JP2008079447A - Multiphase voltage conversion device and control method of vehicle and multiphase voltage conversion device - Google Patents

Multiphase voltage conversion device and control method of vehicle and multiphase voltage conversion device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multiphase voltage conversion device in which a function need not be completely stopped while the conversion device is protected against damage even when abnormality occurs. <P>SOLUTION: The multiphase voltage control device is provided with voltage converters 31 to 33 which are connected in parallel between a first node N1 and a second node N2 and comprise abnormality detection devices, each detecting presence or absence of occurrence of abnormality and a controller 30 operating a plurality of voltage converters in accordance with a driving request signal. The controller 30 stops the voltage converter where abnormality is detected by the abnormality detection device. When the voltage converter without abnormality detection remains, the residual voltage converter is made to maintain an operation corresponding to the driving request signal. It is desirable that the controller 30 limits the through power of the multiphase voltage conversion device when the residual voltage converter is made to maintain the operation corresponding to the driving request signal. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、多相電圧変換装置、それを備える車両、および多相電圧変換装置の制御方法に関する。   The present invention relates to a multiphase voltage conversion device, a vehicle including the same, and a control method for the multiphase voltage conversion device.

電気自動車やハイブリッド車では、減速時において電動発電機からの回生電力をＤＣ−ＤＣコンバータで電圧変換してバッテリに蓄えている。この種のＤＣ−ＤＣコンバータに関する技術として、たとえば、特開２００３−２３５２５２号公報（特許文献１）に開示されたものがある。   In an electric vehicle or a hybrid vehicle, regenerative power from a motor generator is converted into a voltage by a DC-DC converter and stored in a battery during deceleration. As a technique related to this type of DC-DC converter, for example, there is one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-235252 (Patent Document 1).

特開２００３−２３５２５２号公報に開示された技術では、内蔵するマスタ−スレーブ型ＤＣ−ＤＣコンバータの要素コンバータの駆動台数を、入力電力あるいは出力電圧に応じて適宜選択するので、最適な変換効率でマスタ−スレーブ型ＤＣ−ＤＣコンバータを動作させることができる。
特開２００３−２３５２５２号公報 特開２００６−０３３９３４号公報 特開２００３−１１１３８４号公報 In the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-235252, the number of element converters of the built-in master-slave type DC-DC converter is appropriately selected according to the input power or the output voltage. A master-slave DC-DC converter can be operated.
JP 2003-235252 A JP 2006-033934 A JP 2003-111384 A

特開２００３−２３５２５２号公報に開示された技術では、電圧のリップルを排除するために三相にしている。このような車両の駆動系に用いられるＤＣ−ＤＣコンバータは、車両中重要な装置であるので、過熱や過電流等の異常の発生に対する監視が行なわれることが望ましい。異常発生時にはすみやかにＤＣ−ＤＣコンバータを停止させることにより、車両の破壊や事故の発生を未然に防ぐことができる。   In the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-235252, three phases are used in order to eliminate voltage ripple. Since the DC-DC converter used in such a vehicle drive system is an important device in the vehicle, it is desirable to monitor the occurrence of abnormalities such as overheating and overcurrent. By stopping the DC-DC converter promptly when an abnormality occurs, it is possible to prevent the destruction of the vehicle and the occurrence of an accident.

しかしながら、ＤＣ−ＤＣコンバータを完全に停止させてしまうと、車両が動かせなくなり、停止させるのに適切な場所まで退避走行させることができなくなる。   However, if the DC-DC converter is completely stopped, the vehicle cannot be moved and cannot be retreated to a place suitable for stopping.

この発明の目的は、異常発生時においても、破壊から保護しつつも機能を完全停止させずに済む多相電圧変換装置、それを備える車両、および多相電圧変換装置の制御方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a multiphase voltage conversion device that does not completely stop the function while protecting it from destruction even when an abnormality occurs, a vehicle including the same, and a control method for the multiphase voltage conversion device. It is.

この発明は、要約すると、多相電圧変換装置であって、第１のノードと第２のノードとの間に並列的に接続され、各々が異常発生の有無を検出する異常検出装置を含む複数の電圧変換器と、駆動要求信号に応じて複数の電圧変換器を運転させる制御部とを備える。制御部は、異常検出装置によって異常が検出された電圧変換器を停止させ、異常が検出されていない電圧変換器が残っているときには、残余の電圧変換器に駆動要求信号に応じた運転を維持させる。   In summary, the present invention is a multi-phase voltage conversion device including a plurality of abnormality detection devices connected in parallel between a first node and a second node, each detecting whether or not an abnormality has occurred. And a controller that operates a plurality of voltage converters in response to the drive request signal. The control unit stops the voltage converter in which the abnormality is detected by the abnormality detection device, and maintains the operation corresponding to the drive request signal in the remaining voltage converter when the voltage converter in which the abnormality is not detected remains. Let

好ましくは、制御部は、残余の電圧変換器に駆動要求信号に応じた運転を維持させる際に多相電圧変換装置の通過電力を制限する。   Preferably, the control unit limits the passing power of the multiphase voltage conversion device when the remaining voltage converter maintains the operation according to the drive request signal.

より好ましくは、制御部は、通過電力の制限として、多相電圧変換装置の最大定格電力を異常が検出された電圧変換器の数に応じて低減させる。   More preferably, the control unit reduces the maximum rated power of the multiphase voltage conversion device according to the number of voltage converters in which an abnormality has been detected, as a limitation on the passing power.

好ましくは、異常検出装置は、対応する電圧変換器の温度を測定する温度センサと、温度が所定値を超えた場合に異常検出信号を出力する異常判定部とを含む。   Preferably, the abnormality detection device includes a temperature sensor that measures the temperature of the corresponding voltage converter, and an abnormality determination unit that outputs an abnormality detection signal when the temperature exceeds a predetermined value.

好ましくは、異常検出装置は、第１、第２のノードの少なくともいずれかの電圧を検出する電圧センサと、電圧センサに検出された電圧が所定電圧を超えた場合に異常電圧検出信号を出力する電圧異常判定部とを含む。制御部は、複数の電圧変換器の少なくともいずれかにおいて異常電圧検出信号が出力された場合には、複数の電圧変換器のすべてを停止させる。   Preferably, the abnormality detection device outputs a voltage sensor that detects a voltage of at least one of the first and second nodes, and an abnormal voltage detection signal when the voltage detected by the voltage sensor exceeds a predetermined voltage. A voltage abnormality determination unit. The control unit stops all of the plurality of voltage converters when an abnormal voltage detection signal is output from at least one of the plurality of voltage converters.

好ましくは、多相電圧変換装置は、故障を報知する報知部をさらに備える。複数の電圧変換器は、第１〜第３の電圧変換器である。制御部は、第１〜第３の電圧変換器のうちの１つに異常が検出されても他の２つが正常であれば報知部を停止させたまま正常な電圧変換器を運転させる。制御部は、第１〜第３の電圧変換器のうちの２つ以上の電圧変換器に異常が検出され、それらの電圧変換器を停止させるときには、報知部を用いて操作者に故障を報知する。   Preferably, the multiphase voltage conversion device further includes a notification unit that notifies the failure. The plurality of voltage converters are first to third voltage converters. If an abnormality is detected in one of the first to third voltage converters and the other two are normal, the control unit operates the normal voltage converter while stopping the notification unit. When an abnormality is detected in two or more voltage converters among the first to third voltage converters, and the controller stops the voltage converters, the control unit notifies the operator of the failure using the notification unit. To do.

好ましくは、第１のノードには、燃料電池が接続され、第２のノードには、蓄電装置が接続される。   Preferably, a fuel cell is connected to the first node, and a power storage device is connected to the second node.

この発明は、他の局面に従うと、上記いずれかの多相電圧変換装置を備える車両である。   According to another aspect, the present invention is a vehicle including any one of the above-described multiphase voltage conversion devices.

