JP2016140135A - 双方向ｄｃ−ｄｃコンバータ - Google Patents

Abstract

【課題】温度センサで異常を検知した場合に異常を生じた素子を推定し、推定した素子に応じて昇圧動作又は降圧動作の使用を継続できる双方向ＤＣ−ＤＣコンバータを提供する。【解決手段】コンバータ１０は、第１チップ２０ａ、第２チップ２０ｂ、リアクトル１４、電流センサ１３、コントローラ７を備えている。各チップ内には、スイッチング素子２１ａ（２１ｂ）とダイオード素子２２ａ（２２ｂ）が逆並列に接続されている。各チップには温度センサ２３ａ（２３ｂ）も内蔵されている。第１チップ２０ａと第２チップ２０ｂは直列に接続されており、その中点にリアクトル１４が接続されている。電流センサ１３は、リアクトル１４を流れる電流の向きを計測する。コントローラ７は、電流センサ１３が計測する電流の向きと、温度センサ２３ａ、２３ｂの計測温度に基づいて、各チップのスイッチング素子の使用を許可するか禁止するかを決定する。【選択図】図１

Description

本発明は、一方の入出力端に入力された電圧を昇圧して他方の入出力端に出力する昇圧機能と、他方の入出力端に入力された電圧を降圧して一方の入出力端に出力する降圧機能を有する双方向ＤＣ−ＤＣコンバータに関する。

双方向ＤＣ−ＤＣコンバータやインバータでは、スイッチング素子とダイオード素子を逆並列に接続した回路がよく用いられる。なお、本明細書が開示する技術は、順方向にのみ電流を通すことができ、逆方向には電流を通すことができないスイッチング素子を対象とする。逆並列とは、スイッチング素子を流れる電流の方向とダイオード素子を流れる電流の方向が互いに逆方向となるようにスイッチング素子とダイオード素子を並列に接続することをいう。

逆並列の回路は、スイッチング素子のオンオフにより一方向（順方向）の電流の流れを制御することができ、逆方向にはダイオード素子を通じて常に電流を流すことができる。例えば特許文献１に、そのような回路を組み合わせたインバータが開示されている。そして、特許文献１には、特定のスイッチング素子をオンオフさせたときの電流の流れ方で、ダイオード素子のオープン故障を検知する技術が開示されている。

双方向ＤＣ−ＤＣコンバータも、スイッチング素子とダイオード素子の逆並列回路を備えている。双方向ＤＣ−ＤＣコンバータを概説する。双方向ＤＣ−ＤＣコンバータは、２セットの入出力端を備えている。双方向ＤＣ−ＤＣコンバータは、一方の入出力端に入力された電圧を昇圧して他方の入出力端に出力する昇圧機能と、他方の入出力端に入力された電圧を降圧して一方の入出力端に出力する降圧機能を備えている。本明細書では、説明の便宜上、一方の入出力端（低電圧側の入出力端）を第１入出力端と称し、他方の入出力端（高電圧側の入出力端）を第２入出力端と称する。また、第１入出力端の正極を第１正極端と称し、負極を第１負極端と称する。第２入力端の正極を第２正極端と称し負極を第２負極と称する。

双方向ＤＣ−ＤＣコンバータは、２個のスイッチング素子の直列接続を有しており、各スイッチング素子にダイオード素子が逆並列に接続されている。以下では、説明の便宜上、２個のスイッチング素子の直列接続において、スイッチング素子を電流が流れる場合に高電位側となるスイッチング素子を第１スイッチング素子と称し、低電位側となるスイッチング素子を第２スイッチング素子と称する。また、第１スイッチング素子に逆並列に接続されているダイオード素子を第１ダイオード素子と称し、第２スイッチング素子に逆並列に接続されているダイオード素子を第２ダイオード素子と称する。別言すれば、２個の逆並列回路は、第１ダイオード素子のアノードが第２ダイオード素子のカソードと接続するように、直列に接続されている。

スイッチング素子の直列接続の高電位端と低電位端は夫々、第２正極端と第２負極端に接続されている。直列接続の中点にはリアクトルの一端が接続されており、リアクトルの他端は第１正極端に接続されている。第１負極端は第２負極端に接続されている。

上記した双方向ＤＣ−ＤＣコンバータでは、第１スイッチング素子と第２ダイオード素子が降圧動作に関与し、第２スイッチング素子と第１ダイオード素子が昇圧動作に関与する。

特開２００６−０５４９４３号公報

双方向ＤＣ−ＤＣコンバータでは、素子の異常検知のために温度センサを備えることがある。各素子に温度センサを設けることによって、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータのコントローラは、温度が所定の温度閾値以上に上昇したときにその素子で異常が発生していると判断することができる。ここで、先に述べたように、上記した双方向ＤＣ−ＤＣコンバータでは、第１スイッチング素子と第２ダイオード素子が降圧動作に関与し、第２スイッチング素子と第１ダイオード素子が昇圧動作に関与する。異常が発生した素子を特定できれば、昇圧動作と降圧動作のいずれか一方だけを使用禁止にして他方の使用を継続することができる。

一方、近年、チップ内でスイッチング素子とダイオード素子が逆並列に接続されているとともに、温度センサを内蔵している逆導通型チップが開発されている。逆導通型チップに内蔵された温度センサは、チップの温度を計測するものである。それゆえ、チップ内蔵の温度センサだけでは、スイッチング素子とダイオード素子のいずれの温度が高いのか、即ち、いずれの素子で異常が発生しているのか判別できない。スイッチング素子とダイオード素子のいずれで異常が生じているのか判別できなければ、温度センサの計測温度が所定の閾値温度を超えた場合、昇圧動作と降圧動作の両方を使用禁止にせざるを得ない。

本明細書が開示する技術は、温度センサ付き逆導通型チップを２個使った双方向ＤＣ−ＤＣコンバータに関し、温度センサで異常を検知した場合に異常を生じた素子を推定し、推定した素子に応じて昇圧動作又は降圧動作の一方は使用禁止とするが、他方は継続して使用できるようにする。

本明細書が開示する双方向ＤＣ−ＤＣコンバータは、上記した第１正極端、第２正極端、第１負極端、第２負極端、２個の逆導通型チップ、リアクトル、電流センサ、及び、コントローラを備えている。説明の便宜上、２個の逆導通型チップを第１チップ、第２チップと称する。２個のチップは直列に接続されている。説明の都合上、スイッチング素子に電流が流れるときに高電位側となるチップを第１チップと称し、低電位側となるチップを第２チップと称する。即ち、第１チップ内で逆並列に接続されているスイッチング素子とダイオード素子が夫々、先に述べた第１スイッチング素子と第１ダイオード素子に相当する。第２チップ内で逆並列に接続されているスイッチング素子とダイオード素子が夫々、先に述べた第２スイッチング素子と第２ダイオード素子に相当する。別言すれば、第１チップと第２チップは、第１ダイオード素子のアノードと第２ダイオード素子のカソードが接続するように、直列に接続されている。第１チップ（第１スイッチング素子）と第２チップ（第２スイッチング素子）の直列接続の高電位端が第２正極端に接続されている。直列接続の低電位端が、第１負極端と第２負極端に接続されている。リアクトルは、一端が直列接続の中点に接続されており、他端は第１正極端に接続されている。そして、コントローラは、電流センサが計測する電流の向きと、第１及び第２温度センサの計測温度に基づいて、前記第１スイッチング素子の使用を許可するか禁止するかを決定するとともに、前記第２スイッチング素子の使用を許可するか禁止するかを決定する。

