電源システムの制御装置およびそれを搭載する車両
【課題】電源システムの制御装置において、部品追加を行なうことなく、コンバータのリアクトルを流れる電流を検出するための電流センサの異常を検出することによって、コンバータの信頼性を向上する。
【解決手段】電源システム２０は、蓄電装置２８と、リアクトルＬ１を有するコンバータ１２と、リアクトルＬ１を流れる電流を検出するための電流センサ１８とを含み、負荷装置４５に電源を供給する。そして、電源システム２０の制御装置３０は、電圧制御部２１０と、電流制御部２２０と、電流制御部２２０の制御出力に基づいてコンバータ１２の駆動指令を生成する駆動指令生成部２３０と、電流制御部２２０の制御出力を変更するための変更量を生成する指令変更部２６０と、電流制御部２２０の制御出力が変更されている期間における、電流センサ１８により検出された電流検出値に基づく電流変化量と、変更量に基づいて演算により求められた基準となる電流変化量との比較によって、電流センサ１８の異常を検出するセンサ監視部２８０とを備える。
【解決手段】電源システム２０は、蓄電装置２８と、リアクトルＬ１を有するコンバータ１２と、リアクトルＬ１を流れる電流を検出するための電流センサ１８とを含み、負荷装置４５に電源を供給する。そして、電源システム２０の制御装置３０は、電圧制御部２１０と、電流制御部２２０と、電流制御部２２０の制御出力に基づいてコンバータ１２の駆動指令を生成する駆動指令生成部２３０と、電流制御部２２０の制御出力を変更するための変更量を生成する指令変更部２６０と、電流制御部２２０の制御出力が変更されている期間における、電流センサ１８により検出された電流検出値に基づく電流変化量と、変更量に基づいて演算により求められた基準となる電流変化量との比較によって、電流センサ１８の異常を検出するセンサ監視部２８０とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源システムの制御装置およびそれを搭載した車両に関し、より特定的には、電源システムに含まれる電流センサの異常検出技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境に配慮した車両として、蓄電装置（たとえば二次電池やキャパシタなど）を搭載し、蓄電装置に蓄えられた電力から生じる駆動力を用いて走行する電動車両が注目されている。この電動車両には、たとえば電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車などが含まれる。
【０００３】
これらの電動車両においては、発進時や加速時に蓄電装置から電力を受けて走行のための駆動力を発生するとともに、制動時に回生制動によって発電を行なって蓄電装置に電気エネルギを蓄えるための回転電機（モータジェネレータ）を備える場合がある。このように、走行状態に応じてモータジェネレータを制御するために、電動車両にはインバータが搭載される。
【０００４】
また、このような電動車両においては、インバータが必要とする電力は車両状態によって変動する。そして、インバータが必要とする電力を安定的に供給するために、蓄電装置とインバータとの間にコンバータが備えられる場合がある。このコンバータにより、インバータの入力電圧を蓄電装置の出力電圧より高くして、モータの高出力化ができるとともに、同一出力時のモータ電流を低減することで、インバータおよびモータの小型化，低コスト化を図ることができる。
【０００５】
特開２００７−１８５０４３号公報（特許文献１）には、ハイブリッド車両において、モータジェネレータを流れる各相の電流を検出するための電流センサを各相について二重化し、その二重化された電流センサの検出値を互いに比較することによって、電流センサの異常を検出する技術が開示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１８５０４３号公報
【特許文献２】特開２００５−２４５０６７号公報
【特許文献３】特開２００５−０２７３７９号公報
【特許文献４】特開２００６−０２０４０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
電動車両においては、コンバータを効率よく制御するために、コンバータに含まれるリアクトルを流れる電流を検出するための電流センサが設けられる場合がある。
【０００８】
このコンバータのリアクトルを流れる電流を検出するための電流センサについても、特開２００７−１８５０４３号公報（特許文献１）と同様にセンサを二重化する技術を適用することが可能である。このようにすることで、誤ったセンサ情報に基づいてコンバータを制御することによって発生する過大な電流や電圧の影響ために、機器の損傷や劣化が発生することを抑制できる。
【０００９】
しかしながら、特開２００７−１８５０４３号公報（特許文献１）に開示された技術を適用すると、センサが二重化されるため部品点数が増加する。これによって、機器の体格の大型化や、コストアップをもたらすおそれがある。
【００１０】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、部品追加を行なうことなく、コンバータのリアクトルを流れる電流を検出するための電流センサの異常を検出することによって、コンバータの信頼性を向上することができる電源システムの制御装置およびそれを搭載した車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明による電源システムの制御装置は、負荷装置に電源を供給するための電源システムの制御装置であって、電源システムは、充電可能な蓄電装置と、コンバータと、電流センサとを含む。コンバータは、リアクトルを有し、蓄電装置と負荷装置との間で電圧変換が可能に構成される。電流センサは、リアクトルを流れる電流を検出する。また、制御装置は、電圧制御部と、電流制御部と、駆動指令生成部と、指令変更部と、センサ監視部とを備える。電圧制御部は、コンバータの負荷装置側の電圧をフィードバックすることによって、コンバータの負荷装置側の電圧を目標電圧に調整する。電流制御部は、電圧制御部の制御出力に基づいて、電流センサの検出値をフィードバックすることによってリアクトルに流れる電流を目標電流に調整するための制御演算を行なう。駆動指令生成部は、電流制御部の制御出力に基づいて、コンバータの駆動指令を生成する。指令変更部は、電流制御部の制御出力を変更するための変更量を生成する。そして、センサ監視部は、電流制御部の制御出力が変更されている期間における、電流センサにより検出された電流検出値に基づく電流変化量と、変更量に基づいて演算により求められる基準となる電流変化量とを比較することによって、電流センサの異常を検出する。
【００１２】
好ましくは、センサ監視部は、電流センサにより検出された電流検出値に基づく電流変化量と、基準となる電流変化量との差の絶対値が所定のしきい値よりも大きくなったことが検出された場合に、電流センサが異常であると判定する。
【００１３】
好ましくは、指令変更部は、リアクトルを流れる電流が正の場合は、電流制御部の制御出力を増加させる方向に変更量を変化させ、リアクトルを流れる電流が負の場合は、電流制御部の制御出力を減少させる方向に変更量を変化させる。
【００１４】
好ましくは、指令変更部は、電流制御部の制御出力をパルス状に変化させる。
好ましくは、指令変更部は、電流制御部の制御出力の変更を、所定期間ごとに実行する。
【００１５】
好ましくは、駆動指令生成部は、電流制御部の制御出力と所定の周期の搬送波との比較に基づいて駆動指令を生成する。そして、電流制御部の制御出力が変更される期間は、搬送波の１周期に相当する期間である。
【００１６】
好ましくは、コンバータは、負荷装置の電力線と接地線との間に直列接続される第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子と、接地線から電力線に向かう方向を順方向として、第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子にそれぞれ並列に接続された第１の整流素子および第２の整流素子とをさらに有する。そして、リアクトルは、第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子の接続ノードと蓄電装置の正極端子とを結ぶ経路に介挿される。
【００１７】
好ましくは、駆動指令生成部は、電流センサの異常が検出された場合は、第１のスイッチング素子をオン状態に固定するとともに、第２のスイッチング素子をオフ状態に固定するようにコンバータの駆動指令を生成する。
【００１８】
本発明による車両は、充電可能な蓄電装置と、駆動力発生部と、コンバータと、電流センサと、コンバータを制御するための制御装置とを備える。駆動力発生部は、蓄電装置からの電力を用いて駆動力を発生するように構成される。コンバータは、リアクトルを含み、蓄電装置と駆動力発生部との間で電圧変換が可能である。電流センサは、リアクトルを流れる電流を検出する。また、制御装置は、電圧制御部と、電流制御部と、駆動指令生成部と、指令変更部と、センサ監視部とを含む。電圧制御部は、コンバータの負荷装置側の電圧をフィードバックすることによって、コンバータの負荷装置側の電圧を目標電圧に調整する。電流制御部は、電圧制御部の制御出力を目標電流として、電流センサの検出値をフィードバックすることによってリアクトルに流れる電流を目標電流に調整するための制御演算を行なう。駆動指令生成部は、電流制御部の制御出力に基づいて、コンバータの駆動指令を生成する。指令変更部は、電流制御部の制御出力を変更するための変更量を生成する。そして、センサ監視部は、電流制御部の制御出力が変更されている期間における、電流センサにより検出された電流検出値に基づく電流変化量と、変更量に基づいて演算により求められた基準となる電流変化量とを比較することによって、電流センサの異常を検出する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、電源システムの制御装置およびそれを搭載した車両において、部品追加を行なうことなく、コンバータのリアクトルを流れる電流を検出するための電流センサの異常を検出することができるので、コンバータの信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施の形態に従う電源システムの制御装置が適用されるモータ駆動制御システムを搭載したハイブリッド車両の全体ブロック図である。
【図２】本実施の形態におけるセンサ異常検出を説明するためのタイムチャートである。
【図３】回路を流れる電流について説明するための図である。
【図４】図２の時刻ｔ１から時刻ｔ２における、電流センサ１８で検出されるリアクトル電流ＩＬの変化量ΔＩｄｅｔおよび演算で求められたリアクトル電流ＩＬの変化量ΔＩｃａｌを示す図である。
【図５】デューティＤＵＴＹの時間的変化の一例を示す図である。
【図６】本実施の形態において、ＥＣＵで実行されるセンサ異常検出制御を説明するための機能ブロック図である。
【図７】本実施の形態において、ＥＣＵで実行されるセンサ異常検出制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図８】変形例における、図７のＳ３１０の詳細を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下において、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００２２】
図１は、本実施の形態に従う電源システムの制御装置が適用されるモータ駆動制御システムを搭載したハイブリッド車両１００の全体ブロック図である。本実施の形態においては、車両１００としてエンジンおよびモータジェネレータを搭載したハイブリッド車両を例として説明するが、車両１００の構成はこれに限定されるものではなく、蓄電装置からの電力によって走行可能な車両であれば適用可能である。車両１００としては、ハイブリッド車両以外にたとえば電気自動車や燃料電池自動車などが含まれる。
【００２３】
図１を参照して、車両１００は、電源システム２０と、負荷装置４５と、平滑コンデンサＣ２と、制御装置（以下、ＥＣＵ「Electronic Control Unit」とも称する。）３０とを備える。
【００２４】
電源システム２０は、蓄電装置２８と、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２と、平滑コンデンサＣ１と、コンバータ１２とを含む。
【００２５】
蓄電装置２８は、代表的には、ニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池や電気二重層キャパシタ等の蓄電装置を含んで構成される。また、蓄電装置２８が出力する直流電圧ＶＢおよび入出力される直流電流ＩＢは、電圧センサ１０および電流センサ１１によってそれぞれ検出される。そして、電圧センサ１０および電流センサ１１は、検出した直流電圧ＶＢおよび直流電流ＩＢの検出値をＥＣＵ３０に出力する。蓄電装置２８の出力電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。
【００２６】
システムリレーＳＲ１は、蓄電装置２８の正極端子と電力線ＰＬ１とを結ぶ経路に介挿される。また、システムリレーＳＲ２は、蓄電装置２８の負極端子と接地線ＮＬとを結ぶ経路に介挿される。システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、ＥＣＵ３０からの信号ＳＥにより制御され、蓄電装置２８からコンバータ１２への電力の供給と遮断とを切替える。
【００２７】
コンバータ１２は、リアクトルＬ１と、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。
【００２８】
