the current storage unit 21. Therefore, the reactor current IL received by the detection unit 3032A from the control unit 3031A is the same as FIG. Has a waveform represented by a curve k2 shown in FIG.
[0139]
When the NPN transistor Q1 is turned on at the timing t3, the electric charge accumulated in the capacitor C2 flows to the reactor L1 side via the NPN transistor Q1, but since the resonance circuit is formed by the reactor L1 and the capacitor C2, the timing t3 Thereafter, a resonance current flows between reactor L1 and capacitor C2. As a result, reactor current IL has a periodically oscillating waveform.
[0140]
Upon receiving the reactor current IL from the control unit 3031A, the detecting unit 3032A calculates the time from the time when the NPN transistor Q1 is turned on to the first peak PB of the reactor current IL, that is, the time ΔT2 from the timing t3 to the timing t4. The oscillation frequency f2 of the reactor current IL is calculated based on the time ΔT2 measured by a built-in timer. That is, the detecting unit 3032A obtains the vibration frequency f2 by calculating 1 / (4 × ΔT2) using the measured time ΔT2. Further, detecting section 3032A detects peak value P2 of the first peak PB based on reactor current IL. Then, the detecting unit 3032A outputs the vibration frequency f2 and the peak value P2 to the determining unit 3033A.
[0141]
The reason why the oscillation frequency f2 is calculated based on the time from the time when the NPN transistor Q1 is turned on to the first peak PB of the reactor current IL is that the first peak PB is compared with the other peaks. This is because the vibration frequency f2 can easily be obtained and the vibration frequency f2 can be obtained more accurately.
[0142]
However, in the present invention, the oscillation frequency f2 of the reactor current IL is not limited to the method of obtaining the oscillation frequency f2 based on the time from the time when the NPN transistor Q1 is turned on to the first peak PB of the reactor current IL. You may ask.
[0143]
Referring again to FIG. 9, upon receiving vibration frequency f2 and peak value P2 from detection unit 3032A, determination unit 3033A compares vibration frequency f2 with reference value fs2, and determines whether vibration frequency f2 is within reference value fs2. Is determined. Then, when vibration frequency f2 is within reference value fs2, determination unit 3033A determines that reactor L1 and capacitor C2 are normal, and when vibration frequency f2 is not within reference value fs2, one of reactor L1 and capacitor C2 fails. It is determined that it is.
[0144]
The determination unit 3033A compares the peak value P2 with the reference value Ps2 when determining that one of the reactor L1 and the capacitor C2 has failed, that is, when the vibration frequency f2 is not within the reference value fs2. It is determined whether the peak value P2 is higher or lower than the reference value Ps2.
[0145]
The case where the vibration frequency f2 is not within the reference value fs2 includes a case where the vibration frequency f2 is higher than the reference value fs2 (f2> fs2) and a case where the vibration frequency f2 is lower than the reference value fs2 (f2 <fs2). . Therefore, determination section 3033A determines whether one of reactor L1 and capacitor C2 as shown in Table 2 based on the comparison result of vibration frequency f2 with reference value fs2 and the comparison result of peak value P2 with reference value Ps2. It is determined that a failure has occurred.
[0146]
[Table 2]