例えば、リアクトルの第１正極端側から直列接続の中点側へ向かって電流が流れる場合は、昇圧中であり、第１ダイオード素子に電流が流れる。また、昇圧は、第２スイッチング素子の動作で実現されるので、第２スイッチング素子にも電流が流れる。それゆえ、第１チップの温度が温度閾値よりも高い場合には、第１ダイオード素子で異常が生じていると推定できる。また、第２チップの温度が温度閾値よりも高い場合には、第２スイッチング素子で異常が生じていると推定できる。同様に、リアクトルの中点側から第１正極端側へ向かって電流が流れる場合は、降圧中であり、第１スイッチング素子と第２ダイオード素子に電流が流れる。それゆえ、この場合、第１チップの温度が温度閾値よりも高い場合には、第１スイッチング素子で異常が生じていると推定できる。また、第２チップの温度が温度閾値よりも高い場合には第２ダイオード素子で異常が生じていると推定できる。なお、温度閾値は、チップの温度がその温度閾値よりも高い場合に異常が生じている可能性が高いと推定できる指標である。温度閾値は、実験やシミュレーションなどにより予め定められている。また、電流の流れる向きにより異なる温度閾値が設定されていてもよい。

双方向ＤＣ−ＤＣコンバータのコントローラは、上記の論理により、チップ内蔵の温度センサの温度が温度閾値よりも高い場合、リアクトルに流れる電流の向きでチップ内のスイッチング素子とダイオード素子のいずれで異常が生じているかを推定することができる。コントローラは、異常を生じている素子を推定し、異常を生じている素子が関与する動作（昇圧と降圧のいずれかの動作）の使用を禁止し、その素子が関与しない動作は継続して使用を許可する。本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。

実施例のコンバータを含むハイブリッド車の電力系のブロック図である。 昇圧動作におけるコンバータ内の電流の流れを示す図である。 降圧動作におけるコンバータ内の電流の流れを示す図である。 異常モードの一覧である（力行）。 異常モードの一覧である（回生）。 コントローラが実行する異常対応処理のフローチャート図である。 コントローラが実行する異常対応処理のフローチャート図である（図５の続き）。

図面を参照して実施例の双方向ＤＣ−ＤＣコンバータを説明する。以下では、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータを単純に「コンバータ」と称する。実施例のコンバータは、ハイブリッド車に搭載されている。図１に、実施例のコンバータ１０を含むハイブリッド車２のブロック図を示す。

ハイブリッド車２は、駆動源として、２個の走行用のモータ３１ａ、３１ｂとエンジン３２を備える。２個のモータ３１ａ、３１ｂの出力とエンジン３２の出力は、動力分配機構３３により、適宜に合成／分配される。運転者から大きい駆動力が要求される場合には、動力分配機構３３は、２個のモータ３１ａ、３１ｂの出力とエンジン３２の出力を合成し、車軸３４に伝達する。動力分配機構３３は、エンジン３２の出力を車軸３４とモータ３１ａに分配する場合がある。この場合、ハイブリッド車２は、エンジン３２の出力で走行しながらモータ３１ａで発電する。モータ３１ａとモータ３１ｂは、車両の減速エネルギを使って発電する場合もある。

ハイブリッド車２は、バッテリ３、コンバータ１０、２個のインバータ３０ａ、３０ｂを備える。バッテリ３の出力電圧は３００ボルト程度であり、２個のインバータ３０ａ、３０ｂの定格電圧は６００ボルト程度である。コンバータ１０は、バッテリ３の電圧を昇圧してインバータ３０ａ、３０ｂに供給する昇圧機能と、インバータ３０ａ、３０ｂから送られる電力（回生電力）の電圧を降圧してバッテリ３に供給する降圧機能の双方を備える。

バッテリ３は、システムメインリレー４を介してコンバータ１０の第１正極端１２ａと第１負極端１２ｂに接続されている。第１正極端１２ａと第１負極端１２ｂは、コンバータ１０の低電圧側の入出力端である。第１正極端１２ａと第１負極端１２ｂを第１入出力端１２と総称する場合がある。コンバータ１０の第２正極端１５ａと第２負極端１５ｂには２個のインバータ３０ａ、３０ｂが並列に接続されている。第２正極端１５ａと第２負極端１５ｂは、コンバータ１０の高電圧側の入出力端である。第２正極端１５ａと第２負極端１５ｂを第２入出力端１５と総称する場合がある。第１正極端１２ａと第１負極端１２ｂの間にはフィルタコンデンサ５が接続されている。第２正極端１５ａと第２負極端１５ｂの間には平滑コンデンサ６が接続されている。フィルタコンデンサ５と平滑コンデンサ６は、コンバータ１０に出入りする電流の脈動を抑制する。

コンバータ１０の回路を説明する。コンバータ１０は、リアクトル１４、第１スイッチング素子２１ａ、第２スイッチング素子２１ｂ、第１ダイオード素子２２ａ、第２ダイオード素子２２ｂを備える。また、コンバータ１０は、電流センサ１３と第１温度センサ２３ａと第２温度センサ２３ｂを備える。

２個のスイッチング素子２１ａ、２１ｂは直列に接続されている。スイッチング素子２１ａ、２１ｂは、一方向だけ電流を通すトランジスタである。スイッチング素子２１ａ、２１ｂは、オンするとコレクタ電極Ｃｏからエミッタ電極Ｅｍに向けて電流を通すことができ逆方向には電流を通すことができない。第１スイッチング素子２１ａには第１ダイオード素子２２ａが逆並列に接続されており、第２スイッチング素子２１ｂには第２ダイオード素子２２ｂが逆並列に接続されている。ダイオード素子２２ａ、２２ｂは、スイッチング素子２１ａ、２１ｂをバイパスして逆方向に電流を通すために設けられている。

第１スイッチング素子２１ａと第２スイッチング素子２１ｂは、直列に接続されている。第１スイッチング素子２１ａと第２スイッチング素子２１ｂは、順方向に電流が流れるときに第１スイッチング素子２１ａが高電位側に位置し、第２スイッチング素子２１ｂが低電位側に位置するように、直列に接続されている。ここで、「順方向」は、図１のコレクタ電極Ｃｏからエミッタ電極Ｅｍに向かう方向に相当する。

２個のスイッチング素子の直列接続の高電位端Ｐａは、第２正極端１５ａに接続されている。２個のスイッチング素子の直列接続の低電位端Ｎａは、第１負極端１２ｂと第２負極端１５ｂに接続されている。２個のスイッチング素子の直列接続の中点Ｑａは、リアクトル１４の一端に接続されている。リアクトル１４の他端は第１正極端１２ａに接続されている。リアクトル１４の他端に電流センサ１３が備えられている。電流センサ１３は、リアクトル１４を流れる電流の向きと大きさを計測する。

