JP2006288163A - Device for monitoring abnormality in load drive circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に搭載された負荷を駆動する電気回路に関し、特に、その負荷駆動回路におけるセンサの異常を監視する装置に関する。 The present invention relates to an electric circuit for driving a load mounted on a vehicle, and more particularly to an apparatus for monitoring an abnormality of a sensor in the load driving circuit.
近年、環境に配慮した自動車として、ハイブリッド自動車および電気自動車が大きな注目を集めている。そして、ハイブリッド自動車は、一部は既に実用化されている。 In recent years, hybrid vehicles and electric vehicles have attracted much attention as environmentally friendly vehicles. Some hybrid vehicles have already been put to practical use.
このハイブリッド自動車は、従来のエンジンに加え、直流電源とインバータとによって駆動されるモータを動力源とする自動車である。つまり、エンジンを駆動することにより動力を得るとともに、直流電源からの直流電圧をインバータによって交流電圧に変換し、その変換した交流電圧によりモータを回転することによって動力を得るものである。また、電気自動車は、直流電源とインバータとによって駆動されるモータを動力源とする自動車である。 This hybrid vehicle is a vehicle that uses a motor driven by a DC power source and an inverter as a power source in addition to a conventional engine. That is, power is obtained by driving the engine, and DC voltage from a DC power source is converted into AC voltage by an inverter, and power is obtained by rotating the motor by the converted AC voltage. An electric vehicle is a vehicle that uses a motor driven by a DC power source and an inverter as a power source.
このようなハイブリッド車両や電気自動車において、低電圧のバッテリからDC/DCコンバータで昇圧してモータのインバータに電力を供給する場合がある。この場合に、車両を駆動させるためのモータへの供給電流を低くしてハーネスの軽量化を図るため、また車両を駆動させるために高い駆動力を得るために、駆動用モータの定格電圧は高いことが多い。一方、車両に搭載されるバッテリの電圧を高めるためには、1.2V程度のバッテリセルを多数直列に接続しなければならない。多数直列に接続してもモータの定格電圧にならない場合、バッテリの電圧をDC/DCコンバータで昇圧してインバータを経由させてモータに供給することになる。このように、車両に搭載された電気回路において、バッテリの電圧を昇降圧させる必要があり、このような場合、DC/DCコンバータが用いられる。このような電気回路において、複数の箇所の電圧を検出して、DC/DCコンバータの昇降圧を制御したり、バッテリ(電源)の電圧を検出したりしている。 In such a hybrid vehicle or electric vehicle, there is a case where the voltage is boosted by a DC / DC converter from a low-voltage battery and electric power is supplied to the motor inverter. In this case, the rated voltage of the driving motor is high in order to reduce the current supplied to the motor for driving the vehicle to reduce the weight of the harness and to obtain a high driving force for driving the vehicle. There are many cases. On the other hand, in order to increase the voltage of the battery mounted on the vehicle, many battery cells of about 1.2V must be connected in series. If the rated voltage of the motor does not reach even when many are connected in series, the voltage of the battery is boosted by the DC / DC converter and supplied to the motor via the inverter. As described above, in the electric circuit mounted on the vehicle, it is necessary to step up / down the voltage of the battery. In such a case, a DC / DC converter is used. In such an electric circuit, the voltage at a plurality of locations is detected to control the step-up / step-down voltage of the DC / DC converter or to detect the voltage of the battery (power source).
特開2004−364404号公報(特許文献1)は、昇圧動作または降圧動作の少なくともいずれかの動作を行なうコンバータと、コンバータの入力側に接続されたバッテリとを備え、コンバータから負荷に電力を供給する負荷駆動回路における異常監視装置であって、バッテリの電圧値を検知するための第1の検知手段(VBセンサ)と、コンバータの入力側の電圧値を検知するための第2の検知手段(VLセンサ)と、コンバータの出力側の電圧値を検知するための第3の検知手段(VHセンサ)と、検知手段により検知された電圧値の差分値を算出するための算出手段と、差分値と予め定められたしきい値とに基づいて、検知手段の異常を監視するための監視手段と、コンバータが昇降圧作動中に、コンバータによる昇降圧動作を中止するように、コンバータを制御するための制御手段とを含み、監視手段は、コンバータが昇圧動作および降圧動作していない場合に、第1の検知手段により検知された電圧値と第2の検知手段により検知された電圧値との第1の差分値、第1の検知手段により検知された電圧値と第3の検知手段により検知された電圧値との第2の差分値および第2の検知手段により検知された電圧値と第3の検知手段により検知された電圧値との第3の差分値に基づいて、検知手段の中の異常な検知手段を特定するための手段を含む。 Japanese Patent Laying-Open No. 2004-364404 (Patent Document 1) includes a converter that performs at least one of a step-up operation and a step-down operation and a battery connected to the input side of the converter, and supplies power from the converter to a load. An abnormality monitoring device in a load drive circuit that performs first detection means (VB sensor) for detecting the voltage value of the battery and second detection means (VB sensor) for detecting the voltage value on the input side of the converter ( VL sensor), third detection means (VH sensor) for detecting the voltage value on the output side of the converter, calculation means for calculating the difference value of the voltage value detected by the detection means, and the difference value And monitoring means for monitoring the abnormality of the detecting means based on the predetermined threshold value and the converter is performing the step-up / step-down operation during the step-up / step-down operation of the converter. The monitoring means includes a control means for controlling the converter, and the monitoring means includes the voltage value detected by the first detection means and the second detection means when the converter is not performing the step-up operation and the step-down operation. The first difference value from the voltage value detected by the second detection value, the second difference value between the voltage value detected by the first detection means and the voltage value detected by the third detection means, and the second detection means Means for specifying an abnormal detection means in the detection means based on the third difference value between the voltage value detected by the third detection means and the voltage value detected by the third detection means.
