JP2020195215A - 電源システム - Google Patents

Abstract

【課題】電圧変換器の故障を速やかに判定できる電源システムを提供すること。【解決手段】電源システムは、第１バッテリを有する第１電力回路と、第２バッテリを有する第２電力回路と、第１電力回路と第２電力回路との間で電圧を変換する電圧変換器と、第２電力回路側から第１電力回路側へ流れる向きを正とする電圧変換器の電流値である通過電流値Ｉａｃｔを取得する電流センサと、電圧変換器を操作する通過電力制御部と、通過電流値Ｉａｃｔに基づいて電圧変換器の故障を判定する故障判定部と、を備える。故障判定部は、通過電力制御部が電圧変換器のハイアーム素子をオンに操作していない状態で通過電流値Ｉａｃｔａが負になった場合に電圧変換器が故障したと判定するとともに、通過電流値Ｉａｃｔが初めて負になってから電圧変換器が故障したと判定するまでの時間を通過電流値Ｉａｃｔが負側へ大きくなるほど短くする。【選択図】図４

Description

本発明は、電源システムに関する。より詳しくは、第１電源を有する第１回路と、第２電源を有する第２回路と、これら第１及び第２回路の間で電圧を変換する電圧変換器と、を備える電源システムに関する。

近年、動力発生源として駆動モータを備える電動輸送機器や、動力発生源として駆動モータと内燃機関とを備えるハイブリッド車両等の電動車両の開発が盛んである。このような電動車両には、駆動モータに電気エネルギを供給するために蓄電器（バッテリ、及びキャパシタ等）や燃料電池等の電源装置も搭載されている。また近年では、電動車両に特性が異なる複数の電源装置を搭載するものも開発されている。

特許文献１には、駆動モータやインバータ等によって構成される駆動部と第１蓄電器とを接続する電力回路と、この電力回路と電圧変換器を介して接続された第２蓄電器と、この電圧変換器をスイッチング制御する制御装置と、を備える電動車両の電源システムが示されている。制御装置は、運転者からの要求に応じて電圧変換器を通過する電流である通過電流に対する目標電流を設定するとともに、通過電流が目標電流になるように電圧変換器のスイッチング制御を行い、第１蓄電器から出力される電力と第２蓄電器から出力される電力とを合成し、駆動モータに供給する。

また特許文献１の電源システムのように、２つの電源装置を電圧変換器で接続した場合、電圧変換器が故障すると、意図しない向き及び大きさの通過電流が流れてしまう場合がある。そこで特許文献１の電源システムでは、制御装置による電圧変換器のスイッチング制御の実行中において、電流センサによって検出される通過電流と目標電流との間でずれが生じた場合には、電圧変換器が故障したと判定する。

特開２０１７−１６９３１１号公報

このように特許文献１の電源システムでは、通過電流と目標電流とのずれに基づいて電圧変換器の故障を判定することから、電源システムを起動してから電圧変換器のスイッチング制御を開始するまで故障を判定することができない。このため特許文献１の電源システムでは、電源システムを起動してから電圧変換器が故障したと判定するまでに時間がかかってしまう場合がある。

本発明は、電圧変換器の故障を速やかに判定できる電源システムを提供することを目的とする。

（１）本発明に係る電源システム（例えば、後述の電源システム１）は、第１電源（例えば、後述の第１バッテリＢ１）を有する第１回路（例えば、後述の第１電力回路２）と、第２電源（例えば、後述の第２バッテリＢ２）を有する第２回路（例えば、後述の第２電力回路３）と、前記第１回路と前記第２回路との間で電圧を変換する電圧変換器（例えば、後述の電圧変換器５）と、前記第１回路と駆動モータ（例えば、後述の駆動モータＭ）との間で電力を変換する電力変換器（例えば、後述の電力変換器４３）と、前記第２回路側から前記第１回路側へ流れる向きを正とする前記電圧変換器の電流値である通過電流値を取得する通過電流取得手段（例えば、後述の電流センサ３３）と、前記電圧変換器を操作する制御手段（例えば、後述の通過電力制御部７３ａ）と、前記通過電流値に基づいて前記電圧変換器の故障を判定する故障判定手段（例えば、後述の故障判定部７３ｂ）と、を備え、前記故障判定手段は、前記制御手段が前記電圧変換器のハイアーム側スイッチング素子（例えば、後述のハイアーム素子５３Ｈ）をオンに操作していない状態で前記通過電流値が負になった場合に前記電圧変換器が故障したと判定するとともに、前記通過電流値が初めて負になってから前記電圧変換器が故障したと判定するまでの時間を前記通過電流値が負側へ大きくなるほど短くすることを特徴とする。

（２）この場合、前記故障判定手段は、前記通過電流値に所定値の重み係数（例えば、後述の重み係数ｗ）を乗算して得られる値の時間積分値（例えば、後述の積分値Ｓ）が所定の閾値（例えば、後述の閾値Ｓｔｈ）に到達した場合に前記電圧変換器が故障したと判定することが好ましい。

（３）この場合、前記電源システムは、前記第２回路又は前記電圧変換器に設けられた第１電気機器（例えば、後述のリアクトルＬ）及び第２電気機器（例えば、後述のコンタクタ３２ｐ，３２ｎ）と、前記故障判定手段によって前記電圧変換器が故障したと判定された場合には、前記第１及び第２電気機器に電流が流れないようにする保護手段（例えば、後述の故障判定部７３ｂ及び第２バッテリＥＣＵ７５）と、をさらに備えることが好ましい。

（４）この場合、前記電源システムは、前記第２回路又は前記電圧変換器に設けられた第１電気機器（例えば、後述のリアクトルＬ）及び第２電気機器（例えば、後述のコンタクタ３２ｐ，３２ｎ）と、前記故障判定手段によって前記電圧変換器が故障したと判定された場合には、前記第１及び第２電気機器に電流が流れないようにする保護手段（例えば、後述の故障判定部７３ｂ及び第２バッテリＥＣＵ７５）と、をさらに備え、前記故障判定手段は、前記第１及び第２電気機器の何れも故障する前に前記電圧変換器が故障したと判定するように前記重み係数の値を設定することが好ましい。

（５）この場合、前記故障判定手段は、前記通過電流値に基づいて前記第１及び第２電気機器の各々の将来の温度（例えば、後述の温度ＴＬ，ＴＣ）と、前記第１電気機器の将来の温度がその保護温度を超える時期である第１時期（例えば、後述のリアクトル限界時期ｔｌ）と、前記第２電気機器の将来の温度がその保護温度を超える時期である第２時期（例えば、後述のコンタクタ限界時期ｔｃ）と、を推定し、前記第１時期が前記第２時期よりも早い場合には前記通過電流値に基づいて前記第１電気機器の特性によって設定された第１マップを検索することによって前記重み係数の値を設定し、前記第２時期が前記第１時期よりも早い場合には前記通過電流値に基づいて前記第２電気機器の特性によって設定された第２マップを検索することによって前記重み係数の値を設定することが好ましい。