That is, when the determination unit 3033A determines that the vibration frequency f2 is higher than the reference value fs2 (f2> fs2) and the peak value P2 is higher than the reference value Ps2 (P2> Ps2), the inductance L decreases. It is determined that the reactor L1 has failed.
[0147]
The fact that the vibration frequency f2 is higher than the reference value fs2 means that either the inductance L of the reactor L1 or the capacitance C of the capacitor C2 is small, but in this case, the peak value P2 is larger than the reference value Ps2. Therefore, the capacitance C of the capacitor C2 is normal, and the charge accumulated in the capacitor C2 flows through the reactor L1 having a reduced inductance L, so that the oscillation frequency f2 is higher than the reference value fs2 and the peak It is considered that the value P2 has become larger than the reference value Ps2. Therefore, it is determined that the inductance L is small and the reactor L1 is out of order.
[0148]
When the determining unit 3033A determines that the vibration frequency f2 is higher than the reference value fs2 (f2> fs2) and the peak value P2 is smaller than the reference value Ps2 (P2 <Ps2), the capacitance C decreases and the capacitor It is determined that C2 has failed.
[0149]
In this case, since the peak value P2 is smaller than the reference value Ps2, it is considered that the capacitance C of the capacitor C2 has become smaller, and the electric charge accumulated in the capacitor C2 has become smaller than in the normal state. When the electric charge stored in the capacitor C2 decreases, the time from when the NPN transistor Q1 is turned on to when it reaches the first peak PB decreases, and the peak value P2 also decreases. Therefore, it is determined that the capacitance C has decreased and the capacitor C2 has failed.
[0150]
When determining that the vibration frequency f2 is lower than the reference value fs2 (f2 <fs2) and that the peak value P2 is higher than the reference value Ps2 (P2> Ps2), the determination unit 3033A increases the capacitance C and increases the capacitance. It is determined that C2 has failed.
[0151]
The fact that the vibration frequency f2 is lower than the reference value fs2 means that either the inductance L of the reactor L1 or the capacitance C of the capacitor C2 is larger. In this case, the peak value P2 is larger than the reference value Ps2. Therefore, it is considered that the reactor L1 is normal, the capacitance C of the capacitor C2 has increased, and the electric charge accumulated in the capacitor C2 has increased. When the charge accumulated in the capacitor C2 increases, the time from when the NPN transistor Q1 is turned on until it reaches the first peak PB becomes longer than in the normal state, and the peak value P2 increases. As a result, the vibration frequency f2 becomes lower than the reference value fs2, and the peak value P2 becomes higher than the reference value Ps2. Therefore, it is determined that the capacitance C has increased and the capacitor C2 has failed.
[0152]
When determining that vibration frequency f2 is lower than reference value fs2 (f2 <fs2) and peak value P2 is lower than reference value Ps2 (P2 <Ps2), determination unit 3033A increases inductance L to increase the reactor. It is determined that L1 has failed.
[0153]
In this case, since the peak value P2 is smaller than the reference value Ps2, it is considered that the capacitor C2 is normal and the inductance L of the reactor L1 has increased. When the inductance L increases, it becomes difficult for the current to flow through the reactor L1. As a result, the time from when the NPN transistor Q1 is turned on until it reaches the first peak PB becomes longer, and the peak value P2 becomes smaller. Therefore, it is determined that the inductance L has increased and the reactor L1 has failed.
[0154]
As described above, the determination unit 3033A determines that one of the reactor L1 and the capacitor C2 has failed based on the comparison result of the vibration frequency f2 with the reference value fs2 and the comparison result of the peak value P2 with the reference value Ps2. It is determined that there is.
[0155]
Then, determination section 3033A outputs determination results RET1 to RET4 to control section 3031A.
[0156]
With reference to FIG. 11, an operation of failure determination of reactor L1 and capacitor C2 in the second embodiment will be described. The flowchart shown in FIG. 11 is different from the flowchart shown in FIG. 6 in that steps S3, S5, S6, S9 to S11, and S14 are replaced with steps S3A, S5A, S6A, S9A to S11A, and S14A, respectively. This is the same as the flowchart shown.
[0157]
After the resonance circuit is configured by steps S1 and S2, current sensor 11 detects reactor current IL, and outputs the detected reactor current IL to current storage 21. Then, the current storage 21 stores the reactor current IL (Step S3A).
[0158]
If it is determined in step S4 that the predetermined time has elapsed, the failure processing unit 303A accesses the current storage 21 and reads out the reactor current IL stored in the current storage 21. Then, failure processing unit 303A detects time ΔT2 in reactor current IL, and calculates vibration frequency f2 of reactor current IL using the detected time ΔT2 (step S5A).
[0159]
Thereafter, failure processing means 303A determines whether or not vibration frequency f2 is within reference value fs2 (step S6A), and determines that reactor L1 and capacitor C2 are normal when vibration frequency f2 is within reference value fs2 (step S6A). In step S7), when the vibration frequency f2 is not within the reference value fs2, it is determined that one of the reactor L1 and the capacitor C2 has failed (step S8).
[0160]
When it is determined that either reactor L1 or capacitor C2 has failed, failure processing means 303A detects peak value P2 of reactor current IL (step S9A), and vibration frequency f2 is higher than reference value fs2. Is determined (step S10A). When the vibration frequency f2 is higher than the reference value fs2, the failure processing unit 303A further determines whether the peak value P2 is higher or lower than the reference value Ps2 (step S11A).
[0161]
When the peak value P2 is larger than the reference value Ps2, the failure processing unit 303A determines that the inductance L is small and the reactor L1 has failed (step S12), and when the peak value P2 is smaller than the reference value Ps2. The failure processing unit 303A determines that the capacitance C has decreased and the capacitor C2 has failed (step S13).
[0162]
On the other hand, when it is determined in step S10A that the vibration frequency f2 is lower than the reference value fs2, the failure processing unit 303A further determines whether the peak value P2 is higher or lower than the reference value Ps2 (step S14A). .
[0163]
When the peak value P2 is greater than the reference value Ps2, the failure processing unit 303A determines that the capacitance C has increased and the capacitor C2 has failed (step S15), and the peak value P2 is greater than the reference value Ps2. When the value is smaller, the failure processing unit 303A determines that the inductance L has increased and the reactor L1 has failed (step S16).
[0164]
Others are the same as the description in FIG.
As described above, in the second embodiment, any one of reactor L1 and capacitor C2 is determined based on vibration frequency f2 and peak value Ps2 of reactor current IL when a resonance circuit is formed by reactor L1, NPN transistor Q1 and capacitor C2. Is determined to be faulty.
[0165]
In the present invention, the reactor L1 and the capacitor C2 are not limited to the steps S1 to S16 shown in FIG. 11 to determine the failure of the reactor L1 and the capacitor C2. What is necessary is just to judge that there is. That is, it is only necessary that the failure of any one of the reactor L1 and the capacitor C2 be determined based on the oscillation frequency f2 of the reactor current IL when the resonance circuit is configured.
[0166]