この負荷駆動回路における異常監視装置によると、昇降圧動作の中止後に、第1の検知手段(VBセンサ)、第2の検知手段(VLセンサ)および第3の検知手段(VHセンサ)は、負荷駆動回路上の略等電位の位置における電圧値を検知することになる。第1の検知手段、第2の検知手段および第3の検知手段の異常を、監視手段により差分値としきい値とを比較することにより監視できる。すなわち、検知手段が正常であれば差分値がしきい値以上になることがないため、差分値がしきい値以上であると検知手段が異常であると判断できる。このとき、たとえば、3つの差分値の中で最も小さな差分値を算出する際に用いられた2つの検知手段を正常と、他の1つを異常と特定するようにしてもよい。その結果、負荷駆動回路において、各部の電圧を検知するセンサの異常を監視して異常な検知手段を特定することができる異常監視装置を提供することができる。
しかしながら、上述した負荷駆動回路の異常監視装置においては、昇降圧動作を中止した後に、第1の検知手段、第2の検知手段および第3の検知手段の異常を、監視手段により差分値としきい値とを比較することにより監視できる。このように昇降圧動作を中止することができる場合には、この負荷駆動回路の異常監視装置による異常監視は有効であるが、昇降圧動作を中止する条件を満足できない場合には、このような異常監視が困難になる。 However, in the above-described abnormality monitoring device for the load drive circuit, after the step-up / step-down operation is stopped, the abnormality of the first detection means, the second detection means, and the third detection means is set as a difference value by the monitoring means. It can be monitored by comparing the value. When the step-up / step-down operation can be stopped in this way, the abnormality monitoring by the load drive circuit abnormality monitoring device is effective, but when the condition for stopping the step-up / step-down operation cannot be satisfied, Anomaly monitoring becomes difficult.
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、負荷に電力を供給するためにコンバータとバッテリとを有する負荷駆動回路において、各部の電圧を検知するセンサの異常を監視する、負荷駆動回路における異常監視装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a sensor for detecting the voltage of each part in a load driving circuit having a converter and a battery for supplying power to a load. An object of the present invention is to provide an abnormality monitoring device in a load drive circuit for monitoring an abnormality.
第1の発明に係る負荷駆動回路における異常監視装置は、昇圧動作または降圧動作の少なくともいずれかの動作を行なうコンバータと、コンバータの入力側に接続されたバッテリとを備え、コンバータから負荷に電力を供給する負荷駆動回路における異常監視装置であって、バッテリの電圧値を検知するための第1の検知手段と、コンバータの入力側の電圧値を検知するための第2の検知手段と、コンバータの出力側の電圧値を検知するための第3の検知手段と、等電位である位置の電圧値を検知する2つの検知手段の偏差に基づいて、2つの検知手段の一方を異常であると仮判定するための判定手段と、異常であると仮判定された検知手段の電圧値を用いて、異常であると仮判定された検知手段の異常を判断することにより、検知手段の異常を監視するための監視手段とを含む。 An abnormality monitoring device in a load drive circuit according to a first aspect of the present invention includes a converter that performs at least one of a step-up operation and a step-down operation and a battery connected to the input side of the converter, and supplies power from the converter to a load. An abnormality monitoring device in a load drive circuit to be supplied, comprising: a first detection means for detecting a voltage value of a battery; a second detection means for detecting a voltage value on the input side of the converter; Based on the deviation between the third detection means for detecting the voltage value on the output side and the two detection means for detecting the voltage value at the equipotential position, it is assumed that one of the two detection means is abnormal. By using the determination means for determination and the voltage value of the detection means tentatively determined to be abnormal, the abnormality of the detection means tentatively determined to be abnormal is determined, thereby detecting the difference in detection means. The and a monitoring means for monitoring.
