特開 2024-77409 制御装置および故障判定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024077409

(43)【公開日】2024-06-07

(54)【発明の名称】制御装置および故障判定方法

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/00 20060101AFI20240531BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20240531BHJP

   B60K 6/485 20071001ALI20240531BHJP

   B60W 20/50 20160101ALI20240531BHJP

【ＦＩ】

G01R31/00

H02J7/00 Q

B60K6/485 ZHV

B60W20/50

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022189492

(22)【出願日】2022-11-28

(71)【出願人】

【識別番号】000237592

【氏名又は名称】株式会社デンソーテン

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】池田 達弥

【テーマコード（参考）】

2G036

3D202

5G503

【Ｆターム（参考）】

2G036AA28

2G036BA36

2G036BA37

2G036BB06

3D202AA09

3D202BB00

3D202BB12

3D202BB23

3D202BB24

3D202CC42

3D202CC60

3D202DD47

3D202EE00

3D202EE04

5G503AA07

5G503BA02

5G503BB01

5G503EA09

(57)【要約】

【課題】起動時に高圧バッテリに異常が発生していても、接続部の故障を判定できる制御装置および故障判定方法を提供する。
【解決手段】実施形態に係る制御装置は、コントローラを備える。コントローラは、高圧系統と低圧系統との間に接続されるＤＣＤＣコンバータを制御する。高圧系統は、発電機と平滑コンデンサと第１電圧を出力可能な高圧バッテリとを含む。低圧系統は、第１電圧よりも低い第２電圧を出力可能な低圧バッテリを含む。コントローラは、起動時に高圧バッテリを異常と判定した場合、平滑コンデンサに含まれる複数のコンデンサを並列接続にし、ＤＣＤＣコンバータを介さずに低圧バッテリによって複数のコンデンサを充電する。コントローラは、複数のコンデンサを並列接続から直列接続にして、高圧系統とＤＣＤＣコンバータとの間に接続されるコンバータ接続部の故障を判定する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

発電機と平滑コンデンサと第１電圧を出力可能な高圧バッテリとを含む高圧系統と、前記第１電圧よりも低い第２電圧を出力可能な低圧バッテリを含む低圧系統との間に接続されるＤＣＤＣコンバータを制御するコントローラを備え、
前記コントローラは、
起動時に前記高圧バッテリを異常と判定した場合、前記平滑コンデンサに含まれる複数のコンデンサを並列接続にし、前記ＤＣＤＣコンバータを介さずに前記低圧バッテリによって前記複数のコンデンサを充電し、
前記複数のコンデンサを並列接続から直列接続にして、前記高圧系統と前記ＤＣＤＣコンバータとの間に接続されるコンバータ接続部の故障を判定する、制御装置。

【請求項2】

前記コントローラは、
起動時に前記高圧バッテリを異常と判定した場合、前記ＤＣＤＣコンバータをバイパスして前記平滑コンデンサと前記低圧バッテリとを接続するプリチャージ接続部を導通させる、請求項１に記載の制御装置。

【請求項3】

前記平滑コンデンサは、前記複数のコンデンサが直列接続にされた状態において、少なくとも前記第２電圧よりも高い第３電圧以上の電圧を出力できるように構成され、
前記コントローラは、前記高圧系統の電圧が前記第３電圧以上である場合に、前記コンバータ接続部の故障を判定する、請求項１に記載の制御装置。

【請求項4】

前記コントローラは、
起動時に前記複数のコンデンサを直列接続にし、
前記高圧バッテリと前記平滑コンデンサとを接続する高圧バッテリ接続部を導通させて前記複数のコンデンサを前記高圧バッテリによって充電し、
前記高圧バッテリを正常と判定した場合、前記コンバータ接続部の故障を判定する、請求項１に記載の制御装置。

【請求項5】

発電機と平滑コンデンサと第１電圧を出力可能な高圧バッテリとを含む高圧系統と、前記第１電圧よりも低い第２電圧を出力可能な低圧バッテリを含む低圧系統との間に接続されるＤＣＤＣコンバータを制御するコントローラが、
起動時に前記高圧バッテリを異常と判定した場合、前記平滑コンデンサに含まれる複数のコンデンサを並列接続にし、前記ＤＣＤＣコンバータを介さずに前記低圧バッテリによって前記複数のコンデンサを充電し、
前記複数のコンデンサを並列接続から直列接続にして、前記高圧系統と前記ＤＣＤＣコンバータとの間に接続されるコンバータ接続部の故障を判定する、故障判定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

開示の実施形態は、制御装置および故障判定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、例えば、４８Ｖの電圧を出力する高圧バッテリとモータジェネレータとを含む高圧系統と、例えば、１２Ｖの電圧を出力する低圧バッテリを含む低圧系統と、高圧系統および低圧系統の間に接続されるＤＣＤＣコンバータとを備える車両がある。

【0003】

高圧系統と低圧系統との間に接続されるＤＣＤＣコンバータを備える車両は、電気的な異常の発生時にＤＣＤＣコンバータを保護するため、ＤＣＤＣコンバータと高圧系統との電気的な接続を遮断するリレーなどの接続部が設けられる。

【0004】

ＤＣＤＣコンバータを制御する制御装置は、高圧バッテリが故障した場合に、低圧バッテリの出力電圧をＤＣＤＣコンバータによって昇圧し、平滑コンデンサに充電してモータに供給する（例えば、特許文献１参照）。