スイッチング素子Ｑ１およびＱ２は、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬの間に直列に接続される。スイッチング素子Ｑ１およびＱ２は、ＥＣＵ３０からのスイッチング制御信号ＰＷＣによって制御される。本実施の形態において、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２および後述するスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８としては、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、電力用ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタあるいは、電力用バイポーラトランジスタ等を用いることができる。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に対しては、逆並列ダイオードＤ１，Ｄ２が配置される。
【００２９】
リアクトルＬ１は、一方端がスイッチング素子Ｑ１およびＱ２の接続ノードに接続され、他方端が電力線ＰＬ１に接続される。また、平滑コンデンサＣ１は、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬの間に接続され、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬの間の電圧変動を低減する。
【００３０】
電流センサ１８は、リアクトルＬ１を流れるリアクトル電流を検出し、その検出値ＩＬをＥＣＵ３０に出力する。電圧センサ１９は、平滑コンデンサＣ１にかかる電圧を検出し、その検出値ＶＬをＥＣＵ３０に出力する。
【００３１】
また、電源システム２０は、低電圧系（補機系）として、空調機５０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１と、補機負荷５２と、補機バッテリ５３とをさらに含む。
【００３２】
空調機５０は、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬに接続される。空調機５０は、コンバータ１２によって降圧された電力または蓄電装置２８から供給される電力を用いて駆動され、車両の室内を空調する。
【００３３】
ＤＣ／ＤＣコンバータ５１は、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬに接続され、コンバータ１２によって降圧された直流電圧または蓄電装置２８から供給される直流電圧をさらに降圧して補機負荷５２および補機バッテリ５３へ供給する。
【００３４】
補機バッテリ５３は、代表的には鉛蓄電池によって構成される。補機バッテリ５３の出力電圧は、蓄電装置２８の出力電圧よりも低く、たとえば１２Ｖ程度である。
【００３５】
補機負荷５２には、たとえばランプ類、ワイパー、ヒータ、オーディオ、ナビゲーションシステムなどが含まれる。
【００３６】
負荷装置４５は、インバータ２３と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、エンジン４０と、動力分割機構４１と、駆動輪４２とを含む。また、インバータ２３は、モータジェネレータＭＧ１を駆動するためのインバータ１４と、モータジェネレータＭＧ２を駆動するためのインバータ２２とを含む。なお、図１のようにインバータおよびモータジェネレータを２組備えることは必須ではなく、たとえばインバータ１４とモータジェネレータＭＧ１、あるいはインバータ２２とモータジェネレータＭＧ２のいずれか１組のみを備える構成としてもよい。
【００３７】
モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、インバータ２３から供給される交流電力を受けて車両走行のための回転駆動力を発生する。また、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、外部から回転力を受け、ＥＣＵ３０からの回生トルク指令によって交流電力を発電するとともに回生制動力を車両１００に発生する。
【００３８】
また、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、動力分割機構４１を介してエンジン４０にも連結される。そして、エンジン４０の発生する駆動力とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の発生する駆動力とが最適な比率となるように制御される。また、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のいずれか一方を専ら電動機として機能させ、他方のモータジェネレータを専ら発電機として機能させてもよい。なお、実施の形態においては、モータジェネレータＭＧ１をエンジン４０により駆動される発電機として専ら機能させ、モータジェネレータＭＧ２を駆動輪４２を駆動する電動機として専ら機能させるものとする。
【００３９】
動力分割機構４１には、エンジン４０の動力を、駆動輪４２とモータジェネレータＭＧ１との両方に振り分けるために、遊星歯車機構（プラネタリーギヤ）が使用される。
【００４０】
インバータ１４は、コンバータ１２から昇圧された電圧を受けて、たとえばエンジン４０を始動させるためにモータジェネレータＭＧ１を駆動する。また、インバータ１４は、エンジン４０から伝達される機械的動力によってモータジェネレータＭＧ１で発電された回生電力をコンバータ１２に出力する。このときコンバータ１２は、降圧回路として動作するようにＥＣＵ３０によって制御される。
【００４１】
インバータ１４は、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬの間に並列に設けられる、Ｕ相アーム１５と、Ｖ相アーム１６と、Ｗ相アーム１７とを含んで構成される。各相アームは、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬの間に直列接続されたスイッチング素子を含んで構成される。たとえば、Ｕ相アーム１５はスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４を含み、Ｖ相アーム１６はスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６を含み、Ｗ相アーム１７はスイッチング素子Ｑ７，Ｑ８を含む。また、スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８に対して、逆並列ダイオードＤ３〜Ｄ８がそれぞれ接続される。スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８は、ＥＣＵ３０からのスイッチング制御信号ＰＷＩ１によって制御される。
【００４２】
代表的には、モータジェネレータＭＧ１は、３相の永久磁石型同期電動機を含んで構成され、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの一端が中性点に共通に接続される。さらに、各相コイルの他端は、各相アーム１５〜１７におけるスイッチング素子の接続ノードと接続される。
【００４３】
インバータ２２は、コンバータ１２に対してインバータ１４と並列的に接続される。
インバータ２２は駆動輪４２を駆動するモータジェネレータＭＧ２に対してコンバータ１２の出力する直流電圧を三相交流に変換して出力する。またインバータ２２は、回生制動に伴い、モータジェネレータＭＧ２において発電された回生電力をコンバータ１２に出力する。このときコンバータ１２は降圧回路として動作するようにＥＣＵ３０によって制御される。インバータ２２の内部の構成は図示しないが、インバータ１４と同様であり、詳細な説明は繰り返さない。
【００４４】
コンバータ１２は、基本的には、各スイッチング周期内でスイッチング素子Ｑ１およびＱ２が相補的かつ交互にオン・オフするように制御される。コンバータ１２は、昇圧動作時には、平滑コンデンサＣ１の両端の直流電圧ＶＬを直流電圧ＶＨ（インバータ１４への入力電圧に相当するこの直流電圧を、以下「システム電圧」とも称する）に昇圧する。この昇圧動作は、スイッチング素子Ｑ２のオン期間にリアクトルＬ１に蓄積された電磁エネルギを、スイッチング素子Ｑ１および逆並列ダイオードＤ１を介して、電力線ＰＬ２へ供給することにより行なわれる。
【００４５】
また、コンバータ１２は、降圧動作時には、直流電圧ＶＨを直流電圧ＶＬに降圧する。この降圧動作は、スイッチング素子Ｑ１のオン期間にリアクトルＬ１に蓄積された電磁エネルギを、スイッチング素子Ｑ２および逆並列ダイオードＤ２を介して、接地線ＮＬへ供給することにより行なわれる。
【００４６】
これらの昇圧動作および降圧動作における電圧変換比（ＶＨおよびＶＬの比）は、上記スイッチング周期におけるスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン期間比（デューティ）により制御される。なお、スイッチング素子Ｑ１およびＱ２をオンおよびオフにそれぞれ固定すれば、ＶＨ＝ＶＬ（電圧変換比＝１．０）とすることもできる。
【００４７】
平滑コンデンサＣ２は、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬとの間に接続される。平滑コンデンサＣ２は、コンバータ１２からの直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をインバータ２３へ供給する。電圧センサ１３は、平滑コンデンサＣ２の両端の電圧、すなわち、システム電圧ＶＨを検出し、その検出値をＥＣＵ３０へ出力する。
【００４８】
インバータ１４は、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値が正（ＴＲ１＞０）の場合には、平滑コンデンサＣ２から直流電圧が供給されるとＥＣＵ３０からのスイッチング制御信号ＰＷＩ１に応答したスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８のスイッチング動作により、直流電圧を交流電圧に変換して正のトルクを出力するようにモータジェネレータＭＧ１を駆動する。また、インバータ１４は、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値が零の場合（ＴＲ１＝０）には、スイッチング制御信号ＰＷＩ１に応答したスイッチング動作により、直流電圧を交流電圧に変換してトルクが零になるようにモータジェネレータＭＧ１を駆動する。これにより、モータジェネレータＭＧ１は、トルク指令値ＴＲ１によって指定された零または正のトルクを発生するように駆動される。
【００４９】
さらに、車両１００の回生制動時には、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値ＴＲ１は負に設定される（ＴＲ１＜０）。この場合には、インバータ１４は、スイッチング制御信号ＰＷＩ１に応答したスイッチング動作により、モータジェネレータＭＧ１が発電した交流電圧を直流電圧に変換し、その変換した直流電圧（システム電圧）を平滑コンデンサＣ２を介してコンバータ１２へ供給する。なお、ここで言う回生制動とは、電動車両を運転するドライバーによるフットブレーキ操作があった場合の回生発電を伴う制動や、フットブレーキを操作しないものの、走行中にアクセルペダルをオフすることで回生発電をさせながら車両を減速（または加速の中止）させることを含む。
【００５０】
インバータ２２についても同様に、モータジェネレータＭＧ２のトルク指令値に対応したＥＣＵ３０からのスイッチング制御信号ＰＷＩ２を受け、スイッチング制御信号ＰＷＩ２応答したスイッチング動作によって、直流電圧を交流電圧に変換して所定のトルクになるようにモータジェネレータＭＧ２を駆動する。
【００５１】
電流センサ２４，２５は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に流れるモータ電流ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２を検出し、その検出したモータ電流をＥＣＵ３０へ出力する。なお、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の各相の電流の瞬時値の和は零であるので、図１に示すように電流センサ２４，２５は２相分のモータ電流を検出するように配置すれば足りる。
【００５２】
回転角センサ（レゾルバ）２６，２７は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転角θ１，θ２を検出し、その検出した回転角θ１，θ２をＥＣＵ３０へ出力する。ＥＣＵ３０では、回転角θ１，θ２に基づきモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転速度ＭＲＮ１，ＭＲＮ２および角速度ω１，ω２（ｒａｄ／ｓ）を算出できる。なお、回転角センサ２６，２７については、回転角θ１，θ２をＥＣＵ３０にてモータ電圧や電流から直接演算することによって、配置しないようにしてもよい。
【００５３】
ＥＣＵ３０は、いずれも図示しないがＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置および入出力バッファを含み、車両１００の各機器を制御する。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。
【００５４】
代表的な機能として、ＥＣＵ３０は、入力されたトルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２、電圧センサ１９によって検出された直流電圧ＶＬ、電流センサ１１によって検出された直流電流ＩＢ、電圧センサ１３によって検出されたシステム電圧ＶＨおよび電流センサ２４，２５からのモータ電流ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２、回転角センサ２６，２７からの回転角θ１，θ２等に基づいて、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２に従ったトルクを出力するように、コンバータ１２およびインバータ２３の動作を制御する。すなわち、コンバータ１２およびインバータ２３を上記のように制御するためのスイッチング制御信号ＰＷＣ，ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成して、コンバータ１２およびインバータ２３へそれぞれ出力する。
