JP2012152043A - Power supply system for vehicle - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent overheat of a bidirectional DC-DC converter 100 connecting between a high-voltage battery 200 and an electric motor 40 of an electromagnetic suspension device.SOLUTION: A primary switching circuit 110 and a secondary switching circuit 120 of a DC-DC converter 100 includes a switching element pair SP with two switching elements S connected in parallel at each of portions for performing switching. A switch control section 140 detects failure in the switching element pair SP based on an electric current running through one switching element S of the each switching element pair SP, a primary total current i1 and a secondary total current i2.

Description

本発明は、車載バッテリの出力する電力を変圧して車載電気機器に供給するとともに、車載電気機器で発生した起電力を変圧して車載バッテリに回生させる車両用電力供給システムに関する。   The present invention relates to a vehicle power supply system that transforms electric power output from an in-vehicle battery and supplies the electric power to the in-vehicle electric device, and transforms an electromotive force generated in the in-vehicle electric device to regenerate the in-vehicle battery.

従来から、ハイブリッド自動車等には高圧バッテリが搭載されている。この高圧バッテリは、例えば、定格電圧が288Vに設定されており、車両走行用モータの電源として用いられるが、それ以外の車載電気機器の電源としても用いられることがある。車載電気機器としては、電磁サスペンション装置や電動パワーステアリング装置などが挙げられる。高圧バッテリから車載電気機器に電力を供給する場合、DC/DCコンバータにより高圧バッテリの出力電圧を降圧し、その降圧した電力を車載電気機器に供給する。   Conventionally, a high-voltage battery is mounted on a hybrid vehicle or the like. For example, the high-voltage battery has a rated voltage set to 288 V and is used as a power source for a vehicle running motor, but may also be used as a power source for other in-vehicle electric devices. Examples of the in-vehicle electric device include an electromagnetic suspension device and an electric power steering device. When power is supplied from the high-voltage battery to the in-vehicle electric device, the output voltage of the high-voltage battery is stepped down by the DC / DC converter, and the reduced power is supplied to the in-vehicle electric device.

例えば、特許文献1に提案されている電磁サスペンション装置においては、高圧バッテリの出力する電力をDC/DCコンバータで降圧してモータ駆動回路(3相インバータ)に供給する。この電磁サスペンション装置は、モータと、モータの出力軸に連結されバネ上部材とバネ下部材との相対移動により伸縮するボールネジ機構とを有する電磁アクチュエータを備え、モータの通電制御(3相インバータの制御)によって、バネ上部材とバネ下部材との間の相対移動に対する減衰力だけでなく、サスペンションストロークをアクティブに変化させる推進力をも発生させることができる、いわゆる、アクティブサスペンション装置である。   For example, in the electromagnetic suspension device proposed in Patent Document 1, the power output from the high voltage battery is stepped down by a DC / DC converter and supplied to a motor drive circuit (three-phase inverter). The electromagnetic suspension device includes an electromagnetic actuator having a motor and a ball screw mechanism that is connected to the motor output shaft and expands and contracts by relative movement of the sprung member and the unsprung member, and controls the energization of the motor (control of the three-phase inverter). ) Is a so-called active suspension device that can generate not only a damping force for the relative movement between the sprung member and the unsprung member but also a propulsive force that actively changes the suspension stroke.

DC/DCコンバータは、一般に、トランスの1次側巻線にスイッチング回路を設けてバッテリから供給される電流を1次側巻線に正逆交互に流すことにより、トランスの2次側巻線に交流電圧を発生させ、この交流電圧を整流して所定電圧に変圧された直流電圧を出力する。また、高圧バッテリと電磁サスペンション装置のモータ駆動回路とをDC/DCコンバータを介して接続した構成においては、電磁アクチュエータの伸縮動作によりモータが回されて発生した起電力を高圧バッテリに回生できるように、DC/DCコンバータのトランスの2次側巻線にもスイッチング回路が設けられている。   In general, a DC / DC converter is provided with a switching circuit in a primary winding of a transformer, and a current supplied from a battery is caused to flow alternately and reversely in the primary winding, so that the secondary winding of the transformer An AC voltage is generated, the AC voltage is rectified, and a DC voltage transformed to a predetermined voltage is output. Further, in the configuration in which the high voltage battery and the motor drive circuit of the electromagnetic suspension device are connected via the DC / DC converter, the electromotive force generated when the motor is rotated by the expansion / contraction operation of the electromagnetic actuator can be regenerated to the high voltage battery. A switching circuit is also provided in the secondary winding of the transformer of the DC / DC converter.

特開2009−120026号公報JP 2009-120026 JP

高圧バッテリと車載電気機器とをDC/DCコンバータを介して接続した場合には、高圧バッテリからモータへの供給電力あるいはモータから高圧バッテリへの回生電力が増加するとDC/DCコンバータのスイッチング素子が発熱してしまう。例えば、電磁サスペンション装置においては、車両が凹凸路面を長時間走行すると、電磁アクチュエータの伸縮動作が続くため、DC/DCコンバータに双方向に大電流が長時間流れる。このため、電磁サスペンション装置は、DC/DCコンバータの過熱損傷を防止するために、アクティブ制御を中断して、モータの通電端子を相互に短絡させる相間短絡処理と、インバータからモータへの電力供給ラインを遮断するモータ開放処理とを交互に行う。しかし、こうした方法でDC/DCコンバータの過熱損傷防止を図ると、電磁サスペンション装置のストッパ当たりが発生する。サスペンション装置は、伸縮ストロークの終端を規制するストッパ部材(バウンドストッパ、リバウンドストッパ)が設けられているが、このストッパ部材が当接する状態が頻繁に発生すると、乗り心地性能やサスペンションの耐久性能の低下に繋がってしまう。   When the high-voltage battery and the on-vehicle electrical device are connected via a DC / DC converter, the switching element of the DC / DC converter generates heat when the power supplied from the high-voltage battery to the motor or the regenerative power from the motor to the high-voltage battery increases. Resulting in. For example, in an electromagnetic suspension device, when a vehicle travels on an uneven road surface for a long time, the electromagnetic actuator continues to expand and contract, and thus a large current flows in both directions in the DC / DC converter for a long time. For this reason, in order to prevent overheating damage of the DC / DC converter, the electromagnetic suspension device interrupts active control and short-circuits the current-carrying terminals of the motor to each other and a power supply line from the inverter to the motor The motor opening process for shutting off is alternately performed. However, when the overheat damage of the DC / DC converter is prevented by such a method, the stopper of the electromagnetic suspension device occurs. The suspension device is provided with a stopper member (bound stopper, rebound stopper) that regulates the end of the expansion / contraction stroke. If the stopper member abuts frequently, the ride performance and the durability of the suspension deteriorate. It will lead to.

本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、車両性能を低下させないように双方向性の直流電圧変換器(DC/DCコンバータ)の発熱を抑制することを目的とする。   The present invention has been made to cope with the above-described problem, and an object thereof is to suppress heat generation of a bidirectional DC voltage converter (DC / DC converter) so as not to deteriorate the vehicle performance.

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、車載バッテリ(200)と車載電気機器(40,50)とを双方向性の直流電圧変換器(100)を介して接続し、前記車載バッテリから出力される電力を前記直流電圧変換器で変圧して前記車載電気機器に供給するとともに、前記車載電気機器で発生した起電力を前記直流電圧変換器で変圧して前記車載バッテリに回生させる車両用電力供給システムにおいて、
前記直流電圧変換器は、前記車載バッテリに接続される1次側巻線と前記車載電気機器に接続される2次側巻線とを有するトランス(130)と、前記1次側巻線に電流を正逆交互に流すための1次側スイッチング回路(110)と、前記2次側巻線に電流を正逆交互に流すための2次側スイッチング回路(120)とを備え、
前記1次側スイッチング回路と前記2次側スイッチング回路は、それぞれスイッチングする部位に、2つのスイッチング素子(S)を並列に接続したスイッチング素子対(111,112,113,114,121,122)を備えたことにある。
In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that an in-vehicle battery (200) and an in-vehicle electric device (40, 50) are connected via a bidirectional DC voltage converter (100), The electric power output from the vehicle is transformed by the DC voltage converter and supplied to the in-vehicle electric device, and the electromotive force generated in the in-vehicle electric device is transformed by the DC voltage converter and regenerated to the in-vehicle battery. Power supply system
The DC voltage converter includes a transformer (130) having a primary side winding connected to the in-vehicle battery and a secondary side winding connected to the in-vehicle electrical device, and a current in the primary side winding. A primary-side switching circuit (110) for alternately flowing forward and reverse, and a secondary-side switching circuit (120) for flowing a current to the secondary-side winding alternately forward and reverse,
The primary-side switching circuit and the secondary-side switching circuit each have a switching element pair (111, 112, 113, 114, 121, 122) in which two switching elements (S) are connected in parallel at the portion to be switched. Be prepared.

本発明の車両用電力供給システムにおいては、車載バッテリから出力される電力を直流電圧変換器で車載電気機器の作動用電圧に変換して車載電気機器に供給するとともに、車載電気機器で発生した起電力(発電電力)を直流電圧変換器で変圧して車載バッテリに回生させる。直流電圧変換器においては、トランスの1次側巻線に車載バッテリが接続され、トランスの2次側巻線に車載電気機器が接続される。1次側巻線には1次側スイッチング回路が設けられており、1次側スイッチング回路の作動により、車載バッテリから供給される電流を1次側巻線に正逆交互に流して2次側巻線に交流電力を供給する一方、2次側巻線から供給される交流電力を直流電力に変換して車載バッテリに回生させる。また、トランスの2次側巻線には2次側スイッチング回路が設けられており、2次側スイッチング回路の作動により、車載電気機器で発生した起電力で2次側巻線に電流を正逆交互に流して1次側巻線に交流電力を供給する一方、1次側巻線から供給された交流電力を直流電力に変換して車載電気機器に供給する。こうして、車載バッテリと車載電気機器との間で、所定電圧に変換された直流電力が双方向に供給される。   In the vehicle power supply system of the present invention, the electric power output from the vehicle-mounted battery is converted into the operating voltage of the vehicle-mounted electrical device by the DC voltage converter and supplied to the vehicle-mounted electrical device. Electric power (generated power) is transformed with a DC voltage converter and regenerated on the on-board battery. In the DC voltage converter, an in-vehicle battery is connected to the primary winding of the transformer, and an in-vehicle electric device is connected to the secondary winding of the transformer. The primary side winding is provided with a primary side switching circuit. By the operation of the primary side switching circuit, the current supplied from the in-vehicle battery flows alternately to the primary side winding in the forward and reverse directions. While supplying AC power to the winding, AC power supplied from the secondary winding is converted to DC power and regenerated in the vehicle battery. Moreover, the secondary side winding of the transformer is provided with a secondary side switching circuit. By the operation of the secondary side switching circuit, the current in the secondary side winding is forward and reverse by the electromotive force generated in the in-vehicle electric device. Alternating current is supplied to supply AC power to the primary winding, while AC power supplied from the primary winding is converted to DC power and supplied to the in-vehicle electric device. In this way, DC power converted into a predetermined voltage is bidirectionally supplied between the in-vehicle battery and the in-vehicle electric device.

直流電圧変換器においては、車載バッテリと車載電気機器との間での相互の電力供給が多いと、1次側スイッチング回路および2次側スイッチング回路のスイッチング素子が発熱してしまう。車載電気機器の作動を制限すれば、スイッチング素子の過熱損傷防止を図ることができるが、車両性能が犠牲となってしまう。そこで、本発明においては、1次側スイッチング回路および2次側スイッチング回路には、それぞれスイッチングする部位に、2つのスイッチング素子を並列に接続したスイッチング素子対を備えている。スイッチング素子対を構成する2つのスイッチング素子に共通の制御信号を入力することにより、両スイッチング回路においては、電流経路が分散されて、各スイッチング素子に流れる電流が半分に低減されるため、各スイッチング素子の発熱を抑えることができる。この結果、本発明によれば、車両性能を低下させずに直流電圧変換器の過熱損傷防止を図ることができる。   In the DC voltage converter, if the mutual power supply between the in-vehicle battery and the in-vehicle electric device is large, the switching elements of the primary side switching circuit and the secondary side switching circuit generate heat. Limiting the operation of the in-vehicle electrical device can prevent overheating damage of the switching element, but the vehicle performance is sacrificed. Therefore, in the present invention, each of the primary side switching circuit and the secondary side switching circuit is provided with a switching element pair in which two switching elements are connected in parallel at the portion to be switched. By inputting a common control signal to the two switching elements constituting the switching element pair, the current paths are distributed in both switching circuits, and the current flowing through each switching element is reduced by half. Heat generation of the element can be suppressed. As a result, according to the present invention, it is possible to prevent overheating damage of the DC voltage converter without deteriorating the vehicle performance.

本発明の他の特徴は、前記1次側スイッチング回路と前記2次側スイッチング回路とにおける各スイッチング素子対の故障を検出する故障検出手段(140,S11〜S17,S21〜S27)を備えたことにある。   Another feature of the present invention is that failure detecting means (140, S11 to S17, S21 to S27) for detecting a failure of each switching element pair in the primary side switching circuit and the secondary side switching circuit is provided. It is in.

スイッチング素子対を用いて1次側スイッチング回路と2次側スイッチング回路とを構成した場合には、対をなす一方のスイッチング素子がオフ故障(オフ状態に固着されてオン状態にならない故障)しても、他方のスイッチング素子が正常であれば、直流電圧変換器としては、そのまま作動を継続できるため異常を把握することができない。しかし、そうしたケースでは、他方のスイッチング素子に流れる電流が正常時に比べて2倍になるため、そのまま作動を継続させると、正常側のスイッチング素子が過熱損傷するおそれがある。そして、最終的にスイッチング素子対を構成する2つのスイッチング素子の両方が故障した場合には、直流電圧変換器としては、適正な作動を行うことができない。   When a primary side switching circuit and a secondary side switching circuit are configured using a pair of switching elements, one of the paired switching elements has an off failure (a failure that is fixed in the off state and does not turn on). However, if the other switching element is normal, the DC voltage converter can continue to operate as it is, and thus cannot grasp the abnormality. However, in such a case, since the current flowing through the other switching element is doubled compared to the normal time, if the operation is continued as it is, the normal-side switching element may be damaged due to overheating. And when both of the two switching elements which finally comprise a switching element pair fail, as a DC voltage converter, an appropriate operation | movement cannot be performed.

そこで、本発明においては、故障検出手段が、1次側スイッチング回路と2次側スイッチング回路とにおける各スイッチング素子対の故障を検出する。これにより、スイッチング素子対の一方のスイッチング素子がオフ故障した時点で直流電圧変換器の故障を把握することができ、早い段階で対処することができる。尚、スイッチング素子対を構成するスイッチング素子の両方がオフ故障した場合、あるいは、1つでもオン故障(オン状態に固着されてオフ状態にならない故障)した場合には、直流電圧変換器が適正な作動を行えなくなり、その作動異常を検出することができるため、本発明における故障検出手段は、各スイッチング素子対を構成する2つのスイッチング素子の片側のオフ故障を検出対象とすればよい。   Therefore, in the present invention, the failure detection means detects a failure of each switching element pair in the primary side switching circuit and the secondary side switching circuit. As a result, the failure of the DC voltage converter can be grasped at the time when one of the switching elements of the switching element pair is turned off, and can be dealt with at an early stage. In addition, when both of the switching elements constituting the switching element pair are off-failed, or when at least one of them is on-failed (failure that is fixed in the on-state and does not enter the off-state), the DC voltage converter is appropriate. Since the operation can not be performed and the operation abnormality can be detected, the failure detection means in the present invention may detect the off-failure on one side of the two switching elements constituting each switching element pair.

本発明の他の特徴は、前記故障検出手段は、前記車載バッテリと前記1次側スイッチング回路との間を流れる1次側電流値を表す1次側トータル電流情報を取得する1次側トータル電流取得手段(156,S11)と、前記1次側スイッチング回路に設けられた各スイッチング素子対における片側のスイッチング素子に流れる電流値を表す1次側片側素子電流情報を取得する1次側片側素子電流取得手段(151,152,153,154,S11)と、前記車載電気機器と前記2次側スイッチング回路との間を流れる2次側電流値を表す2次側トータル電流情報を取得する2次側トータル電流取得手段(158,S21)と、前記2次側スイッチング回路に設けられた各スイッチング素子対における片側のスイッチング素子に流れる電流値を表す2次側片側素子電流情報を取得する2次側片側素子電流取得手段(161,162,S21)と、前記取得した1次側トータル電流情報と1次側片側素子電流情報とに基づいて、前記1次側スイッチング回路に設けられた各スイッチング素子対の故障を検出する1次側スイッチング素子対故障検出手段(S12〜S17)と、前記取得した2次側トータル電流情報と2次側片側素子電流情報とに基づいて、前記2次側スイッチング回路に設けられた各スイッチング素子対の故障を検出する2次側スイッチング素子対故障検出手段(S22〜S27)とを備えたことにある。   Another feature of the present invention is that the failure detection means obtains primary side total current information representing a primary side current value flowing between the in-vehicle battery and the primary side switching circuit. An acquisition means (156, S11) and a primary side element current for acquiring primary side element current information representing a current value flowing through the switching element on one side in each switching element pair provided in the primary side switching circuit. Secondary side for obtaining secondary side total current information representing a secondary side current value flowing between the obtaining means (151, 152, 153, 154, S11) and the in-vehicle electric device and the secondary side switching circuit. Total current acquisition means (158, S21) and current value flowing through one side switching element in each switching element pair provided in the secondary side switching circuit Based on the secondary-side single-side element current acquisition means (161, 162, S21) for acquiring secondary-side single-side element current information, and the acquired primary-side total current information and primary-side single-side element current information, Primary-side switching element pair failure detection means (S12 to S17) for detecting a failure of each switching element pair provided in the primary-side switching circuit, the acquired secondary-side total current information and the secondary-side one-side element And a secondary switching element pair failure detecting means (S22 to S27) for detecting a failure of each switching element pair provided in the secondary side switching circuit based on the current information.

本発明においては、各スイッチング素子対における片側のスイッチング素子に流れる電流と、車載バッテリと1次側スイッチング回路との間を流れる1次側トータル電流と、車載電気機器と2次側スイッチング回路との間を流れる2次側トータル電流とを表す情報を取得することで、各スイッチング素子対におけるスイッチング素子の故障を検出する。例えば、スイッチング素子対における両方のスイッチング素子が正常であれば、片側のスイッチング素子に流れる電流は、トータル電流(1次側トータル電流あるいは2次側トータル電流)の半分となるが、片側のスイッチング素子に流れる電流がトータル電流に等しい場合には、対となるもう一方のスイッチング素子がオフ故障していると判断することができる。また、片側のスイッチング素子に流れる電流がゼロであれば、そのスイッチング素子がオフ故障していると判断することができる。従って、電流センサ等の電流取得手段の数を減らすことができ、低コストにて実施することができる。尚、1次側トータル電流情報や2次側トータル電流情報は、電流センサにより直接的に検出しなくても、例えば、車載電気機器側で検出した電流値、あるいは、制御指令値から取得するようにしてもよい。   In the present invention, the current flowing in one switching element in each switching element pair, the primary total current flowing between the in-vehicle battery and the primary switching circuit, the in-vehicle electrical device, and the secondary switching circuit By acquiring information representing the secondary-side total current flowing between them, a failure of the switching element in each switching element pair is detected. For example, if both switching elements in the switching element pair are normal, the current flowing through the switching element on one side is half of the total current (primary side total current or secondary side total current). Is equal to the total current, it can be determined that the other switching element of the pair has an off-failure. Further, if the current flowing through the switching element on one side is zero, it can be determined that the switching element has an off failure. Therefore, the number of current acquisition means such as current sensors can be reduced, and implementation can be performed at low cost. The primary-side total current information and the secondary-side total current information may be acquired from, for example, the current value detected on the vehicle-mounted electrical device side or the control command value without being directly detected by the current sensor. It may be.

本発明の他の特徴は、前記故障検出手段により前記スイッチング素子対における一方のスイッチング素子のオフ故障が検出された場合、前記故障が検出されたスイッチング素子を有する故障スイッチング素子対をオン状態にするオン期間を、前記故障が検出されていないスイッチング素子対であって前記故障スイッチング素子対と交互にオン・オフするスイッチング素子対をオン状態にするオン期間に比べて短くするオン期間比変更手段(140,S31〜S36,S41〜S46)を備えたことにある。   Another feature of the present invention is that, when an off-fault of one switching element in the switching element pair is detected by the failure detection means, the fault switching element pair having the switching element in which the fault is detected is turned on. On period ratio changing means for shortening an on period compared to an on period in which a switching element pair in which a failure is not detected and which is alternately turned on / off with the failed switching element pair is turned on ( 140, S31 to S36, S41 to S46).

スイッチング素子対における一方のスイッチング素子のオフ故障が検出された場合には、対となるもう片方のスイッチング素子に流れる電流が倍増して過熱しやすくなる。そこで本発明においては、オン期間比変更手段が、故障が検出されたスイッチング素子を有する故障スイッチング素子対をオン状態にするオン期間(オン指令期間)を、故障が検出されていないスイッチング素子対であって故障スイッチング素子対と交互にオン・オフするスイッチング素子対をオン状態にするオン期間に比べて短くする。従って、故障スイッチング素子対における正常側のスイッチング素子に電流の流れる期間が短くなり、当該スイッチング素子の過熱を抑制することができる。   When an off-failure of one switching element in the switching element pair is detected, the current flowing through the other switching element of the pair is doubled, and overheating is likely to occur. Therefore, in the present invention, the ON period ratio changing means sets the ON period (ON command period) in which the fault switching element pair having the switching element in which the fault is detected to the ON state by the switching element pair in which no fault is detected. Therefore, the switching element pair that is alternately turned on and off alternately with the faulty switching element pair is shortened compared to the on period in which the pair is turned on. Therefore, the period during which current flows through the switching elements on the normal side in the failure switching element pair is shortened, and overheating of the switching elements can be suppressed.

