升压装置的制造方法
【专利说明】升压装置
[0001]优先权?目息
[0002]本申请要求2014年I月20日提交的申请号为2014-008145的日本专利申请的优先权，该申请通过引用的方式在此全部纳入。
技术领域
[0003]本发明涉及电流传感器的故障判定，该电流传感器检测被配置为升高电池电压的升压转换器的电抗器电流。
【背景技术】
[0004]传统上，使用车载电池所驱动的电动发电机驱动电动车辆(EV)和混合动力车辆(HV)。更有效的方法是使用高电源电压驱动高速和高输出电动发电机。因此在许多情况下，使用升压转换器升高电池电压，并经由逆变器将所获取的升压电压提供给电动发电机。由于升压电压根据电动发电机的输出转矩而不同，因此，执行升压转换器的反馈控制以提供合适的升压电压。为了更适当地控制升压电压，测量流过升压转换器中的电抗器的电抗器电流，并且执行反馈控制，直到电抗器电流达到目标值。
[0005]专利文献I:JP 2006-311635 A
【发明内容】
[0006]在执行电抗器电流的反馈控制时，有必要执行电抗器电流的校正测量。当测量电抗器电流的电流传感器中出现“卡住(stuck)”故障(其中输出值固定在特定值上的故障)时，升压操作的控制性能劣化。具体而言，当电路根据电抗器电流被错误地控制时，升压电压会波动，并且这种升压电压的波动也导致通过基于升压电压的控制而产生的电抗器电流的波动。
[0007]为了解决上述问题，本发明的目的是，即使在检测电抗器电流的电流传感器中出现“卡住”故障时，也要防止在控制期间出现波动。
[0008]根据本发明的实施例的升压装置包括电池；电容器，其与所述电池并联连接以存储升压前电压；升压转换器，其包括与所述电容器相连的电抗器和与所述电抗器相连的开关元件，并且被配置为通过切换所述开关元件来获取升压电压；升压电压传感器，其被配置为检测所述升压电压；电流传感器，其被配置为检测流过所述电抗器的电抗器电流；升压前电压传感器，其被配置为检测所述升压前电压；以及控制单元，其被配置为通过所述升压电压和所述电抗器电流的反馈控制来控制所述升压转换器。当所述电抗器电流的变化小于预定电流值，并且所述升压前电压的变化超过预定电压值时，所述控制单元判定所述电流传感器的故障。
[0009]即使在检测电抗器电流的电流传感器中出现“卡住”故障时，所述升压转换器也可以使升压电压收敛(converge)的方式进行控制。
【附图说明】
[0010]将参考下面的附图详细地描述本发明的优选实施例，其中:
[0011]图1是示出混合动力车辆的主部分的的结构的框图；
[0012]图2示出升压转换器的结构；
[0013]图3是故障判定处理的流程图；
[0014]图4示出电抗器电流IL的变化状态；
[0015]图5示出升压前电压VL的变化状态；
[0016]图6示出电抗器电流的变化Δ IL的变化状态；
[0017]图7示出升压前电压的变化AVL的变化状态；
[0018]图8示出异常计数器的计数值的变化状态；以及
[0019]图9示出故障判定处理的备选实例的流程图。
【具体实施方式】
[0020]下面参考附图描述本发明的实施例。本发明不限于以下描述的实施例。
[0021]图1是示出混合动力车辆的驱动系统的示意性框图。电池10的直流(DC)输出被升压转换器12升高，并且被提供给第一逆变器14和第二逆变器16。第一逆变器14被连接到用于发电的第一电动发电机(MG) 18。第二逆变器16被连接到用于驱动的第二电动发电机(MG)20 ο
[0022]第一 MG 18和第二MG 20的输出轴被连接到动力变换单元22，引擎24的输出轴也被连接到动力变换单元22。连接动力变换单元22和第二 MG 20的输出轴的旋转被传输到车辆的车轴(axle)作为驱动输出。动力变换单元22和第二 MG 20的输出被传输到车轮以使混合动力车辆行驶。
[0023]动力变换单元22例如由行星齿轮结构构成，并且控制第一MG 18、第二MG 20以及引擎24之间的动力传输。引擎24基本被用作动力输出源，并且引擎24的输出经由动力变换单元22被传输到第一 MG 18。这使第一 MG 18通过引擎24的输出发电，并且经由第一逆变器14和升压转换器12将所获得的发电电力充给电池10。引擎24的输出经由动力变换单元22被传输到驱动轴(drive axle)，以使车辆通过引擎24的输出行驶。在图1中，电力传输系统由普通实线指示，机械动力传输系统由粗实线指示，信号传输系统(控制系统)由虚线指示。
[0024]控制单元26通过根据加速器下压量、由车辆速度确定的目标转矩等控制第一和第二逆变器14、16以及引擎24的驱动来控制到驱动轴的输出。控制单元26还通过根据电池的充电状态(SOC)控制引擎24的驱动和第一逆变器14的切换来控制电池10的充电。在车辆减速期间，第二逆变器16可被控制为使第二 MG 20执行再生制动，并且使用所获得的再生电力给电池10充电。再生制动也可由第一 MG 18执行。
