JP2016111781A - 電力変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２つの電流センサのうちの少なくとも一つに異常が生じていることを適正に判定する。【解決手段】２つモータの双方の動力の出力が要求されていないときには、２つのコンバータの上アームをオンする上アームオン制御を実行し（ステップＳ１００）、上アームオン制御を実行しているときに検出された電流ＩＬ１，ＩＬ２の差分ＤＩＬが閾値ＴＨより大きいときには、２つの電流センサのうちの少なくとも一つに異常が生じていると判定する（ステップＳ１１０，Ｓ１３０）。上アームオン制御では、２つのバッテリ間に流れる電流が所定電流ＩｒｅｆとなるようトランジスタＴ３１，Ｔ４１のオン状態を設定し、設定したオン状態になるようゲート電圧を調整する。【選択図】図３

Description

本発明は、電力変換装置に関し、詳しくは、第１リアクトルとを有し第１バッテリからの電力を昇圧して負荷に供給する第１コンバータと、第２リアクトルを有し第２バッテリからの電力を昇圧して負荷に供給する第２コンバータと、第１，第２リアクトルの電流を検出する第１，第２電流センサと、を備える電力変換装置に関する。

従来、この種の電力変換装置としては、第１の蓄電装置からの電力を昇圧して給電ラインに供給する第１のコンバータと、第２の蓄電装置からの電力を昇圧して給電ラインに供給する第２のコンバータと、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、第１のコンバータについては、給電ラインの電圧が目標電圧値となるよう制御する。そして、第２のコンバータについては、第２の蓄電装置の入出力電力指令値を第２のコンバータの低圧側の電圧で除して電流指令値を算出し、電流センサで検出した第２のコンバータの低圧側の電流と電流指令値との偏差が小さくなるよう制御する。これにより、安定的なエネルギーマネージメントとパワーマネージメントとを可能としている。

特開２０１１−９７６９３号公報

上述の電力変換装置では、電流センサに異常が生じると、第２のコンバータの制御を適正に実行できない。したがって、電流センサの異常を検出することが重要な課題として認識されている。電流センサの異常を検出する手法として、第２のコンバータの低圧側の電流を検出する電流センサを２つ設け、２つの電流センサの検出値の偏差が閾値以上のときに２つの電流センサのうちのいずれかに異常が生じていると判定する手法がある。しかしながら、この手法では、電流センサの数が増加して、コストが増加してしまう。特に、複数のコンバータを備える電力変換装置において、複数のコンバータ毎に複数の電流センサを設けると電流センサの数が増大してしまう。したがって、電流センサの数を増加させることなく、複数の電流センサに異常が生じているか否かを判定することが望まれている。

本発明の電力変換装置は、電流センサの数を増加させることなく、２つの電流センサの少なくとも一つに異常が生じていることを適正に判定することを主目的とする。

本発明の電力変換装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の電力変換装置は、
上アームである第１スイッチング素子と下アームである第２スイッチング素子と第１リアクトルとを有し、第１バッテリからの電力を昇圧して負荷に供給する第１コンバータと、
上アームである第３スイッチング素子と下アームである第４スイッチング素子と第２リアクトルを有し、第２バッテリからの電力を昇圧して前記負荷に供給する第２コンバータと、
前記第１リアクトルを流れる第１電流を検出する第１電流センサと、
前記第２リアクトルを流れる第２電流を検出する第２電流センサと、
前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子と前記第３スイッチング素子と前記第４スイッチング素子とをスイッチング制御する制御手段と、
を備える電力変換装置であって、
前記制御手段は、
前記負荷に電力を供給する負荷要求がないときには、前記第１スイッチング素子および前記第３スイッチング素子をオンとし、前記第２スイッチング素子および前記第４スイッチング素子をオフとする上アームオン制御を実行し、前記上アームオン制御を実行しているときに、前記検出された第１電流と前記検出された第２電流との差分が所定閾値よりも大きいときには、第１電流センサおよび第２電流センサのいずれかに異常が生じていると判定する手段であり、
前記上アームオン制御は、前記第１バッテリの端子間電圧と前記第２バッテリの端子間電圧との差分が大きいほど前記第１スイッチング素子と前記第３スイッチング素子の導通抵抗を大きくする制御である、
ことを要旨とする。