第1の発明によると、コンバータが昇降圧動作を行なっていないときには、第1の検知手段と第2の検知手段、第1の検知手段と第3の検知手段、第2の検知手段と第3の検知手段とは、それぞれ等電位の電圧値を検知する。コンバータが昇降圧動作を行なっているときには、第1の検知手段と第2の検知手段とは、それぞれ等電位の電圧値を検知する。判定手段により、等電位である位置の電圧値であるにもかかわらず2つの検知手段の偏差が大きいと2つの検知手段の一方が異常であると仮判定される。異常であると仮判定された検知手段の電圧値が、検知し得ない電圧値(異常に高い電圧値や異常に低い電圧値)であると、異常であると仮判定された検知手段が異常であると判断することができる。その結果、負荷に電力を供給するためにコンバータとバッテリとを有する負荷駆動回路において、各部の電圧を検知するセンサの異常を監視する、負荷駆動回路における異常監視装置を提供することができる。 According to the first invention, when the converter is not performing the step-up / step-down operation, the first detection means and the second detection means, the first detection means and the third detection means, the second detection means and the third The detecting means detects an equipotential voltage value. When the converter is performing the step-up / step-down operation, the first detection means and the second detection means detect the equipotential voltage values, respectively. If the difference between the two detection means is large even though the voltage value is at the equipotential position, the determination means tentatively determines that one of the two detection means is abnormal. If the voltage value of the detection means tentatively determined to be abnormal is a voltage value that cannot be detected (abnormally high voltage value or abnormally low voltage value), the detection means tentatively determined to be abnormal is abnormal. Can be determined. As a result, in the load driving circuit having a converter and a battery for supplying power to the load, it is possible to provide an abnormality monitoring device in the load driving circuit that monitors the abnormality of the sensor that detects the voltage of each part.
第2の発明に係る負荷駆動回路における異常監視装置においては、第1の発明の構成に加えて、監視手段は、異常であると仮判定された検知手段の電圧値が予め定められたしきい値よりも低い場合に、仮判定された検知手段が異常であると判断するための手段を含む。 In the abnormality monitoring apparatus in the load drive circuit according to the second invention, in addition to the configuration of the first invention, the monitoring means has a predetermined threshold value for the voltage of the detection means tentatively determined to be abnormal. A means for determining that the temporarily determined detection means is abnormal when the value is lower than the value is included.
第2の発明によると、たとえば、第2の検知手段は、バッテリの電圧値よりもはるかに低い電圧値を検知していると、異常であると判断することができる。 According to the second aspect of the invention, for example, when the second detection means detects a voltage value far lower than the voltage value of the battery, it can be determined to be abnormal.
第3の発明に係る負荷駆動回路における異常監視装置においては、第1または2の発明の構成に加えて、判定手段は、コンバータによる昇降圧作動中に、第1の検知手段と第2の検知手段とのいずれか一方を異常であると仮判定するための手段を含む。 In the abnormality monitoring device in the load drive circuit according to the third aspect of the invention, in addition to the configuration of the first or second aspect of the invention, the determination means includes the first detection means and the second detection means during the step-up / step-down operation by the converter. Means for temporarily determining that either one of the means is abnormal is included.
第3の発明によると、コンバータによる昇降圧作動中においても、第1の検知手段により検知される位置の電位と、第2の検知手段により検知される位置の電位とは、等しい。このため、これら2つの検知手段の偏差が大きいと、いずれか一方を異常であると仮判定することができる。 According to the third aspect, even during the step-up / step-down operation by the converter, the potential at the position detected by the first detection means is equal to the potential at the position detected by the second detection means. For this reason, if the deviation of these two detection means is large, it can tentatively determine that either one is abnormal.
第4の発明に係る負荷駆動回路における異常監視装置は、第1〜3のいずれかの発明の構成に加えて、コンバータによる昇降圧作動中における目標電圧指令値と第3の検知手段の電圧値とに基づいて、第3の検知手段の異常を監視するための手段をさらに含む。 In addition to the configuration of any one of the first to third aspects, the abnormality monitoring device in the load drive circuit according to the fourth aspect of the invention includes a target voltage command value and a voltage value of the third detection means during the step-up / step-down operation by the converter. And a means for monitoring the abnormality of the third detecting means.