第１スイッチング素子２１ａと第１ダイオード素子２２ａは、一つのチップに内蔵されている。そのチップを第１チップ２０ａと称する。第１チップ２０ａには第１温度センサ２３ａが内蔵されている。第１スイッチング素子２１ａと第１ダイオード素子２２ａは、一つの基板に実装されており、第１温度センサ２３ａも同じ基板に実装されている。スイッチング素子とダイオードが一つのチップに実装され、互いに逆並列に接続されているチップは、ＲＣ素子（Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ）と呼ばれることがある。第１スイッチング素子２１ａと第１ダイオード素子２２ａは電流が流れると発熱し、温度が上昇する。第１温度センサ２３ａは、第１スイッチング素子２１ａと第１ダイオード素子２２ａの温度を個別に計測することはできず、第１チップ２０ａの全体の温度を計測するのみである。

第２スイッチング素子２１ｂと第２ダイオード素子２２ｂも同様に一つのチップに実装されている。そのチップを第２チップ２０ｂと称する。第２チップ２０ｂにも第２温度センサ２３ｂが内蔵されている。第２温度センサ２３ｂは、第２スイッチング素子２１ｂと第２ダイオード素子２２ｂの温度を個別に計測することはできず、第２チップ２０ｂの全体の温度を計測するのみである。

「第１チップ２０ａ」と「第２チップ２０ｂ」という表現を用いると、コンバータ１０の回路は次のように表すことができる。第１チップ２０ａと第２チップ２０ｂは、第１チップ２０ａ内の第１ダイオード素子２２ａのアノードが、第２チップ２０ｂ内の第２ダイオード素子２２ｂのカソードと接続するように、直列に接続されている。そして、第１チップ２０ａと第２チップ２０ｂの直列接続の高電位端Ｐａが第２正極端１５ａに接続されている。直列接続の低電位端Ｎａが、第１負極端１２ｂと第２負極端１５ｂに接続されている。直列接続の中点Ｑａがリアクトル１４の一端に接続されている。リアクトル１４の他端が第１正極端１２ａに接続されている。

インバータ３０ａは、コンバータ１０から供給される直流電力を交流電力に変換してモータ３１ａに出力する。インバータ３０ａの定格電圧は６００ボルト程度であるが、供給される電力の電圧がバッテリ電圧であっても、当初に予定されている能力には劣るがモータ３１ａを駆動することができる。モータ３１ａが発電する場合、インバータ３０ａは、モータ３１ａが発電した交流電力を直流電力に変換してコンバータ１０へ出力する。インバータ３０ｂもインバータ３０ａと同様である。インバータ３０ａ、３０ｂの回路は良く知られているので詳細な回路図と説明は省略する。

コンバータ１０とインバータ３０ａ、３０ｂは、コントローラ７によって制御される。コントローラ７は、不図示の上位コントローラからモータ３１ａ、３１ｂの目標出力を与えられ、その目標出力が実現するように、コンバータ１０とインバータ３０ａ、３０ｂの各スイッチング素子に供給する指令信号を生成する。指令信号は、特定のデューティ比を表すＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号である。各スイッチング素子は、与えられたＰＷＭ信号に基づいてオンとオフを繰り返す。図１では、コントローラ７から第１スイッチング素子２１ａへ供給される信号ＰＷＭａと、第２スイッチング素子２１ｂへ供給される信号ＰＷＭｂが示されている。図示を省略しているが、コントローラ７からインバータ３０ａ、３０ｂの各スイッチング素子へも同様の信号線が延びている。

コンバータ１０は昇圧動作と降圧動作の双方を実行することができる。それらの機能について概説する。図２は、コンバータ１０の回路図であり、昇圧動作時の電流の流れを矢印線Ａ１、Ａ２で示してある。図２の回路図は、図１におけるコンバータ１０の回路図と同じである。昇圧動作のときには、バッテリ３の出力電圧が昇圧されて第２正極端１５ａから出力される。昇圧動作には、第１ダイオード素子２２ａと第２スイッチング素子２１ｂが主に関与する。昇圧動作の場合、矢印線Ａ１が示すように、バッテリ３の出力電流がリアクトル１４を通じて第２正極端１５ａへ流れている。このとき、電流は第１ダイオード素子２２ａを通る。第２スイッチング素子２１ｂがオンすると矢印線Ａ２のように電流が流れ、リアクトル１４に電気エネルギが蓄えられる。リアクトル１４に電気エネルギが蓄えられた後、第２スイッチング素子２１ｂをオフすると、リアクトル１４に蓄えられたエネルギが放出され、第２正極端１５ａの電圧を押し上げる。こうして、第１入出力端１２に加えられた電圧が昇圧されて第２入出力端１５から出力される。

図３は、コンバータ１０の回路図であり、降圧動作時の電流の流れを矢印線Ｂ１、Ｂ２で示してある。図３の回路図も図１のコンバータ１０の回路図と同じである。降圧動作のときには、インバータ３０ａ、３０ｂから出力される回生電力の電圧が降圧されて第１正極端１２ａから出力される。降圧時動作には、第１スイッチング素子２１ａと第２ダイオード素子２２ｂが主に関与する。降圧動作の場合、第１スイッチング素子２１ａがオンすると、矢印線Ｂ１が示すように、第２正極端１５ａからリアクトル１４に向かって電流が流れる。第１スイッチング素子２１ａをオフすると、第１スイッチング素子２１ａには電流が流れなくなる。このとき、リアクトル１４を流れる電流が減少するが、リアクトル１４には減少する電流を補うように誘導電流が発生し、第１スイッチング素子２１ａがオフした後も、矢印線Ｂ２のように第２ダイオード素子２２ｂを通じて電流が流れる。

図２と図３に示したように、昇圧時は、第１ダイオード素子２２ａと第２スイッチング素子２１ｂに電流が流れ、降圧時は、第１スイッチング素子２１ａと第２ダイオード素子２２ｂに電流が流れる。先に述べたように、第１温度センサ２３ａと第２温度センサ２３ｂは、チップ内のスイッチング素子とダイオード素子の温度を個別に計測することはできない。そこで、コントローラ７は、昇圧時と降圧時の電流経路の相違を利用して、チップの温度が過度に上昇したときにチップ内のいずれの素子が異常を起こしているのかを推定する。コントローラ７は、推定結果を用いて、異常を起こしている素子が関与する動作を禁止し、素子が関与していない動作は許容する。その異常対応処理について説明する前に、コントローラ７が第１スイッチング素子２１ａと第２スイッチング素子２１ｂに供給するＰＷＭ信号について説明する。