この本発明の電力変換装置では、負荷に電力を供給する負荷要求がないときには、第１スイッチング素子および前記第３スイッチング素子をオンとし、第２スイッチング素子および前記第４スイッチング素子をオフとする上アームオン制御を実行する。これにより、第１バッテリと第２バッテリとの間で第１コンバータと第２コンバータとを介して電流が流れるようになる。そして、上アームオン制御を実行しているときに、検出された第１電流と検出された第２電流との差分が所定閾値よりも大きいときには、第１電流センサおよび第２電流センサのうちの少なくとも一方に異常が生じていると判定する。上アームオン制御を実行しているときにおいて、第１電流センサおよび第２電流センサの双方が正常であるときには、第１電流センサから検出値と第２電流センサからの検出値とは検出誤差の範囲内で略一致し、第１電流センサおよび第２電流センサの少なくとも一つに異常が生じているときには、第１電流センサから検出値と第２電流センサからの検出値との偏差が検出誤差の範囲外になると考えられる。したがって、検出された第１電流と検出された第２電流との差分が所定閾値よりも大きいときには、第１電流センサおよび第２電流センサのうちの少なくとも一つに異常が生じていると判定することにより、適正に第１電流センサおよび第２電流センサのうちの少なくとも一つに異常が生じていると判定することができる。さらに、上アームオン制御では、第１バッテリの端子間電圧と第２バッテリの端子間電圧との差分が大きいほど第１スイッチング素子および第３スイッチング素子の導通抵抗を大きくする。導通抵抗が一定の場合、上アームオン制御を実行しているときには、第１バッテリの端子間電圧と第２バッテリの端子間電圧との差分が大きいほど第１コンバータおよび第２コンバータに大きな電流が流れる。したがって、第１バッテリの端子間電圧と第２バッテリの端子間電圧との差分が大きいほど第１スイッチング素子および第３スイッチング素子の導通抵抗を大きくすることにより、第１コンバータや第２コンバータに大きな電流が流れることを抑制できる。この結果、第１電流センサおよび第２電流センサの保護を図りつつ、第１電流センサおよび第２電流センサの少なくとも一つに異常が生じていることを判定することができる。ここで、「導通抵抗を大きくする」とは、第１，第３スイッチング素子がゲート型のトランジスタである場合には、ゲートに供給する電圧を低くすることをいう。

本発明の一実施例としての電力変換装置が搭載されたハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 モータＭＧ１，ＭＧ２を含む電機駆動系の構成の概略を示す構成図である。 実施例のＨＶＥＣＵ７０により実行される電流センサの異常を判定する異常判定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 差分ＤＶｂとトランジスタＴ３１，Ｔ４１のオン状態との関係を示すマップの一例を示す説明図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としての電力変換装置が搭載されたハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。図２は、モータＭＧ１，ＭＧ２を含む電機駆動系の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ４１，４２と、第１，第２昇圧コンバータ５４，５５，第１，第２バッテリ５０，５１と、ハイブリッド用電子制御ユニット（以下、ＨＶＥＣＵという）７０と、を備える。

エンジン２２は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により運転制御されている。

エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号、例えば、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２３からのクランク角θｃｒなどが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための種々の制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。このエンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御する。また、エンジンＥＣＵ２４は、必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。

プラネタリギヤ３０は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ３０のサンギヤには、モータＭＧ１の回転子が接続されている。プラネタリギヤ３０のリングギヤには、駆動輪３８ａ，３８ｂにデファレンシャルギヤ３７を介して連結された駆動軸３６が接続されている。プラネタリギヤ３０のキャリヤには、エンジン２２のクランクシャフト２６が接続されている。