第4の発明によると、コンバータによる昇降圧作動中においては、コンバータへの目標電圧指令値と第3の検知手段の電圧値とが大きく乖離したときに、第3の検知手段か第2の検知手段かコンバータ自体のいずれかが異常であることを監視できる。 According to the fourth invention, during the step-up / step-down operation by the converter, when the target voltage command value to the converter greatly deviates from the voltage value of the third detecting means, the third detecting means or the second detecting means. It can be monitored that either the means or the converter itself is abnormal.
第5の発明に係る負荷駆動回路における異常監視装置は、第4の発明の構成に加えて、第3の検知手段が異常であると判断されていない場合において、第3の検知手段を用いて、コンバータの昇降圧作動を中止するようにコンバータを制御するための手段をさらに含む。 In addition to the configuration of the fourth invention, the abnormality monitoring device in the load drive circuit according to the fifth invention uses the third detection means when the third detection means is not determined to be abnormal. And further includes means for controlling the converter to stop the buck-boost operation of the converter.
第5の発明によると、第3の検知手段が異常でない(正常である)と判断されているときには、この第3の検知手段により検知された電圧値を用いてコンバータの昇降圧動作を中止して、3つのセンサの間に電圧差がないようにして、センサ間の偏差に基づいて、異常なセンサを特定することができる。 According to the fifth invention, when it is determined that the third detection means is not abnormal (normal), the voltage step-up / down operation of the converter is stopped using the voltage value detected by the third detection means. Thus, an abnormal sensor can be identified based on the deviation between the sensors so that there is no voltage difference between the three sensors.
第6の発明に係る負荷駆動回路における異常監視装置は、第4の発明の構成に加えて、第3の検知手段が異常であると判断されていない場合において、第3の検知手段を用いたフィードフォワード制御により、コンバータの昇降圧作動を中止するようにコンバータを制御するための手段をさらに含む。 In addition to the configuration of the fourth invention, the abnormality monitoring device in the load drive circuit according to the sixth invention uses the third detection means when the third detection means is not determined to be abnormal. The feed forward control further includes means for controlling the converter to stop the converter's step-up / step-down operation.
第6の発明によると、第3の検知手段が異常でない(正常である)と判断されているときには、この第3の検知手段により検知された電圧値を用いてフィードフォワード制御してコンバータの昇降圧動作を中止して、3つのセンサの間に電圧差がないようにして、センサ間の偏差に基づいて、異常なセンサを特定することができる。 According to the sixth aspect of the invention, when it is determined that the third detection means is not abnormal (normal), feed-forward control is performed using the voltage value detected by the third detection means to raise and lower the converter. By stopping the pressure operation so that there is no voltage difference between the three sensors, an abnormal sensor can be identified based on the deviation between the sensors.
第7の発明に係る負荷駆動回路における異常監視装置は、第5または6の発明の構成に加えて、コンバータが昇降圧動作を中止したことに応じて、第1の検知手段により検知された電圧値と第2の検知手段により検知された電圧値との第1の差分値、第1の検知手段により検知された電圧値と第3の検知手段により検知された電圧値との第2の差分値および第2の検知手段により検知された電圧値と第3の検知手段により検知された電圧値との第3の差分値に基づいて、検知手段の中の異常な検知手段を特定するための手段をさらに含む。 In addition to the configuration of the fifth or sixth invention, the abnormality monitoring device in the load drive circuit according to the seventh invention is a voltage detected by the first detection means in response to the converter stopping the step-up / step-down operation. A first difference value between the value and the voltage value detected by the second detection means, a second difference between the voltage value detected by the first detection means and the voltage value detected by the third detection means Based on the value and the third difference value between the voltage value detected by the second detection means and the voltage value detected by the third detection means, the abnormal detection means in the detection means is identified. Means are further included.