【００５５】
コンバータ１２の昇圧動作時には、ＥＣＵ３０は、システム電圧ＶＨをフィードバック制御することにより、システム電圧ＶＨが電圧目標値に一致するようにスイッチング制御信号ＰＷＣを生成する。
【００５６】
また、ＥＣＵ３０は、車両１００が回生制動モードに入ると、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２で発電された交流電圧を直流電圧に変換するようにスイッチング制御信号ＰＷＩ１、ＰＷＩ２を生成してインバータ２３へ出力する。これにより、インバータ２３は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２で発電された交流電圧を直流電圧に変換してコンバータ１２へ供給する。
【００５７】
さらに、ＥＣＵ３０は、車両１００が回生制動モードに入ると、インバータ２３から供給された直流電圧を降圧するようにスイッチング制御信号ＰＷＣを生成し、コンバータ１２へ出力する。これにより、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２が発電した交流電圧は、直流電圧に変換され、さらに降圧されて蓄電装置２８に供給される。
【００５８】
上述のようなコンバータ１２の構成では、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング状態を切替えるときに、２つのスイッチング素子が同時にオン状態（導通状態）となることを防止するために、両方のスイッチング素子を一時的にオフ状態とするデッドタイムが一般的に設けられる。ところが、このデッドタイムの影響により、リアクトルＬ１を流れる電流の向きが変化する際に、コンバータ１２の出力電圧が変動するという問題がある。
【００５９】
このような問題を解決するために、ＥＣＵ３０において、コンバータ１２を流れる電流（すなわち、リアクトルＬ１を流れる電流ＩＬ）をフィードバック制御することにより、コンバータ１２の出力電圧の変動を抑制する手法が採用される場合がある。
【００６０】
しかしながら、リアクトルＬ１を流れる電流ＩＬを検出するために用いられる電流センサ１８が、故障等の原因によってその検出値にずれが生じる状態となってしまった場合、誤った電流検出値に基づいてコンバータ１２が制御されてしまうので、これに起因して発生する過大な電流や電圧のために機器の損傷や劣化を招くおそれがある。
【００６１】
そこで、本実施の形態では、あるタイミングでデューティ指令値をパルス状に変化させ、そのときに電流センサ１８によって検出されたリアクトル電流ＩＬの検出値の変化量と、そのデューティをパルス状に変化させた期間の演算によって得られる電流の変化量とを比較することによって、電流センサ１８の異常の有無を検出する。そして、この異常の検出結果に基づいてコンバータ１２を制御する。これによって、新たに部品を追加することなく電流センサ１８の異常検出を行なうとともに、誤った電流検出値に基づいてコンバータ１２が制御されてしまうことに起因する機器の損傷や劣化を抑制する。
【００６２】
図２は、本実施の形態におけるセンサ異常検出を説明するためのタイムチャートである。図２において、横軸には時間が示されており、縦軸には搬送波ＣＲ、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の動作状態、およびリアクトル電流ＩＬの状態が示される。なお、以下の説明においては、理解を容易にするために、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２が加速，減速を行なっていない定常状態の場合について説明する。
【００６３】
図２を参照して、所定の周期の搬送波ＣＲ（図２中のＷ３０）と、上述のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン期間比であるデューティＤＵＴＹとが交差する時刻において、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチングが行なわれる。図２中のＷ１０のように、スイッチング素子Ｑ１がオン状態（すなわち、スイッチング素子Ｑ２がオフ状態）のときはリアクトル電流ＩＬは減少し、スイッチング素子Ｑ１がオフ状態（すなわち、スイッチング素子Ｑ２がオン状態）のときはリアクトル電流ＩＬは増加する。
【００６４】
車両が定常状態である場合には、リアクトル電流ＩＬの搬送波１周期の電流の平均値は変化しないので、たとえば搬送波ＣＲが山となる時刻ｔ０，ｔ１におけるそれぞれのリアクトル電流ＩＬの検出値Ｉ０，Ｉ１は等しくなる。
【００６５】
この定常状態において、時刻ｔ１から時刻ｔ２の時間間隔に、デューティＤＵＴＹの指令値が、パルス状にΔｄｕｔｙだけ変化した場合を考える。
【００６６】
そうすると、デューティＤＵＴＹの変化によってスイッチング素子Ｑ１のオン時間が長くなるので、定常状態が継続していた場合にスイッチング状態が切替わるはずであった図２中の破線Ｗ２０上の点Ｐ１０および点２０で示されるスイッチングタイミングが、図２中の点１１および点２１のように変化する。
【００６７】
その結果、時刻ｔ２において、デューティＤＵＴＹの変化がなければＩ２＊（＝Ｉ１）が検出されるはずであったリアクトル電流ＩＬが、図２中のＩ２に変化する。
【００６８】
時刻ｔ１からｔ２までの時間変化Δｔにおける、リアクトル電流ＩＬの電流変化ΔＩＬについて図３を用いて説明する。
【００６９】
図３を参照して、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を含むスイッチング素子部３１の入力電圧をＶｉｎとすると、平滑コンデンサＣ１の電圧ＶＬおよびリアクトル電流ＩＬとの関係は、リアクトルＬ１のリアクタンスＬを用いて式（１）のように表わせる。
【００７０】
ＶＬ−Ｌ・ΔＩＬ／Δｔ−Ｖｉｎ＝０ … （１）
また、スイッチング素子部３１のデューティＤＵＴＹと、入力電圧Ｖｉｎおよび出力電圧である平滑コンデンサＣ２の電圧ＶＨとは、式（２）のような関係が成立する。
【００７１】
ＤＵＴＹ＝Ｖｉｎ／ＶＨ … （２）
式（２）を式（１）に代入すると、式（３）が得られる。
【００７２】
ＶＬ−Ｌ・ΔＩＬ／Δｔ−ＶＨ・ＤＵＴＹ＝０ … （３）
これより、電流変化ΔＩＬは、式（４）のように表わすことができる。
【００７３】
ΔＩＬ＝（ＶＬ−ＶＨ・ＤＵＴＹ）・Δｔ／Ｌ … （４）
ここで、定常状態の場合には、ΔＩＬ＝０であるので、ＶＬ−ＶＨ・ＤＵＴＹ＝０となるように、フィードバック制御によってデューティＤＵＴＹが定まる。
【００７４】
そして、図２のように、デューティＤＵＴＹをΔｄｕｔｙだけ変更した場合の電流変化ΔＩＬは、式（４）において、デューティＤＵＴＹが（ＤＵＴＹ＋Δｄｕｔｙ）に変化するので、式（５）のように表わせる。
【００７５】
ΔＩＬ＝（ＶＬ−ＶＨ・（ＤＵＴＹ＋Δｄｕｔｙ））・Δｔ／Ｌ
＝−ＶＨ・Δｄｕｔｙ・Δｔ／Ｌ … （５）
このように演算で求められたリアクトル電流ＩＬの変化量ΔＩｃａｌ（＝ΔＩＬ）と、図２で説明したように実際に電流センサ１８で検出されるリアクトル電流ＩＬの変化量ΔＩｄｅｔ（＝Ｉ２−Ｉ１）とを比較することによって、電流センサ１８に異常が発生しているか否かを判定することができる。
【００７６】
図４に、図２の時刻ｔ１から時刻ｔ２における、電流センサ１８で検出されるリアクトル電流ＩＬの変化量ΔＩｄｅｔおよび演算で求められたリアクトル電流ＩＬの変化量ΔＩｃａｌを示す。
【００７７】
このような、デューティＤＵＴＹへのパルス状の変更量Δｄｕｔｙの加算を、図５に示すように、所定間隔ＩＮＴごとに実行することによって、電流センサ１８の異常が検出される。この所定間隔ＩＮＴは、一定期間ごとであってもよいし、所定の条件が成立した場合に行なうようにしてもよい。
【００７８】
なお、上記では、車両が定常状態の場合について説明したが、車両が定常状態でない場合においても上記のセンサ異常検出の手法が適用できる。実際のコンバータの制御においては、搬送波のキャリア周期はたとえば０．１ｍｓ（キャリア周波数では１０ｋＨｚ）程度が採用される。これに対して、車両の走行状態変化に起因するリアクトル電流ＩＬの変化は、たとえば１０〜１００ｍｓ（キャリア周波数では１０〜１００Ｈｚ）程度と相対的に長いので、搬送波１周期（または数周期）の期間では、車両の走行状態変化に起因するリアクトル電流ＩＬの変化は非常に小さい。そのため、搬送波１周期（または数周期）のような短い期間では、上述の定常状態の場合とほぼ同様であると考えることができる。
【００７９】
また、上記の説明では、定常状態におけるリアクトル電流ＩＬが正の場合について説明したが、リアクトル電流ＩＬが負の場合およびリアクトル電流がゼロをまたぐ場合においても適用可能である。
【００８０】
図６は、本実施の形態において、ＥＣＵ３０で実行されるセンサ異常検出制御を説明するための機能ブロック図である。図６で説明される機能ブロック図に記載された各機能ブロックは、ＥＣＵ３０によるハードウェア的あるいはソフトウェア的な処理によって実現される。
【００８１】
図１および図６を参照して、ＥＣＵ３０は、電圧指令生成部２００と、電圧制御部２１０と、電流制御部２２０と、駆動指令生成部２３０と、サンプリングホールド部２４０と、キャリア生成部２５０と、指令変更部２６０と、加算部２７０と、センサ監視部２８０とを含む。
【００８２】
電圧指令生成部２００は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２への要求トルクＴＲ１，ＴＲ２と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転速度ＭＲＮ１，ＭＲＮ２を受ける。そして、電圧指令生成部２００は、これらの情報に基づいてコンバータ１２の出力電圧（すなわち、インバータ１４の入力電圧）の電圧指令ＶＲＥＦを生成する。
【００８３】
電圧制御部２１０は、減算部２１１と、電圧制御演算部２１２とを含む。
減算部２１１は、電圧指令生成部２００から受ける電圧指令ＶＲＥＦと、電圧センサ１３により検出されたコンバータ１２のシステム電圧のフィードバック値ＶＨとの電圧偏差を演算し、演算結果を電圧制御演算部２１２に出力する。
【００８４】
電圧制御演算部２１２は、減算部２１１によって演算された電圧偏差をＰＩ演算することによって、リアクトルＬ１に流れるリアクトル電流の指令値ＩＬＲＥＦを演算する。
【００８５】
このように、電圧制御部２１０においては、コンバータ１２のシステム電圧のフィードバック制御を行なうことによって、リアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦを演算する。そして、電圧制御演算部２１２は、このリアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦを、電流制御部２２０へ出力する。
【００８６】
電流制御部２２０は、減算部２２１と、電流制御演算部２２２とを含む。
減算部２２１は、電圧制御演算部２１２からのリアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦと、サンプリングホールド部２４０によって、サンプリング周期ごとに検出値がホールドされたリアクトル電流ＩＬのフィードバック値との電流偏差を演算し、電流制御演算部２２２に出力する。
【００８７】
電流制御演算部２２２は、減算部２２１により演算された電流偏差をＰＩ演算することによって、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のデューティＤＵＴＹを演算する。そして、電流制御演算部２２２は、デューティＤＵＴＹを加算部２７０へ出力する。
【００８８】
なお、電圧制御部２１０および電流制御部２２０は、システム電圧ＶＨを電圧指令ＶＲＥＦに一致させるためのメインループ２０５を形成する。また、電流制御部２２０は、リアクトル電流ＩＬを電流指令ＩＲＥＦに一致させるためのマイナーループを形成する。
【００８９】
このように、電圧フィードバック制御に加えて電流フィードバック制御を行なうことで、デッドタイム等によって電流偏差が生じた場合でも、それに応じてデューティＤＵＴＹを速やかに変更することができる。その結果、電流偏差に起因するシステム電圧ＶＨの電圧変動を低減することができる。
【００９０】
キャリア生成部２５０は、所定のキャリア周波数の搬送波ＣＲを、駆動指令生成部２３０に出力する。また、キャリア生成部２５０は、サンプリングホールド部２４０および指令変更部２６０に、サンプリング信号ＳＭＰを出力する。サンプリングホールド部２４０は、各サンプリング信号ＳＭＰ入力時に、電流センサ１８により検出されたリアクトル電流ＩＬを検出して保持する。そして、サンプリングホールド部２４０は、その検出した電流値ＩＬＳを減算部２２１、センサ監視部２８０に出力する。
【００９１】
指令変更部２６０は、キャリア生成部２５０から、サンプリング信号ＳＭＰを受ける。そして、予め定められた異常判定タイミングとなったときに、指令変更部２６０は、デューティＤＵＴＹの指令値をパルス状に変化させるための変更量Δｄｕｔｙを加算部２７０およびセンサ監視部２８０へ出力する。
【００９２】
加算部２７０は、電流制御演算部２２２によって演算されたデューティＤＵＴＹと、指令変更部２６０からの変更量Δｄｕｔｙを受け、それらを加算して駆動指令生成部２３０へ出力する。
【００９３】
駆動指令生成部２３０は、加算部２７０によって変更量Δｄｕｔｙが加算されたデューティＤＵＴＹの指令値と、キャリア生成部２５０からの搬送波ＣＲとの比較に基づいて、コンバータ１２のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン・オフを制御するためのＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号であるスイッチング制御信号ＰＷＣを生成する。そして、駆動指令生成部２３０は、制御信号ＰＷＣを、コンバータ１２へ出力する。
