JP2012170211A - 異常判定装置、異常素子検出装置および車両駆動システム - Google Patents

Abstract

【課題】車両駆動回路に含まれる素子の異常判定、または、車両駆動回路用の複数の素子からの異常素子の検出を、他の異常要因と区別して行うことを目的とする。
【解決手段】時間間隔Δｔごとに、スイッチング素子の温度変化測定値ΔＴｍと、温度変化推定値ΔＴｅとの差異が測定値偏差Ｄ（ｎ）として求められ、さらに、その時間変化率である測定値偏差・時間変化率Ａが求められる。温度変化は、スイッチング素子の温度から温度基準値を減算した値である。温度変化測定値ΔＴｍは、スイッチング素子の温度検出値から温度基準値を減算することで求められ、温度変化推定値ΔＴｅは、スイッチング素子に流れる電流に基づいて求められる。測定値偏差・時間変化率Ａは、１つの処理セットが実行されるごとに判定積算値ＳＵＭに加算される。判定積算値ＳＵＭが閾値βより大きい場合には、スイッチング素子に熱抵抗劣化があるものと判定される。
【選択図】図４

Description

本発明は、異常判定装置および異常素子検出装置に関し、特に、車両駆動回路に含まれる素子に異常があるか否かを判定する装置、および車両駆動回路用の複数の素子から異常素子を検出する装置、ならびに、そのような異常素子検出装置を用いた車両駆動システムに関する。

エンジンおよびモータジェネレータを用いて走行するハイブリッド自動車、モータジェネレータを用いて走行する電気自動車等の電動車両が広く用いられている。一般に、電動車両は、電池の電圧変換を行うＤＣＤＣコンバータ、およびＤＣＤＣコンバータとモータジェネレータとの間で直流交流電力変換を行うインバータを備える。車両に搭載されるコントロールユニットは、ＤＣＤＣコンバータおよびインバータを制御することで、モータジェネレータの回転状態を制御し走行状態を制御する。

ＤＣＤＣコンバータ、インバータ等の電力変換回路はスイッチング素子を備え、そのスイッチングに基づいて動作する。スイッチング素子は、自らの放熱特性の異常や、過酷な走行条件等により過熱状態となることがある。そのため、コントロールユニットは、スイッチング素子の温度測定値に基づいて、スイッチング素子やその冷却装置の状態を監視し、監視結果に応じて電力変換回路の制御を行う。例えば、コントロールユニットは、スイッチング素子の温度測定値に基づいてスイッチング素子の放熱特性の異常を判定し、異常があるときはそのスイッチング素子に流れる電流を制限する。

なお、以下の特許文献１には、昇圧コンバータおよび２つのインバータの冷媒の温度を推定する技術が記載されている。この技術では、昇圧コンバータおよび２つのインバータのそれぞれに用いられているパワー素子の温度およびパワー素子に流れる電流を測定し、測定結果に基づいて冷媒の温度が推定される。特許文献１には、さらに、複数のパワー素子の温度測定結果に基づいて推定された複数の冷媒温度推定結果のばらつきに基づいて、パワー素子に設けられた温度センサが異常であるか否かを判定する技術が記載されている。

特許文献２には、スイッチング素子の温度異常検出装置が記載されている。この装置は、スイッチング素子の温度測定値の時間変化率に基づいて、スイッチング素子の放熱特性の異常を検出するものである。特許文献３には、インバータの保護装置が記載されている。この保護装置は、インバータに用いられている複数の半導体チップの温度特性の個体ばらつきを補償して、インバータの動作制限を行うものである。

特開２００４−２５７８２１号公報 特開平７−１９４０９４号公報 特開２００６−３０４５６６号公報

スイッチング素子に異常が生じ過熱状態となった場合、スイッチング素子の温度測定値は正常な範囲を超える。しかし、スイッチング素子に設けられた温度センサに異常がある場合等においても、温度測定値が正常な範囲を超えることがあるため、温度測定値が正常な範囲を超えるか否かに基づいて、スイッチング素子の放熱特性の異常を判定することは困難である。

本発明は、車両駆動回路に含まれる素子の異常判定、または、車両駆動回路用の複数の素子からの異常素子の検出を、他の異常要因と区別して行うことを目的とする。

本発明は、車両駆動回路に含まれる素子に異常があるか否かを判定する異常判定装置において、前記素子の温度と温度基準値との差異を、前記素子に流れる電流に基づいて、温度変化推定値として推定する変化推定手段と、前記素子の温度を検出する素子温度検出手段と、前記素子の温度検出値と前記温度基準値との差異を、変化測定値として求める変化測定手段と、前記変化測定値と前記変化推定値との差異を測定値偏差として求める測定値偏差算出手段と、前記測定値偏差の時間変化に基づいて、前記素子が異常であるか否かを判定する判定手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る異常判定装置は、望ましくは、前記判定手段は、前記測定値偏差の時間変化率を求め、当該時間変化率の積算値に基づいて前記素子が異常であるか否かを判定する。

また、本発明に係る異常判定装置は、望ましくは、前記素子との間で熱交換を行う冷媒の温度を検出する冷媒温度検出手段を備え、前記温度基準値は、前記冷媒温度検出手段の検出値に基づいて定められる。

また、本発明に係る異常判定装置は、望ましくは、前記測定値偏差に基づいて前記素子温度検出手段に異常があるか否かを判定する。

また、本発明に係る異常判定装置は、望ましくは、前記素子が異常である旨の判定を前記判定手段がしたときに、前記素子を電気的に保護する保護手段、を備える。

また、本発明は、車両駆動回路用の複数の素子から異常素子を検出する異常素子検出装置において、前記異常素子を検出するための判定値を、各素子の温度条件に基づいて、各素子について求める判定値算出手段と、前記複数の素子のうちの２つの組み合わせのそれぞれについて、前記判定値の差異を素子間偏差として求める素子間偏差算出手段と、前記２つの組み合わせのそれぞれについて求められた各素子間偏差の時間変化に基づいて、前記異常素子を検出する検出手段と、を備え、前記判定値算出手段は、各素子について、素子の温度と温度基準値との差異を当該素子に流れる電流に基づいて、変化推定値として推定する変化推定手段と、各素子に設けられ、素子の温度を検出する素子温度検出手段と、を備え、各素子について、素子の温度検出値と前記変化推定値との差異を前記判定値として求めることを特徴とする。

また、本発明に係る異常素子検出装置は、望ましくは、前記検出手段は、各素子間偏差の時間変化率を求め、当該時間変化率の積算値に基づいて前記異常素子を検出する。

また、本発明に係る異常素子検出装置は、望ましくは、前記温度基準値は、前記複数の素子との間で熱交換を行う冷媒の温度である。

また、本発明に係る異常素子検出装置は、望ましくは、前記２つの組み合わせのそれぞれについて求められた各素子間偏差に基づいて、各素子に設けられた前記素子温度検出手段のうち異常のあるものを検出する異常検出手段、を備える。

また、本発明に係る異常素子検出装置は、前記異常素子を電気的に保護する保護手段を備える。

また、本発明は、前記異常素子検出装置と、車両駆動用のエンジンとの間でトルクを作用する第１モータジェネレータと、車両駆動用の第２モータジェネレータと、電池が出力する電圧のレベルを変換するＤＣＤＣコンバータと、前記ＤＣＤＣコンバータと前記第１モータジェネレータとの間で直流交流変換を行う第１インバータと、前記ＤＣＤＣコンバータ前記と第２モータジェネレータとの間で直流交流変換を行う第２インバータと、を備え、前記複数の素子は、前記ＤＣＤＣコンバータ、前記第１インバータ、および前記第２インバータに含まれる素子であることを特徴とする。