The overall operation of the motor driving device 100A is the same as the operation of the motor driving device 100 except that the operation of the failure processing unit 303 is replaced with the operation of the above-described failure processing unit 303A.
[0167]
Note that the failure determination of the voltage conversion device (reactor L1 and capacitor C2) in control device 30A is actually executed by the CPU, and the CPU reads a program including each step of the flowchart shown in FIG. 11 from the ROM, and reads the program. Then, the failure determination of the voltage conversion device (reactor L1 and capacitor C2) is performed 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.
[0168]
The DC power supply B, the reactor L1, the NPN transistors Q1 and Q2, the capacitor C2, the current storage 21, and the control device 30A constitute a “voltage conversion device”.
[0169]
Further, the current storage unit 21 and the failure processing unit 303A constitute a “failure determination unit”.
[0170]
The rest is the same as the first embodiment.
According to the second embodiment, the voltage conversion device includes the control device that determines failure of reactor L1 and capacitor C2 based on reactor current IL when a resonance circuit is formed by reactor L1 and capacitor C2. A failure of a circuit element included in the converter can be determined.
[0171]
Further, since the control device determines the failure of reactor L1 and capacitor C2 based on the oscillation frequency of reactor current IL, the state of reactor L1 and capacitor C2 is reliably reflected in the failure determination, and the failure of the circuit element is accurately determined. Can be determined.
[0172]
Furthermore, the control device determines the failure of the reactor L1 and the capacitor C2 by using the discharge of the electric charge accumulated in the capacitor C2, so that it is possible to determine the failure of the circuit element by preventing wasteful energy consumption.
[0173]
[Embodiment 3]
Referring to FIG. 12, motor drive device 100B including the voltage conversion device according to the third embodiment replaces voltage storage device 20 of motor drive device 100 with voltage storage device 22, and replaces control device 30 with control device 30B. The other components are the same as those of the motor driving device 100.
[0174]
In motor drive device 100B, voltage sensor 10 outputs the detected battery voltage Vb to control device 30B and voltage storage 22. The voltage storage 22 stores the DC voltage Vb from the voltage sensor 10.
[0175]
Control device 30B determines which of reactor L1 and capacitor C2 fails based on vibration frequency f3 and peak value P3 of battery voltage Vb (Vb_emg) when a resonance circuit is formed by reactor L1, NPN transistor Q1 and capacitor C2. Is determined.
[0176]
FIG. 13 shows a functional block diagram of the control device 30B. Referring to FIG. 13, control device 30B is the same as control device 30 except that failure processing means 303 of control apparatus 30 is replaced with failure processing means 303B.
[0177]
Upon receiving the signal PWMD_L from the voltage conversion control unit 302, the failure processing unit 303B determines whether or not a fixed time has elapsed from the time when the signal PWMD_L has been received, and accesses the voltage storage 22 when the fixed time has elapsed. To read the battery voltage Vb (Vb_emg). The failure processing unit 303B detects the vibration frequency f3 and the peak value P3 of the read battery voltage Vb (Vb_emg), and based on the detected vibration frequency f3 and the peak value P3, any one of the reactor L1 and the capacitor C2. Perform failure determination.
[0178]
FIG. 14 shows a functional block diagram of the failure processing means 303B. Referring to FIG. 14, failure processing unit 303B includes control unit 3031B, detection unit 3032B, and determination unit 3033B. Upon receiving signal PWMD_L from voltage conversion control means 302, control unit 3031B determines whether or not a fixed time has elapsed from the time at which signal PWMD_L was received. The battery voltage Vb (Vb_emg) stored in the storage device 22 is read. Then, control unit 3031B outputs the read battery voltage Vb_emg to detection unit 3032B. In addition, the control unit 3031B outputs the determination results RET1 to RET4 from the determination unit 3033B to a display (not shown) provided outside.
[0179]
Detecting section 3032B receives battery voltage Vb_emg from control section 3031B. The control unit 3031B reads from the voltage storage unit 22 the battery voltage Vb_emg when the resonance circuit is configured by the reactor L1, the NPN transistor Q1, and the capacitor C2. Has a waveform represented by a curve k3 shown in FIG.
[0180]
When the NPN transistor Q1 is turned on at the timing t5, the electric charge accumulated in the capacitor C2 flows to the reactor L1 side via the NPN transistor Q1, but since the reactor L1 and the capacitor C2 form a resonance circuit, the timing t5 Thereafter, a resonance current flows between reactor L1 and capacitor C2. As a result, the battery voltage Vb_emg has a waveform that periodically oscillates.
[0181]
Upon receiving the battery voltage Vb_emg from the control unit 3031B, the detecting unit 3032B calculates the time ΔT3 from the time when the NPN transistor Q1 is turned on to the first peak PC of the battery voltage Vb_emg, that is, the time ΔT3 from the timing t5 to the timing t6. The vibration frequency f3 of the battery voltage Vb_emg is calculated based on the time ΔT3 measured by a built-in timer. That is, the detection unit 3032B obtains the vibration frequency f3 by calculating 1 / (4 × ΔT3) using the measured time ΔT3. The detecting unit 3032B detects the peak value P3 of the first peak PC based on the battery voltage Vb_emg. Then, the detecting unit 3032B outputs the vibration frequency f3 and the peak value P3 to the determining unit 3033B.
[0182]
The reason why the vibration frequency f3 is calculated based on the time from the time when the NPN transistor Q1 is turned on to the first peak PC of the battery voltage Vb_emg is that the first peak PC is compared with the other peaks. This is because the vibration frequency f3 can easily be obtained and the vibration frequency f3 can be obtained more accurately.
[0183]
However, in the present invention, the oscillation frequency f3 of the battery voltage Vb_emg is not limited to the method of obtaining the oscillation frequency f3 from the time when the NPN transistor Q1 is turned on until the first peak PC of the battery voltage Vb_emg. You may ask.
[0184]
Referring again to FIG. 14, upon receiving vibration frequency f3 and peak value P3 from detection unit 3032B, determination unit 3033B compares vibration frequency f3 with reference value fs3, and determines whether vibration frequency f3 is within reference value fs3. Is determined. Then, when vibration frequency f3 is within reference value fs3, determination unit 3033B determines that reactor L1 and capacitor C2 are normal, and when vibration frequency f3 is not within reference value fs3, one of reactor L1 and capacitor C2 fails. It is determined that it is.
[0185]
The determination unit 3033B compares the peak value P3 with the reference value Ps3 when determining that one of the reactor L1 and the capacitor C2 has failed, that is, when the vibration frequency f3 is not within the reference value fs3. It is determined whether the peak value P3 is larger or smaller than the reference value Ps3.
[0186]
The case where the vibration frequency f3 is not within the reference value fs3 includes a case where the vibration frequency f3 is higher than the reference value fs3 (f3> fs3) and a case where the vibration frequency f3 is lower than the reference value fs3 (f3 <fs3). . Therefore, based on the comparison result of vibration frequency f3 with reference value fs3 and the comparison result of peak value P3 with reference value Ps3, determination unit 3033B determines whether one of reactor L1 and capacitor C2 as shown in Table 1. It is determined that a failure has occurred.