モータＭＧ１は、永久磁石が埋め込まれた回転子と、三相コイルが巻回された固定子と、を有する同期発電電動機として構成されている。このモータＭＧ１は、上述したように、回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されている。モータＭＧ２は、モータＭＧ１と同様の同期発電電動機として構成されている。このモータＭＧ２は、回転子が駆動軸３６に接続されている。

図１や図２に示すように、インバータ４１は、第１電力ライン４６に接続されている。このインバータ４１は、６つのトランジスタＴ１１〜Ｔ１６と、６つのダイオードＤ１１〜Ｄ１６と、を有する。トランジスタＴ１１〜Ｔ１６は、それぞれ、第１電力ライン４６の正極母線と負極母線とに対して、ソース側とシンク側になるように、２個ずつペアで配置されている。６つのダイオードＤ１１〜Ｄ１６は、それぞれ、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６に逆方向に並列接続されている。トランジスタＴ１１〜Ｔ１６の対となるトランジスタ同士の接続点の各々には、モータＭＧ１の三相コイル（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の各々が接続されている。したがって、インバータ４１に電圧が作用しているときに、モータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０によって、対となるトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のオン時間の割合が調節されることにより、三相コイルに回転磁界が形成され、モータＭＧ１が回転駆動される。

インバータ４２は、インバータ４１と同様に、６つのトランジスタＴ２１〜Ｔ２６と、６つのダイオードＤ２１〜Ｄ２６と、を有する。そして、インバータ４２に電圧が作用しているときに、モータＥＣＵ４０によって、対となるトランジスタＴ２１〜Ｔ２６のオン時間の割合が調節されることにより、三相コイルに回転磁界が形成され、モータＭＧ２が回転駆動される。

第１昇圧コンバータ５４は、インバータ４１，４２が接続された第１電力ライン４６と、第１バッテリ５０が接続された第２電力ライン４７と、に接続されている。この第１昇圧コンバータ５４は、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）として構成された上アームのトランジスタＴ３１と、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）として構成された下アームのトランジスタＴ３２と、２つのダイオードＤ３１，Ｄ３２と、リアクトルＬ１と、を有する。トランジスタＴ３１は、第１電力ライン４６の正極母線に接続されている。トランジスタＴ３２は、トランジスタＴ３１と、第１電力ライン４６および第２電力ライン４７の負極母線と、に接続されている。２つのダイオードＤ３１，Ｄ３２は、それぞれ、トランジスタＴ３１，Ｔ３２に逆方向に並列接続されている。リアクトルＬ１は、トランジスタＴ３１，Ｔ３２同士の接続点Ｃｎ１と、第２電力ライン４７の正極母線と、に接続されている。第１昇圧コンバータ５４は、モータＥＣＵ４０によって、トランジスタＴ３１，Ｔ３２のオン時間の割合が調節されることにより、第２電力ライン４７の電力を昇圧して第１電力ライン４６に供給したり、第１電力ライン４６の電力を降圧して第２電力ライン４７に供給したりする。

第２昇圧コンバータ５５は、第１電力ライン４６と、第２バッテリ５１が接続された第３電力ライン４８と、に接続されている。第２昇圧コンバータ５５は、第１昇圧コンバータ５４と同様に、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）として構成された上アームのトランジスタＴ４１と、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）として構成された下アームのトランジスタＴ４２と、２つのダイオードＤ４１，Ｄ４２と、リアクトルＬ２と、を有する。そして、第２昇圧コンバータ５５は、モータＥＣＵ４０によって、トランジスタＴ４１，Ｔ４２のオン時間の割合が調節されることにより、第３電力ライン４８の電力を昇圧して第１電力ライン４６に供給したり、第１電力ライン４６の電力を降圧して第３電力ライン４８に供給したりする。