本発明によれば、車両駆動回路に含まれる素子の異常判定、または、車両駆動回路用の複数の素子からの異常素子の検出を、その他の異常要因と区別して行うことができる。

本発明の実施形態に係る車両駆動システムの構成を示す図である。 インバータの構成例を示す図である。 スイッチング素子および冷媒管の構成を模式的に示す図である。 異常判定処理のフローチャートである。 スイッチング素子に熱抵抗劣化がある場合における、温度変化推定値、素子温度検出値および冷媒温度検出値の時間変化を例示する図である。 スイッチング素子に熱抵抗劣化がある場合における測定値偏差の時間変化、および、素子温度センサに異常が生じた場合における測定値偏差の絶対値の時間変化を例示する図である。 応用例に係る異常判定処理のフローチャートである。 異常素子検出処理のフローチャートである。 冷媒温度推定値を求める処理を示すフローチャートである。 積算値判定処理のフローチャートである。 第２スイッチング素子に熱抵抗劣化が生じた場合における、各冷媒温度推定値の時間変化を、冷媒温度検出値Ｔｗの時間変化と共に示す図である。 応用例に係る異常素子検出処理のフローチャートである。 センサ異常検出処理のフローチャートである。

図１に本発明の実施形態に係る車両駆動システムの構成を示す。車両駆動システムは、電池１０、ＤＣＤＣコンバータ１２、第１インバータ１４および第２インバータ１６を備える。ＤＣＤＣコンバータ１２、第１インバータ１４および第２インバータ１６は、コントロールユニット２２の制御に応じて動作する。ＤＣＤＣコンバータ１２は、電池１０の出力電圧を昇圧し、昇圧電圧を第１インバータ１４および第２インバータ１６に出力すると共に、第１インバータ１４および第２インバータ１６から与えられた電圧を降圧し、降圧電圧を電池１０に出力する。

車両駆動システムは、第１インバータ１４に接続される第１モータジェネレータ（ＭＧ１）１８、および第２インバータ１６に接続される第２モータジェネレータ（ＭＧ２）２０を備える。第１インバータ１４は、ＤＣＤＣコンバータ１２と第１モータジェネレータ１８との間で直流交流変換を行い、第２インバータ１６は、ＤＣＤＣコンバータ１２と第２モータジェネレータ２０との間で直流交流変換を行う。すなわち、各インバータは、制御状態に応じて、ＤＣＤＣコンバータ１２の直流出力電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータに出力し、または、モータジェネレータの接続端子間の交流電圧を直流電圧に変換してＤＣＤＣコンバータ１２に出力する。

車両駆動システム１０をハイブリッド自動車に用いる場合、エンジン、第１モータジェネレータ１８および第２モータジェネレータ２０の各シャフトが、プラネタリギアユニット等のトルク合成機構に取り付けられる。トルク合成機構はこれらの相互間でトルクを作用させる。さらに、第２モータジェネレータ２０のシャフトには、車輪との間でトルクを作用させるトルク伝達機構が取り付けられる。また、車両駆動システム１０を電気自動車に用いる場合、第１モータジェネレータ１８および第２モータジェネレータ２０の各シャフトは、車輪との間でトルクを作用させるトルク伝達機構に取り付けられる。

なお、図１に示す車両駆動システム１０の構成から、第１インバータ１４および第１モータジェネレータ１８を取り除いた車両駆動システムを構成することも可能である。このような車両駆動システムは、エンジンおよび第２モータジェネレータ２０によって走行する単一モータハイブリッド自動車や、１つのモータによって走行する電気自動車に用いることができる。

このような構成により、ＤＣＤＣコンバータ１２、第１インバータ１４および第２インバータ１６は、電圧の変換および直流交流変換を行って第１モータジェネレータ１８および第２モータジェネレータ２０を制御して車両を駆動する、車両駆動回路として機能する。

第１モータジェネレータ１８の電力伝送線Ｕ１およびＶ１には、電流センサ３０Ａが設けられている。電流センサ３０Ａは、電力伝送線Ｕ１およびＶ１に流れる電流を検出し、それぞれの電流検出値Ｉｕ１およびＩｖ１をコントロールユニット２２に出力する。第２モータジェネレータ２０の電力伝送線Ｕ２およびＶ２には、電流センサ３０Ｂが設けられている。電流センサ３０Ｂは、電力伝送線Ｕ２およびＶ２に流れる電流を検出し、それぞれの電流検出値Ｉｕ２およびＩｖ２をコントロールユニット２２に出力する。また、電池１０とＤＣＤＣコンバータ１２とを接続する電力伝送線には、電流センサ３０Ｃが設けられている。電流センサ３０Ｃは、電池１０からＤＣＤＣコンバータ１２に流れる電流を検出し、その電流検出値Ｉｄをコントロールユニット２２に出力する。各電流センサによる検出値は、コントロールユニット２２による制御に用いられる。なお、ここでは、２相の電力伝送線に流れる各電流を検出する電流センサ３０Ａおよび３０Ｂを採り上げたが、３相の電力伝送線に流れる各電流を検出する電流センサが用いられてもよい。

コントロールユニット２２の制御によって、ＤＣＤＣコンバータ１２、第１インバータ１４および第２インバータ１６は、例えば、次のように動作する。第２モータジェネレータ２０を加速回転させるときは、ＤＣＤＣコンバータ１２は電池１０の出力電圧を昇圧し、昇圧電圧に基づく直流電力を各インバータに出力する。第２インバータ１６は、ＤＣＤＣコンバータ１２から供給される直流電力を交流電力に変換し、その交流電力を第２モータジェネレータ２０に供給する。そして、第２モータジェネレータ２０の回生制動時（発電時）には、第２インバータ１６は、第２モータジェネレータ２０の交流発電電力を直流電力に変換し、その直流電力をＤＣＤＣコンバータ１２に出力する。ＤＣＤＣコンバータ１２は、その直流電力に基づく電圧を降圧して電池１０に印加して電池１０を充電する。第１モータジェネレータ１８の加速回転または第１モータジェネレータ１８による発電は、第１インバータ１４を用いることにより、第２モータジェネレータ２０の加速または回生制動と同様にして行われる。

ＤＣＤＣコンバータ１２、第１インバータ１４および第２インバータ１６のそれぞれは、スイッチング素子を備える。ＤＣＤＣコンバータ１２は、スイッチング素子のスイッチングによって電圧の昇降圧を行う。また、第１インバータ１４および第２インバータ１６は、スイッチング素子のスイッチングによって直流交流変換を行う。スイッチング素子としては、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、サイリスタ、トライアック、バイポーラトランジスタ、電界効果トランジスタ等の半導体素子が用いられる。

図２に第１インバータ１４および第２インバータ１６の構成例を示す。この回路は、それぞれが上側ＩＧＢＴ３６−１および下側ＩＧＢＴ３６−２を含む３組のＩＧＢＴ組３６ｕ、３６ｖおよび３６ｗを備える。各ＩＧＢＴ組における上側ＩＧＢＴ３６−１のエミッタ端子は同じ組の下側ＩＧＢＴ３６−２のコレクタ端子に接続されている。また、各ＩＧＢＴのコレクタ端子とエミッタ端子との間には、エミッタ端子側がアノード端子となるようダイオード３６−３が接続されている。