[0187]
That is, when the determination unit 3033B determines that the vibration frequency f3 is higher than the reference value fs3 (f3> fs3) and the peak value P3 is higher than the reference value Ps3 (P3> Ps3), the inductance L decreases. It is determined that the reactor L1 has failed.
[0188]
When the vibration frequency f3 is higher than the reference value fs3, it means that either the inductance L of the reactor L1 or the capacitance C of the capacitor C2 is smaller. In this case, the peak value P3 is larger than the reference value Ps3. Therefore, the capacitance C of the capacitor C2 is normal, and the electric charge accumulated in the capacitor C2 flows through the reactor L1 having a reduced inductance L, and a large amount of electric charge is supplied to the DC power supply B side. It is considered that f3 is higher than the reference value fs3, and the peak value P3 is higher than the reference value Ps3. Therefore, it is determined that the inductance L is small and the reactor L1 is out of order.
[0189]
When the determining unit 3033B determines that the vibration frequency f3 is higher than the reference value fs3 (f3> fs3) and that the peak value P3 is lower than the reference value Ps3, the capacitance C decreases and the capacitor C2 fails. It is determined that there is.
[0190]
In this case, since the peak value P3 is smaller than the reference value Ps3, the capacitance C of the capacitor C2 becomes smaller, the electric charge accumulated in the capacitor C2 becomes smaller than in the normal state, and the electric charge is supplied to the DC power supply B via the reactor L1. It is considered that the charge to be applied decreased. When the charge stored in the capacitor C2 decreases, the time from when the NPN transistor Q1 is turned on to when it reaches the first peak PC becomes shorter, and the peak value P3 also becomes smaller. Therefore, it is determined that the capacitance C has decreased and the capacitor C2 has failed.
[0191]
When determining that the vibration frequency f3 is lower than the reference value fs3 (f3 <fs3) and that the peak value P3 is higher than the reference value Ps3 (P3> Ps3), the determination unit 3033B increases the capacitance C and increases the capacitance. It is determined that C2 has failed.
[0192]
When the vibration frequency f3 is lower than the reference value fs3, it means that either the inductance L of the reactor L1 or the capacitance C of the capacitor C2 is large, and in this case, the peak value P3 is larger than the reference value Ps3. Therefore, it is considered that the reactor L1 is normal, the capacitance C of the capacitor C2 has increased, and the electric charge accumulated in the capacitor C2 has increased. When the charge stored in the capacitor C2 increases, the time from when the NPN transistor Q1 is turned on to when it reaches the first peak PC becomes longer than in a normal state, and is supplied to the DC power supply B via the reactor L1. The charge increases and the peak value P3 increases. As a result, the vibration frequency f3 becomes lower than the reference value fs3, and the peak value P3 becomes higher than the reference value Ps3. Therefore, it is determined that the capacitance C has increased and the capacitor C2 has failed.
[0193]
When determining that the vibration frequency f3 is lower than the reference value fs3 (f3 <fs3) and the peak value P3 is lower than the reference value Ps3 (P3 <Ps3), the determining unit 3033B increases the inductance L to increase the reactor. It is determined that L1 has failed.
[0194]
In this case, since the peak value P3 is smaller than the reference value Ps3, it is considered that the capacitor C2 is normal and the inductance L of the reactor L1 has increased. When the inductance L increases, it becomes difficult for the current to flow through the reactor L1. As a result, the time from when the NPN transistor Q1 is turned on to when the first peak PC is reached is longer than in the normal state, the charge supplied to the DC power supply B via the reactor L1 decreases, and the peak value P3 becomes Become smaller. Therefore, it is determined that the inductance L has increased and the reactor L1 has failed.
[0195]
As described above, the determination unit 3033B determines that one of the reactor L1 and the capacitor C2 has failed based on the comparison result of the vibration frequency f3 with the reference value fs3 and the comparison result of the peak value P3 with the reference value Ps3. It is determined that there is.
[0196]
Then, determination section 3033B outputs determination results RET1 to RET4 to control section 3031B.
[0197]
With reference to FIG. 16, an operation of failure determination of reactor L1 and capacitor C2 in the third embodiment will be described. The flowchart shown in FIG. 16 is different from the flowchart shown in FIG. 6 in that steps S3, S5, S6, S9 to S11, and S14 are replaced with steps S3B, S5B, S6B, S9B to S11B, and S14B, respectively. This is the same as the flowchart shown.
[0198]
After the resonance circuit is formed by steps S1 and S2, voltage sensor 10 detects battery voltage Vb (Vb_emg), and outputs the detected battery voltage Vb (Vb_emg) to voltage storage 22 and control device 30B. Then, the voltage storage unit 22 stores the battery voltage Vb (Vb_emg) (Step S3B).
[0199]
If it is determined in step S4 that the certain time has elapsed, the failure processing unit 303B accesses the voltage storage 22 and reads the battery voltage Vb (Vb_emg) stored in the voltage storage 22. Then, failure processing unit 303B detects time ΔT3 in battery voltage Vb (Vb_emg), and calculates vibration frequency f3 of battery voltage Vb_emg using the detected time ΔT3 (step S5B).
[0200]
Thereafter, failure processing means 303B determines whether or not vibration frequency f3 is within reference value fs3 (step S6B), and determines that reactor L1 and capacitor C2 are normal when vibration frequency f3 is within reference value fs3 (step S6B). In step S7), when the vibration frequency f3 is not within the reference value fs3, it is determined that one of the reactor L1 and the capacitor C2 has failed (step S8).
[0201]
When it is determined that either reactor L1 or capacitor C2 has failed, failure processing means 303B detects peak value P3 of battery voltage Vb_emg (step S9B), and vibration frequency f3 is higher than reference value fs3. Is determined (step S10B). When the vibration frequency f3 is higher than the reference value fs3, the failure processing unit 303B further determines whether the peak value P3 is higher or lower than the reference value Ps3 (step S11B).
[0202]
When the peak value P3 is larger than the reference value Ps3, the failure processing unit 303B determines that the inductance L has become small and the reactor L1 has failed (step S12), and when the peak value P3 is smaller than the reference value Ps3. The failure processing unit 303B determines that the capacitance C has decreased and the capacitor C2 has failed (step S13).
[0203]
On the other hand, when it is determined in step S10B that the vibration frequency f3 is lower than the reference value fs3, the failure processing unit 303B further determines whether the peak value P3 is higher or lower than the reference value Ps3 (step S14B). .
[0204]
When the peak value P3 is greater than the reference value Ps3, the failure processing unit 303B determines that the capacitance C has increased and the capacitor C2 has failed (step S15), and the peak value P3 is greater than the reference value Ps3. If smaller, the failure processing unit 303B determines that the inductance L has increased and the reactor L1 has failed (step S16).
[0205]
Others are the same as the description in FIG.
As described above, in the third embodiment, any one of reactor L1 and capacitor C2 is determined based on vibration frequency f3 and peak value Ps3 of battery voltage Vb_emg when a resonance circuit is formed by reactor L1, NPN transistor Q1 and capacitor C2. Is determined to be faulty.
[0206]