本発明の他の特徴は、前記故障検出手段により検出された前記スイッチング素子対の故障に基づいて、前記車載電気機器の作動を制限する作動制限手段(74)を備えたことにある。   Another feature of the present invention resides in that an operation limiting means (74) for limiting the operation of the in-vehicle electric device based on the failure of the switching element pair detected by the failure detection means.

本発明においては、スイッチング素子対の故障が検出された場合、作動制限手段が車載電気機器の作動を、故障が検出されていない場合に比べて制限する。従って、車載バッテリと車載電気機器との間に設けられた直流電圧変換器に流れる電流が低減されて、故障スイッチング素子対における片方の正常なスイッチング素子に流れる電流を低減することができる。従って、各スイッチング回路の過熱損傷防止を図ることができる。   In the present invention, when a failure of the switching element pair is detected, the operation restricting means restricts the operation of the in-vehicle electric device as compared with the case where no failure is detected. Therefore, the current flowing through the DC voltage converter provided between the in-vehicle battery and the in-vehicle electric device is reduced, and the current flowing through one normal switching element in the faulty switching element pair can be reduced. Therefore, it is possible to prevent overheating damage of each switching circuit.

本発明の他の特徴は、前記車載電気機器は、電動モータ(40)を備えており、前記作動制限手段は、前記電動モータに流れる電流の上限値を低くする(S61〜S63)、あるいは、前記電動モータの制御量を低減補正する(S53〜S54)ことにある。   Another feature of the present invention is that the in-vehicle electric device includes an electric motor (40), and the operation limiting means lowers an upper limit value of a current flowing through the electric motor (S61 to S63), or The control amount of the electric motor is reduced and corrected (S53 to S54).

本発明においては、車載電気機器は電動モータを備えている。作動制限手段は、スイッチング素子対の故障が検出された場合、故障が検出されてない場合に比べて、電動モータに流れる電流の上限値を低くする、あるいは、電動モータの制御量を低減補正する。従って、スイッチング素子対の故障が検出された場合には、電動モータに大電流が流れなくなり、結果として、故障スイッチング素子対における片方の正常なスイッチング素子に流れる電流が低減される。従って、直流電圧変換器の各スイッチング回路の過熱損傷防止を図ることができる。   In the present invention, the on-vehicle electric device includes an electric motor. When the failure of the switching element pair is detected, the operation limiting means lowers the upper limit value of the current flowing through the electric motor or corrects the control amount of the electric motor to be lower than when no failure is detected. . Therefore, when a failure of the switching element pair is detected, a large current does not flow to the electric motor, and as a result, a current flowing to one normal switching element in the failure switching element pair is reduced. Therefore, it is possible to prevent overheating damage of each switching circuit of the DC voltage converter.

本発明の他の特徴は、前記車載電気機器は、電磁サスペンション装置に設けられ、バネ上部材とバネ下部材との間の相対移動に対する推進力および減衰力を発生する電動モータ(40)を備えており、前記作動制限手段は、前記故障検出手段により前記2次側スイッチング回路のみにおいてスイッチング素子の故障が検出されている場合には、前記電動モータで発生した起電力による前記電動モータから前記車載バッテリへの電力回生のみが制限されるように前記電動モータの作動を制限する(S100)ことにある。   Another feature of the present invention is that the on-vehicle electric device includes an electric motor (40) that is provided in an electromagnetic suspension device and generates a propulsive force and a damping force for relative movement between the sprung member and the unsprung member. And when the failure detecting means detects a failure of the switching element only in the secondary side switching circuit, the operation limiting means is connected to the in-vehicle device from the electric motor by the electromotive force generated in the electric motor. The operation of the electric motor is limited so that only power regeneration to the battery is limited (S100).

本発明の車両用電力供給システムは、電磁サスペンション装置に設けられる電磁アクチュエータを構成する電動モータに、車載バッテリから電力供給するとともに、電動モータで発生した起電力を車載バッテリに回生するシステムである。電磁サスペンション装置においては、車載バッテリから出力される電力を直流電圧変換器の1次側スイッチング回路の作動により所定電圧に変換して電動モータに供給することにより、バネ上部材(車体)とバネ下部材(車輪)との相対移動に対する推進力を発生する。また、外部入力によりバネ上部材とバネ下部材とがストローク運動して電動モータが回されて起電力を発生すると、この起電力を直流電圧変換器の2次側スイッチング回路の作動により所定電圧に変換して車載バッテリに回生させることにより減衰力を発生する。   The vehicle power supply system of the present invention is a system that supplies electric power from an in-vehicle battery to an electric motor that constitutes an electromagnetic actuator provided in an electromagnetic suspension device, and regenerates an electromotive force generated by the electric motor to the in-vehicle battery. In the electromagnetic suspension device, the power output from the in-vehicle battery is converted into a predetermined voltage by the operation of the primary side switching circuit of the DC voltage converter and supplied to the electric motor, whereby the sprung member (vehicle body) and the unsprung portion Propulsive force for relative movement with the member (wheel) is generated. In addition, when the sprung member and the unsprung member are moved by an external input and the electric motor is rotated to generate an electromotive force, the electromotive force is changed to a predetermined voltage by the operation of the secondary side switching circuit of the DC voltage converter. A damping force is generated by converting and regenerating the vehicle-mounted battery.

従って、2次側スイッチング回路におけるスイッチング素子対の故障が検出されている場合には、電動モータから車載バッテリへの電力回生時に2次側スイッチング回路の発熱が問題となる。そこで、本発明においては、作動制限手段は、2次側スイッチング回路のみにおいてスイッチング素子対の故障が検出されている場合、電動モータから車載バッテリへの電力回生のみが制限されるように電動モータの作動を制限する。これにより、2次側スイッチング回路の過熱損傷が防止される。   Therefore, when a failure of the switching element pair in the secondary side switching circuit is detected, heat generation of the secondary side switching circuit becomes a problem during power regeneration from the electric motor to the in-vehicle battery. Therefore, in the present invention, the operation restricting means is configured so that, when a failure of the switching element pair is detected only in the secondary side switching circuit, only the electric power regeneration from the electric motor to the in-vehicle battery is restricted. Limit operation. Thereby, the overheating damage of the secondary side switching circuit is prevented.

この場合、1次側スイッチング回路は、故障していないため、車載バッテリから電動モータへの電力供給を制限しなくても、過熱の心配は無い。そこで、作動制限手段は、車載バッテリから電動モータへの電力供給時においては電動モータの作動を制限しない(通常時に比べて制限しない)。これにより、電磁サスペンション装置においては、適正な推進力を発生することができる。   In this case, since the primary side switching circuit is not out of order, there is no fear of overheating even if the power supply from the in-vehicle battery to the electric motor is not limited. Therefore, the operation limiting means does not limit the operation of the electric motor when supplying electric power from the in-vehicle battery to the electric motor (it is not limited as compared with the normal time). Thereby, in the electromagnetic suspension device, an appropriate driving force can be generated.

例えば、作動制限手段は、電動モータから車載バッテリに電力回生している状況かを判別する状況判別手段を備え、状況判別手段により判別された電力供給状況に基づいて、電動モータから車載バッテリへの電力回生時に電動モータの作動を制限すればよい。   For example, the operation limiting unit includes a status determination unit that determines whether power is being regenerated from the electric motor to the in-vehicle battery, and based on the power supply status determined by the status determination unit, What is necessary is just to restrict | limit the action | operation of an electric motor at the time of electric power regeneration.

本発明の他の特徴は、前記車載電気機器は、電磁サスペンション装置に設けられ、バネ上部材とバネ下部材との間の相対移動に対する推進力および減衰力を発生する電動モータ(40)を備えており、前記作動制限手段は、前記故障検出手段により前記1次側スイッチング回路のみにおいてスイッチング素子対の故障が検出されている場合には、前記車載バッテリから前記電動モータへの電力供給のみが制限されるように前記電動モータの作動を制限する(S90)ことにある。   Another feature of the present invention is that the on-vehicle electric device includes an electric motor (40) that is provided in an electromagnetic suspension device and generates a propulsive force and a damping force for relative movement between the sprung member and the unsprung member. The operation restricting means restricts only power supply from the in-vehicle battery to the electric motor when a failure of the switching element pair is detected only in the primary side switching circuit by the failure detecting means. Thus, the operation of the electric motor is limited (S90).

本発明においては、1次側スイッチング回路におけるスイッチング素子対の故障が検出されている場合には、車載バッテリから電動モータへの電力供給時に1次側スイッチング回路の発熱が問題となる。そこで、作動制限手段は、1次側スイッチング回路のみにおいてスイッチング素子対の故障が検出されている場合、車載バッテリから電動モータへの電力供給のみが制限されるように電動モータの作動を制限する。これにより、1次側スイッチング回路の過熱損傷が防止される。   In the present invention, when a failure of the switching element pair in the primary side switching circuit is detected, heat generation of the primary side switching circuit becomes a problem when power is supplied from the in-vehicle battery to the electric motor. Therefore, when the failure of the switching element pair is detected only in the primary side switching circuit, the operation limiting unit limits the operation of the electric motor so that only the power supply from the in-vehicle battery to the electric motor is limited. Thereby, the overheating damage of the primary side switching circuit is prevented.

この場合、2次側スイッチング回路は、故障していないため、電動モータから車載バッテリへの電力回生を制限しなくても、過熱の心配は無い。そこで、作動制限手段は、電動モータから車載バッテリへの電力回生時においては電動モータの作動を制限しない(通常時に比べて制限しない)。これにより、電磁サスペンション装置においては、適正な減衰力を発生することができる。   In this case, since the secondary side switching circuit is not out of order, there is no fear of overheating even if power regeneration from the electric motor to the in-vehicle battery is not limited. Therefore, the operation limiting means does not limit the operation of the electric motor during power regeneration from the electric motor to the in-vehicle battery (it is not limited as compared with the normal time). Thereby, in an electromagnetic suspension device, an appropriate damping force can be generated.

例えば、作動制限手段は、電動モータが車載バッテリから電力供給を受けている状況か否かを判別する状況判別手段を備え、状況判別手段により判別された電力供給状況に基づいて、車載バッテリから電動モータへの電力供給時に電動モータの作動を制限すればよい。   For example, the operation limiting unit includes a state determination unit that determines whether or not the electric motor is in a state of being supplied with power from the in-vehicle battery, and is electrically operated from the in-vehicle battery based on the power supply status determined by the state determination unit. What is necessary is just to restrict | limit the action | operation of an electric motor at the time of the electric power supply to a motor.

本発明の他の特徴は、前記電動モータで発生した起電力により前記電動モータから前記車載バッテリに回生される電力が設定閾値(Wref)を超える場合に、前記電動モータの相間を短絡させて前記電力回生を不能にする相間短絡手段(S106〜S109)を備え、前記作動制限手段は、前記設定閾値を低くすること(S101)により前記電力回生を制限することにある。   Another feature of the present invention is that when the electric power regenerated from the electric motor to the in-vehicle battery exceeds a set threshold (Wref) due to the electromotive force generated in the electric motor, the phases of the electric motor are short-circuited. An interphase short-circuit means (S106 to S109) for disabling power regeneration is provided, and the operation restricting means is to restrict the power regeneration by lowering the setting threshold (S101).

電動モータは、外力により回されると起電力を発生し、その起電力が車載バッテリに回生される。この場合、回生電力が大きいとモータ駆動回路や車載バッテリの負担が大きくなるため、相間短絡手段は、回生電力が設定閾値を超える場合に、電動モータの通電端子間を短絡させて、電動モータ内に還流電流を流して起電力が外部に供給されないようにする。   When the electric motor is rotated by an external force, it generates an electromotive force, and the electromotive force is regenerated to the in-vehicle battery. In this case, if the regenerative power is large, the load on the motor drive circuit and the in-vehicle battery increases, so the interphase short-circuit means shorts between the energization terminals of the electric motor when the regenerative power exceeds the set threshold value, In order to prevent the electromotive force from being supplied to the outside, a reflux current is allowed to flow.

作動制限手段は、2次側スイッチング回路のスイッチング素子対の故障が検出された場合には、相間短絡手段が相間短絡を開始する回生電力の閾値である設定閾値を通常よりも低くする。これにより、電動モータで起電力が発生した場合には、その起電力があまり大きくならないうちに相間短絡が行われるようになり、電動モータから車載バッテリへの電力回生が制限される。この結果、2次側スイッチング回路の過熱損傷が防止される。   When the failure of the switching element pair of the secondary side switching circuit is detected, the operation limiting unit lowers the setting threshold value, which is a threshold value for the regenerative power at which the phase short-circuit unit starts phase-to-phase short-circuiting, from a normal level. As a result, when an electromotive force is generated in the electric motor, an interphase short circuit is performed before the electromotive force becomes too large, and power regeneration from the electric motor to the in-vehicle battery is limited. As a result, overheating damage of the secondary side switching circuit is prevented.

尚、上記説明においては、発明の理解を助けるために、実施形態に対応する発明の構成に対して、実施形態で用いた符号を括弧書きで添えているが、発明の各構成要件を前記符号によって規定される実施形態に限定させるものではない。   In the above description, in order to help the understanding of the invention, the reference numerals used in the embodiments are attached to the configuration of the invention corresponding to the embodiments in parentheses. It is not intended to be limited to the embodiment defined by.

本発明の実施形態に係る電磁サスペンション装置の電力供給システムを表す概略構成図である。It is a schematic block diagram showing the electric power supply system of the electromagnetic suspension apparatus which concerns on embodiment of this invention. サスペンション本体の概略構成を表す断面図である。It is sectional drawing showing schematic structure of a suspension main body. 電磁サスペンション装置の制御システムを表す概略構成図である。It is a schematic block diagram showing the control system of an electromagnetic suspension apparatus. DC/DCコンバータの概略回路構成図である。It is a schematic circuit block diagram of a DC / DC converter. 1次側スイッチング回路故障検出ルーチンを表すフローチャートである。It is a flowchart showing a primary side switching circuit failure detection routine. 2次側スイッチング回路故障検出ルーチンを表すフローチャートである。It is a flowchart showing a secondary side switching circuit failure detection routine. 1次側オン期間比変更制御ルーチンを表すフローチャートである。It is a flowchart showing a primary side ON period ratio change control routine. 2次側オン期間比変更制御ルーチンを表すフローチャートである。It is a flowchart showing a secondary ON period ratio change control routine. 第1通電路のオン期間と第2通電路のオン期間との比の変化を表すグラフである。It is a graph showing the change of ratio of the ON period of a 1st electricity supply path, and the ON period of a 2nd electricity supply path. 目標モータ力補正ルーチンを表すフローチャートである。It is a flowchart showing a target motor force correction routine. 目標モータ力上限制限ルーチンを表すフローチャートである。It is a flowchart showing a target motor force upper limit limiting routine. 上限電流設定ルーチンを表すフローチャートである。It is a flowchart showing an upper limit current setting routine. 目標モータ力補正ルーチンを表すフローチャートである。It is a flowchart showing a target motor force correction routine. 電力消費制限制御ルーチンを表すフローチャートである。It is a flowchart showing a power consumption restriction control routine. 電力回生制限制御ルーチンを表すフローチャートである。It is a flowchart showing an electric power regeneration restriction control routine. 電力回生制限制御ルーチンを表すフローチャートである。It is a flowchart showing an electric power regeneration restriction control routine. 回生領域と消費領域とを表すグラフである。It is a graph showing a regeneration area | region and a consumption area | region.

以下、本発明の一実施形態に係る車両用電力供給システムについて説明する。本実施形態においては、電磁サスペンション装置の電力供給システムについて説明する。本実施形態における電磁サスペンション装置の電力供給システムを備えた車両は、ハイブリッド車両である。ハイブリッド車両の場合、車載電源として、車両走行用の電気アクチュエータである主機モータの電源としての高圧バッテリ(主機バッテリと呼ばれる)と、一般の車両負荷に使用される低圧バッテリ(補機バッテリと呼ばれる)とを備えている。本実施形態においては、ハイブリッドシステムで使用される高圧バッテリを利用して電磁サスペンション装置に電力供給するシステムを構成している。   Hereinafter, a vehicle power supply system according to an embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, a power supply system for an electromagnetic suspension device will be described. The vehicle provided with the power supply system of the electromagnetic suspension device in the present embodiment is a hybrid vehicle. In the case of a hybrid vehicle, as a vehicle-mounted power source, a high voltage battery (referred to as a main engine battery) as a power source for a main motor that is an electric actuator for driving the vehicle and a low voltage battery (referred to as an auxiliary battery) used for general vehicle loads. And. In the present embodiment, a system for supplying electric power to the electromagnetic suspension device using a high voltage battery used in a hybrid system is configured.

図1は、本実施形態に係る電磁サスペンション装置の電力供給システムを表す概略構成図である。電磁サスペンション装置は、4組のサスペンション本体10(右前輪サスペンション本体10FR、左前輪サスペンション本体10FL、右後輪サスペンション本体10RR、左後輪サスペンション本体10RL)と、各サスペンション本体10に対応したモータ駆動ユニット50(右前輪駆動ユニット50FR、左前輪駆動ユニット50FL、右後輪駆動ユニット50RR、左後輪駆動ユニット50RL)と、サスペンション制御装置70とを備える。4組のサスペンション本体10FR,10FL,10RR,10RLは、各車輪WFR,WFL,WRR,WRLと車体Bとの間にそれぞれ設けられる。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a power supply system of an electromagnetic suspension device according to the present embodiment. The electromagnetic suspension apparatus includes four sets of suspension bodies 10 (a right front wheel suspension body 10FR, a left front wheel suspension body 10FL, a right rear wheel suspension body 10RR, a left rear wheel suspension body 10RL), and a motor drive unit corresponding to each suspension body 10. 50 (right front wheel drive unit 50FR, left front wheel drive unit 50FL, right rear wheel drive unit 50RR, left rear wheel drive unit 50RL) and a suspension control device 70. Four sets of suspension bodies 10FR, 10FL, 10RR, 10RL are provided between the wheels WFR, WFL, WRR, WRL and the vehicle body B, respectively.

各モータ駆動ユニット50は、直流電圧変換器であるDC/DCコンバータ100を介して高圧バッテリ200と接続されている。従って、本実施形態の電力供給システムは、電磁サスペンション装置と、DC/DCコンバータ100と、高圧バッテリ200とを主要部として備えている。   Each motor drive unit 50 is connected to the high voltage battery 200 via a DC / DC converter 100 which is a DC voltage converter. Therefore, the power supply system of the present embodiment includes the electromagnetic suspension device, the DC / DC converter 100, and the high voltage battery 200 as main parts.

以下、4組のサスペンション本体10FL,10FR,10RL,10RRについては、前後左右を区別する場合を除いてサスペンション本体10と呼び、駆動ユニット50FL,50FR,50RL,50RRについては、前後左右を区別する場合を除いてモータEDU50と呼び、車輪WFL,WFR,WRL,WRRについては、前後左右を区別する場合を除いて車輪Wと呼ぶ。また、サスペンション制御装置70をサスペンションECU70と呼ぶ。   Hereinafter, the four suspension bodies 10FL, 10FR, 10RL, and 10RR are referred to as the suspension body 10 except for the case of distinguishing front and rear and left and right, and the drive units 50FL, 50FR, 50RL, and 50RR are distinguished from front, rear, left, and right. Is referred to as a motor EDU50, and the wheels WFL, WFR, WRL, and WRR are referred to as wheels W except for the case where front, rear, left and right are distinguished. The suspension control device 70 is referred to as a suspension ECU 70.

図2は、サスペンション本体10の部分概略断面図である。図示するように、サスペンション本体10は、エアバネ装置20と、電磁アクチュエータ30とを備える。エアバネ装置20は、車輪Wを支持するロアアームLAと車体Bとの間に設けられ、空気の弾性(圧縮性)を利用して路面から受ける衝撃を吸収し乗り心地を高めるとともに車体Bの重量を弾性的に支持する。このエアバネ装置20に支えられる側、つまり車体B側の部材がバネ上部材であり、エアバネ装置20を支持する側、つまり車輪W側の部材がバネ下部材である。電磁アクチュエータ30は、エアバネ装置20の上下振動に対して減衰力だけでなく推進力をも発生させるもので、バネ下部材とバネ上部材との間にエアバネ装置20と並列に設けられる。   FIG. 2 is a partial schematic cross-sectional view of the suspension body 10. As illustrated, the suspension body 10 includes an air spring device 20 and an electromagnetic actuator 30. The air spring device 20 is provided between the lower arm LA that supports the wheel W and the vehicle body B, absorbs the impact received from the road surface using the elasticity (compressibility) of the air, enhances the ride comfort, and reduces the weight of the vehicle body B. Support elastically. The side supported by the air spring device 20, that is, the member on the vehicle body B side is a sprung member, and the side that supports the air spring device 20, that is, the member on the wheel W side is an unsprung member. The electromagnetic actuator 30 generates not only a damping force but also a propulsive force with respect to the vertical vibration of the air spring device 20, and is provided in parallel with the air spring device 20 between the unsprung member and the sprung member.

