JP2015116097A - 放電回路故障検知装置及び放電回路故障検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】新たな部品の追加なく放電回路の故障を検知可能な放電回路故障検知装置を提供すること。【解決手段】蓄電器が出力する直流電圧を異なるレベルの直流電圧に変換するコンバータと、コンバータから出力された直流電圧を交流電圧に変換して負荷に印加するインバータと、コンバータ及びインバータと並列に設けられた平滑コンデンサと、平滑コンデンサからの放電電流が流れる抵抗と、放電電流が流れる電流経路を開閉するスイッチング素子と、を有する放電回路と、平滑コンデンサの両端電圧を検出する電圧センサーとを備えたシステムにおける、放電回路の故障を検知する放電回路故障検知装置は、スイッチング素子による電流経路の開閉動作を、２つの異なるデューティ比でのＰＷＭ制御で段階的に行い、低デューティ比でのＰＷＭ制御の段階で得られる両端電圧の変化率及び高デューティ比でのＰＷＭ制御の段階で得られる両端電圧の変化率に基づいて、放電回路の故障の有無を検知する。【選択図】図１

Description

本発明は、放電回路の故障を検知する放電回路故障検知装置及び放電回路故障検知方法に関する。

特許文献１には、電力変換装置を有する電気自動車のシステムが開示されている。このシステムは、電力変換装置と、車両制御ユニットと、バッテリーにより供給される直流電源と、走行モータと、車輪とを有する。電力変換装置は、直流電源からの電力を車両制御ユニット及び電力変換制御ユニットを用いて制御し、直流から交流に変換するＰＷＭ（パルス幅変調）電力変換モジュールと、放電制御回路と、インターロック回路と、インターロック回路に接続されたフォトカプラと、車両制御ユニットによって制御されるコンタクタとがインバータ筐体に設置されている。図６は、特許文献１に示された放電制御回路及びインターロック回路を示す図である。インターロック回路３０の解除と共にコンタクタ３２が開くと、第２放電抵抗４０と直列に接続されているスイッチング用ＭＯＳＦＥＴ４５がオンして、平滑コンデンサ４１が放電する。

特開２００６−０４２４５９号公報

上記説明した特許文献１のシステムは、平滑コンデンサ４１が放電する際に電流が流れる第２放電抵抗４０又はスイッチング用ＭＯＳＦＥＴ４５の故障を検知する機能を有していない。このため、第２放電抵抗４０の抵抗値が過小又は過大となったり、スイッチング用ＭＯＳＦＥＴ４５が故障しても、当該システムはその状態を検知することができない。なお、第２放電抵抗４０又はスイッチング用ＭＯＳＦＥＴ４５の故障を検知するためのセンサーを設ければ、当該センサーのためのコスト等は必要であるが、故障検知の機能搭載は実現可能である。しかし、新たな部品の追加によるコストの増加及び部品点数の増加は望ましくない。

本発明の目的は、新たな部品の追加なく放電回路の故障を検知可能な放電回路故障検知装置及び放電回路故障検知方法を提供することである。

上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の発明の放電回路故障検知装置は、蓄電器（例えば、実施の形態での蓄電器１０１）が出力する直流電圧を異なるレベルの直流電圧に変換するコンバータ（例えば、実施の形態でのコンバータ１０５）と、前記コンバータから出力された直流電圧を交流電圧に変換して負荷に印加するインバータ（例えば、実施の形態での第１インバータ１０７及び第２インバータ１１３）と、前記コンバータ及び前記インバータと並列に設けられた平滑コンデンサ（例えば、実施の形態での平滑コンデンサＣ１，Ｃ２）と、前記平滑コンデンサからの放電電流が流れる抵抗（例えば、実施の形態での抵抗Ｒ）と、前記放電電流が流れる電流経路を開閉するスイッチング素子（例えば、実施の形態でのスイッチング素子ＳＷ）と、を有する放電回路（例えば、実施の形態での放電回路１１７）と、前記平滑コンデンサの両端電圧を検出する電圧センサー（例えば、実施の形態での電圧センサー１１５）と、を備えたシステムにおける、前記放電回路の故障を検知する放電回路故障検知装置（例えば、実施の形態での放電回路故障検知装置１１９）であって、前記スイッチング素子による前記電流経路の開閉動作を、２つの異なるデューティ比でのＰＷＭ制御で段階的に行い、低デューティ比でのＰＷＭ制御の段階で得られる前記両端電圧の変化率及び高デューティ比でのＰＷＭ制御の段階で得られる前記両端電圧の変化率に基づいて、前記放電回路の故障の有無を検知することを特徴としている。