The overall operation of the motor driving device 100B is the same as the operation of the motor driving device 100 except that the operation of the failure processing unit 303 is replaced with the operation of the above-described failure processing unit 303B.
[0207]
In addition, in the present invention, the reactor L1 and the capacitor C2 are not limited to the steps S1 to S16 shown in FIG. 16 to determine the failure of the reactor L1 and the capacitor C2. What is necessary is just to judge that there is. That is, it is only necessary to determine the failure of the reactor L1 and the capacitor C2 based on the vibration frequency f3 of the battery voltage Vb (Vb_emg) when the resonance circuit is configured.
[0208]
Further, the failure determination of the voltage conversion device (reactor L1 and capacitor C2) in control device 30B is actually executed by the CPU, and the CPU reads a program including each step of the flowchart shown in FIG. 16 from the ROM, and reads the program. By executing the program, the failure determination of the voltage conversion device (reactor L1 and capacitor C2) is performed according to the flowchart shown in FIG. Therefore, the ROM corresponds to a computer (CPU) readable recording medium that stores a program including the steps of the flowchart illustrated in FIG.
[0209]
The DC power supply B, the reactor L1, the NPN transistors Q1 and Q2, the capacitor C2, the voltage storage 22, and the control device 30B constitute a “voltage conversion device”.
[0210]
Further, the voltage storage unit 22 and the failure processing unit 303B constitute a “failure determination unit”.
[0211]
The rest is the same as the first embodiment.
According to the third embodiment, the voltage conversion device includes the control device that determines the failure of reactor L1 and capacitor C2 based on battery voltage Vb_emg when a resonance circuit is formed by reactor L1 and capacitor C2. A failure of a circuit element included in the converter can be determined.
[0212]
Further, since the control device determines the failure of reactor L1 and capacitor C2 based on the vibration frequency of battery voltage Vb_emg, the states of reactor L1 and capacitor C2 are reliably reflected in the failure determination, and the failure of the circuit element is accurately determined. Can be determined.
[0213]
Further, the control device determines the failure of the reactor L1 and the capacitor C2 by using the discharge of the electric charge accumulated in the capacitor C2, so that it is possible to determine the failure of the circuit element by preventing wasteful energy consumption.
[0214]
[Embodiment 4]
Referring to FIG. 17, motor drive device 100C including the voltage conversion device according to the fourth embodiment is obtained by replacing control device 30 of motor drive device 100 with control device 30C, and adding switch 41 and wiring 43, The rest is the same as the motor driving device 100.
[0215]
Switch 41 has one end connected to node N 1 and the other end connected to one end of wiring 43. The other end of the wiring 43 is connected to the node N2. That is, the switch 41 and the wiring 43 are connected between the node N1 and the node N2 so as to form a bypass circuit for the NPN transistor Q1 and the diode D1.
[0216]
Control device 30C generates signal PWMU_L and signal STP1 (signal STP1 is generated instead of signal STP in the fourth embodiment) and outputs them to boost converter 12 and inverter 14, respectively. When the voltage Vm reaches the voltage Vb + α, instead of generating the signal PWMD_L, an H-level signal SW for turning on the switch 41 and a signal STP2 for stopping the NPN transistors Q1 and Q2 are generated and the switch 41 is turned on. And boost converter 12. The control device 30 C otherwise performs the same functions as the control device 30.
[0219]
FIG. 18 shows a functional block diagram of the control device 30C. Referring to FIG. 18, control device 30C is the same as control device 30 except that voltage conversion control means 302 of control device 30 is replaced with voltage conversion control means 302A.
[0218]
Motor torque control means 301 generates signal STP1 instead of signal STP, and outputs the signal to inverter 14.
[0219]
Upon receiving signal IGOFF from the external ECU, voltage conversion control means 302A determines whether or not voltage Vm from voltage sensor 13 has reached voltage Vb + α. When voltage Vm reaches voltage Vb + α, the signal at H level is output. SW and a signal STP2 are generated. Then, voltage conversion control means 302A outputs generated H-level signal SW to switch 41 and failure processing means 303, and outputs generated signal STP2 to boost converter 12.
[0220]
The voltage conversion control means 302A performs the same functions as the voltage conversion control means 302.
[0221]
In motor drive device 100C, when signal IGOFF is input from the external ECU, motor torque control means 301 generates signal PWMU_L and signal STP1, and outputs them to boost converter 12 and inverter 14, respectively. Inverter 14 is stopped according to signal STP1. Further, boost converter 12 boosts battery voltage Vb according to signal PWMU_L such that voltage Vm becomes voltage Vb + α.
[0222]
Then, the voltage conversion control means 302A determines whether or not the voltage Vm from the voltage sensor 13 has reached the voltage Vb + α, and when the voltage Vm reaches the voltage Vb + α, generates an H-level signal SW and a signal STP2. , And outputs the generated H-level signal SW to switch 41 and failure processing means 303, and outputs generated signal STP 2 to boost converter 12.
[0223]
Then, boost converter 12 is stopped in response to signal STP2, and switch 41 is turned on in response to H-level signal SW. As a result, the switch 41 and the wiring 43 bypass the NPN transistor Q1 and the diode D1, and the reactor L1, the switch 41, the wiring 43, and the capacitor C2 form a resonance circuit.
[0224]
In the fourth embodiment, the failure processing unit 303 accesses the voltage storage 20 according to the H-level signal SW from the voltage conversion control unit 302A, and reads out the voltage Vm_emg.
[0225]
Thereafter, as described in the first embodiment, the failure processing unit 303 determines any failure of the reactor L1 and the capacitor C2 based on the vibration frequency f1 of the voltage Vm_emg and the peak value P1.
[0226]
As described above, the fourth embodiment is characterized in that failure of reactor L1 and capacitor C2 is determined based on voltage Vm_emg when a resonance circuit is formed by adding a bypass circuit including switch 41 and wiring 43. I do.
[0227]
FIG. 19 is a flowchart illustrating an operation for determining failure of reactor L1 and capacitor C2 according to the fourth embodiment. The flowchart shown in FIG. 19 is the same as the flowchart shown in FIG. 6 except that step S2 of the flowchart shown in FIG. 6 is replaced with step S2A.
[0228]
Referring to FIG. 19, when boost converter 12 raises battery voltage Vb to voltage Vb + α according to signal PWMU_L (step S1), voltage conversion control means 302A determines that Vm from voltage sensor 13 has reached voltage Vb + α. Is generated, and an H level signal SW and a signal STP2 are generated. Then, voltage conversion control means 302A outputs generated H-level signal SW to switch 41 and failure processing means 303, and outputs generated signal STP2 to boost converter 12. Switch 41 is turned on by H-level signal SW, and boost converter 12 is stopped in response to signal STP2.
[0229]
Then, a bypass circuit including the switch 41 and the wiring 43 is added, and a resonance circuit including the reactor L1, the switch 41, the wiring 43, and the capacitor C2 is configured (Step S2A).
[0230]
Thereafter, failure of reactor L1 and capacitor C2 is determined according to the operation described in the first embodiment.
[0231]
Note that the motor driving device including the voltage conversion device according to the fourth embodiment may be one in which switch 41 and wiring 43 are added to