この発明は、さらに他の局面に従うと、第１のノードと第２のノードとの間に並列的に接続され、各々が異常発生の有無を検出する異常検出装置を含む複数の電圧変換器を備える多相電圧変換装置の制御方法であって、異常検出装置によって異常が検出された電圧変換器を停止させるステップと、異常が検出されていない電圧変換器が残っているときには、残余の電圧変換器に運転を維持させるステップとを備える。   According to another aspect of the present invention, there is provided a plurality of voltage converters including an abnormality detection device connected in parallel between the first node and the second node, each detecting whether or not an abnormality has occurred. A control method for a multi-phase voltage conversion device comprising: a step of stopping a voltage converter in which an abnormality is detected by an abnormality detection device; and a remaining voltage conversion when a voltage converter in which no abnormality is detected remains Causing the vessel to maintain operation.

この発明によれば、異常発生時においても、各相の電圧変換器を破壊から保護しつつも電圧変換機能を完全停止させずに済む場合が多くなるので退避走行等がしやすくなる。   According to the present invention, even when an abnormality occurs, there are many cases where it is not necessary to completely stop the voltage conversion function while protecting the voltage converters of the respective phases from destruction, so that it is easy to carry out retreat.

以下、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、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

図１は、本実施の形態に係る車両１００の構成を示した回路図である。車両１００は、モータを搭載する自動車の一例として示される燃料電池自動車である。   FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of vehicle 100 according to the present embodiment. Vehicle 100 is a fuel cell automobile shown as an example of an automobile equipped with a motor.

図１を参照して、車両１００は、ノードＮ２とノードＮ３との間に接続されるバッテリ２と、ノードＮ２とノードＮ３との間に接続される平滑用コンデンサ８と、ノードＮ２とノードＮ１との間に接続されバッテリの電圧ＶＢとインバータの電圧ＶＩＮＶとの間で相互に電圧変換を行なう多相電圧変換装置１０とを含む。   Referring to FIG. 1, vehicle 100 includes a battery 2 connected between nodes N2 and N3, a smoothing capacitor 8 connected between nodes N2 and N3, and nodes N2 and N1. And a multi-phase voltage conversion device 10 that performs voltage conversion between the battery voltage VB and the inverter voltage VINV.

車両１００は、さらに、ノードＮ１とノードＮ３との間に接続される平滑用コンデンサ１４と、ノードＮ１とノードＮ３との間に接続されるインバータ２０と、インバータ２０によって駆動されるモータ２２と、燃料電池システム４０とを含む。燃料電池システム４０は、ノードＮ１とノードＮ３との間に直列に接続されるダイオード１６および燃料電池１８と、水素ポンプ４２と、冷却水ポンプ４４とエア・コンプレッサ４６とを含む。   Vehicle 100 further includes a smoothing capacitor 14 connected between nodes N1 and N3, an inverter 20 connected between nodes N1 and N3, a motor 22 driven by inverter 20, And a fuel cell system 40. The fuel cell system 40 includes a diode 16 and a fuel cell 18 connected in series between the node N1 and the node N3, a hydrogen pump 42, a cooling water pump 44, and an air compressor 46.

ダイオード１６は、燃料電池１８に電流が流入するのを防止するための保護素子であり、燃料電池からノードＮ１に向かう向きを順方向として接続される。燃料電池１８は、水素と空気中の酸素の化学反応で電気と水を作る電源装置である。水素ポンプ４２は、図示しない高圧タンクから水素を燃料電池１８に送出する。エア・コンプレッサ４６は、空気を圧縮して燃料電池１８に供給する。冷却水ポンプ４４は、燃料電池１８を冷却するための冷却水を循環させる。   The diode 16 is a protection element for preventing current from flowing into the fuel cell 18, and is connected with the direction from the fuel cell toward the node N1 as the forward direction. The fuel cell 18 is a power supply device that produces electricity and water by a chemical reaction between hydrogen and oxygen in the air. The hydrogen pump 42 sends hydrogen to the fuel cell 18 from a high-pressure tank (not shown). The air compressor 46 compresses the air and supplies it to the fuel cell 18. The cooling water pump 44 circulates cooling water for cooling the fuel cell 18.

水素ポンプ４２と、冷却水ポンプ４４とエア・コンプレッサ４６とは、ノードＮ２、Ｎ３に接続され電力の供給を受ける。このため、多相電圧変換装置１０を停止させていても燃料電池１８で発電を行なうことが可能である。   The hydrogen pump 42, the cooling water pump 44, and the air compressor 46 are connected to the nodes N2 and N3 and are supplied with electric power. For this reason, even if the multiphase voltage converter 10 is stopped, the fuel cell 18 can generate power.

車両１００は、さらに、バッテリの電圧ＶＢを検出する電圧センサ６と、インバータ電圧ＶＩＮＶを検出する電圧センサ１２と、制御装置３０とを含む。   Vehicle 100 further includes a voltage sensor 6 that detects battery voltage VB, a voltage sensor 12 that detects inverter voltage VINV, and a control device 30.

多相電圧変換装置１０は、ノードＮ１とノードＮ２との間に並列接続される電圧変換器３１〜３３を含む。電圧変換器３１〜３３にはともに電圧ＶＢおよびＶＩＮＶの基準電位を与えるノードＮ３が接続されている。   Multiphase voltage conversion device 10 includes voltage converters 31 to 33 connected in parallel between node N1 and node N2. The voltage converters 31 to 33 are connected to a node N3 that provides reference potentials for the voltages VB and VINV.

電圧変換器３１は、ノードＮ２とノードＮ３との間に接続される第１のアームＡ１と、ノードＮ１とノードＮ３との間に接続される第２のアームＡ２と、アームＡ１，Ａ２間に接続されるリアクトルＬ１とを含む。   The voltage converter 31 includes a first arm A1 connected between the node N2 and the node N3, a second arm A2 connected between the node N1 and the node N3, and the arms A1 and A2. And connected reactor L1.

第１のアームＡ１は、ノードＮ２とノードＮ３との間に直列に接続されるＩＧＢＴ素子ＧＡ，ＧＢと、ＩＧＢＴ素子ＧＡと並列に接続されるダイオードＤＡと、ＩＧＢＴ素子ＧＢと並列に接続されるダイオードＤＢとを含む。   The first arm A1 is connected in parallel with the IGBT elements GA and GB connected in series between the node N2 and the node N3, the diode DA connected in parallel with the IGBT element GA, and the IGBT element GB. And a diode DB.

ＩＧＢＴ素子ＧＡのコレクタはノードＮ２に接続され、エミッタはノードＮ４に接続される。ダイオードＤＡはノードＮ４からノードＮ２に向かう向きを順方向として接続される。   IGBT element GA has a collector connected to node N2, and an emitter connected to node N4. The diode DA is connected with the direction from the node N4 toward the node N2 as the forward direction.

ＩＧＢＴ素子ＧＢのコレクタはノードＮ４に接続され、エミッタはノードＮ３に接続される。ダイオードＤＢはノードＮ３からノードＮ４に向かう向きを順方向として接続される。   IGBT device GB has a collector connected to node N4 and an emitter connected to node N3. The diode DB is connected with the direction from the node N3 toward the node N4 as the forward direction.

第２のアームＡ２は、ノードＮ１とノードＮ３との間に直列に接続されるＩＧＢＴ素子ＧＣ，ＧＤと、ＩＧＢＴ素子ＧＣと並列に接続されるダイオードＤＣと、ＩＧＢＴ素子ＧＤと並列に接続されるダイオードＤＤとを含む。   The second arm A2 is connected in parallel between the IGBT elements GC and GD connected in series between the node N1 and the node N3, the diode DC connected in parallel with the IGBT element GC, and the IGBT element GD. And a diode DD.

ＩＧＢＴ素子ＧＣのコレクタはノードＮ１に接続され、エミッタはノードＮ５に接続される。ダイオードＤＣはノードＮ４からノードＮ１に向かう向きを順方向として接続される。   IGBT element GC has a collector connected to node N1, and an emitter connected to node N5. The diode DC is connected with the direction from the node N4 toward the node N1 as the forward direction.