（１）本発明の電源システムでは、第１電源を有する第１回路と、第２電源を有する第２回路と、を電圧変換器で接続する。このような電源システムにおいて、電圧変換器のうち第１回路の正極側と第２回路の正極側とを接続するスイッチング素子であるハイアーム側スイッチング素子がオン故障すると、このハイアーム側スイッチング素子をオンに操作していない状態であっても、第１回路側から第２回路側へ負の通過電流が流れる場合がある。これを利用して本発明では、故障判定手段は、制御手段が電圧変換器のハイアーム側スイッチング素子をオンに操作していない状態で通過電流値が負になった場合に、電圧変換器が故障したと判定する。よって本発明によれば、電源システムを起動した直後から、すなわち制御手段によって電圧変換器のスイッチング素子のオン／オフ操作を開始する前から速やかに電圧変換器の故障を判定することができる。

また電圧変換器のハイアーム側スイッチング素子がオン故障し、第１回路側から第２回路側へ大きな通過電流が流れ続けると、電圧変換器及び第２回路に設けられる各種電気機器が発熱し、故障に至るおそれがある。そこで故障判定手段は、通過電流値が初めて負になってから電圧変換器が故障したと判定するまでの時間を通過電流値が負側へ大きくなるほど短くする。換言すれば、故障判定手段は、通過電流値が初めて負になってから電圧変換器が故障したと判定するまでの時間を通過電流値が負側へ小さくなるほど長くする。これにより、第１回路側から第２回路側へ大きな通過電流が流れる場合には、速やかに電圧変換器が故障したと判定できるので、電圧変換器や第２回路に設けられる各種電気機器が故障に至る前にこれら電気機器を保護するための措置を講じることができる。また本発明によれば、通過電流が比較的小さく、直ちに電気機器が故障に至る可能性が低い場合には、通過電流値が初めて負になってから電圧変換器が故障したと判定するまでに十分な時間を確保できるので、誤判定を防止することができる。

（２）本発明において、故障判定手段は、通過電流値に所定値の重み係数を乗算して得られる値の時間積分値が所定の閾値に到達した場合に電圧変換器が故障したと判定する。これにより、第１回路側から第２回路側へ流れる通過電流が大きい場合には各種電気機器が故障に至らないよう速やかに電圧変換器が故障したと判定でき、また第１回路側から第２回路側へ流れる通過電流が小さい場合には誤判定を防止できるよう十分な判定時間を確保できる。

（３）本発明において、保護手段は、電圧変換器が故障したと判定された場合には、第２回路又は電圧変換器に設けられた第１電気機器及び第２電気機器に電流が流れないようにする。これにより電圧変換器が故障し、第１回路側から第２回路側へ大きな通過電流が流れた場合において、これら第１電気機器及び第２電気機器が発熱によって故障に至るのを防止できる。

（４）本発明において、故障判定手段は、第１電気機器及び第２電気機器の何れも故障する前に電圧変換器が故障したと判定するように重み係数の値を設定する。これにより、電圧変換器が故障することによって第１回路側から第２回路側へ通過電流が流れた場合には、第１電気機器及び第２電気機器が発熱によって故障に至る前に電圧変換器が故障したと判定でき、ひいてはこれら第１及び第２電気機器に電流が流れないようにできるので、第１及び第２電気機器が発熱によって故障に至るのを防止できる。

（５）電圧変換器が故障し、第１回路側から第２回路側へ大きな通過電流が流れると、第１電気機器及び第２電気機器はそれぞれジュール損によって発熱し、故障に至る場合があるが、故障に至る時期は各電気機器の特性や通過電流の大きさによって異なる。そこで本発明において、故障判定手段は、通過電流値に基づいて、第１及び第２電気機器の各々の将来の温度と、第１電気機器の将来の温度がその保護温度を超える第１時期と、第２電気機器の将来の温度がその保護温度を超える第２時期と、を推定する。そして故障判定手段は、第１時期が第２時期よりも早い場合、すなわち第２電気機器よりも第１電気機器の方が先に故障に至ると推定される場合には、第１電気機器の特性によって設定された第１マップに基づいて重み係数の値を設定し、第２時期が第１時期よりも早い場合、すなわち第１電気機器よりも第２電気機器の方が先に故障に至ると推定される場合には、第２電気機器の特性によって設定された第２マップに基づいて重み係数の値を設定する。これにより本発明では、第１及び第２電気機器のうち、先に故障に至ると推定される方の特性に合わせて電圧変換器が故障したと判定する時期を調整することができるので、第１及び第２電気機器の何れもが故障に至る前に電圧変換器が故障したと判定でき、ひいてはこれら第１及び第２電気機器に電流が流れるのを防止できる。

本発明の一実施形態に係る電源システムを搭載する車両の構成を示す図である。 第１バッテリ及び第２バッテリの使用電圧範囲を比較した図である。 電圧変換器の回路構成の一例を示す図である。 電圧変換器の故障判定処理の具体的な手順を示すフローチャートである。 重み係数設定処理の具体的な手順を示すフローチャートである。 ジュール損によって発熱する電気機器における温度変化の典型的な例を示す図である。 リアクトルの電流−許容時間特性の典型的な例を示す図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態に係る電源システム１を搭載する電動車両Ｖ（以下、単に「車両」という）の構成を示す図である。

車両Ｖは、駆動輪Ｗと、この駆動輪Ｗに連結された駆動モータＭと、この駆動モータＭと後述の第１バッテリＢ１及び第２バッテリＢ２との間での電力の授受を行う電源システム１と、を備える。なお本実施形態では、車両Ｖは、主として駆動モータＭで発生する動力によって加減速するもの例に説明するが、本発明はこれに限らない。車両Ｖは、動力発生源として駆動モータＭとエンジンとを搭載する所謂ハイブリッド車両としてもよい。また本実施形態では、電源システム１は、２つのバッテリＢ１，Ｂ２に蓄えられた電力を駆動モータＭに供給することによって走行するものを例に説明するが、本発明はこれに限らない。電源システム１が備える２つのバッテリＢ１，Ｂ２の何れかは燃料電池としてもよい。

駆動モータＭは、図示しない動力伝達機構を介して駆動輪Ｗに連結されている。電源システム１から駆動モータＭに三相交流電力を供給することによって駆動モータＭで発生させたトルクは、図示しない動力伝達機構を介して駆動輪Ｗに伝達され、駆動輪Ｗを回転させ、車両Ｖを走行させる。また駆動モータＭは、車両Ｖの減速時には発電機の機能を発揮し、回生電力を発電するとともに、この回生電力の大きさに応じた回生制動トルクを駆動輪Ｗに付与する。駆動モータＭによって発電された回生電力は、電源システム１のバッテリＢ１，Ｂ２に適宜充電される。

電源システム１は、第１バッテリＢ１を有する第１電力回路２と、第２バッテリＢ２を有する第２電力回路３と、これら第１電力回路２と第２電力回路３とを接続する電圧変換器５と、駆動モータＭを含む各種電気負荷を有する負荷回路４と、これら電力回路２，３，４及び電圧変換器５を制御する電子制御ユニット群７と、を備える。電子制御ユニット群７は、それぞれコンピュータであるマネジメントＥＣＵ７１と、モータＥＣＵ７２と、コンバータＥＣＵ７３と、第１バッテリＥＣＵ７４と、第２バッテリＥＣＵ７５と、を備える。