motor driving device

100A or 100B.
[0232]
Further, the failure determination of the voltage conversion device (reactor L1 and capacitor C2) in control device 30C is actually executed by the CPU, and the CPU reads a program including each step of the flowchart shown in FIG. 19 from the ROM, and reads the program. Then, the failure determination of the voltage converter (reactor L1 and capacitor C2) is performed 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.
[0233]
The DC power supply B, the reactor L1, the NPN transistors Q1 and Q2, the capacitor C2, the voltage storage 22, the control device 30B, the switch 41, and the wiring 43 constitute a “voltage conversion device”.
[0234]
Further, motor torque control means 301 which generates signal PWMU_L and signal STP1 and outputs them to boost converter 12 and inverter 14, respectively, generates H-level signal SW and signal STP2, and outputs them to switch 41 and boost converter 12, respectively. The voltage conversion control means 302A constitutes "control means" constituting a resonance circuit.
[0235]
The rest is the same as the first embodiment.
According to the fourth embodiment, the voltage conversion device includes the control device that determines the failure of reactor L1 and capacitor C2 based on voltage Vm_emg when the resonance circuit is configured by adding the bypass circuit. , A failure of a circuit element included in the voltage conversion device can be determined by forming a resonance circuit without using the circuit.
[0236]
Further, since the resonance current flows between the reactor L1 and the capacitor C2 via the wiring, the states of the reactor L1 and the capacitor C2 are reliably reflected in the failure determination, and the failure of the circuit element can be determined with high accuracy.
[0237]
Further, the control device determines the failure of the reactor L1 and the capacitor C2 by using the discharge of the electric charge accumulated in the capacitor C2, so that it is possible to determine the failure of the circuit element by preventing wasteful energy consumption.
[0238]
[Embodiment 5]
Referring to FIG. 20, motor drive device 100D including the voltage conversion device according to the fifth embodiment is obtained by replacing control device 30 of motor drive device 100 with control device 30D and adding fuel cell 60, and the other components are the same. , The same as the motor driving device 100.
[0239]
The fuel cell 60 is connected between a power supply line of the inverter 14 and an earth line.
[0240]
Control device 30D receives signals IGOFF from the external ECU, generates signals STP1 and STP2, outputs generated signals STP1 to inverter 14, and outputs generated signals STP2 to fuel cell 60.
[0241]
After outputting signals STP1 and STP2, control device 30D determines whether voltage Vm from voltage sensor 13 has reached voltage Vb + α, and generates signal PWMD_L when voltage Vm reaches voltage Vb + α. And outputs it to boost converter 12.
[0242]
Control device 30D performs the same function as control device 30 except for the function of generating signal PWMU_L and outputting it to boost converter 12.
[0243]
FIG. 21 shows a functional block diagram of the control device 30D. Referring to FIG. 21, control device 30D has a configuration in which motor torque control unit 301 of control device 30 is replaced with motor torque control unit 301A, and voltage conversion control unit 302 is replaced with voltage conversion control unit 302B. , And the control device 30.
[0244]
Motor torque control means 301A generates signal STP1 instead of signal STP and outputs the signal to inverter 14. Motor torque control means 301A performs the same function as motor torque control means 301 except for the function of generating signal PWMU_L and outputting it to boost converter 12.
[0245]
Voltage conversion control means 302B generates signal STP2 in response to signal IGOFF from the external ECU, and outputs the signal to fuel cell 60. After outputting the signal STP2, the voltage conversion control unit 302B determines whether or not the voltage Vm from the voltage sensor 13 has reached the voltage Vb + α, and generates a signal PWMD_L when the voltage Vm reaches the voltage Vb + α. And outputs it to boost converter 12 and failure processing means 303. The voltage conversion control means 302B otherwise performs the same function as the voltage conversion control means 302.
[0246]
FIG. 22 shows a functional block diagram of the motor torque control means 301A. Referring to FIG. 22, motor torque control means 301A is obtained by replacing inverter input voltage command calculation section 50 of motor torque control means 301 with inverter input voltage command calculation section 50A. Is the same as
[0247]
Inverter input voltage command calculation unit 50A performs the same function as inverter input voltage command calculation unit 50 except for the function of generating voltage command Vdc_com_L in response to signal IGOFF from the external ECU.
[0248]
In motor drive device 100D, when signal IGOFF is input from the external ECU, motor torque control means 301A generates signal STP1 and outputs it to inverter 14. Inverter 14 is stopped according to signal STP1.
[0249]
Further, voltage conversion control means 302B generates signal STP2 and outputs it to fuel cell 60 in response to signal IGOFF from the external ECU. Then, the fuel cell 60 is stopped according to the signal STP2.
[0250]
Then, after outputting signal STP2, voltage conversion control means 302B determines whether voltage Vm from voltage sensor 13 has reached voltage Vb + α, and generates signal PWMD_L when voltage Vm reaches voltage Vb + α. Output to boost converter 12 and failure processing means 303.
[0251]
Then, NPN transistor Q1 of boost converter 12 is turned on in response to signal PWMD_L, and NPN transistor Q2 is turned off in response to signal PWMD_L. Thereby, the reactor L1, the NPN transistor Q1, and the capacitor C2 form a resonance circuit.
[0252]
Thereafter, as described in the first embodiment, failure processing unit 303 determines failure of reactor L1 and capacitor C2 based on vibration frequency f1 of voltage Vm_emg and peak value P1.
[0253]
As described above, in the fifth embodiment, the resonance circuit in which the voltage Vm of the capacitor C2 is set to the voltage Vb + α is configured by connecting the additional power source of the fuel cell 60 in parallel with the capacitor C2, thereby configuring the resonance circuit. The failure of reactor L1 and capacitor C2 is determined based on voltage Vm_emg at that time.
[0254]
FIG. 23 is a flowchart illustrating an operation for determining failure of reactor L1 and capacitor C2 according to the fifth embodiment. The flowchart shown in FIG. 23 is the same as the flowchart shown in FIG. 6 except that step S1A in the flowchart shown in FIG. 6 is replaced with step S1A.
[0255]
Referring to FIG. 23, when a series of operations is started, motor torque control means 301A generates signal STP1 in response to signal IGOFF from the external ECU, and outputs signal STP1 to inverter 14. Inverter 14 is stopped according to signal STP1. Further, voltage conversion control means 302B generates signal STP2 in response to signal IGOFF from the external ECU, and outputs the signal to fuel cell 60. Then, the fuel cell 60 is stopped according to the signal STP2.
[0256]
Thereafter, the voltage Vm of the capacitor C2 decreases, and the voltage Vm is set to the voltage Vb + α (step S1A).
[0257]
Thereafter, steps S2 to S16 described above are executed, and the operation of the failure determination ends.
[0258]
Note that the motor drive device including the voltage conversion device according to the fifth embodiment may be one in which fuel cell 60 is added to