第7の発明によると、昇降圧動作の中止後に、第1の検知手段および第2の検知手段は、負荷駆動回路上の略等電位における電圧値を検知することになる。第1の検知手段および第2の検知手段の異常を、差分値としきい値とを比較することにより監視できる。すなわち、双方の検知手段が正常であれば差分値がしきい値以上になることがないため、差分値がしきい値以上であると検知手段が異常であると判断できる。このとき、たとえば、3つの差分値の中で最も小さな差分値を算出する際に用いられた2つの検知手段を正常と、他の1つを異常と判断するようにしてもよい。 According to the seventh aspect, after the step-up / step-down operation is stopped, the first detection unit and the second detection unit detect a voltage value at a substantially equipotential on the load drive circuit. The abnormality of the first detection means and the second detection means can be monitored by comparing the difference value with the threshold value. That is, if both detection means are normal, the difference value does not exceed the threshold value. Therefore, if the difference value is equal to or more than the threshold value, it can be determined that the detection means is abnormal. At this time, for example, the two detection means used when calculating the smallest difference value among the three difference values may be determined as normal and the other one as abnormal.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
図1を参照して、本発明の実施の形態に係る異常検知装置を実現するECU(Electronic Control Unit)1000を含む負荷駆動回路の全体回路について説明する。このような負荷駆動回路は、ハイブリッド車両や電気自動車に搭載される。なお、以下の説明では、DC/DCコンバータは、昇圧DC/DCコンバータ700として説明するが、双方向(昇降圧)コンバータであってもよい。
With reference to FIG. 1, an entire circuit of a load drive circuit including an ECU (Electronic Control Unit) 1000 that realizes an abnormality detection device according to an embodiment of the present invention will be described. Such a load drive circuit is mounted on a hybrid vehicle or an electric vehicle. In the following description, the DC / DC converter is described as the step-up DC /
この負荷駆動回路は、メインバッテリ100の電圧を昇圧DC/DCコンバータ700で昇圧してインバータを介して車両駆動用モータに電力を供給する回路である。メインバッテリ100と昇圧DC/DCコンバータ700との間には、システムメインリレー(SMR)500と、補機類から構成される電気負荷回路600とが接続されている。
This load drive circuit is a circuit that boosts the voltage of the
メインバッテリ100は、たとえば、1セルあたりの放電電圧が1.2[V]のニッケル水素電池が直列に接続された放電電圧200〜300[V]の二次電池である。なお、昇圧DC/DCコンバータ700は、この200〜300[V]の電圧を車両駆動用モータの定格電圧である500〜600[V]程度まで昇圧する。また、この昇圧DC/DCコンバータ700は、ECU1000からの制御信号により制御される。
The
システムメインリレー500は、メインバッテリ100と電気負荷回路600や昇圧DC/DCコンバータ700とを電気的に接続状態か電気的に切断状態のいずれかの状態に切換える継電器(リレー)である。このシステムメインリレー500は、ECU1000からの制御信号により制御される。たとえば、ECU1000は、車両のイグニッションスイッチの状態に応じてこのシステムメインリレー500の状態を切換える制御信号を出力する。
The system
電気負荷回路600を構成する補機類には、その一例として、エアコンディショナ610(より詳しくはエアコンディショナ用の電動コンプレッサおよび送風ファン用の電動モータ)と低圧バッテリ630(補機類用の放電電圧が12[V]程度の鉛蓄電池)を充電するために、メインバッテリ100の電圧を降圧するDC/DCコンバータ620を示す。このDC/DCコンバータ620は、メインバッテリ100の放電電圧である200〜300[V]を低圧バッテリ630の充電電圧である14[V]程度まで降圧する。これらの補機類も前述のシステムメインリレー500と同様に、ECU1000からの制御信号によりその作動が制御される。
As an example of the auxiliary machines constituting the
このような負荷駆動回路には、メインバッテリ100の電圧を検知するためのVBセンサ410(第1の電圧検知手段)、昇圧DC/DCコンバータ700の入力側の電圧を検知するためのVLセンサ420(第2の電圧検知手段)、昇圧DC/DCコンバータ700の出力側の電圧を検知するためのVHセンサ430(第3の電圧検知手段)を有する。VBセンサ410により検知された電圧値VB、VLセンサ420により検知された電圧値VL、VHセンサ430により検知された電圧値VHは、それぞれECU1000に入力される。
In such a load driving circuit, a VB sensor 410 (first voltage detecting means) for detecting the voltage of the
図2を参照して、本実施の形態に係る異常検知装置を実現するECU1000で実行されるプログラムの制御構造を説明する。
With reference to FIG. 2, a control structure of a program executed by