第１電力ライン４６の正極母線と負極母線とには、平滑用のコンデンサ４６ａが取り付けられている。第２電力ライン４７の正極母線と負極母線とには、平滑用のコンデンサ４７ａが取り付けられている。第３電力ライン４８の正極母線と負極母線とには、平滑用のコンデンサ４８ａが取り付けられている。

モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２や第１，第２昇圧コンバータ５４，５５を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号としては、以下のものを挙げることができる。モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの回転位置θｍ１，θｍ２。モータＭＧ１，ＭＧ２の各相に流れる電流を検出する電流センサからの相電流。コンデンサ４６ａの端子間に取り付けられた電圧センサ４６ｂからのコンデンサ４６ａ（第１電力ライン４６）の電圧ＶＨ。コンデンサ４７ａの端子間に取り付けられた電圧センサ４７ｂからのコンデンサ４７ａ（第２電力ライン４７）の電圧ＶＬ１。コンデンサ４８ａの端子間に取り付けられた電圧センサ４８ｂからのコンデンサ４８ａ（第３電力ライン４８）の電圧ＶＬ２。第１昇圧コンバータ５４のトランジスタＴ３１，Ｔ３２同士の接続点Ｃｎ１とリアクトルＬ１との間に取り付けられた電流センサ５４ａからのリアクトルＬ１の電流ＩＬ１（リアクトルＬ１側から接続点Ｃｎ１側に流れるときが正の値）。第２昇圧コンバータ５５のトランジスタＴ４１，Ｔ４２同士の接続点Ｃｎ２とリアクトルＬ２との間に取り付けられた電流センサ５５ａからのリアクトルＬ２の電流ＩＬ２（リアクトルＬ２側から接続点Ｃｎ２側に流れるときが正の値）。モータＥＣＵ４０からは、モータＭＧ１，ＭＧ２や第１，第２昇圧コンバータ５４，５５を駆動制御するための種々の制御信号が出力ポートを介して出力されている。種々の制御信号としては、以下のものを挙げることができる。インバータ４１，４２のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６へのスイッチング制御信号。第１，第２昇圧コンバータ５４，５５のトランジスタＴ３１，Ｔ３２，Ｔ４１，Ｔ４２へのスイッチング制御信号。モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。このモータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２や第１，第２昇圧コンバータ５４，５５を駆動制御する。また、モータＥＣＵ４０は、必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２や第１，第２昇圧コンバータ５４，５５の駆動状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。

第１バッテリ５０は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、上述したように、第２電力ライン４７に接続されている。第２バッテリ５１は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、上述したように、第３電力ライン４８に接続されている。第１，第２バッテリ５０，５１は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２により管理されている。

バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、第１，第２バッテリ５０，５１を管理するのに必要な信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号としては、以下のものを挙げることができる。第１バッテリ５０の出力端子に取り付けられた電流センサ５０ａからの電池電流Ｉｂ１。第１バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサ５０ｂからの電池電圧Ｖｂ１。第１バッテリ５０に取り付けられた温度センサからの電池温度Ｔｂ１。第２バッテリ５１の出力端子に取り付けられた電流センサ５１ａからの電池電流Ｉｂ２。第２バッテリ５１の端子間に設置された電圧センサ５１ｂからの電池電圧Ｖｂ２。第２バッテリ５１に取り付けられた温度センサからの電池温度Ｔｂ２。バッテリＥＣＵ５２は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。このバッテリＥＣＵ５２は、必要に応じて第１，第２バッテリ５０，５１の状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。

ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号としては、以下のものを挙げることができる。イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号。シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ。アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ。ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ。車速センサ８８からの車速Ｖ。ＨＶＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されている。このＨＶＥＣＵ７０は、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、エンジン２２の運転を伴って走行するハイブリッド走行モード（ＨＶ走行モード）や、エンジン２２の運転を停止して走行する電動走行モード（ＥＶ走行モード）で走行する。ハイブリッド自動車２０は、停車時には、必要に応じてエンジン２２を停止し、インバータ４１，４２をシャットダウン（オフ）してモータＭＧ１，ＭＧ２を停止する。

実施例のハイブリッド自動車２０では、システムが停止しているときにブレーキペダル８５がオンされた状態でイグニッションスイッチ８０からイグニッション信号を入力したときには、図示しないシステムメインリレーをオンとするなど初期化処理を実行し、必要に応じてエンジン２２を始動してシステムを起動状態、即ち、レディオン（ＲＥＡＤＹＯＮ）とする。また、システムが起動状態での停車時にイグニッションスイッチ８０からイグニッション信号を入力したときには、エンジン２２を停止してインバータ４１，４２をシャットダウン（オフ）してモータＭＧ１，ＭＧ２を停止して起動処理を終了、即ち、レディオフ（ＲＥＡＤＹＯＦＦ）とする。

次にこうして構成された電力変換装置の動作、特に、電流センサの異常を判定する際の動作について説明する。図３は、実施例のＨＶＥＣＵ７０により実行される電流センサの異常を判定するセンサ異常判定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。本ルーチンは、例えば、ハイブリッド自動車２０が停車中であるときやシステムが起動状態での停車時にイグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号が入力されたとき（レディオフの直前）など、インバータ４１，４２がシャットダウン（オフ）されていてモータＭＧ１，ＭＧ２からの電力の出力が要求されていないとき（負荷要求がないとき）に実行される。

本ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、第１，第２昇圧コンバータ５４，５５の上アームをオンとする上アームオン制御を実行する制御実行指令をモータＥＣＵ４０に送信する処理を実行する（ステップＳ１００）。制御実行指令を受信したモータＥＣＵ４０は、第１，第２昇圧コンバータ５４，５５の上アームのトランジスタＴ３１，Ｔ４１がオンし、下アームのトランジスタＴ３２，Ｔ４２がオフするよう、第１，第２昇圧コンバータ５４，５５を制御する。こうした制御により、第１，第２昇圧コンバータ５４，５５を介して第１バッテリ５０と第２バッテリ５１との間に電流を流している。

上アームオン制御では、第１バッテリ５０と第２バッテリ５１との間に流れる電流が所定電流Ｉｒｅｆ（例えば、１０Ａ，２０Ａ，３０Ａなど）となるようトランジスタＴ３１，Ｔ４１のオン状態が設定され、設定されたオン状態になるようゲート電圧が調整される。ここで、電池電圧Ｖｂ１，Ｖｂ２は、電圧センサ５０ｂ，５１ｂにより検出されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。トランジスタＴ３１，Ｔ４１のオン状態の設定は、第１，第２バッテリ５０，５１の電池電圧Ｖｂ１，Ｖｂ２の差分ＤＶｂ（＝｜Ｖｂ１−Ｖｂ２｜）と、第１バッテリ５０と第２バッテリ５１との間に流れる電流が所定電流ＩｒｅｆとなるトランジスタＴ３１，Ｔ４１のオン状態と、の関係を設定用マップとして予め実験や解析などで定めておく。そして、差分ＤＶｂが与えられると設定用マップにより対応するオン状態を導出するものとした。図４は、設定用マップの一例を示す説明図である。図中、トランジスタＴ３１，Ｔ４１のオン状態は、差分ＤＶｂが値０であるときに第１バッテリ５０と第２バッテリ５１との間に流れる電流を所定電流ＩｒｅｆとするトランジスタＴ３１，Ｔ４１のゲートの電圧Ｖｒｅｆ（例えば、２Ｖ，１．５Ｖ，１Ｖなど）を値１とした。したがって、例えば「４／８オン」とは、トランジスタＴ３１，Ｔ４１のゲートを電圧Ｖｒｅｆの４／８倍の電圧に調整することを意味している。トランジスタＴ３１，Ｔ４１は、図示するように、差分ＤＶｂが大きいほどオン状態が低くなる、つまり、ゲートに供給される電圧が低くなるよう調整されるものとした。トランジスタは、一般に、ゲートの電圧が低いほど導通抵抗が高くなることから、トランジスタＴ３１，Ｔ４１は、差分ＤＶｂが大きいほど導通抵抗が高くなるよう調整される。これは、トランジスタＴ３１，Ｔ４１の導通抵抗が一定の場合、差分ＤＶｂが大きくなるほどトランジスタＴ３１，Ｔ４１に流れる電流が増加することから、差分ＤＶｂが大きくなるほどトランジスタＴ３１，Ｔ４１の導通抵抗を大きくすることにより、トランジスタＴ３１，Ｔ４１に流れる電流が増大することを抑制できるからである。このように、差分ＤＶｂが大きくなるほどトランジスタＴ３１，Ｔ４１の導通抵抗が大きくなるようトランジスタＴ３１，Ｔ４１のゲート電圧を調整することにより、第１，第２昇圧コンバータ５４，５５の保護を図ることができる。