【0005】

また、制御装置は、車両に電気的な異常が発生したときの安全を担保するため、例えば、車両の起動時に、接続部の故障判定を行う。そして、制御装置は、接続部が正常に動作することを確認した場合に、ＤＣＤＣコンバータの制御を開始する。

【0006】

例えば、制御装置は、車両が起動されると、ＤＣＤＣコンバータの動作を開始させる前に、接続部を遮断状態に制御する。そして、制御装置は、接続部の両端電圧の差が閾値以上であれば接続部を正常と判定する。また、制御装置は、両端電圧が閾値未満であれば、接続部をＯＮ固着故障と判定する。

【0007】

さらに、制御装置は、ＤＣＤＣコンバータの動作を開始させる前に、接続部を接続状態に制御する。そして、制御装置は、接続部の両端電圧の差が閾値以上であれば接続部をＯＦＦ固着故障と判定する。また、制御装置は、両端電圧が閾値未満であれば、接続部を正常と判定する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００７－２５５２９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、接続部は、制御装置の起動時に高圧バッテリに異常が発生していた場合、制御状態に関わらず両端電圧の差が閾値未満になる。そのため、制御装置は、接続部の故障を判定できない。

【0010】

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、起動時に高圧バッテリに異常が発生していても、接続部の故障を判定できる制御装置および故障判定方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

実施形態の一態様に係る制御装置は、コントローラを備える。前記コントローラは、高圧系統と低圧系統との間に接続されるＤＣＤＣコンバータを制御する。高圧系統は、発電機と平滑コンデンサと第１電圧を出力可能な高圧バッテリとを含む。低圧系統は、前記第１電圧よりも低い第２電圧を出力可能な低圧バッテリを含む。前記コントローラは、起動時に前記高圧バッテリを異常と判定した場合、前記平滑コンデンサに含まれる複数のコンデンサを並列接続にし、前記ＤＣＤＣコンバータを介さずに前記低圧バッテリによって前記複数のコンデンサを充電する。前記コントローラは、前記複数のコンデンサを並列接続から直列接続にして、前記高圧系統と前記ＤＣＤＣコンバータとの間に接続されるコンバータ接続部の故障を判定する。

【発明の効果】

【0012】

実施形態の一態様に係る制御装置および故障判定方法によれば、高圧バッテリに異常が発生していても、接続部の故障を判定できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、実施形態に係る給電システムを示す説明図である。

【図2】図２は、実施形態に係る接続部および電圧センサの説明図である。

【図3】図３は、実施形態に係る制御装置の動作例を示す説明図である。

【図4】図４は、実施形態に係る制御装置の動作例を示す説明図である。

【図5】図５は、実施形態に係る制御装置の動作例を示す説明図である。

【図6】図６は、実施形態に係る平滑コンデンサの構成例、および、コントローラによる平滑コンデンサの制御例を示す説明図である。

【図7】図７は、実施形態に係る平滑コンデンサの構成例、および、コントローラによる平滑コンデンサの制御例を示す説明図である。

【図8】図８は、実施形態に係るコントローラが実行する処理の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、添付図面を参照して、制御装置および故障判定方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

【0015】

［１．給電システムの構成］
まず、図１を参照し、実施形態に係る制御装置１が搭載される車両の給電システム１００について説明する。図１は、実施形態に係る給電システム１００を示す説明図である。

【0016】

なお、図１では、給電システム１００が備える複数の電圧センサ、および、複数の接続部の図示を省略している。給電システム１００が備える複数の電圧センサ、および、複数の接続部については、図２を参照して説明する。

【0017】

図１に示すように、制御装置１が搭載される車両は、エンジン１０、トランスミッション（以下、「Ｔ／Ｍ１１」と記載する）、スタータ１２、および高圧バッテリＢ１を備える。また、車両は、低圧バッテリＢ２、複数の電気負荷１３、および発電機（以下、「ＭＧ（モータジェネレータ）１４」と記載する）を備える。

【0018】

また、車両は、インバータ（以下、「ＩＮＶ１５」と記載する）、平滑コンデンサ１６、ＤＣＤＣコンバータ（以下、「ＤＣＤＣ１７」と記載する）、電池監視装置１８、およびイグニッションスイッチ（以下、「ＩＧ１９」と記載する）を備える。

【0019】

平滑コンデンサ１６は、ＩＮＶ１５への入力電圧を平滑化する。平滑コンデンサ１６は、複数のコンデンサで構成され、直列接続と並列接続に切り替え可能である。平滑コンデンサ１６は、通常時は複数のコンデンサが直列接続される。平滑コンデンサ１６の接続状態の制御については、後述する。

【0020】

エンジン１０は、車両を走行させる内燃機関である。Ｔ／Ｍ１１は、エンジン１０の駆動力をプロペラシャフト２１へ伝達する装置である。スタータ１２は、エンジン１０を始動させるセルモータである。

【0021】

電気負荷１３は、車両に搭載される各種の車載電装機器である。高圧バッテリＢ１は、例えば、リチウムイオンバッテリであり、４８Ｖの電圧を出力可能な二次電池である。４８Ｖは、高圧バッテリＢ１が出力可能な最大の第１電圧の一例である。高圧バッテリＢ１は、高圧バッテリ接続部ＳＷ１を介して、ＩＮＶ１５、平滑コンデンサ１６、およびＤＣＤＣ１７と接続される。

【0022】

高圧バッテリ接続部ＳＷ１は、オンすることによって、高圧バッテリＢ１と、ＩＮＶ１５、平滑コンデンサ１６、およびＤＣＤＣ１７とを電気的に接続する。高圧バッテリ接続部ＳＷ１は、オフすることによって、高圧バッテリＢ１と、ＩＮＶ１５、平滑コンデンサ１６、およびＤＣＤＣ１７との電気的な接続を遮断する。