各ＩＧＢＴ組の上側ＩＧＢＴ３６−１のコレクタ端子は共通に接続されＤＣＤＣコンバータ１２の昇圧出力側の正極端子に接続されている。また、各ＩＧＢＴ組の下側ＩＧＢＴ３６−２のエミッタ端子は共通に接続されＤＣＤＣコンバータ１２の昇圧出力側の負極端子に接続されている。

ＩＧＢＴ組３６ｕの上側ＩＧＢＴ３６−１と下側ＩＧＢＴ３６−２の接続節点は、モータジェネレータのＵ相端子に接続されている。また、ＩＧＢＴ組３６ｖの上側ＩＧＢＴ３６−１と下側ＩＧＢＴ３６−２の接続節点は、モータジェネレータのＶ相端子に接続され、ＩＧＢＴ組３６ｗの上側ＩＧＢＴ３６−１と下側ＩＧＢＴ３６−２の接続節点は、モータジェネレータのＷ相端子に接続されている。

コントロールユニット２２は、各ＩＧＢＴ組が備える上側ＩＧＢＴ３６−１および下側ＩＧＢＴ３６−２をスイッチングし、ＤＣＤＣコンバータ１２とモータジェネレータとの間の直流交流変換をインバータに行わせる。

ＤＣＤＣコンバータ１２、第１インバータ１４および第２インバータ１６のそれぞれが備えるスイッチング素子は、動作条件に応じて発熱する。そのため、これらの電力変換回路には、冷媒管２４が取り付けられている。冷媒管２４は、冷媒ポンプ２６から第１インバータ１４、第２インバータ１６およびＤＣＤＣコンバータ１２を通り、再び冷媒ポンプ２６に戻るよう配管されている。ただし、冷媒管２４が配管される回路の順序はこれに限られない。

冷媒ポンプ２６は、冷却水、冷却ガス等の冷媒を冷媒管２４に流通させる。冷媒管２４を流通する冷媒は、ＤＣＤＣコンバータ１２、第１インバータ１４および第２インバータ１６のそれぞれに設けられたスイッチング素子との間で熱交換を行う。図３には、スイッチング素子３８および冷媒管２４の構成が模式的に示されている。スイッチング素子３８は、熱伝導板４０を介して冷媒管２４の管壁の外側に取り付けられている。スイッチング素子３８は、熱伝導板４０および冷媒管２４の管壁を介して冷媒４２に熱を与える。これによって、スイッチング素子３８が冷却される。

冷媒管２４には、冷媒温度センサ２８が取り付けられている。冷媒温度センサ２８は、冷媒の温度を検出し、冷媒温度検出値Ｔｗをコントロールユニット２２に出力する。冷媒温度検出値Ｔｗは、後述する異常判定処理に用いられる。

次に、第２インバータ１６が備えるスイッチング素子の異常判定処理について説明する。異常判定処理は、スイッチング素子の異常として熱抵抗劣化があるか否かを判定するものである。スイッチング素子の放熱特性は、熱等価回路においては熱抵抗を以て表される。熱抵抗が大きい程、冷媒温度に対する温度上昇が大きく、放熱特性が良好でない。熱抵抗劣化とは、熱抵抗が大きくなり放熱特性が劣化している状態をいう。

ここでは、第２インバータ１６が備えるスイッチング素子のうち、電力伝送線Ｉｖ２に接続される１つのスイッチング素子について異常判定を行う例について説明する。図２に示される構成例では、判定対象のスイッチング素子は、ＩＧＢＴ素子組３６ｖにおける上側ＩＧＢＴ３６−１または下側ＩＧＢＴ３６−２である。異常判定処理を行うため、判定対象のスイッチング素子には、図１に示されるように素子温度センサ３２Ｂが設けられている。素子温度センサ３２Ｂは、判定対象のスイッチング素子の温度を検出し、素子温度検出値Ｔｄ２をコントロールユニット２２に出力する。

図４には、コントロールユニット２２が実行する異常判定処理のフローチャートが示されている。この異常判定処理は、車両が停止し保守点検が行われる状態において実行される。スイッチング素子に熱抵抗劣化があるか否かの判定は次のようにして行われる。まず、スイッチング素子の温度変化の測定値と、スイッチング素子の温度変化の推定値との差異が測定値偏差として求められる。

ここで、温度変化とは、スイッチング素子の温度から温度基準値を減算した値をいう。本実施形態においては、温度基準値は冷媒の温度である。通常、冷媒の温度はスイッチング素子の実際の温度よりも低いため、この温度変化は温度上昇を表す量となる。また、スイッチング素子の温度変化の推定値は、スイッチング素子に流れる電流に基づいて求められる。

測定値偏差は所定の時間間隔で求められ、さらに、その時間間隔で測定値偏差の時間変化率が求められる。このようにして求められた時間変化率は積算され、その積算値が所定の閾値を超えた場合には、スイッチング素子に熱抵抗劣化があるものと判定される。

異常判定処理について図４のフローチャートに沿って説明する。このフローでは、ステップＳ１０１において変数の初期値が設定され、ステップＳ１０２においてスイッチングの状態が設定された後、時間間隔ΔｔでステップＳ１０３〜Ｓ１０７の処理セットが繰り返し実行される。そして、スイッチング素子に熱抵抗劣化があると判定された場合、または、繰り返し回数が上限値Ｎに達したときは、処理が終了する。図４のフローチャートでは、１つの処理セットが時間変数ｎ（整数）を以て表されている。ｎ番目の処理セットは、異常判定処理の開始から時間（ｎ−１）・Δｔ経過した時に実行される。

コントロールユニット２２は、異常判定処理の演算に用いられる変数を初期化する（Ｓ１０１）。ここでは、後述する判定積算値ＳＵＭが０に設定され、時間変数ｎが１に設定される。

コントロールユニット２２は、ＤＣＤＣコンバータ１２および第２インバータ１６に対しテストモードスイッチングを行う（Ｓ１０２）。ここで、テストモードスイッチングとは、判定対象のスイッチング素子に電流を流しつつも、第２モータジェネレータ２０がトルクを発生しないようなスイッチング制御をいう。判定対象のスイッチング素子には、テストモードスイッチングに応じた電流が流れる。

コントロールユニット２２は、スイッチング素子の温度と温度基準値との差異の推定値を温度変化推定値ΔＴｅとして求める（Ｓ１０３）。ここでは、温度基準値は冷媒の温度である。温度変化推定値ΔＴｅは、判定対象のスイッチング素子が接続されている電力伝送線Ｕ２の電流検出値Ｉｕ２に基づいて求められる。すなわち、図１の記憶部３４には、車両の制御状態に応じて電流検出値Ｉｕ２と温度変化推定値Ｔｅとが対応付けられたテーブルが記憶されており、コントロールユニット２２は、このテーブルを参照し、電流検出値Ｉｕ２に対応付けられた温度変化推定値ΔＴｅを求める。