電磁アクチュエータ30は、同軸状に配置されるアウタシリンダ31およびインナシリンダ32と、インナシリンダ32の内側に設けられるボールネジ機構35と、ボールネジ機構35を動作させる電動モータ40とを備える。本実施形態においては、電動モータ40として、3相DCブラシレスモータを用いる。   The electromagnetic actuator 30 includes an outer cylinder 31 and an inner cylinder 32 that are arranged coaxially, a ball screw mechanism 35 provided inside the inner cylinder 32, and an electric motor 40 that operates the ball screw mechanism 35. In the present embodiment, a three-phase DC brushless motor is used as the electric motor 40.

アウタシリンダ31とインナシリンダ32とは、同軸異径パイプで構成され、インナシリンダ32の外周に軸方向へ摺動可能にアウタシリンダ31が設けられる。図中、符号33,34は、アウタシリンダ31内にインナシリンダ32を摺動可能に支持する軸受である。   The outer cylinder 31 and the inner cylinder 32 are constituted by coaxial different diameter pipes, and the outer cylinder 31 is provided on the outer periphery of the inner cylinder 32 so as to be slidable in the axial direction. In the figure, reference numerals 33 and 34 denote bearings that slidably support the inner cylinder 32 in the outer cylinder 31.

ボールネジ機構35は、電動モータ40の回転動作により回転するボールネジ36と、ボールネジ36に形成された雄ネジ部分37に螺合する雌ネジ部分38を有するボールネジナット39とからなる。ボールネジナット39は、図示しない回り止めにより、その回転運動ができないように規制されている。従って、このボールネジ機構35においては、ボールネジ36の回転運動がボールネジナット39の上下軸方向の直線運動に変換され、逆に、ボールネジナット39の上下軸方向の直線運動がボールネジ36の回転運動に変換される。   The ball screw mechanism 35 includes a ball screw 36 that is rotated by the rotating operation of the electric motor 40, and a ball screw nut 39 having a female screw portion 38 that is screwed into a male screw portion 37 formed on the ball screw 36. The ball screw nut 39 is restricted so as not to rotate by a non-illustrated detent. Therefore, in this ball screw mechanism 35, the rotational motion of the ball screw 36 is converted into the linear motion in the vertical axis direction of the ball screw nut 39, and conversely, the linear motion in the vertical axis direction of the ball screw nut 39 is converted into the rotational motion of the ball screw 36. Is done.

ボールネジナット39の下端は、アウタシリンダ31の底面に固着されている。また、インナシリンダ32の上端は、取付プレート41に固定される。この取付プレート41は、電動モータ40のモータケーシング42に固定されるとともに、その中央に形成した貫通孔43にボールネジ36が挿通される。ボールネジ36は、モータケーシング42内においてモータ軸と連結されるとともに、インナシリンダ32内の軸受44によって回転可能に支持される。   The lower end of the ball screw nut 39 is fixed to the bottom surface of the outer cylinder 31. The upper end of the inner cylinder 32 is fixed to the mounting plate 41. The mounting plate 41 is fixed to the motor casing 42 of the electric motor 40, and the ball screw 36 is inserted through a through hole 43 formed in the center thereof. The ball screw 36 is coupled to the motor shaft in the motor casing 42 and is rotatably supported by a bearing 44 in the inner cylinder 32.

この電磁アクチュエータ30は、高圧バッテリ200からの電力供給により電動モータ40が回転すると、モータ軸と連結されたボールネジ36が回転する。ボールネジ36の回転によってボールネジナット39が軸方向移動し、ボールネジナット39の軸方向移動に伴い、アウタシリンダ31が下方に押し下げられ、あるいは、上方に引き上げられる。これによりバネ上部材とバネ下部材との間の相対距離が変化する。このようにして、電動モータ40は、高圧バッテリ200からの電力供給によりボールネジ機構35を伸縮させて、バネ上部材とバネ下部材との間の相対移動に対する推進力を発生する。この推進力は、例えば、乗り心地が向上するように制御される。   In the electromagnetic actuator 30, when the electric motor 40 is rotated by power supply from the high voltage battery 200, the ball screw 36 connected to the motor shaft rotates. As the ball screw 36 rotates, the ball screw nut 39 moves in the axial direction. As the ball screw nut 39 moves in the axial direction, the outer cylinder 31 is pushed down or pulled up. This changes the relative distance between the sprung member and the unsprung member. In this way, the electric motor 40 expands and contracts the ball screw mechanism 35 by supplying power from the high voltage battery 200, and generates a propulsive force for relative movement between the sprung member and the unsprung member. This propulsive force is controlled, for example, so as to improve riding comfort.

また、外力(路面入力など)がサスペンション本体10に加えられた場合、この外力がアウタシリンダ31に働いて、アウタシリンダ31の運動がボールネジナット39に伝達される。これによりボールネジナット39が軸方向に移動し、ボールネジ36が回転する。ボールネジ36の回転により電動モータ40が回される。このとき電動モータ40は、ロータに設けた永久磁石(図示略)の磁束がステータに設けた電磁コイルを横切ることによって、電磁コイルに誘導起電力を発生させて発電機として作用し、バネ上部材とバネ下部材との間の相対移動に対する抵抗力(減衰力)を発生する。これによりバネ上部材とバネ下部材との間の相対振動が抑制される。この場合、高圧バッテリ200には、電動モータ40で発生した誘導起電力により回生電流が流れる。   When an external force (such as road surface input) is applied to the suspension body 10, this external force acts on the outer cylinder 31, and the motion of the outer cylinder 31 is transmitted to the ball screw nut 39. As a result, the ball screw nut 39 moves in the axial direction, and the ball screw 36 rotates. The electric motor 40 is rotated by the rotation of the ball screw 36. At this time, the electric motor 40 acts as a generator by generating an induced electromotive force in the electromagnetic coil when the magnetic flux of a permanent magnet (not shown) provided in the rotor crosses the electromagnetic coil provided in the stator, and acts as a generator. A resistance force (damping force) against the relative movement between the spring and the unsprung member is generated. Thereby, the relative vibration between the sprung member and the unsprung member is suppressed. In this case, a regenerative current flows through the high voltage battery 200 due to the induced electromotive force generated by the electric motor 40.

エアバネ装置20は、この電磁アクチュエータ30の外周に設けられるもので、モータケーシング42の外周を囲む円筒状の上部ケース21と、アウタシリンダ31の外周面を囲む下部ケース22と、両ケース21,22を気密状態で連結するゴムを主成分としたダイアフラム23とを備え、これらのケース21,22とダイアフラム23とによりアウタシリンダ31、インナシリンダ32、モータケーシング42の外周に空気室24を形成する。上部ケース21および下部ケース22は、それぞれモータケーシング42およびアウタシリンダ31の外周面に気密的に溶接固定されることで、空気室24を密閉状態にする。   The air spring device 20 is provided on the outer periphery of the electromagnetic actuator 30, and includes a cylindrical upper case 21 that surrounds the outer periphery of the motor casing 42, a lower case 22 that surrounds the outer peripheral surface of the outer cylinder 31, and both cases 21 and 22. A diaphragm 23 mainly composed of rubber that connects the two in an airtight state. These cases 21 and 22 and the diaphragm 23 form an air chamber 24 on the outer periphery of the outer cylinder 31, the inner cylinder 32, and the motor casing 42. The upper case 21 and the lower case 22 are hermetically welded and fixed to the outer peripheral surfaces of the motor casing 42 and the outer cylinder 31, respectively, so that the air chamber 24 is hermetically sealed.

上部ケース21には、この空気室24内に空気を供給したり空気室24内から空気を排出したりする給排口としてのノズル25が設けられる。このノズル25には、図示しない給排装置が接続され、ノズル25からの給排気により空気室24内の空気圧が調整されるようになっている。   The upper case 21 is provided with a nozzle 25 as a supply / exhaust port for supplying air into the air chamber 24 and discharging air from the air chamber 24. A supply / discharge device (not shown) is connected to the nozzle 25, and the air pressure in the air chamber 24 is adjusted by supply / exhaust from the nozzle 25.

このように構成されたサスペンション本体10は、上部ケース21の上面で弾性材料からなるアッパーサポート26を介して車体Bに取り付けられる。   The suspension body 10 configured in this manner is attached to the vehicle body B via the upper support 26 made of an elastic material on the upper surface of the upper case 21.

モータEDU50は、各サスペンション本体10FL,10FR,10RL,10RRの近傍に設けられ、サスペンションECU70とCAN通信によって通信可能に接続されており、サスペンションECU70から出力された制御信号を入力し、その制御信号に従って目標モータ力が発生するように電動モータ40を駆動制御する。モータEDU50は、図3に示すように、モータ駆動回路である3相インバータ51と、マイクロコンピュータを主要部として備えたモータ制御部52を備えている。モータ制御部52は、サスペンションECU70から出力された制御信号に基づいてPWM制御信号を生成し、そのPWM制御信号を3相インバータ51に出力する。   The motor EDU 50 is provided in the vicinity of each suspension body 10FL, 10FR, 10RL, 10RR, and is communicably connected to the suspension ECU 70 by CAN communication. The control signal output from the suspension ECU 70 is input, and the motor EDU 50 is input according to the control signal. The electric motor 40 is driven and controlled so that the target motor force is generated. As shown in FIG. 3, the motor EDU 50 includes a three-phase inverter 51 that is a motor drive circuit, and a motor control unit 52 that includes a microcomputer as a main part. The motor control unit 52 generates a PWM control signal based on the control signal output from the suspension ECU 70, and outputs the PWM control signal to the three-phase inverter 51.

3相インバータ51は、上アーム回路を構成する3つのスイッチング素子S1,S2,S3と、下アーム回路を構成する3つのスイッチング素子S4,S5,S6とを直列に接続して備え、スイッチング素子S1−S4間、スイッチング素子S2−S5間、スイッチング素子S3−S6間からモータ駆動ラインL1,L2,L3を引き出して構成される。このモータ駆動ラインL1,L2,L3は、電動モータ40のU相端子,V相端子,W相端子に接続される。   The three-phase inverter 51 includes three switching elements S1, S2, S3 constituting the upper arm circuit and three switching elements S4, S5, S6 constituting the lower arm circuit connected in series, and the switching element S1 The motor drive lines L1, L2, and L3 are drawn from between -S4, between switching elements S2-S5, and between switching elements S3-S6. The motor drive lines L1, L2, and L3 are connected to the U-phase terminal, V-phase terminal, and W-phase terminal of the electric motor 40.

また、3相インバータ51には、U相,V相,W相に流れる電流を個々に検出する電流センサ53と、U相,V相,W相の電圧を検出する電圧センサ54とが設けられている。電流センサ53は、検出した3相の電流値を表すモータ電流iu,iv,iw(これらを総称してモータ電流iuvwと呼ぶ)をモータ制御部52に出力する。電圧センサ54は、検出した3相の電圧値を表すモータ電圧Vu,Vv,Vw(これらを総称してモータ電圧Vuvwと呼ぶ)をモータ制御部52に出力する。   The three-phase inverter 51 is provided with a current sensor 53 that individually detects currents flowing in the U phase, V phase, and W phase, and a voltage sensor 54 that detects voltages of the U phase, V phase, and W phase. ing. The current sensor 53 outputs motor currents iu, iv, iw representing these detected three-phase current values (collectively referred to as motor current iuvw) to the motor control unit 52. The voltage sensor 54 outputs motor voltages Vu, Vv, and Vw representing these detected three-phase voltage values (collectively referred to as motor voltage Vuvw) to the motor control unit 52.

3相インバータ51は、DC/DCコンバータ100の2次側に接続される。DC/DCコンバータ100は、後述するように、高圧バッテリ200の出力を降圧して4組の3相インバータ51に供給するだけでなく、電動モータ40で発生した起電力を昇圧して高圧バッテリ200に回生させる機能を備えた双方向性の直流電圧変換器である。   Three-phase inverter 51 is connected to the secondary side of DC / DC converter 100. As will be described later, the DC / DC converter 100 not only steps down the output of the high voltage battery 200 and supplies it to the four sets of three-phase inverters 51, but also boosts the electromotive force generated by the electric motor 40 to increase the voltage of the high voltage battery 200. This is a bidirectional DC voltage converter that has a function of regenerating the power.

モータ制御部52は、サスペンションECU70から出力された目標モータ力fmotor(後述する)を表す制御御信号と、電流センサ53により検出されるモータ電流iuvwとに基づいて、電動モータ40に目標モータ力fmotorに応じた電流が流れるようにデューティ比を設定したPWM制御信号を生成して3相インバータ51に出力する。これにより、スイッチング素子S1〜S6のデューティ比が制御されて、目標モータ力fmotorに応じた電流が電動モータ40に流れて、電動モータ40が目標モータ力を発生する。この場合、高圧バッテリ200の電力がDC/DCコンバータ100を介して3相インバータ51に供給される状態と、電動モータ40で発生した起電力がDC/DCコンバータ100を介して高圧バッテリ200に回生される状態とが存在するが、何れの状態においても、3相インバータ51のスイッチング素子S1〜S6のデューティ比制御により電動モータ40で発生する力が目標モータ力fmotorに制御される。 The motor control unit 52 applies the target motor force to the electric motor 40 based on a control control signal representing a target motor force fmotor * (described later) output from the suspension ECU 70 and a motor current iuvw detected by the current sensor 53. A PWM control signal in which the duty ratio is set so that a current corresponding to fmotor * flows is generated and output to the three-phase inverter 51. As a result, the duty ratio of the switching elements S1 to S6 is controlled, a current corresponding to the target motor force fmotor * flows to the electric motor 40, and the electric motor 40 generates the target motor force. In this case, the state where the electric power of the high voltage battery 200 is supplied to the three-phase inverter 51 via the DC / DC converter 100 and the electromotive force generated by the electric motor 40 is regenerated to the high voltage battery 200 via the DC / DC converter 100. In any state, the force generated by the electric motor 40 is controlled to the target motor force fmotor * by the duty ratio control of the switching elements S1 to S6 of the three-phase inverter 51.

また、モータEDU50には、相間開放用リレーユニット55が設けられる。相間開放用リレーユニット55は、モータ駆動ラインL1,L2,L3にそれぞれ相間開放用のリレーR1,R2,R3を設けたものである。各リレーR1,R2,R3は、モータ制御部52から出力されるリレー駆動信号により、オン状態(閉)あるいはオフ状態(開)に切り替えられる。   The motor EDU 50 is provided with an interphase opening relay unit 55. The phase opening relay unit 55 is provided with phase opening relays R1, R2, and R3 on the motor drive lines L1, L2, and L3, respectively. Each of the relays R1, R2, and R3 is switched to an on state (closed) or an off state (open) by a relay drive signal output from the motor control unit 52.

高圧バッテリ200は、本実施形態においては定格電圧288Vのものが使用される。この高圧バッテリ200の+端子に高圧電源ライン201が接続され、−端子にグランドライン202が接続される。DC/DCコンバータ100は、その一次側が、この高圧電源ライン201とグランドライン202とを介して高圧バッテリ200に接続される。DC/DCコンバータ100の2次側は、降圧電源ライン203とグランドライン204とを介してモータEDU50の3相インバータ51に接続される。DC/DCコンバータ100は、高圧バッテリ200の出力電圧(288V)を、例えば46Vにまで降圧し、その降圧した電力を各モータEDU50の3相インバータ51に供給する。尚、図3,図4においては、記載を省略しているが、DC/DCコンバータ100の2次側には、降圧電源ライン203とグランドライン204とを介して4つのモータEDU50が並列に接続されている。   In the present embodiment, a high voltage battery 200 having a rated voltage of 288 V is used. A high voltage power supply line 201 is connected to the + terminal of the high voltage battery 200, and a ground line 202 is connected to the − terminal. The primary side of the DC / DC converter 100 is connected to the high voltage battery 200 via the high voltage power line 201 and the ground line 202. The secondary side of the DC / DC converter 100 is connected to the three-phase inverter 51 of the motor EDU 50 via a step-down power supply line 203 and a ground line 204. The DC / DC converter 100 steps down the output voltage (288V) of the high voltage battery 200 to 46V, for example, and supplies the reduced power to the three-phase inverter 51 of each motor EDU50. Although not shown in FIGS. 3 and 4, four motors EDU 50 are connected in parallel to the secondary side of the DC / DC converter 100 through a step-down power supply line 203 and a ground line 204. Has been.

サスペンションECU70は、マイクロコンピュータを主要部として備えるとともに、CAN通信によって4つのモータEDU50とDC/DCコンバータ100とに通信可能に接続される。サスペンションECU70は、車両状態に基づいて4輪分の電動モータ40の制御量(目標モータ力fmotor)を個別に演算し、演算した制御量を各モータEDU50に指令する。制御量の演算方法は、4輪とも同様であるため、ここでは1輪分について説明する。 The suspension ECU 70 includes a microcomputer as a main part, and is communicably connected to the four motors EDU 50 and the DC / DC converter 100 by CAN communication. The suspension ECU 70 individually calculates the control amount (target motor force fmotor * ) of the electric motor 40 for four wheels based on the vehicle state, and commands the calculated control amount to each motor EDU 50. Since the control amount calculation method is the same for all four wheels, only one wheel will be described here.

サスペンションECU70には、各サスペンション本体10が取り付けられている位置(各輪位置)にそれぞれ設けられたバネ上加速度センサ61、バネ下加速度センサ62、ストロークセンサ63が接続されている。バネ上加速度センサ61は、バネ上部材に設けられており、バネ上部材の各輪位置における上下方向に沿った加速度(バネ上上下加速度)を検出し、バネ上上下加速度Gを表す検出信号を出力する。バネ下加速度センサ62は、ロアアームなどのバネ下部材に設けられており、そのバネ下部材の上下方向に沿った加速度(バネ下上下加速度)を検出し、バネ下上下加速度Gを表す検出信号を出力する。ストロークセンサ63は、サスペンション本体10のストローク変位量(バネ上部材とバネ下部材との間の間隔の変化量、つまり、電磁アクチュエータ30の伸縮量)を検出し、ストローク変位量xを表す検出信号を出力する。 The suspension ECU 70 is connected to a sprung acceleration sensor 61, a sprung acceleration sensor 62, and a stroke sensor 63 provided at positions (each wheel position) where the suspension main bodies 10 are attached. Sprung acceleration sensor 61 is provided on the sprung member, detects the acceleration along the vertical direction at each wheel position of the sprung member (sprung vertical acceleration), a signal indicative of the sensed sprung mass vertical accelerations G 2 Is output. Unsprung acceleration sensor 62 is provided on the unsprung member, such as a lower arm, to detect acceleration along a vertical direction of the unsprung member (unsprung vertical acceleration), the detection signal representing the unsprung vertical acceleration G 1 Is output. Stroke sensor 63, the stroke displacement amount of the suspension body 10 (the amount of change in distance between the sprung member and the unsprung member, i.e., the amount of expansion and contraction of the electromagnetic actuator 30) is detected, detecting that represents the stroke displacement amount x S Output a signal.

また、サスペンションECU70には、横加速度センサ64が接続されている。横加速度センサ64は、車体に発生する横加速度を検出し、横加速度Gyを表す検出信号を出力する。   Further, a lateral acceleration sensor 64 is connected to the suspension ECU 70. The lateral acceleration sensor 64 detects the lateral acceleration generated in the vehicle body and outputs a detection signal representing the lateral acceleration Gy.

次に、サスペンションECU70の行う処理について説明する。図3の上段は、サスペンションECU70におけるマイクロコンピュータが行う制御処理を表す機能ブロック図である。各機能部は、マイクロコンピュータのROMに記憶された制御プログラムを所定の演算周期で繰り返し実行することにより実現されるものである。サスペンションECU70は、振動減衰制御力演算部71と、ロール抑制制御力演算部72と、目標モータ力演算部73と、補正演算部74とを備えている。   Next, processing performed by the suspension ECU 70 will be described. The upper part of FIG. 3 is a functional block diagram showing a control process performed by the microcomputer in the suspension ECU 70. Each functional unit is realized by repeatedly executing a control program stored in the ROM of the microcomputer at a predetermined calculation cycle. The suspension ECU 70 includes a vibration damping control force calculation unit 71, a roll suppression control force calculation unit 72, a target motor force calculation unit 73, and a correction calculation unit 74.