コントローラ７は、コンバータ１０の高電圧側の入出力端（即ち、第２正極端１５ａと第２負極端１５ｂ）の間の電圧（図２、図３にて図示する電圧ＶＨ）が目標電圧に一致するように、コンバータ１０のスイッチング素子を制御する。コンバータ１０は、高電圧側の電圧ＶＨを計測する不図示の電圧センサを備えており、電圧ＶＨが目標電圧に一致するように、スイッチング素子のＰＷＭ信号を生成する。コントローラ７は、電源電圧（即ち、図２、図３にて図示する電圧ＶＬ）と、高電圧側の入出力端（第２入出力端１５）の間の目標電圧との電圧比（昇圧比）からデューティ比Ｄｂを決定する。コントローラ７は、そのデューティ比Ｄｂを有するＰＷＭ信号を、第２スイッチング素子２１ｂに供給する。このとき、コントローラ７は、第２スイッチング素子２１ｂのためのＰＷＭ信号（デューティ比Ｄｂ）に対して、デューティ比Ｄａ＝１−Ｄｂを有するＰＭＷ信号を第１スイッチング素子２１ａへ供給する。以下では、説明の便宜上、デューティ比ＤｂのＰＷＭ信号と、デューティ比Ｄａ＝１−ＤｂのＰＷＭ信号を「相補的なＰＷＭ信号」と称することがある。

第１スイッチング素子２１ａと第２スイッチング素子２１ｂに相補的なＰＷＭ信号を送るのは次の理由による。ハイブリッド車２のモータ３１ａ、３１ｂは、バッテリ３の電力で駆動力を出す場合と、エンジン３２の駆動力あるいは制動エネルギによって発電する場合がある。モータ３１ａ、３１ｂは、駆動と発電を不規則に繰り返す。従って、インバータ３０ａ、３０ｂは、コンバータ１０から電力供給を受ける場合と、コンバータ１０へ向けて電力（回生電力）を出力する場合とが不規則に切り換わる。ここで、バッテリ３からコンバータ１０を通じてインバータへ電流が流れており、モータがトルクを出力している状態は「力行」と称される。反対に、モータが発電しており、インバータからコンバータ１０を通じてバッテリ３へ電流が流れている状態は「回生」と称される。

先に述べたように、コントローラ７は、電源電圧ＶＬと、高電圧側の目標電圧との電圧比（昇圧比）で定まるデューティ比ＤｂのＰＷＭ信号を第２スイッチング素子２１ｂへ供給し、その相補ＰＷＭ信号を第１スイッチング素子２１ａに供給する。ここで、力行時は、モータ３１ａ、又はモータ３１ｂが電力を消費するので、高電圧側の電圧ＶＨが目標電圧を下回る傾向となる。コンバータ１０は、目標電圧を保持するように動作し、バッテリ３からインバータ３０ａ又は３０ｂへと電流が供給される。即ち、昇圧が行われる。一方、回生が生じている場合、即ち、モータ３１ａ、又はモータ３１ｂが逆駆動されて発電している場合には、高電圧側の電圧ＶＨが目標電圧を上回る傾向となる。このとき、コンバータ１０は、高電圧側の電圧ＶＨが目標電圧を維持するように、第１スイッチング素子２１ａを通じてバッテリ３へ電流が流れる。即ち、降圧が行われる。このように、コンバータ１０では、高電圧側の目標電圧が維持されるように、モータ３１ａ、３１ｂが電力を消費する場合（力行の場合）は昇圧が行われ、モータ３１ａ、モータ３１ｂが発電する場合（回生の場合）には、降圧が行われる。

上記のとおり、デューティ比ＤｂのＰＷＭ信号を第２スイッチング素子２１ｂに供給し、デューティ比Ｄａ＝１−ＤのＰＷＭ信号を第１スイッチング素子２１ａへ供給することによって、コンバータ１０では、モータ３１ａ、３１ｂの状態（力行又は回生）に応じて、昇圧と降圧が従動的に切り換わる。第１スイッチング素子２１ａと第２スイッチング素子２１ｂに相補的なＰＷＭ信号を供給するという上記のデューティ比制御は、力行と回生が不規則に繰り返されるという電気自動車（ハイブリッド車）に特有のモータの挙動に適した制御側である。その結果、コンバータ１０においては電流の向きが不規則に反転することになる。なお、第１スイッチング素子２１ａと第２スイッチング素子２１ｂは、異なるタイミングであるが並行してオンオフを繰り返すことになるが、先に図２と図３で説明したように、力行のときには、第１ダイオード素子２２ａと第２スイッチング素子２１ｂに電流が流れ、第１スイッチング素子２１ａと第２ダイオード素子２２ｂには電流が流れない。また、回生のときには、第１スイッチング素子２１ａと第２ダイオード素子２２ｂに電流が流れ、第１ダイオード素子２２ａと第２スイッチング素子２１ｂには電流が流れない。

コントローラ７の異常対応処理の説明に戻る。コントローラ７が互いに相補的なＰＷＭ信号を第１スイッチング素子２１ａと第２スイッチング素子２１ｂに供給する結果、上記の通り、コンバータ１０内で電流の流れる向きが不規則に変わり得る。電流が流れる経路が切り換わる。そこでコントローラ７は、電流センサ１３によって、リアクトル１４を流れる電流の向きをモニタし、電流の向きと、各温度センサ２３ａ、２３ｂの計測温度から、いずれの素子で異常が発生しているかを推定する。

コントローラ７には、電流センサ１３と第１温度センサ２３ａと第２温度センサ２３ｂの計測データが送られる。コントローラ７は、それらの計測データに基づいて、コンバータ１０のスイッチング素子とダイオード素子の異常を監視している。コントローラ７は、異常を検知すると、異常を生じている素子を推定する。コントローラ７は、異常を生じている素子が関与する動作（昇圧動作あるいは降圧動作）を禁止し、残りの素子で実行し得る動作は許可する。別言すれば、コントローラ７は、センサの計測データに基づいて、第１スイッチング素子２１ａの使用を許可するか禁止するかを決定するとともに、第２スイッチング素子２１ｂの使用を許可するか禁止するかを決定する。

図４Ａ、図４Ｂに、電流の向きと、各温度センサの計測データに基づいて分類される異常モードと、そのときの対処（フェールセーフ）の一覧を示す。なお、図４Ａに記した「力行」、図４Ｂに記した「回生」は、先に説明した通りの意味である。即ち、「力行」とはバッテリ３からインバータ３０ａ又は３０ｂへ電流が流れることであり、このとき、コンバータ１０の内部では、第１正極端１２ａから中点Ｑａに向けて電流が流れる。「回生」とは、インバータ３０ａ又は３０ｂからバッテリ３へ電流が流れることであり、このとき、コンバータ１０の内部では、中点Ｑａから第１正極端１２ａに向けて電流が流れる。また、図４Ａ、図４Ｂにおける「ＤＩ」の文字は「ダイオード」を意味し、「ＳＷ」の文字は「スイッチング素子」を意味する。また、「フェイルモード」とは、特定された異常モードに対する対策処理を意味する。