コントロールユニット２２は、素子温度センサ３２Ｂから素子温度検出値Ｔｄ２を読み込み、冷媒温度センサ２８から冷媒温度検出値Ｔｗを読み込む。そして、素子温度検出値Ｔｄ２から冷媒温度検出値Ｔｗを減算した温度変化測定値ΔＴｍを求める（Ｓ１０４）。コントロールユニット２２は、さらに、温度変化測定値ΔＴｍから温度変化推定値ΔＴｅを減算した測定値偏差Ｄ（ｎ）を求める（Ｓ１０５）。

コントロールユニット２２は、測定値偏差Ｄ（ｎ）、および先の処理セットｎ−１で求められた測定値偏差Ｄ（ｎ−１）に基づいて、測定値偏差の時間変化率Ａを求める。具体的には、コントロールユニット２２は、Ａ＝｛Ｄ（ｎ）−Ｄ（ｎ−１）｝／Δｔとして測定値偏差・時間変化率Ａを求める（Ｓ１０６）。なお、最初の処理セットｎ＝１においては、測定値偏差の初期値Ｄ（０）は、過去において求められた測定値偏差、または予め定められた所定の値とする。また、時間間隔Δｔが一定である場合には、Ａ＝Ｄ（ｎ）−Ｄ（ｎ−１）として測定値偏差・時間変化率Ａを定義してもよい。

コントロールユニット２２は、測定値偏差・時間変化率Ａを判定積算値ＳＵＭに加算し、新たな判定積算値ＳＵＭを求める（Ｓ１０７）。

コントロールユニット２２は、判定積算値ＳＵＭが閾値β以下であるか否かを判定する（１０８）。そして、判定積算値ＳＵＭが閾値βより大きいときは、スイッチング素子に熱抵抗劣化がある旨の異常情報を記憶部３４に記憶し（Ｓ１１１）、異常判定処理を終了する。

他方、判定積算値が閾値β以下であるときは、コントロールユニット２２は、時間変数ｎが上限値Ｎより小さいか否か、すなわち、時間変数ｎが上限値Ｎに達したか否かを判定する（Ｓ１０９）。そして、時間変数ｎが上限値Ｎよりも小さいときには、時間変数ｎに１を加えて新たな時間変数ｎを求め（Ｓ１１０）、次の処理セットを実行する。コントロールユニット２２は、時間変数ｎが上限値Ｎに達したときは、異常判定処理を終了する。

このような処理によれば、時間間隔Δｔごとに、スイッチング素子の温度変化測定値ΔＴｍと、温度変化推定値ΔＴｅとの差異が測定値偏差Ｄ（ｎ）として求められ、さらに、その時間変化率である測定値偏差・時間変化率Ａが求められる（Ｓ１０３〜Ｓ１０６）。測定値偏差・時間変化率Ａは、１つの処理セットが実行されるごとに判定積算値ＳＵＭに加算される。このようにして求められた判定積算値ＳＵＭが閾値βより大きい場合には、スイッチング素子に熱抵抗劣化があるものと判定され（Ｓ１０８およびＳ１１１）、その旨を示す異常情報が記憶部３４に記憶される。記憶部３４に記憶された情報は、コンピュータ等の情報処理装置によってダイアグ情報として読み出され、保守、点検、または修理に用いられる。

この処理によって、素子温度センサ３２Ｂの異常等の他の異常要因と区別して、スイッチング素子の熱抵抗劣化を判定することができる原理について説明する。図５（ａ）には、スイッチング素子に熱抵抗劣化がある場合における、温度変化推定値ΔＴｅ、素子温度検出値Ｔｄ２および冷媒温度検出値Ｔｗの時間変化が例示されている。また、図５（ｂ）には、時刻ｔ１において素子温度センサ３２Ｂに異常が生じた場合における、温度変化推定値ΔＴｅ、素子温度検出値Ｔｄ２および冷媒温度検出値Ｔｗの時間変化が例示されている。なお、仮にスイッチング素子、素子温度センサ３２Ｂ、冷媒による冷却効果、および冷媒温度センサ２８のいずれもが正常であれば、Ｔｄ２はＴｗ＋ΔＴｅに近い値となる。

図５（ａ）に示されるように、スイッチング素子に熱抵抗劣化がある場合、温度検出値Ｔｄ２の時間変化率は時間の経過と共に増加する。これは、温度検出値Ｔｄ２がスイッチング素子の実際の温度を示す値であるためである。他方、温度変化推定値ΔＴｅの時間変化率は、温度検出値Ｔｄ２程には増加しない。これは、温度変化推定値ΔＴｅがスイッチング素子に流れる電流に基づいて推定された値であり、スイッチング素子の実際の温度に直接的に依存しない推定値であるためである。冷媒温度検出値Ｔｗの時間変化率もまた、冷媒の熱容量が十分大きいため、温度検出値Ｔｄ２程には増加しない。

また、図５（ｂ）に示されるように、素子温度センサ３２Ｂが異常である場合、その温度検出値Ｔｄ２は異常が生じた直後に増加または減少することがあるものの、その誤差は時間の経過に対し一定であり時間変化率は一定であることが多い。そのため、時刻ｔ１において素子温度センサ３２Ｂに異常が生じた以後は、温度検出値Ｔｄ２は、Ｔｗ＋ΔＴｅから誤差分だけずれた値となる。

図６（ａ）には、スイッチング素子に熱抵抗劣化がある場合における測定値偏差Ｄ（ｎ）の時間変化が例示され、図６（ｂ）には、素子温度センサ３２Ｂに異常が生じた場合における測定値偏差の絶対値｜Ｄ（ｎ）｜の時間変化が例示されている。

スイッチング素子に熱抵抗劣化がある場合、温度変化推定値ΔＴｅの時間変化率に対し、温度変化測定値ΔＴｍの時間変化率は時間の経過と共に増加する。これは、温度変化推定値ΔＴｅが、スイッチング素子の実際の温度に直接的に依存しない推定値であるのに対し、温度変化測定値ΔＴｍはスイッチング素子の実際の温度検出値Ｔｄ２に依存する値であるためである。すなわち、温度変化推定値ΔＴｅは、スイッチング素子に流れる電流に基づいて推定された値であるのに対し、温度変化測定値ΔＴｍは、素子温度検出値Ｔｄ２から冷媒温度検出値Ｔｗを減算して求められた値であるためである。これによって、図６（ａ）に示されるように温度変化測定値ΔＴｍから温度変化推定値ΔＴｅを減算した測定値偏差Ｄ（ｎ）の時間変化率は時間の経過と共に増加する。

他方、素子温度センサ３２Ｂが異常である場合、その温度検出値Ｔｄ２は異常が生じた直後に増加または減少することがあるものの、時間の経過に対し一定でありその時間変化率は微少であることが多い。そのため、温度変化測定値ΔＴｍもまた、同様の時間変化特性となる。これによって、図６（ｂ）に示されるように測定値偏差の絶対値｜Ｄ（ｎ）｜は、素子温度センサ３２Ｂに異常が生じた直後に増加または減少し、その後、限られた範囲内の値となる。

異常判定処理においては、このような測定値偏差Ｄ（ｎ）が有する時間変化特性に基づき、測定値偏差Ｄ（ｎ）の時間変化率の積算値ＳＵＭが閾値βを超えた場合に、スイッチング素子に熱抵抗劣化がある旨が判定される。これによって、スイッチング素子に熱抵抗劣化がある旨を、素子温度センサの異常等の他の異常要因と区別して判定することができる。