motor drive device

100A or 100B.
[0259]
Further, the failure determination of the voltage conversion device (reactor L1 and capacitor C2) in control device 30D is actually executed by the CPU, and the CPU reads a program including each step of the flowchart shown in FIG. 23 from the ROM, and reads the program. By executing the program, the failure determination of the voltage converter (reactor L1 and capacitor C2) is performed 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.
[0260]
The DC power supply B, the reactor L1, the NPN transistors Q1 and Q2, the capacitor C2, the voltage storage 22, the control device 30D, and the fuel cell 60 constitute a “voltage conversion device”.
[0261]
Further, motor torque control means 301A for generating signal STP1 and outputting it to inverter 14 and voltage conversion control means for generating signal STP2 and outputting it to fuel cell 60 and generating signal PWMD_L and outputting it to boost converter 12 302B constitutes "control means" constituting the resonance circuit.
[0262]
The rest is the same as the first embodiment.
According to the fifth embodiment, the voltage conversion device includes the control device that determines failure of reactor L1 and capacitor C2 based on voltage Vm_emg when a resonance circuit is configured by adding a fuel cell. Is added, it is possible to configure a resonance circuit and determine a failure of a circuit element included in the voltage conversion device.
[0263]
Further, since the voltage Vm of the capacitor C2 is set to the voltage Vb + α by utilizing the decrease in the output voltage of the stopped fuel cell, a resonance circuit can be configured without using wasteful energy.
[0264]
Further, the control device determines the failure of the reactor L1 and the capacitor C2 by using the discharge of the electric charge accumulated in the capacitor C2, so that it is possible to determine the failure of the circuit element by preventing wasteful energy consumption.
[0265]
It is needless to say that the present invention can be applied to various hybrid vehicles or electric vehicles in addition to the contents described in the first to fifth embodiments. For example, a plurality of inverters and AC motors may be connected in parallel to capacitor C2, and each motor (or motor generator) may be driven independently. Also, as a hybrid vehicle using a planetary gear mechanism, one motor generator is connected to the sun gear of the planetary gear mechanism, the engine is connected to the carrier of the planetary gear mechanism, and the other motor generator is connected to the ring gear of the planetary gear mechanism. The present invention is also applicable to such a hybrid vehicle.
[0266]
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 a first embodiment.
FIG. 2 is a functional block diagram of the control device shown in FIG.
FIG. 3 is a functional block diagram of a motor torque control unit shown in FIG. 2;
FIG. 4 is a functional block diagram of a failure processing unit shown in FIG. 3;
FIG. 5 is a timing chart of the voltage Vm stored in the voltage storage device shown in FIG.
FIG. 6 is a flowchart for explaining an operation of failure determination according to the first embodiment.
FIG. 7 is a schematic block diagram of a motor driving device including a voltage conversion device according to a second embodiment.
8 is a functional block diagram of the control device shown in FIG.
9 is a functional block diagram of the failure processing unit shown in FIG.
10 is a timing chart of the reactor current IL stored in the current storage shown in FIG.
FIG. 11 is a flowchart illustrating an operation of failure determination according to the second embodiment.
FIG. 12 is a schematic block diagram of a motor drive device including a voltage conversion device according to a third embodiment.
13 is a functional block diagram of the control device shown in FIG.
FIG. 14 is a functional block diagram of the failure processing means shown in FIG.
15 is a timing chart of a battery voltage Vb stored in the voltage storage device shown in FIG.
FIG. 16 is a flowchart illustrating an operation of failure determination according to the third embodiment.
FIG. 17 is a schematic block diagram of a motor drive device including a voltage conversion device according to a fourth embodiment.
18 is a functional block diagram of the control device shown in FIG.
FIG. 19 is a flowchart illustrating an operation of failure determination according to the fourth embodiment.
FIG. 20 is a schematic block diagram of a motor drive device including a voltage conversion device according to a fifth embodiment.
21 is a functional block diagram of the control device shown in FIG.
FIG. 22 is a functional block diagram of the motor torque control means shown in FIG.
FIG. 23 is a flowchart illustrating an operation of failure determination according to the fifth embodiment.
FIG. 24 is a schematic block diagram of a conventional motor drive device.
[Explanation of symbols]
10, 13, 320 voltage sensor, 11, 24 current sensor, 12 boost converter, 14, 330 inverter, 15 U-phase arm, 16 V-phase arm, 17 W-phase arm, 20, 22 voltage storage, 21 current storage, 30, 30A, 30B, 30C, 30D controller, 40 motor control phase voltage calculator, 41 switch, 42 inverter PWM signal converter, 43 wiring, 50, 50A inverter input voltage command calculator, 52 converter duty ratio Calculation unit, 54 converter PWM signal conversion unit, 60 fuel cell, 100, 100A, 100B, 100C, 100D, 300 motor drive device, 301, 301A motor torque control means, 302, 302A, 302B voltage conversion control means, 303, 303A, 303B Failure processing means, 310 Both Converter, 3031, 3031A, 3031B control unit, 3032, 3032A, 3032B detection unit, 3033, 3033A, 3033B determination unit, B DC power supply, SR1, SR2 system relay, C1, C2 capacitor, L1, 311 reactor, Q1 to Q8, 312,313 NPN transistor, D1-D8,314,315 diode, N1, N2 node, M1 AC motor.