各異常モードを以下に説明する。
（１）第１異常モード：このモードは、力行時において、第１温度センサ２３ａの計測温度Ｔ１が温度閾値Ｔｈ１よりも高く、第２温度センサ２３ｂの計測温度Ｔ２が温度閾値Ｔｈ２よりも高い場合である。力行のときは、第１ダイオード素子２２ａと第２スイッチング素子２１ｂに電流が流れる。それゆえ、この場合は、第１温度センサ２３ａの計測温度Ｔ１は、第１ダイオード素子２２ａの推定温度に相当し、第２温度センサ２３ｂの計測温度Ｔ２は第２スイッチング素子２１ｂの推定温度に相当する。第１異常モードでは、第１ダイオード素子２２ａと第２スイッチング素子２１ｂで異常が生じていると推定される。第２スイッチング素子２１ｂで異常が生じている場合、第２スイッチング素子２１ｂが短絡している可能性がある。図１に示されているように、第２スイッチング素子２１ｂが短絡すると、バッテリ３の正極と負極が短絡する。バッテリ３の正極と負極が短絡してしまうと、昇圧も降圧もできなくなる。第１異常モードが生じた場合は、コンバータを完全停止する。即ち、第１異常モードが生じた場合は、コントローラ７は、第１スイッチング素子２１ａと第２スイッチング素子２１ｂの両方の使用を禁止する。具体的には、コントローラ７は、第１スイッチング素子２１ａと第２スイッチング素子２１ｂの双方に対してＰＷＭ信号の供給を停止する。コントローラ７は、バッテリ３の短絡を防ぐべく、システムメインリレー４（図１参照）を開く。ハイブリッド車２は、モータ３１ａ、３１ｂが使えなくなるが、故障が生じたときにエンジン３２が起動していれば、エンジン３２を使った走行は継続することができる。

（２）第２異常モード：このモードは、力行時において、第１温度センサ２３ａの計測温度Ｔ１が温度閾値Ｔｈ１よりも高く、第２温度センサ２３ｂの計測温度Ｔ２が温度閾値Ｔｈ２よりも低い場合である。第１異常モードで述べたように、この場合は、第１温度センサ２３ａの計測温度Ｔ１は、第１ダイオード素子２２ａの推定温度に相当し、第２温度センサ２３ｂの計測温度Ｔ２は第２スイッチング素子２１ｂの推定温度に相当する。第２異常モードでは、第１ダイオード素子２２ａで異常が生じており、第２スイッチング素子２１ｂは正常であると推定される。第１ダイオード素子２２ａで異常が生じているので、第１ダイオード素子２２ａが関与する昇圧動作は、禁止した方がよい。一方、第１ダイオード素子２２ａは降圧動作には関与しないので、降圧動作は継続して利用することができる。第２異常モードが生じた場合は、コントローラ７は、昇圧動作に関与する第２スイッチング素子２１ｂの使用を禁止し、降圧動作に関与する第１スイッチング素子２１ａの使用は引き続き許可する。コントローラ７は、正常時は、第１スイッチング素子２１ａと第２スイッチング素子２１ｂに相補的なＰＷＭ信号を供給するが、第２異常モードでは、第２スイッチング素子２１ｂへのＰＷＭ信号の供給を停止する。コントローラ７は、コンバータ１０の第１入出力端１２の電圧ＶＬと第２入出力端１５の電圧ＶＨの電圧比（降圧比）に基づいて、第１スイッチング素子２１ａのデューティ比を決定する。コントローラ７は、決定されたデューティ比のＰＷＭ信号を第１スイッチング素子２１ａに供給する。

（３）第３異常モード：このモードは、力行時において、第１温度センサ２３ａの計測温度Ｔ１が温度閾値Ｔｈ１よりも低く、第２温度センサ２３ｂの計測温度Ｔ２が温度閾値Ｔｈ２よりも高い場合である。第１異常モードで述べたように、この場合は、第１温度センサ２３ａの計測温度Ｔ１は、第１ダイオード素子２２ａの推定温度に相当し、第２温度センサ２３ｂの計測温度Ｔ２は第２スイッチング素子２１ｂの推定温度に相当する。第３異常モードでは、第１ダイオード素子２２ａは正常であり、第２スイッチング素子２１ｂで異常が生じていると推定される。第２スイッチング素子２１ｂで異常が生じている場合、第２スイッチング素子２１ｂが短絡故障を生じている可能性がある。第２スイッチング素子２１ｂが短絡故障を起こすと、バッテリ３の正極と負極が短絡する。それゆえ、この異常モードでは、第１異常モードと同様に、コンバータは完全停止するほかない。即ち、第３異常モードが生じた場合は、コントローラ７は、第１スイッチング素子２１ａと第２スイッチング素子２１ｂの両方の使用を禁止する。コントローラ７は、バッテリ３の短絡を防ぐべく、システムメインリレー４（図１参照）を開く。このときも、ハイブリッド車２は、モータ３１ａ、３１ｂが使えなくなるが、故障が生じたときにエンジン３２が起動していれば、エンジン３２を使った走行は継続することができる。

参考までに力行時の正常モードも説明する。第１温度センサ２３ａの計測温度Ｔ１が温度閾値Ｔｈ１よりも低く、第２温度センサ２３ｂの計測温度Ｔ２も温度閾値Ｔｈ２よりも低い場合、第１ダイオード素子２２ａと第２スイッチング素子２１ｂはいずれも正常であると推定される。この場合は、コントローラ７は、第１スイッチング素子２１ａと第２スイッチング素子２１ｂのいずれの使用も許可する。

次に図４Ｂを参照して、回生時の異常モードを説明する。
（４）第４異常モード：このモードは、回生時において、第１温度センサ２３ａの計測温度Ｔ１が温度閾値Ｔｈ１よりも高く、第２温度センサ２３ｂの計測温度Ｔ２も温度閾値Ｔｈ２よりも高い場合である。回生のときは、第１スイッチング素子２１ａと第２ダイオード素子２２ｂに電流が流れる。それゆえ、この場合は、第１温度センサ２３ａの計測温度Ｔ１は、第１スイッチング素子２１ａの推定温度に相当し、第２温度センサ２３ｂの計測温度Ｔ２は第２ダイオード素子２２ｂの推定温度に相当する。第４異常モードでは、第１スイッチング素子２１ａと第２ダイオード素子２２ｂで異常が生じていると推定される。第２ダイオード素子２２ｂで異常が生じている場合、第２ダイオード素子２２ｂが短絡している可能性がある。この場合は、第１異常モードと同様であり、コントローラ７は、第１スイッチング素子２１ａと第２スイッチング素子２１ｂの両方の使用を禁止する。コントローラ７は、バッテリ３の短絡を防ぐべく、システムメインリレー４を開く。

（５）第５異常モード：このモードは、回生時において、第１温度センサ２３ａの計測温度Ｔ１が温度閾値Ｔｈ１よりも高く、第２温度センサ２３ｂの計測温度Ｔ２が温度閾値Ｔｈ２よりも低い場合である。この場合は、第１温度センサ２３ａの計測温度Ｔ１は、第１スイッチング素子２１ａの推定温度に相当し、第２温度センサ２３ｂの計測温度Ｔ２は第２ダイオード素子２２ｂの推定温度に相当する。第５異常モードでは、第１スイッチング素子２１ａで異常が生じており、第２ダイオード素子２２ｂは正常であると推定される。第１スイッチング素子２１ａで異常が生じているので、第１スイッチング素子２１ａが関与する降圧動作は、禁止した方がよい。一方、第１スイッチング素子２１ａは昇圧動作には関与しないので、昇圧動作は継続して利用することができる。第５異常モードが生じた場合は、コントローラ７は、降圧動作に関与する第１スイッチング素子２１ａの使用を禁止し、降圧動作に関与する第２スイッチング素子２１ｂの使用は引き続き許可する。コントローラ７は、正常時は、第１スイッチング素子２１ａと第２スイッチング素子２１ｂに相補的なＰＷＭ信号を供給するが、第５異常モードでは、第１スイッチング素子２１ａへのＰＷＭ信号の供給を停止する。第２スイッチング素子２１ｂに供給するＰＷＭ信号のデューティ比Ｄｂについては先に説明した通りである。