第１バッテリＢ１は、化学エネルギを電気エネルギに変換する放電と、電気エネルギを化学エネルギに変換する充電との両方が可能な二次電池である。以下では、この第１バッテリＢ１として、電極間をリチウムイオンが移動することで充放電を行う所謂リチウムイオン蓄電池を用いた場合について説明するが、本発明はこれに限らない。

第１バッテリＢ１には、第１バッテリＢ１の内部状態を推定するための第１バッテリセンサユニット８１が設けられている。第１バッテリセンサユニット８１は、第１バッテリＥＣＵ７４において第１バッテリＢ１の充電率（バッテリの蓄電量を百分率で表したもの）や温度等を取得するために必要な物理量を検出し、検出値に応じた信号を第１バッテリＥＣＵ７４へ送信する複数のセンサによって構成される。より具体的には、第１バッテリセンサユニット８１は、第１バッテリＢ１の端子電圧を検出する電圧センサ、第１バッテリＢ１を流れる電流を検出する電流センサ、及び第１バッテリＢ１の温度を検出する温度センサ等によって構成される。

第２バッテリＢ２は、化学エネルギを電気エネルギに変換する放電と、電気エネルギを化学エネルギに変換する充電との両方が可能な二次電池である。以下では、この第２バッテリＢ２として、電極間をリチウムイオンが移動することで充放電を行う所謂リチウムイオン蓄電池を用いた場合について説明するが、本発明はこれに限らない。第２バッテリＢ２は、例えばキャパシタを用いてもよい。

第２バッテリＢ２には、第２バッテリＢ２の内部状態を推定するための第２バッテリセンサユニット８２が設けられている。第２バッテリセンサユニット８２は、第２バッテリＥＣＵ７５において第２バッテリＢ２の充電率や温度等を取得するために必要な物理量を検出し、検出値に応じた信号を第２バッテリＥＣＵ７５へ送信する複数のセンサによって構成される。より具体的には、第２バッテリセンサユニット８２は、第２バッテリＢ２の端子電圧を検出する電圧センサ、第２バッテリＢ２を流れる電流を検出する電流センサ、及び第２バッテリＢ２の温度を検出する温度センサ等によって構成される。

ここで第１バッテリＢ１の特性と第２バッテリＢ２の特性とを比較する。
第１バッテリＢ１は、第２バッテリＢ２よりも出力重量密度が低くかつエネルギ重量密度が高い。また第１バッテリＢ１は第２バッテリＢ２よりも容量が大きい。すなわち、第１バッテリＢ１は、エネルギ重量密度の点で第１バッテリＢ１よりも優れる。なお、エネルギ重量密度とは、単位重量あたりの電力量［Ｗｈ／ｋｇ］であり、出力重量密度とは、単位重量あたりの電力［Ｗ／ｋｇ］である。したがって、エネルギ重量密度が優れている第１バッテリＢ１は、高容量を主目的とした容量型の蓄電器であり、出力重量密度が優れている第２バッテリＢ２は、高出力を主目的とした出力型の蓄電器である。このため電源システム１では、第１バッテリＢ１を主電源として用い、第２バッテリＢ２をこの第１バッテリＢ１を補う副電源として用いる。

図２は、電源システム１における第１バッテリＢ１及び第２バッテリＢ２の使用電圧範囲を比較した図である。図２において、左側は第１バッテリＢ１の使用電圧範囲を示す図であり、右側は第２バッテリＢ２の使用電圧範囲を示す図である。図２において、横軸はバッテリを流れる電流を示し、縦軸はバッテリの電圧を示す。

図２に示すように、バッテリＢ１，Ｂ２の静的電圧（すなわち、バッテリに電流が流れていない状態における電圧であって、開回路電圧ともいう）は、充電率が高くなるほど高くなる特性がある。したがってバッテリＢ１，Ｂ２の静的電圧に対する使用電圧範囲の上限は、充電率が最大値（例えば、１００％）のときにおける各々の静的電圧であり、下限は、充電率が最小値（例えば、０％）のときにおける各々の静的電圧である。図２に示すように、第２バッテリＢ２の静的電圧に対する使用電圧範囲の上限は、第１バッテリＢ１の静的電圧に対する使用電圧範囲の上限よりも低い。このため車両Ｖの走行中、第２バッテリＢ２の静的電圧は、基本的には第１バッテリＢ１の静的電圧よりも低く維持される。

図２に示すように、バッテリＢ１，Ｂ２の閉回路電圧（すなわち、バッテリに電流が流れている状態における電圧）も、充電率が高くなるほど高くなる特性がある。またバッテリＢ１，Ｂ２には内部抵抗が存在することから、その閉回路電圧は、放電電流が大きくなるほど静的電圧から低くなり、充電電流が大きくなるほど静的電圧から高くなる特性がある。したがってバッテリＢ１，Ｂ２の閉回路電圧に対する使用電圧範囲の上限は、各々の静的電圧に対する使用電圧範囲の上限よりも高く、下限は、各々の静的電圧に対する使用電圧範囲の下限よりも低くなっている。換言すれば、バッテリＢ１，Ｂ２の閉回路電圧に対する使用電圧範囲は、各々の静的電圧に対する使用電圧範囲を含む。図２に示すように、第１バッテリＢ１の閉回路電圧に対する使用電圧範囲は、第２バッテリＢ２の閉回路電圧に対する使用電圧範囲と重複する。

また充電電流が大きくなりすぎるとバッテリＢ１，Ｂ２の劣化が促進されることから、これらバッテリＢ１，Ｂ２の閉回路電圧に対する使用電圧範囲の上限は、これらバッテリＢ１，Ｂ２が劣化しないように定められる。以下では、これらバッテリＢ１，Ｂ２の閉回路電圧の使用範囲の上限を、劣化上限電圧ともいう。

また放電電流が大きくなりすぎると、バッテリＢ１，Ｂ２の劣化が促進されることから、これらバッテリＢ１，Ｂ２の閉回路電圧に対する使用電圧範囲の下限は、これらバッテリＢ１，Ｂ２が劣化しないように定められる。以下では、これらバッテリＢ１，Ｂ２の閉回路電圧に対する使用電圧範囲の下限を、劣化下限電圧ともいう。

図１に戻り、第１電力回路２は、第１バッテリＢ１と、この第１バッテリＢ１の正負両極と電圧変換器５の高圧側の正極端子及び負極端子とを接続する第１電力線２１ｐ，２１ｎと、これら第１電力線２１ｐ，２１ｎに設けられた正極コンタクタ２２ｐ及び負極コンタクタ２２ｎと、を備える。

コンタクタ２２ｐ，２２ｎは、外部からの指令信号が入力されていない状態では開成して第１バッテリＢ１の両電極と第１電力線２１ｐ，２１ｎとの導通を絶ち、指令信号が入力されている状態では閉成して第１バッテリＢ１と第１電力線２１ｐ，２１ｎとを接続するノーマルオープン型である。これらコンタクタ２２ｐ，２２ｎは、第１バッテリＥＣＵ７４から送信される指令信号に応じて開閉する。なお正極コンタクタ２２ｐは、第１電力回路２や負荷回路４等に設けられる複数の平滑コンデンサへの突入電流を緩和するためのプリチャージ抵抗を有するプリチャージコンタクタとなっている。