ステップ(以下、ステップをSと略す)100にて、ECU1000は、昇圧DC/DCコンバータ700が作動中において、VBセンサ410により検知された電圧値VBと、VLセンサ420により検知された電圧値VLとの偏差ΔV(BL)を|VB−VL|として算出する。
In step (hereinafter, step is abbreviated as S) 100,
S110にて、ECU1000は、偏差ΔV(BL)が予め定められたしきい値(1)以上であるか否かを判断する。昇圧DC/DCコンバータ700が作動中であるか否かに関わらず、VBセンサ410により検知された電圧値VBと、VLセンサ420により検知された電圧値VLとは同じ電位の位置で電圧値を検知しているので、偏差ΔV(BL)がこのようなしきい値(1)以上になること自体、VBセンサ410により検知された電圧値VBおよびVLセンサ420により検知された電圧値VLの少なくともいずれかが以上であると仮判定できる。偏差ΔV(BL)が予め定められたしきい値(1)以上であると(S110にてYES)、処理はS120へ移される。もしそうでないと(S110にてNO)、処理はS130へ移される。
In S110,
S120にて、ECU1000は、VLセンサ420により検知された電圧値VLがしきい値(2)より低いか否かを判断する。たとえば、VLセンサ420が異常であって、検知した電圧値があり得ないほど低いときである。VLセンサ420により検知された電圧値VLが予め定められたしきい値(2)より低いと(S120にてYES)、処理はS160へ移される。もしそうでないと(S120にてNO)、処理はS140へ移される。
In S120,
S130にて、ECU1000は、センサ異常なしと判断する。その後、処理は終了する。
In S130,
S140にて、ECU1000は、さらに昇圧作動させるように昇圧DC/DCコンバータ700を制御して、VHセンサ430で電圧値VHを検知する。
In S140,
S150にて、ECU1000は、VHセンサ430により検知された電圧値VHが、ECU1000から昇圧DC/DCコンバータ700への昇圧指令値通りでないか否かを判断する。これは、昇圧DC/DCコンバータ700の昇圧フィードバック制御において、VLセンサ420が異常、VHセンサ430が異常および昇圧回路が異常の少なくともいずれかが発生していても、VLセンサ420やVHセンサ430や昇圧回路が正常であるとしてフィードバック制御が実行される。そのため、フィードバック制御における積分項が定常偏差を0にするために大きくなるが、異常が発生しているため定常偏差がなくならない。このため、VHセンサ430により検知された電圧値VHが昇圧指令値通りに昇圧しない。VHセンサ430により検知された電圧値VHが昇圧指令値通りに昇圧していない場合(S150にてYES)、処理はS160へ移される。もしそうでないと(S150にてNO)、処理はS170へ移される。
In S150,
S160にて、ECU1000は、VLセンサ420が異常であると判断する。このとき、昇圧DC/DCコンバータ700の昇圧フィードバック制御において、正常に昇圧しない場合、VLセンサ420が異常、VHセンサ430が異常および昇圧回路が異常のいずれかが発生しているが、S110の処理において、VBセンサ410またはVLセンサ420のいずれかが異常であると判断されているので、それらの両方に含まれるVLセンサ420が異常であると判断される。
In S160,
S170にて、ECU1000は、昇圧制御を中止する(上アームON制御に移行する)。このとき、VLセンサ420により検知された電圧値VLを使用しないで、VHセンサ430により検知された電圧値VHに基づいてフィードフォワード制御が行なわれる。予め定められた単位時間あたりの電圧低下率で電圧値VHをメインバッテリ100の電圧値まで降下させる。このとき、フェータルな状態に陥らないように、緩やかに電圧が低下するように、通常の電圧低下率よりも緩やかな電圧低下率を用いる。なお、このときVHセンサ430は正常であると想定する。また、VHセンサ430により検知された電圧値VHに基づいてフィードフォワード制御が行なわれるのは、S110でYESと判断されているVBセンサ410およびVLセンサ420の少なくともいずれかが異常である場合だけである。
In S170,
S180にて、ECU1000は、VHセンサ430により検知された電圧値VHがVBセンサ410により検知された電圧値VBとほぼ同じになるまで低下したか否かを判断する。電圧値VHが電圧値VBとほぼ同じになるまで低下すると(S180にてYES)、処理はS190へ移される。もしそうでないと(S180にてNO)、処理はS170へ戻され、昇圧制御の中止処理(電圧値VHのみを用いたフィードフォワード制御)が継続して行なわれる。
In S180,
S190にて、ECU1000は、昇圧制御中止が完了したと判定する。S200にて、ECU1000は、VBセンサ410により電圧値VBを、VLセンサ420により電圧値VLを、VHセンサ430により電圧値VHを、ぞれぞれ検知する。
In S190,
S210にて、ECU1000は、VBL偏差として、VBL偏差=|VB−VL|、VBH偏差として、VBH偏差=|VB−VH|、VHL偏差として、VHL偏差=|VH−VL|を算出する。すなわち、3つのセンサにより検知された3つの電圧値の中の2つの電圧値の組合せからなる3つの偏差の絶対値を算出する。
In S210,
S220にて、ECU1000は、S210にて算出したVBL偏差、VBH偏差およびVHL偏差の3つの偏差がすべてしきい値(3)以下であるか否かを判断する。このとき、3つの偏差のすべてが、一定時間以上の間、しきい値以下であるか否かが判断される。3つの偏差がすべてしきい値以下であると(S220にてYES)、処理はS130へ移される。もしそうでないと(S220にてNO)、処理はS230へ移される。
In S220,
S230にて、ECU1000は、S210にて算出した3つの偏差(VBL偏差、VBH偏差およびVHL偏差)の中で最も小さな偏差を算出するのに用いた2つの電圧センサを正常と判断し、残り1つの電圧センサを異常と判断する。なお、このとき、S170において実行される昇圧制御の中止処理(電圧値VHのみを用いたフィードフォワード制御)についてはVHセンサ430が正常であることを前提としているので、このことを考慮して異常な電圧センサが特定される。このように異常であると判断されたセンサに関する情報は、ECU1000に内蔵されたメモリに記憶され、ダイアグノーシス診断等に用いられる。
In S230,
以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る異常検知装置の動作について説明する。 The operation of the abnormality detection apparatus according to the present embodiment based on the above-described structure and flowchart will be described.