ＩＧＢＴ素子ＧＤのコレクタはノードＮ５に接続され、エミッタはノードＮ３に接続される。ダイオードＤＤはノードＮ３からノードＮ５に向かう向きを順方向として接続される。   IGBT element GD has a collector connected to node N5 and an emitter connected to node N3. The diode DD is connected with the direction from the node N3 toward the node N5 as the forward direction.

リアクトルＬ１は、ノードＮ４とノードＮ５との間に接続される。
なお、電圧変換器３２，３３の内部の構成については、電圧変換器３１と同様であるので、説明は繰返さない。 Reactor L1 is connected between nodes N4 and N5.
Since the internal configuration of voltage converters 32 and 33 is the same as that of voltage converter 31, description thereof will not be repeated.

また、図１では、ＩＧＢＴ素子ＧＢのエミッタとＩＧＢＴ素子ＧＤのエミッタとが電圧変換器３１内部で接続されている構成、つまり複数の電圧変換器の各々の内部でノードＮ３と燃料電池１８の負極とを接続する構成を示した。しかし、図１の構成に代えて、各電圧変換器内部ではＩＧＢＴ素子ＧＢのエミッタとＩＧＢＴ素子ＧＤのエミッタとは接続せずに、電圧変換器外部にノードＮ３と燃料電池の負極とを接続する配線を電圧変換器３１〜３３共通に１本設けても良い。   Further, in FIG. 1, the emitter of the IGBT element GB and the emitter of the IGBT element GD are connected inside the voltage converter 31, that is, the node N3 and the negative electrode of the fuel cell 18 inside each of the plurality of voltage converters. The configuration to connect with. However, instead of the configuration of FIG. 1, the emitter of the IGBT element GB and the emitter of the IGBT element GD are not connected inside each voltage converter, and the node N3 and the negative electrode of the fuel cell are connected outside the voltage converter. One wire may be provided in common for the voltage converters 31 to 33.

バッテリの電圧ＶＢと燃料電池１８の出力電圧とはとり得る範囲が一部重なっている。たとえばバッテリはニッケル水素バッテリなどが使用され、その電源電圧はたとえば２００Ｖから３００Ｖの範囲で変動するとする。一方燃料電池１８の出力電圧はたとえば２４０Ｖ〜４００Ｖの範囲で変動する。   The possible ranges of the battery voltage VB and the output voltage of the fuel cell 18 partially overlap. For example, a nickel-metal hydride battery or the like is used as the battery, and the power supply voltage varies within a range of 200V to 300V, for example. On the other hand, the output voltage of the fuel cell 18 varies in the range of 240V to 400V, for example.

したがってバッテリ２の電圧が燃料電池１８の出力電圧よりも高い場合と低い場合とがあるので、電圧変換器３１〜３３は先に説明したように第１、第２のアームを有するような構成となっている。この構成により、バッテリ２側からインバータ２０側に昇圧および降圧が可能となり、かつインバータ２０側からバッテリ２側に昇圧および降圧が可能となる。   Therefore, since the voltage of the battery 2 may be higher or lower than the output voltage of the fuel cell 18, the voltage converters 31 to 33 have the first and second arms as described above. It has become. With this configuration, it is possible to step up and step down from the battery 2 side to the inverter 20 side, and step up and step down from the inverter 20 side to the battery 2 side.

次に、制御装置３０の動作について説明していく。図１の多相電圧変換装置１０は、第１のノードＮ１と第２のノードＮ２との間に並列的に接続され、各々が異常発生の有無を検出する異常検出装置を含む電圧変換器３１〜３３と、駆動要求信号に応じて複数の電圧変換器を運転させる制御装置３０とを備える。制御装置３０は、異常検出装置によって異常が検出された電圧変換器を停止させ、異常が検出されていない電圧変換器が残っているときには、残余の電圧変換器に駆動要求信号に応じた運転を維持させる。駆動要求信号は、たとえばアクセルポジションセンサ４８等から送られる運転者からの加速要求操作などである。   Next, the operation of the control device 30 will be described. 1 is connected in parallel between a first node N1 and a second node N2, and a voltage converter 31 including an abnormality detection device that detects whether or not an abnormality has occurred. To 33 and a control device 30 for operating a plurality of voltage converters in response to the drive request signal. The control device 30 stops the voltage converter in which the abnormality is detected by the abnormality detection device, and when the voltage converter in which no abnormality is detected remains, the remaining voltage converter is operated according to the drive request signal. Let it be maintained. The drive request signal is, for example, an acceleration request operation from the driver sent from the accelerator position sensor 48 or the like.

好ましくは、制御装置３０は、残余の電圧変換器に駆動要求信号に応じた運転を維持させる際に多相電圧変換装置の通過電力を制限する。通過電力の制限は、たとえば、たとえば、運転者がアクセルペダルをいっぱいに踏込んでも、モータ２２で消費されるパワーが増加して、異常未発生時の多相電圧変換装置１０の通過パワー上限値の３分の１程度まで多相電圧変換装置１０の通過パワーが上昇するとそれ以上増加しないように制御が行なわれる。   Preferably, the control device 30 limits the passing power of the multi-phase voltage conversion device when the remaining voltage converter maintains the operation according to the drive request signal. For example, even if the driver fully depresses the accelerator pedal, the power consumed by the motor 22 is increased, and the upper limit value of the passing power of the multiphase voltage conversion device 10 when no abnormality has occurred. When the passing power of the multiphase voltage conversion device 10 is increased to about one third, control is performed so that it does not increase any more.

より好ましくは、制御装置３０は、通過電力の制限として、多相電圧変換装置１０の最大定格電力を異常が検出された電圧変換器の数に応じて低減させる。たとえば、３つの電圧変換器３１〜３３のうち異常が検出された電圧変換器の個数が１つであればパワー上限値を３分の２に低下させ、異常が検出された電圧変換器の個数が２つであればパワー上限値を３分の１に低下させた状態で、退避走行可能なように多相電圧変換装置１０に電圧変換動作を維持させる。   More preferably, the control device 30 reduces the maximum rated power of the multiphase voltage conversion device 10 according to the number of voltage converters in which an abnormality has been detected as a limitation on the passing power. For example, if the number of voltage converters in which abnormality is detected is one of the three voltage converters 31 to 33, the power upper limit value is reduced to two thirds, and the number of voltage converters in which abnormality is detected. If the number is two, the multiphase voltage conversion device 10 is allowed to maintain the voltage conversion operation so that the retreat travel can be performed in a state where the power upper limit value is reduced to one third.

また、３つの電圧変換器３１〜３３のうち異常が検出された電圧変換器の個数が３つであればパワー上限値をゼロに低下させる。すなわち多相電圧変換装置１０の動作を停止させる。この場合であっても、バッテリ２の電力で水素ポンプ４２、冷却水ポンプ４４、エア・コンプレッサ４６等を稼動させることができるので、燃料電池１８で発生する電力でモータ２２を動かして退避走行させることは可能である。   Further, if the number of voltage converters in which abnormality is detected among the three voltage converters 31 to 33 is three, the power upper limit value is reduced to zero. That is, the operation of the multiphase voltage converter 10 is stopped. Even in this case, the hydrogen pump 42, the cooling water pump 44, the air compressor 46, and the like can be operated with the electric power of the battery 2, so that the motor 22 is moved by the electric power generated by the fuel cell 18 to be retreated. It is possible.

図２は、図１の制御装置３０と電圧変換器３１〜３３の構成を示す機能ブロック図である。なお、この制御装置３０は、ソフトウエアでもハードウエアでも実現が可能である。   FIG. 2 is a functional block diagram showing configurations of the control device 30 and the voltage converters 31 to 33 in FIG. The control device 30 can be realized by software or hardware.