第２電力回路３は、第２バッテリＢ２と、この第２バッテリＢ２の正負両極と電圧変換器５の低圧側の正極端子及び負極端子とを接続する第２電力線３１ｐ，３１ｎと、これら第２電力線３１ｐ，３１ｎに設けられた正極コンタクタ３２ｐ及び負極コンタクタ３２ｎと、第２電力線３１ｐに設けられた電流センサ３３と、を備える。

コンタクタ３２ｐ，３２ｎは、外部からの指令信号が入力されていない状態では開成して第２バッテリＢ２の両電極と第２電力線３１ｐ，３１ｎとの導通を絶ち、指令信号が入力されている状態では閉成して第２バッテリＢ２と第２電力線３１ｐ，３１ｎとを接続するノーマルオープン型である。これらコンタクタ３２ｐ，３２ｎは、第２バッテリＥＣＵ７５から送信される指令信号に応じて開閉する。なお正極コンタクタ３２ｐは、第１電力回路２や負荷回路４等に設けられる複数の平滑コンデンサへの突入電流を緩和するためのプリチャージ抵抗を有するプリチャージコンタクタとなっている。

電流センサ３３は、第２電力線３１ｐを流れる電流、すなわち電圧変換器５を流れる電流である通過電流の値に応じた検出信号をコンバータＥＣＵ７３へ送信する。なお本実施形態では、通過電流の向きは、第２電力回路３側から第１電力回路２側を正とし、第１電力回路２側から第２電力回路３側を負とする。従って本実施形態において、通過電流取得手段は、電流センサ３３によって構成される。

負荷回路４は、車両補機４２と、駆動モータＭが接続された電力変換器４３と、これら車両補機４２及び電力変換器４３と第１電力回路２とを接続する負荷電力線４１ｐ，４１ｎと、を備える。

車両補機４２は、バッテリヒータ、エアコンプレッサ、ＤＣＤＣコンバータ、及び車載充電器等の複数の電気負荷によって構成される。車両補機４２は、負荷電力線４１ｐ，４１ｎによって第１電力回路２の第１電力線２１ｐ，２１ｎに接続されており、第１電力線２１ｐ，２１ｎにおける電力を消費することによって作動する。車両補機４２を構成する各種電気負荷の作動状態に関する情報は、例えばマネジメントＥＣＵ７１へ送信される。

電力変換器４３は、負荷電力線４１ｐ，４１ｎによって、車両補機４２と並列になるように第１電力線２１ｐ，２１ｎに接続されている。電力変換器４３は、第１電力線２１ｐ，２１ｎと駆動モータＭとの間で電力を変換する。電力変換器４３は、例えば、複数のスイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴ）をブリッジ接続して構成されるブリッジ回路を備えた、パルス幅変調によるＰＷＭインバータであり、直流電力と交流電力とを変換する機能を備える。電力変換器４３は、その直流入出力側において第１電力線２１ｐ，２１ｎに接続され、その交流入出力側において駆動モータＭのＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各コイルに接続されている。電力変換器４３は、モータＥＣＵ７２の図示しないゲートドライブ回路から所定のタイミングで生成されるゲート駆動信号に従って各相のスイッチング素子をオン／オフ駆動することにより、第１電力線２１ｐ，２１ｎにおける直流電力を三相交流電力に変換して駆動モータＭに供給したり、駆動モータＭから供給される三相交流電力を直流電力に変換して第１電力線２１ｐ，２１ｎに供給したりする。

電圧変換器５は、第１電力回路２と第２電力回路３とを接続し、これら両回路２，３の間で電圧を変換する。この電圧変換器５には、既知の昇圧回路が用いられる。

図３は、電圧変換器５の回路構成の一例を示す図である。電圧変換器５は、第１バッテリＢ１が接続される第１電力線２１ｐ，２１ｎと、第２バッテリＢ２が接続される第２電力線３１ｐ，３１ｎと、を接続し、これら第１電力線２１ｐ，２１ｎ及び第２電力線３１ｐ，３１ｎの間で電圧を変換する。電圧変換器５は、リアクトルＬと、第１平滑コンデンサＣ１と、第２平滑コンデンサＣ２と、ハイアーム素子５３Ｈと、ローアーム素子５３Ｌと、負母線５５と、低圧側端子５６ｐ，５６ｎと、高圧側端子５７ｐ，５７ｎと、を組み合わせて構成されるＤＣＤＣコンバータである。

低圧側端子５６ｐ，５６ｎは、第２電力線３１ｐ，３１ｎに接続され、高圧側端子５７ｐ，５７ｎは第１電力線２１ｐ，２１ｎに接続される。負母線５５は、低圧側端子５６ｎと高圧側端子５７ｎとを接続する配線である。

リアクトルＬは、その一端側が低圧側端子５６ｐに接続され、その他端側がハイアーム素子５３Ｈとローアーム素子５３Ｌとの接続ノード５３に接続される。第１平滑コンデンサＣ１は、その一端側が低圧側端子５６ｐに接続され、その他端側が低圧側端子５６ｎに接続される。第２平滑コンデンサＣ２は、その一端側が高圧側端子５７ｐに接続され、その他端側が高圧側端子５７ｎに接続される。

ハイアーム素子５３Ｈ及びローアーム素子５３Ｌは、それぞれ、ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴ等の既知のパワースイッチング素子と、このパワースイッチング素子に接続された還流ダイオードと、を備える。これらハイアーム素子５３Ｈ及びローアーム素子５３Ｌは、高圧側端子５７ｐと負母線５５との間で、直列に、この順で接続される。

ハイアーム素子５３Ｈのパワースイッチング素子のコレクタは高圧側端子５７ｐに接続され、そのエミッタはローアーム素子５３Ｌのコレクタに接続される。ローアーム素子５３Ｌのパワースイッチング素子のエミッタは、負母線５５に接続される。ハイアーム素子５３Ｈに設けられる還流ダイオードの順方向は、リアクトルＬから高圧側端子５７ｐへ向かう向きである。またローアーム素子５３Ｌに設けられる還流ダイオードの順方向は、負母線５５からリアクトルＬへ向かう向きである。

電圧変換器５は、コンバータＥＣＵ７３の図示しないゲートドライブ回路から所定のタイミングで生成されるゲート駆動信号に従い、ハイアーム素子５３Ｈとローアーム素子５３Ｌとを交互にオン／オフ駆動することにより、第１電力線２１ｐ，２１ｎと第２電力線３１ｐ，３１ｎとの間で電圧を変換する。

図２を参照して説明したように、車両Ｖの走行中、第２バッテリＢ２の静的電圧は、基本的には第１バッテリＢ１の静的電圧よりも低く維持される。したがって基本的には、第１電力線２１ｐ，２１ｎの電圧は第２電力線３１ｐ，３１ｎの電圧よりも高い。そこでコンバータＥＣＵ７３は、第１バッテリＢ１から出力される電力と第２バッテリＢ２から出力される電力との両方を用いて駆動モータＭを駆動する場合には、電圧変換器５において昇圧機能が発揮されるように電圧変換器５を操作する。昇圧機能とは、低圧側端子５６ｐ，５６ｎが接続されている第２電力線３１ｐ，３１ｎにおける電力を昇圧して、高圧側端子５７ｐ，５７ｎが接続されている第１電力線２１ｐ，２１ｎに出力する機能をいい、これにより第２電力線３１ｐ，３１ｎ側から第１電力線２１ｐ，２１ｎ側へ正の通過電流が流れる。また第２バッテリＢ２の放電を抑制し、第１バッテリＢ１から出力される電力のみで駆動モータＭを駆動する場合、コンバータＥＣＵ７３は、電圧変換器５をオフにし、第１電力線２１ｐ，２１ｎから第２電力線３１ｐ，３１ｎへ電流が流れないようにする。ただしこの場合、第２電力線３１ｐ，３１ｎの電圧が第１電力線２１ｐ，２１ｎの電圧よりも高くなった場合、第２バッテリＢ２が放電に転じ、第２電力線３１ｐ，３１ｎから第１電力線２１ｐ，２１ｎへ、ハイアーム素子５３Ｈの還流ダイオードを介して正の通過電流が流れる場合がある。