【0023】

高圧バッテリＢ１は、高圧バッテリ接続部ＳＷ１、平滑コンデンサ１６、およびＩＮＶ１５を介してＭＧ１４へ電力を供給する。また、高圧バッテリＢ１は、ＭＧ１４によって発電される電力を蓄電する。

【0024】

また、高圧バッテリＢ１は、高圧バッテリ接続部ＳＷ１およびＤＣＤＣ１７を介して、低圧バッテリＢ２、電気負荷１３、およびスタータ１２にも電力を供給できる。この場合、ＤＣＤＣ１７は、高圧バッテリＢ１の電圧を降圧して低圧バッテリＢ２、電気負荷１３、およびスタータ１２に出力する。

【0025】

低圧バッテリＢ２は、例えば、鉛バッテリであり、高圧バッテリＢ１より低い電圧、例えば、１２Ｖの電圧を出力可能な二次電池である。１２Ｖは、低圧バッテリＢ２が出力可能な最大の第２電圧の一例である。低圧バッテリＢ２は、スタータ１２および電気負荷１３へ電力を供給する。低圧バッテリＢ２は、ＭＧ１４によって発電される電力を蓄電する。

【0026】

また、低圧バッテリＢ２は、ＤＣＤＣ１７を介して、高圧バッテリＢ１および平滑コンデンサ１６にも電力を供給できる。また、低圧バッテリＢ２は、ＤＣＤＣ１７およびＩＮＶ１５を介して、ＭＧ１４にも電力を供給できる。この場合、ＤＣＤＣ１７は、低圧バッテリＢ２の電圧を昇圧して、高圧バッテリＢ１、平滑コンデンサ１６、およびＭＧ１４に電力を供給する。

【0027】

ＭＧ１４は、例えば、モータジェネレータである。ＭＧ１４は、車両のエンジン１０の始動時や走行時にエンジン１０の駆動力をアシストする電動機としての機能と、車両の減速時に発生する回生エネルギーによって発電する発電機としての機能とを備える。

【0028】

エンジン１０のプロペラシャフト２１には、プーリ２２が取り付けられ、ＭＧ１４の回転軸２３には、プーリ２４が取り付けられる。プーリ２２，２４には、ベルト２５が巻回される。

【0029】

これにより、ＭＧ１４は、回転軸２３を回転させることによって、エンジン１０の始動時や車両の走行時にエンジン１０の駆動力をアシストすることができる。また、ＭＧ１４は、エンジン１０の回転エネルギーおよび車両の減速時に発生する回生エネルギーによって発電することができる。

【0030】

電池監視装置１８は、例えば、高圧バッテリＢ１の電圧およびＳＯＣ（State Of Charge）などを検出する。電池監視装置１８は、高圧バッテリＢ１の電圧およびＳＯＣの検出結果を制御装置１に出力する。

【0031】

図１に示す給電システム１００では、ＭＧ１４、ＩＮＶ１５、平滑コンデンサ１６、および高圧バッテリＢ１は、高圧系統１０１に含まれる。また、低圧バッテリＢ２および電気負荷１３は、低圧系統１０２に含まれる。ＤＣＤＣ１７は、高圧系統１０１と低圧系統１０２との間に接続される。ＤＣＤＣ１７は、制御装置１によって制御される。

【0032】

制御装置１は、給電システム１００を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。制御装置１は、例えば、エンジン１０の始動時に、ＩＧ１９から起動要求を受信した場合に、ＭＧ１４を起動させる。また、制御装置１は、例えば、信号停止等の一時的な停車時のアイドリングストップ中に、上位ＥＣＵからＭＧ１４の起動要求を受信した場合に、ＭＧ１４を起動させる。

【0033】

また、制御装置１は、高圧バッテリＢ１が故障した場合に、低圧バッテリの出力電圧をＤＣＤＣ１７によって昇圧して平滑コンデンサ１６に充電する。そして、制御装置１は、平滑コンデンサ１６に充電した電力を、ＩＮＶ１５を介してＭＧ１４に供給する。

【0034】

また、制御装置１は、低圧バッテリＢ２の蓄電量が不足する場合には、高圧系統１０１の電圧をＤＣＤＣ１７によって降圧して低圧系統１０２に供給する。これにより、制御装置１は、低圧バッテリＢ２の蓄電量が不足する場合に、低圧バッテリＢ２を充電できる。また、制御装置１は、低圧バッテリＢ２の蓄電量が不足する場合に、電気負荷１３の動作を補償できる。

【0035】

さらに、制御装置１は、平滑コンデンサ１６の接続状態を制御する。平滑コンデンサ１６の構成例、および、制御装置１による平滑コンデンサ１６の制御例については、図６および図７を参照して後述する。

【0036】

［２．給電システムが備える接続部および電圧センサ］
次に、実施形態に係る給電システム１００が備える複数の接続部および複数の電圧センサについて、図２を参照して説明する。図２は、実施形態に係る接続部および電圧センサの説明図である。

【0037】

図２に示すように、給電システム１００は、高圧バッテリ接続部ＳＷ１、コンバータ接続部ＳＷ２，ＳＷ３、プリチャージ接続部ＳＷ４を備える。高圧バッテリ接続部ＳＷ１、コンバータ接続部ＳＷ２，ＳＷ３、プリチャージ接続部ＳＷ４は、例えば、半導体リレーである。