[昇圧制御中]
昇圧DC/DCコンバータ700により昇圧制御が実行されている場合において、VBセンサ410にて電圧値VBが、VLセンサ420にて電圧値VLが、それぞれ検知され、それらの偏差ΔV(BL)が|VB−VL|により算出される(S100)。この偏差ΔV(BL)が予め定められたしきい値(1)以上でないと(S110にてNO)、センサ異常なしと判断される(S130)。
[During boost control]
When the boost control is executed by the boost DC /
ところが、等電位であるはずの電圧値VBと電圧値VLとの偏差が予め定められたしきい値(1)以上であると(S110にてYES)、VBセンサ410およびVLセンサ420の少なくともいずれかが異常であると仮判定される。VLセンサ420により検知された電圧値VLが予め定められたしきい値(2)より低いと(S120にてYES)、VLセンサ420が異常であると判断される(S160)。
However, if the deviation between voltage value VB that should be equipotential and voltage value VL is greater than or equal to a predetermined threshold value (1) (YES in S110), at least one of
[強制昇圧]
VLセンサ420により検知された電圧値VLが予め定められたしきい値(2)より低くなく(S120にてNO)、VLセンサ420が異常であると判断されないと、強制的にさらに昇圧して、そのときのVHセンサ430により検知された電圧値VHが昇圧指令値通りでないと(S150にてYES)、やはりVLセンサ420が異常であると判断される(S160)。
[Forced boost]
If voltage value VL detected by
図3に示すように、昇圧後の負荷(モータジェネレータ)側からECU1000への昇圧中止指令(上アームON要求フラグがセットされる)は、昇圧指令値≦電圧値VL+Xである。ここで、Xは定数であって、30[V]として、昇圧指令値の下限値を204[V]とすると、VLセンサ420により検知された電圧値VLが174[V](=204−30)以下しか検知しない場合には上アームON要求フラグはセットされないので、昇圧を中止して、異常センサを特定することができない。
As shown in FIG. 3, a boost stop command (upper arm ON request flag is set) to
[強制昇圧中止]
このため、強制的にさらに昇圧してもそのときのVHセンサ430により検知された電圧値VHが昇圧指令値通りであると(S150にてNO)異常センサが特定できないので、VHセンサ430により検知された電圧値VHに基づいてフィードフォワード制御を行ない、昇圧制御を中止する。このとき、VLセンサ420により検知された電圧値VLは(異常の可能性があるので)使用されない(すなわち、フィードバック制御が行なわれない)。VHセンサ430により検知された電圧値VHがVBセンサ410により検知された電圧値VBにほぼ等しくなると(S180にてYES)、昇圧制御の中止が完了したと判定される(S190)。
[Forced pressurization canceled]
Therefore, even if the voltage is forcibly further boosted, if the voltage value VH detected by the
昇圧制御の中止が完了すると、3つの電圧センサにより電圧値が検知される(S200)。VBセンサ410により検知された電圧値VBと、VLセンサ420により検知された電圧値VLと、VHセンサ430により検知された電圧値VHとは、すべて等電位であるかほぼ等電位の位置における電圧であるため、これら3つの電圧センサにより検知された3つの電圧値の中の2つの電圧値の組合せからなる3つの電圧値の差(偏差)は、理想的には全て0となる。
When the stop of the boost control is completed, the voltage value is detected by the three voltage sensors (S200). The voltage value VB detected by the
VBL偏差がVBセンサ410により検知された電圧値VBとVLセンサ420により検知された電圧値VLの差の絶対値として、VBH偏差がVBセンサ410により検知された電圧値VBとVHセンサ430により検知された電圧値VHとの差の絶対値として、VHL偏差がVHセンサ430により検知された電圧値VHとVLセンサ420により検知された電圧値VLとの差の絶対値として、それぞれ算出される(S210)。この3つの偏差がすべてしきい値以下でないと(S220にてNO)、3つの偏差の中で最も小さな偏差を算出するのに用いた2つの電圧センサが正常と判断され、残りの1つの電圧センサが異常と判断される(S230)。
As the absolute value of the difference between the voltage value VB detected by the
たとえば、S210にて算出されたVBH偏差が最も小さい偏差であると想定すると、VBH偏差を算出するために用いられたVHセンサ430が正常、同じくVBH偏差を算出するために用いられたVBセンサ410が正常と判断される。残り1つであるVLセンサ420が異常と判断される。このようにして異常センサがVLセンサ420と特定される(S230)。
For example, assuming that the VBH deviation calculated in S210 is the smallest deviation, the
以上のようにして、本実施の形態に係る異常監視装置を実現するECUによると、昇圧DC/DCコンバータが昇圧中の場合には、VBセンサとVLセンサとによりそれぞれ検知された電圧値の偏差の絶対値であるΔV(BL)を常に監視し、その偏差がしきい値(1)以上であって、VLセンサにより検知された電圧値がしきい値(2)よりも低い、または強制的に昇圧制御したときにVHセンサにより検知された電圧値が昇圧指令値通りでないと、VLセンサが異常であると判断する。さらに、強制的に昇圧制御したときにVHセンサにより検知された電圧値が昇圧指令値通りであると、強制的にVHセンサにより検知された電圧値VHのみに基づいて昇圧制御を中止するためにフィードフォワード制御が行なわれ、昇圧制御が中止された後に、電圧値VBと電圧値VLと電圧値VHの3つの電圧値の任意の2つの電圧値の差の絶対値をそれぞれ算出し、略等電位にある箇所を検知する3つの電圧センサの偏差に基づいて、電圧センサの異常を監視することができる。 