なお、測定値偏差・時間変化率Ａの積算処理は、時間変数ｎが上限値Ｎに達した場合にはその実行が打ち切られる（Ｓ１０９）。これによって、多数個の測定値偏差・時間変化率Ａが積算されることで、スイッチング素子に異常がないにも関わらず判定積算値ＳＵＭが閾値βを超えてしまうことが回避される。

異常判定処理が実行された後の保護制御について説明する。異常情報が記憶部３４に記憶されている場合、コントロールユニット２２は、走行制御において、ＤＣＤＣコンバータ１２および第２インバータ１６に対し保護制御を行う。保護制御は、熱抵抗劣化のあるスイッチング素子に流れる電流、または熱抵抗劣化のあるスイッチング素子に印加される電圧を制限する制御である。例えば、ＤＣＤＣコンバータ１２から第２インバータ１６に出力される電圧が、通常走行における電圧よりも小さくなるようＤＣＤＣコンバータ１２を制御する。あるいは、熱抵抗劣化のあるスイッチング素子がオンとなる時間が通常走行における時間よりも短くなるよう第２インバータ１６を制御する。また、熱抵抗劣化のあるスイッチング素子をオフにする、熱抵抗劣化のあるスイッチング素子に流れる電流を遮断する等の制御が行われてもよい。

このような保護制御によれば、異常判定処理によって熱抵抗劣化がある旨の判定がされたスイッチング素子を電気的に保護することができる。なお、異常判定処理では、スイッチング素子に熱抵抗劣化があるか否かが、素子温度センサの異常等の他の異常要因と区別して判定されるため、スイッチング素子が正常であるにも関わらず保護制御が行われることが回避される。

ここでは、第２インバータ１６に関する処理について説明したが、第１インバータ１４についても同様の処理を行うことができる。また、ここでは、判定対象を１つのスイッチング素子としたが、判定対象を複数のスイッチング素子としてもよい。この場合、各スイッチング素子に、素子温度センサを設け、各スイッチング素子に対応する電力伝送線に流れる電流を検出する電流センサが設けられる。そして、各スイッチング素子に対し同様の判定処理が実行される。

次に、応用例に係る異常判定処理について説明する。図７には、コントロールユニット２２が実行する処理のフローチャートが示されている。この異常判定処理は、判定対象のスイッチング素子に異常がないと判定されたときに、素子温度センサに異常があるか否かを判定するものである。図４に示されるステップと同様のステップについては同一の符号を付してその説明を省略する。

この処理においては、測定値偏差Ｄ（ｎ）の絶対値｜Ｄ（ｎ）｜の平均値ＡＶＥを求めるため、測定値偏差Ｄ（ｎ）の絶対値｜Ｄ（ｎ）｜の積算値ＳＤが求められる。そこで、ステップＳ２０１において、測定値偏差Ｄ（ｎ）の絶対値｜Ｄ（ｎ）｜が積算値ＳＤに加算される。この積算値ＳＤについては、ステップＳ１０１において、初期値として０が設定されている。

ステップＳ１０９において、時間変数ｎが上限値Ｎに達したと判定されたときは、コントロールユニット２２は、測定値偏差Ｄ（ｎ）の絶対値｜Ｄ（ｎ）｜の平均値ＡＶＥを求める（Ｓ２０２）。すなわち、ＡＶＥ＝ＳＤ／Ｎとして平均値ＡＶＥが求められる。

コントロールユニット２２は、平均値ＡＶＥが閾値αよりも大きいか否かを判定する（Ｓ２０３）。そして、平均値ＡＶＥが閾値αよりも大きいときは、素子温度センサに異常がある旨の情報を記憶部３４に記憶する。他方、平均値ＡＶＥが閾値α以下であるときは、異常判定処理を終了する。

上述のように、素子温度センサが異常である場合、測定値偏差の絶対値｜Ｄ（ｎ）｜は、素子温度センサに異常が生じた直後に増加または減少し、その後、限られた範囲内の値となる。そして、測定値偏差の絶対値｜Ｄ（ｎ）｜は、限られた範囲内の値となるものの、素子温度センサが正常である場合よりも大きくなることが多い。そこで、本応用例に係る異常判定処理においては、測定値偏差の絶対値｜Ｄ（ｎ）｜の平均値ＡＶＥが閾値αよりも大きいか否かに基づいて、素子温度センサに異常があるかを判定することとしている。本応用例に係る異常判定処理によれば、スイッチング素子に熱抵抗劣化があるか否かの判定と、素子温度センサに異常があるか否かとを区別して行うことができる。

なお、本応用例に係る異常判定処理においては、測定値偏差の絶対値｜Ｄ（ｎ）｜のｎ＝１〜Ｎについての平均値を用いて判定を行う代わりに、｜Ｄ（１）｜〜｜Ｄ（ｎ）｜から選択されたいずれかについての平均値を用いて判定を行うこととしてもよい。また、測定値偏差の絶対値｜Ｄ（ｎ）｜の平均値を用いて判定を行う代わりに、Ｄ（１）〜Ｄ（ｎ）のうちいずれか１個の絶対値を用いて判定を行うこととしてもよい。

次に、本発明の第２実施形態に係る異常素子検出処理について説明する。本実施形態は、第１実施形態と同様、図１に示される車両駆動システムに対して用いられるため、説明に際しては図１を援用する。図８には、異常素子検出処理においてコントロールシステムが実行する処理のフローチャートが示されている。

この異常素子検出処理は、車両が停止し保守点検が行われる状態において実行される。異常素子検出処理は、第１インバータ１４が備えるスイッチング素子、第２インバータ１６が備えるスイッチング素子、およびＤＣＤＣコンバータ１２が備えるスイッチング素子から、熱抵抗劣化のある１つのスイッチング素子を検出するものである。

第１インバータ１４については、電力伝送線Ｉｖ１に接続されるスイッチング素子のうち１つが検出対象とされ、第２インバータ１６については、電力伝送線Ｉｖ２に接続されるスイッチング素子のうち１つが検出対象とされる。ＤＣＤＣコンバータ１２には、１つのスイッチング素子を備えるものや、２個以上のスイッチング素子を備えるものがある。１つのスイッチング素子を備える場合にはそのスイッチング素子が検出対象とされ、２個以上のスイッチング素子を備える場合には、そのいずれか１つが検出対象とされる。

以下の説明においては、第１インバータ１４、第２インバータ１６およびＤＣＤＣコンバータ１２において検出対象となっているスイッチング素子を、それぞれ、第１スイッチング素子、第２スイッチング素子、およびコンバータ・スイッチング素子とする。第１スイッチング素子、第２スイッチング素子、およびコンバータ・スイッチング素子には、それぞれ、素子温度センサ３２Ａ、３２Ｂおよび３２Ｃが設けられている。素子温度センサ３２Ａ、３２Ｂおよび３２Ｃは、それぞれ、素子温度検出値Ｔｄ１、Ｔｄ２およびＴｄ３をコントロールユニット２２に出力する。

熱抵抗劣化のあるスイッチング素子を検出する処理は、次のようにして行われる。まず、各検出対象のスイッチング素子について、素子温度検出値から温度変化推定値を減算した冷媒温度推定値が求められる。