【００９４】
このスイッチング制御信号ＰＷＣによって、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２が力行の場合は、蓄電装置２８からの出力電圧を所望のインバータ２３の入力電圧まで昇圧する。また、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２が回生の場合は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２により発電されインバータ２３によって変換された直流電力を、蓄電装置２８が充電電圧まで降圧する。
【００９５】
センサ監視部２８０は、電圧センサ１３から、平滑コンデンサＣ２の両端の電圧ＶＨの検出値を受ける。また、センサ監視部２８０は、指令変更部２６０からの変更量Δｄｕｔｙを受ける。
【００９６】
センサ監視部２８０は、指令変更部２６０から変更量Δｄｕｔｙの出力が開始されたタイミングでの電流検出値ＩＬＳと、変更量Δｄｕｔｙの出力が終了されたタイミングでの電流検出値ＩＬＳとを取得する。そして、これらの検出値からリアクトル電流ＩＬの電流変化ΔＩｄｅｔを演算する。
【００９７】
また、センサ監視部２８０は、指令変更部２６０から変更量Δｄｕｔｙが出力されている時間と、平滑コンデンサＣ２の両端の電圧ＶＨおよび変更量Δｄｕｔｙとに基づいて、図３で説明したようにリアクトル電流ＩＬの電流変化ΔＩｃａｌを演算する。
【００９８】
そして、センサ監視部２８０は、このΔＩｄｅｔとΔＩｃａｌとの差の絶対値が、所定のしきい値ΔＩｔｈより大きいか否かを判定することによって、電流センサ１８の異常の有無を判定する。そして、センサ監視部２８０は、電流センサ１８の異常フラグＦＬＴを設定して駆動指令生成部２３０へ出力する。具体的には、電流センサ１８に異常が有る場合は異常フラグＦＬＴをオンに設定し、電流センサ１８に異常がない場合は異常フラグＦＬＴをオフに設定する。
【００９９】
駆動指令生成部２３０は、異常フラグＦＬＴがオフの場合（すなわち電流センサ１８に異常がない場合）は、上述のように、キャリア生成部２５０からの搬送波ＣＲと、電流制御演算部２２２からのデューティＤＵＴＹとの比較に基づいてスイッチング制御信号ＰＷＣを生成する。
【０１００】
一方、異常フラグＦＬＴがオンの場合（すなわち電流センサ１８に異常が有る場合）は、実際と比較してずれが生じている可能性があるリアクトル電流ＩＬのフィードバック制御に基づいて生成されたスイッチング制御信号ＰＷＣによりコンバータ１２が駆動されると、機器の損傷や劣化を招くおそれがある。そのため、駆動指令生成部２３０は、リアクトル電流ＩＬに基づいて設定されたデューティＤＵＴＹを用いずに制御信号ＰＷＣを生成する。たとえば、スイッチング素子Ｑ１をオンに固定し、スイッチング素子Ｑ２をオフに固定するような制御信号ＰＷＣが生成される。
【０１０１】
図７は、本実施の形態において、ＥＣＵ３０で実行されるセンサ異常検出制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。図７に示されるフローチャート中の各ステップについては、ＥＣＵ３０に予め格納されたプログラムを所定周期で実行することによって実現される。あるいは、一部のステップについては、専用のハードウェア（電子回路）で処理を実現することも可能である。
【０１０２】
図１および図７を参照して、ＥＣＵ３０は、ステップ（以下、ステップをＳと略す。）３００にて、サンプリングホールド部２４０（図６）からのサンプリング信号ＳＭＰに基づいて、電流センサ１８の異常判定タイミングであるか否かを判定する。
【０１０３】
異常判定タイミングである場合（Ｓ３００にてＹＥＳ）は、処理がＳ３１０に進められ、ＥＣＵ３０は、デューティＤＵＴＹの指令値に変更量Δｄｕｔｙを加算して、制御信号ＰＷＣを生成する。
【０１０４】
その後、ＥＣＵ３０は、平滑コンデンサＣ２の電圧ＶＨの検出値を取得する（Ｓ３２０）とともに、変更量Δｄｕｔｙの加算開始および終了のタイミングにおける電流検出値をサンプリングする（Ｓ３３０）。
【０１０５】
そして、ＥＣＵ３０は、Ｓ３４０にて、電流センサ１８の検出値に基づく電流変化ΔＩｄｅｔと、電圧ＶＨおよび変更量Δｄｕｔｙに基づく電流変化ΔＩｃａｌを演算する。
【０１０６】
次に、ＥＣＵ３０は、Ｓ３５０にて、電流変化ΔＩｄｅｔとΔＩｃａｌとの差の絶対値が、所定のしきい値ΔＩｔｈより大きいか否かを判定する。
【０１０７】
ΔＩｄｅｔとΔＩｃａｌとの差の絶対値が、所定のしきい値ΔＩｔｈより大きい場合（Ｓ３５０にてＹＥＳ）は、処理がＳ３６０に進められる。ＥＣＵ３０は、Ｓ３６０にて、電流センサ１８に異常があると判定し、異常フラグＦＬＴをオンに設定する。そして、ＥＣＵ３０は、Ｓ３７０にて、スイッチング素子Ｑ１をオンに固定し、かつスイッチング素子Ｑ２をオフに固定するようなスイッチング制御信号ＰＷＣを生成して、コンバータ１２へ出力する。
【０１０８】
一方、電流変化ΔＩｄｅｔとΔＩｃａｌとの差の絶対値が、所定のしきい値ΔＩｔｈ以下の場合（Ｓ３５０にてＮＯ）は、処理がＳ３６５に進められる。ＥＣＵ３０は、Ｓ３６５にて、電流センサ１８は正常であると判定し、異常フラグＦＬＴをオフに設定する。そして、ＥＣＵ３０は、Ｓ３７５にて、キャリア生成部２５０からの搬送波ＣＲと、リアクトル電流ＩＬのフィードバック制御によって得られたデューティＤＵＴＹとの比較に基づいてスイッチング制御信号ＰＷＣを生成して、コンバータ１２へ出力する。
【０１０９】
一方、電流センサ１８の異常判定タイミングではない場合（Ｓ３００にてＮＯ）は、ＥＣＵ３０は、センサ異常検出を行なわないので、Ｓ３００からＳ３７５までの処理をスキップして、メインルーチンに処理を戻す。
【０１１０】
以上のような処理に従って制御を行なうことによって、新たに部品を追加することなく、リアクトル電流ＩＬを検出する電流センサ１８の異常の有無を判定することができる。これによって、誤ったリアクトル電流をを用いてフィードバック制御がされることに起因して発生する過大な電流，電圧を抑制できるので、機器の損傷や劣化を防止することができる。
【０１１１】
［変形例］
上述の実施の形態では、デューティＤＵＴＹの変更量ΔｄｕｔｙをデューティＤＵＴＹを増加（リアクトル電流ＩＬを減少）させる方向に変更しているが、これとは反対にデューティＤＵＴＹを減少（リアクトル電流ＩＬを増加）させる方向に変更することも可能である。特に、リアクトル電流ＩＬが負となる回生状態において、デューティＤＵＴＹを増加（リアクトル電流ＩＬを減少）させる方向にΔｄｕｔｙを変更させると、負方向の電流がさらに大きくなるので、スイッチング素子の定格電流を大きくすることが必要となる場合がある。そのため、リアクトル電流ＩＬの極性に応じて、Δｄｕｔｙを変更する方向を適切に選択することで、スイッチング素子の電流定格を大きくすることを抑制できる。
【０１１２】
そこで、変形例においては、電流センサ異常判定のタイミングにおけるリアクトル電流ＩＬの極性に応じて、Δｄｕｔｙの変更方向を選択する電流センサ異常検出制御について説明する。
【０１１３】
図８は、図７に示されるフローチャートにおける、ステップＳ３１０のΔｄｕｔｙの加算処理の詳細を示した図である。
【０１１４】
図７および図８を参照して、図７において、電流センサの異常判定タイミングである場合（Ｓ３００にてＹＥＳ）は、次に図８のＳ３１１に処理が進められる。
【０１１５】
ＥＣＵ３０は、Ｓ３１１にて、現在のリアクトル電流ＩＬがゼロより大きいか否かを判定する。
【０１１６】
リアクトル電流ＩＬがゼロより大きい場合（Ｓ３１１にてＹＥＳ）は、ＥＣＵ３０は、Ｓ３１２にて、変更量ΔｄｕｔｙをデューティＤＵＴＹが増加する方向に設定し、処理をＳ３１３に進める。
【０１１７】
一方、リアクトル電流ＩＬがゼロ以下である場合（Ｓ３１１にてＮＯ）は、ＥＣＵ３０は、Ｓ３１４にて、変更量ΔｄｕｔｙをデューティＤＵＴＹが減少する方向に設定し、処理をＳ３１３に進める。
【０１１８】
そして、ＥＣＵ３０は、Ｓ３１３にて、設定した変更量ΔｄｕｔｙをデューティＤＵＴＹに加算して、処理をＳ３２０に進める。以降は、図７と同様であるので説明は繰り返さない。
【０１１９】
以上のような処理に従って制御を行なうことで、電流センサの異常判定に伴って、スイッチング素子の定格電流の増加が必要となることを防止することができる。
【０１２０】
なお、本実施の形態におけるスイッチング素子Ｑ１およびＱ２は、それぞれ本発明の「第１のスイッチング素子」および「第２のスイッチング素子」の一例である。
【０１２１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１２２】
１０，１３，１９ 電圧センサ、１１，１８，２４，２５ 電流センサ、１２ コンバータ、１４，２２，２３インバータ、１５ Ｕ相アーム、１６ Ｖ相アーム、１７ Ｗ相アーム、２０ 電源システム 、２６，２７ 回転角センサ、２８ 蓄電装置、３０ ＥＣＵ、３１ スイッチング素子部、４０ エンジン、４１ 動力分割機構、４２ 駆動輪、４５ 負荷装置、５０ 空調機、５１ ＤＣ／ＤＣコンバータ、５２ 補機負荷、５３ 補機バッテリ、１００ 車両、２００ 電圧指令生成部、２０５ メインループ、２１０ 電圧制御部、２１１ 減算部、２１２ 電圧制御演算部、２２０ 電流制御部、２２１ 減算部、２２２ 電流制御演算部、２３０ 駆動指令生成部、２４０ サンプリングホールド部、２５０ キャリア生成部、２６０ 指令変更部、２７０ 加算部、２８０ センサ監視部、Ｃ１，Ｃ２ 平滑コンデンサ、Ｄ１〜Ｄ８ 逆並列ダイオード、Ｌ１ リアクトル、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、ＮＬ 接地線、ＰＬ１，ＰＬ２ 電力線、Ｑ１〜Ｑ８ スイッチング素子、ＳＲ１，ＳＲ２ システムリレー。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源システムの制御装置およびそれを搭載した車両に関し、より特定的には、電源システムに含まれる電流センサの異常検出技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境に配慮した車両として、蓄電装置（たとえば二次電池やキャパシタなど）を搭載し、蓄電装置に蓄えられた電力から生じる駆動力を用いて走行する電動車両が注目されている。この電動車両には、たとえば電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車などが含まれる。
【０００３】
これらの電動車両においては、発進時や加速時に蓄電装置から電力を受けて走行のための駆動力を発生するとともに、制動時に回生制動によって発電を行なって蓄電装置に電気エネルギを蓄えるための回転電機（モータジェネレータ）を備える場合がある。このように、走行状態に応じてモータジェネレータを制御するために、電動車両にはインバータが搭載される。
【０００４】
また、このような電動車両においては、インバータが必要とする電力は車両状態によって変動する。そして、インバータが必要とする電力を安定的に供給するために、蓄電装置とインバータとの間にコンバータが備えられる場合がある。このコンバータにより、インバータの入力電圧を蓄電装置の出力電圧より高くして、モータの高出力化ができるとともに、同一出力時のモータ電流を低減することで、インバータおよびモータの小型化，低コスト化を図ることができる。
【０００５】
特開２００７−１８５０４３号公報（特許文献１）には、ハイブリッド車両において、モータジェネレータを流れる各相の電流を検出するための電流センサを各相について二重化し、その二重化された電流センサの検出値を互いに比較することによって、電流センサの異常を検出する技術が開示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１８５０４３号公報
【特許文献２】特開２００５−２４５０６７号公報
【特許文献３】特開２００５−０２７３７９号公報
【特許文献４】特開２００６−０２０４０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
電動車両においては、コンバータを効率よく制御するために、コンバータに含まれるリアクトルを流れる電流を検出するための電流センサが設けられる場合がある。
【０００８】
このコンバータのリアクトルを流れる電流を検出するための電流センサについても、特開２００７−１８５０４３号公報（特許文献１）と同様にセンサを二重化する技術を適用することが可能である。このようにすることで、誤ったセンサ情報に基づいてコンバータを制御することによって発生する過大な電流や電圧の影響ために、機器の損傷や劣化が発生することを抑制できる。
【０００９】
しかしながら、特開２００７−１８５０４３号公報（特許文献１）に開示された技術を適用すると、センサが二重化されるため部品点数が増加する。これによって、機器の体格の大型化や、コストアップをもたらすおそれがある。
【００１０】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、部品追加を行なうことなく、コンバータのリアクトルを流れる電流を検出するための電流センサの異常を検出することによって、コンバータの信頼性を向上することができる電源システムの制御装置およびそれを搭載した車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明による電源システムの制御装置は、負荷装置に電源を供給するための電源システムの制御装置であって、電源システムは、充電可能な蓄電装置と、コンバータと、電流センサとを含む。コンバータは、リアクトルを有し、蓄電装置と負荷装置との間で電圧変換が可能に構成される。電流センサは、リアクトルを流れる電流を検出する。また、制御装置は、電圧制御部と、電流制御部と、駆動指令生成部と、指令変更部と、センサ監視部とを備える。電圧制御部は、コンバータの負荷装置側の電圧をフィードバックすることによって、コンバータの負荷装置側の電圧を目標電圧に調整する。電流制御部は、電圧制御部の制御出力に基づいて、電流センサの検出値をフィードバックすることによってリアクトルに流れる電流を目標電流に調整するための制御演算を行なう。駆動指令生成部は、電流制御部の制御出力に基づいて、コンバータの駆動指令を生成する。指令変更部は、電流制御部の制御出力を変更するための変更量を生成する。そして、センサ監視部は、電流制御部の制御出力が変更されている期間における、電流センサにより検出された電流検出値に基づく電流変化量と、変更量に基づいて演算により求められる基準となる電流変化量とを比較することによって、電流センサの異常を検出する。