図２を参照して、電圧変換器３１は、リアクトルＬ１と、リアクトルＬ１に接続されているＵ相インテリジェントパワーモジュール（ＩＰＭ）３６とを含む。電圧変換器３２は、リアクトルＬ２と、Ｖ相ＩＰＭ３７とを含む。電圧変換器３３は、リアクトルＬ３と、Ｗ相ＩＰＭ３８とを含む。   Referring to FIG. 2, voltage converter 31 includes a reactor L1 and a U-phase intelligent power module (IPM) 36 connected to reactor L1. Voltage converter 32 includes a reactor L2 and a V-phase IPM 37. Voltage converter 33 includes a reactor L3 and a W-phase IPM 38.

Ｕ相ＩＰＭ３６は、図１で既に説明したバッテリ側アームＡ１およびＦＣ（Fuel Cell）側アームＡ２と、これらのアームの異常を検出する異常検出装置とを含む。この異常検出装置は、アームＡ１，Ａ２の温度を測定する温度センサ７６と、リアクトルＬ１に流れる電流を検出する電流センサ７８と、リアクトル電流または温度が所定値を超えた場合に異常検出信号ＦＩＮＶ（Ｕ）を出力する過電流・過熱判定部８２とを含む。異常検出信号ＦＩＮＶ（Ｕ）は、Ｕ相のインバータのフェイル信号である。   U-phase IPM 36 includes battery-side arm A1 and FC (Fuel Cell) -side arm A2 that have already been described with reference to FIG. 1, and an abnormality detection device that detects an abnormality in these arms. This abnormality detection device includes a temperature sensor 76 that measures the temperatures of the arms A1 and A2, a current sensor 78 that detects a current flowing through the reactor L1, and an abnormality detection signal FINV (when the reactor current or temperature exceeds a predetermined value). And an overcurrent / overheat determination unit 82 that outputs U). The abnormality detection signal FINV (U) is a fail signal of the U-phase inverter.

なお、温度センサ７６や電流センサ７８に代えてＩＧＢＴ素子自体に電流センサや温度センサが内蔵されたＩＧＢＴ素子を用いても良い。   Instead of the temperature sensor 76 and the current sensor 78, an IGBT element in which a current sensor or a temperature sensor is built in the IGBT element itself may be used.

この異常検出装置は、バッテリ側アームＡ１に接続され図１のノードＮ１の電圧を検出する電圧センサ７４と、ＦＣ側アームＡ２に接続され図１のノードＮ２の電圧を検出する電圧センサ７２と、電圧センサ７２，７４に検出された電圧が所定電圧を超えた場合に異常電圧検出信号ＳＩＮＶ（Ｕ）を出力する電圧異常判定部８０とをさらに含む。異常電圧検出信号ＳＩＮＶ（Ｕ）は、Ｕ相の過電圧フェイル信号である。   The abnormality detection device includes a voltage sensor 74 that is connected to the battery side arm A1 and detects the voltage at the node N1 in FIG. 1, a voltage sensor 72 that is connected to the FC side arm A2 and detects the voltage at the node N2 in FIG. It further includes a voltage abnormality determination unit 80 that outputs an abnormal voltage detection signal SINV (U) when the voltages detected by the voltage sensors 72 and 74 exceed a predetermined voltage. The abnormal voltage detection signal SINV (U) is a U-phase overvoltage fail signal.

なお、Ｖ相ＩＰＭ３７、Ｗ相ＩＰＭ３８の構成は、Ｕ相ＩＰＭと同様であるので説明は繰返さない。このように同じ構成のＩＰＭを３つ用いるので、量産効果によりコストを低減させることができる。   The configurations of V-phase IPM 37 and W-phase IPM 38 are the same as those of U-phase IPM, and therefore description thereof will not be repeated. Since three IPMs having the same configuration are used in this way, the cost can be reduced due to the mass production effect.

制御装置３０は、ハイブリッド制御部６０と、Ｕ相制御基板６１と、Ｖ相制御基板６２と、Ｗ相制御基板６３とを含む。ハイブリッド制御部６０は、アクセルポジションセンサ４８から駆動要求信号を受けると、それに応じてＵ相制御基板６１、Ｖ相制御基板６２、Ｗ相制御基板６３に対してそれぞれ信号ＤＵＴＹ（Ｕ），ＤＵＴＹ（Ｖ），ＤＵＴＹ（Ｗ）を出力する。   Control device 30 includes a hybrid control unit 60, a U-phase control board 61, a V-phase control board 62, and a W-phase control board 63. When the hybrid control unit 60 receives the drive request signal from the accelerator position sensor 48, the hybrid control unit 60 responds to the signals DUTY (U) and DUTY (D) for the U-phase control board 61, the V-phase control board 62, and the W-phase control board 63, respectively. V), DUTY (W) is output.

信号ＤＵＴＹ（Ｕ）は、Ｕ相ＩＰＭ３６のＩＧＢＴ素子のオンデューディー比を指示する信号である。信号ＤＵＴＹ（Ｖ）は、Ｖ相ＩＰＭ３７のＩＧＢＴ素子のオンデューディー比を指示する信号である。信号ＤＵＴＹ（Ｗ）は、Ｗ相ＩＰＭ３８のＩＧＢＴ素子のオンデューディー比を指示する信号である。   The signal DUTY (U) is a signal indicating the on-duty ratio of the IGBT element of the U-phase IPM 36. The signal DUTY (V) is a signal indicating the on-duty ratio of the IGBT element of the V-phase IPM 37. The signal DUTY (W) is a signal indicating the on-duty ratio of the IGBT element of the W-phase IPM 38.

Ｕ相制御基板６１は、ハイブリッド制御部６０から与えられる信号ＤＵＴＹ（Ｕ）に基づいて、ＦＣ側アームＡ２のＩＧＢＴ素子ＧＣ，ＧＤを導通制御するゲート信号ＧＡ（Ｕ）と、バッテリ側アームＡ１のＩＧＢＴ素子ＧＡ，ＧＢを導通制御するゲート信号ＧＢ（Ｕ）とを出力する。   Based on the signal DUTY (U) given from the hybrid control unit 60, the U-phase control board 61 controls the gate signal GA (U) for controlling conduction of the IGBT elements GC and GD of the FC side arm A2, and the battery side arm A1. A gate signal GB (U) for controlling conduction of the IGBT elements GA and GB is output.

また、Ｕ相制御基板６１は、Ｕ相ＩＰＭ３６からフェイル信号ＦＩＮＶ（Ｕ），ＳＩＮＶ（Ｕ）を受けてそれらのフェイル信号をハイブリッド制御部６０に伝える。   The U-phase control board 61 receives fail signals FINV (U) and SINV (U) from the U-phase IPM 36 and transmits these fail signals to the hybrid control unit 60.

Ｖ相制御基板６２は、ハイブリッド制御部６０から与えられる信号ＤＵＴＹ（Ｖ）に基づいて、Ｖ相ＩＰＭ３７に内蔵されるＦＣ側アームＡ２のＩＧＢＴ素子ＧＣ，ＧＤを導通制御するゲート信号ＧＡ（Ｖ）と、バッテリ側アームＡ１のＩＧＢＴ素子ＧＡ，ＧＢを導通制御するゲート信号ＧＢ（Ｖ）とを出力する。   Based on the signal DUTY (V) given from the hybrid control unit 60, the V-phase control board 62 controls the gate signal GA (V) for controlling the IGBT elements GC and GD of the FC-side arm A2 built in the V-phase IPM 37. And a gate signal GB (V) for controlling conduction of the IGBT elements GA and GB of the battery side arm A1.

また、Ｖ相制御基板６２は、Ｖ相ＩＰＭ３７からフェイル信号ＦＩＮＶ（Ｖ），ＳＩＮＶ（Ｖ）を受けてそれらのフェイル信号をハイブリッド制御部６０に伝える。   The V-phase control board 62 receives the fail signals FINV (V) and SINV (V) from the V-phase IPM 37 and transmits the fail signals to the hybrid control unit 60.