また減速時に駆動モータＭから第１電力線２１ｐ，２１ｎに出力される回生電力によって第１バッテリＢ１や第２バッテリＢ２を充電する場合には、コンバータＥＣＵ７３は、電圧変換器５において降圧機能を発揮されるように電圧変換器５を操作する。降圧機能とは、高圧側端子５７ｐ，５７ｎが接続されている第１電力線２１ｐ，２１ｎにおける電力を降圧して、低圧側端子５６ｐ，５６ｎが接続されている第２電力線３１ｐ，３１ｎに出力する機能をいい、これにより第１電力線２１ｐ，２１ｎ側から第２電力線３１ｐ，３１ｎ側へ負の通過電流が流れる。また第１電力線２１ｐ，２１ｎ側の電圧が第２電力線３１ｐ，３１ｎ側の電圧よりも高い状態で電圧変換器５が故障した場合、より具体的にはハイアーム素子５３Ｈがオン故障した場合には、第１電力線２１ｐ，２１ｎ側から第２電力線３１ｐ，３１ｎ側へ負の通過電流が流れる。

図１に戻り、第１バッテリＥＣＵ７４は、主に第１バッテリＢ１の状態監視及び第１電力回路２のコンタクタ２２ｐ，２２ｎの開閉操作を担うコンピュータである。第１バッテリＥＣＵ７４は、第１バッテリセンサユニット８１から送信される検出値を用いた既知のアルゴリズムに基づいて、第１バッテリＢ１の内部状態を表す様々なパラメータ、より具体的には、第１バッテリＢ１の温度、第１バッテリＢ１の内部抵抗、第１バッテリＢ１の静的電圧、第１バッテリＢ１の閉回路電圧、及び第１バッテリＢ１の充電率等を算出する。第１バッテリＥＣＵ７４において取得した第１バッテリＢ１の内部状態を表すパラメータに関する情報は、例えばマネジメントＥＣＵ７１へ送信される。

第２バッテリＥＣＵ７５は、主に第２バッテリＢ２の状態監視及び第２電力回路３のコンタクタ３２ｐ，３２ｎの開閉操作を担うコンピュータである。第２バッテリＥＣＵ７５は、第２バッテリセンサユニット８２から送信される検出値を用いた既知のアルゴリズムに基づいて、第２バッテリＢ２の内部状態を表す様々なパラメータ、より具体的には、第２バッテリＢ２の温度、第２バッテリＢ２の内部抵抗、第２バッテリＢ２の静的電圧、第２バッテリＢ２の閉回路電圧、及び第２バッテリＢ２の充電率等を算出する。第２バッテリＥＣＵ７５において取得した第２バッテリＢ２の内部状態を表すパラメータに関する情報は、例えばマネジメントＥＣＵ７１へ送信される。

マネジメントＥＣＵ７１は、主に電源システム１全体における電力の流れを管理するコンピュータである。マネジメントＥＣＵ７１は、駆動モータＭで発生するトルクに対する指令に相当するトルク指令信号と、電圧変換器５を通過する電力に対する指令に相当する通過電力指令信号とを、以下の手順に従って生成する。

マネジメントＥＣＵ７１は、運転者によるアクセルペダルやブレーキペダル等のペダル類Ｐの操作量に基づいて、運転者による要求駆動トルクを算出し、この要求駆動トルクに応じたトルク指令信号をモータＥＣＵ７２へ送信する。

マネジメントＥＣＵ７１は、車両補機４２において要求されている電力である要求補機電力と、駆動モータＭにおいて要求されている電力である要求駆動電力と、を合算することにより、負荷回路４全体において要求されている電力である総要求電力を算出する。ここで要求補機電力は、車両補機４２から送信される各種電気負荷の作動状態に関する情報に基づいて、マネジメントＥＣＵ７１において算出される。また要求駆動電力は、上述の要求駆動トルクを電力に換算することによって、マネジメントＥＣＵ７１において算出される。

マネジメントＥＣＵ７１は、第１バッテリＥＣＵ７４から送信される第１バッテリＢ１の内部状態に関する情報と、第２バッテリＥＣＵ７５から送信される第２バッテリＢ２の内部状態に関する情報と、上述の要求駆動電力と、を用いることによって、総要求電力に対する第２バッテリＢ２から出力される電力の割合に相当する第２負担率を算出する。またマネジメントＥＣＵ７１は、以上のようにして算出した第２負担率を総要求電力に乗算することによって、第２バッテリＢ２から出力される電力に対する目標である第２目標電力を算出し、この第２目標電力に応じた通過電力指令信号をコンバータＥＣＵ７３へ送信する。

モータＥＣＵ７２は、主に第１電力回路２から駆動モータＭへの電力の流れを管理するコンピュータである。モータＥＣＵ７２は、マネジメントＥＣＵ７１から送信されるトルク指令信号に基づいて、この指令に応じたトルクが駆動モータＭにおいて発生するように電力変換器４３を操作する。これにより第１電力回路２から駆動モータＭへ、要求駆動電力に応じた電力が供給される。

コンバータＥＣＵ７３は、電圧変換器５を通過する電力の管理を担う制御モジュールである通過電力制御部７３ａと、電圧変換器５の故障を判定する制御モジュールである故障判定部７３ｂと、が構成されたコンピュータである。

通過電力制御部７３ａは、マネジメントＥＣＵ７１から送信される通過電力指令信号に応じて、指令に応じた通過電力が電圧変換器５を通過するように、ＰＷＭ制御によって電圧変換器５のハイアーム素子５３Ｈ及びローアーム素子５３Ｌを操作する。より具体的には、通過電力制御部７３ａは、通過電力指令信号に基づいて、電圧変換器５における通過電流に対する目標である目標電流を算出するとともに、電流センサ３３によって検出される通過電流が目標電流になるように、既知のフィードバック制御アルゴリズムに従ってデューティ比を決定し、このデューティ比の下で生成したゲート駆動信号を電圧変換器５のハイアーム素子５３Ｈ及びローアーム素子５３Ｌに入力する。これにより第２バッテリＢ２から第１電力回路２へ、第２目標電力に応じた電力が出力される。また総要求電力から第２目標電力を除いた不足分は、第１バッテリＢ１から出力される。