【００１２】
好ましくは、センサ監視部は、電流センサにより検出された電流検出値に基づく電流変化量と、基準となる電流変化量との差の絶対値が所定のしきい値よりも大きくなったことが検出された場合に、電流センサが異常であると判定する。
【００１３】
好ましくは、指令変更部は、リアクトルを流れる電流が正の場合は、電流制御部の制御出力を増加させる方向に変更量を変化させ、リアクトルを流れる電流が負の場合は、電流制御部の制御出力を減少させる方向に変更量を変化させる。
【００１４】
好ましくは、指令変更部は、電流制御部の制御出力をパルス状に変化させる。
好ましくは、指令変更部は、電流制御部の制御出力の変更を、所定期間ごとに実行する。
【００１５】
好ましくは、駆動指令生成部は、電流制御部の制御出力と所定の周期の搬送波との比較に基づいて駆動指令を生成する。そして、電流制御部の制御出力が変更される期間は、搬送波の１周期に相当する期間である。
【００１６】
好ましくは、コンバータは、負荷装置の電力線と接地線との間に直列接続される第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子と、接地線から電力線に向かう方向を順方向として、第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子にそれぞれ並列に接続された第１の整流素子および第２の整流素子とをさらに有する。そして、リアクトルは、第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子の接続ノードと蓄電装置の正極端子とを結ぶ経路に介挿される。
【００１７】
好ましくは、駆動指令生成部は、電流センサの異常が検出された場合は、第１のスイッチング素子をオン状態に固定するとともに、第２のスイッチング素子をオフ状態に固定するようにコンバータの駆動指令を生成する。
【００１８】
本発明による車両は、充電可能な蓄電装置と、駆動力発生部と、コンバータと、電流センサと、コンバータを制御するための制御装置とを備える。駆動力発生部は、蓄電装置からの電力を用いて駆動力を発生するように構成される。コンバータは、リアクトルを含み、蓄電装置と駆動力発生部との間で電圧変換が可能である。電流センサは、リアクトルを流れる電流を検出する。また、制御装置は、電圧制御部と、電流制御部と、駆動指令生成部と、指令変更部と、センサ監視部とを含む。電圧制御部は、コンバータの負荷装置側の電圧をフィードバックすることによって、コンバータの負荷装置側の電圧を目標電圧に調整する。電流制御部は、電圧制御部の制御出力を目標電流として、電流センサの検出値をフィードバックすることによってリアクトルに流れる電流を目標電流に調整するための制御演算を行なう。駆動指令生成部は、電流制御部の制御出力に基づいて、コンバータの駆動指令を生成する。指令変更部は、電流制御部の制御出力を変更するための変更量を生成する。そして、センサ監視部は、電流制御部の制御出力が変更されている期間における、電流センサにより検出された電流検出値に基づく電流変化量と、変更量に基づいて演算により求められた基準となる電流変化量とを比較することによって、電流センサの異常を検出する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、電源システムの制御装置およびそれを搭載した車両において、部品追加を行なうことなく、コンバータのリアクトルを流れる電流を検出するための電流センサの異常を検出することができるので、コンバータの信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施の形態に従う電源システムの制御装置が適用されるモータ駆動制御システムを搭載したハイブリッド車両の全体ブロック図である。
【図２】本実施の形態におけるセンサ異常検出を説明するためのタイムチャートである。
【図３】回路を流れる電流について説明するための図である。
【図４】図２の時刻ｔ１から時刻ｔ２における、電流センサ１８で検出されるリアクトル電流ＩＬの変化量ΔＩｄｅｔおよび演算で求められたリアクトル電流ＩＬの変化量ΔＩｃａｌを示す図である。
【図５】デューティＤＵＴＹの時間的変化の一例を示す図である。
【図６】本実施の形態において、ＥＣＵで実行されるセンサ異常検出制御を説明するための機能ブロック図である。
【図７】本実施の形態において、ＥＣＵで実行されるセンサ異常検出制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図８】変形例における、図７のＳ３１０の詳細を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下において、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００２２】
図１は、本実施の形態に従う電源システムの制御装置が適用されるモータ駆動制御システムを搭載したハイブリッド車両１００の全体ブロック図である。本実施の形態においては、車両１００としてエンジンおよびモータジェネレータを搭載したハイブリッド車両を例として説明するが、車両１００の構成はこれに限定されるものではなく、蓄電装置からの電力によって走行可能な車両であれば適用可能である。車両１００としては、ハイブリッド車両以外にたとえば電気自動車や燃料電池自動車などが含まれる。
【００２３】
図１を参照して、車両１００は、電源システム２０と、負荷装置４５と、平滑コンデンサＣ２と、制御装置（以下、ＥＣＵ「Electronic Control Unit」とも称する。）３０とを備える。
【００２４】
電源システム２０は、蓄電装置２８と、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２と、平滑コンデンサＣ１と、コンバータ１２とを含む。
【００２５】
蓄電装置２８は、代表的には、ニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池や電気二重層キャパシタ等の蓄電装置を含んで構成される。また、蓄電装置２８が出力する直流電圧ＶＢおよび入出力される直流電流ＩＢは、電圧センサ１０および電流センサ１１によってそれぞれ検出される。そして、電圧センサ１０および電流センサ１１は、検出した直流電圧ＶＢおよび直流電流ＩＢの検出値をＥＣＵ３０に出力する。蓄電装置２８の出力電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。
【００２６】
システムリレーＳＲ１は、蓄電装置２８の正極端子と電力線ＰＬ１とを結ぶ経路に介挿される。また、システムリレーＳＲ２は、蓄電装置２８の負極端子と接地線ＮＬとを結ぶ経路に介挿される。システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、ＥＣＵ３０からの信号ＳＥにより制御され、蓄電装置２８からコンバータ１２への電力の供給と遮断とを切替える。
【００２７】
コンバータ１２は、リアクトルＬ１と、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。
【００２８】
スイッチング素子Ｑ１およびＱ２は、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬの間に直列に接続される。スイッチング素子Ｑ１およびＱ２は、ＥＣＵ３０からのスイッチング制御信号ＰＷＣによって制御される。本実施の形態において、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２および後述するスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８としては、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、電力用ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタあるいは、電力用バイポーラトランジスタ等を用いることができる。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に対しては、逆並列ダイオードＤ１，Ｄ２が配置される。
【００２９】
リアクトルＬ１は、一方端がスイッチング素子Ｑ１およびＱ２の接続ノードに接続され、他方端が電力線ＰＬ１に接続される。また、平滑コンデンサＣ１は、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬの間に接続され、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬの間の電圧変動を低減する。
【００３０】
電流センサ１８は、リアクトルＬ１を流れるリアクトル電流を検出し、その検出値ＩＬをＥＣＵ３０に出力する。電圧センサ１９は、平滑コンデンサＣ１にかかる電圧を検出し、その検出値ＶＬをＥＣＵ３０に出力する。
【００３１】
また、電源システム２０は、低電圧系（補機系）として、空調機５０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１と、補機負荷５２と、補機バッテリ５３とをさらに含む。
【００３２】
空調機５０は、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬに接続される。空調機５０は、コンバータ１２によって降圧された電力または蓄電装置２８から供給される電力を用いて駆動され、車両の室内を空調する。
【００３３】
ＤＣ／ＤＣコンバータ５１は、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬに接続され、コンバータ１２によって降圧された直流電圧または蓄電装置２８から供給される直流電圧をさらに降圧して補機負荷５２および補機バッテリ５３へ供給する。
【００３４】
補機バッテリ５３は、代表的には鉛蓄電池によって構成される。補機バッテリ５３の出力電圧は、蓄電装置２８の出力電圧よりも低く、たとえば１２Ｖ程度である。
【００３５】
補機負荷５２には、たとえばランプ類、ワイパー、ヒータ、オーディオ、ナビゲーションシステムなどが含まれる。
【００３６】
負荷装置４５は、インバータ２３と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、エンジン４０と、動力分割機構４１と、駆動輪４２とを含む。また、インバータ２３は、モータジェネレータＭＧ１を駆動するためのインバータ１４と、モータジェネレータＭＧ２を駆動するためのインバータ２２とを含む。なお、図１のようにインバータおよびモータジェネレータを２組備えることは必須ではなく、たとえばインバータ１４とモータジェネレータＭＧ１、あるいはインバータ２２とモータジェネレータＭＧ２のいずれか１組のみを備える構成としてもよい。
【００３７】
モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、インバータ２３から供給される交流電力を受けて車両走行のための回転駆動力を発生する。また、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、外部から回転力を受け、ＥＣＵ３０からの回生トルク指令によって交流電力を発電するとともに回生制動力を車両１００に発生する。
【００３８】
また、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、動力分割機構４１を介してエンジン４０にも連結される。そして、エンジン４０の発生する駆動力とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の発生する駆動力とが最適な比率となるように制御される。また、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のいずれか一方を専ら電動機として機能させ、他方のモータジェネレータを専ら発電機として機能させてもよい。なお、実施の形態においては、モータジェネレータＭＧ１をエンジン４０により駆動される発電機として専ら機能させ、モータジェネレータＭＧ２を駆動輪４２を駆動する電動機として専ら機能させるものとする。
【００３９】
動力分割機構４１には、エンジン４０の動力を、駆動輪４２とモータジェネレータＭＧ１との両方に振り分けるために、遊星歯車機構（プラネタリーギヤ）が使用される。
【００４０】
インバータ１４は、コンバータ１２から昇圧された電圧を受けて、たとえばエンジン４０を始動させるためにモータジェネレータＭＧ１を駆動する。また、インバータ１４は、エンジン４０から伝達される機械的動力によってモータジェネレータＭＧ１で発電された回生電力をコンバータ１２に出力する。このときコンバータ１２は、降圧回路として動作するようにＥＣＵ３０によって制御される。
【００４１】
インバータ１４は、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬの間に並列に設けられる、Ｕ相アーム１５と、Ｖ相アーム１６と、Ｗ相アーム１７とを含んで構成される。各相アームは、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬの間に直列接続されたスイッチング素子を含んで構成される。たとえば、Ｕ相アーム１５はスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４を含み、Ｖ相アーム１６はスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６を含み、Ｗ相アーム１７はスイッチング素子Ｑ７，Ｑ８を含む。また、スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８に対して、逆並列ダイオードＤ３〜Ｄ８がそれぞれ接続される。スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８は、ＥＣＵ３０からのスイッチング制御信号ＰＷＩ１によって制御される。