Ｗ相制御基板６３は、ハイブリッド制御部６０から与えられる信号ＤＵＴＹ（Ｗ）に基づいて、Ｗ相ＩＰＭ３８に内蔵されるＦＣ側アームＡ２のＩＧＢＴ素子ＧＣ，ＧＤを導通制御するゲート信号ＧＡ（Ｗ）と、バッテリ側アームＡ１のＩＧＢＴ素子ＧＡ，ＧＢを導通制御するゲート信号ＧＢ（Ｗ）とを出力する。   The W-phase control board 63 controls the conduction of the IGBT elements GC and GD of the FC-side arm A2 built in the W-phase IPM 38 based on the signal DUTY (W) given from the hybrid controller 60. And a gate signal GB (W) for controlling conduction of the IGBT elements GA and GB of the battery side arm A1.

また、Ｗ相制御基板６３は、Ｗ相ＩＰＭ３８からフェイル信号ＦＩＮＶ（Ｗ），ＳＩＮＶ（Ｗ）を受けてそれらのフェイル信号をハイブリッド制御部６０に伝える。   The W-phase control board 63 receives fail signals FINV (W) and SINV (W) from the W-phase IPM 38 and transmits those fail signals to the hybrid control unit 60.

制御装置３０は、電圧変換器３１〜３３の少なくともいずれかにおいて異常電圧検出信号が出力された場合には、電圧変換器３１〜３３のすべてを停止させる。具体的には、ハイブリッド制御部６０は、フェイル信号ＳＩＮＶ（Ｕ），ＳＩＮＶ（Ｖ），ＳＩＮＶ（Ｗ）のいずれか１つでも電圧異常の検出を示している場合、シャットダウン信号ＳＤ（Ｕ），ＳＤ（Ｖ），ＳＤ（Ｗ）をすべて活性化させる。これを受けたＵ相制御基板６１、Ｖ相制御基板６２、Ｗ相制御基板６３は、各々がゲート信号ＧＡ，ＧＢを非活性化させて、対応するＩＰＭのＩＧＢＴ素子をオフ状態に制御する。   When an abnormal voltage detection signal is output from at least one of voltage converters 31 to 33, control device 30 stops all voltage converters 31 to 33. Specifically, when the hybrid control unit 60 indicates that any one of the fail signals SINV (U), SINV (V), and SINV (W) indicates the detection of the voltage abnormality, SD (V) and SD (W) are all activated. The U-phase control board 61, the V-phase control board 62, and the W-phase control board 63 that have received this signal deactivate the gate signals GA and GB, respectively, and control the corresponding IPM IGBT elements to the OFF state.

電圧異常については、３つのＩＰＭについて共通する異常であるので、いずれか１つに異常が検知されれば３つのＩＰＭすべてについてＩＧＢＴのゲートを遮断するようにしたものである。これにより、すみやかなＩＰＭの保護が図られる。なお、３つのＩＰＭのうちの１つのみ電圧異常検出機能を有しておれば電圧異常を検出して保護を図ることが可能であるが、先に述べたように３つのＩＰＭを同じ構成にしておくことで部品の種類が少なくてすみ、製造上の管理が容易となるとともに量産効果によりコスト削減の効果がある。   Since the voltage abnormality is an abnormality common to the three IPMs, if any one of the abnormality is detected, the gates of the IGBTs are cut off for all three IPMs. Thereby, prompt IPM protection is achieved. If only one of the three IPMs has a voltage abnormality detection function, it is possible to detect and protect the voltage abnormality. However, as described above, the three IPMs have the same configuration. By doing so, the number of types of parts can be reduced, manufacturing management is facilitated, and cost reduction is achieved through mass production.

一方、過電流や過熱の異常については、制御装置３０は、異常を示している電圧変換器については停止させるが、異常を示していない電圧変換器については運転を継続させる。   On the other hand, for an overcurrent or overheat abnormality, the control device 30 stops the voltage converter showing the abnormality, but continues the operation for the voltage converter not showing the abnormality.

この場合、多相電圧変換装置１０は、故障を報知する警告ランプ５０をさらに備え、制御装置３０は、電圧変換器３１〜３３のうちの１つに異常が検出されても他の２つが正常であれば報知部を停止させたまま正常な電圧変換器を運転させる。制御装置３０は、電圧変換器３１〜３３のうちの２つ以上の電圧変換器に異常が検出され、それらの電圧変換器を停止させるときには、警告ランプ５０を用いて操作者に故障を報知する。   In this case, the multiphase voltage conversion device 10 further includes a warning lamp 50 that notifies the failure, and the control device 30 detects that an abnormality is detected in one of the voltage converters 31 to 33, and the other two are normal. If so, a normal voltage converter is operated while the notification unit is stopped. When the abnormality is detected in two or more voltage converters among the voltage converters 31 to 33 and the voltage converters are stopped, the control device 30 uses the warning lamp 50 to notify the operator of the failure. .

しかし、制御装置３０は、電圧変換器３１〜３３のうちの１つしか電圧変換器に異常が検出され無い場合には、警告ランプ５０は消灯させたまま操作者への報知は行なわないで、異常発生した電圧変換器のＩＧＢＴ素子を遮断してフェイルが解消されるのを待つ。このようにすることによって、運転者等に煩雑な思いをさせることを避けつつも、ＩＧＢＴ素子にダメージを与えることを避けつつ、電圧変換機能の維持を図ることができる。   However, when only one of the voltage converters 31 to 33 is detected to be abnormal, the control device 30 does not notify the operator with the warning lamp 50 turned off. The IGBT element of the voltage converter in which an abnormality has occurred is cut off and waits for the failure to be resolved. By doing so, it is possible to maintain the voltage conversion function while avoiding damaging the IGBT element while avoiding complicated feelings to the driver or the like.

以上図２で説明した制御装置３０は、コンピュータを用いてソフトウエアで実現することも可能である。   The control device 30 described above with reference to FIG. 2 can also be realized by software using a computer.

図３は、制御装置３０としてコンピュータを用いた場合の一般的な構成を示した図である。   FIG. 3 is a diagram showing a general configuration when a computer is used as the control device 30.

図３を参照して、制御装置３０は、ＣＰＵ１８０と、Ａ／Ｄ変換器１８１と、ＲＯＭ１８２と、ＲＡＭ１８３と、インターフェース部１８４とを含む。   Referring to FIG. 3, control device 30 includes a CPU 180, an A / D converter 181, a ROM 182, a RAM 183, and an interface unit 184.

Ａ／Ｄ変換器１８１は、各種センサの出力等のアナログ信号ＡＩＮをディジタル信号に変換してＣＰＵ１８０に出力する。またＣＰＵ１８０はデータバスやアドレスバス等のバス１８６でＲＯＭ１８２と、ＲＡＭ１８３と、インターフェース部１８４に接続されデータ授受を行なう。   The A / D converter 181 converts analog signals AIN such as outputs from various sensors into digital signals and outputs them to the CPU 180. The CPU 180 is connected to a ROM 182, a RAM 183, and an interface unit 184 via a bus 186 such as a data bus or an address bus to exchange data.

ＲＯＭ１８２は、たとえばＣＰＵ１８０で実行されるプログラムや参照されるマップ等のデータが格納されている。ＲＡＭ１８３は、たとえばＣＰＵ１８０がデータ処理を行なう場合の作業領域であり、各種変数を一時的に記憶する。   The ROM 182 stores data such as a program executed by the CPU 180 and a map to be referred to. The RAM 183 is a work area when the CPU 180 performs data processing, for example, and temporarily stores various variables.