故障判定部７３ｂは、電流センサ３３によって検出される通過電流に基づいて電圧変換器５の故障を判定する。本実施形態において電圧変換器５の故障とは、より具体的には電圧変換器５のハイアーム素子５３Ｈがオン故障することをいう。ここでハイアーム素子５３Ｈのオン故障とは、通過電力制御部７３ａがハイアーム素子５３Ｈをオンに操作していないにも関わらず、すなわち通過電力制御部７３ａからハイアーム素子５３Ｈへゲート駆動信号を入力していないにも関わらず、ハイアーム素子５３Ｈがオン状態で維持され、第１電力回路２と第２電力回路３とが導通することをいう。

図４は、故障判定部７３ｂにおける電圧変換器５の故障判定処理の具体的な手順を示すフローチャートである。図４に示す故障判定処理は、電圧変換器５が故障したと判定するまで、故障判定部７３ｂによって所定の制御周期Δｔの下で繰り返し実行される。

初めにＳ１では、故障判定部７３ｂは、通過電力制御部７３ａによる電圧変換器５のＰＷＭ制御が停止中であるか否か、換言すれば通過電力制御部７３ａによってハイアーム素子５３Ｈ及びローアーム素子５３Ｌが共にオンに操作されていないか否かを判定する。Ｓ１の判定結果がＮＯである場合、すなわちＰＷＭ制御の実行中である場合、故障判定部７３ｂは、Ｓ２に移る。Ｓ２では、故障判定部７３ｂは、電圧変換器５が故障したと判定する時期を決定するための指標となる後述の積分値Ｓを０にリセットし、Ｓ３に移る。Ｓ３では、故障判定部７３ｂは、電圧変換器５は故障していないと判定し、図４の故障判定処理を終了する。Ｓ１の判定結果がＹＥＳである場合、すなわち少なくともハイアーム素子５３Ｈがオンに操作されていない場合には、故障判定部７３ｂは、Ｓ４の処理に移る。

Ｓ４では、故障判定部７３ｂは、電流センサ３３の検出信号に基づいて通過電流値Ｉａｃｔを取得し、Ｓ５に移る。Ｓ５では、通過電流値Ｉａｃｔが０より小さいか否かを判定する（Ｉａｃｔ＜０？）。Ｓ５の判定結果がＮＯである場合、すなわち通過電流が流れていないかあるいは第２電力回路３側から第１電力回路２側へ通過電力が流れている場合には、故障判定部７３ｂは、積分値Ｓを０にリセットし（Ｓ２参照）、電圧変換器５は正常であると判定し（Ｓ３参照）、図４の故障判定処理を終了する。またＳ５の判定結果がＹＥＳである場合、すなわちハイアーム素子５３Ｈがオンに操作されていないにも関わらず第１電力回路２側から第２電力回路３側へ通過電流が流れている場合には、故障判定部７３ｂは、Ｓ６に移る。

Ｓ６では、故障判定部７３ｂは、重み係数設定処理を実行することによって重み係数ｗの値を設定し、Ｓ７に移る。ここで重み係数ｗとは、後述のＳ７の処理において通過電流値Ｉａｃｔに基づいて積分値Ｓの値を更新する際に、通過電流値Ｉａｃｔを重み付けするために用いられる係数であり、正の値に設定される。この重み係数設定処理の具体的な手順については、後に図５を参照して説明する。

Ｓ７では、故障判定部７３ｂは、前回の制御周期時における積分値Ｓに、通過電流値Ｉａｃｔの絶対値と重み係数ｗの値と制御周期Δｔとの積を加算することにより、積分値Ｓを更新し、Ｓ８に移る。すなわち、このＳ７の演算を周期Δｔで繰り返し行うことによって得られる積分値Ｓは、電圧変換器５のハイアーム素子５３Ｈをオンに操作していない状態で初めて通過電流値Ｉａｃｔが負になってから現在までの間における、重み係数ｗで重み付けされた通過電流値Ｉａｃｔの絶対値の時間積分値に相当する。

Ｓ８では、故障判定部７３ｂは、積分値Ｓが所定の正の閾値Ｓｔｈより大きいか否かを判定する（Ｓ＞Ｓｔｈ？）。Ｓ８の判定結果がＮＯである場合、すなわち積分値Ｓがまだ閾値Ｓｔｈに達していない場合には、故障判定部７３ｂは、電圧変換器５は正常であると判定し（Ｓ３参照）、図４の故障判定処理を終了する。またＳ８の判定結果がＹＥＳである場合、すなわち積分値Ｓが閾値Ｓｔｈに到達した場合には、故障判定部７３ｂは、Ｓ９に移り、電圧変換器５は故障したと判定する。

Ｓ１０では、故障判定部７３ｂは、第２電力回路３及び電圧変換器５に設けられる各種電気機器のうち、特に保護が求められる特定の電気機器に電流が流れないようにする保護処理を実行し、図４の故障判定処理を終了する。ここで第２電力回路３及び電圧変換器５において、特に保護が求められる特定の電気機器とは、例えば電圧変換器５に設けられるリアクトルＬ、及び第２電力回路３に設けられるコンタクタ３２ｐ，３２ｎである。これらリアクトルＬやコンタクタ３２ｐ，３２ｎは、第１電力回路２側から第２電力回路３側へ大きな通過電流が流れ続けると、発熱し、故障に至るおそれがある。そこでこの保護処理において故障判定部７３ｂは、第２バッテリＥＣＵ７５に対し、コンタクタ３２ｐ，３２ｎを開成させる旨の指令信号を送信する。この指令信号を受信したことに応じて第２バッテリＥＣＵ７５は、コンタクタ３２ｐ，３２ｎを開成し、リアクトルＬ及びコンタクタ３２ｐ，３２ｎに電流が流れないようにする。従って本実施形態において、保護手段は、故障判定部７３ｂ及び第２バッテリＥＣＵ７５によって構成される。

上述のように積分値Ｓは、通過電流値Ｉａｃｔの絶対値の時間積分値であることから、通過電流値Ｉａｃｔが負側へ大きくなるほど速やかに上昇する。故障判定部７３ｂでは、このような積分値Ｓを用いて電圧変換器５が故障したと判定するタイミングを決定することにより、初めて通過電流値Ｉａｃｔが負になってから（Ｓ５参照）、積分値Ｓが閾値Ｓｔｈに到達し（Ｓ８参照）、電圧変換器５が故障したと判定し（Ｓ９参照）、さらにリアクトルＬやコンタクタ３２ｐ，３２ｎに電流が流れないようにするまでにかかる時間を（Ｓ１０参照）、通過電流値Ｉａｃｔが負側へ大きくなるほど短くする。

図５は、重み係数設定処理の具体的な手順を示すフローチャートである。図４を参照して説明したように、故障判定部７３ｂでは、重み係数ｗで重み付けされた通過電流値Ｉａｃｔの積分値Ｓを用いることによって電圧変換器５が故障したと判定するタイミングを決定するとともに、電圧変換器５が故障したと判定した場合には、リアクトルＬやコンタクタ３２ｐ，３２ｎに電流が流れないようにする保護処理を実行する。このため故障判定部７３ｂでは、初めて通過電流値Ｉａｃｔが負になってから、電圧変換器５が故障したと判定しリアクトルＬ及びコンタクタ３２ｐ，３２ｎの保護処理を開始するまでの時間は、重み係数ｗによって調整することができる。またこの際、リアクトルＬ及びコンタクタ３２ｐ，３２ｎの保護処理は、これら電気機器の何れもが故障に至る前に開始することが好ましい。そこで故障判定部７３ｂでは、リアクトルＬ及びコンタクタ３２ｐ，３２ｎの何れもが故障する前に電圧変換器５が故障したと判定するように、以下に示す重み係数設定処理を行うことによって重み係数ｗの値を設定する。