[0025]在本实施例中，电容器30被设置在电池10的输出侧以对其输出电压执行平滑处理。电容器30被配备升压前电压传感器32以测量电容器30的电压(升压前电压VL)。在升压转换器12的输出侧，设置电容器34以对其输出电压执行平滑处理，并且设置升压电压传感器36以测量电容器34的电压，即第一和第二逆变器14、16的输入电压(升压电压VH)。
[0026]电气负荷38被连接到升压转换器12的输入侧，并且通过接收升压前电压VL的供给而被驱动。第三电动发电机42在此被设置作为电气负荷38以驱动车辆的后轮，并且驱动电流经由第三逆变器40被提供给第三电动发电机42。由升压前电压VL驱动的电气负荷38例如通过DC-DC转换器形成，该DC-DC转换器将电力提供给与设置在车辆内部的交流(AC) 100V插座耦合(couple)的各种装置、车载辅助机器、辅助电池等。
[0027]图2示出升压转换器12的内部结构。升压转换器12包括两个串联连接的开关元件50、52，以及被连接到开关元件50、52之间的中间点的电抗器54。开关元件50、52中的每一者由诸如绝缘栅双极型晶体管(IGBT)之类的晶体管和二极管构成，该二极管允许与该晶体管的电流相反的反向电流流动。
[0028]电抗器54的一端被连接到电池10的正极，电抗器54的另一端被连接到开关元件50,52之间的中间点。在开关元件50中，晶体管的集电极被连接到第一和第二逆变器14和16的正电极总线，并且发射极被连接到开关元件52的晶体管的集电极。在开关元件52中，晶体管的发射极被连接到电池10的负极、以及第一和第二逆变器14和16的负电极总线。
[0029]还设置电流传感器56，其测量流过电抗器54的电抗器电流IL。因此，分别由升压前电压传感器32、升压电压传感器36和电流传感器56检测到的升压前电压VL、升压电压VH和电抗器电流IL被提供给控制单元26。在开关元件52已被关断之后，要由电流传感器56检测的电抗器电流IL可具有开关元件50、52的关断期间的关断期间电流值。因此，可以了解经由开关元件52的二极管在电容器34中充电的电流量。根据开关元件50被接通期间的电流值，可检测电压下降期间的电流，流向电池10的电流。
[0030]如上所述，控制单元26通过这样的方式控制第一和第二逆变器14、16和引擎24:目标转矩作为驱动输出被输出，并且获取必要的发电电力。
[0031]控制单元26进一步控制升压转换器12的开关元件50、52的切换，以便允许升压电压VH达到目标值。所述控制基本通过反馈控制执行，在该反馈控制中，升压电压传感器36检测到的升压电压VH变得与目标值相同。同时，升压电压VH可由流过第一和第二逆变器14、16的电流量以及上述电抗器电流判定。因此，控制单元26控制升压电压VH，以使作为上述反馈控制的结果，电抗器电流达到目标值。
[0032]当电流传感器56中出现“卡住(stuck) ”故障时，值几乎固定，由于噪声等影响，该值可能具有某种程度的波动。在出现“卡住”故障时，升压电压VH可能因为使用电抗器电流的反馈控制而波动。具体而言，升压电压VH表示在对电抗器电流积分(integrate)期间电容器34的充电电压，并且这种控制在速度上慢于使用电抗器电流的控制。因此，在基于电抗器电流执行误差控制，并且升压电压VH与目标值之间的差异等于或大于预定电压值时，控制开始使升压电压VH接近目标值，这样导致VH波动。由于升压电压VH被控制为包括在预定电压值的范围内，因此变化值不大。
[0033]同时，实际电抗器电流IR显著变化，而升压前电压VL包括由于电池10的内阻导致的电压下降。这样，作为实际电抗器电流IR的变化结果，升压前电压VL比升压电压VH波动大。
[0034]对于升压前电压VL，满足以下方程式:
[0035]VL = VO - R*IB = VO - R* (Iload+IR)
[0036]其中VO表示电池10的开路电压，IB表示流过电池10的电流，R表示电池10的内阻，IR表不电抗器电流。
[0037]根据上面的公式很容易看出，当被提供给电气负荷38的电流Iload不变化时，升压前电压VL根据电抗器电流的变化而变化。当在电流检测传感器56中出现“卡住”故障时，作为电流检测传感器56的输出的电抗器电流IR的变化减小。
[0038]作为实际电抗器电流IR显著变化的结果，如上所述，控制单元26控制电抗器电流IR以实现预定电流值，并且控制升压电压VH以实现预定电压值。
[0039]因此，作为电流传感器56的检测值的电抗器电流IR不会大幅变化，但是升压前电压VL会显著变化。
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