さらに、請求項２に記載の発明の放電回路故障検知装置では、低デューティ比でのＰＷＭ制御の段階で得られる前記両端電圧の変化率、高デューティ比でのＰＷＭ制御の段階で得られる前記両端電圧の変化率、及び各段階で得られる前記両端電圧の変化率の差分に基づいて、前記放電回路の故障の形態を判別することを特徴としている。

さらに、請求項３に記載の発明の放電回路故障検知装置では、低デューティ比でのＰＷＭ制御の段階で得られる前記両端電圧の変化率及び高デューティ比でのＰＷＭ制御の段階で得られる前記両端電圧の変化率の少なくともいずれか一方が第１しきい値よりも大きいとき、前記抵抗の抵抗値が過小であるため前記放電回路が故障していると判断することを特徴としている。

さらに、請求項４に記載の発明の放電回路故障検知装置では、低デューティ比でのＰＷＭ制御の段階で得られる前記両端電圧の変化率及び高デューティ比でのＰＷＭ制御の段階で得られる前記両端電圧の変化率の少なくともいずれか一方が第２しきい値以下であるとき、前記抵抗の抵抗値が過大又は前記スイッチング素子がオープン故障状態であるため前記放電回路が故障していると判断することを特徴としている。

さらに、請求項５に記載の発明の放電回路故障検知装置では、前記放電回路が故障していると判断したときの、各段階で得られる前記両端電圧の変化率の差分が第３のしきい値以上であれば前記抵抗の抵抗値が過大と判別し、前記差分が前記第３のしきい値未満であれば前記スイッチング素子がオープン故障状態であると判別することを特徴としている。

さらに、請求項６に記載の発明の放電回路故障検知装置では、前記平滑コンデンサは、前記コンバータと前記インバータの間に設けられたことを特徴としている。

さらに、請求項７に記載の発明の放電回路故障検知装置では、前記２つの異なるデューティ比でのＰＷＭ制御は所定時間ずつ行うことを特徴としている。

さらに、請求項８に記載の発明の放電回路故障検知装置では、前記システムは、前記蓄電器からの電力供給経路の開閉を行うコンタクタ部を備え、前記コンタクタ部によって前記電力供給経路が開かれた状態のときに前記ＰＷＭ制御を行うことを特徴としている。

さらに、請求項９に記載の発明の放電回路故障検知方法では、蓄電器（例えば、実施の形態での蓄電器１０１）が出力する直流電圧を異なるレベルの直流電圧に変換するコンバータ（例えば、実施の形態でのコンバータ１０５）と、前記コンバータから出力された直流電圧を交流電圧に変換して負荷に印加するインバータ（例えば、実施の形態での第１インバータ１０７及び第２インバータ１１３）と、前記コンバータ及び前記インバータと並列に設けられた平滑コンデンサ（例えば、実施の形態での平滑コンデンサＣ１，Ｃ２）と、前記平滑コンデンサからの放電電流が流れる抵抗（例えば、実施の形態での抵抗Ｒ）と、前記放電電流が流れる電流経路を開閉するスイッチング素子（例えば、実施の形態でのスイッチング素子ＳＷ）と、を有する放電回路（例えば、実施の形態での放電回路１１７）と、前記平滑コンデンサの両端電圧を検出する電圧センサー（例えば、実施の形態での電圧センサー１１５）と、を備えたシステムにおける、前記放電回路の故障を検知する放電回路故障検知方法であって、前記スイッチング素子による前記電流経路の開閉動作を、２つの異なるデューティ比でのＰＷＭ制御で段階的に行うステップと、低デューティ比でのＰＷＭ制御の段階で得られる前記両端電圧の変化率及び高デューティ比でのＰＷＭ制御の段階で得られる前記両端電圧の変化率に基づいて、前記放電回路の故障の有無を検知するステップと、を有することを特徴としている。