インターフェース部１８４は、たとえば他のＥＣＵとの通信を行なったり、ＲＯＭ１８２として電気的に書換可能なフラッシュメモリ等を使用した場合の書換データの入力などを行なったり、メモリカードやＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体からのデータ信号ＳＩＧの読込みを行なったりする。   The interface unit 184 communicates with other ECUs, inputs rewrite data when an electrically rewritable flash memory or the like is used as the ROM 182, or a computer such as a memory card or CD-ROM. The data signal SIG is read from a readable recording medium.

なお、ＣＰＵ１８０は、入出力ポートからデータ入力信号ＤＩＮやデータ出力信号ＤＯＵＴを授受する。   Note that the CPU 180 transmits and receives a data input signal DIN and a data output signal DOUT from the input / output port.

制御装置３０は、このような構成に限られるものでなく、複数のＣＰＵを含んで実現されるものであっても良い。   The control device 30 is not limited to such a configuration, and may be realized including a plurality of CPUs.

図４は、制御装置３０が実行する処理の制御構造を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、異常監視のため一定時間経過ごとまたは所定の条件が成立するごとに所定のメインルーチンから呼び出されて実行される。   FIG. 4 is a flowchart showing a control structure of processing executed by the control device 30. The process of this flowchart is called from a predetermined main routine and executed every time a predetermined time elapses or a predetermined condition is satisfied for abnormality monitoring.

図４を参照して、この実施の形態に係る発明は、第１のノードＮ１と第２のノードＮ２との間に並列的に接続され、各々が異常発生の有無を検出する異常検出装置を含む複数の電圧変換器３１〜３３を備える多相電圧変換装置１０の制御方法であって、その制御方法は、異常検出装置によって異常が検出された電圧変換器を停止させるステップ（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４−Ｓ５）と、異常が検出されていない電圧変換器が残っているときには、残余の電圧変換器に運転を維持させるステップ（Ｓ６，Ｓ７，Ｓ９，Ｓ１０）とを含む。   Referring to FIG. 4, the invention according to this embodiment includes an abnormality detection device that is connected in parallel between first node N1 and second node N2, and each detects whether or not an abnormality has occurred. A control method for a multiphase voltage conversion device 10 including a plurality of voltage converters 31 to 33 including the steps of stopping the voltage converter in which an abnormality is detected by the abnormality detection device (S1, S2, S4-S5) and steps (S6, S7, S9, S10) for allowing the remaining voltage converters to maintain operation when there are remaining voltage converters in which no abnormality is detected.

具体的には、処理が開始されると、まずステップＳ１において制御装置３０は、電圧変換器３１〜３３において過電圧が検出されているか否かを確認する。具体的には、図２の３つのＩＰＭ３６〜３８の出力するフェイル信号ＳＩＮＶ（Ｕ），ＳＩＮＶ（Ｖ），ＳＩＮＶ（Ｗ）のうち１つでも異常を示している場合には処理はステップＳ２に進む。   Specifically, when the process is started, first, in step S1, the control device 30 confirms whether or not an overvoltage is detected in the voltage converters 31 to 33. Specifically, if any one of the fail signals SINV (U), SINV (V), and SINV (W) output from the three IPMs 36 to 38 in FIG. 2 indicates an abnormality, the process proceeds to step S2. move on.

ステップＳ２では、電圧変換器３１〜３３すべてすなわち３相とものコンバータが停止される。この状態では、燃料電池１８を稼動させインバータに電圧を供給させることで退避走行は可能である。ただし、多相電圧変換装置１０を停止させて、燃料電池１８の発電に伴い、水素ポンプ４２、冷却水ポンプ４４、エア・コンプレッサ４６の電源となっているバッテリ２が消費されてしまうので、走行時間には制限が有る。   In step S2, all the voltage converters 31 to 33, that is, the converters for all three phases are stopped. In this state, the retreat travel is possible by operating the fuel cell 18 and supplying a voltage to the inverter. However, since the multiphase voltage conversion device 10 is stopped and the battery 2 serving as the power source of the hydrogen pump 42, the cooling water pump 44, and the air compressor 46 is consumed along with the power generation of the fuel cell 18, the travel is performed. Time is limited.

そしてステップＳ３において警告ランプ５０が点灯され、運転者にコンバータの停止が報知される。なお、警告ランプ５０の点灯に代えてまたは加えて、ブザーや音声で報知したり、液晶パネル上に画像を表示したりして、詳細な異常の内容を示しても良い。ステップＳ３の処理が終了するとステップＳ１７に処理が進み制御はメインルーチンに移される。   In step S3, the warning lamp 50 is turned on to notify the driver that the converter has stopped. In addition to or in addition to the lighting of the warning lamp 50, the details of the abnormality may be shown by informing with a buzzer or sound or displaying an image on the liquid crystal panel. When the process of step S3 ends, the process proceeds to step S17, and control is transferred to the main routine.

一方、ステップＳ１において、フェイル信号ＳＩＮＶ（Ｕ），ＳＩＮＶ（Ｖ），ＳＩＮＶ（Ｗ）のいずれもが異常を示していない場合は、ステップＳ４に処理が進む。   On the other hand, if none of the fail signals SINV (U), SINV (V), and SINV (W) indicates an abnormality in step S1, the process proceeds to step S4.

ステップＳ４では、電圧変換器３１〜３３のうち過熱または過電流異常が生じているものがあるかどうかが判断される。この判断は、図２でいえば、フェイル信号ＦＩＮＶ（Ｕ），ＦＩＮＶ（Ｖ），ＦＩＮＶ（Ｗ）でフェイルが示されているかどうかによって判断される。過熱または過電流異常が生じている相があればステップＳ５においてコンバータの異常発生した相が停止される。すなわち、フェイル信号ＦＩＮＶ（Ｕ）に異常を示す“１”が認められればＵ相ＩＰＭ３６のＩＧＢＴ素子のゲートがシャットダウンされる。フェイル信号ＦＩＮＶ（Ｖ）に異常を示す“１”が認められればＶ相ＩＰＭ３７のＩＧＢＴ素子のゲートがシャットダウンされる。フェイル信号ＦＩＮＶ（Ｗ）に異常を示す“１”が認められればＷ相ＩＰＭ３８のＩＧＢＴ素子のゲートがシャットダウンされる。ステップＳ５の処理が終了すると、ステップＳ６に処理が進む。   In step S4, it is determined whether or not any of the voltage converters 31 to 33 has overheated or overcurrent abnormality. In FIG. 2, this determination is made based on whether or not a failure is indicated by the fail signals FINV (U), FINV (V), and FINV (W). If there is a phase in which overheating or overcurrent abnormality occurs, the phase in which the converter abnormality has occurred is stopped in step S5. That is, if “1” indicating abnormality is recognized in fail signal FINV (U), the gate of the IGBT element of U-phase IPM 36 is shut down. If “1” indicating abnormality is found in fail signal FINV (V), the gate of the IGBT element of V-phase IPM 37 is shut down. If “1” indicating abnormality is found in fail signal FINV (W), the gate of the IGBT element of W-phase IPM 38 is shut down. When the process of step S5 ends, the process proceeds to step S6.

一方、ステップＳ４において、過熱または過電流異常が生じている相がなければ、ステップＳ６に処理が進む。   On the other hand, if there is no phase in which overheating or overcurrent abnormality occurs in step S4, the process proceeds to step S6.

ステップＳ６では、停止相が１つだけであるか否かが判断される。ステップＳ６において停止相の数が１相であるときにはステップＳ７に処理が進む。ステップＳ７ではコンバータの通過パワーを定格の３分の２に制限する処理が行なわれる。   In step S6, it is determined whether there is only one stop phase. When the number of stop phases is one in step S6, the process proceeds to step S7. In step S7, processing for limiting the passing power of the converter to two-thirds of the rating is performed.

たとえば、運転者がアクセルペダルをいっぱいに踏込んでも、モータ２２で消費されるパワーが増加して、異常未発生時の多相電圧変換装置１０の通過パワー上限値の３分の２程度まで多相電圧変換装置１０の通過パワーが上昇するとそれ以上増加しないようにモータ制御が行なわれる。   For example, even when the driver fully depresses the accelerator pedal, the power consumed by the motor 22 increases, and the power is increased to about two thirds of the upper limit of the passing power of the multiphase voltage conversion device 10 when no abnormality occurs. When the passing power of the phase voltage converter 10 increases, the motor control is performed so as not to increase further.