【００４２】
代表的には、モータジェネレータＭＧ１は、３相の永久磁石型同期電動機を含んで構成され、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの一端が中性点に共通に接続される。さらに、各相コイルの他端は、各相アーム１５〜１７におけるスイッチング素子の接続ノードと接続される。
【００４３】
インバータ２２は、コンバータ１２に対してインバータ１４と並列的に接続される。
インバータ２２は駆動輪４２を駆動するモータジェネレータＭＧ２に対してコンバータ１２の出力する直流電圧を三相交流に変換して出力する。またインバータ２２は、回生制動に伴い、モータジェネレータＭＧ２において発電された回生電力をコンバータ１２に出力する。このときコンバータ１２は降圧回路として動作するようにＥＣＵ３０によって制御される。インバータ２２の内部の構成は図示しないが、インバータ１４と同様であり、詳細な説明は繰り返さない。
【００４４】
コンバータ１２は、基本的には、各スイッチング周期内でスイッチング素子Ｑ１およびＱ２が相補的かつ交互にオン・オフするように制御される。コンバータ１２は、昇圧動作時には、平滑コンデンサＣ１の両端の直流電圧ＶＬを直流電圧ＶＨ（インバータ１４への入力電圧に相当するこの直流電圧を、以下「システム電圧」とも称する）に昇圧する。この昇圧動作は、スイッチング素子Ｑ２のオン期間にリアクトルＬ１に蓄積された電磁エネルギを、スイッチング素子Ｑ１および逆並列ダイオードＤ１を介して、電力線ＰＬ２へ供給することにより行なわれる。
【００４５】
また、コンバータ１２は、降圧動作時には、直流電圧ＶＨを直流電圧ＶＬに降圧する。この降圧動作は、スイッチング素子Ｑ１のオン期間にリアクトルＬ１に蓄積された電磁エネルギを、スイッチング素子Ｑ２および逆並列ダイオードＤ２を介して、接地線ＮＬへ供給することにより行なわれる。
【００４６】
これらの昇圧動作および降圧動作における電圧変換比（ＶＨおよびＶＬの比）は、上記スイッチング周期におけるスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン期間比（デューティ）により制御される。なお、スイッチング素子Ｑ１およびＱ２をオンおよびオフにそれぞれ固定すれば、ＶＨ＝ＶＬ（電圧変換比＝１．０）とすることもできる。
【００４７】
平滑コンデンサＣ２は、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬとの間に接続される。平滑コンデンサＣ２は、コンバータ１２からの直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をインバータ２３へ供給する。電圧センサ１３は、平滑コンデンサＣ２の両端の電圧、すなわち、システム電圧ＶＨを検出し、その検出値をＥＣＵ３０へ出力する。
【００４８】
インバータ１４は、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値が正（ＴＲ１＞０）の場合には、平滑コンデンサＣ２から直流電圧が供給されるとＥＣＵ３０からのスイッチング制御信号ＰＷＩ１に応答したスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８のスイッチング動作により、直流電圧を交流電圧に変換して正のトルクを出力するようにモータジェネレータＭＧ１を駆動する。また、インバータ１４は、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値が零の場合（ＴＲ１＝０）には、スイッチング制御信号ＰＷＩ１に応答したスイッチング動作により、直流電圧を交流電圧に変換してトルクが零になるようにモータジェネレータＭＧ１を駆動する。これにより、モータジェネレータＭＧ１は、トルク指令値ＴＲ１によって指定された零または正のトルクを発生するように駆動される。
【００４９】
さらに、車両１００の回生制動時には、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値ＴＲ１は負に設定される（ＴＲ１＜０）。この場合には、インバータ１４は、スイッチング制御信号ＰＷＩ１に応答したスイッチング動作により、モータジェネレータＭＧ１が発電した交流電圧を直流電圧に変換し、その変換した直流電圧（システム電圧）を平滑コンデンサＣ２を介してコンバータ１２へ供給する。なお、ここで言う回生制動とは、電動車両を運転するドライバーによるフットブレーキ操作があった場合の回生発電を伴う制動や、フットブレーキを操作しないものの、走行中にアクセルペダルをオフすることで回生発電をさせながら車両を減速（または加速の中止）させることを含む。
【００５０】
インバータ２２についても同様に、モータジェネレータＭＧ２のトルク指令値に対応したＥＣＵ３０からのスイッチング制御信号ＰＷＩ２を受け、スイッチング制御信号ＰＷＩ２応答したスイッチング動作によって、直流電圧を交流電圧に変換して所定のトルクになるようにモータジェネレータＭＧ２を駆動する。
【００５１】
電流センサ２４，２５は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に流れるモータ電流ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２を検出し、その検出したモータ電流をＥＣＵ３０へ出力する。なお、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の各相の電流の瞬時値の和は零であるので、図１に示すように電流センサ２４，２５は２相分のモータ電流を検出するように配置すれば足りる。
【００５２】
回転角センサ（レゾルバ）２６，２７は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転角θ１，θ２を検出し、その検出した回転角θ１，θ２をＥＣＵ３０へ出力する。ＥＣＵ３０では、回転角θ１，θ２に基づきモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転速度ＭＲＮ１，ＭＲＮ２および角速度ω１，ω２（ｒａｄ／ｓ）を算出できる。なお、回転角センサ２６，２７については、回転角θ１，θ２をＥＣＵ３０にてモータ電圧や電流から直接演算することによって、配置しないようにしてもよい。
【００５３】
ＥＣＵ３０は、いずれも図示しないがＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置および入出力バッファを含み、車両１００の各機器を制御する。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。
【００５４】
代表的な機能として、ＥＣＵ３０は、入力されたトルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２、電圧センサ１９によって検出された直流電圧ＶＬ、電流センサ１１によって検出された直流電流ＩＢ、電圧センサ１３によって検出されたシステム電圧ＶＨおよび電流センサ２４，２５からのモータ電流ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２、回転角センサ２６，２７からの回転角θ１，θ２等に基づいて、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２に従ったトルクを出力するように、コンバータ１２およびインバータ２３の動作を制御する。すなわち、コンバータ１２およびインバータ２３を上記のように制御するためのスイッチング制御信号ＰＷＣ，ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成して、コンバータ１２およびインバータ２３へそれぞれ出力する。
【００５５】
コンバータ１２の昇圧動作時には、ＥＣＵ３０は、システム電圧ＶＨをフィードバック制御することにより、システム電圧ＶＨが電圧目標値に一致するようにスイッチング制御信号ＰＷＣを生成する。
【００５６】
また、ＥＣＵ３０は、車両１００が回生制動モードに入ると、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２で発電された交流電圧を直流電圧に変換するようにスイッチング制御信号ＰＷＩ１、ＰＷＩ２を生成してインバータ２３へ出力する。これにより、インバータ２３は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２で発電された交流電圧を直流電圧に変換してコンバータ１２へ供給する。
【００５７】
さらに、ＥＣＵ３０は、車両１００が回生制動モードに入ると、インバータ２３から供給された直流電圧を降圧するようにスイッチング制御信号ＰＷＣを生成し、コンバータ１２へ出力する。これにより、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２が発電した交流電圧は、直流電圧に変換され、さらに降圧されて蓄電装置２８に供給される。
【００５８】
上述のようなコンバータ１２の構成では、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング状態を切替えるときに、２つのスイッチング素子が同時にオン状態（導通状態）となることを防止するために、両方のスイッチング素子を一時的にオフ状態とするデッドタイムが一般的に設けられる。ところが、このデッドタイムの影響により、リアクトルＬ１を流れる電流の向きが変化する際に、コンバータ１２の出力電圧が変動するという問題がある。
【００５９】
このような問題を解決するために、ＥＣＵ３０において、コンバータ１２を流れる電流（すなわち、リアクトルＬ１を流れる電流ＩＬ）をフィードバック制御することにより、コンバータ１２の出力電圧の変動を抑制する手法が採用される場合がある。
【００６０】
しかしながら、リアクトルＬ１を流れる電流ＩＬを検出するために用いられる電流センサ１８が、故障等の原因によってその検出値にずれが生じる状態となってしまった場合、誤った電流検出値に基づいてコンバータ１２が制御されてしまうので、これに起因して発生する過大な電流や電圧のために機器の損傷や劣化を招くおそれがある。
【００６１】
そこで、本実施の形態では、あるタイミングでデューティ指令値をパルス状に変化させ、そのときに電流センサ１８によって検出されたリアクトル電流ＩＬの検出値の変化量と、そのデューティをパルス状に変化させた期間の演算によって得られる電流の変化量とを比較することによって、電流センサ１８の異常の有無を検出する。そして、この異常の検出結果に基づいてコンバータ１２を制御する。これによって、新たに部品を追加することなく電流センサ１８の異常検出を行なうとともに、誤った電流検出値に基づいてコンバータ１２が制御されてしまうことに起因する機器の損傷や劣化を抑制する。
【００６２】
図２は、本実施の形態におけるセンサ異常検出を説明するためのタイムチャートである。図２において、横軸には時間が示されており、縦軸には搬送波ＣＲ、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の動作状態、およびリアクトル電流ＩＬの状態が示される。なお、以下の説明においては、理解を容易にするために、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２が加速，減速を行なっていない定常状態の場合について説明する。
【００６３】
図２を参照して、所定の周期の搬送波ＣＲ（図２中のＷ３０）と、上述のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン期間比であるデューティＤＵＴＹとが交差する時刻において、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチングが行なわれる。図２中のＷ１０のように、スイッチング素子Ｑ１がオン状態（すなわち、スイッチング素子Ｑ２がオフ状態）のときはリアクトル電流ＩＬは減少し、スイッチング素子Ｑ１がオフ状態（すなわち、スイッチング素子Ｑ２がオン状態）のときはリアクトル電流ＩＬは増加する。
【００６４】
車両が定常状態である場合には、リアクトル電流ＩＬの搬送波１周期の電流の平均値は変化しないので、たとえば搬送波ＣＲが山となる時刻ｔ０，ｔ１におけるそれぞれのリアクトル電流ＩＬの検出値Ｉ０，Ｉ１は等しくなる。
【００６５】
この定常状態において、時刻ｔ１から時刻ｔ２の時間間隔に、デューティＤＵＴＹの指令値が、パルス状にΔｄｕｔｙだけ変化した場合を考える。
【００６６】
そうすると、デューティＤＵＴＹの変化によってスイッチング素子Ｑ１のオン時間が長くなるので、定常状態が継続していた場合にスイッチング状態が切替わるはずであった図２中の破線Ｗ２０上の点Ｐ１０および点２０で示されるスイッチングタイミングが、図２中の点１１および点２１のように変化する。
【００６７】
その結果、時刻ｔ２において、デューティＤＵＴＹの変化がなければＩ２＊（＝Ｉ１）が検出されるはずであったリアクトル電流ＩＬが、図２中のＩ２に変化する。
【００６８】
時刻ｔ１からｔ２までの時間変化Δｔにおける、リアクトル電流ＩＬの電流変化ΔＩＬについて図３を用いて説明する。
【００６９】
図３を参照して、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を含むスイッチング素子部３１の入力電圧をＶｉｎとすると、平滑コンデンサＣ１の電圧ＶＬおよびリアクトル電流ＩＬとの関係は、リアクトルＬ１のリアクタンスＬを用いて式（１）のように表わせる。
【００７０】
ＶＬ−Ｌ・ΔＩＬ／Δｔ−Ｖｉｎ＝０ … （１）