熱抵抗劣化があるスイッチング素子は、熱抵抗劣化がないスイッチング素子と比較して、冷媒温度推定値の時間変化率の時間経過に対する増加が大きい。これは、熱抵抗劣化があるスイッチング素子については、冷媒温度推定値に寄与する素子温度検出値が増加し、求められる冷媒温度推定値の誤差が大きくなるためである。

そこで、本実施形態においては、検出対象のスイッチング素子の相互間において冷媒温度推定値の差の絶対値を素子間偏差として求め、素子間偏差の時間変化率に基づいて熱抵抗劣化のあるスイッチング素子を検出する。素子間偏差には、第１スイッチング素子および第２スイッチング素子についての素子間偏差、第２スイッチング素子およびコンバータ・スイッチング素子についての素子間偏差、ならびに、コンバータ・スイッチング素子および第１スイッチング素子についての素子間偏差がある。これら３つの素子間偏差の中に、時間変化率の積算値が所定の閾値よりも大きい２つの素子間偏差がある場合には、その２つの素子間偏差を求めるのに寄与した冷媒温度推定値に対応するスイッチング素子に熱抵抗劣化がある旨の判定がされる。この判定において時間変化率の積算値が用いられることで、素子温度センサの異常と区別した上で熱抵抗劣化のあるスイッチング素子を検出することができる。

異常素子検出処理について図８のフローチャートに沿って説明する。コントロールユニット２２は、異常判定処理の演算に用いられる変数を初期化し（Ｓ３０１）、第１インバータ１４、第２インバータ１６およびＤＣＤＣコンバータ１２に対しテストモードスイッチングを行う（Ｓ３０２）。このテストモードスイッチングは、検出対象のスイッチング素子に電流を流しつつも、第１モータジェネレータ１８および第２モータジェネレータ２０がトルクを発生しないようなスイッチング制御である。

コントロールユニット２２は、第１スイッチング素子、第２スイッチング素子、およびコンバータ・スイッチング素子について、それぞれ、冷媒温度推定値Ｚ１、Ｚ２およびＺ３を求める（Ｓ３０３）。

図９には、冷媒温度推定値を求める処理の詳細が示されている。コントロールユニット２２は、素子温度センサ３２Ａ、３２Ｂおよび３２Ｃから、それぞれ素子温度検出値Ｔｄ１、Ｔｄ２およびＴｄ３を読み込む（Ｓ３０３−１）。また、電流センサ３０Ａ、３０Ｂ、および３０Ｃから、それぞれ電流検出値Ｉｖ１、Ｉｖ２およびＩｄを読み込む（Ｓ３０３−２）。そして、図４のステップＳ１０３と同様の処理により、第１スイッチング素子、第２スイッチング素子、およびコンバータ・スイッチング素子について、それぞれ、温度変化推定値ΔＴｅ１、ΔＴｅ２およびΔＴｅ３を求める（Ｓ３０３−３）。コントロールユニット２２は、素子温度検出値から温度変化推定値を減算することで、第１スイッチング素子、第２スイッチング素子、およびコンバータ・スイッチング素子について、それぞれ、冷媒温度推定値Ｚ１、Ｚ２およびＺ３を求める（Ｓ３０３−４）。

冷媒温度推定値Ｚ１、Ｚ２およびＺ３は、冷媒管２４を流通する冷媒の温度が推定された値としての意義を有する。本実施形態においては、これらの冷媒温度推定値は、熱抵抗劣化のあるスイッチング素子を検出するための判定値として用いられる。

上述のように、熱抵抗劣化があるスイッチング素子は、熱抵抗劣化がないスイッチング素子と比較して、冷媒温度推定値の時間変化率の時間経過に対する増加が大きい。そこで、コントロールユニット２２は、図８のステップＳ３０４〜Ｓ３０７に従い、冷媒温度推定値Ｚ１、Ｚ２およびＺ３の相互間の差の絶対値を素子間偏差として求め、さらに、各素子間偏差の時間変化率の積算値に基づいて熱抵抗劣化のあるスイッチング素子を検出する。

図８に戻り、コントロールユニット２２は、冷媒温度推定値Ｚ３からＺ１を減算した値の絶対値である素子間偏差Δ１（ｎ）、冷媒温度推定値Ｚ１からＺ２を減算した値の絶対値である素子間偏差Δ２（ｎ）、および、冷媒温度推定値Ｚ２からＺ３を減算した値の絶対値である素子間偏差Δ３（ｎ）を求める（Ｓ３０４）。

コントロールユニット２２は、素子間偏差Δ１（ｎ）、Δ２（ｎ）、およびΔ３（ｎ）の時間変化率を、それぞれ、素子間偏差・時間変化率Ａ１、Ａ２およびＡ３として求める（Ｓ３０５）。

コントロールユニット２２は、ステップＳ３０５で求められた素子間偏差・時間変化率Ａ１、Ａ２およびＡ３を、それぞれ、判定積算値ＳＵＭ１、ＳＵＭ２およびＳＵＭ３に加算し、それぞれ、新たな判定積算値ＳＵＭ１、ＳＵＭ２およびＳＵＭ３を求める（Ｓ３０６）。

コントロールユニット２２は、判定積算値ＳＵＭ１、ＳＵＭ２およびＳＵＭ３に基づいて、積算値判定処理を実行する（Ｓ３０７）。図１０には、積算値判定処理の詳細が示されている。この処理は、判定積算値ＳＵＭ１〜ＳＵＭ３のうち、閾値γより大きいものが２つある場合には、その２つの判定積算値に対応する１つのスイッチング素子に熱抵抗劣化がある旨の判定をするものである。

積算値判定処理（Ｓ３０７）の原理を説明するため、冷媒温度推定値Ｚ１、Ｚ２、およびＺ３の時間変化特性、ならびに、素子間偏差Δ１（ｎ）、Δ２（ｎ）およびΔ３（ｎ）の時間変化特性を例示する。 図１１（ａ）には、第２スイッチング素子に熱抵抗劣化が生じた場合における、冷媒温度推定値Ｚ１、Ｚ２、およびＺ３の時間変化が、冷媒温度検出値Ｔｗの時間変化と共に示されている。

冷媒温度検出値Ｔｗによって示される冷媒の実際の温度は、第１スイッチング素子、第２スイッチング素子、およびコンバータ・スイッチング素子の順に冷媒が流通するに従って上昇するが、この温度上昇の時間変化率は限られた範囲内の値であり、通常は一定である。そして、第１スイッチング素子およびコンバータ素子には熱抵抗劣化がないため、冷媒温度推定値Ｚ１およびＺ３は、冷媒温度検出値Ｔｗに近い値となる。

他方、いまの例では第２スイッチング素子に熱抵抗劣化があるため、冷媒温度推定値Ｚ２の時間変化率は時間の経過と共に増加する。熱抵抗劣化があるスイッチング素子については、冷媒温度推定値に寄与する素子温度検出値が増加し、求められる冷媒温度推定値の誤差が大きくなるためである。

図１１（ｂ）には、第２スイッチング素子に熱抵抗劣化が生じた場合における、素子間偏差Δ１（ｎ）、Δ２（ｎ）、およびΔ３（ｎ）の時間変化が示されている。この図に示されているように、素子間偏差Δ１（ｎ）の時間変化率は一定であるのに対し、素子間偏差Δ２（ｎ）およびΔ３（ｎ）の時間変化率は時間の経過と共に増加する。これは、冷媒温度推定値Ｚ２の時間変化率の増加に伴い、素子間偏差Δ２（ｎ）およびΔ３（ｎ）の時間変化率もまた増加するためである。