Claims

A capacitor,
A switching circuit including first and second switching elements for an upper arm and a lower arm and connected in parallel to the capacitor;
DC power supply,
A reactor having one end connected to the DC power supply and the other end connected between the first switching element and the second switching element;
Control means for controlling a resonance circuit using the capacitor and the reactor;
The capacitor and / or the first voltage output from the capacitor when the resonance circuit is configured, the reactor current flowing through the reactor, and / or the second voltage output from the DC power supply. A voltage conversion device comprising: a failure determination unit configured to determine a failure of the reactor.

The failure determination unit detects any one of the vibration frequencies of the first voltage, the reactor current, and the second voltage, and compares the detected vibration frequency with a reference value to thereby detect the capacitor and / or the vibration frequency. The voltage converter according to claim 1, wherein a failure of the reactor is determined.

The voltage converter according to claim 2, wherein the failure determination unit detects the vibration frequency by detecting a time until a first peak.

The failure determination means further detects any one of the peak values of the first voltage, the reactor current, and the second voltage, and compares a comparison result of the detected peak value with a reference value; 4. The voltage conversion device according to claim 2, wherein one of the capacitor and the reactor is determined to be defective based on a combination with a comparison result with the reference value. 5.

The voltage conversion device according to claim 4, wherein the failure determination unit determines that the reactor has a failure when the vibration frequency is lower than the reference value and the peak value is lower than the reference value. .

The voltage conversion device according to claim 4, wherein the failure determination unit determines that the capacitor is defective when the vibration frequency is lower than the reference value and the peak value is higher than the reference value. .

The voltage conversion device according to claim 4, wherein the failure determination unit determines that the capacitor is defective when the vibration frequency is higher than the reference value and the peak value is smaller than the reference value. .

The voltage converter according to claim 4, wherein the failure determination unit determines that the reactor is faulty when the vibration frequency is higher than the reference value and the peak value is higher than the reference value. .

9. The resonance circuit according to claim 1, wherein the control unit sets the voltage on the capacitor side higher than the voltage on the DC power supply side and turns on the first switching element to configure the resonance circuit. The voltage converter according to claim 1.

One end further includes a wiring connected to the other end of the reactor,
2. The resonance circuit according to claim 1, wherein the control unit sets the voltage on the capacitor side to be higher than the voltage on the DC power supply side and connects the other end of the wiring to a positive electrode of the capacitor. The voltage converter according to claim 8.

Further comprising an additional power supply connected in parallel to the capacitor,
The voltage converter according to any one of claims 1 to 8, wherein the control unit configures the resonance circuit by stopping the additional power supply and turning on the first switching element.

A computer-readable recording medium that records a program for causing a computer to execute a failure determination of a voltage converter that converts a DC voltage output from a DC power supply to an output voltage and supplies the capacitor to a capacitor,
A first step of forming a resonance circuit using the capacitor and the reactor included in the voltage conversion device;
A second voltage detecting and storing any one of a first voltage output from the capacitor, a reactor current flowing through the reactor, and a second voltage output from the DC power supply when the resonance circuit is configured; Steps and
And a third step of determining a failure of the capacitor and / or the reactor based on any of the first voltage, the reactor current, and the second voltage stored in the second step. A computer-readable recording medium on which a program to be executed is recorded.

The third step is
A first sub-step of detecting any oscillation frequency of the first voltage, the reactor current, and the second voltage;
A second sub-step of comparing the detected vibration frequency with a reference value;
And a third sub-step of determining that at least one of the capacitor and the reactor is faulty when the vibration frequency is different from the reference value. Computer readable recording medium.

The third step is
A first sub-step of detecting any oscillation frequency of the first voltage, the reactor current, and the second voltage;
A second sub-step of comparing the detected vibration frequency with a reference value;
A third sub-step of detecting a peak value of any of the first voltage, the reactor current, and the second voltage stored in the second step;
A fourth sub-step of comparing the detected peak value with a reference value;
A fifth sub-step of determining that one of the capacitor and the reactor is faulty based on a comparison result of the vibration frequency with the reference value and a comparison result of the peak value with the reference value. A computer-readable recording medium on which a program for causing a computer to execute according to claim 12 is recorded.

15. The computer according to claim 14, wherein the fifth sub-step determines that the reactor is faulty when the vibration frequency is lower than the reference value and the peak value is lower than the reference value. A computer-readable recording medium on which a program to be executed by a computer is recorded.

The computer of claim 14, wherein the fifth sub-step determines that the capacitor is faulty when the vibration frequency is lower than the reference value and the peak value is higher than the reference value. A computer-readable recording medium on which a program to be executed by a computer is recorded.

15. The computer according to claim 14, wherein the fifth sub-step determines that the capacitor is faulty when the vibration frequency is higher than the reference value and the peak value is lower than the reference value. A computer-readable recording medium on which a program to be executed by a computer is recorded.

The computer according to claim 14, wherein the fifth sub-step determines that the reactor is faulty when the vibration frequency is higher than the reference value and the peak value is higher than the reference value. A computer-readable recording medium on which a program to be executed by a computer is recorded.

19. The program according to claim 13, wherein the first sub-step detects the vibration frequency by detecting a time until a first peak. Computer readable recording medium.