続いて、上アームオン制御を実行している状態で電流センサ５４ａ，５５ａからの電流ＩＬ１，ＩＬ２の差分ＤＩＬ（＝｜ＩＬ１−ＩＬ２｜）と閾値ＴＨとを比較する（ステップＳ１１０）。ここで、閾値ＴＨは、電流センサ５４ａ，５５ａの検出誤差として予め定めた値を用いるものとした。電流センサ５４ａ，５５ａの双方が正常であるときには、差分ＤＩＬは、閾値ＴＨの範囲内となるから、ステップＳ１１０の処理は、電流センサ５４ａ，５５ａのうちの少なくとも一方に異常が生じているか否かを調べる処理となる。

差分ＤＩＬが閾値ＴＨ以下であるときには電流センサ５４ａ，５５ａが正常であると判定して（ステップＳ１１０，Ｓ１２０）、本ルーチンを終了し、差分ＤＩＬが閾値ＴＨを超えているときには電流センサ５４ａ，５５ａのうちの少なくとも一つに異常が生じていると判定して（ステップＳ１１０，Ｓ１３０）、本ルーチンを終了する。こうした処理により、電流センサ５４ａ，５５ａのそれぞれに対して別途電流センサを設けることなく、電流センサ５４ａ，５５ａに異常が生じているか否かを判定することができる。電流センサ５４ａ，５５ａのうちの少なくとも一方に異常が生じると、第１，第２昇圧コンバータ５４，５５の制御が適正に行えない可能性があることから、電流センサ５４ａ，５５ａのうちの少なくとも一つに異常が生じていると判定することにより、異常に対処するための様々な制御を行なうことができる。また、上アームオン制御では、差分ＤＶｂが大きくなるほどトランジスタＴ３１，Ｔ４１の導通抵抗が大きくなるようトランジスタＴ３１，Ｔ４１のゲート電圧を調整するから、第１，第２昇圧コンバータ５４，５５の保護を図りつつ、電流センサ５４ａ，５５ａのうちの少なくとも一つに異常が生じていることを判定することができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、モータＭＧ１，ＭＧ２から動力を出力する負荷要求がないときに上アームオン制御を実行し、上アームオン制御を実行しているときに検出された電流ＩＬ１，ＩＬ２との差分ＤＩＬが閾値ＴＨより大きいときに、電流センサ５４ａ，５５ａのうちの少なくとも一つに異常が生じていることを判定する。これにより、別途電流センサを設けることなく電流センサ５４ａ，５５ａのうちの少なくとも一方に異常が生じていることを判定することができる。