（６）第６異常モード：このモードは、回生時において、第１温度センサ２３ａの計測温度Ｔ１が温度閾値Ｔｈ１よりも低く、第２温度センサ２３ｂの計測温度Ｔ２が温度閾値Ｔｈ２よりも高い場合である。回生の場合は、第１温度センサ２３ａの計測温度Ｔ１は、第１スイッチング素子２１ａの推定温度に相当し、第２温度センサ２３ｂの計測温度Ｔ２は第２ダイオード素子２２ｂの推定温度に相当する。第６異常モードでは、第１スイッチング素子２１ａは正常であり、第２ダイオード素子２２ｂで異常が生じていると推定される。第２ダイオード素子２２ｂで異常が生じている場合、第２ダイオード素子２２ｂで短絡故障が発生している可能性がある。第２ダイオード素子２２ｂで短絡故障が発生していると、バッテリ３が短絡する。この場合、第３異常モードと同様に、コンバータは完全停止するほかない。即ち、第６異常モードが生じた場合は、コントローラ７は、第１スイッチング素子２１ａと第２スイッチング素子２１ｂの両方の使用を禁止する。コントローラ７は、システムメインリレー４を開き、バッテリ３をコンバータ１０から遮断する。

回生時における正常モードについても説明する。回生時において、第１温度センサ２３ａの計測温度Ｔ１が温度閾値Ｔｈ１よりも低く、第２温度センサ２３ｂの計測温度Ｔ２も温度閾値Ｔｈ２よりも低い場合、第１スイッチング素子２１ａと第２ダイオード素子２２ｂはいずれも正常であると推定される。この場合は、コントローラ７は昇圧動作も降圧動作も許可する。即ち、コントローラ７は、第１スイッチング素子２１ａと第２スイッチング素子２１ｂのいずれの使用も許可する。

第２異常モードと第５異常モードの処理が、コントローラ７の特徴的な異常対処処理である。第２異常モードの際、コントローラ７は、第２スイッチング素子２１ｂの使用を禁止する。即ち、コントローラ７は、昇圧動作を禁止する。昇圧動作が禁止されると、インバータ３０ａ、３０ｂには昇圧した電力を供給することができない。昇圧動作を行わない場合、バッテリ３の出力電圧がそのままの電圧レベルでコンバータの第２正極端１５ａに表れる。インバータ３０ａ、３０ｂは、通常時よりも低い電圧の電力の供給を受けることができる。第２異常モードの場合、ハイブリッド車２は、通常時の性能よりも低い性能ではあるが、走行を継続することはできる。一方、第２異常モードの場合は、第１スイッチング素子２１ａの使用は許可される。即ち、降圧動作は許容される。それゆえ、回生電力によるバッテリ３の充電は行うことができる。

第５異常モードの場合、コントローラ７は、第１スイッチング素子２１ａの使用を禁止する。即ち、降圧動作が禁止される。従って、回生電力でバッテリ３を充電することができなくなる。一方、第２スイッチング素子２１ｂの使用は許可されているので、昇圧動作は行うことができる。この場合、バッテリ３の残量がなくなるまで、ハイブリッド車２は、当初の性能で走行を継続することができる。

第１−第６異常モードと、正常時の処理をまとめると次の通りである。コントローラ７は、リアクトル１４を第１正極端１２ａから中点Ｑａへ向けて電流が流れている場合、
（１）第１異常モード：第１温度センサ２３ａの計測温度Ｔ１が温度閾値Ｔｈ１よりも高く、第２温度センサ２３ｂの計測温度Ｔ２が温度閾値Ｔｈ２よりも高い場合には第１スイッチング素子２１ａと第２スイッチング素子２１ｂの使用を禁止する。
（２）第２異常モード：第１温度センサ２３ａの計測温度Ｔ１が温度閾値Ｔｈ１よりも高く、第２温度センサの計測温度Ｔ２が温度閾値Ｔｈ２よりも低い場合には第１スイッチング素子２１ａの使用は許可し、第２スイッチング素子２１ｂの使用を禁止する。
（３）第３異常モード：第１温度センサ２３ａの計測温度が温度閾値Ｔｈ１よりも低く、第２温度センサ２３ｂの計測温度が温度閾値Ｔｈ２よりも高い場合には第１スイッチング素子２１ａと第２スイッチング素子２１ｂの使用を禁止する。
（４）正常：第１温度センサ２３ａの計測温度が温度閾値Ｔｈ１よりも低く、第２温度センサ２３ｂの計測温度が温度閾値Ｔｈ２よりも低い場合には第１スイッチング素子２１ａと第２スイッチング素子２１ｂの使用を許可する。

また、コントローラ７は、リアクトル１４を中点Ｑａから第１正極端１２ａへ向けて電流が流れている場合、
（５）第４異常モード：第１温度センサ２３ａの計測温度が温度閾値Ｔｈ１よりも高く、第２温度センサ２３ｂの計測温度が温度閾値Ｔｈ２よりも高い場合には第１スイッチング素子２１ａと第２スイッチング素子２１ｂの使用を禁止する。
（６）第５異常モード：第１温度センサ２３ａの計測温度が温度閾値Ｔｈ１よりも高く、第２温度センサ２３ｂの計測温度が温度閾値Ｔｈ２よりも低い場合には第１スイッチング素子２１ａの使用は禁止し、第２スイッチング素子２１ｂの使用を許可する。
（７）第６異常モード：第１温度センサ２３ａの計測温度が温度閾値Ｔｈ１よりも低く、第２温度センサ２３ｂの計測温度が温度閾値Ｔｈ２よりも高い場合には第１スイッチング素子２１ａと第２スイッチング素子２１ｂの使用を禁止する。
（８）正常：第１温度センサ２３ａの計測温度が温度閾値Ｔｈ１よりも低く、第２温度センサ２３ｂの計測温度が温度閾値Ｔｈ２よりも低い場合には第１スイッチング素子２１ａと第２スイッチング素子２１ｂの使用を許可する。

なお、第１異常モードと第４異常モードは、同時に２個の素子で異常が生じる場合である。そのような異常モードは、一つの素子で異常が生じる場合と比較して発生率が極めて低い。それゆえ、第１異常モードと第４異常モードは、コントローラ７に実装しない場合がある。