請求項１〜８に記載の発明の放電回路故障検知装置及び請求項９に記載の放電回路故障検知方法によれば、新たな部品の追加なく放電回路の故障を検知できる。さらに、故障形態を判別できる。

一実施形態の放電回路故障検知装置を含む駆動システムの構成を示すブロック図 （ａ）〜（ｄ）は、放電回路故障検知装置１１９による２段階に分けたＰＷＭ制御のデューティ比と、このＰＷＭ制御によるＶ２電圧の時間変化と、各段階でのＶ２電圧の変化率の時間変化とを示すグラフ 放電回路故障検知装置１１９によるＰＷＭ制御の詳細を示すフローチャート 放電回路故障検知装置１１９が放電回路１１７の故障の有無の判断及び放電回路１１７の故障形態の判別を行う際の動作を示すフローチャート 他の実施形態の放電回路故障検知装置を含む駆動システムで、平滑コンデンサＣ１からの放電電流が流れる経路を示す図 特許文献１に示された放電制御回路及びインターロック回路を示す図

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、一実施形態の放電回路故障検知装置を含む駆動システムの構成を示すブロック図である。なお、図１に示すシステムは、ＨＥＶ（Hybrid Electrical Vehicle：ハイブリッド電気自動車）に設けられた例を示す。なお、このシステムは、ＥＶ（Electrical Vehicle：電気自動車）に設けられても良い。

図１に示すＨＥＶ（以下、単に「車両」という）の駆動システムは、蓄電器１０１と、コンタクタ部１０３と、コンバータ１０５と、第１インバータ（TRC INV）１０７と、電動機（TRC MOT）１０９と、発電機（GEN MOT）１１１と、第２インバータ（GEN INV）１１３と、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２と、電圧センサー１１５と、放電回路１１７と、放電回路故障検知装置１１９とを備える。なお、第１インバータ１０７及び第２インバータ１１３は、コンバータ１０５に対して並列に設けられている。平滑コンデンサＣ１は、蓄電器１０１とコンバータ１０５の間に、コンバータ１０５とそれぞれ並列に設けられている。また、平滑コンデンサＣ２及び電圧センサー１１５は、コンバータ１０５と第１インバータ１０７及び第２インバータ１１３との間に、コンバータ１０５とそれぞれ並列に設けられている。

蓄電器１０１は、直列に接続された複数の蓄電セルを有し、例えば１００〜２００Ｖの高電圧を供給する。蓄電セルは、例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池である。コンタクタ部１０３は、蓄電器１０１とコンバータ１０５の間に設けられ、蓄電器１０１と電動機１０９又は発電機１１１との間の電力供給経路の開閉を行う。電流供給経路には大電流が流れるため、コンタクタ部１０３を構成するプラス側メインリレーＲＳ１、マイナス側メインリレーＲＳ２及び予備充電リレーＲＳ３は、機械式接点及びコイルから構成される機械式リレーである。

コンバータ１０５は、蓄電器１０１の直流出力電圧を直流のまま昇圧又は降圧する。第１インバータ１０７は、コンバータ１０５の直流出力電圧を交流電圧に変換して３相電流を電動機１０９に供給する。電動機１０９は、車両が走行するための動力を発生する。発電機１１１は、図示しない内燃機関の動力等によって駆動され、電力を発生する。第２インバータ１１３は、発電機１１１が発生した交流電圧を直流電圧に変換する。第２インバータ１１３によって変換された電力は、蓄電器１０１に充電されるか、第１インバータ１０７を介して電動機１０９に供給される。

平滑コンデンサＣ１は、コンバータ１０５の蓄電器１０１側の直流電圧を平滑化する。また、平滑コンデンサＣ２は、コンバータ１０５の第１インバータ１０７及び第２インバータ１１３側の直流電圧を平滑化する。電圧センサー１１５は、平滑コンデンサＣ２の両端電圧に等しい当該直流電圧（以下「Ｖ２電圧」という）を検出する。電圧センサー１１５が検出したＶ２電圧を示す信号は、放電回路故障検知装置１１９に送られる。