また、スイッチング素子部３１のデューティＤＵＴＹと、入力電圧Ｖｉｎおよび出力電圧である平滑コンデンサＣ２の電圧ＶＨとは、式（２）のような関係が成立する。
【００７１】
ＤＵＴＹ＝Ｖｉｎ／ＶＨ … （２）
式（２）を式（１）に代入すると、式（３）が得られる。
【００７２】
ＶＬ−Ｌ・ΔＩＬ／Δｔ−ＶＨ・ＤＵＴＹ＝０ … （３）
これより、電流変化ΔＩＬは、式（４）のように表わすことができる。
【００７３】
ΔＩＬ＝（ＶＬ−ＶＨ・ＤＵＴＹ）・Δｔ／Ｌ … （４）
ここで、定常状態の場合には、ΔＩＬ＝０であるので、ＶＬ−ＶＨ・ＤＵＴＹ＝０となるように、フィードバック制御によってデューティＤＵＴＹが定まる。
【００７４】
そして、図２のように、デューティＤＵＴＹをΔｄｕｔｙだけ変更した場合の電流変化ΔＩＬは、式（４）において、デューティＤＵＴＹが（ＤＵＴＹ＋Δｄｕｔｙ）に変化するので、式（５）のように表わせる。
【００７５】
ΔＩＬ＝（ＶＬ−ＶＨ・（ＤＵＴＹ＋Δｄｕｔｙ））・Δｔ／Ｌ
＝−ＶＨ・Δｄｕｔｙ・Δｔ／Ｌ … （５）
このように演算で求められたリアクトル電流ＩＬの変化量ΔＩｃａｌ（＝ΔＩＬ）と、図２で説明したように実際に電流センサ１８で検出されるリアクトル電流ＩＬの変化量ΔＩｄｅｔ（＝Ｉ２−Ｉ１）とを比較することによって、電流センサ１８に異常が発生しているか否かを判定することができる。
【００７６】
図４に、図２の時刻ｔ１から時刻ｔ２における、電流センサ１８で検出されるリアクトル電流ＩＬの変化量ΔＩｄｅｔおよび演算で求められたリアクトル電流ＩＬの変化量ΔＩｃａｌを示す。
【００７７】
このような、デューティＤＵＴＹへのパルス状の変更量Δｄｕｔｙの加算を、図５に示すように、所定間隔ＩＮＴごとに実行することによって、電流センサ１８の異常が検出される。この所定間隔ＩＮＴは、一定期間ごとであってもよいし、所定の条件が成立した場合に行なうようにしてもよい。
【００７８】
なお、上記では、車両が定常状態の場合について説明したが、車両が定常状態でない場合においても上記のセンサ異常検出の手法が適用できる。実際のコンバータの制御においては、搬送波のキャリア周期はたとえば０．１ｍｓ（キャリア周波数では１０ｋＨｚ）程度が採用される。これに対して、車両の走行状態変化に起因するリアクトル電流ＩＬの変化は、たとえば１０〜１００ｍｓ（キャリア周波数では１０〜１００Ｈｚ）程度と相対的に長いので、搬送波１周期（または数周期）の期間では、車両の走行状態変化に起因するリアクトル電流ＩＬの変化は非常に小さい。そのため、搬送波１周期（または数周期）のような短い期間では、上述の定常状態の場合とほぼ同様であると考えることができる。
【００７９】
また、上記の説明では、定常状態におけるリアクトル電流ＩＬが正の場合について説明したが、リアクトル電流ＩＬが負の場合およびリアクトル電流がゼロをまたぐ場合においても適用可能である。
【００８０】
図６は、本実施の形態において、ＥＣＵ３０で実行されるセンサ異常検出制御を説明するための機能ブロック図である。図６で説明される機能ブロック図に記載された各機能ブロックは、ＥＣＵ３０によるハードウェア的あるいはソフトウェア的な処理によって実現される。
【００８１】
図１および図６を参照して、ＥＣＵ３０は、電圧指令生成部２００と、電圧制御部２１０と、電流制御部２２０と、駆動指令生成部２３０と、サンプリングホールド部２４０と、キャリア生成部２５０と、指令変更部２６０と、加算部２７０と、センサ監視部２８０とを含む。
【００８２】
電圧指令生成部２００は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２への要求トルクＴＲ１，ＴＲ２と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転速度ＭＲＮ１，ＭＲＮ２を受ける。そして、電圧指令生成部２００は、これらの情報に基づいてコンバータ１２の出力電圧（すなわち、インバータ１４の入力電圧）の電圧指令ＶＲＥＦを生成する。
【００８３】
電圧制御部２１０は、減算部２１１と、電圧制御演算部２１２とを含む。
減算部２１１は、電圧指令生成部２００から受ける電圧指令ＶＲＥＦと、電圧センサ１３により検出されたコンバータ１２のシステム電圧のフィードバック値ＶＨとの電圧偏差を演算し、演算結果を電圧制御演算部２１２に出力する。
【００８４】
電圧制御演算部２１２は、減算部２１１によって演算された電圧偏差をＰＩ演算することによって、リアクトルＬ１に流れるリアクトル電流の指令値ＩＬＲＥＦを演算する。
【００８５】
このように、電圧制御部２１０においては、コンバータ１２のシステム電圧のフィードバック制御を行なうことによって、リアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦを演算する。そして、電圧制御演算部２１２は、このリアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦを、電流制御部２２０へ出力する。
【００８６】
電流制御部２２０は、減算部２２１と、電流制御演算部２２２とを含む。
減算部２２１は、電圧制御演算部２１２からのリアクトル電流指令値ＩＬＲＥＦと、サンプリングホールド部２４０によって、サンプリング周期ごとに検出値がホールドされたリアクトル電流ＩＬのフィードバック値との電流偏差を演算し、電流制御演算部２２２に出力する。
【００８７】
電流制御演算部２２２は、減算部２２１により演算された電流偏差をＰＩ演算することによって、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のデューティＤＵＴＹを演算する。そして、電流制御演算部２２２は、デューティＤＵＴＹを加算部２７０へ出力する。
【００８８】
なお、電圧制御部２１０および電流制御部２２０は、システム電圧ＶＨを電圧指令ＶＲＥＦに一致させるためのメインループ２０５を形成する。また、電流制御部２２０は、リアクトル電流ＩＬを電流指令ＩＲＥＦに一致させるためのマイナーループを形成する。
【００８９】
このように、電圧フィードバック制御に加えて電流フィードバック制御を行なうことで、デッドタイム等によって電流偏差が生じた場合でも、それに応じてデューティＤＵＴＹを速やかに変更することができる。その結果、電流偏差に起因するシステム電圧ＶＨの電圧変動を低減することができる。
【００９０】
キャリア生成部２５０は、所定のキャリア周波数の搬送波ＣＲを、駆動指令生成部２３０に出力する。また、キャリア生成部２５０は、サンプリングホールド部２４０および指令変更部２６０に、サンプリング信号ＳＭＰを出力する。サンプリングホールド部２４０は、各サンプリング信号ＳＭＰ入力時に、電流センサ１８により検出されたリアクトル電流ＩＬを検出して保持する。そして、サンプリングホールド部２４０は、その検出した電流値ＩＬＳを減算部２２１、センサ監視部２８０に出力する。
【００９１】
指令変更部２６０は、キャリア生成部２５０から、サンプリング信号ＳＭＰを受ける。そして、予め定められた異常判定タイミングとなったときに、指令変更部２６０は、デューティＤＵＴＹの指令値をパルス状に変化させるための変更量Δｄｕｔｙを加算部２７０およびセンサ監視部２８０へ出力する。
【００９２】
加算部２７０は、電流制御演算部２２２によって演算されたデューティＤＵＴＹと、指令変更部２６０からの変更量Δｄｕｔｙを受け、それらを加算して駆動指令生成部２３０へ出力する。
【００９３】
駆動指令生成部２３０は、加算部２７０によって変更量Δｄｕｔｙが加算されたデューティＤＵＴＹの指令値と、キャリア生成部２５０からの搬送波ＣＲとの比較に基づいて、コンバータ１２のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン・オフを制御するためのＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号であるスイッチング制御信号ＰＷＣを生成する。そして、駆動指令生成部２３０は、制御信号ＰＷＣを、コンバータ１２へ出力する。
【００９４】
このスイッチング制御信号ＰＷＣによって、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２が力行の場合は、蓄電装置２８からの出力電圧を所望のインバータ２３の入力電圧まで昇圧する。また、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２が回生の場合は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２により発電されインバータ２３によって変換された直流電力を、蓄電装置２８が充電電圧まで降圧する。
【００９５】
センサ監視部２８０は、電圧センサ１３から、平滑コンデンサＣ２の両端の電圧ＶＨの検出値を受ける。また、センサ監視部２８０は、指令変更部２６０からの変更量Δｄｕｔｙを受ける。
【００９６】
センサ監視部２８０は、指令変更部２６０から変更量Δｄｕｔｙの出力が開始されたタイミングでの電流検出値ＩＬＳと、変更量Δｄｕｔｙの出力が終了されたタイミングでの電流検出値ＩＬＳとを取得する。そして、これらの検出値からリアクトル電流ＩＬの電流変化ΔＩｄｅｔを演算する。
【００９７】
また、センサ監視部２８０は、指令変更部２６０から変更量Δｄｕｔｙが出力されている時間と、平滑コンデンサＣ２の両端の電圧ＶＨおよび変更量Δｄｕｔｙとに基づいて、図３で説明したようにリアクトル電流ＩＬの電流変化ΔＩｃａｌを演算する。
【００９８】
そして、センサ監視部２８０は、このΔＩｄｅｔとΔＩｃａｌとの差の絶対値が、所定のしきい値ΔＩｔｈより大きいか否かを判定することによって、電流センサ１８の異常の有無を判定する。そして、センサ監視部２８０は、電流センサ１８の異常フラグＦＬＴを設定して駆動指令生成部２３０へ出力する。具体的には、電流センサ１８に異常が有る場合は異常フラグＦＬＴをオンに設定し、電流センサ１８に異常がない場合は異常フラグＦＬＴをオフに設定する。
【００９９】
駆動指令生成部２３０は、異常フラグＦＬＴがオフの場合（すなわち電流センサ１８に異常がない場合）は、上述のように、キャリア生成部２５０からの搬送波ＣＲと、電流制御演算部２２２からのデューティＤＵＴＹとの比較に基づいてスイッチング制御信号ＰＷＣを生成する。
【０１００】
一方、異常フラグＦＬＴがオンの場合（すなわち電流センサ１８に異常が有る場合）は、実際と比較してずれが生じている可能性があるリアクトル電流ＩＬのフィードバック制御に基づいて生成されたスイッチング制御信号ＰＷＣによりコンバータ１２が駆動されると、機器の損傷や劣化を招くおそれがある。そのため、駆動指令生成部２３０は、リアクトル電流ＩＬに基づいて設定されたデューティＤＵＴＹを用いずに制御信号ＰＷＣを生成する。たとえば、スイッチング素子Ｑ１をオンに固定し、スイッチング素子Ｑ２をオフに固定するような制御信号ＰＷＣが生成される。
【０１０１】
図７は、本実施の形態において、ＥＣＵ３０で実行されるセンサ異常検出制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。図７に示されるフローチャート中の各ステップについては、ＥＣＵ３０に予め格納されたプログラムを所定周期で実行することによって実現される。あるいは、一部のステップについては、専用のハードウェア（電子回路）で処理を実現することも可能である。
【０１０２】
図１および図７を参照して、ＥＣＵ３０は、ステップ（以下、ステップをＳと略す。）３００にて、サンプリングホールド部２４０（図６）からのサンプリング信号ＳＭＰに基づいて、電流センサ１８の異常判定タイミングであるか否かを判定する。
【０１０３】
異常判定タイミングである場合（Ｓ３００にてＹＥＳ）は、処理がＳ３１０に進められ、ＥＣＵ３０は、デューティＤＵＴＹの指令値に変更量Δｄｕｔｙを加算して、制御信号ＰＷＣを生成する。
【０１０４】
その後、ＥＣＵ３０は、平滑コンデンサＣ２の電圧ＶＨの検出値を取得する（Ｓ３２０）とともに、変更量Δｄｕｔｙの加算開始および終了のタイミングにおける電流検出値をサンプリングする（Ｓ３３０）。
【０１０５】
そして、ＥＣＵ３０は、Ｓ３４０にて、電流センサ１８の検出値に基づく電流変化ΔＩｄｅｔと、電圧ＶＨおよび変更量Δｄｕｔｙに基づく電流変化ΔＩｃａｌを演算する。
【０１０６】
次に、ＥＣＵ３０は、Ｓ３５０にて、電流変化ΔＩｄｅｔとΔＩｃａｌとの差の絶対値が、所定のしきい値ΔＩｔｈより大きいか否かを判定する。
【０１０７】
ΔＩｄｅｔとΔＩｃａｌとの差の絶対値が、所定のしきい値ΔＩｔｈより大きい場合（Ｓ３５０にてＹＥＳ）は、処理がＳ３６０に進められる。ＥＣＵ３０は、Ｓ３６０にて、電流センサ１８に異常があると判定し、異常フラグＦＬＴをオンに設定する。そして、ＥＣＵ３０は、Ｓ３７０にて、スイッチング素子Ｑ１をオンに固定し、かつスイッチング素子Ｑ２をオフに固定するようなスイッチング制御信号ＰＷＣを生成して、コンバータ１２へ出力する。
【０１０８】
一方、電流変化ΔＩｄｅｔとΔＩｃａｌとの差の絶対値が、所定のしきい値ΔＩｔｈ以下の場合（Ｓ３５０にてＮＯ）は、処理がＳ３６５に進められる。ＥＣＵ３０は、Ｓ３６５にて、電流センサ１８は正常であると判定し、異常フラグＦＬＴをオフに設定する。そして、ＥＣＵ３０は、Ｓ３７５にて、キャリア生成部２５０からの搬送波ＣＲと、リアクトル電流ＩＬのフィードバック制御によって得られたデューティＤＵＴＹとの比較に基づいてスイッチング制御信号ＰＷＣを生成して、コンバータ１２へ出力する。
【０１０９】
一方、電流センサ１８の異常判定タイミングではない場合（Ｓ３００にてＮＯ）は、ＥＣＵ３０は、センサ異常検出を行なわないので、Ｓ３００からＳ３７５までの処理をスキップして、メインルーチンに処理を戻す。
【０１１０】
以上のような処理に従って制御を行なうことによって、新たに部品を追加することなく、リアクトル電流ＩＬを検出する電流センサ１８の異常の有無を判定することができる。これによって、誤ったリアクトル電流をを用いてフィードバック制御がされることに起因して発生する過大な電流，電圧を抑制できるので、機器の損傷や劣化を防止することができる。
【０１１１】
［変形例］