ステップＳ７に続いてステップＳ８の処理が行なわれる。ステップＳ８では、警告ランプ５０を消灯する処理が行なわれる。１相停止であれば、出力パワーの制限もさほど大きくないので通常の走行を行なううえではあまり支障も無く、また過電流や過熱が一過性のものであれば、フェイルが解消する場合もあるからである。   Following step S7, the process of step S8 is performed. In step S8, a process for turning off the warning lamp 50 is performed. If it is a one-phase stop, the output power limit is not so large, so there is not much trouble in normal driving, and if overcurrent or overheating is transient, the failure may be resolved. Because.

一方、ステップＳ６で停止相の数が１つで無い場合、処理はステップＳ９に進み停止相の数が２であるか否かが判断される。ステップＳ９において停止相が２相であるときにはステップＳ１０に処理が進む。ステップＳ１０ではコンバータの通過パワーを定格の３分の１に制限する処理が行なわれる。   On the other hand, if the number of stop phases is not one in step S6, the process proceeds to step S9 and it is determined whether or not the number of stop phases is two. When the stop phase is two phases in step S9, the process proceeds to step S10. In step S10, processing for limiting the passing power of the converter to one third of the rating is performed.

たとえば、運転者がアクセルペダルをいっぱいに踏込んでも、モータ２２で消費されるパワーが増加して、異常未発生時の多相電圧変換装置１０の通過パワー上限値の３分の１程度まで多相電圧変換装置１０の通過パワーが上昇するとそれ以上増加しないようにモータ制御が行なわれる。   For example, even when the driver fully depresses the accelerator pedal, the power consumed by the motor 22 increases, and the power is increased to about one third of the upper limit of the passing power of the multiphase voltage converter 10 when no abnormality occurs. When the passing power of the phase voltage converter 10 increases, the motor control is performed so as not to increase further.

ステップＳ１０に続いてステップＳ１１の処理が行なわれる。ステップＳ１１では、警告ランプ５０を点灯して運転者に異常の発生を報知する処理が行なわれる。２相停止であれば、多相電圧変換装置１０の通過パワーの制限がやや大きく、通常の走行を行なうときにパワー不足を運転者が感じる可能性があるからである。   Following step S10, the process of step S11 is performed. In step S11, the warning lamp 50 is lit to notify the driver of the occurrence of abnormality. This is because if the two-phase stop is used, the limit of the passing power of the multiphase voltage conversion device 10 is somewhat large, and the driver may feel power shortage during normal driving.

また、ステップＳ９で停止相が２つで無い場合、処理はステップＳ１２に進み停止相の数が３であるか否かが判断される。ステップＳ１２において停止相の数が３であるときにはステップＳ１３に処理が進む。ステップＳ１３ではコンバータは停止される。そしてステップＳ１４において退避走行モードに車両が設定される。   If the number of stop phases is not two in step S9, the process proceeds to step S12 to determine whether the number of stop phases is three. When the number of stop phases is 3 in step S12, the process proceeds to step S13. In step S13, the converter is stopped. In step S14, the vehicle is set to the retreat travel mode.

退避走行モードでは、多相電圧変換装置１０の通過パワー上限値をゼロに低下させる。すなわち多相電圧変換装置１０の動作を停止させる。この場合であっても、バッテリ２の電力で水素ポンプ４２、冷却水ポンプ４４、エア・コンプレッサ４６等を稼動させることができるので、燃料電池１８で発生する電力でモータ２２を動かして退避走行させることは可能である。   In the retreat travel mode, the upper limit value of the passing power of the multiphase voltage converter 10 is reduced to zero. That is, the operation of the multiphase voltage converter 10 is stopped. Even in this case, the hydrogen pump 42, the cooling water pump 44, the air compressor 46, and the like can be operated with the electric power of the battery 2, so that the motor 22 is moved by the electric power generated by the fuel cell 18 to be retreated. It is possible.

しかし、モータ２２の消費電力の不足分をバッテリ２から補うことができないので、パワーの上限は燃料電池１８の最大出力によって定まってしまう。   However, since the shortage of power consumption of the motor 22 cannot be compensated from the battery 2, the upper limit of the power is determined by the maximum output of the fuel cell 18.

ステップＳ１４に続いてステップＳ１５の処理が行なわれる。ステップＳ１５では、警告ランプ５０を点灯して運転者に異常の発生を報知する処理が行なわれる。３相停止であれば、出力パワーの制限が大きく、通常の走行を行なうときにパワー不足を運転者が感じる可能性があるからである。   Following step S14, the process of step S15 is performed. In step S15, the warning lamp 50 is turned on to notify the driver of the occurrence of an abnormality. This is because if the three-phase stop is used, the output power is greatly limited, and the driver may feel power shortage during normal driving.

ステップＳ１２において停止相の数が３でない場合、ＩＰＭはＵ，Ｖ，Ｗ相とも稼動中である。この場合、ステップＳ１２からステップＳ１６に処理が進む。ステップＳ１６では、警告ランプ５０は消灯される。   If the number of stop phases is not 3 in step S12, the IPM is operating in the U, V, and W phases. In this case, the process proceeds from step S12 to step S16. In step S16, the warning lamp 50 is turned off.

ステップＳ８，Ｓ１１，Ｓ１５，Ｓ１６のいずれかの処理が終了すると、ステップＳ１７に処理が進み制御はメインルーチンに戻される。   When any one of steps S8, S11, S15, and S16 is completed, the process proceeds to step S17, and control is returned to the main routine.

以上説明したように、制御装置３０は、通過電力の制限として、多相電圧変換装置１０の最大定格電力を異常が検出された電圧変換器の数に応じて低減させる。たとえば、３つの電圧変換器３１〜３３のうち異常が検出された電圧変換器の個数が１つであればパワー上限値を３分の２に低下させ、異常が検出された電圧変換器の個数が２つであればパワー上限値を３分の１に低下させた状態で、退避走行可能なように多相電圧変換装置１０に電圧変換動作を維持させる。   As described above, the control device 30 reduces the maximum rated power of the multiphase voltage conversion device 10 according to the number of voltage converters in which an abnormality has been detected, as a limitation on the passing power. For example, if the number of voltage converters in which abnormality is detected is one of the three voltage converters 31 to 33, the power upper limit value is reduced to two thirds, and the number of voltage converters in which abnormality is detected. If the number is two, the multiphase voltage conversion device 10 is allowed to maintain the voltage conversion operation so that the retreat travel can be performed in a state where the power upper limit value is reduced to one third.

したがって、多相電圧変換装置１０に異常が検出されたときでも車両を通行の障害にならない地点に移動させることができる。場合によっては、修理工場まで走行させたり、通常の走行を続けたりすることも可能である。   Therefore, even when an abnormality is detected in the multiphase voltage conversion device 10, the vehicle can be moved to a point where it does not become an obstacle to passage. In some cases, it is possible to drive to a repair shop or continue normal driving.

また、以上の実施の形態で開示された制御方法は、コンピュータを用いてソフトウエアで実行可能である。この制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムをコンピュータ読み取り可能に記録した記録媒体（ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、メモリカードなど）から車両の制御装置中のコンピュータに読み込ませたり、また通信回線を通じて提供したりしても良い。   In addition, the control methods disclosed in the above embodiments can be executed by software using a computer. A program for causing a computer to execute this control method is read from a recording medium (ROM, CD-ROM, memory card, etc.) recorded in a computer-readable manner into a computer in a vehicle control device, or provided through a communication line. You may do it.

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.