放電回路１１７は、平滑コンデンサＣ２と並列に設けられ、図１に示すように、直列接続されたスイッチング素子ＳＷ及び抵抗Ｒを有する。スイッチング素子ＳＷは、放電回路故障検知装置１１９による制御に応じて、放電回路１１７の電流経路を開閉する。抵抗Ｒは、例えばセメント抵抗である。

放電回路故障検知装置１１９は、車両のイグニッションスイッチがオン状態からオフ状態にされ、コンタクタ部１０３によって電力供給経路が開かれた状態のときに、放電回路１１７のスイッチング素子ＳＷを２相変調方式でＰＷＭ制御する。このとき、スイッチング素子ＳＷが閉状態であれば、平滑コンデンサＣ２の放電電流が放電回路１１７を流れ、スイッチング素子ＳＷが開状態であれば放電電流は流れない。放電回路１１７の電流経路が導通し、図１に一点鎖線で示す平滑コンデンサＣ２の放電電流が流れることによって、Ｖ２電圧が低下する。

放電回路故障検知装置１１９は、放電回路１１７の故障を検知するために、２つの異なるデューティ比での段階的なＰＷＭ制御をそれぞれ所定の規定時間ずつ行う。すなわち、放電回路故障検知装置１１９によるＰＷＭ制御のデューティ比を２段階に分けて、各デューティ比でのＰＷＭ制御がそれぞれ規定時間ずつ行われる。図２（ａ）〜（ｄ）は、放電回路故障検知装置１１９による２段階に分けたＰＷＭ制御のデューティ比と、このＰＷＭ制御によるＶ２電圧の時間変化と、各段階でのＶ２電圧の変化率の時間変化とを示すグラフである。

図２（ａ）は、放電回路１１７が正常時のグラフの一例を示す。図２（ａ）に示すように、放電回路１１７が正常時には、放電回路故障検知装置１１９による低デューティ比でのＰＷＭ制御の段階では、Ｖ２電圧は緩やかに低下し、その後の高デューティ比でのＰＷＭ制御の段階では、Ｖ２電圧は急速に低下する。なお、ＰＷＭ制御時のＶ２電圧は、電圧センサー１１５から得られる。また、各段階でのＶ２電圧の変化率は放電回路故障検知装置１１９が算出する。以下、低デューティ比でのＰＷＭ制御の段階で得られるＶ２電圧の変化率をΔＶｌと表記し、高デューティ比でのＰＷＭ制御の段階で得られるＶ２電圧の変化率をΔＶｈと表記する。放電回路故障検知装置１１９は、２段階のデューティ比でのＰＷＭ制御を行って得られる、各段階でのＶ２電圧の変化率ΔＶｌ，ΔＶｈに基づいて、放電回路１１７の故障の有無を検知する。さらに、放電回路故障検知装置１１９は、Ｖ２電圧の変化率ΔＶｌ，ΔＶｈに基づいて、放電回路１１７の故障の形態を判別する。

図２（ｂ）は、放電回路１１７の抵抗Ｒの抵抗値が過小であるときのグラフの一例を示す。また、図２（ｃ）は、放電回路１１７の抵抗Ｒの抵抗値が過大であるときのグラフの一例を示す。また、図２（ｄ）は、放電回路１１７のスイッチング素子ＳＷがオープン故障しているときのグラフの一例を示す。図２（ｂ）〜（ｄ）に示すように、放電回路１１７の故障の形態によって、各段階でのＶ２電圧の変化率ΔＶｌ，ΔＶｈは正常時とは異なる。すなわち、放電回路１１７の抵抗Ｒの抵抗値が過小であるときに上記ＰＷＭ制御が行われると、図２（ｂ）に示すように、正常時と比較してＶ２電圧の変化率ΔＶｌが大きい。また、放電回路１１７の抵抗Ｒの抵抗値が過大であるときに当該ＰＷＭ制御が行われると、図２（ｃ）に示すように、正常時と比較してＶ２電圧の変化率ΔＶｌ，ΔＶｈがどちらも小さい。また、放電回路１１７のスイッチング素子ＳＷがオープン故障しているときに当該ＰＷＭ制御が行われると、図２（ｄ）に示すように、Ｖ２電圧の変化率ΔＶｌ，ΔＶｈはどちらも０である。