【0038】

高圧バッテリ接続部ＳＷ１は、高圧バッテリＢ１と平滑コンデンサ１６とを電気的に接続する。高圧側のコンバータ接続部ＳＷ２は、高圧系統１０１とＤＣＤＣ１７とを電気的に接続する。低圧側のコンバータ接続部ＳＷ３は、低圧系統１０２とＤＣＤＣ１７とを電気的に接続する。プリチャージ接続部ＳＷ４は、ＤＣＤＣ１７をバイパスして平滑コンデンサ１６と低圧バッテリＢ２とを電気的に接続する。

【0039】

高圧バッテリ接続部ＳＷ１、コンバータ接続部ＳＷ２，ＳＷ３、プリチャージ接続部ＳＷ４は、制御装置１が備えるコントローラ３によって導通状態または遮断状態となるように制御される。

【0040】

コントローラ３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。

【0041】

コントローラ３は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを、ＲＡＭを作業領域として使用して実行することにより、各接続部ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４の状態、ＤＣＤＣ１７の動作、平滑コンデンサ１６の接続状態を制御する。

【0042】

なお、コントローラ３は、一部または全部がＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアで構成されてもよい。

【0043】

また、給電システム１００は、第１電圧センサＶ１、第２電圧センサＶ２、第３電圧センサＶ３、および第４電圧センサＶ４を備える。第１電圧センサＶ１は、高圧系統１０１とコンバータ接続部ＳＷ２との間に接続される。第１電圧センサＶ１は、高圧系統１０１とコンバータ接続部ＳＷ２とを電気的に接続する接続線の電圧を検出する。第１電圧センサＶ１は、検出する電圧をコントローラ３に出力する。

【0044】

第２電圧センサＶ２は、コンバータ接続部ＳＷ２とＤＣＤＣ１７との間に接続される。第２電圧センサＶ２は、コンバータ接続部ＳＷ２とＤＣＤＣ１７とを電気的に接続する接続線の電圧を検出する。第２電圧センサＶ２は、検出する電圧をコントローラ３に出力する。

【0045】

第３電圧センサＶ３は、ＤＣＤＣ１７とコンバータ接続部ＳＷ３との間に接続される。第３電圧センサＶ３は、ＤＣＤＣ１７とコンバータ接続部ＳＷ３とを電気的に接続する接続線の電圧を検出する。第３電圧センサＶ３は、検出する電圧をコントローラ３に出力する。

【0046】

第４電圧センサＶ４は、コンバータ接続部ＳＷ３と低圧系統１０２との間に接続される。第４電圧センサＶ４は、コンバータ接続部ＳＷ３と低圧系統１０２とを電気的に接続する接続線の電圧を検出する。第４電圧センサＶ４は、検出する電圧をコントローラ３に出力する。

【0047】

制御装置１は、車両に電気的な異常が発生したときの安全を担保するため、例えば、車両の起動時に、コンバータ接続部ＳＷ２，ＳＷ３の故障判定を行う。そして、制御装置１は、コンバータ接続部ＳＷ２，ＳＷ３が正常に動作することを確認した場合に、ＤＣＤＣ１７の制御を許可し開始する。

【0048】

［３．制御装置によるコンバータ接続部の故障判定動作］
次に、制御装置１によるコンバータ接続部ＳＷ２，ＳＷ３の故障判定動作について、図３～図５を参照して説明する。図３～図５は、実施形態に係る制御装置の動作例を示す説明図である。ここでは、まず、高圧バッテリＢ１が失陥していない正常な状態の場合について説明する。その後、高圧バッテリＢ１が失陥して異常な状態である場合について説明する。

【0049】

起動前の状態において、給電システム１００は、高圧バッテリ接続部ＳＷ１、コンバータ接続部ＳＷ２，ＳＷ３、プリチャージ接続部ＳＷ４が遮断されている。コントローラ３は、起動されると、図３に示すように、平滑コンデンサ１６に含まれる複数のコンデンサ１６１～１６４を直列接続にする。

【0050】

そして、コントローラ３は、高圧バッテリ接続部ＳＷ１を導通させる。こうして、コントローラ３は、高圧バッテリＢ１によって複数のコンデンサ１６１～１６４を充電する。その後、コントローラ３は、コンバータ接続部ＳＷ２，ＳＷ３の故障判定を行う。ここで、コントローラ３がコンバータ接続部ＳＷ２の故障判定を行うためには、高圧系統１０１の電圧が所定電圧以上である必要がある。

【0051】

そのため、平滑コンデンサ１６は、複数のコンデンサ１６１～１６４が直列に接続された状態において、少なくとも低圧バッテリＢ２が出力可能な最大の第２電圧（例えば、１２Ｖ）よりも高い第３電圧（例えば、４０Ｖ）の電圧を出力できるように構成されている。

【0052】

ここでは、各コンデンサ１６１～１６４は、満充電の状態で１２Ｖの電圧を出力可能であるものとする。このため、複数のコンデンサ１６１～１６４は、直列に接続されると、最大で４８Ｖの電圧を出力可能となる。

【0053】

このように、平滑コンデンサ１６は、複数のコンデンサ１６１～１６４が直列接続にされた状態において、少なくとも第２電圧よりも高い第３電圧以上の電圧を出力できるように構成される。

【0054】

そして、コントローラ３は、高圧系統１０１の電圧が第３電圧以上である場合に、コンバータ接続部ＳＷ２，ＳＷ３の故障を判定する。これにより、制御装置１は、コンバータ接続部ＳＷ２，ＳＷ３の故障を正確に判定することができる。