コントローラ７は、リアクトル１４を流れる電流の向きと、第１温度センサ２３ａと第２温度センサ２３ｂの結果に基づいて、異常を生じている素子を推定し、異常を生じている素子が関与する動作（昇圧動作又は降圧動作）を使用禁止にする。一方、コントローラ７は、異常を生じている素子を推定し、その素子が関与していない動作は継続して使用を許可する。上記の異常対応処理を、図５と図６のフローチャートを参照して再度説明する。図６は、図５のフローチャートの続きである。図５、図６における文字「ＳＷ」は、スイッチング素子の略である。

図５と図６の処理は、コントローラ７が、コンバータ１０で何らかの異常を検知したときに起動される。何らかの異常とは、リアクトル１４を流れる電流が正常値の範囲を外れた場合、第２入出力端１５の間の電圧ＶＨが正常値の範囲を外れた場合、第１温度センサ２３ａの計測温度Ｔ１が温度閾値を超えた場合、あるいは、第２温度センサ２３ｂの計測温度Ｔ２が温度閾値を超えた場合などである。

コントローラ７は、まず、電流センサ１３の計測値から、リアクトル１４を流れる電流の向きを確認する。電流の向きが第１正極端１２ａから中点Ｑａ（図１参照）に向かう方向（即ち、力行）の場合、処理をＳ１３に移し、反対向き（即ち、回生）の場合は、処理を図６のＳ２３に移す。

まず、力行の場合を説明する。コントローラ７は、第１温度センサ２３ａの計測温度Ｔ１と温度閾値Ｔｈ１を比較する（Ｓ１３）。第１温度センサ２３ａの計測温度Ｔ１が温度閾値Ｔｈ１よりも高い場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、次にコントローラ７は、第２温度センサ２３ｂの計測温度Ｔ２と温度閾値Ｔｈ２を比較する（Ｓ１４）。第２温度センサ２３ｂの計測温度Ｔ２が温度閾値Ｔｈ２よりも高い場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、コントローラ７は、第１スイッチング素子２１ａと第２スイッチング素子２１ｂの両方の使用を禁止する（Ｓ１５）。ステップＳ１５は、上記した第１異常モードに対応する。ステップＳ１４の処理において、第２温度センサ２３ｂの計測温度Ｔ２が温度閾値Ｔｈ２よりも低い場合（Ｓ１４：ＮＯ）、コントローラ７は、第１スイッチング素子２１ａの使用は許可するが、第２スイッチング素子２１ｂの使用は禁止する。ステップＳ１６は、上記した第２異常モードに相当する。ステップＳ１３の処理において、第１温度センサ２３ａの計測温度Ｔ１が温度閾値Ｔｈ１よりも低い場合（Ｓ１３：ＮＯ）、次にコントローラ７は、第２温度センサ２３ｂの計測温度Ｔ２と温度閾値Ｔｈ２を比較する（Ｓ１７）。第２温度センサ２３ｂの計測温度Ｔ２が温度閾値Ｔｈ２よりも高い場合（Ｓ１７：ＹＥＳ）、コントローラ７は、第１スイッチング素子２１ａと第２スイッチング素子２１ｂの両方の使用を禁止する（Ｓ１８）。ステップＳ１８は、上記した第３異常モードに対応する。

ステップＳ１７において、第２温度センサ２３ｂの計測温度Ｔ２が温度閾値Ｔｈ２よりも低い場合（Ｓ１７：ＮＯ）、コントローラ７は、図５の処理を終了する。この場合は、スイッチング素子あるいはダイオード素子の異常ではなく、他の異常が発生しているので、コントローラ７は、本実施例では説明しない別の異常対応処理を実行する。

次に、回生の場合を説明する（図６参照）。コントローラ７は、第１温度センサ２３ａの計測温度Ｔ１と温度閾値Ｔｈ１を比較する（Ｓ２３）。第１温度センサ２３ａの計測温度Ｔ１が温度閾値Ｔｈ１よりも高い場合（Ｓ２３：ＹＥＳ）、次にコントローラ７は、第２温度センサ２３ｂの計測温度Ｔ２と温度閾値Ｔｈ２を比較する（Ｓ２４）。第２温度センサ２３ｂの計測温度Ｔ２が温度閾値Ｔｈ２よりも高い場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）、コントローラ７は、第１スイッチング素子２１ａと第２スイッチング素子２１ｂの両方の使用を禁止する（Ｓ２５）。ステップＳ２５は、上記した第４異常モードに対応する。ステップＳ２４の処理において、第２温度センサ２３ｂの計測温度Ｔ２が温度閾値Ｔｈ２よりも低い場合（Ｓ２４：ＮＯ）、コントローラ７は、第１スイッチング素子２１ａの使用を禁止し、第２スイッチング素子２１ｂの使用は許可する。ステップＳ２６は、上記した第５異常モードに相当する。ステップＳ２３の処理において、第１温度センサ２３ａの計測温度Ｔ１が温度閾値Ｔｈ１よりも低い場合（Ｓ２３：ＮＯ）、次にコントローラ７は、第２温度センサ２３ｂの計測温度Ｔ２と温度閾値Ｔｈ２を比較する（Ｓ２７）。第２温度センサ２３ｂの計測温度Ｔ２が温度閾値Ｔｈ２よりも高い場合（Ｓ２７：ＹＥＳ）、コントローラ７は、第１スイッチング素子２１ａと第２スイッチング素子２１ｂの両方の使用を禁止する（Ｓ２８）。ステップＳ２８は、上記した第６異常モードに対応する。

ステップＳ２７において、第２温度センサ２３ｂの計測温度Ｔ２が温度閾値Ｔｈ２よりも低い場合（Ｓ２７：ＮＯ）、コントローラ７は、図５の処理を終了する。この場合は、スイッチング素子あるいはダイオード素子の異常ではなく、他の異常が発生しているので、コントローラ７は、本実施例では説明しない別の異常対応処理を実行する。

上記処理の変形例を説明する。コンバータ１０の各素子には、通過電流の許容値が設定されている。各素子に流れる電流をモニタするには、電流センサ１３によってリアクトル１４を流れる電流をモニタすればよい。コントローラ７は、リアクトルを流れる電流が予め定められた上限値を超えないように、コンバータ１０とインバータ３０ａ、３０ｂを制御している。先に説明した第５異常モードの場合、即ち、第１スイッチング素子２１ａが異常であると推定される場合、コントローラ７は、リアクトル１４を第１正極端１２ａから中点Ｑａへ向かう方向に流れる電流の上限値を、第５異常モード検知前の上限値よりも高く設定する。上限値を高く設定できる理由は次の通りである。

第５異常モードが検知された場合、第１スイッチング素子２１ａが短絡故障を生じている可能性が高い。短絡故障とは、スイッチング素子の両方の電極の間が完全に導通してしまい、遮断できなくなる故障である。第１スイッチング素子２１ａで短絡故障が生じると、第１スイッチング素子２１ａを双方向に電流が流れることが可能となる。先に述べたように、正常時は、第１スイッチング素子２１ａでは、エミッタ電極Ｅｍからコレクタ電極Ｃｏへは電流が流れることができない。しかし、第１スイッチング素子２１ａで短絡故障が生じると、エミッタ電極Ｅｍからコレクタ電極Ｃｏへと電流が流れることができるようになる。そうすると、昇圧動作のとき、第１ダイオード素子２２ａだけでなく、短絡故障した第１スイッチング素子２１ａにも電流が流れ得る。その結果、第１ダイオード素子２２ａの負荷が下がる。典型的には、第１ダイオード素子２２ａを流れる電流は、第１スイッチング素子２１ａが故障する前の半分となる。それゆえ、リアクトル１４を通過する電流の上限値を高めても、第１ダイオード素子２２ａを流れる電流は、異常発生前の上限値を超えない。なお、第５異常モードでは、昇圧時に電流の導通経路が増えるので、コンバータ１０の損失が小さくなることが期待される。