したがって、放電回路故障検知装置１１９は、Ｖ２電圧の変化率ΔＶｌの絶対値が第１しきい値ｔｈｌ１よりも大きい（｜ΔＶｌ｜＞ｔｈｌ１）とき、放電回路１１７が故障していると判断し、故障の形態としては抵抗Ｒの抵抗値が過小であると判別する。なお、放電回路故障検知装置１１９は、Ｖ２電圧の変化率ΔＶｈの絶対値が第１しきい値ｔｈｈ１よりも大きい（｜ΔＶｈ｜＞ｔｈｈ１）ときも、同様の検知及び判別を行っても良い。なお、第１しきい値ｔｈｌ１は、放電回路１１７が正常時におけるＶ２電圧の変化率ΔＶｌの絶対値よりも大きな値である。同様に、第２しきい値ｔｈｌ２は、放電回路１１７が正常時におけるＶ２電圧の変化率ΔＶｈの絶対値よりも大きな値である。

また、放電回路故障検知装置１１９は、Ｖ２電圧の変化率ΔＶｌの絶対値が第２しきい値ｔｈｌ２以下（｜ΔＶｌ｜≦ｔｈｌ２）、かつ、Ｖ２電圧の変化率ΔＶｈの絶対値が第２しきい値ｔｈｈ２以下（｜ΔＶｈ｜≦ｔｈｈ２）であり、Ｖ２電圧の変化率ΔＶｈと変化率ΔＶｌの差分の絶対値がしきい値ｔｈｄ以上（｜ΔＶｈ−ΔＶｌ｜≧ｔｈｄ）のとき、放電回路１１７が故障していると判断し、故障の形態としては抵抗Ｒの抵抗値が過大であると判別する。なお、第２しきい値ｔｈｌ２は、第１しきい値ｔｈｌ１よりも小さい値であって、放電回路１１７が正常時におけるＶ２電圧の変化率ΔＶｌの絶対値よりも小さな値である。同様に、第２しきい値ｔｈｈ２は、第１しきい値ｔｈｈ１よりも小さい値であって、放電回路１１７が正常時におけるＶ２電圧の変化率ΔＶｈの絶対値よりも小さな値である。

また、放電回路故障検知装置１１９は、Ｖ２電圧の変化率ΔＶｌの絶対値が第２しきい値ｔｈｌ２以下（｜ΔＶｌ｜≦ｔｈｌ２）、かつ、Ｖ２電圧の変化率ΔＶｈの絶対値が第２しきい値ｔｈｈ２以下（｜ΔＶｈ｜≦ｔｈｈ２）であり、Ｖ２電圧の変化率ΔＶｈと変化率ΔＶｌの差分の絶対値がしきい値ｔｈｄ未満（｜ΔＶｈ−ΔＶｌ｜＜ｔｈｄ）のとき、放電回路１１７が故障していると判断し、故障の形態としてはスイッチング素子ＳＷがオープン故障状態であると判別する。なお、オープン故障状態のスイッチング素子ＳＷは、放電回路１１７の電流経路が導通するよう制御されても、開状態のまま変化しない。

上記説明した場合以外において、放電回路故障検知装置１１９は、放電回路１１７は正常であると判断する。すなわち、Ｖ２電圧の変化率ΔＶｌの絶対値が第１しきい値ｔｈｌ１以下であり、第２しきい値ｔｈｌ２より大きく（ｔｈｌ２＜｜ΔＶｌ｜≦ｔｈｌ１）、かつ、Ｖ２電圧の変化率ΔＶｈの絶対値が第１しきい値ｔｈｈ１以下であり、第２しきい値ｔｈｈ２より大きい（ｔｈｈ２＜｜ΔＶｌ｜≦ｔｈｈ１）とき、放電回路故障検知装置１１９は、放電回路１１７は正常であると判断する。