【0055】

また、コントローラ３は、コンバータ接続部ＳＷ２，ＳＷ３の故障を正確に判定する前に、高圧バッテリＢ１が正常か異常かを判定する。このとき、高圧系統１０１の電圧は、高圧バッテリＢ１が正常であれば、正常な電圧（例えば、４５Ｖ以上）まで上昇する。また、高圧系統１０１の電圧は、高圧バッテリＢ１が異常であれば、正常な電圧（例えば、４５Ｖ以上）まで上昇しない。

【0056】

このため、コントローラ３は、高圧バッテリ接続部ＳＷ１を導通したとき、第１電圧センサＶ１によって検出される高圧系統１０１の電圧が正常な電圧以上である場合に、高圧バッテリＢ１を正常と判定する。コントローラ３は、第１電圧センサＶ１によって検出される高圧系統１０１の電圧が正常な電圧未満である場合に、高圧バッテリＢ１を異常と判定する。

【0057】

コントローラ３は、高圧バッテリＢ１を正常と判定した場合、コンバータ接続部ＳＷ２を遮断した状態で、第１電圧センサＶ１および第２電圧センサＶ２によって検出される電圧の差を算出する。

【0058】

そして、コントローラ３は、第１電圧センサＶ１および第２電圧センサＶ２によって検出される電圧の差が閾値（例えば、３５Ｖ）以上であれば、コンバータ接続部ＳＷ２が適切に遮断されているので、コンバータ接続部ＳＷ２を正常と判定する。

【0059】

また、コントローラ３は、第１電圧センサＶ１および第２電圧センサＶ２によって検出される電圧の差が閾値（例えば、５Ｖ）未満であれば、コンバータ接続部ＳＷ２がＯＮ固着しているので、コンバータ接続部ＳＷ２を故障と判定する。

【0060】

その後、図４に示すように、コントローラ３は、コンバータ接続部ＳＷ２を導通させる。そして、コントローラ３は、第１電圧センサＶ１および第２電圧センサＶ２によって検出される電圧の差を算出する。

【0061】

コントローラ３は、第１電圧センサＶ１および第２電圧センサＶ２によって検出される電圧の差が閾値（例えば、５Ｖ）未満であれば、コンバータ接続部ＳＷ２が適切に導通されているので、コンバータ接続部ＳＷ２を正常と判定する。

【0062】

また、コントローラ３は、第１電圧センサＶ１および第２電圧センサＶ２によって検出される電圧の差が閾値（例えば、３５Ｖ）以上であれば、コンバータ接続部ＳＷ２がＯＦＦ固着しているので、コンバータ接続部ＳＷ２を故障と判定する。

【0063】

また、コントローラ３は、図４に示す状態において、すなわちコンバータ接続部ＳＷ３を遮断した状態において、第３電圧センサＶ３および第４電圧センサＶ４によって検出される電圧の差を算出する。そして、コントローラ３は、コンバータ接続部ＳＷ３の故障判定を行う。

【0064】

コントローラ３は、第３電圧センサＶ３および第４電圧センサＶ４によって検出される電圧の差が閾値（例えば、１０Ｖ）以上であれば、コンバータ接続部ＳＷ３が適切に遮断されているので、コンバータ接続部ＳＷ３を正常と判定する。

【0065】

また、コントローラ３は、第３電圧センサＶ３および第４電圧センサＶ４によって検出される電圧の差が閾値（例えば、５Ｖ）未満であれば、コンバータ接続部ＳＷ３がＯＮ固着しているので、コンバータ接続部ＳＷ３を故障と判定する。

【0066】

その後、コントローラ３は、コンバータ接続部ＳＷ３を導通させる。そして、コントローラ３は、第３電圧センサＶ３および第４電圧センサＶ４によって検出される電圧の差を算出する。

【0067】

コントローラ３は、第３電圧センサＶ３および第４電圧センサＶ４によって検出される電圧の差が閾値（例えば、５Ｖ）未満であれば、コンバータ接続部ＳＷ２が適切に導通されているので、コンバータ接続部ＳＷ３を正常と判定する。

【0068】

また、コントローラ３は、第３電圧センサＶ３および第４電圧センサＶ４によって検出される電圧の差が閾値（例えば、１０Ｖ）以上であれば、コンバータ接続部ＳＷ２がＯＦＦ固着しているので、コンバータ接続部ＳＷ３を故障と判定する。

【0069】

このように、コントローラ３は、起動時に複数のコンデンサ１６１～１６４を直列接続にする。その後、コントローラ３は、高圧バッテリ接続部ＳＷ１を導通させて複数のコンデンサ１６１～１６４を高圧バッテリＢ１によって充電する。

【0070】

そして、コントローラ３は、高圧バッテリＢ１を正常と判定した場合、コンバータ接続部ＳＷ２，ＳＷ３の故障を判定する。これにより、制御装置１は、コンバータ接続部ＳＷ２，ＳＷ３の故障を正確に判定することができる。

【0071】

なお、コンバータ接続部ＳＷ２，ＳＷ３のうち、低圧側のコンバータ接続部ＳＷ３は、なくてもよい。その場合、コントローラ３は、高圧側のコンバータ接続部ＳＷ２の故障を判定する。

【0072】

次に、高圧バッテリＢ１が失陥して異常な状態である場合について説明する。高圧バッテリＢ１が異常な場合、高圧系統１０１の電圧は、コントローラ３がコンバータ接続部ＳＷ２の故障判定を行うために必要な最小限の電圧を下回るおそれがある。