振動減衰制御力演算部71は、バネ上加速度センサ61の出力する検出信号を入力し、バネ上上下加速度Gを時間で積分することにより、バネ上部材の上下方向に沿った速度であるバネ上上下速度x’を演算し、このバネ上上下速度x’に予め設定されたバネ上ゲインC(減衰係数に相当する)を乗算することにより、バネ上部材の振動を減衰するように働くバネ上減衰制御力(C・x’)を演算する。また、バネ下加速度センサ62の出力する検出信号を入力し、バネ下上下加速度Gを時間で積分することにより、バネ下部材の上下方向に沿った速度であるバネ下上下速度x’を演算し、このバネ下上下速度x’に予め設定されたバネ下ゲインC(減衰係数に相当する)を乗算することにより、バネ下部材の振動を減衰するように働くバネ下減衰制御力(C・x’)を演算する。振動減衰制御力演算部71は、次式に示すように、バネ上減衰制御力(C・x’)からバネ下減衰制御力(C・x’)を減算して振動減衰制御力fvを演算する。
fv=C・x’−C・x
Vibration damping control force calculating section 71 receives the detection signal output from the sprung acceleration sensor 61, by integrating the sprung vertical acceleration G 2 at the time, a velocity along the vertical direction of the sprung member spring 'calculated and the sprung mass vertical velocity x 2' on vertical velocity x 2 by multiplying the preset spring gain C 2 (corresponding to the attenuation coefficient), so as to damp the vibration of the sprung member The sprung damping control force (C 2 · x 2 ′) acting on is calculated. Also, enter the detection signal output from the unsprung acceleration sensor 62, by integrating the unsprung vertical acceleration G 1 in time, the unsprung vertical velocity x 1 'is a velocity along the vertical direction of the unsprung member An unsprung damping control force that acts to attenuate the vibration of the unsprung member by calculating and multiplying the unsprung vertical speed x 1 ′ by a preset unsprung gain C 1 (corresponding to a damping coefficient). (C 1 · x 1 ′) is calculated. The vibration damping control force calculation unit 71 subtracts the unsprung damping control force (C 1 · x 1 ′) from the unsprung damping control force (C 2 · x 2 ′) as shown in the following equation. The force fv is calculated.
fv = C 2 · x 2 '-C 1 · x 1 '

この振動減衰制御力fvは、スカイフックダンパ理論に基づく制御と、擬似的なグランドフック理論に基づく制御とにより、バネ上部材およびバネ下部材の振動を減衰させるために必要とされる力を計算したものである。振動減衰制御力演算部71は、算出した振動減衰制御力fvを目標モータ力演算部73に出力する。この場合、振動減衰制御力fvは、その値の符号(正・負)により、電磁アクチュエータ30を作動させる方向(収縮/伸長)が設定される。尚、上記演算に当たっては、バネ上加速度センサ61およびバネ下加速度センサ62の出力する検出信号に対してローパスフィルタ処理を行って高周波成分を除去するようにするとよい。   This vibration damping control force fv calculates the force required to attenuate the vibration of the sprung member and the unsprung member by control based on the skyhook damper theory and control based on the pseudo groundhook theory. It is a thing. The vibration damping control force calculation unit 71 outputs the calculated vibration damping control force fv to the target motor force calculation unit 73. In this case, the vibration damping control force fv is set in the direction (contraction / extension) in which the electromagnetic actuator 30 is operated by the sign (positive / negative) of the value. In the above calculation, the detection signals output from the sprung acceleration sensor 61 and the unsprung acceleration sensor 62 may be subjected to low-pass filter processing to remove high frequency components.

ロール抑制制御力演算部72は、横加速度センサ64の出力する検出信号を入力し、次式に示すように、横加速度Gyに予め設定されたロールゲインKroを乗算することによりロール抑制制御力froを算出し、算出したロール抑制制御力froを目標モータ力演算部73に出力する。
fro=Kro・Gy
The roll suppression control force calculator 72 receives the detection signal output from the lateral acceleration sensor 64, and multiplies the lateral acceleration Gy by a preset roll gain Kro as shown in the following equation to roll control suppression control force fro. And the calculated roll suppression control force fro is output to the target motor force calculation unit 73.
fro = Kro ・ Gy

車両の旋回時においては、ロールモーメントによって旋回内輪側のバネ上部材とバネ下部材との相対距離が拡がり、旋回外輪側のバネ上部材とバネ下部材との相対距離が縮まる。そこで、ロール抑制制御力演算部72は、旋回内輪側のバネ上部材とバネ下部材との相対距離の拡がりを抑制し、旋回外輪側のバネ上部材とバネ下部材との相対距離の縮まりを抑制するように電磁アクチュエータ30に発生させる力を上記式のように演算する。従って、旋回内輪側の電磁アクチュエータ30で発生させるロール抑制制御力froと、旋回外輪側の電磁アクチュエータ30で発生させるロール抑制制御力froとは、その方向(正負)が逆となる。尚、車体に発生する横加速度は、操舵角と車速とに基づいて推定するようにしてもよい。   When the vehicle is turning, the relative distance between the sprung member on the turning inner ring side and the unsprung member is increased by the roll moment, and the relative distance between the sprung member on the turning outer ring side and the unsprung member is reduced. Therefore, the roll suppression control force calculation unit 72 suppresses the expansion of the relative distance between the sprung member on the turning inner ring side and the unsprung member, and reduces the relative distance between the sprung member on the turning outer ring side and the unsprung member. The force generated by the electromagnetic actuator 30 is calculated to be suppressed as shown in the above equation. Accordingly, the roll suppression control force fro generated by the electromagnetic actuator 30 on the inner turning wheel side and the roll suppression control force fro generated by the electromagnetic actuator 30 on the outer turning wheel side have opposite directions (positive and negative). The lateral acceleration generated in the vehicle body may be estimated based on the steering angle and the vehicle speed.

目標モータ力演算部73は、振動減衰制御力演算部71から出力された振動減衰制御力fvと、ロール抑制制御力演算部72から出力されたロール抑制制御力froとを加算することで、バネ上部材とバネ下部材とのあいだに作用させるべき必要作用力である目標モータ力fmotorを演算する。
fmotor=fv+fro
The target motor force calculation unit 73 adds the vibration damping control force fv output from the vibration damping control force calculation unit 71 and the roll suppression control force fro output from the roll suppression control force calculation unit 72 to thereby add a spring. A target motor force fmotor * which is a necessary acting force to be applied between the upper member and the unsprung member is calculated.
fmotor * = fv + fro

目標モータ力演算部73は、演算した目標モータ力fmotorを補正演算部74に出力する。補正演算部74は、DC/DCコンバータ100から故障診断信号を入力し、故障診断信号がDC/DCコンバータ100において故障が検出されていることを表す信号である場合には、目標モータ力fmotorを補正し、補正された制御量を新たな目標モータ力fmotorに置き換えて出力する。また、故障診断信号がDC/DCコンバータ100において故障が検出されていないことを表す信号である場合には、目標モータ力演算部73から入力した目標モータ力fmotorを補正することなくそのまま出力する。この補正演算部74による補正処理については、DC/DCコンバータ100の故障検出処理と併せて後述する。 The target motor force calculation unit 73 outputs the calculated target motor force fmotor * to the correction calculation unit 74. The correction calculation unit 74 receives a failure diagnosis signal from the DC / DC converter 100, and when the failure diagnosis signal is a signal indicating that a failure is detected in the DC / DC converter 100, the target motor force f motor * Is corrected, and the corrected control amount is replaced with a new target motor force fmotor * for output. When the failure diagnosis signal is a signal indicating that no failure is detected in the DC / DC converter 100, the target motor force fmotor * input from the target motor force calculation unit 73 is output as it is without correction. . The correction process by the correction calculation unit 74 will be described later together with the failure detection process of the DC / DC converter 100.

補正演算部74は、目標モータ力fmotorに対応する制御信号をモータEDU50に出力する。これにより、モータEDU50においては、3相インバータ51のスイッチング素子S1〜S4のデューティ比が制御されることにより、目標モータ力fmotorに応じた電流が電動モータ40に流れて、電動モータ40が目標モータ力fmotorを発生する。この場合、サスペンション本体10が実際に伸縮している方向と、目標モータ力fmotorで表される電磁アクチュエータ30の制御方向とが同じである場合には、DC/DCコンバータ100を介して高圧バッテリ200からモータEDU50に電力が供給されて電動モータ40が駆動されて推進力を発生する。一方、サスペンション本体10が実際に伸縮している方向と、目標モータ力fmotorで表される電磁アクチュエータ30の制御方向とが逆になる場合には、電動モータ40で発生する起電力がDC/DCコンバータ100を介して高圧バッテリ200に回生される。これにより、電動モータ40は、モータコイルに回生電流が流れてサスペンション本体10のストローク運動に対する制動力、つまり、減衰力を発生する。 The correction calculation unit 74 outputs a control signal corresponding to the target motor force fmotor * to the motor EDU50. As a result, in the motor EDU 50, the duty ratio of the switching elements S1 to S4 of the three-phase inverter 51 is controlled, whereby a current corresponding to the target motor force fmotor * flows to the electric motor 40, and the electric motor 40 is set to the target. Motor force fmotor * is generated. In this case, when the direction in which the suspension body 10 is actually expanded and contracted and the control direction of the electromagnetic actuator 30 represented by the target motor force f motor * are the same, the high-voltage battery is connected via the DC / DC converter 100. Electric power is supplied from 200 to the motor EDU 50 and the electric motor 40 is driven to generate a propulsive force. On the other hand, when the direction in which the suspension body 10 is actually expanded and contracted and the control direction of the electromagnetic actuator 30 represented by the target motor force fmotor * are reversed, the electromotive force generated by the electric motor 40 is DC / It is regenerated to the high voltage battery 200 via the DC converter 100. As a result, the electric motor 40 generates a braking force, that is, a damping force against the stroke motion of the suspension body 10 by causing a regenerative current to flow through the motor coil.

図17は、サスペンション本体10のストローク速度と目標モータ力fmotorとの関係を表している。図17において、薄く塗りつぶした領域が電動モータ40から高圧バッテリ200に電力回生される領域である。例えば、回生領域1は、サスペンション本体10が伸長動作しているときに、伸長させない方向に目標モータ力fmotorが設定される領域となり、回生領域2は、サスペンション本体10が収縮動作しているときに、収縮させない方向に目標モータ力fmotorが設定される領域となる。また、消費領域1は、サスペンション本体10が収縮動作しているときに、収縮させる方向に目標モータ力fmotorが設定される領域となり、消費領域2は、サスペンション本体10が伸長動作しているときに、伸長させる方向に目標モータ力fmotorが設定される領域となる。図中、直線Aは、モータ短絡特性線を表し、電動モータ40の各相を短絡させた場合に発生する荷重特性を表す。従って、電動モータ40の電力回生により発生できる減衰力は、モータ短絡特性線Aと横軸との間の範囲となる。電磁アクチュエータ30をアクティブ制御した場合には、一般的に、図の軌跡Bに沿って、ストローク速度に応じた目標モータ力fmotorが設定される。 FIG. 17 shows the relationship between the stroke speed of the suspension body 10 and the target motor force fmotor * . In FIG. 17, a thinly painted area is an area where power is regenerated from the electric motor 40 to the high voltage battery 200. For example, the regenerative region 1 is a region where the target motor force f motor * is set in a direction in which the suspension main body 10 is not expanded when the suspension main body 10 is expanding, and the regenerative region 2 is when the suspension main body 10 is contracting. In addition, the target motor force fmotor * is set in a direction in which the motor is not contracted. The consumption area 1 is an area where the target motor force fmotor * is set in the contracting direction when the suspension body 10 is contracting, and the consumption area 2 is when the suspension body 10 is extending. The target motor force fmotor * is set in the extending direction. In the figure, a straight line A represents a motor short-circuit characteristic line, and represents a load characteristic generated when each phase of the electric motor 40 is short-circuited. Therefore, the damping force that can be generated by power regeneration of the electric motor 40 is in a range between the motor short-circuit characteristic line A and the horizontal axis. When the electromagnetic actuator 30 is actively controlled, generally, the target motor force fmotor * corresponding to the stroke speed is set along the locus B in the figure.

次に、DC/DCコンバータ100について説明する。上述したように電磁アクチュエータ30をアクティブ制御した場合には、例えば、車両が凹凸路面を長時間走行すると、電磁アクチュエータ30の伸縮動作が続くため、DC/DCコンバータ100に双方向に大電流が長時間流れる。このため、DC/DCコンバータ100の発熱が大きくなってDC/DCコンバータ100が過熱損傷するおそれがある。DC/DCコンバータ100の発熱状態に応じて、電磁アクチュエータ30のアクティブ制御を中断すれば、DC/DCコンバータ100の過熱損傷防止を図る事ができるが車両性能が犠牲となってしまう。そこで本実施形態のDC/DCコンバータ100は、こうした課題を解決する回路構成を採用している。   Next, the DC / DC converter 100 will be described. When the electromagnetic actuator 30 is actively controlled as described above, for example, when the vehicle travels on an uneven road surface for a long time, the electromagnetic actuator 30 continues to expand and contract, so that a large current flows in both directions in the DC / DC converter 100. Time flows. For this reason, there is a possibility that the heat generation of the DC / DC converter 100 increases and the DC / DC converter 100 is damaged by overheating. If the active control of the electromagnetic actuator 30 is interrupted according to the heat generation state of the DC / DC converter 100, the DC / DC converter 100 can be prevented from overheating damage, but the vehicle performance is sacrificed. Therefore, the DC / DC converter 100 of the present embodiment employs a circuit configuration that solves these problems.

DC/DCコンバータ100は、図4に示すように、1次側巻線131と2次側巻線132とを備えたトランス130と、1次側巻線131に接続される1次側スイッチング回路110と、2次側巻線132に接続される2次側スイッチング回路120と、スイッチ制御部140とを備えたフルブリッジ方式の直流−直流電圧変換器である。1次側スイッチング回路110は、高圧電源ライン201とグランドライン202とを介して高圧バッテリ200に接続され、高圧バッテリ200から1次側巻線131に電流を正逆交互に流す一方、電力回生時には2次側巻線132から供給された交流電力を直流に整流する。2次側スイッチング回路120は、降圧電源ライン203とグランドライン204とを介して3相インバータ51に接続され、1次側巻線131から供給された交流電力を直流に整流する一方、電力回生時には3相インバータ51から2次側巻線132に正逆交互に電流を流す。   As shown in FIG. 4, the DC / DC converter 100 includes a transformer 130 including a primary side winding 131 and a secondary side winding 132, and a primary side switching circuit connected to the primary side winding 131. 110, a full-bridge type DC-DC voltage converter including a secondary side switching circuit 120 connected to the secondary side winding 132 and a switch control unit 140. The primary side switching circuit 110 is connected to the high voltage battery 200 via the high voltage power supply line 201 and the ground line 202, and the current flows from the high voltage battery 200 to the primary side winding 131 alternately in the forward and reverse directions. The AC power supplied from the secondary winding 132 is rectified to DC. The secondary side switching circuit 120 is connected to the three-phase inverter 51 via the step-down power supply line 203 and the ground line 204, and rectifies AC power supplied from the primary side winding 131 into DC, while at the time of power regeneration. A current flows alternately from the three-phase inverter 51 to the secondary winding 132 in the forward and reverse directions.

1次側スイッチング回路110は、2つのスイッチング素子Sを並列に接続した4つのスイッチング素子対(第1スイッチング素子対111、第2スイッチング素子対112、第3スイッチング素子対113、第4スイッチング素子対114)を備えている。本実施形態においては、各スイッチング素子対111〜114を構成する2つのスイッチング素子Sとして、それぞれMOS―FETが使用されるが、他のスイッチング素子を用いることも可能である。   The primary side switching circuit 110 includes four switching element pairs (a first switching element pair 111, a second switching element pair 112, a third switching element pair 113, a fourth switching element pair) in which two switching elements S are connected in parallel. 114). In the present embodiment, MOS-FETs are used as the two switching elements S constituting each of the switching element pairs 111 to 114, but other switching elements can also be used.

第1スイッチング素子対111と第2スイッチング素子対112とは直列に接続され、その直列接続された回路により高圧電源ライン201とグランドライン202とを電気的に接続する。第3スイッチング素子対113と第4スイッチング素子対114も直列に接続されて、その直列接続された回路により高圧電源ライン201とグランドライン202とを電気的に接続する。第1スイッチング素子対111と第2スイッチング素子対112との接続部には、トランス130の1次側巻線131の一端が接続され、第3スイッチング素子対113と第4スイッチング素子対114との接続部には、1次側巻線131の他端が接続される。   The first switching element pair 111 and the second switching element pair 112 are connected in series, and the high-voltage power supply line 201 and the ground line 202 are electrically connected by the circuit connected in series. The third switching element pair 113 and the fourth switching element pair 114 are also connected in series, and the high voltage power supply line 201 and the ground line 202 are electrically connected by the series connected circuit. One end of the primary side winding 131 of the transformer 130 is connected to a connection portion between the first switching element pair 111 and the second switching element pair 112, and the third switching element pair 113 and the fourth switching element pair 114 are connected to each other. The other end of the primary winding 131 is connected to the connection portion.

各スイッチング素子対111〜114におけるスイッチング素子Sには、寄生ダイオードが組み込まれている。各スイッチング素子対111〜114は、この寄生ダイオードが、高圧電源ライン201からグランドライン202への電流の流れを阻止し、グランドライン202から高圧電源ライン201への電流の流れを許容する向きとなるように各スイッチング素子Sを接続して備えている。尚、寄生ダイオードとは別のダイオードを上記の向きに各スイッチング素子Sに並列に設けてもよい。   A parasitic diode is incorporated in the switching element S in each of the switching element pairs 111 to 114. In each of the switching element pairs 111 to 114, the parasitic diode is in a direction in which a current flow from the high-voltage power supply line 201 to the ground line 202 is blocked and a current flow from the ground line 202 to the high-voltage power supply line 201 is allowed. Each switching element S is connected and provided. A diode other than the parasitic diode may be provided in parallel to each switching element S in the above direction.

各スイッチング素子対111〜114には、スイッチ制御部140から出力されるPWM制御信号がそれぞれ独立して入力される。この場合、各スイッチング素子対111〜114を構成する2つのスイッチング素子Sには、互いに共通のPWM制御信号が入力される。従って、対をなす2つのスイッチング素子Sは、同時にオン・オフするように構成されている。   PWM control signals output from the switch control unit 140 are independently input to the switching element pairs 111 to 114, respectively. In this case, a common PWM control signal is input to the two switching elements S constituting each switching element pair 111 to 114. Accordingly, the two switching elements S forming a pair are configured to be turned on / off simultaneously.

また、1次側スイッチング回路110は、スイッチング素子対111、112,113,114における片側のスイッチング素子Sに流れる電流を検出する電流センサ151,152,153,154を備えている。電流センサ151〜154は、検出した電流値を表す検出信号をスイッチ制御部140に出力する。以下、第1スイッチング素子対111に設けられた電流センサ151により検出される電流値を第1素子電流i11と呼び、第2スイッチング素子対112に設けられた電流センサ152により検出される電流値を第2素子電流i12と呼び、第3スイッチング素子対113に設けられた電流センサ153により検出される電流値を第3素子電流i13と呼び、第4スイッチング素子対114に設けられた電流センサ154により検出される電流値を第4素子電流i14と呼ぶ。   The primary side switching circuit 110 includes current sensors 151, 152, 153, and 154 that detect currents flowing through the switching elements S on one side of the switching element pairs 111, 112, 113, and 114. The current sensors 151 to 154 output a detection signal representing the detected current value to the switch control unit 140. Hereinafter, the current value detected by the current sensor 151 provided in the first switching element pair 111 is referred to as a first element current i11, and the current value detected by the current sensor 152 provided in the second switching element pair 112 is referred to as a first element current i11. The current value detected by the current sensor 153 provided in the third switching element pair 113 is referred to as a second element current i12 and is referred to as a third element current i13, and the current sensor 154 provided in the fourth switching element pair 114. The detected current value is called a fourth element current i14.

また、1次側スイッチング回路110には、高圧電源ライン201に、第1スイッチング素子対111との接続位置よりも高圧バッテリ200側にチョークコイル181が設けられている。また、高圧電源ライン201には、1次側電圧センサ155と、1次側電流センサ156が設けられている。1次側電圧センサ155は、グランドライン202に対する高圧電源ライン201の電位を検出し、その検出信号をスイッチ制御部140に出力する。1次側電圧センサ155で検出される電圧値を1次側電圧V1と呼ぶ。1次側電流センサ156は、高圧バッテリ200とDC/DCコンバータ100の1次側巻線131との間を流れる電流を検出し、その検出信号をスイッチ制御部140に出力する。1次側電流センサ156で検出される電流値を1次側トータル電流i1と呼ぶ。   In the primary side switching circuit 110, a choke coil 181 is provided on the high voltage power supply line 201 on the high voltage battery 200 side relative to the connection position with the first switching element pair 111. The high voltage power supply line 201 is provided with a primary side voltage sensor 155 and a primary side current sensor 156. The primary side voltage sensor 155 detects the potential of the high voltage power supply line 201 with respect to the ground line 202 and outputs the detection signal to the switch control unit 140. The voltage value detected by the primary side voltage sensor 155 is referred to as a primary side voltage V1. Primary side current sensor 156 detects a current flowing between high voltage battery 200 and primary side winding 131 of DC / DC converter 100 and outputs the detection signal to switch control unit 140. The current value detected by the primary side current sensor 156 is referred to as a primary side total current i1.

2次側スイッチング回路120は、2つのスイッチング素子Sを並列に接続した2つのスイッチング素子対(第1スイッチング素子対121、第2スイッチング素子対122)を備えている。各スイッチング素子対121,122のスイッチング素子Sとしては、1次側スイッチング回路110のスイッチング素子Sと同様にMOS―FETが使用されるが、他のスイッチング素子を用いることも可能である。   The secondary side switching circuit 120 includes two switching element pairs (a first switching element pair 121 and a second switching element pair 122) in which two switching elements S are connected in parallel. As the switching element S of each switching element pair 121, 122, a MOS-FET is used in the same manner as the switching element S of the primary side switching circuit 110, but other switching elements can also be used.

第1スイッチング素子対121は、トランス130の2次側巻線132の一方端とグランドライン204とを電気的に接続し、第2スイッチング素子対122は、トランス130の2次側巻線132の他方端とグランドライン204とを電気的に接続する。トランス130の2次側巻線132の中間点は、降圧電源ライン203に接続される。各スイッチング素子対121,122は、寄生ダイオードが、降圧電源ライン203からグランドライン204への電流の流れを阻止し、グランドライン204から降圧電源ライン203への電流の流れを許容する向きとなるように各スイッチング素子Sを接続して備えている。トランス130の2次側巻線132において、中間点から一方端までの部分と、中間点から他方端までの部分とを区別する場合には、前者を2次側巻線132aと呼び、後者を2次側巻線132bと呼ぶ。   The first switching element pair 121 electrically connects one end of the secondary side winding 132 of the transformer 130 and the ground line 204, and the second switching element pair 122 includes the secondary side winding 132 of the transformer 130. The other end and the ground line 204 are electrically connected. An intermediate point of the secondary winding 132 of the transformer 130 is connected to the step-down power supply line 203. In each switching element pair 121, 122, the parasitic diode is in a direction that prevents a current flow from the step-down power supply line 203 to the ground line 204 and allows a current flow from the ground line 204 to the step-down power supply line 203. Are connected to each switching element S. In the secondary side winding 132 of the transformer 130, when distinguishing a portion from the intermediate point to one end and a portion from the intermediate point to the other end, the former is called a secondary side winding 132a, and the latter is This is called a secondary winding 132b.