以下、車両のイグニッションスイッチがオン状態からオフ状態にされた際に放電回路故障検知装置１１９が行う放電回路１１７の故障検知のための動作について、図３及び図４を参照して説明する。図３は、放電回路故障検知装置１１９によるＰＷＭ制御の詳細を示すフローチャートである。図４は、放電回路故障検知装置１１９が放電回路１１７の故障の有無の判断及び放電回路１１７の故障形態の判別を行う際の動作を示すフローチャートである。

図３に示すように、放電回路故障検知装置１１９は、イグニッションスイッチがオフ状態にされたか否かを判断し（ステップＳ１０１）、オフ状態であればステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３では、放電回路故障検知装置１１９は、コンタクタ部１０３が電流供給経路を開くよう制御する。次に、放電回路故障検知装置１１９は、低デューティ比でのＰＷＭ制御を行う（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０５では電圧センサー１１５からＶ２電圧を示す信号が得られるため、放電回路故障検知装置１１９は、このときのＶ２電圧の変化率ΔＶｌを算出する（ステップＳ１０７）。次に、放電回路故障検知装置１１９は、低デューティ比でのＰＷＭ制御の開始から規定時間が経過したかを判断する（ステップＳ１０９）。ステップＳ１０９において、規定時間が経過していなければステップＳ１０５に戻って低デューティ比でのＰＷＭ制御を継続し、規定時間が経過すればステップＳ１１１に進む。

ステップＳ１１１では、放電回路故障検知装置１１９は、高デューティ比でのＰＷＭ制御を行う。ステップＳ１１１でも電圧センサー１１５からＶ２電圧を示す信号が得られるため、放電回路故障検知装置１１９は、このときのＶ２電圧の変化率ΔＶｈを算出する（ステップＳ１１３）。次に、放電回路故障検知装置１１９は、高デューティ比でのＰＷＭ制御の開始から規定時間が経過したかを判断する（ステップＳ１１５）。ステップＳ１１５において、規定時間が経過していなければステップＳ１１１に戻って高デューティ比でのＰＷＭ制御を継続し、規定時間が経過すればステップＳ１１７に進む。ステップＳ１１７では、放電回路故障検知装置１１９は、ステップＳ１１３で算出されたＶ２電圧の変化率ΔＶｈと、ステップＳ１０７で算出されたＶ２電圧の変化率ΔＶｌの差分の絶対値（｜ΔＶｈ−ΔＶｌ｜）を算出する。

次に、図４に示すように、放電回路故障検知装置１１９は、Ｖ２電圧の変化率ΔＶｌの絶対値が第１しきい値ｔｈｌ１よりも大きい（｜ΔＶｌ｜＞ｔｈｌ１）か否かを判断し（ステップＳ２０１）、｜ΔＶｌ｜＞ｔｈｌ１であればステップＳ２０５に進み、｜ΔＶｌ｜≦ｔｈｌ１であればステップＳ２０３に進む。ステップＳ２０３では、放電回路故障検知装置１１９は、Ｖ２電圧の変化率ΔＶｈの絶対値が第１しきい値ｔｈｈ１よりも大きい（｜ΔＶｈ｜＞ｔｈｈ１）か否かを判断し、｜ΔＶｈ｜＞ｔｈｈ１であればステップＳ２０５に進み、｜ΔＶｈ｜≦ｔｈｈ１であればステップＳ２０７に進む。ステップＳ２０５では、放電回路故障検知装置１１９は、放電回路１１７が故障していると判断し、故障の形態としては抵抗Ｒの抵抗値が過小であると判別する。

ステップＳ２０７では、放電回路故障検知装置１１９は、Ｖ２電圧の変化率ΔＶｌの絶対値が第２しきい値ｔｈｌ２以下（｜ΔＶｌ｜≦ｔｈｌ２）か否かを判断し、｜ΔＶｌ｜≦ｔｈｌ２であればステップＳ２０９に進み、｜ΔＶｌ｜＞ｔｈｌ２であればステップＳ２１１に進む。ステップＳ２０９では、放電回路故障検知装置１１９は、Ｖ２電圧の変化率ΔＶｈの絶対値が第２しきい値ｔｈｈ２以下（｜ΔＶｈ｜≦ｔｈｈ２）か否かを判断し、｜ΔＶｈ｜≦ｔｈｈ２であればステップＳ２１３に進み、｜ΔＶｈ｜＞ｔｈｈ２であればステップＳ２１１に進む。ステップＳ２１１では、放電回路故障検知装置１１９は、放電回路１１７は正常であると判断する。