【0073】

そこで、図５に示すように、コントローラ３は、高圧バッテリＢ１を異常と判定した場合、平滑コンデンサ１６に含まれる複数のコンデンサ１６１～１６４を並列接続にする。ここで、図６および図７を参照して、平滑コンデンサ１６の構成例、および、コントローラ３による平滑コンデンサ１６の制御例について説明図する。

【0074】

図６および図７は、実施形態に係る平滑コンデンサ１６の構成例、および、コントローラ３による平滑コンデンサ１６の制御例を示す説明図である。図６に示すように、平滑コンデンサ１６は、コンデンサ１６１～１６４と、スイッチＳＷ５～ＳＷ１０とを備える。

【0075】

コンデンサ１６１～１６４は、前述したように、それぞれ１２Ｖを蓄電可能である。スイッチＳＷ５～ＳＷ１０は、３個の端子を備える。スイッチＳＷ５～ＳＷ１０は、コントローラ３によって制御される。コントローラ３は、各スイッチＳＷ５～ＳＷ１０の３個の端子のうち、いずれか２個の端子を選択的に切り替えて接続する。

【0076】

コンデンサ１６１は、正極側の第１の端子がＭＧ１４、高圧バッテリＢ１、およびスイッチＳＷ６に接続される。コンデンサ１６１は、負極側の第２の端子がスイッチＳＷ５を介してグランドまたはスイッチＳＷ６に接続される。

【0077】

コンデンサ１６２は、正極側の第１の端子がスイッチＳＷ６およびスイッチＳＷ８に接続される。コンデンサ１６２は、負極側の第２の端子がスイッチＳＷ７を介してグランドまたはスイッチＳＷ８に接続される。

【0078】

コンデンサ１６３は、正極側の第１の端子がスイッチＳＷ８およびスイッチＳＷ１０に接続される。コンデンサ１６３は、負極側の第２の端子がスイッチＳＷ９を介してグランドまたはスイッチＳＷ１０に接続される。コンデンサ１６４は、正極側の第１の端子がスイッチＳＷ１０に接続される。コンデンサ１６４は、負極側の第２の端子がグランドに接続される。

【0079】

コントローラ３は、コンデンサ１６１～１６４を直列に接続する場合、図６に示すように、コンデンサ１６１の第２の端子とコンデンサ１６２の第１の端子とを接続するように、スイッチＳＷ５およびスイッチＳＷ６を制御する。また、コントローラ３は、コンデンサ１６２の第２の端子とコンデンサ１６３の第１の端子とを接続するように、スイッチＳＷ７およびスイッチＳＷ８を制御する。

【0080】

また、コントローラ３は、コンデンサ１６３の第２の端子とコンデンサ１６４の第１の端子とを接続するように、スイッチＳＷ９およびスイッチＳＷ１０を制御する。これにより、コンデンサ１６１～１６４は、直列に接続される。

【0081】

また、コントローラ３は、コンデンサ１６１～１６４を並列に接続する場合、図７に示すように、コンデンサ１６１～１６４の第１の端子同士を接続するように、スイッチＳＷ６，ＳＷ８，ＳＷ１０を制御する。

【0082】

また、コントローラ３は、コンデンサ１６１～１６４の第２の端子同士をグランドに接続するように、スイッチＳＷ５，ＳＷ７，ＳＷ９を制御する。これにより、コンデンサ１６１～１６４は、並列に接続される。

【0083】

コントローラ３は、高圧バッテリＢ１を異常と判定した場合、こうしてコンデンサ１６１～１６４を並列に接続した後、図５に示すように、プリチャージ接続部ＳＷ４を導通させる。これにより、複数の各コンデンサ１６１～１６４は、低圧バッテリＢ２が１２Ｖの電圧を出力している場合、低圧バッテリＢ２によってそれぞれ１２Ｖに充電される。

【0084】

このように、コントローラ３は、起動時に高圧バッテリＢ１を異常と判定した場合、ＤＣＤＣ１７をバイパスして平滑コンデンサ１６と低圧バッテリＢ２とを電気的に接続するプリチャージ接続部ＳＷ４を導通させる。これにより、制御装置１は、プリチャージ接続部ＳＷ４の遮断と導通とを切り替えることで、ＤＣＤＣ１７をバイパスさせるか否かを簡単に切換できる。

【0085】

その後、コントローラ３は、給電システム１００を図３に示す状態にする。具体的には、コントローラ３は、プリチャージ接続部ＳＷ４を遮断する。そして、コントローラ３は、平滑コンデンサ１６に含まれる複数のコンデンサ１６１～１６４を直列接続にする。

【0086】

これにより、平滑コンデンサ１６の充電電圧は４８Ｖになる。よって、平滑コンデンサ１６は、高圧バッテリＢ１が異常な状態であっても、高圧系統１０１の電圧をコンバータ接続部ＳＷ２の故障判定に必要な所定電圧（例えば、４０Ｖ）以上の電圧まで上昇させることができる。このため、コントローラ３は、高圧バッテリＢ１が正常な場合と同様の手順により、コンバータ接続部ＳＷ２，ＳＷ３の故障判定が可能になる。

【0087】

このように、コントローラ３は、起動時に高圧バッテリＢ１を異常と判定した場合、平滑コンデンサ１６に含まれる複数のコンデンサ１６１～１６４を並列接続する。続いて、コントローラ３は、ＤＣＤＣ１７を介さずに低圧バッテリＢ２によって複数のコンデンサ１６１～１６４を充電する。