本実施の形態に係る車両１００の構成を示した回路図である。It is a circuit diagram showing a configuration of vehicle 100 according to the present embodiment. 図１の制御装置３０と電圧変換器３１〜３３の構成を示す機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram illustrating configurations of a control device 30 and voltage converters 31 to 33 in FIG. 1. 制御装置３０としてコンピュータを用いた場合の一般的な構成を示した図である。2 is a diagram illustrating a general configuration when a computer is used as the control device 30. FIG. 制御装置３０が実行する処理の制御構造を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a control structure of processing executed by a control device 30.

符号の説明Explanation of symbols

２ バッテリ、６，１２，７２，７４ 電圧センサ、８，１４ 平滑用コンデンサ、１０ 多相電圧変換装置、１６ ダイオード、１８ 燃料電池、２０ インバータ、２２ モータ、３０ 制御装置、３１〜３３ 電圧変換器、４０ 燃料電池システム、４２ 水素ポンプ、４４ 冷却水ポンプ、４６ エア・コンプレッサ、４８ アクセルポジションセンサ、５０ 警告ランプ、６０ ハイブリッド制御部、６１ Ｕ相制御基板、６２ Ｖ相制御基板、６３ Ｗ相制御基板、７６ 温度センサ、７８ 電流センサ、８０ 電圧異常判定部、８２ 過電流・過熱判定部、１００ 車両、１８１ Ａ／Ｄ変換器、１８４ インターフェース部、１８６ バス、Ａ１ バッテリ側アーム、Ａ２ ＦＣ側アーム、ＡＩＮ アナログ信号、ＤＡ〜ＤＤ ダイオード、ＧＡ〜ＧＤ ＩＧＢＴ素子、３６ Ｕ相ＩＰＭ、３７ Ｖ相ＩＰＭ、３８ Ｗ相ＩＰＭ、Ｌ１〜Ｌ３ リアクトル。   2 Battery, 6, 12, 72, 74 Voltage sensor, 8, 14 Smoothing capacitor, 10 Multiphase voltage converter, 16 Diode, 18 Fuel cell, 20 Inverter, 22 Motor, 30 Controller, 31-33 Voltage converter , 40 Fuel cell system, 42 Hydrogen pump, 44 Cooling water pump, 46 Air compressor, 48 Accelerator position sensor, 50 Warning lamp, 60 Hybrid controller, 61 U phase control board, 62 V phase control board, 63 W phase control Board, 76 Temperature sensor, 78 Current sensor, 80 Voltage abnormality determination unit, 82 Overcurrent / overheat determination unit, 100 vehicle, 181 A / D converter, 184 interface unit, 186 bus, A1 battery side arm, A2 FC side arm , AIN Analog signal, DA ~ DD diode, GA ~ GD IGBT element, 36 U-phase IPM, 37 V-phase IPM, 38 W-phase IPM, L1-L3 reactor.

Claims (9)

第１のノードと第２のノードとの間に並列的に接続され、各々が異常発生の有無を検出する異常検出装置を含む複数の電圧変換器と、
駆動要求信号に応じて前記複数の電圧変換器を運転させる制御部とを備え、
前記制御部は、前記異常検出装置によって異常が検出された電圧変換器を停止させ、異常が検出されていない電圧変換器が残っているときには、残余の電圧変換器に前記駆動要求信号に応じた運転を維持させる、多相電圧変換装置。 A plurality of voltage converters connected in parallel between the first node and the second node, each including an abnormality detection device that detects whether or not an abnormality has occurred;
A controller that operates the plurality of voltage converters in response to a drive request signal,
The control unit stops the voltage converter in which an abnormality is detected by the abnormality detection device, and when a voltage converter in which no abnormality is detected remains, the remaining voltage converter responds to the drive request signal A multi-phase voltage converter that maintains operation. 前記制御部は、前記残余の電圧変換器に前記駆動要求信号に応じた運転を維持させる際に前記多相電圧変換装置の通過電力を制限する、請求項１に記載の多相電圧変換装置。   2. The multiphase voltage converter according to claim 1, wherein when the remaining voltage converter maintains the operation according to the drive request signal, the control unit restricts the passing power of the multiphase voltage converter. 3. 前記制御部は、前記通過電力の制限として、前記多相電圧変換装置の最大定格電力を異常が検出された電圧変換器の数に応じて低減させる、請求項２に記載の多相電圧変換装置。   The multi-phase voltage conversion device according to claim 2, wherein the control unit reduces the maximum rated power of the multi-phase voltage conversion device according to the number of voltage converters in which an abnormality has been detected as a restriction on the passing power. . 前記異常検出装置は、対応する電圧変換器の温度を測定する温度センサと、
前記温度が所定値を超えた場合に異常検出信号を出力する異常判定部とを含む、請求項１に記載の多相電圧変換装置。 The abnormality detection device includes a temperature sensor that measures the temperature of a corresponding voltage converter;
The multiphase voltage converter according to claim 1, further comprising: an abnormality determination unit that outputs an abnormality detection signal when the temperature exceeds a predetermined value. 前記異常検出装置は、
前記第１、第２のノードの少なくともいずれかの電圧を検出する電圧センサと、
前記電圧センサに検出された電圧が所定電圧を超えた場合に異常電圧検出信号を出力する電圧異常判定部とを含み、
前記制御部は、前記複数の電圧変換器の少なくともいずれかにおいて前記異常電圧検出信号が出力された場合には、前記複数の電圧変換器のすべてを停止させる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の多相電圧変換装置。 The abnormality detection device is:
A voltage sensor for detecting a voltage of at least one of the first and second nodes;
A voltage abnormality determination unit that outputs an abnormal voltage detection signal when the voltage detected by the voltage sensor exceeds a predetermined voltage;
The control unit according to any one of claims 1 to 4, wherein when the abnormal voltage detection signal is output from at least one of the plurality of voltage converters, the control unit stops all of the plurality of voltage converters. The multiphase voltage converter according to the item. 故障を報知する報知部をさらに備え、
前記複数の電圧変換器は、第１〜第３の電圧変換器であり、
前記制御部は、前記第１〜第３の電圧変換器のうちの１つに異常が検出されても他の２つが正常であれば前記報知部を停止させたまま正常な電圧変換器を運転させ、前記第１〜第３の電圧変換器のうちの２つ以上の電圧変換器に異常が検出され、それらの電圧変換器を停止させるときには、前記報知部を用いて操作者に故障を報知する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の多相電圧変換装置。 It further includes a notifying unit for notifying a failure,
The plurality of voltage converters are first to third voltage converters,
The control unit operates a normal voltage converter while stopping the notification unit even if an abnormality is detected in one of the first to third voltage converters and the other two are normal. When two or more voltage converters among the first to third voltage converters are detected to be abnormal, and the voltage converters are stopped, the operator is notified of the failure using the notification unit. The multiphase voltage conversion device according to any one of claims 1 to 5. 前記第１のノードには、燃料電池が接続され、
前記第２のノードには、蓄電装置が接続される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の多相電圧変換装置。 A fuel cell is connected to the first node,
The multiphase voltage conversion device according to claim 1, wherein a power storage device is connected to the second node. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の多相電圧変換装置を備える車両。   A vehicle provided with the multiphase voltage converter of any one of Claims 1-7. 第１のノードと第２のノードとの間に並列的に接続され、各々が異常発生の有無を検出する異常検出装置を含む複数の電圧変換器を備える多相電圧変換装置の制御方法であって、
前記異常検出装置によって異常が検出された電圧変換器を停止させるステップと、
異常が検出されていない電圧変換器が残っているときには、残余の電圧変換器に運転を維持させるステップとを備える、多相電圧変換装置の制御方法。 A control method for a multi-phase voltage converter including a plurality of voltage converters including an abnormality detection device that is connected in parallel between a first node and a second node and detects whether or not an abnormality has occurred. And
Stopping the voltage converter in which an abnormality is detected by the abnormality detection device;
And a step of causing the remaining voltage converter to maintain operation when a voltage converter in which no abnormality is detected remains.
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