ステップＳ２１３では、放電回路故障検知装置１１９は、図３に示したステップＳ１１７で算出したＶ２電圧の変化率ΔＶｈと変化率ΔＶｌの差分の絶対値（｜ΔＶｈ−ΔＶｌ｜）がしきい値ｔｈｄ未満（｜ΔＶｈ−ΔＶｌ｜＜ｔｈｄ）か否かを判断する。ステップＳ２１３において、｜ΔＶｈ−ΔＶｌ｜＜ｔｈｄであればステップＳ２１５に進み、｜ΔＶｈ−ΔＶｌ｜≧ｔｈｄであればステップＳ２１７に進む。ステップＳ２１５では、放電回路故障検知装置１１９は、放電回路１１７が故障していると判断し、故障の形態としては抵抗Ｒの抵抗値が過大であると判別する。ステップＳ２１７では、放電回路故障検知装置１１９は、放電回路１１７が故障していると判断し、故障の形態としてはスイッチング素子ＳＷがオープン故障状態であると判別する。

以上説明したように、本実施形態では、放電回路１１７の電流経路を導通させて平滑コンデンサＣ２を放電する際に、放電回路故障検知装置１１９は、２つの異なるデューティ比でのＰＷＭ制御を放電回路１１７のスイッチング素子ＳＷに対して行う。当該ＰＷＭ制御時のＶ２電圧の変化率は、放電回路１１７のスイッチング素子ＳＷがオープン故障していたり、抵抗Ｒの抵抗値が過小又は過大であると、正常時とは異なる。このため、放電回路故障検知装置１１９は、各デューティ比でのＰＷＭ制御時に得られたＶ２電圧の変化率に基づいて、放電回路１１７の故障の有無を検知する。さらに、放電回路故障検知装置１１９は、これらＶ２電圧の変化率に基づいて、放電回路１１７の故障の形態を判断する。

このように、本実施形態によれば、車両の駆動システムに新たな部品を追加することなく、容易に放電回路１１７の故障を検知することができ、さらには、放電回路１１７の故障の形態も判別できる。

上記説明したように、本実施形態では、放電回路故障検知装置１１９がＰＷＭ制御を行う際、スイッチング素子ＳＷが閉状態のときには平滑コンデンサＣ２の放電電流が放電回路１１７を流れる。他の実施形態として、当該ＰＷＭ制御が行われているときに、コンバータ１０５の上段（ハイサイド側）のトランジスタをオン状態、下段（ローサイド側）のトランジスタをオフ状態とすることで、図５に二点鎖線で示す平滑コンデンサＣ１の放電電流が放電回路１１７を流れるようにしても良い。なお、このときの第１しきい値ｔｈｌ１，ｔｈｈ１及び第２しきい値ｔｈｌ２，ｔｈｈ２は、放電回路１１７が正常であるときのＶ２電圧に応じた値が設定される。

１０１ 蓄電器
１０３ コンタクタ部
１０５ コンバータ
１０７ 第１インバータ（TRC INV）
１０９ 電動機（TRC MOT）
１１１ 発電機（GEN MOT）
１１３ 第２インバータ（GEN INV）
１１５ 電圧センサー
１１７ 放電回路
１１９ 放電回路故障検知装置
Ｃ１，Ｃ２ 平滑コンデンサ
ＳＷ スイッチング素子
Ｒ 抵抗

Claims (9)