この場合、素子間偏差Δ２（ｎ）およびΔ３（ｎ）のそれぞれの時間変化率の積算値であるＳＵＭ２およびＳＵＭ３が閾値γを超えることとなり、ＳＵＭ２およびＳＵＭ３に対応する第２スイッチング素子に熱抵抗劣化があると判定することができる。

積算値判定処理について図１０のフローチャートに沿って説明する。コントロールユニット２２は、判定積算値ＳＵＭ１およびＳＵＭ２の両方が閾値γより大きいか否か（ＳＵＭ１＞γ、且つ、ＳＵＭ２＞γが成立するか）を判定する（Ｓ３０７−１）。そして、これらの判定積算値の両方が閾値γよりも大きい場合には、第１スイッチング素子に熱抵抗劣化がある旨の異常情報を生成し、記憶部３４に記憶する（Ｓ３０７−２）。判定積算値ＳＵＭ１またはＳＵＭ２の少なくとも一方が閾値γ以下である場合には、コントロールユニット２２は、判定積算値ＳＵＭ２およびＳＵＭ３の両方が閾値γより大きいか否かを判定する（Ｓ３０７−３）。そして、これらの判定積算値の両方が閾値γよりも大きい場合には、第２スイッチング素子に熱抵抗劣化がある旨の異常情報を生成し、記憶部３４に記憶する（Ｓ３０７−４）。判定積算値ＳＵＭ２またはＳＵＭ３の少なくとも一方が閾値γ以下である場合には、コントロールユニット２２は、判定積算値ＳＵＭ３およびＳＵＭ１の両方が閾値γより大きいか否かを判定する（Ｓ３０７−５）。そして、これらの判定積算値の両方が閾値γよりも大きい場合には、コンバータ・スイッチング素子に熱抵抗劣化がある旨の異常情報を生成し、記憶部３４に記憶する（Ｓ３０７−６）。判定積算値ＳＵＭ３またはＳＵＭ１の少なくとも一方が閾値γ以下である場合には、コントロールユニット２２は、熱抵抗劣化のあるスイッチング素子が検出されなかった旨の正常情報を生成し、記憶部３４に記憶する（Ｓ３０７−７）。

図８に戻り、コントロールユニット２２は、第１スイッチング素子、第２スイッチング素子、およびコンバータ・スイッチング素子のうちいずれかに熱抵抗劣化がある旨の異常情報が生成された場合には処理を終了する（Ｓ３０８）。他方、正常情報が生成された場合には、時間変数ｎが上限値Ｎに達したか否かを判定する（Ｓ３０９）。そして、時間変数ｎが上限値Ｎよりも小さいときには、時間変数ｎに１を加えて新たな時間変数ｎを求め（Ｓ３１０）、次の処理セットを実行する。コントロールユニット２２は、時間変数ｎが上限値Ｎに達したときには、異常素子検出処理を終了する。

このような処理によれば、検出対象のスイッチング素子の相互間において冷媒温度推定値の差の絶対値が素子間偏差として求められ、素子間偏差の時間変化率の積算値に基づいて熱抵抗劣化のあるスイッチング素子が検出される。時間変化率の積算値が用いられることで、素子温度センサの異常等の他の異常要因と区別した上で熱抵抗劣化のあるスイッチング素子を検出することができる。記憶部３４に記憶された情報は、コンピュータ等の情報処理装置によってダイアグ情報として読み出され、保守、点検、または修理に用いられる。

異常素子検出処理が実行された後の保護制御について説明する。異常情報が記憶部３４に記憶されている場合、コントロールユニット２２は、走行制御においてＤＣＤＣコンバータ１２および第２インバータ１６に対し保護制御を行う。すなわち、コントロールユニット２２は、熱抵抗劣化のあるスイッチング素子に流れる電流または熱抵抗劣化のあるスイッチング素子に印加される電圧を制限する。例えば、熱抵抗劣化のあるスイッチング素子に印加される電圧が、スイッチング素子に異常がない通常走行における場合よりも小さくなる制御を行う。あるいは熱抵抗劣化のあるスイッチング素子がオンとなる時間が通常走行における時間よりも短くなる制御を行う。また、熱抵抗劣化のあるスイッチング素子をオフにする、熱抵抗劣化のあるスイッチング素子に流れる電流を遮断する等の制御が行われてもよい。

このような保護制御によれば、熱抵抗劣化のあるスイッチング素子を電気的に保護することができる。なお、異常素子検出処理では、素子温度センサの異常等の他の異常要因と区別された上で熱抵抗劣化のあるスイッチング素子が検出されるため、スイッチング素子が正常であるにも関わらず保護制御が行われることが回避される。

次に、応用例に係る異常素子検出処理について説明する。図１２には、コントロールユニット２２が実行する処理のフローチャートが示されている。この異常素子検出処理は、熱抵抗劣化のあるスイッチング素子が検出されなかった場合に、異常のある素子温度センサを検出するものである。図８に示されるステップと同様のステップについては同一の符号を付してその説明を省略する。

この処理では、ステップＳ３０１において変数の初期値が設定され、ステップＳ３０２においてスイッチングの状態が設定される。その後、図８のステップＳ３０３〜Ｓ３０６と同様の処理によって、判定積算値ＳＵＭ１、ＳＵＭ２、およびＳＵＭ３が求められ、積算値判定処理が実行される（Ｓ３０７）。

２つの素子温度センサのいずれか一方に異常がある場合、それらによって求められる素子間偏差は、素子温度センサに異常が生じた直後に増加または減少し、その後、限られた範囲内の値となる。この素子間偏差は、限られた範囲内の値となるものの、素子温度センサが正常である場合よりも大きくなることが多い。

そこで、本応用例に係る異常素子検出処理では、素子間偏差Δ１（ｎ）、Δ２（ｎ）、およびΔ３（ｎ）のそれぞれの積算値が、ＳＤ１、ＳＤ２およびＳＤ３として求められる。そして、それらの積算値を用いて、素子間偏差Δ１（ｎ）、Δ２（ｎ）、およびΔ３（ｎ）のそれぞれについてｎ＝１からｎ＝Ｎまでの平均値が、ＡＶＥ１、ＡＶＥ２およびＡＶＥ３として求められる。これら３つの平均値に閾値δよりも大きい２つの平均値がある場合には、その２つの平均値を求めるのに寄与した素子温度センサに異常がある旨の判定がされる。

図１２のステップＳ４０１においては、積算値ＳＤ１、ＳＤ２およびＳＤ３を求めるため、素子間偏差Δ１（ｎ）、Δ２（ｎ）、およびΔ３（ｎ）が、それぞれ、積算値ＳＤ１、ＳＤ２およびＳＤ３に加算される。積算値ＳＤ１、ＳＤ２およびＳＤ３は、ステップＳ３０１において、初期値として０が設定されている。

ステップＳ３０９において時間変数ｎが上限値Ｎに達した旨の判定をしたときには、コントロールユニット２２は、センサ異常検出処理を実行する（Ｓ４０２）。図１３にはセンサ異常検出処理においてコントロールユニット２２が実行する処理のフローチャートが示されている。