各スイッチング素子対121,122には、スイッチ制御部140から出力されるPWM制御信号がそれぞれ独立して入力される。この場合、各スイッチング素子対121,122を構成する2つのスイッチング素子Sには、互いに共通のPWM制御信号が入力される。従って、対をなす2つのスイッチング素子Sは、同時にオン・オフするように構成されている。   Each switching element pair 121 and 122 is independently input with a PWM control signal output from the switch control unit 140. In this case, a common PWM control signal is input to the two switching elements S constituting each pair of switching elements 121 and 122. Accordingly, the two switching elements S forming a pair are configured to be turned on / off simultaneously.

また、2次側スイッチング回路120は、各スイッチング素子対121,122における片側のスイッチング素子Sに流れる電流を検出する電流センサ161,162を備えている。電流センサ161,162は、検出した電流値を表す検出信号をスイッチ制御部140に出力する。以下、第1スイッチング素子対121に設けられた電流センサ161により検出される電流値を第1素子電流i21と呼び、第2スイッチング素子対122に設けられた電流センサ162により検出される電流値を第2素子電流i22と呼ぶ。   The secondary side switching circuit 120 includes current sensors 161 and 162 that detect a current flowing through the switching element S on one side in each switching element pair 121 and 122. The current sensors 161 and 162 output a detection signal representing the detected current value to the switch control unit 140. Hereinafter, a current value detected by the current sensor 161 provided in the first switching element pair 121 is referred to as a first element current i21, and a current value detected by the current sensor 162 provided in the second switching element pair 122 is referred to as a first element current i21. This is called a second element current i22.

また、2次側スイッチング回路120には、降圧電源ライン203にチョークコイル182が設けられ、更に、チョークコイル182よりもモータEDU50側の降圧電源ライン203とグランドライン204との間にはコンデンサ183が設けられている。また、降圧電源ライン203には、2次側電圧センサ157と、2次側電流センサ158が設けられている。2次側電圧センサ157は、グランドライン204に対する降圧電源ライン203の電位を検出し、その検出信号をスイッチ制御部140に出力する。2次側電圧センサ157で検出される電圧値を2次側電圧V2と呼ぶ。2次側電流センサ158は、モータEDU50とDC/DCコンバータ100の2次側巻線132との間を流れる電流を検出し、その検出信号をスイッチ制御部140に出力する。2次側電流センサ158で検出される電流値を2次側トータル電流i2と呼ぶ。   In the secondary side switching circuit 120, a choke coil 182 is provided on the step-down power supply line 203, and a capacitor 183 is provided between the step-down power supply line 203 and the ground line 204 on the motor EDU 50 side of the choke coil 182. Is provided. The step-down power supply line 203 is provided with a secondary side voltage sensor 157 and a secondary side current sensor 158. The secondary side voltage sensor 157 detects the potential of the step-down power supply line 203 with respect to the ground line 204 and outputs the detection signal to the switch control unit 140. The voltage value detected by the secondary side voltage sensor 157 is referred to as a secondary side voltage V2. Secondary current sensor 158 detects a current flowing between motor EDU 50 and secondary winding 132 of DC / DC converter 100, and outputs a detection signal to switch control unit 140. The current value detected by the secondary side current sensor 158 is referred to as a secondary side total current i2.

2次側スイッチング回路120とモータEDU50との間には、電力消費回路190が設けられている。この電力消費回路190は、抵抗素子191とスイッチング素子192とが直列に接続されて、その直列接続された回路により降圧電源ライン203とグランドライン204とを電気的に接続する。スイッチング素子192は、スイッチ制御部140から出力される制御信号によりオン/オフ状態が切り替えられ、通常は、オフ状態に維持されるが、モータEDU50からDC/DCコンバータ100側に出力される回生電力が設定値よりも大きい場合には、スイッチ制御部140によりオン状態に切り替えられる。これにより、回生電力の一部が抵抗素子191の発熱として消費され、DC/DCコンバータ100、高圧バッテリ200に流れる回生電流を低減する。尚、電力消費回路190は、必ずしも設ける必要は無い。   A power consuming circuit 190 is provided between the secondary side switching circuit 120 and the motor EDU 50. In this power consumption circuit 190, a resistance element 191 and a switching element 192 are connected in series, and the step-down power supply line 203 and the ground line 204 are electrically connected by the circuit connected in series. The switching element 192 is switched on / off by a control signal output from the switch controller 140 and is normally maintained in the off state, but the regenerative power output from the motor EDU 50 to the DC / DC converter 100 side. Is larger than the set value, the switch control unit 140 switches it to the on state. Thereby, a part of the regenerative power is consumed as heat generated by the resistance element 191, and the regenerative current flowing through the DC / DC converter 100 and the high voltage battery 200 is reduced. Note that the power consumption circuit 190 is not necessarily provided.

スイッチ制御部140は、マイクロコンピュータおよびスイッチ駆動回路を主要部として備えている。スイッチ制御部140は、高圧バッテリ200の電力を降圧してモータEDU50に供給する場合には、1次側スイッチング回路110を作動させる。この場合、スイッチ制御部140は、第1スイッチング素子対111と第4スイッチング素子対114とをオン、第2スイッチング素子対112と第3スイッチング素子対113とをオフにした状態(以下、第1通電路と呼ぶ)と、第1スイッチング素子対111と第4スイッチング素子対114とをオフ、第2スイッチング素子対112と第3スイッチング素子対113とをオンにした状態(以下、第2通電路と呼ぶ)とを交互に切り替えることにより、1次側巻線131に正逆交互に電流を流す。これにより、2次側巻線132に降圧された高周波の交流電圧が発生する。   The switch control unit 140 includes a microcomputer and a switch drive circuit as main parts. The switch control unit 140 operates the primary side switching circuit 110 when the power of the high voltage battery 200 is stepped down and supplied to the motor EDU 50. In this case, the switch control unit 140 turns on the first switching element pair 111 and the fourth switching element pair 114 and turns off the second switching element pair 112 and the third switching element pair 113 (hereinafter referred to as the first switching element pair 114). A state in which the first switching element pair 111 and the fourth switching element pair 114 are turned off, and the second switching element pair 112 and the third switching element pair 113 are turned on (hereinafter referred to as a second conduction path). Are alternately switched, so that a current flows through the primary winding 131 alternately in the forward and reverse directions. As a result, a high-frequency AC voltage stepped down in the secondary winding 132 is generated.

こうしたスイッチング動作時においては、第1通電路が形成される時間と、第2通電路が形成される時間とは同じ長さに設定されている。従って、8つのスイッチング素子Sには、1次側巻線131に流れる電流の半分が同じ時間だけ流れることになる。   In such a switching operation, the time for forming the first current path and the time for forming the second current path are set to the same length. Accordingly, half of the current flowing through the primary winding 131 flows through the eight switching elements S for the same time.

スイッチ制御部140は、1次側スイッチング回路110を上記のように作動させているときには、2次側スイッチング回路120の2つのスイッチング素子対121,122をオフ状態に維持する。1次側スイッチング回路110で第1通電路が形成されているときには、2次側スイッチング回路120では図4に実線矢印で示すように、第2スイッチング素子対122の寄生ダイオードに電流が流れて降圧電源ライン203からモータEDU50に電流が流れる。また、1次側スイッチング回路110で第2通電路が形成されているときには、2次側スイッチング回路120では図4に破線矢印で示すように、第1スイッチング素子対121の寄生ダイオードに電流が流れて降圧電源ライン203からモータEDU50に電流が流れる。これにより、モータEDU50に直流電力が供給される。   When the primary side switching circuit 110 is operated as described above, the switch control unit 140 maintains the two switching element pairs 121 and 122 of the secondary side switching circuit 120 in the off state. When the first energization path is formed in the primary side switching circuit 110, in the secondary side switching circuit 120, a current flows through the parasitic diode of the second switching element pair 122 as shown by the solid line arrow in FIG. A current flows from the power line 203 to the motor EDU 50. Further, when the second energization path is formed in the primary side switching circuit 110, in the secondary side switching circuit 120, a current flows through the parasitic diodes of the first switching element pair 121 as indicated by broken line arrows in FIG. Thus, a current flows from the step-down power supply line 203 to the motor EDU50. As a result, DC power is supplied to the motor EDU50.

モータ制御部52は、2次側電圧センサ157で検出される2次側電圧V2を読み込み、この2次側電圧V2が設定電圧になるように、各スイッチング素子対111〜114のデューティ比を調整する。電磁アクチュエータ30の伸縮により電動モータ40が発電機として作用した時には、2次側電圧V2が上昇する。モータ制御部52は、2次側電圧V2の上昇を検出したときには、電動モータ40で発生した起電力を高圧バッテリ200に回生させるために、2次側スイッチング回路120を作動させる。   The motor control unit 52 reads the secondary side voltage V2 detected by the secondary side voltage sensor 157, and adjusts the duty ratio of each switching element pair 111 to 114 so that the secondary side voltage V2 becomes the set voltage. To do. When the electric motor 40 acts as a generator due to the expansion and contraction of the electromagnetic actuator 30, the secondary side voltage V2 rises. When the motor control unit 52 detects an increase in the secondary side voltage V2, the motor control unit 52 operates the secondary side switching circuit 120 in order to cause the high voltage battery 200 to regenerate the electromotive force generated in the electric motor 40.

モータ制御部52は、2次側スイッチング回路120を作動させるときには、1次側スイッチング回路110の作動を停止して、4つのスイッチング素子対111〜114をオフ状態に維持する。モータ制御部52は、2次側スイッチング回路120の第1スイッチング素子対121をオン、第2スイッチング素子対122をオフにした状態(第1回生通電路と呼ぶ)と、第1スイッチング素子対121をオフ、第2スイッチング素子対122をオンにした状態(第2回生通電路と呼ぶ)とを交互に切り替える。この場合、2次側スイッチング回路120で第1回生通電路が形成されているときには、回生電流は、降圧電源ライン203からトランス130の2次側巻線132a,第1スイッチング素子対121を通ってグランドライン204に流れる(図4の破線矢印の反対方向)。また、2次側スイッチング回路120で第2回生通電路が形成されているときには、回生電流は、降圧電源ライン203からトランス130の2次側巻線132b,第2スイッチング素子対122を通ってグランドライン204に流れる(図4の実線矢印の反対方向)。   When operating the secondary side switching circuit 120, the motor control unit 52 stops the operation of the primary side switching circuit 110 and maintains the four switching element pairs 111 to 114 in the OFF state. The motor control unit 52 is in a state where the first switching element pair 121 of the secondary side switching circuit 120 is turned on and the second switching element pair 122 is turned off (referred to as a first regenerative current path), and the first switching element pair 121. Is switched off and the second switching element pair 122 is switched on alternately (referred to as a second regenerative current path). In this case, when the first regenerative current path is formed in the secondary side switching circuit 120, the regenerative current passes from the step-down power supply line 203 through the secondary side winding 132 a of the transformer 130 and the first switching element pair 121. It flows to the ground line 204 (the direction opposite to the broken line arrow in FIG. 4). When the second regenerative current path is formed in the secondary side switching circuit 120, the regenerative current is grounded from the step-down power supply line 203 through the secondary side winding 132b of the transformer 130 and the second switching element pair 122. It flows to the line 204 (the direction opposite to the solid line arrow in FIG. 4).

これにより、2次側巻線132に回生電流が正逆交互に流れ、1次側巻線131に昇圧された高周波の交流電圧が発生する。こうしたスイッチング動作時においては、第1回生通電路が形成される時間と、第2回生通電路が形成される時間とは同じ長さに設定されている。従って、4つのスイッチング素子Sには、2次側巻線132に流れる電流の半分が同じ時間だけ流れることになる。   As a result, regenerative current flows in the secondary winding 132 alternately in the forward and reverse directions, and a high-frequency AC voltage boosted in the primary winding 131 is generated. In such a switching operation, the time for forming the first regenerative current path and the time for forming the second regenerative current path are set to the same length. Therefore, half of the current flowing through the secondary winding 132 flows through the four switching elements S for the same time.

このように構成されたDC/DCコンバータ100によれば、1次側スイッチング回路110においてはスイッチング素子対111〜114で電流経路が2つに分散され、2次側スイッチング回路120においてはスイッチング素子対121〜122で電流経路が2つに分散される。このため、各スイッチング素子Sに流れる電流は、各巻線131,132に流れる電流の半分に低減される。   According to the DC / DC converter 100 configured as described above, in the primary side switching circuit 110, the current path is distributed into two by the switching element pairs 111 to 114, and in the secondary side switching circuit 120, the switching element pair. In 121 to 122, the current path is distributed into two. For this reason, the current flowing through each switching element S is reduced to half of the current flowing through each of the windings 131 and 132.

従って、車両が凹凸路面を長時間走行して電磁アクチュエータ30の伸縮動作が続く場合のように、DC/DCコンバータ100に双方向に大電流が長時間流れる状況であっても、各スイッチング素子Sの発熱を抑制することができる。これにより、電動モータ40を3相インバータ52から切り離して回生電流がDC/DCコンバータ100に流れないようにするモータ開放処理を行わなくてすむ。従って、電磁アクチュエータ30の伸縮ストロークを機械的に規制するストッパ当たりが低減され、乗り心地性能の低下、および、電磁アクチュエータ30の耐久性の低下を防止することができる。これらの結果、本実施形態によれば、電磁サスペンション装置の性能を低下させずにDC/DCコンバータ100の過熱損傷防止を図ることができる。   Accordingly, even when the vehicle travels on an uneven road for a long time and the electromagnetic actuator 30 continues to expand and contract, the switching element S can be operated even in a situation where a large current flows through the DC / DC converter 100 in both directions for a long time. Heat generation can be suppressed. As a result, it is not necessary to perform the motor opening process for disconnecting the electric motor 40 from the three-phase inverter 52 and preventing the regenerative current from flowing into the DC / DC converter 100. Therefore, the stopper contact that mechanically restricts the expansion / contraction stroke of the electromagnetic actuator 30 is reduced, and it is possible to prevent a decrease in riding comfort performance and a decrease in durability of the electromagnetic actuator 30. As a result, according to the present embodiment, it is possible to prevent overheating damage of the DC / DC converter 100 without degrading the performance of the electromagnetic suspension device.

ところで、スイッチング素子対111〜114,121〜122を用いて1次側スイッチング回路110,2次側スイッチング回路120を構成した場合には、対をなす一方のスイッチング素子Sがオフ故障しても、DC/DCコンバータ100としては、そのまま電圧変換動作を継続できる。しかし、そうしたケースでは、他方のスイッチング素子Sに流れる電流が正常時に比べて2倍になるため、そのまま作動を継続させると、正常側のスイッチング素子Sが過熱損傷するおそれがある。対をなす他方のスイッチング素子Sまでもオフ故障した場合には、その時点から、DC/DCコンバータ100としては、適正な作動を行うことができない。   By the way, when the primary side switching circuit 110 and the secondary side switching circuit 120 are configured using the switching element pairs 111 to 114 and 121 to 122, even if one of the paired switching elements S is turned off, The DC / DC converter 100 can continue the voltage conversion operation as it is. However, in such a case, since the current flowing through the other switching element S is doubled compared to the normal time, if the operation is continued as it is, the normal-side switching element S may be damaged due to overheating. In the case where an off failure has occurred even with the other switching element S forming a pair, the DC / DC converter 100 cannot perform an appropriate operation from that point.

そこで、本実施形態の電力供給システムは、1次側スイッチング回路110と2次側スイッチング回路120とにおける各スイッチング素子対111〜114,121〜122の故障を検出する機能、および、故障検出に応じた故障対処機能を備えている。以下、スイッチング素子対111〜114,121〜122に関して個別に特定しない場合には、それらを単にスイッチング素子対SPと呼ぶ。   Therefore, the power supply system of the present embodiment responds to the function of detecting the failure of each switching element pair 111 to 114, 121 to 122 in the primary side switching circuit 110 and the secondary side switching circuit 120, and the failure detection. It has a failure handling function. Hereinafter, when the switching element pairs 111 to 114 and 121 to 122 are not individually specified, they are simply referred to as a switching element pair SP.

まず、1次側スイッチング回路110の故障検出処理について説明する。図5は、スイッチ制御部140のマイクロコンピュータが実行する1次側スイッチング回路故障検出ルーチンを表す。この1次側スイッチング回路故障検出ルーチンは、1次側スイッチング回路110を作動させて高圧バッテリ200の電力を降圧してモータEDU50に供給しているときに、所定の周期で繰り返し実行される。スイッチ制御部140は、まず、ステップS11において、1次側電流センサ156で検出される1次側トータル電流i1と、1次側スイッチング回路110に設けられる4つの電流センサ151,152,153,154で検出される第1素子電流i11,第2素子電流i12,第3素子電流i13,第4素子電流i14を読み込む。続いて、ステップS12において、変数nの値を「1」に設定する。続いて、ステップS13において、第n素子電流i1nが、1次側トータル電流i1の半分の値(i1/2)にほぼ等しいか否かを判断する。この場合、n=1であるため、第1素子電流i11が1次側トータル電流i1の半分の値(i1/2)にほぼ等しいか否かについて判断される。   First, the failure detection process of the primary side switching circuit 110 will be described. FIG. 5 shows a primary-side switching circuit failure detection routine executed by the microcomputer of the switch control unit 140. This primary side switching circuit failure detection routine is repeatedly executed at a predetermined cycle when the primary side switching circuit 110 is operated to step down the power of the high voltage battery 200 and supply it to the motor EDU 50. First, in step S11, the switch control unit 140 detects the primary-side total current i1 detected by the primary-side current sensor 156 and the four current sensors 151, 152, 153, and 154 provided in the primary-side switching circuit 110. The first element current i11, the second element current i12, the third element current i13, and the fourth element current i14 detected by the above are read. Subsequently, in step S12, the value of the variable n is set to “1”. Subsequently, in step S13, it is determined whether or not the n-th element current i1n is substantially equal to a half value (i1 / 2) of the primary-side total current i1. In this case, since n = 1, it is determined whether or not the first element current i11 is substantially equal to a half value (i1 / 2) of the primary total current i1.

スイッチング素子対SPを構成する2つのスイッチング素子Sが正常であれば、2つのスイッチング素子Sには互いに同じ電流値の電流が流れる。従って、電流センサ151〜154にて検出される電流値は、1次側トータル電流i1の半分になる。また、スイッチング素子対SPを構成する2つのスイッチング素子Sの片側がオフ故障している場合には、当該故障している側のスイッチング素子Sには電流が流れず、故障していない側のスイッチング素子Sには1次側トータル電流i1が流れる。従って、片側のスイッチング素子Sに流れる電流値を検出することで、スイッチング素子対SPにおける個々のスイッチング素子Sの故障の有無を判定することができる。   If the two switching elements S constituting the switching element pair SP are normal, currents having the same current value flow through the two switching elements S. Therefore, the current value detected by the current sensors 151 to 154 is half of the primary total current i1. Further, when one of the two switching elements S constituting the switching element pair SP has an off-failure, no current flows in the switching element S on the failed side, and switching on the non-failed side is performed. The primary total current i1 flows through the element S. Therefore, by detecting the value of the current flowing through the switching element S on one side, it is possible to determine the presence / absence of a failure of each switching element S in the switching element pair SP.

スイッチ制御部140は、第n素子電流i1nが、1次側トータル電流i1の半分の値(i1/2)にほぼ等しいと判断した場合には(S13:Yes)、ステップS14において、変数nの値を1だけインクリメントし、続く、ステップS15において、インクリメントした変数nが「4」を超えたか否かを判断し、「4」を超えない場合には、その処理をステップS13に戻して同様の処理を繰り返す。従って、第1素子電流i11〜第4素子電流i14に関して、順次、1次側トータル電流i1の半分の値(i1/2)にほぼ等しいか否かについての判断が繰り返される。   When the switch control unit 140 determines that the n-th element current i1n is substantially equal to a half value (i1 / 2) of the primary-side total current i1 (S13: Yes), in step S14, the variable n The value is incremented by 1. In step S15, it is determined whether or not the incremented variable n has exceeded “4”. If it does not exceed “4”, the process returns to step S13 and the same processing is performed. Repeat the process. Therefore, regarding the first element current i11 to the fourth element current i14, the determination as to whether or not it is substantially equal to half the value (i1 / 2) of the primary total current i1 is repeated.

そして、第n素子電流i1nが、1次側トータル電流i1の半分の値(i1/2)の近傍ではない場合(例えば、i1n=0、あるいは、i1n=i1となる場合)には、ステップS16において、第nスイッチング素子対SPが故障していると判定する。この場合、i1n=0である場合には、電流センサが設けられている側のスイッチング素子Sがオフ故障、電流センサが設けられていない側のスイッチング素子Sが正常であると判定し、i1n=i1である場合には、電流センサが設けられている側のスイッチング素子Sが正常、電流センサが設けられていない側のスイッチング素子Sがオフ故障していると判定する。   When the n-th element current i1n is not in the vicinity of the half value (i1 / 2) of the primary total current i1 (for example, when i1n = 0 or i1n = i1), step S16 is performed. , It is determined that the n-th switching element pair SP has failed. In this case, when i1n = 0, it is determined that the switching element S on the side where the current sensor is provided is off failure, and that the switching element S on the side where the current sensor is not provided is normal, i1n = In the case of i1, it is determined that the switching element S on the side where the current sensor is provided is normal, and that the switching element S on the side where the current sensor is not provided has an off failure.