上述の実施の形態では、デューティＤＵＴＹの変更量ΔｄｕｔｙをデューティＤＵＴＹを増加（リアクトル電流ＩＬを減少）させる方向に変更しているが、これとは反対にデューティＤＵＴＹを減少（リアクトル電流ＩＬを増加）させる方向に変更することも可能である。特に、リアクトル電流ＩＬが負となる回生状態において、デューティＤＵＴＹを増加（リアクトル電流ＩＬを減少）させる方向にΔｄｕｔｙを変更させると、負方向の電流がさらに大きくなるので、スイッチング素子の定格電流を大きくすることが必要となる場合がある。そのため、リアクトル電流ＩＬの極性に応じて、Δｄｕｔｙを変更する方向を適切に選択することで、スイッチング素子の電流定格を大きくすることを抑制できる。
【０１１２】
そこで、変形例においては、電流センサ異常判定のタイミングにおけるリアクトル電流ＩＬの極性に応じて、Δｄｕｔｙの変更方向を選択する電流センサ異常検出制御について説明する。
【０１１３】
図８は、図７に示されるフローチャートにおける、ステップＳ３１０のΔｄｕｔｙの加算処理の詳細を示した図である。
【０１１４】
図７および図８を参照して、図７において、電流センサの異常判定タイミングである場合（Ｓ３００にてＹＥＳ）は、次に図８のＳ３１１に処理が進められる。
【０１１５】
ＥＣＵ３０は、Ｓ３１１にて、現在のリアクトル電流ＩＬがゼロより大きいか否かを判定する。
【０１１６】
リアクトル電流ＩＬがゼロより大きい場合（Ｓ３１１にてＹＥＳ）は、ＥＣＵ３０は、Ｓ３１２にて、変更量ΔｄｕｔｙをデューティＤＵＴＹが増加する方向に設定し、処理をＳ３１３に進める。
【０１１７】
一方、リアクトル電流ＩＬがゼロ以下である場合（Ｓ３１１にてＮＯ）は、ＥＣＵ３０は、Ｓ３１４にて、変更量ΔｄｕｔｙをデューティＤＵＴＹが減少する方向に設定し、処理をＳ３１３に進める。
【０１１８】
そして、ＥＣＵ３０は、Ｓ３１３にて、設定した変更量ΔｄｕｔｙをデューティＤＵＴＹに加算して、処理をＳ３２０に進める。以降は、図７と同様であるので説明は繰り返さない。
【０１１９】
以上のような処理に従って制御を行なうことで、電流センサの異常判定に伴って、スイッチング素子の定格電流の増加が必要となることを防止することができる。
【０１２０】
なお、本実施の形態におけるスイッチング素子Ｑ１およびＱ２は、それぞれ本発明の「第１のスイッチング素子」および「第２のスイッチング素子」の一例である。
【０１２１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１２２】
１０，１３，１９ 電圧センサ、１１，１８，２４，２５ 電流センサ、１２ コンバータ、１４，２２，２３インバータ、１５ Ｕ相アーム、１６ Ｖ相アーム、１７ Ｗ相アーム、２０ 電源システム 、２６，２７ 回転角センサ、２８ 蓄電装置、３０ ＥＣＵ、３１ スイッチング素子部、４０ エンジン、４１ 動力分割機構、４２ 駆動輪、４５ 負荷装置、５０ 空調機、５１ ＤＣ／ＤＣコンバータ、５２ 補機負荷、５３ 補機バッテリ、１００ 車両、２００ 電圧指令生成部、２０５ メインループ、２１０ 電圧制御部、２１１ 減算部、２１２ 電圧制御演算部、２２０ 電流制御部、２２１ 減算部、２２２ 電流制御演算部、２３０ 駆動指令生成部、２４０ サンプリングホールド部、２５０ キャリア生成部、２６０ 指令変更部、２７０ 加算部、２８０ センサ監視部、Ｃ１，Ｃ２ 平滑コンデンサ、Ｄ１〜Ｄ８ 逆並列ダイオード、Ｌ１ リアクトル、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、ＮＬ 接地線、ＰＬ１，ＰＬ２ 電力線、Ｑ１〜Ｑ８ スイッチング素子、ＳＲ１，ＳＲ２ システムリレー。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷装置に電源を供給するための電源システムの制御装置であって、
前記電源システムは、
充電可能な蓄電装置と、
前記蓄電装置と前記負荷装置との間で電圧変換が可能に構成され、リアクトルを有するコンバータと、
前記リアクトルを流れる電流を検出するための電流センサとを含み、
前記制御装置は、
前記コンバータの前記負荷装置側の電圧をフィードバックすることによって、前記コンバータの前記負荷装置側の電圧を目標電圧に調整するように構成された電圧制御部と、
前記電圧制御部の制御出力に基づいて、前記電流センサの検出値をフィードバックすることによって前記リアクトルに流れる電流を目標電流に調整するための制御演算を行なうように構成された電流制御部と、
前記電流制御部の制御出力に基づいて、前記コンバータの駆動指令を生成するように構成された駆動指令生成部と、
前記電流制御部の制御出力を変更するための変更量を生成するための指令変更部と、
前記電流制御部の制御出力が変更されている期間における、前記電流センサにより検出された電流検出値に基づく電流変化量と、前記変更量に基づいて演算により求められた基準となる電流変化量とを比較することによって、前記電流センサの異常を検出するように構成されたセンサ監視部とを備える、電源システムの制御装置。
【請求項２】
前記センサ監視部は、前記電流センサにより検出された電流検出値に基づく電流変化量と、前記基準となる電流変化量との差の絶対値が所定のしきい値よりも大きくなったことが検出された場合に、前記電流センサが異常であると判定する、請求項１に記載の電源システムの制御装置。
【請求項３】
前記指令変更部は、前記リアクトルを流れる電流が正の場合は、前記電流制御部の制御出力を増加させる方向に前記変更量を変化させ、前記リアクトルを流れる電流が負の場合は、前記電流制御部の制御出力を減少させる方向に前記変更量を変化させる、請求項２に記載の電源システムの制御装置。
【請求項４】
前記指令変更部は、前記電流制御部の制御出力をパルス状に変化させる、請求項２または３に記載の電源システムの制御装置。
【請求項５】
前記指令変更部は、前記電流制御部の制御出力の変更を所定期間ごとに実行する、請求項１に記載の電源システムの制御装置。
【請求項６】
前記駆動指令生成部は、前記電流制御部の制御出力と所定の周期の搬送波との比較に基づいて前記駆動指令を生成し、
前記電流制御部の制御出力が変更される期間は、前記搬送波の１周期に相当する期間である、請求項１に記載の電源システムの制御装置。
【請求項７】
前記コンバータは、
前記負荷装置の電力線と接地線との間に直列接続される第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子と、
前記接地線から前記電力線に向かう方向を順方向として、前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子にそれぞれ並列に接続された第１の整流素子および第２の整流素子とをさらに有し、
前記リアクトルは、前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子の接続ノードと前記蓄電装置の正極端子とを結ぶ経路に介挿される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電源システムの制御装置。
【請求項８】
前記駆動指令生成部は、前記電流センサの異常が検出された場合は、前記第１のスイッチング素子をオン状態に固定するとともに、前記第２のスイッチング素子をオフ状態に固定するように前記コンバータの駆動指令を生成する、請求項７に記載の電源システムの制御装置。
【請求項９】
充電可能な蓄電装置と、
前記蓄電装置からの電力を用いて駆動力を発生するように構成された駆動力発生部と、
前記蓄電装置と前記駆動力発生部との間で電圧変換が可能に構成され、リアクトルを含むコンバータと、
前記リアクトルを流れる電流を検出するための電流センサと、
前記コンバータを制御するための制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記コンバータの前記駆動力発生部側の電圧をフィードバックすることによって、前記コンバータの前記駆動力発生部側の電圧を目標電圧に調整するように構成された電圧制御部と、
前記電圧制御部の制御出力に基づいて、前記電流センサの検出値をフィードバックすることによって前記リアクトルに流れる電流を目標電流に調整するための制御演算を行なうように構成された電流制御部と、
前記電流制御部の制御出力に基づいて、前記コンバータの駆動指令を生成するように構成された駆動指令生成部と、
前記電流制御部の制御出力を変更するための変更量を生成するための指令変更部と、
前記電流制御部の制御出力が変更されている期間における、前記電流センサにより検出された電流検出値に基づく電流変化量と、前記変更量に基づいて演算により求められた基準となる電流変化量とを比較することによって、前記電流センサの異常を検出するように構成されたセンサ監視部とを含む、車両。
【請求項１】
負荷装置に電源を供給するための電源システムの制御装置であって、
前記電源システムは、
充電可能な蓄電装置と、
前記蓄電装置と前記負荷装置との間で電圧変換が可能に構成され、リアクトルを有するコンバータと、
前記リアクトルを流れる電流を検出するための電流センサとを含み、
前記制御装置は、
前記コンバータの前記負荷装置側の電圧をフィードバックすることによって、前記コンバータの前記負荷装置側の電圧を目標電圧に調整するように構成された電圧制御部と、
前記電圧制御部の制御出力に基づいて、前記電流センサの検出値をフィードバックすることによって前記リアクトルに流れる電流を目標電流に調整するための制御演算を行なうように構成された電流制御部と、
前記電流制御部の制御出力に基づいて、前記コンバータの駆動指令を生成するように構成された駆動指令生成部と、
前記電流制御部の制御出力を変更するための変更量を生成するための指令変更部と、
前記電流制御部の制御出力が変更されている期間における、前記電流センサにより検出された電流検出値に基づく電流変化量と、前記変更量に基づいて演算により求められた基準となる電流変化量とを比較することによって、前記電流センサの異常を検出するように構成されたセンサ監視部とを備える、電源システムの制御装置。
【請求項２】
前記センサ監視部は、前記電流センサにより検出された電流検出値に基づく電流変化量と、前記基準となる電流変化量との差の絶対値が所定のしきい値よりも大きくなったことが検出された場合に、前記電流センサが異常であると判定する、請求項１に記載の電源システムの制御装置。
【請求項３】
前記指令変更部は、前記リアクトルを流れる電流が正の場合は、前記電流制御部の制御出力を増加させる方向に前記変更量を変化させ、前記リアクトルを流れる電流が負の場合は、前記電流制御部の制御出力を減少させる方向に前記変更量を変化させる、請求項２に記載の電源システムの制御装置。
【請求項４】
前記指令変更部は、前記電流制御部の制御出力をパルス状に変化させる、請求項２または３に記載の電源システムの制御装置。
【請求項５】
前記指令変更部は、前記電流制御部の制御出力の変更を所定期間ごとに実行する、請求項１に記載の電源システムの制御装置。
【請求項６】
前記駆動指令生成部は、前記電流制御部の制御出力と所定の周期の搬送波との比較に基づいて前記駆動指令を生成し、
前記電流制御部の制御出力が変更される期間は、前記搬送波の１周期に相当する期間である、請求項１に記載の電源システムの制御装置。
【請求項７】
前記コンバータは、
前記負荷装置の電力線と接地線との間に直列接続される第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子と、
前記接地線から前記電力線に向かう方向を順方向として、前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子にそれぞれ並列に接続された第１の整流素子および第２の整流素子とをさらに有し、
前記リアクトルは、前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子の接続ノードと前記蓄電装置の正極端子とを結ぶ経路に介挿される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電源システムの制御装置。
【請求項８】
前記駆動指令生成部は、前記電流センサの異常が検出された場合は、前記第１のスイッチング素子をオン状態に固定するとともに、前記第２のスイッチング素子をオフ状態に固定するように前記コンバータの駆動指令を生成する、請求項７に記載の電源システムの制御装置。
【請求項９】
充電可能な蓄電装置と、
前記蓄電装置からの電力を用いて駆動力を発生するように構成された駆動力発生部と、
前記蓄電装置と前記駆動力発生部との間で電圧変換が可能に構成され、リアクトルを含むコンバータと、
前記リアクトルを流れる電流を検出するための電流センサと、
前記コンバータを制御するための制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記コンバータの前記駆動力発生部側の電圧をフィードバックすることによって、前記コンバータの前記駆動力発生部側の電圧を目標電圧に調整するように構成された電圧制御部と、
前記電圧制御部の制御出力に基づいて、前記電流センサの検出値をフィードバックすることによって前記リアクトルに流れる電流を目標電流に調整するための制御演算を行なうように構成された電流制御部と、
前記電流制御部の制御出力に基づいて、前記コンバータの駆動指令を生成するように構成された駆動指令生成部と、
前記電流制御部の制御出力を変更するための変更量を生成するための指令変更部と、
前記電流制御部の制御出力が変更されている期間における、前記電流センサにより検出された電流検出値に基づく電流変化量と、前記変更量に基づいて演算により求められた基準となる電流変化量とを比較することによって、前記電流センサの異常を検出するように構成されたセンサ監視部とを含む、車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１０９８５２（Ｐ２０１１−１０９８５２Ａ）
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６３９５４（Ｐ２００９−２６３９５４）
【出願日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]