異常センサ検出処理について図１３のフローチャートに沿って説明する。コントロールユニット２２は、素子間偏差Δ１（ｎ）、Δ２（ｎ）、およびΔ３（ｎ）のそれぞれについてｎ＝１からｎ＝Ｎまでの平均値を、ＡＶＥ１、ＡＶＥ２およびＡＶＥ３として求める（Ｓ４０２−１）。すなわち、ＡＶＥ１＝ＳＤ１／Ｎ、ＡＶＥ２＝ＳＤ２／Ｎ、そして、ＡＶＥ３＝ＳＤ３／Ｎである。

コントロールユニット２２は、平均値ＡＶＥ１およびＡＶＥ２の両方が閾値δより大きいか否か（ＡＶＥ１＞δ、且つ、ＡＶＥ２＞δが成立するか）を判定する（Ｓ４０２−２）。そして、これらの平均値の両方が閾値δよりも大きい場合には、素子温度センサ３２Ａに異常がある旨の情報を生成し、記憶部３４に記憶する（Ｓ４０２−３）。平均値ＡＶＥ１またはＡＶＥ２の少なくとも一方が閾値δ以下である場合には、コントロールユニット２２は、平均値ＡＶＥ２およびＡＶＥ３の両方が閾値δより大きいか否かを判定する（Ｓ４０２−４）。そして、これらの平均値の両方が閾値δよりも大きい場合には、素子温度センサ３２Ｂに異常がある旨の情報を生成し、記憶部３４に記憶する（Ｓ４０２−５）。平均値ＡＶＥ２またはＡＶＥ３の少なくとも一方が閾値δ以下である場合には、コントロールユニット２２は、平均値ＡＶＥ３およびＡＶＥ１の両方が閾値δより大きいか否かを判定する（Ｓ４０２−６）。そして、これらの平均値の両方が閾値δよりも大きい場合には、素子温度センサ３２Ｃに異常がある旨の異常情報を生成し、記憶部３４に記憶する（Ｓ４０２−７）。平均値ＡＶＥ３またはＡＶＥ１の少なくとも一方が閾値δ以下である場合には、コントロールユニット２２は、異常センサ検出処理を終了する。

このような処理によれば、熱抵抗劣化のあるスイッチング素子の検出と、異常のある素子温度センサの検出とを区別して行うことができる。

なお、本応用例に係る異常素子検出処理においては、各素子間偏差のｎ＝１〜Ｎについての平均値を用いて判定を行う代わりに、各素子間偏差につき、ｎ＝１〜Ｎから選択されたいずれかについての平均値を用いて判定を行うこととしてもよい。また、各素子間偏差のｎ＝１〜Ｎについての平均値を用いて判定を行う代わりに、各素子間偏差につき、ｎ＝１〜Ｎのうちいずれか１個の値を用いて判定を行うこととしてもよい。

１０ 電池、１２ ＤＣＤＣコンバータ、１４ 第１インバータ、１６ 第２インバータ、１８ 第１モータジェネレータ、２０ 第２モータジェネレータ、２２ コントロールユニット、２４ 冷媒管、２６ 冷媒ポンプ、２８ 冷媒温度センサ、３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ 電流センサ、３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ 素子温度センサ、３４ 記憶部、３６ｕ，３６ｖ，３６ｗ、ＩＧＢＴ組、３６−１ 上側ＩＧＢＴ、３６−２ 下側ＩＧＢＴ、３８ スイッチング素子、４０ 熱伝導板、４２ 冷媒。

Claims (11)

1. 車両駆動回路に含まれる素子に異常があるか否かを判定する異常判定装置において、
   前記素子の温度と温度基準値との差異を、前記素子に流れる電流に基づいて、温度変化推定値として推定する変化推定手段と、
   前記素子の温度を検出する素子温度検出手段と、
   前記素子の温度検出値と前記温度基準値との差異を、変化測定値として求める変化測定手段と、
   前記変化測定値と前記変化推定値との差異を測定値偏差として求める測定値偏差算出手段と、
   前記測定値偏差の時間変化に基づいて、前記素子が異常であるか否かを判定する判定手段と、
   を備えることを特徴とする異常判定装置。
2. 請求項１に記載の異常判定装置において、
   前記判定手段は、
   前記測定値偏差の時間変化率を求め、当該時間変化率の積算値に基づいて前記素子が異常であるか否かを判定することを特徴とする異常判定装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の異常判定装置において、
   前記素子との間で熱交換を行う冷媒の温度を検出する冷媒温度検出手段を備え、
   前記温度基準値は、前記冷媒温度検出手段の検出値に基づいて定められることを特徴とする異常判定装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の異常判定装置において、
   前記測定値偏差に基づいて前記素子温度検出手段に異常があるか否かを判定する、検出異常判定手段、
   を備えることを特徴とする異常判定装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の異常判定装置において、
   前記素子が異常である旨の判定を前記判定手段がしたときに、前記素子を電気的に保護する保護手段、
   を備えることを特徴とする異常判定装置。
6. 車両駆動回路用の複数の素子から異常素子を検出する異常素子検出装置において、
   前記異常素子を検出するための判定値を、各素子の温度条件に基づいて、各素子について求める判定値算出手段と、
   前記複数の素子のうちの２つの組み合わせのそれぞれについて、前記判定値の差異を素子間偏差として求める素子間偏差算出手段と、
   前記２つの組み合わせのそれぞれについて求められた各素子間偏差の時間変化に基づいて、前記異常素子を検出する検出手段と、
   を備え、
   前記判定値算出手段は、
   各素子について、素子の温度と温度基準値との差異を当該素子に流れる電流に基づいて、変化推定値として推定する変化推定手段と、
   各素子に設けられ、素子の温度を検出する素子温度検出手段と、
   を備え、
   各素子について、素子の温度検出値と前記変化推定値との差異を前記判定値として求めることを特徴とする異常素子検出装置。
7. 請求項６に記載の異常素子検出装置において、
   前記検出手段は、
   各素子間偏差の時間変化率を求め、当該時間変化率の積算値に基づいて前記異常素子を検出することを特徴とする異常素子検出装置。
8. 請求項６または請求項７に記載の異常素子検出装置において、
   前記温度基準値は、前記複数の素子との間で熱交換を行う冷媒の温度であることを特徴とする異常素子検出装置。
9. 請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の異常素子検出装置において、
   前記２つの組み合わせのそれぞれについて求められた各素子間偏差に基づいて、各素子に設けられた前記素子温度検出手段のうち異常のあるものを検出する異常検出手段、
   を備えることを特徴とする異常素子検出装置。
10. 請求項６から請求項９のいずれか１項に記載の異常素子検出装置において、
    前記異常素子を電気的に保護する保護手段を備えることを特徴とする異常素子検出装置。
11. 請求項６から請求項１０のいずれか１項に記載の異常素子検出装置と、
    車両駆動用のエンジンとの間でトルクを作用する第１モータジェネレータと、
    車両駆動用の第２モータジェネレータと、
    電池が出力する電圧のレベルを変換するＤＣＤＣコンバータと、
    前記ＤＣＤＣコンバータと前記第１モータジェネレータとの間で直流交流変換を行う第１インバータと、
    前記ＤＣＤＣコンバータ前記と第２モータジェネレータとの間で直流交流変換を行う第２インバータと、
    を備え、
    前記複数の素子は、前記ＤＣＤＣコンバータ、前記第１インバータ、および前記第２インバータに含まれる素子であることを特徴とする車両駆動システム。

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