スイッチ制御部140は、4つのスイッチング素子対SPの故障の有無を判定すると、続くステップS17において、故障診断結果を表す故障診断信号をサスペンションECU70に出力して本ルーチンを一旦終了する。この故障診断信号は、1次側スイッチング回路110において故障しているスイッチング素子対SPの数を表すもので、正常であれば「0」を表す信号となる。   When the switch control unit 140 determines whether or not there is a failure in the four switching element pairs SP, in a subsequent step S17, the switch control unit 140 outputs a failure diagnosis signal representing the failure diagnosis result to the suspension ECU 70, and once ends this routine. This failure diagnosis signal represents the number of switching element pairs SP that have failed in the primary side switching circuit 110, and is a signal representing "0" if normal.

尚、1次側スイッチング回路110および2次側スイッチング回路120との何れにおいても、スイッチング素子Sが1つでもオン故障している場合、あるいは、スイッチング素子対SPを構成する2つのスイッチング素子Sが両方ともオフ故障している場合には、DC/DCコンバータ100の電圧制御を適正に行うことができない。このため、スイッチ制御部140は、電圧制御が不能となったことを検出した場合には、1次側スイッチング回路故障検出ルーチン、および、後述する2次側スイッチング回路故障検出ルーチンを実行することなく、1次側スイッチング回路110および2次側スイッチング回路120の作動を停止し、サスペンションECU70にフェイル信号を出力する。従って、本実施形態におけるDC/DCコンバータ100の故障検出処理に関しては、1次側スイッチング回路110および2次側スイッチング回路120におけるスイッチング素子対SPの一方のスイッチング素子Sのオフ故障を検出対象としている。   Note that in any of the primary side switching circuit 110 and the secondary side switching circuit 120, when any one of the switching elements S is on-failed, or the two switching elements S constituting the switching element pair SP are When both of them are off-failed, voltage control of the DC / DC converter 100 cannot be performed properly. Therefore, when the switch control unit 140 detects that the voltage control is disabled, the switch control unit 140 does not execute the primary side switching circuit failure detection routine and the secondary side switching circuit failure detection routine described later. The operations of the primary side switching circuit 110 and the secondary side switching circuit 120 are stopped, and a fail signal is output to the suspension ECU 70. Therefore, regarding the failure detection processing of the DC / DC converter 100 in the present embodiment, an off failure of one switching element S of the switching element pair SP in the primary side switching circuit 110 and the secondary side switching circuit 120 is targeted for detection. .

尚、DC/DCコンバータ100の作動を停止させた場合には、例えば、通常の電気負荷に電源供給する車載バッテリである低圧バッテリ(図示略)とモータEDU50とを接続するように、電力供給ラインを切り替えるようにしてもよい。   When the operation of the DC / DC converter 100 is stopped, for example, a power supply line is connected so that a low voltage battery (not shown), which is a vehicle-mounted battery that supplies power to a normal electric load, and the motor EDU 50 are connected. May be switched.

次に、2次側スイッチング回路120の故障検出処理について説明する。図6は、スイッチ制御部140のマイクロコンピュータが実行する2次側スイッチング回路故障検出ルーチンを表す。この2次側スイッチング回路故障検出ルーチンは、2次側スイッチング回路120を作動させてモータEDU50から出力される回生電力を昇圧して高圧バッテリ200に供給しているときに、所定の周期で繰り返し実行される。スイッチ制御部140は、まず、ステップS21において、2次側電流センサ158で検出される2次側トータル電流i2と、2次側スイッチング回路120に設けられる2つの電流センサ161,162で検出される第1素子電流i21,第2素子電流i22を読み込む。続いて、ステップS22において、変数mの値を「1」に設定する。続いて、ステップS23において、第m素子電流i2mが、2次側トータル電流i2の半分の値(i2/2)にほぼ等しいか否かを判断する。この場合、m=1であるため、第1素子電流i21が2次側トータル電流i2の半分の値(i2/2)にほぼ等しいか否かについて判断される。   Next, failure detection processing of the secondary side switching circuit 120 will be described. FIG. 6 shows a secondary-side switching circuit failure detection routine executed by the microcomputer of the switch control unit 140. This secondary-side switching circuit failure detection routine is repeatedly executed at a predetermined cycle when the secondary-side switching circuit 120 is operated to boost the regenerative power output from the motor EDU 50 and supply it to the high-voltage battery 200. Is done. First, in step S21, the switch control unit 140 is detected by the secondary-side total current i2 detected by the secondary-side current sensor 158 and the two current sensors 161 and 162 provided in the secondary-side switching circuit 120. The first element current i21 and the second element current i22 are read. Subsequently, in step S22, the value of the variable m is set to “1”. Subsequently, in step S23, it is determined whether or not the m-th element current i2m is substantially equal to a half value (i2 / 2) of the secondary-side total current i2. In this case, since m = 1, it is determined whether or not the first element current i21 is substantially equal to half the value (i2 / 2) of the secondary total current i2.

2次側スイッチング回路120においても、スイッチング素子対SPを構成する2つのスイッチング素子Sが正常であれば、2つのスイッチング素子Sには互いに同じ電流値の電流が流れる。従って、電流センサ161,162にて検出される電流値は、2次側トータル電流i2の半分になる。また、スイッチング素子対SPを構成する2つのスイッチング素子Sの片側がオフ故障している場合には、当該故障している側のスイッチング素子Sには電流が流れず、故障していない側のスイッチング素子Sには2次側トータル電流i2が流れる。従って、片側のスイッチング素子Sに流れる電流値を検出することで、スイッチング素子対SPのスイッチング素子Sの故障の有無を判定することができる。   Also in the secondary side switching circuit 120, if the two switching elements S constituting the switching element pair SP are normal, currents having the same current value flow through the two switching elements S. Therefore, the current value detected by the current sensors 161 and 162 is half of the secondary total current i2. Further, when one of the two switching elements S constituting the switching element pair SP has an off-failure, no current flows in the switching element S on the failed side, and switching on the non-failed side is performed. The secondary total current i2 flows through the element S. Accordingly, by detecting the value of the current flowing through the switching element S on one side, it is possible to determine whether or not the switching element S of the switching element pair SP has a failure.

スイッチ制御部140は、第m素子電流i2mが、2次側トータル電流i2の半分の値(i2/2)にほぼ等しいと判断した場合には(S23:Yes)、ステップS24において、変数mの値を1だけインクリメントし、続く、ステップS25において、インクリメントした変数mが「2」を超えたか否かを判断し、「2」を超えない場合には、その処理をステップS23に戻して同様の処理を繰り返す。従って、第2素子電流i22に関して、2次側トータル電流i2の半分の値(i2/2)にほぼ等しいか否かについての判断が行われる。   When the switch control unit 140 determines that the m-th element current i2m is substantially equal to a half value (i2 / 2) of the secondary-side total current i2 (S23: Yes), in step S24, the switch m 140 The value is incremented by 1, and in step S25, it is determined whether or not the incremented variable m exceeds “2”. If the variable m does not exceed “2”, the process returns to step S23 and the same processing is performed. Repeat the process. Accordingly, a determination is made as to whether or not the second element current i22 is substantially equal to a half value (i2 / 2) of the secondary total current i2.

そして、第m素子電流i2mが、2次側トータル電流i2の半分の値(i2/2)の近傍でない場合(例えば、i2m=0、あるいは、i2m=i2となる場合)には、ステップS26において、第mスイッチング素子対SPが故障していると判定する。この場合、i2m=0である場合には、電流センサが設けられている側のスイッチング素子Sがオフ故障、電流センサが設けられていない側のスイッチング素子Sが正常であると判定し、i2m=i2である場合には、電流センサが設けられている側のスイッチング素子が正常、電流センサが設けられていない側のスイッチング素子Sがオフ故障している判定する。   When the m-th element current i2m is not in the vicinity of the half value (i2 / 2) of the secondary total current i2 (for example, when i2m = 0 or i2m = i2), in step S26 , It is determined that the m-th switching element pair SP is out of order. In this case, when i2m = 0, it is determined that the switching element S on the side where the current sensor is provided is off failure, and that the switching element S on the side where the current sensor is not provided is normal, i2m = In the case of i2, it is determined that the switching element on the side where the current sensor is provided is normal and the switching element S on the side where the current sensor is not provided is off-failed.

スイッチ制御部140は、2つのスイッチング素子対SPの故障の有無を判定すると、続くステップS27において、故障診断結果を表す故障診断信号をサスペンションECU70に出力して本ルーチンを一旦終了する。この故障診断信号は、2次側スイッチング回路120において故障しているスイッチング素子対SPの数を表すもので、正常であれば「0」を表す信号となる。   When the switch control unit 140 determines whether or not there is a failure in the two switching element pairs SP, in subsequent step S27, the switch control unit 140 outputs a failure diagnosis signal representing the failure diagnosis result to the suspension ECU 70, and once ends this routine. This failure diagnosis signal represents the number of switching element pairs SP that have failed in the secondary side switching circuit 120. If the failure diagnosis signal is normal, the failure diagnosis signal is a signal representing "0".

この故障検出処理によれば、電流センサをスイッチング素子S毎に設けなくても、個々のスイッチング素子Sの故障を検出することができるため、DC/DCコンバータ100の構成が複雑にならず、低コストにて実施することができる。   According to this failure detection process, since the failure of each switching element S can be detected without providing a current sensor for each switching element S, the configuration of the DC / DC converter 100 is not complicated, and is low. It can be implemented at a cost.

尚、スイッチ制御部140は、1次側スイッチング回路110あるいは2次側スイッチング回路120において故障が検出された場合には、図示しない車両の警告ランプ等の警告装置を作動させて運転者に故障を知らせる。これにより、運転者は、スイッチング素子対SPにおける片側のスイッチング素子Sが故障している段階で、車両修理を手配することができる。このため、スイッチング素子対SPを構成する2つのスイッチング素子Sがともにオフ故障してしまう2重故障の発生を防止することができる。   When a failure is detected in the primary side switching circuit 110 or the secondary side switching circuit 120, the switch control unit 140 activates a warning device such as a vehicle warning lamp (not shown) to cause the driver to break down. Inform. Thereby, the driver can arrange vehicle repair at the stage where the switching element S on one side in the switching element pair SP is out of order. For this reason, it is possible to prevent the occurrence of a double failure in which the two switching devices S constituting the switching device pair SP both fail off.

また、本実施形態においては、スイッチング素子対SPの片側のスイッチング素子Sに流れる電流を検出することで電流センサの数を少なくする構成を採用しているが、片側ではなく各スイッチング素子対SPの両方のスイッチング素子Sに流れる電流を個々に電流センサで検出するようにしてもよい。この場合には、1次側スイッチング回路110あるいは2次側スイッチング回路120において、各電流センサで検出された電流値を互いに比較して故障を判定することができる。   In the present embodiment, a configuration is adopted in which the number of current sensors is reduced by detecting the current flowing through the switching element S on one side of the switching element pair SP. You may make it detect the electric current which flows into both the switching elements S with a current sensor individually. In this case, the primary side switching circuit 110 or the secondary side switching circuit 120 can determine a failure by comparing current values detected by the current sensors with each other.

また、2次側トータル電流i2の検出に関しては、2次側電流センサ158による直接的な検出に代えて、サスペンションECU70が演算する目標モータ力fmotorから推定するようにしてもよい。また、モータEDU50が電流センサ53により検出するモータ電流iuvwから推定するようにしてもよい。尚、電力消費回路190を作動させている場合には、推定電流値から、抵抗素子191に流れる電流分を減算するとよい。この電流分は、抵抗素子の抵抗値(既知)と、2次側電圧センサ157で検出される2次側電圧V2とから求めることができる。 The detection of the secondary side total current i2 may be estimated from the target motor force fmotor * calculated by the suspension ECU 70, instead of being directly detected by the secondary side current sensor 158. Further, the motor EDU 50 may be estimated from the motor current iuvw detected by the current sensor 53. When the power consumption circuit 190 is operated, the current flowing through the resistance element 191 may be subtracted from the estimated current value. This current can be obtained from the resistance value (known) of the resistance element and the secondary side voltage V2 detected by the secondary side voltage sensor 157.

同様に、1次側トータル電流i1の検出に関しても、1次側電流センサ156による直接的な検出に代えて、サスペンションECU70が演算する目標モータ力fmotorから推定するようにしてもよいし、モータEDU50が電流センサ53により検出するモータ電流iuvwから推定するようにしてもよい。この場合、1次側トータル電流i1は、2次側トータル電流の推定値とDC/DCコンバータ100の変圧比から算出できる。 Similarly, regarding the detection of the primary side total current i1, instead of the direct detection by the primary side current sensor 156, it may be estimated from the target motor force fmotor * calculated by the suspension ECU 70, or the motor It may be estimated from the motor current iuvw detected by the current sensor 53 by the EDU 50. In this case, the primary-side total current i1 can be calculated from the estimated value of the secondary-side total current and the transformation ratio of the DC / DC converter 100.

次に、スイッチング素子対SPの故障が検出された場合における、DC/DCコンバータ100内での処理について説明する。図7は、スイッチ制御部140のマイクロコンピュータの実行する1次側オン期間比変更制御ルーチンを表す。この1次側オン期間比変更制御ルーチンは、上述した1次側スイッチング回路故障検出ルーチンと並行して所定の周期で繰り返し実行される。尚、オン期間比変更制御ルーチンにおいても、スイッチング素子対SPの故障とは、対をなす一方のスイッチング素子Sのオフ故障を意味している。   Next, processing in the DC / DC converter 100 when a failure of the switching element pair SP is detected will be described. FIG. 7 shows a primary on-period ratio change control routine executed by the microcomputer of the switch control unit 140. This primary-side on-period ratio change control routine is repeatedly executed at a predetermined cycle in parallel with the above-described primary-side switching circuit failure detection routine. In the on-period ratio change control routine, the failure of the switching element pair SP means the off-failure of one of the paired switching elements S.

スイッチ制御部140は、まず、ステップS31において、1次側スイッチング回路110におけるスイッチング素子対SPの故障が検出されているか否かを判断する。そして、4つのスイッチング素子対SP全てについて故障が検出されていない場合には、ステップS32において、図9(a)に示すように、第1通電路のオン期間と第2通電路のオン期間との比を同一にする。つまり、第1スイッチング素子対111と第4スイッチング素子対114とをオン、第2スイッチング素子対112と第3スイッチング素子対113とをオフにした第1通電路が形成される期間と、第1スイッチング素子対111と第4スイッチング素子対114とをオフ、第2スイッチング素子対112と第3スイッチング素子対113とをオンにした第2通電路が形成される期間との比を等しくする。   First, in step S31, the switch control unit 140 determines whether or not a failure of the switching element pair SP in the primary side switching circuit 110 is detected. If no failure has been detected for all four switching element pairs SP, in step S32, as shown in FIG. 9A, the on period of the first energization path and the on period of the second energization path The ratio is the same. That is, a period in which a first current path in which the first switching element pair 111 and the fourth switching element pair 114 are turned on and the second switching element pair 112 and the third switching element pair 113 are turned off is formed, The ratio between the period in which the second energization path in which the switching element pair 111 and the fourth switching element pair 114 are turned off and the second switching element pair 112 and the third switching element pair 113 are turned on is made equal.

また、ステップS31において、「No」と判断した場合には、ステップS33において、第1スイッチング素子対111と第4スイッチング素子対114との少なくとも一方に故障が検出され、第2スイッチング素子対112と第3スイッチング素子対113には故障が検出されていないかについて判断する。スイッチ制御部140は、故障の検出されたスイッチング素子対が、第1スイッチング素子対111、あるいは、第4スイッチング素子対114、あるいは、その両者である場合には(S33:Yes)、ステップS34において、図9(b)に示すように、第1通電路のオン期間(第1スイッチング素子対111と第4スイッチング素子対114とをオンする期間)を第2通電路のオン期間(第2スイッチング素子対112と第3スイッチング素子対113とをオンする期間)に比べて短くする。つまり、第1通電路を形成する期間を第2通電路を形成する期間に比べて短くする。例えば、スイッチング周期Tの30%を第1通電路のオン期間とし、スイッチング周期Tの70%を第2通電路のオン期間として設定する。この場合、第1通電路のオン期間と第2通電路のオン期間とを交互に切り替えるスイッチング周期Tに関しては、正常時におけるスイッチング周期Tと同一である。   If it is determined “No” in step S31, a failure is detected in at least one of the first switching element pair 111 and the fourth switching element pair 114 in step S33, and the second switching element pair 112 and It is determined whether or not a failure is detected in the third switching element pair 113. When the switching element pair in which the failure is detected is the first switching element pair 111, the fourth switching element pair 114, or both (S33: Yes), the switch control unit 140 determines in step S34. As shown in FIG. 9B, the ON period of the first energization path (the period during which the first switching element pair 111 and the fourth switching element pair 114 are ON) is the ON period of the second energization path (second switching). The period is shorter than the period during which the element pair 112 and the third switching element pair 113 are turned on. That is, the period for forming the first energization path is made shorter than the period for forming the second energization path. For example, 30% of the switching period T is set as the ON period of the first energization path, and 70% of the switching period T is set as the ON period of the second energization path. In this case, the switching cycle T for alternately switching between the ON period of the first energization path and the ON period of the second energization path is the same as the switching period T at the normal time.

また、ステップS33において、「No」と判断した場合には、ステップS35において、第2スイッチング素子対112と第3スイッチング素子対113との少なくとも一方に故障が検出され、第1スイッチング素子対111と第4スイッチング素子対114には故障が検出されていないかについて判断する。スイッチ制御部140は、故障の検出されたスイッチング素子対が、第2スイッチング素子対112、あるいは、第3スイッチング素子対113、あるいは、その両者である場合には(S35:Yes)、ステップS36において、図9(c)に示すように、第2通電路のオン期間を第1通電路のオン期間に比べて短くする。つまり、第2通電路を形成する期間を第1通電路を形成する期間に比べて短くする。例えば、スイッチング周期Tの70%を第1通電路のオン期間とし、スイッチング周期Tの30%を第2通電路のオン期間として設定する。この場合、第1通電路のオン期間と第2通電路のオン期間とを交互に切り替えるスイッチング周期Tに関しては、正常時におけるスイッチング周期Tと同一である。   If it is determined “No” in step S33, a failure is detected in at least one of the second switching element pair 112 and the third switching element pair 113 in step S35, and the first switching element pair 111 and It is determined whether or not a failure is detected in the fourth switching element pair 114. When the switching element pair in which the failure is detected is the second switching element pair 112, the third switching element pair 113, or both (S35: Yes), the switch control unit 140 determines in step S36. As shown in FIG. 9C, the ON period of the second energization path is made shorter than the ON period of the first energization path. That is, the period for forming the second energization path is made shorter than the period for forming the first energization path. For example, 70% of the switching period T is set as the ON period of the first energization path, and 30% of the switching period T is set as the ON period of the second energization path. In this case, the switching cycle T for alternately switching between the ON period of the first energization path and the ON period of the second energization path is the same as the switching period T at the normal time.

また、ステップS35において、「No」と判断した場合、つまり、第1スイッチング素子対111と第4スイッチング素子対114との少なくとも一方、および、第2スイッチング素子対112と第3スイッチング素子対113の少なくとも一方に故障が検出されている場合には、その処理をステップS32に進めて、第1通電路のオン期間と第2通電路のオン期間との比を同一にする。   When it is determined “No” in step S35, that is, at least one of the first switching element pair 111 and the fourth switching element pair 114, and the second switching element pair 112 and the third switching element pair 113. If at least one of the faults is detected, the process proceeds to step S32, and the ratio of the on period of the first energization path and the on period of the second energization path is made the same.

スイッチ制御部140は、ステップS32,S34,S36により第1通電路のオン期間と第2通電路のオン期間との比を設定すると、1次側オン期間比変更制御ルーチンを一旦終了する。そして、所定の周期で上述した処理を繰り返す。   When the ratio of the ON period of the first energization path and the ON period of the second energization path is set in steps S32, S34, and S36, the switch control unit 140 once ends the primary-side on period ratio change control routine. Then, the above-described processing is repeated at a predetermined cycle.

次に、2次側オン期間比変更処理について説明する。図8は、スイッチ制御部140のマイクロコンピュータが実行する2次側オン期間比変更制御ルーチンを表す。この2次側オン期間比変更制御ルーチンは、上述した2次側スイッチング回路故障検出ルーチンと並行して所定の周期で繰り返し実行される。   Next, the secondary on-period ratio changing process will be described. FIG. 8 shows a secondary on-period ratio change control routine executed by the microcomputer of the switch control unit 140. This secondary-side on-period ratio change control routine is repeatedly executed at a predetermined cycle in parallel with the above-described secondary-side switching circuit failure detection routine.

スイッチ制御部140は、まず、ステップS41において、2次側スイッチング回路120におけるスイッチング素子対SPの故障が検出されているか否かを判断する。そして、2つのスイッチング素子対SPのいずれにも故障が検出されていない場合には、ステップS42において、第1回生通電路のオン期間と第2回生通電路のオン期間との比を同一にする。つまり、第1スイッチング素子対121をオン、第2スイッチング素子対122をオフにした第1回生通電路が形成される期間と、第1スイッチング素子対121をオフ、第2スイッチング素子対122をオンにした第2回生通電路が形成される期間との比を等しくする。   First, in step S41, the switch control unit 140 determines whether a failure of the switching element pair SP in the secondary side switching circuit 120 is detected. If no failure is detected in any of the two switching element pairs SP, in step S42, the ratio between the on period of the first regenerative current path and the on period of the second regenerative current path is made the same. . That is, the period during which the first regenerative current path is formed in which the first switching element pair 121 is turned on and the second switching element pair 122 is turned off, and the first switching element pair 121 is turned off and the second switching element pair 122 is turned on. The ratio with the period in which the second regenerative current path is formed is made equal.