Ｓ２１では、故障判定部７３ｂは、通過電流値Ｉａｃｔに基づいてリアクトルＬの将来の温度ＴＬ及びコンタクタ３２ｐ，３２ｎの将来の温度ＴＣの変化を推定し、Ｓ２２に移る。より具体的には、故障判定部７３ｂは、これらリアクトルＬ及びコンタクタ３２ｐ，３２ｎに通過電流値Ｉａｃｔの電流が流れ続けたとの仮定の下で、リアクトルＬの将来の温度ＴＬ及びコンタクタ３２ｐ，３２ｎの将来の温度ＴＣの時間変化を推定する。

図６は、リアクトルＬやコンタクタ３２ｐ，３２ｎのように、ジュール損によって発熱する電気機器において、時刻ｔ０から所定値の電流が流れ続けた場合におけるその温度変化の典型的な例を示す図である。

電気機器に所定値の電流が流れ続けた場合における温度変化は、典型的には、図６に示すように所定の飽和温度と所定の時定数とによって特徴付けられる１次遅れ系の伝達関数によって表現することができる。故障判定部７３ｂでは、これを利用することによってリアクトルＬやコンタクタ３２ｐ，３２ｎの将来の温度ＴＬ，ＴＣの時間変化を推定する。ここで飽和温度は、通過電流値Ｉａｃｔや、リアクトルＬやコンタクタ３２ｐ，３２ｎを冷却する冷却回路を流れる冷媒温度等に基づいて推定できる。また時定数は、リアクトルＬ及びコンタクタ３２ｐ，３２ｎ毎に予め試験を行うことによって同定されたものが用いられる。

図５に戻り、Ｓ２２では、故障判定部７３ｂは、Ｓ２１の推定結果を用いることによって、リアクトルＬの将来の温度ＴＬが予め定められたリアクトル保護温度を超える時期であるリアクトル限界時期ｔｌを推定し、Ｓ２３に移る。すなわち、リアクトルＬの温度がリアクトル保護温度を超えると、リアクトルＬは故障する可能性が高くなる。

またＳ２３では、故障判定部７３ｂは、Ｓ２１の推定結果を用いることによって、コンタクタ３２ｐ，３２ｎの将来の温度ＴＣが予め定められたコンタクタ保護温度を超える時期であるコンタクタ限界時期ｔｃを推定し、Ｓ２４に移る。すなわち、コンタクタ３２ｐ，３２ｎの温度がコンタクタ限界温度を超えると、コンタクタは故障する可能性が高くなる。

Ｓ２４では、故障判定部７３ｂは、リアクトル限界時期ｔｌはコンタクタ限界時期ｔｃより先であるか否かを判定する（ｔｌ＜ｔｃ？）。このＳ２４の判定は、リアクトルＬ及びコンタクタ３２ｐ，３２ｎに通過電流値Ｉａｃｔの電流を流し続けたと仮定した場合に、コンタクタ３２ｐ，３２ｎよりも先にリアクトルＬが故障に至ると推定されるか否かを判定することに相当する。

Ｓ２４の判定結果がＹＥＳである場合、すなわちコンタクタ３２ｐ，３２ｎよりも先にリアクトルＬが故障に至ると判定した場合には、故障判定部７３ｂは、通過電流値Ｉａｃｔの絶対値に基づいて、リアクトルＬの電流‐許容時間特性によって予め設定されたリアクトル用重み係数設定マップを検索することによって重み係数ｗの値を設定し（Ｓ２５参照）、図４のＳ７に移る。

図７は、リアクトルＬの電流−許容時間特性の典型的な例を示す図である。図７において横軸はリアクトルＬを流れる電流の大きさを示し、縦軸は許容時間を示す。ここで許容時間とは、リアクトルＬにおいて電流を流し続けることが許される時間に相当する。すなわち、図７においてハッチングで示す領域内における時間にわたり電流を流し続けると、リアクトルＬは故障するおそれがある。上述のリアクトル用重み係数設定マップは、このようなリアクトルＬの電流−許容時間特性に基づいて設定されたものが用いられる。

Ｓ２４の判定結果がＮＯである場合、すなわちリアクトルＬよりも先にコンタクタ３２ｐ，３２ｎが故障に至ると判定した場合には、故障判定部７３ｂは、通過電流値Ｉａｃｔの絶対値に基づいて、コンタクタ３２ｐ，３２ｎの電流‐許容時間特性によって予め設定されたコンタクタ用重み係数設定マップを検索することによって重み係数ｗの値を設定し（Ｓ２６参照）、図４のＳ７に移る。

以上のような電源システム１によれば、以下の効果を奏する。
（１）電源システム１では、第１バッテリＢ１を有する第１電力回路２と、第２バッテリＢ２を有する第２電力回路３と、を電圧変換器５で接続する。このような電源システム１において、電圧変換器５のうち第１電力回路２の第１電力線２１ｐと第２電力回路３の第２電力線３１ｐとを接続するスイッチング素子であるハイアーム素子５３Ｈがオン故障すると、このハイアーム素子５３Ｈをオンに操作していない状態であっても、第１電力回路２側から第２電力回路３側へ負の通過電流が流れる場合がある。これを利用して電源システム１では、故障判定部７３ｂは、通過電力制御部７３ａが電圧変換器５のハイアーム素子５３Ｈをオンに操作していない状態で通過電流値Ｉａｃｔが負になった場合に、電圧変換器５が故障したと判定する。よって電源システム１によれば、電源システム１を起動した直後から、すなわち通過電力制御部７３ａによって電圧変換器５のＰＷＭ制御を開始する前から速やかに電圧変換器５の故障を判定することができる。

また電圧変換器５のハイアーム素子５３Ｈがオン故障し、第１電力回路２側から第２電力回路３側へ大きな通過電流が流れ続けると、電圧変換器５及び第２電力回路３に設けられるリアクトルＬやコンタクタ３２ｐ，３２ｎが発熱し、故障に至るおそれがある。そこで故障判定部５３ｂは、通過電流値Ｉａｃｔが初めて負になってから電圧変換器５が故障したと判定するまでの時間を通過電流値が負側へ大きくなるほど短くする。換言すれば、故障判定部７３ｂは、通過電流値Ｉａｃｔが初めて負になってから電圧変換器５が故障したと判定するまでの時間を通過電流値Ｉａｃｔが負側へ小さくなるほど長くする。これにより、第１電力回路２側から第２電力回路３側へ大きな通過電流が流れる場合には、速やかに電圧変換器５が故障したと判定できるので、リアクトルＬやコンタクタ３２ｐ，３２ｎが故障に至る前にこれらを保護するための保護処理を実行することができる。また電源システム１によれば、通過電流が比較的小さく、直ちにリアクトルＬ１やコンタクタ３２ｐ，３２ｎが故障に至る可能性が低い場合には、通過電流値Ｉａｃｔが初めて負になってから電圧変換器５が故障したと判定するまでに十分な時間を確保できるので、誤判定を防止することができる。