実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。実施例で説明したコンバータ１０を含むハイブリッド車２は、次の技術的特徴を有している。ハイブリッド車２は、電源（バッテリ３）と、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ（コンバータ１０）と、インバータ（インバータ３０ａ、３０ｂ）とモータ（モータ３１ａ、３１ｂ）を備えている。双方向ＤＣ−ＤＣコンバータは、低電圧側の入出力端（入出力端１２）に電源が接続され、高電圧側の入出力端（入出力端１５）にインバータが接続されている。インバータの交流出力端には走行用のモータが接続されている。双方向ＤＣ−ＤＣコンバータの回路構造は上記した通りである。コントローラ７は、高電圧側の入出力端の電圧が目標電圧に一致するように、第２スイッチング素子２１ｂに供給するＰＷＭ信号のデューティ比Ｄｂを決定する。コントローラ７は、第２スイッチング素子２１ｂにデューティ比ＤｂのＰＷＭ信号（ＰＷＭｂ）を供給するとともに、第１スイッチング素子２１ａには、デューティ比Ｄａ＝１−ＤｂのＰＷＭ信号（ＰＷＭａ）を供給する。そして、コントローラ７は、図５と図６に示した異常対応処理を実行する。

実施例のハイブリッド車２は、上記の特徴により、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータの第１チップ２０ａの温度が所定の温度閾値を超えた場合、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータを完全に停止するのではなく。昇圧動作と降圧動作のいずれか一方は継続して使用できるようにする。そうして、異常発生時であっても継続して走行できる可能性を拡大する。なお、第１チップ２０ａは、その内部で第１スイッチング素子２１ａと第１ダイオード素子２２ａが逆並列に接続されたチップである。また、第１スイッチング素子２１ａは降圧に関与する素子であり、第１ダイオード素子２２ａは、昇圧に関与する素子である。以上の技術的特徴は、電気自動車に適用することもできる。

実施例において、温度閾値Ｔｈ１、Ｔｈ２は、試験やシミュレーションなどにより予め設定されている。また、実施例で説明したアルゴリズムにおいて、Ｔ１＝Ｔｈ１、Ｔ２＝Ｔｈ２を含めなかったのは、アルゴリズムを理解し易くするためである。「Ｔ１＝Ｔｈ１」の場合を、「Ｔ１＞Ｔｈ１」に含めて「Ｔ１≧Ｔｈ１」としてもよいし、「Ｔ１＜Ｔｈ１」に含めて「Ｔ１≦Ｔｈ１」としてもよい。温度閾値Ｔｈ２についても同様である。本明細書が開示する技術は、温度閾値より高いか低いかで異なる処理を実行する点に特徴があり、等号をどちらの側に分けるかは重要ではない。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

２：ハイブリッド車
３：バッテリ
４：システムメインリレー
５、６：コンデンサ
７：コントローラ
１０：コンバータ
１３：電流センサ
１４：リアクトル
２０ａ：第１チップ
２０ｂ：第２チップ
２１ａ、２１ｂ：スイッチング素子
２２ａ、２２ｂ：ダイオード素子
２３ａ、２３ｂ：温度センサ
３０ａ、３０ｂ：インバータ
３１ａ、３１ｂ：モータ

Claims (4)

1. 双方向ＤＣ−ＤＣコンバータであり、
   低電圧側の入出力端である第１正極端及び第１負極端と、
   高電圧側の入出力端である第２正極端及び第２負極端と、
   チップ内で第１スイッチング素子と第１ダイオード素子が逆並列に接続されているとともに、当該チップの温度を計測する第１温度センサが内蔵されている第１チップと、
   チップ内で第２スイッチング素子と第２ダイオード素子が逆並列に接続されているとともに、当該チップの温度を計測する第２温度センサが内蔵されている第２チップと、
   リアクトルと、
   リアクトルを流れる電流の向きを計測する電流センサと、
   コントローラと、
   を備えており、
   前記第１チップと前記第２チップは、前記第１ダイオード素子のアノードが前記第２ダイオード素子のカソードに接続するように直列に接続されており、
   前記第１チップと前記第２チップの直列接続の高電位端が前記第２正極端に接続されており、
   前記直列接続の低電位端が、前記第１負極端と前記第２負極端に接続されており、
   前記直列接続の中点が前記リアクトルの一端に接続されており、
   前記リアクトルの他端が前記第１正極端に接続されており、
   前記コントローラは、前記電流センサが計測する電流の向きと、前記第１及び第２温度センサの計測温度に基づいて、前記第１スイッチング素子の使用を許可するか禁止するかを決定するとともに、前記第２スイッチング素子の使用を許可するか禁止するかを決定する、
   ことを特徴とする双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ。
2. 前記コントローラは、
   （１）前記リアクトル内を前記第１正極端側から前記中点側へ向けて電流が流れており、前記第１温度センサの計測温度が温度閾値Ｔｈ１よりも高く、前記第２温度センサの計測温度が温度閾値Ｔｈ２よりも低い場合には前記第１スイッチング素子の使用は許可し、前記第２スイッチング素子の使用を禁止し、
   （２）前記リアクトル内を前記中点側から前記第１正極端側へ向けて電流が流れており、前記第１温度センサの計測温度が温度閾値Ｔｈ１よりも高く、前記第２温度センサの計測温度が温度閾値Ｔｈ２よりも低い場合には前記第１スイッチング素子の使用を禁止し、前記第２スイッチング素子の使用は許可する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ。
3. 前記コントローラは、
   （３）前記リアクトル内を前記第１正極端側から前記中点側へ向けて電流が流れており、前記第１温度センサの計測温度が温度閾値Ｔｈ１よりも低く、前記第２温度センサの計測温度が温度閾値Ｔｈ２よりも高い場合には前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子の両方の使用を禁止し、
   （４）前記リアクトル内を前記中点側から前記第１正極端側へ向けて電流が流れており、前記第１温度センサの計測温度が温度閾値Ｔｈ１よりも低く、前記第２温度センサの計測温度が温度閾値Ｔｈ２よりも高い場合には前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子の両方の使用を禁止する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ。
4. 前記コントローラは、前記（２）の条件が成立して前記第１スイッチング素子の使用を禁止し、前記第２スイッチング素子の使用は許可した場合、前記リアクトル内を前記第１正極端側から前記中点側へ向かう方向に流れる電流の上限値を、前記第１スイッチング素子の使用を禁止する前の上限値よりも高く設定することを特徴とする請求項２又は３に記載の双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ。

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