そして、上アームオン制御では、差分ＤＶｂが大きいほどトランジスタＴ３１，Ｔ４１（上アーム）の導通抵抗を大きくする。これにより、第１，第２昇圧コンバータ５４，５５の保護を図ることができる。この結果、電流センサの数を増加させることなく、電流センサ５４ａ，５４ｂの少なくとも一つに異常が生じていることを適正に判定することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、トランジスタＴ３１，Ｔ３２，Ｔ４１，Ｔ４２が絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）として構成されているものとしたが、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）に限定されるものではなく、他のゲート型のトランジスタや可変抵抗とスイッチとを組み合わせたものなど、導通抵抗を変更可能なスイッチング素子であれば如何なるものとしても構わない。

実施例では、本発明の電力変換装置をハイブリッド自動車２０に搭載した場合について例示したが、電力の供給を受けて動作する負荷を備える装置であれば如何なるものに搭載しても構わない。また、こうした負荷を備える装置に搭載されたものに限定されずに、負荷を備える装置とは別に設けられていても構わない。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、第１昇圧コンバータ５４が「第１コンバータ」に相当し、第２昇圧コンバータ５５が「第２コンバータ」に相当し、電流センサ５４ａが「第１電流センサ」に相当し、電流センサ５５ａが「第２電流センサ」に相当し、モータＥＣＵ４０とバッテリＥＣＵ５２とＨＶＥＣＵ７０とが「制御手段」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、電力変換装置の製造産業などに利用可能である。

２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２３ クランクポジションセンサ、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、３０ プラネタリギヤ、３６ 駆動軸、３７ デファレンシャルギヤ、３８ａ，３８ｂ 駆動輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、４６ 第１電力ライン、４６ａ，４７ａ，４８ａ コンデンサ、４６ｂ，４７ｂ，４８ｂ 電圧センサ、４７ 第２電力ライン、４８ 第３電力ライン、５０ 第１バッテリ、５０ａ，５１ａ 電流センサ、５０ｂ，５１ｂ 電圧センサ、５１ 第２バッテリ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 第１昇圧コンバータ、５４ａ，５５ａ 電流センサ、５５ 第２昇圧コンバータ、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、Ｃｎ１，Ｃｎ２ 接続点、Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６，Ｄ３１，Ｄ３２，Ｄ４１，Ｄ４２ ダイオード、Ｌ１，Ｌ２ リアクトル、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ、Ｔ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６，Ｔ３１，Ｔ３２，Ｔ４１，Ｔ４２ トランジスタ。

Claims (1)

1. 上アームである第１スイッチング素子と下アームである第２スイッチング素子と第１リアクトルとを有し、第１バッテリからの電力を昇圧して負荷に供給する第１コンバータと、
   上アームである第３スイッチング素子と下アームである第４スイッチング素子と第２リアクトルを有し、第２バッテリからの電力を昇圧して前記負荷に供給する第２コンバータと、
   前記第１リアクトルを流れる第１電流を検出する第１電流センサと、
   前記第２リアクトルを流れる第２電流を検出する第２電流センサと、
   前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子と前記第３スイッチング素子と前記第４スイッチング素子とをスイッチング制御する制御手段と、
   を備える電力変換装置であって、
   前記制御手段は、
   前記負荷に電力を供給する負荷要求がないときには、前記第１スイッチング素子および前記第３スイッチング素子をオンとし、前記第２スイッチング素子および前記第４スイッチング素子をオフとする上アームオン制御を実行し、前記上アームオン制御を実行しているときに、前記検出された第１電流と前記検出された第２電流との差分が所定閾値よりも大きいときには、第１電流センサおよび第２電流センサのいずれかに異常が生じていると判定する手段であり、
   前記上アームオン制御は、前記第１バッテリの端子間電圧と前記第２バッテリの端子間電圧との差分が大きいほど前記第１スイッチング素子と前記第３スイッチング素子の導通抵抗を大きくする制御である、
   電力変換装置。

Images