As described above, according to the ECU that realizes the abnormality monitoring device according to the present embodiment, when the step-up DC / DC converter is being stepped up, the deviation of the voltage values detected by the VB sensor and the VL sensor, respectively. The absolute value of ΔV (BL) is always monitored, the deviation is equal to or greater than the threshold value (1), and the voltage value detected by the VL sensor is lower than the threshold value (2) or forced If the voltage value detected by the VH sensor when the boost control is performed is not in accordance with the boost command value, it is determined that the VL sensor is abnormal. Further, if the voltage value detected by the VH sensor when the boost control is forcibly performed is in accordance with the boost command value, the boost control is forcibly stopped based only on the voltage value VH detected by the VH sensor. After the feedforward control is performed and the boost control is stopped, the absolute value of the difference between any two voltage values of the voltage value VB, the voltage value VL, and the voltage value VH is calculated. The abnormality of the voltage sensor can be monitored based on the deviation of the three voltage sensors that detect the location at the potential.
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。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
100 メインバッテリ、410 VBセンサ、420 VLセンサ、430 VHセンサ、500 システムメインリレー(SMR)、600 電気負荷回路、610 エアコンディショナ、620 DC/DCコンバータ、630 低圧バッテリ、700 昇圧DC/DCコンバータ、1000 ECU。
100 main battery, 410 VB sensor, 420 VL sensor, 430 VH sensor, 500 system main relay (SMR), 600 electric load circuit, 610 air conditioner, 620 DC / DC converter, 630 low voltage battery, 700 step-up DC /
Claims (7)
前記バッテリの電圧値を検知するための第1の検知手段と、
前記コンバータの入力側の電圧値を検知するための第2の検知手段と、
前記コンバータの出力側の電圧値を検知するための第3の検知手段と、
等電位である位置の電圧値を検知する2つの検知手段の偏差に基づいて、前記2つの検知手段の一方を異常であると仮判定するための判定手段と、
前記異常であると仮判定された検知手段の電圧値を用いて、前記異常であると仮判定された検知手段の異常を判断することにより、検知手段の異常を監視するための監視手段とを含む、負荷駆動回路における異常監視装置。 An abnormality monitoring device in a load drive circuit that includes a converter that performs at least one of a step-up operation and a step-down operation, and a battery connected to an input side of the converter, and that supplies power to the load from the converter,
First detecting means for detecting the voltage value of the battery;
Second detection means for detecting a voltage value on the input side of the converter;
Third detection means for detecting a voltage value on the output side of the converter;
A determination means for temporarily determining that one of the two detection means is abnormal based on a deviation between the two detection means for detecting a voltage value at an equipotential position;
Monitoring means for monitoring the abnormality of the detection means by determining the abnormality of the detection means tentatively determined to be abnormal using the voltage value of the detection means tentatively determined to be abnormal. An abnormality monitoring device in a load driving circuit.
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