【0088】

その後、コントローラ３は、複数のコンデンサ１６１～１６４を並列接続から直列接続にして、高圧系統１０１とＤＣＤＣ１７との間に接続されるコンバータ接続部ＳＷ２の故障を判定する。これにより、制御装置１は、高圧バッテリＢ１に異常が発生していても、コンバータ接続部ＳＷ２の正確な故障判定を行うことができる。

【0089】

［４．制御装置のコントローラが実行する処理］
次に、制御装置１のコントローラ３がコンバータ接続部ＳＷ２の故障判定を行う場合に実行する処理について、図８を参照して説明する。図８は、実施形態に係るコントローラが実行する処理の一例を示すフローチャートである。

【0090】

コントローラ３は、ＩＧ１９がオンされると、ＤＣＤＣ１７の動作を開始させる前に、図８に示す処理を実行する。具体的には、図８に示すように、コントローラ３は、ＩＧ１９がオンされると、まず、高圧バッテリ接続部ＳＷ１を導通させる（ステップＳ１０１）。

【0091】

続いて、コントローラ３は、高圧バッテリＢ１に失陥があるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。例えば、コントローラ３は、電池監視装置１８から入力される検出結果に基づいて、高圧バッテリＢ１に失陥があるか否かを判定する。

【0092】

コントローラ３は、高圧バッテリＢ１の電圧およびＳＯＣの値が正常値の範囲内である場合に、高圧バッテリＢ１に失陥がないと判定する。コントローラ３は、高圧バッテリＢ１の電圧およびＳＯＣが正常値の範囲外である場合に、高圧バッテリＢ１に失陥があると判定する。

【0093】

電圧の正常値の範囲は、例えば、４５Ｖ以上の範囲である。ＳＯＣの値の正常値の範囲は、例えば、７５％以上の範囲である。なお、電圧の正常値の範囲は、４５Ｖ以上に限定されるものではない。ＳＯＣの値の正常値の範囲は、７５％以上に限定されるものではない。

【0094】

コントローラ３は、高圧バッテリＢ１に失陥がないと判定した場合（ステップＳ１０２，Ｎｏ）、処理をステップＳ１０８へ移す。コントローラ３は、高圧バッテリＢ１に失陥有と判定した場合（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）、平滑コンデンサ１６に含まれる複数のコンデンサ１６１～１６４を並列接続にする（ステップＳ１０３）。

【0095】

続いて、コントローラ３は、プリチャージ接続部ＳＷ４を導通させ（ステップＳ１０４）、ＤＣＤＣ１７を介さずに、低圧バッテリＢ２によって平滑コンデンサ１６の各コンデンサ１６１～１６４を充電する。

【0096】

続いて、コントローラ３は、並列接続されたコンデンサ１６１～１６４の充電完了をまって、コンデンサ１６１～１６４を並列接続から直列接続にする（ステップＳ１０５）。コンデンサ１６１～１６４の充電が完了したか否かは、第１電圧センサＶ１が１２Ｖを検出するか、あるいは満充電に要する予め定めた時間が経過したか否かで判定すればよい。その後、コントローラ３は、プリチャージ接続部ＳＷ４を遮断する（ステップＳ１０６）。

【0097】

そして、コントローラ３は、高圧系統１０１の電圧、すなわち第１電圧センサＶ１の検出電圧が所定電圧以上か否かを判定する（ステップＳ１０７）。所定の電圧は、低圧バッテリＢ２が出力可能な最大の第２電圧以上の第３電圧である。

【0098】

第３電圧は、コンバータ接続部ＳＷ２の故障判定を行うために最小限必要な高圧系統１０１の電圧である。第３電圧は、例えば、４０Ｖである。なお、第３電圧は、４０Ｖに限定されるものではない。

【0099】

コントローラ３は、高圧系統１０１の電圧が所定電圧以上でないと判定した場合（ステップＳ１０７，Ｎｏ）、処理をステップＳ１０３へ移す。コントローラ３は、高圧系統１０１の電圧が所定電圧以上であると判定した場合（ステップＳ１０７，Ｙｅｓ）、コンバータ接続部ＳＷ２のＯＮ固着判定を行う（ステップＳ１０８）。

【0100】

具体的には、コントローラ３は、コンバータ接続部ＳＷ２を遮断状態にして、第１電圧センサＶ１および第２電圧センサＶ２によって検出される電圧の差を算出する。そして、コントローラ３は、算出した電圧の差が閾値未満であれば、コンバータ接続部ＳＷ２がＯＮ固着していると判定する。また、コントローラ３は、算出した電圧の差が閾値以上であれば、コンバータ接続部ＳＷ２がＯＮ固着していないと判定する。

【0101】

その後、コントローラ３は、コンバータ接続部ＳＷ２を導通状態にする（ステップＳ１０９）。そして、コントローラ３は、コンバータ接続部ＳＷ２のＯＦＦ固着判定を行う（ステップＳ１１０）。

【0102】

具体的には、コントローラ３は、コンバータ接続部ＳＷ２を導通状態にして、第１電圧センサＶ１および第２電圧センサＶ２によって検出される電圧の差を算出する。そして、コントローラ３は、算出した電圧の差が閾値未満であれば、コンバータ接続部ＳＷ２がＯＦＦ固着していないと判定する。また、コントローラ３は、算出した電圧の差が閾値以上であれば、コンバータ接続部ＳＷ２がＯＦＦ固着していると判定する。