1. 蓄電器が出力する直流電圧を異なるレベルの直流電圧に変換するコンバータと、
   前記コンバータから出力された直流電圧を交流電圧に変換して負荷に印加するインバータと、
   前記コンバータ及び前記インバータと並列に設けられた平滑コンデンサと、
   前記平滑コンデンサからの放電電流が流れる抵抗と、前記放電電流が流れる電流経路を開閉するスイッチング素子と、を有する放電回路と、
   前記平滑コンデンサの両端電圧を検出する電圧センサーと、
   を備えたシステムにおける、前記放電回路の故障を検知する放電回路故障検知装置であって、
   前記スイッチング素子による前記電流経路の開閉動作を、２つの異なるデューティ比でのＰＷＭ制御で段階的に行い、
   低デューティ比でのＰＷＭ制御の段階で得られる前記両端電圧の変化率及び高デューティ比でのＰＷＭ制御の段階で得られる前記両端電圧の変化率に基づいて、前記放電回路の故障の有無を検知することを特徴とする放電回路故障検知装置。
2. 請求項１に記載の放電回路故障検知装置であって、
   低デューティ比でのＰＷＭ制御の段階で得られる前記両端電圧の変化率、高デューティ比でのＰＷＭ制御の段階で得られる前記両端電圧の変化率、及び各段階で得られる前記両端電圧の変化率の差分に基づいて、前記放電回路の故障の形態を判別することを特徴とする放電回路故障検知装置。
3. 請求項１又は２に記載の放電回路故障検知装置であって、
   低デューティ比でのＰＷＭ制御の段階で得られる前記両端電圧の変化率及び高デューティ比でのＰＷＭ制御の段階で得られる前記両端電圧の変化率の少なくともいずれか一方が第１しきい値よりも大きいとき、前記抵抗の抵抗値が過小であるため前記放電回路が故障していると判断することを特徴とする放電回路故障検知装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の放電回路故障検知装置であって、
   低デューティ比でのＰＷＭ制御の段階で得られる前記両端電圧の変化率及び高デューティ比でのＰＷＭ制御の段階で得られる前記両端電圧の変化率の少なくともいずれか一方が第２しきい値以下であるとき、前記抵抗の抵抗値が過大又は前記スイッチング素子がオープン故障状態であるため前記放電回路が故障していると判断することを特徴とする放電回路故障検知装置。
5. 請求項４に記載の放電回路故障検知装置であって、
   前記放電回路が故障していると判断したときの、各段階で得られる前記両端電圧の変化率の差分が第３のしきい値以上であれば前記抵抗の抵抗値が過大と判別し、前記差分が前記第３のしきい値未満であれば前記スイッチング素子がオープン故障状態であると判別することを特徴とする放電回路故障検知装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の放電回路故障検知装置であって、
   前記平滑コンデンサは、前記コンバータと前記インバータの間に設けられたことを特徴とする放電回路故障検知装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の放電回路故障検知装置であって、
   前記２つの異なるデューティ比でのＰＷＭ制御は所定時間ずつ行うことを特徴とする放電回路故障検知装置。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の放電回路故障検知装置であって、
   前記システムは、前記蓄電器からの電力供給経路の開閉を行うコンタクタ部を備え、
   前記コンタクタ部によって前記電力供給経路が開かれた状態のときに前記ＰＷＭ制御を行うことを特徴とする放電回路故障検知装置。
9. 蓄電器が出力する直流電圧を異なるレベルの直流電圧に変換するコンバータと、
   前記コンバータから出力された直流電圧を交流電圧に変換して負荷に印加するインバータと、
   前記コンバータ及び前記インバータと並列に設けられた平滑コンデンサと、
   前記平滑コンデンサからの放電電流が流れる抵抗と、前記放電電流が流れる電流経路を開閉するスイッチング素子と、を有する放電回路と、
   前記平滑コンデンサの両端電圧を検出する電圧センサーと、
   を備えたシステムにおける、前記放電回路の故障を検知する放電回路故障検知方法であって、
   前記スイッチング素子による前記電流経路の開閉動作を、２つの異なるデューティ比でのＰＷＭ制御で段階的に行うステップと、
   低デューティ比でのＰＷＭ制御の段階で得られる前記両端電圧の変化率及び高デューティ比でのＰＷＭ制御の段階で得られる前記両端電圧の変化率に基づいて、前記放電回路の故障の有無を検知するステップと、
   を有することを特徴とする放電回路故障検知方法。

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