また、ステップS41において、「No」と判断した場合には、ステップS43において、第1スイッチング素子対121のみ故障が検出されているか否かについて判断する。スイッチ制御部140は、故障の検出されたスイッチング素子対が、第1スイッチング素子対121のみである場合には(S43:Yes)、ステップS44において、第1回生通電路のオン期間(第1スイッチング素子対121をオンする期間)を第2回生通電路のオン期間(第2スイッチング素子対122をオンする期間)に比べて短くする。つまり、第1回生通電路を形成する期間を第2回生通電路を形成する期間に比べて短くする。例えば、スイッチング周期Tの30%を第1回生通電路のオン期間とし、スイッチング周期Tの70%を第2回生通電路のオン期間として設定する。この場合、第1回生通電路のオン期間と第2回生通電路のオン期間とを交互に切り替えるスイッチング周期Tに関しては、正常時におけるスイッチング周期Tと同一である。   If it is determined “No” in step S41, it is determined in step S43 whether or not a failure is detected only in the first switching element pair 121. When the switching element pair in which the failure is detected is only the first switching element pair 121 (S43: Yes), the switch control unit 140 determines that the first regenerative current path is turned on (first switching) in step S44. The period during which the element pair 121 is turned on is made shorter than the period during which the second regenerative current path is turned on (the period during which the second switching element pair 122 is turned on). That is, the period for forming the first regeneration energization path is made shorter than the period for forming the second regeneration energization path. For example, 30% of the switching cycle T is set as the ON period of the first regenerative current path, and 70% of the switching cycle T is set as the ON period of the second regenerative current path. In this case, the switching cycle T for alternately switching between the ON period of the first regeneration energization path and the ON period of the second regeneration energization path is the same as the switching period T at normal time.

また、ステップS43において、「No」と判断した場合には、ステップS45において、第2スイッチング素子対122のみ故障が検出されているか否かについて判断する。スイッチ制御部140は、故障の検出されたスイッチング素子対が、第2スイッチング素子対122のみである場合には(S45:Yes)、ステップS46において、第2回生通電路のオン期間を第1回生通電路のオン期間に比べて短くする。つまり、第2回生通電路を形成する期間を第1回生通電路を形成する期間に比べて短くする。例えば、スイッチング周期Tの70%を第1回生通電路のオン期間とし、スイッチング周期Tの30%を第2回生通電路のオン期間として設定する。この場合、第1回生通電路のオン期間と第2回生通電路のオン期間とを交互に切り替えるスイッチング周期Tに関しては、正常時におけるスイッチング周期Tと同一である。   If it is determined “No” in step S43, it is determined in step S45 whether or not a failure is detected only in the second switching element pair 122. When the switching element pair in which the failure is detected is only the second switching element pair 122 (S45: Yes), the switch control unit 140 sets the second regeneration energization path on period to the first regeneration in step S46. Shorten compared to the ON period of the current path. That is, the period for forming the second regeneration energization path is made shorter than the period for forming the first regeneration energization path. For example, 70% of the switching cycle T is set as the ON period of the first regenerative current path, and 30% of the switching cycle T is set as the ON period of the second regenerative current path. In this case, the switching cycle T for alternately switching between the ON period of the first regeneration energization path and the ON period of the second regeneration energization path is the same as the switching period T at normal time.

また、ステップS45において、「No」と判断した場合、つまり、第1スイッチング素子対121と第2スイッチング素子対122との両方に故障が検出されている場合には、その処理をステップS42に進めて、第1回生通電路のオン期間と第2回生通電路のオン期間との比を同一にする。   If “No” is determined in step S45, that is, if a failure is detected in both the first switching element pair 121 and the second switching element pair 122, the process proceeds to step S42. Thus, the ratio between the ON period of the first regenerative current path and the ON period of the second regenerative current path is made the same.

スイッチ制御部140は、ステップS42,S44,S46により第1回生通電路のオン期間と第2回生通電路のオン期間との比を設定すると、2次側オン期間比変更制御ルーチンを一旦終了する。そして、所定の周期で上述した処理を繰り返す。   When the ratio of the ON period of the first regenerative energization path and the ON period of the second regenerative energization path is set in steps S42, S44, and S46, the switch control unit 140 temporarily ends the secondary on-period ratio change control routine. . Then, the above-described processing is repeated at a predetermined cycle.

次に、スイッチング素子対SPの故障が検出された場合における、サスペンションECU70の処理について説明する。上述したように、DC/DCコンバータ100のスイッチ制御部140は、1次側,2次側スイッチング回路故障検出ルーチンを実行するたびに故障診断信号をサスペンションECU70に出力する。サスペンションECU70においては、補正演算部74に故障診断信号が入力される。補正演算部74は、故障診断信号に基づいて目標モータ力を補正する。以下、補正演算部74により実行される目標モータ力補正処理について説明する。   Next, the processing of the suspension ECU 70 when a failure of the switching element pair SP is detected will be described. As described above, the switch control unit 140 of the DC / DC converter 100 outputs a failure diagnosis signal to the suspension ECU 70 every time the primary side and secondary side switching circuit failure detection routine is executed. In the suspension ECU 70, a failure diagnosis signal is input to the correction calculation unit 74. The correction calculation unit 74 corrects the target motor force based on the failure diagnosis signal. Hereinafter, the target motor force correction process executed by the correction calculation unit 74 will be described.

図10は、補正演算部74により実行される目標モータ力補正ルーチンを表す。目標モータ力補正ルーチンは、所定の短い周期で繰り返し実行される。補正演算部74は、ステップS51において、DC/DCコンバータ100のスイッチ制御部140の出力する故障診断信号を入力する。続いて、ステップS52において、1次側スイッチング回路110の故障診断信号で表される数と、2次側スイッチング回路120の診断故障信号で表される数を加算してDC/DCコンバータ100におけるスイッチング素子対の故障数を算出する。続いて、ステップS53において、故障数に応じた制御ゲインKを設定する。制御ゲインKは、故障数が「0」の場合には、「1」(K=1)に設定され、故障数が多くなるほど小さな値(0<K<1)に設定される。この制御ゲインKと故障数との関係は、予め、サスペンションECU70のメモリに記憶されている。   FIG. 10 shows a target motor force correction routine executed by the correction calculation unit 74. The target motor force correction routine is repeatedly executed at a predetermined short cycle. In step S51, the correction calculation unit 74 receives the failure diagnosis signal output from the switch control unit 140 of the DC / DC converter 100. Subsequently, in step S52, the number represented by the failure diagnosis signal of the primary side switching circuit 110 and the number represented by the diagnosis failure signal of the secondary side switching circuit 120 are added to perform switching in the DC / DC converter 100. Calculate the number of failures of the element pair. Subsequently, in step S53, a control gain K corresponding to the number of failures is set. The control gain K is set to “1” (K = 1) when the number of failures is “0”, and is set to a smaller value (0 <K <1) as the number of failures increases. The relationship between the control gain K and the number of failures is stored in advance in the memory of the suspension ECU 70.

続いて、補正演算部74は、ステップS54において、目標モータ力演算部73で演算された目標モータ力fmotorに制御ゲインKを乗算し、その乗算結果(K・fmotor)を新たな目標モータ力fmotorに設定する。従って、DC/DCコンバータ100のスイッチング素子対SPの故障数が多いほど小さくなるように目標モータ力fmotorが補正される。補正演算部74は、新たな目標モータ力fmotorを演算すると、ステップS55において、目標モータ力fmotorに対応する制御信号をモータEDU50に出力して目標モータ力補正ルーチンを一旦終了する。 Subsequently, in step S54, the correction calculation unit 74 multiplies the target motor force fmotor * calculated by the target motor force calculation unit 73 by the control gain K, and uses the multiplication result (K · fmotor * ) as a new target motor. Set force fmotor * . Therefore, the target motor force fmotor * is corrected so as to decrease as the number of failures of the switching element pair SP of the DC / DC converter 100 increases. When calculating the new target motor force fmotor * , the correction calculation unit 74 outputs a control signal corresponding to the target motor force fmotor * to the motor EDU 50 in step S55, and temporarily ends the target motor force correction routine.

DC/DCコンバータ100においては、スイッチング素子対SPの片側のスイッチング素子Sがオフ故障している場合には、もう一方のスイッチング素子に2倍の電流が流れることになるが、この目標モータ力補正ルーチンが実行されることにより、通常時(正常時)に比べて目標モータ力fmotorが小さな値に設定され、結果的に、その電流が制限される。これにより、スイッチング素子Sの発熱が抑えられ、対となる両方のスイッチング素子Sが故障して、DC/DCコンバータ100の作動が停止するという不具合を極力回避することができる。 In the DC / DC converter 100, when the switching element S on one side of the switching element pair SP is off-failed, twice the current flows through the other switching element. By executing the routine, the target motor force fmotor * is set to a smaller value than in the normal time (normal time), and as a result, the current is limited. As a result, the heat generation of the switching element S is suppressed, and it is possible to avoid as much as possible the problem that both of the paired switching elements S fail and the operation of the DC / DC converter 100 stops.

以上説明した本実施形態の電磁サスペンション装置の電力供給システムによれば、DC/DCコンバータ100のスイッチング回路110,120をスイッチング素子対SPで構成したため、DC/DCコンバータ100の過熱損傷を防止できる。従って、電磁サスペンション装置によるアクティブ制御を継続することができ、適正な乗り心地性能、操縦安定性能を維持することができるとともに、サスペンションストロークを規制するストッパ当たりの増加を防止できる。   According to the power supply system of the electromagnetic suspension device of the present embodiment described above, the switching circuits 110 and 120 of the DC / DC converter 100 are configured by the switching element pair SP, so that overheating damage of the DC / DC converter 100 can be prevented. Therefore, active control by the electromagnetic suspension device can be continued, and proper riding comfort performance and steering stability performance can be maintained, and an increase in the amount per stopper that regulates the suspension stroke can be prevented.

また、スイッチング素子対SPにおける片側のスイッチング素子Sがオフ故障した場合であっても、その故障を検出することができる。また、仮に、片側のスイッチング素子Sがオフ故障した場合であっても、目標モータ力fmotorを補正して電動モータ40の作動を制限するため、正常側のスイッチング素子Sに大きな電流が流れない。このため、正常側のスイッチング素子Sまでも故障してDC/DCコンバータ100が作動不能になってしまうという不具合を防止できる。 Moreover, even when the switching element S on one side in the switching element pair SP has an off-failure, the failure can be detected. Further, even if the switching element S on one side is in an off-state failure, the target motor force fmotor * is corrected to limit the operation of the electric motor 40, so that a large current does not flow through the normal side switching element S. . For this reason, the malfunction that even the switching element S on the normal side fails and the DC / DC converter 100 becomes inoperable can be prevented.

また、スイッチング素子対SPの故障数が多いほど、目標モータ力fmotorを正常時に比べて小さくなるように補正するため、DC/DCコンバータ100に流れる電流を一層適正に制限することができる。 Further, since the target motor force f motor * is corrected so as to be smaller than the normal time as the number of failures of the switching element pair SP is larger, the current flowing through the DC / DC converter 100 can be more appropriately limited.

また、1次側,2次側オン期間比変更制御ルーチンを実行して、故障スイッチング素子対SPのオン期間を、故障が検出されていないスイッチング素子対SPのオン期間に比べて短くするため、故障スイッチング素子対SPにおける正常側のスイッチング素子Sに電流の流れる期間が短くなり、当該スイッチング素子Sの過熱をさらに抑制することができる。このため、DC/DCコンバータ100内において、複数のスイッチング素子Sの発熱状態をバランスさせることができ、特定のスイッチング素子Sの負荷が大きくなってしまうことがない。   Moreover, in order to shorten the ON period of the failure switching element pair SP compared to the ON period of the switching element pair SP in which no failure is detected by executing the primary side and secondary side on period ratio change control routine, The period during which current flows through the switching element S on the normal side in the failure switching element pair SP is shortened, and overheating of the switching element S can be further suppressed. For this reason, in the DC / DC converter 100, the heat generation states of the plurality of switching elements S can be balanced, and the load on the specific switching element S does not increase.

これらの結果、DC/DCコンバータ100の過熱損傷防止を図りながら、電磁サスペンション装置の性能をできるだけ発揮させることができる。   As a result, the performance of the electromagnetic suspension device can be exhibited as much as possible while preventing overheating damage of the DC / DC converter 100.

<変形例1>
上述した目標モータ力補正ルーチンにおいては、制御ゲインKにより目標モータ力fmotorを補正する構成であるが、それに代えて、目標モータ力fmotorの上限値を可変する構成であってもよい。その変形例について、図11を用いて説明する。図11は、目標モータ力上限制限ルーチンを表す。この制御ルーチンは、上述の目標モータ力補正ルーチンにおけるステップS53,S54に代えて、ステップS61,S62,S63の処理を行うものである。以下、目標モータ力補正ルーチンと同じ処理については同一のステップ番号を付けて説明を省略し、相違する部分について説明する。
<Modification 1>
In the target motor force correction routine described above, the target motor force fmotor * is corrected by the control gain K. Alternatively, the upper limit value of the target motor force fmotor * may be varied. A modification thereof will be described with reference to FIG. FIG. 11 shows a target motor force upper limit limiting routine. In this control routine, steps S61, S62, and S63 are performed instead of steps S53 and S54 in the target motor force correction routine described above. Hereinafter, the same processing as that in the target motor force correction routine is denoted by the same step number, description thereof is omitted, and different portions will be described.

補正演算部74は、ステップS52において、DC/DCコンバータ100におけるスイッチング素子対SPの故障数を算出すると、ステップS61において、その故障数に応じた上限目標モータ力flimを設定する。上限目標モータ力flimは、目標モータ力fmotorの上限値を表すもので、故障数が「0」の場合には、通常上限値flim0に設定され、故障数が多くなるほど小さな値flim(<flim0)に設定される。この上限目標モータ力flimと故障数との関係は、予め、サスペンションECU70のメモリに記憶されている。 After calculating the number of failures of the switching element pair SP in the DC / DC converter 100 in step S52, the correction calculation unit 74 sets the upper limit target motor force flim corresponding to the number of failures in step S61. The upper limit target motor force flim represents the upper limit value of the target motor force fmotor *. When the number of failures is “0”, the upper limit target motor force flim is normally set to the upper limit value flim0, and the smaller the number of failures, the smaller the value flim (<flim0 ). The relationship between the upper limit target motor force flim and the number of failures is stored in advance in the memory of the suspension ECU 70.

続いて、補正演算部74は、ステップS62において、目標モータ力演算部113で演算された目標モータ力fmotorが上限目標モータ力flimよりも大きいか否かを判断する。目標モータ力fmotorが上限目標モータ力flimよりも大きい場合には、ステップS63において、目標モータ力fmotorを上限目標モータ力flimに変更する(fmotor←flim)。一方、目標モータ力fmotorが上限目標モータ力flim以下である場合には、ステップS63の処理をスキップして目標モータ力fmotorを変更しない。こうして、新たな目標モータ力fmotorを演算すると、ステップS55において、目標モータ力fmotorに対応する制御信号をモータEDU50に出力して目標モータ力補正ルーチンを終了する。 Subsequently, in step S62, the correction calculation unit 74 determines whether or not the target motor force fmotor * calculated by the target motor force calculation unit 113 is larger than the upper limit target motor force flim. If the target motor force fmotor * is larger than the upper limit target motor force flim, the target motor force fmotor * is changed to the upper limit target motor force flim in step S63 (fmotor * ← flim). On the other hand, if the target motor force fmotor * is less than or equal to the upper limit target motor force flim, the process of step S63 is skipped and the target motor force fmotor * is not changed. When the new target motor force fmotor * is calculated in this way, in step S55, a control signal corresponding to the target motor force fmotor * is output to the motor EDU 50, and the target motor force correction routine is terminated.

この変形例1においては、DC/DCコンバータ100のスイッチング素子対SPの故障が検出されている場合には、DC/DCコンバータ100に流れる上限電流が制限されてスイッチング素子Sの発熱が抑えられる。このため、変形例1においても、実施形態と同様の作用効果を得ることができる。   In the first modification, when a failure of the switching element pair SP of the DC / DC converter 100 is detected, the upper limit current flowing through the DC / DC converter 100 is limited, and the heat generation of the switching element S is suppressed. For this reason, also in the modification 1, the effect similar to embodiment can be acquired.

<変形例2>
上述した例は、何れも故障診断信号をサスペンションECU70に出力して、目標モータ力fmotorを可変する構成であるが、それに代えて、モータEDU50のモータ制御部52で電流を制限するようにしてもよい。例えば、DC/DCコンバータ100のスイッチ制御部140は、ステップS17およびステップS27において、故障診断信号をモータEDU50のモータ制御部52に出力する。そして、モータ制御部52は、図12に示す上限電流設定ルーチンを実施する。モータ制御部52は、ステップS71において、故障診断信号を入力し、ステップS72において、DC/DCコンバータ100におけるスイッチング素子対SPの故障数を算出する。続いて、ステップS73において、故障数に応じた上限電流ilimを設定する。この場合、上限電流ilimは、故障数が多くなるほど小さな値に設定される。この上限電流ilimと故障数との関係は、予め、モータ制御部52のメモリに記憶されている。
<Modification 2>
In each of the above examples, the failure diagnosis signal is output to the suspension ECU 70 to vary the target motor force fmotor *. Instead, the current is limited by the motor control unit 52 of the motor EDU 50. Also good. For example, the switch control unit 140 of the DC / DC converter 100 outputs a failure diagnosis signal to the motor control unit 52 of the motor EDU 50 in step S17 and step S27. And the motor control part 52 implements the upper limit electric current setting routine shown in FIG. The motor control unit 52 inputs a failure diagnosis signal in step S71, and calculates the number of failures of the switching element pair SP in the DC / DC converter 100 in step S72. Subsequently, in step S73, an upper limit current ilim corresponding to the number of failures is set. In this case, the upper limit current ilim is set to a smaller value as the number of failures increases. The relationship between the upper limit current ilim and the number of failures is stored in the memory of the motor control unit 52 in advance.

モータ制御部52は、ステップS74において、サスペンションECU70から出力される制御信号の目標モータ力fmotorに対応する目標電流iが上限電流ilimよりも大きい場合には、ステップS75において、目標電流iを上限電流値ilim設定し、目標電流iが上限電流値以下である場合には、ステップS75の処理をスキップして目標電流iを変更しない。このように、上限電流制限処理は、サスペンションECU70、モータEDU50の何れにおいても実施することができる。 When the target current i * corresponding to the target motor force f motor * of the control signal output from the suspension ECU 70 is larger than the upper limit current i lim in step S74, the motor control unit 52 performs the target current i * in step S75 . Is set to the upper limit current value ilim, and if the target current i * is less than or equal to the upper limit current value, the process of step S75 is skipped and the target current i * is not changed. As described above, the upper limit current limiting process can be performed in either the suspension ECU 70 or the motor EDU50.

<変形例3>
また、制御ゲインKによる補正をモータEDU50側で行うこともできる。例えば、モータEDU50のモータ制御部52は、故障診断信号に基づいてスイッチング素子対SPの故障数を算出し、その故障数に応じた制御ゲインKを設定する。そして、サスペンションECU70から出力される制御信号の目標モータ力fmotorに制御ゲインKを乗算し、この目標モータ力fmotorに応じた目標電流を電動モータ40に流す。これにより、DC/DCコンバータ100に流れる電流が制限されて、スイッチング素子Sの発熱を抑制することができる。
<Modification 3>
Further, correction by the control gain K can be performed on the motor EDU 50 side. For example, the motor control unit 52 of the motor EDU 50 calculates the number of failures of the switching element pair SP based on the failure diagnosis signal, and sets a control gain K corresponding to the number of failures. Then, the target motor force fmotor * of the control signal output from the suspension ECU 70 is multiplied by the control gain K, and a target current corresponding to the target motor force fmotor * is caused to flow to the electric motor 40. Thereby, the electric current which flows into the DC / DC converter 100 is restrict | limited, and the heat_generation | fever of the switching element S can be suppressed.

<変形例4>
上述した例においては、DC/DCコンバータ100のスイッチング素子対SPの故障数に応じて制御ゲインKあるいは上限値を設定しているが、故障数に関わらず故障の有無に応じて設定するものであってもよい。例えば、DC/DCコンバータ100のスイッチング素子対SPに故障が発生している場合には、故障数に関わらず、目標モータ力fmotorに一定の制御ゲインK(<1)を乗算する構成であってもよい。例えば、制御ゲインKを0.5に設定した場合、片側の正常なスイッチング素子Sには、通常時(故障発生前)と変わらない大きさの電流が流れることになり、スイッチング素子Sの発熱を適正に抑制することができる。また、DC/DCコンバータ100のスイッチング素子対SPに故障が発生している場合には、故障数に関わらず、通常時よりも小さな一定の上限電流ilimを設定する構成であってもよい。
<Modification 4>
In the example described above, the control gain K or the upper limit value is set according to the number of failures of the switching element pair SP of the DC / DC converter 100, but is set according to the presence or absence of the failure regardless of the number of failures. There may be. For example, when a failure has occurred in the switching element pair SP of the DC / DC converter 100, the target motor force fmotor * is multiplied by a constant control gain K (<1) regardless of the number of failures. May be. For example, when the control gain K is set to 0.5, the normal switching element S on one side has a current that does not change from the normal level (before the occurrence of a failure), and the switching element S generates heat. It can be suppressed appropriately. Further, when a failure has occurred in the switching element pair SP of the DC / DC converter 100, a constant upper limit current ilim smaller than that in the normal state may be set regardless of the number of failures.