【0103】

その後、コントローラ３は、コンバータ接続部ＳＷ２が正常か否かを判定する（ステップＳ１１１）。コントローラ３は、コンバータ接続部ＳＷ２がＯＮ固着しておらず、かつ、コンバータ接続部ＳＷ２がＯＦＦ固着していない場合に、コンバータ接続部ＳＷ２を正常と判定する。コントローラ３は、コンバータ接続部ＳＷ２がＯＮ固着またはＯＦＦ固着している場合には、コンバータ接続部ＳＷ２を正常でないと判定する。

【0104】

コントローラ３は、コンバータ接続部ＳＷ２を正常でないと判定した場合（ステップＳ１１１，Ｎｏ）、処理を終了する。コントローラ３は、コンバータ接続部ＳＷ２を正常であると判定した場合（ステップＳ１１１，Ｙｅｓ）、コンバータ接続部ＳＷ２を導通し、ＩＧ１９がオフされるまでＤＣＤＣ１７を通常制御する（ステップＳ１１２）。つまり、コントローラ３は、車両の状況に応じて、ＤＣＤＣ１７を昇圧動作または降圧動作させる。そして、コントローラ３は、ＩＧ１９がオフされると処理を終了する。

【0105】

なお、図８のフローチャートでは、低圧側のコンバータ接続部ＳＷ３を設けない場合について説明した。コンバータ接続部ＳＷ３も設け、そのＯＮ固着判定処理とＯＦＦ固着判定処理を行う場合は、ステップＳ１１０の後にステップＳ１０８～Ｓ１１０と同様の処理を追加すればよい。その場合、コンバータ接続部ＳＷ２、ＳＷ３の両方が正常の場合、コンバータ接続部ＳＷ２、ＳＷ３を導通し、ＩＧ１９がオフされるまでＤＣＤＣ１７を通常制御する。

【0106】

［５．付記］
付記として、本発明の特徴を以下の通り示す。
（１）
発電機と平滑コンデンサと第１電圧を出力可能な高圧バッテリとを含む高圧系統と、前記第１電圧よりも低い第２電圧を出力可能な低圧バッテリを含む低圧系統との間に接続されるＤＣＤＣコンバータを制御するコントローラを備え、
前記コントローラは、
起動時に前記高圧バッテリを異常と判定した場合、前記平滑コンデンサに含まれる複数のコンデンサを並列接続にし、前記ＤＣＤＣコンバータを介さずに前記低圧バッテリによって前記複数のコンデンサを充電し、
前記複数のコンデンサを並列接続から直列接続にして、前記高圧系統と前記ＤＣＤＣコンバータとの間に接続されるコンバータ接続部の故障を判定する、制御装置。
（２）
前記コントローラは、
起動時に前記高圧バッテリを異常と判定した場合、前記ＤＣＤＣコンバータをバイパスして前記平滑コンデンサと前記低圧バッテリとを接続するプリチャージ接続部を導通させる、前記（１）に記載の制御装置。
（３）
前記平滑コンデンサは、前記複数のコンデンサが直列接続にされた状態において、少なくとも前記第２電圧よりも高い第３電圧以上の電圧を出力できるように構成され、
前記コントローラは、前記高圧系統の電圧が前記第３電圧以上である場合に、前記コンバータ接続部の故障を判定する、前記（１）または（２）に記載の制御装置。
（４）
前記コントローラは、
起動時に前記複数のコンデンサを直列接続にし、
前記高圧バッテリと前記平滑コンデンサとを接続する高圧バッテリ接続部を導通させて前記複数のコンデンサを前記高圧バッテリによって充電し、
前記高圧バッテリを正常と判定した場合、前記コンバータ接続部の故障を判定する、前記（１）から（３）のいずれか一つに記載の制御装置。
（５）
発電機と平滑コンデンサと第１電圧を出力可能な高圧バッテリとを含む高圧系統と、前記第１電圧よりも低い第２電圧を出力可能な低圧バッテリを含む低圧系統との間に接続されるＤＣＤＣコンバータを制御するコントローラが、
起動時に前記高圧バッテリを異常と判定した場合、前記平滑コンデンサに含まれる複数のコンデンサを並列接続にし、前記ＤＣＤＣコンバータを介さずに前記低圧バッテリによって前記複数のコンデンサを充電し、
前記複数のコンデンサを並列接続から直列接続にして、前記高圧系統と前記ＤＣＤＣコンバータとの間に接続されるコンバータ接続部の故障を判定する、故障判定方法。

【0107】

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

【符号の説明】

【0108】

１ 制御装置
３ コントローラ
１０ エンジン
１１ Ｔ／Ｍ
１２ スタータ
１３ 電気負荷
１４ ＭＧ
１５ ＩＮＶ
１６ 平滑コンデンサ
１７ ＤＣＤＣ
１８ 電池監視装置
１９ ＩＧ
２１ プロペラシャフト
２２ プーリ
２３ 回転軸
２４ プーリ
２５ ベルト
１００ 給電システム
１０１ 高圧系統
１０２ 低圧系統
１６１～１６４ コンデンサ
Ｂ１ 高圧バッテリ
Ｂ２ 低圧バッテリ
ＳＷ１ 高圧バッテリ接続部
ＳＷ２，ＳＷ３ コンバータ接続部
ＳＷ４ プリチャージ接続部
Ｖ１ 第１電圧センサ
Ｖ２ 第２電圧センサ
Ｖ３ 第３電圧センサ
Ｖ４ 第４電圧センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】