（２）故障判定部７３ｂは、通過電流値Ｉｃａｔの絶対値に重み係数ｗを乗算して得られる値の時間の積分値Ｓが所定の閾値Ｓｔｈに到達した場合に電圧変換器５が故障したと判定する。これにより、第１電力回路２側から第２電力回路３側へ流れる通過電流が大きい場合にはリアクトルＬやコンタクタ３２ｐ，３２ｎが故障に至らないよう速やかに電圧変換器５が故障したと判定でき、また第１電力回路２側から第２電力回路３側へ流れる通過電流が小さい場合には誤判定を防止できるよう十分な判定時間を確保できる。

（３）故障判定部７３ｂ及び第２バッテリＥＣＵ７５は、電圧変換器５が故障したと判定された場合には、リアクトルＬ及びコンタクタ３２ｐ，３２ｎに電流が流れないようにする。これにより電圧変換器５が故障し、第１電力回路２側から第２電力回路３側へ大きな通過電流が流れた場合において、これらリアクトルＬ及びコンタクタ３２ｐ，３２ｎが発熱によって故障に至るのを防止できる。

（４）故障判定部７３ｂは、リアクトルＬ及びコンタクタ３２ｐ，３２ｎの何れもが故障する前に電圧変換器５が故障したと判定するように重み係数ｗの値を設定する。これにより、電圧変換器５が故障することによって第１電力回路２側から第２電力回路３側へ通過電流が流れた場合には、リアクトルＬ及びコンタクタ３２ｐ，３２ｎが発熱によって故障に至る前に電圧変換器５が故障したと判定でき、ひいてはこれらリアクトルＬ及びコンタクタ３２ｐ，３２ｎに電流が流れないようにできるので、リアクトルＬ及びコンタクタ３２ｐ，３２ｎが発熱によって故障に至るのを防止できる。

（５）電圧変換器５が故障し、第１電力回路２側から第２電力回路３側へ大きな通過電流が流れると、リアクトルＬ及びコンタクタ３２ｐ，３２ｎはそれぞれジュール損によって発熱し、故障に至る場合があるが、故障に至る時期は各々の電流−許容時間特性や通過電流の大きさによって異なる。そこで故障判定部７３ｂは、通過電流値Ｉａｃｔに基づいて、リアクトルＬ及びコンタクタ３２ｐ，３２ｎの各々の将来の温度ＴＬ，ＴＣと、リアクトルＬの将来の温度ＴＬがその保護温度を超えるリアクトル限界時期ｔｌと、コンタクタ３２ｐ，３２ｎの将来の温度ＴＣがその保護温度を超えるコンタクタ限界時期ｔｃと、を推定する。そして故障判定部７３ｂは、リアクトル限界時期ｔｌがコンタクタ限界時期ｔｃよりも早い場合には、リアクトルＬの電流−許容時間特性によって設定されたリアクトル用重み係数設定マップに基づいて重み係数ｗの値を設定し、コンタクタ限界時期ｔｃがリアクトル限界時期ｔｌよりも早い場合には、コンタクタ３２ｐ，３２ｎの電流−許容時間特性によって設定されたコンタクタ用重み係数設定マップに基づいて重み係数ｗの値を設定する。これにより電源システム１では、リアクトルＬ及びコンタクタ３２ｐ，３２ｎのうち、先に故障に至ると推定される方の電流−許容時間特性に合わせて電圧変換器５が故障したと判定する時期を調整することができるので、リアクトルＬ及びコンタクタ３２ｐ，３２ｎの何れもが故障に至る前に電圧変換器５が故障したと判定でき、ひいてはこれらリアクトルＬ及びコンタクタ３２ｐ，３２ｎに電流が流れるのを防止できる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限らない。本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜変更してもよい。

Ｖ…車両
Ｗ…駆動輪
Ｍ…駆動モータ
１…電源システム
２…第１電力回路（第１回路）
Ｂ１…第１バッテリ（第１電源）
３…第２電力回路（第２回路）
３２ｐ，３２ｎ…コンタクタ（第２電気機器）
Ｂ２…第２バッテリ（第２電源）
３３…電流センサ（通過電流取得手段）
４…負荷回路
４３…電力変換器
５…電圧変換器
Ｌ…リアクトル（第１電気機器）
７１…マネジメントＥＣＵ
７２…モータＥＣＵ
７３…コンバータＥＣＵ
７３ａ…通過電力制御部（制御手段）
７３ｂ…故障判定部（故障判定手段、保護手段）
７４…第１バッテリＥＣＵ
７５…第２バッテリＥＣＵ（保護手段）

Claims (5)

1. 第１電源を有する第１回路と、
   第２電源を有する第２回路と、
   前記第１回路と前記第２回路との間で電圧を変換する電圧変換器と、
   前記第１回路と駆動モータとの間で電力を変換する電力変換器と、
   前記第２回路側から前記第１回路側へ流れる向きを正とする前記電圧変換器の電流値である通過電流値を取得する通過電流取得手段と、
   前記電圧変換器を操作する制御手段と、
   前記通過電流値に基づいて前記電圧変換器の故障を判定する故障判定手段と、を備える電源システムであって、
   前記故障判定手段は、前記制御手段が前記電圧変換器のハイアーム側スイッチング素子をオンに操作していない状態で前記通過電流値が負になった場合に前記電圧変換器が故障したと判定するとともに、前記通過電流値が初めて負になってから前記電圧変換器が故障したと判定するまでの時間を前記通過電流値が負側へ大きくなるほど短くすることを特徴とする電源システム。
2. 前記故障判定手段は、前記通過電流値に所定値の重み係数を乗算して得られる値の時間積分値が所定の閾値に到達した場合に前記電圧変換器が故障したと判定することを特徴とする請求項１に記載の電源システム。
3. 前記第２回路又は前記電圧変換器に設けられた第１電気機器及び第２電気機器と、
   前記故障判定手段によって前記電圧変換器が故障したと判定された場合には、前記第１及び第２電気機器に電流が流れないようにする保護手段と、をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の電源システム。
4. 前記第２回路又は前記電圧変換器に設けられた第１電気機器及び第２電気機器と、
   前記故障判定手段によって前記電圧変換器が故障したと判定された場合には、前記第１及び第２電気機器に電流が流れないようにする保護手段と、をさらに備え、
   前記故障判定手段は、前記第１及び第２電気機器の何れも故障する前に前記電圧変換器が故障したと判定するように前記重み係数の値を設定することを特徴とする請求項２に記載の電源システム。
5. 前記故障判定手段は、前記通過電流値に基づいて前記第１及び第２電気機器の各々の将来の温度と、前記第１電気機器の将来の温度がその保護温度を超える時期である第１時期と、前記第２電気機器の将来の温度がその保護温度を超える時期である第２時期と、を推定し、前記第１時期が前記第２時期よりも早い場合には前記通過電流値に基づいて前記第１電気機器の特性によって設定された第１マップを検索することによって前記重み係数の値を設定し、前記第２時期が前記第１時期よりも早い場合には前記通過電流値に基づいて前記第２電気機器の特性によって設定された第２マップを検索することによって前記重み係数の値を設定することを特徴とする請求項４に記載の電源システム。

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