<変形例5>
この変形例5においては、DC/DCコンバータ100におけるスイッチング素子対SPの故障発生個所に応じてサスペンションECU70における処理を変更する。上述したように1次側スイッチング回路110は、高圧バッテリ200の電力をモータEDU50に供給する場合に作動し、2次側スイッチング回路120は、電動モータ40で発生した起電力を高圧バッテリ200に回生させる場合に作動する。従って、この変形例5では、1次側スイッチング回路110のスイッチング素子対SPに故障が検出された場合には、高圧バッテリ200からモータEDU50への電力供給を制限し、2次側スイッチング回路120のスイッチング素子対SPに故障が検出された場合には、モータEDU50から高圧バッテリ200への電力回生を制限する。
<Modification 5>
In the fifth modification, the processing in the suspension ECU 70 is changed according to the location where the failure of the switching element pair SP in the DC / DC converter 100 occurs. As described above, the primary side switching circuit 110 operates when the electric power of the high voltage battery 200 is supplied to the motor EDU 50, and the secondary side switching circuit 120 regenerates the electromotive force generated by the electric motor 40 to the high voltage battery 200. It works when you let it go. Therefore, in the fifth modification, when a failure is detected in the switching element pair SP of the primary side switching circuit 110, the power supply from the high voltage battery 200 to the motor EDU 50 is limited, and the secondary side switching circuit 120 When a failure is detected in the switching element pair SP, power regeneration from the motor EDU 50 to the high voltage battery 200 is limited.

図13は、サスペンションECU70の補正演算部74により実行される目標モータ力補正ルーチンを表す。目標モータ力補正ルーチンは、所定の短い周期にて繰り返される。補正演算部74は、まず、ステップS81において、DC/DCコンバータ100のスイッチ制御部140の出力する故障診断信号を入力する。続いて、ステップS82において、故障診断信号に基づいて、DC/DCコンバータ100のスイッチング素子対SPに故障が検出されているか否かを判断する。補正演算部74は、故障が検出されていない場合には(S82:No)、ステップS83において、目標モータ力演算部113で演算された目標モータ力fmotorを補正することなく、そのままモータEDU50に出力して本ルーチンを一旦終了する。 FIG. 13 shows a target motor force correction routine executed by the correction calculation unit 74 of the suspension ECU 70. The target motor force correction routine is repeated at a predetermined short cycle. First, in step S81, the correction calculation unit 74 inputs a failure diagnosis signal output from the switch control unit 140 of the DC / DC converter 100. Subsequently, in step S82, it is determined whether or not a failure is detected in the switching element pair SP of the DC / DC converter 100 based on the failure diagnosis signal. If no failure is detected (S82: No), the correction calculation unit 74 does not correct the target motor force fmotor * calculated by the target motor force calculation unit 113 in step S83, and directly applies it to the motor EDU50. Outputs and this routine is finished once.

一方、故障が検出されている場合には(S82:Yes)、ステップS84において、故障診断信号に基づいてスイッチング素子対SPの故障個所を判断する。故障個所が1次側スイッチング回路110である場合には、ステップS90において、電力消費制限制御処理を実行する。故障個所が2次側スイッチング回路120である場合には、ステップS100において、電力回生制限制御処理を実行する。故障個所が、1次側スイッチング回路110と2次側スイッチング回路120との両方である場合には、ステップS110において、双方向制限制御を実行する。   On the other hand, if a failure is detected (S82: Yes), in step S84, the failure location of the switching element pair SP is determined based on the failure diagnosis signal. When the failure part is the primary side switching circuit 110, in step S90, power consumption restriction control processing is executed. When the failure part is the secondary side switching circuit 120, in step S100, a power regeneration restriction control process is executed. If the failure location is both the primary side switching circuit 110 and the secondary side switching circuit 120, bidirectional restriction control is executed in step S110.

双方向制限制御としては、図10または図11に示す目標モータ力補正ルーチンを実行すればよい。あるいは、モータEDU50側で電流制限処理(図12)を実行するようにすればよい。   As the bidirectional restriction control, a target motor force correction routine shown in FIG. 10 or FIG. 11 may be executed. Alternatively, the current limiting process (FIG. 12) may be executed on the motor EDU 50 side.

電力消費制限制御処理は、図14に示す電力消費制限制御ルーチンにしたがって実行される。この電力消費制限制御ルーチンは、上記の目標モータ力補正ルーチンのステップS90の処理として組み込まれたサブルーチンである。補正演算部74は、ステップS91において、ストロークセンサ63により検出されるストローク変位量xを読み込み、このストローク変位量xを時間で微分することによりストローク速度x’を計算する。続いて、ステップS92において、ストローク速度x’と目標モータ力演算部113で演算された目標モータ力fmotorとから、現在のサスペンション制御における制御領域を判定する。制御領域は、図17に示すように、ストローク速度x’と目標モータ力fmotorとから決まる。 The power consumption restriction control process is executed according to the power consumption restriction control routine shown in FIG. This power consumption restriction control routine is a subroutine incorporated as the process of step S90 of the target motor force correction routine. Correction calculation unit 74, at step S91, the read stroke displacement amount x S detected by the stroke sensor 63, calculates the stroke speed x S 'by differentiating the stroke displacement amount x S in time. Subsequently, in step S92, a control region in the current suspension control is determined from the stroke speed x S 'and the target motor force fmotor * calculated by the target motor force calculation unit 113. As shown in FIG. 17, the control region is determined by the stroke speed x S ′ and the target motor force f motor * .

続いて、補正演算部74は、ステップS93において、制御領域が消費領域であるか否かを判断する。制御領域が消費領域1あるいは消費領域2である場合には(S93:Yes)、ステップS94において、目標モータ力演算部113で演算された目標モータ力fmotorに制御ゲインK(0<K<1)を乗算し、その乗算結果(K・fmotor)を新たな目標モータ力fmotorに設定する。この制御ゲインKは、予め設定されてメモリに記憶されているが(例えば、K=0.5)、上述したように故障数に応じて変更するようにしてもよい。一方、制御領域が消費領域1あるいは消費領域2でない場合には(S93:No)、目標モータ力fmotorを補正しない。補正演算部74は、ステップS95において、目標モータ力fmotorに対応する制御信号をモータEDU50に出力して電力消費制限制御ルーチンを終了する。 Subsequently, in step S93, the correction calculation unit 74 determines whether or not the control area is a consumption area. When the control area is the consumption area 1 or the consumption area 2 (S93: Yes), the control gain K (0 <K <1) is added to the target motor force fmotor * calculated by the target motor force calculation unit 113 in step S94. ) And the multiplication result (K · fmotor * ) is set to a new target motor force fmotor * . This control gain K is preset and stored in the memory (for example, K = 0.5), but may be changed according to the number of failures as described above. On the other hand, when the control area is not the consumption area 1 or the consumption area 2 (S93: No), the target motor force fmotor * is not corrected. In step S95, the correction calculation unit 74 outputs a control signal corresponding to the target motor force fmotor * to the motor EDU 50, and ends the power consumption restriction control routine.

従って、制御領域が消費領域1あるいは消費領域2である場合には、高圧バッテリ200からモータEDU50に供給される電流が低減されるため、1次側スイッチング回路110のスイッチング素子Sの発熱を抑えることができる。また、電力回生時には、目標モータ力fmotorが補正されないため、十分な減衰力を得ることができる。この場合、2次側スイッチング回路120は故障していないため、スイッチング素子対SPでの電流分散により発熱が抑制される。 Therefore, when the control region is the consumption region 1 or the consumption region 2, the current supplied from the high voltage battery 200 to the motor EDU 50 is reduced, so that the heat generation of the switching element S of the primary side switching circuit 110 is suppressed. Can do. Moreover, since the target motor force fmotor * is not corrected during power regeneration, a sufficient damping force can be obtained. In this case, since the secondary side switching circuit 120 has not failed, heat generation is suppressed by current distribution in the switching element pair SP.

尚、この例では、目標モータ力fmotorを、制御ゲインKを乗算することにより補正しているが、上述した変形例(S61,S62,S63)のように、上限目標モータ力flimを通常時よりも小さくするようにしても良い。この場合には、高圧バッテリ200からモータEDU50に供給される電流の上限値が抑えられる。これにより、1次側スイッチング回路110のスイッチング素子Sの発熱を抑えることができる。 In this example, the target motor force fmotor * is corrected by multiplying by the control gain K. However, as in the above-described modifications (S61, S62, S63), the upper limit target motor force flim is set to the normal time. It may be made smaller. In this case, the upper limit value of the current supplied from the high voltage battery 200 to the motor EDU 50 is suppressed. Thereby, heat_generation | fever of the switching element S of the primary side switching circuit 110 can be suppressed.

また、目標モータ力fmotorをゼロ(fmotor=0)に設定するようにしてもよい。この場合には、減衰力のみを制御するセミアクティブ制御を実行することになる。 Further, the target motor force fmotor * may be set to zero (fmotor * = 0). In this case, semi-active control for controlling only the damping force is executed.

また、電動モータ40に流れる上限電流の制限は、補正演算部74からモータEDU50に対して目標モータ力fmotorを出力するときに、上限電流の低減指令を併せて出力するようにしてもよい。 Further, the upper limit current flowing through the electric motor 40 may be limited by outputting an upper limit current reduction command when the correction calculation unit 74 outputs the target motor force f motor * to the motor EDU 50.

次に、ステップS100の電力回生制限制御処理について説明する。図15は、補正演算部74が実行する電力回生制限制御ルーチンを表す。この電力回生制限制御ルーチンは、上記の目標モータ力補正ルーチンのステップS100の処理として組み込まれたサブルーチンである。補正演算部74は、ステップS101において、相間短絡開始閾値Wrefを、通常時(2次側スイッチング回路120の故障が検出されていない時)の閾値W0に代えて、故障用閾値Wlowに変更する(Wref←Wlow)。この故障用閾値Wlowは、通常時の閾値W0よりも小さな値に設定されている。続いて、ステップS102において、故障用閾値Wlowに設定した相間短絡開始閾値WrefをモータEDU50に出力して電力回生制限制御ルーチンを一旦終了する。この場合、補正演算部74は、相間短絡開始閾値Wrefに加えて、目標モータ力演算部113で演算された目標モータ力fmotorを補正することなくそのままモータEDU50出力する。 Next, the power regeneration restriction control process in step S100 will be described. FIG. 15 shows a power regeneration restriction control routine executed by the correction calculation unit 74. This power regeneration restriction control routine is a subroutine incorporated as the process of step S100 of the target motor force correction routine. In step S101, the correction calculation unit 74 changes the interphase short-circuit start threshold value Wref to the failure threshold value Wlow instead of the normal threshold value W0 (when the failure of the secondary side switching circuit 120 is not detected) ( Wref ← Wlow). The failure threshold value Wlow is set to a value smaller than the normal threshold value W0. Subsequently, in step S102, the interphase short-circuit start threshold Wref set to the failure threshold Wlow is output to the motor EDU 50, and the power regeneration restriction control routine is temporarily terminated. In this case, the correction calculation unit 74 outputs the motor EDU 50 as it is without correcting the target motor force fmotor * calculated by the target motor force calculation unit 113 in addition to the interphase short-circuit start threshold value Wref.

図16は、モータEDU50のモータ制御部52で実行される電力回生制限制御ルーチンを表す。この電力回生制限制御ルーチンは、所定の短い周期で繰り返し実行される。モータ制御部52は、ステップS105において、サスペンションECU70の補正演算部74から出力される相間短絡開始閾値Wrefを読み込む。続いて、ステップS106において、電流センサ53により検出されるモータ電流iuvwと電圧センサ54により検出されるモータ電圧Vuvwを読み込む。続いて、ステップS107において、モータ電流iuvwとモータ電圧Vuvwから回生電力Wxを計算する。この場合、モータ電流iuvwの流れる方向から電力回生状態が電力消費状態かを判断することができる。電力消費状態の場合には、回生電力Wxの値は、ゼロに設定される(Wx=0)。   FIG. 16 shows a power regeneration limit control routine executed by the motor control unit 52 of the motor EDU 50. This power regeneration restriction control routine is repeatedly executed at a predetermined short cycle. In step S105, the motor control unit 52 reads the interphase short-circuit start threshold Wref output from the correction calculation unit 74 of the suspension ECU 70. Subsequently, in step S106, the motor current iuvw detected by the current sensor 53 and the motor voltage Vuvw detected by the voltage sensor 54 are read. Subsequently, in step S107, the regenerative power Wx is calculated from the motor current iuvw and the motor voltage Vuvw. In this case, it can be determined from the direction in which the motor current iuvw flows whether the power regeneration state is the power consumption state. In the case of the power consumption state, the value of the regenerative power Wx is set to zero (Wx = 0).

モータ制御部52は、続くステップS108において、回生電力Wxと相間短絡開始閾値Wrefとを比較し、回生電力Wxが相間短絡開始閾値Wrefよりも大きいか否かを判断する。回生電力Wxが相間短絡開始閾値Wrefよりも大きいと判断した場合には(S108:Yes)、ステップS109において、3相インバータ51の降圧電源ライン203側のスイッチング素子S1,S2,S3をオン状態にし、グランドライン204側のスイッチング素子S4,S5,S6をオフ状態にする。これにより、電動モータ40の通電端子間が短絡する。この相間短絡状態においては、電動モータ40で発生した起電力により電動モータ40の端子間に電流が還流し、3相インバータ51からDC/DCコンバータ100には回生電流が流れなくなる。このときモータコイルに流れる電流の大きさに比例した制動力が電動モータ40に発生し、電磁アクチュエータ30の伸縮動作(ボールネジ機構の伸縮動作)が減衰する。   In subsequent step S108, the motor control unit 52 compares the regenerative power Wx with the interphase short circuit start threshold value Wref, and determines whether or not the regenerative power Wx is larger than the interphase short circuit start threshold value Wref. If it is determined that the regenerative power Wx is greater than the interphase short-circuit start threshold Wref (S108: Yes), in step S109, the switching elements S1, S2, S3 on the step-down power line 203 side of the three-phase inverter 51 are turned on. The switching elements S4, S5, S6 on the ground line 204 side are turned off. As a result, the energization terminals of the electric motor 40 are short-circuited. In this phase-to-phase short-circuit state, current flows between the terminals of the electric motor 40 due to the electromotive force generated in the electric motor 40, and no regenerative current flows from the three-phase inverter 51 to the DC / DC converter 100. At this time, a braking force proportional to the magnitude of the current flowing through the motor coil is generated in the electric motor 40, and the expansion / contraction operation of the electromagnetic actuator 30 (the expansion / contraction operation of the ball screw mechanism) is attenuated.

一方、モータ制御部52は、回生電力Wxが相間短絡開始閾値Wref以下であると判断した場合には(S108:No)、ステップS109の処理をスキップする。つまり、電動モータ40の相間短絡処理を行わない。従って、電動モータ40から高圧バッテリ200への電力回生が実施される。   On the other hand, when the motor control unit 52 determines that the regenerative power Wx is equal to or smaller than the interphase short-circuit start threshold Wref (S108: No), the process of step S109 is skipped. That is, the interphase short circuit process of the electric motor 40 is not performed. Therefore, power regeneration from the electric motor 40 to the high voltage battery 200 is performed.

モータ制御部52は、この電力回生制限制御ルーチンを所定の短い周期で繰り返し実行する。従って、回生電力Wxが相間短絡開始閾値Wrefを超えている間は、電動モータ40の相間短絡処理が行われ、DC/DCコンバータ100に回生電流が流れなくなる。   The motor control unit 52 repeatedly executes this power regeneration restriction control routine at a predetermined short cycle. Therefore, while the regenerative power Wx exceeds the interphase short circuit start threshold Wref, the interphase short circuit process of the electric motor 40 is performed, and the regenerative current does not flow to the DC / DC converter 100.

このサスペンションECU70およびモータEDU50における電力回生制限制御ルーチンによれば、DC/DCコンバータ100の2次側スイッチング回路120が故障した場合には、相間短絡開始閾値Wrefが通常よりも小さな値に設定されるため、相間短絡処理の開始タイミングが早められる。これにより、大きな回生電流がDC/DCコンバータ100を経由して高圧バッテリ200に流れることがない。この結果、2次側スイッチング回路120のスイッチング素子対SPに流れる電流が制限され、故障したスイッチング素子Sと対をなすスイッチング素子Sの発熱を抑制することができる。また、高圧バッテリ200からモータEDU50への電力供給は制限されないため、電磁アクチュエータ30においては、十分な推進力を発生することができる。   According to the power regeneration limiting control routine in the suspension ECU 70 and the motor EDU 50, when the secondary side switching circuit 120 of the DC / DC converter 100 fails, the interphase short circuit start threshold Wref is set to a value smaller than usual. Therefore, the start timing of the interphase short circuit process is advanced. Thereby, a large regenerative current does not flow to the high voltage battery 200 via the DC / DC converter 100. As a result, the current flowing through the switching element pair SP of the secondary side switching circuit 120 is limited, and heat generation of the switching element S paired with the failed switching element S can be suppressed. In addition, since the power supply from the high voltage battery 200 to the motor EDU 50 is not limited, the electromagnetic actuator 30 can generate a sufficient propulsive force.

尚、相間短絡処理を実行すると電動モータ40が発熱するため、適宜、相間開放用リレーユニット55のリレーR1,R2,R3をオフ状態にして電動モータ40を電源から開放状態にするとよい。この場合には、電動モータ40のコイルに電流が流れなくなるため、モータ過熱を防止することができる。   Since the electric motor 40 generates heat when the inter-phase short-circuit process is executed, it is preferable that the relays R1, R2, and R3 of the inter-phase opening relay unit 55 are appropriately turned off to open the electric motor 40 from the power source. In this case, since no current flows through the coil of the electric motor 40, motor overheating can be prevented.

また、電力回生制限制御処理は、相間短絡処理に限るものではなく、例えば、電力消費制限制御ルーチン(図14)と同様に制御領域を判断して、制御領域が回生領域1あるいは回生領域2となる場合に、目標モータ力fmotorを低減補正するようにしてもよい。この場合、例えば、図14の電力消費制限制御ルーチンのステップS93を、制御領域が回生領域1あるいは回生領域2であるか否かを判断する処理に変更すればよい。 Further, the power regeneration restriction control process is not limited to the interphase short-circuit process. For example, the control area is determined in the same manner as the power consumption restriction control routine (FIG. 14), and the control area is the regeneration area 1 or the regeneration area 2. In this case, the target motor force fmotor * may be corrected for reduction. In this case, for example, step S93 of the power consumption restriction control routine of FIG. 14 may be changed to a process for determining whether the control area is the regeneration area 1 or the regeneration area 2.

以上、本実施形態の電磁サスペンション装置の電力供給システムについて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。   The power supply system for the electromagnetic suspension device according to the present embodiment has been described above. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention.

例えば、スイッチング素子対SPの故障が検出されている場合には、目標モータ力fmotorを制御ゲインKを用いて低減補正する処理(=目標電流を低減補正する処理)と、目標モータ力fmotorの上限値を低減する処理(=目標電流の上限値を低減する処理)との両方を行うようにしてもよい。 For example, when a failure of the switching element pair SP is detected, a process for reducing and correcting the target motor force fmotor * using the control gain K (= a process for reducing and correcting the target current) and a target motor force fmotor * It is also possible to perform both of the process of reducing the upper limit value (= the process of reducing the upper limit value of the target current).

また、本実施形態は、DC/DCコンバータ100を介して高圧バッテリ200と電磁サスペンション装置との間で電力を相互に供給する電力供給システムであるが、例えば、電磁サスペンション装置に代えて電動パワーステアリング装置等の他の車載電気機器においても適用することができる。電動パワーステアリング装置の場合には、ステアリング機構に設けられた電動モータを駆動するモータ駆動回路(例えば、3相インバータ)にDC/DCコンバータ100から電力を供給すればよい。   The present embodiment is a power supply system that mutually supplies power between the high-voltage battery 200 and the electromagnetic suspension device via the DC / DC converter 100. For example, instead of the electromagnetic suspension device, electric power steering The present invention can also be applied to other in-vehicle electric devices such as devices. In the case of an electric power steering device, power may be supplied from the DC / DC converter 100 to a motor drive circuit (for example, a three-phase inverter) that drives an electric motor provided in the steering mechanism.

また、本実施形態においては、1つのDC/DCコンバータ100に4つのモータEDU50を並列に接続する構成を採用しているが、高圧バッテリ200に4つのDC/DCコンバータ100の1次側を並列に接続し、それぞれのDC/DCコンバータ100の2次側にモータEDU50を接続する構成を採用することもできる。   In this embodiment, the configuration in which four motors EDU 50 are connected in parallel to one DC / DC converter 100 is adopted, but the primary sides of the four DC / DC converters 100 are connected in parallel to the high-voltage battery 200. It is also possible to adopt a configuration in which the motor EDU 50 is connected to the secondary side of each DC / DC converter 100.

また、本実施形態においては、高圧バッテリ200の出力する電力をDC/DCコンバータ100で降圧して車載電気機器に供給するシステムであるが、本発明は、低圧バッテリの出力する電力をDC/DCコンバータで昇圧して車載電気機器に供給するシステムにおいても採用することもできる。   In the present embodiment, the power output from the high voltage battery 200 is stepped down by the DC / DC converter 100 and supplied to the in-vehicle electric device. However, in the present embodiment, the power output from the low voltage battery is DC / DC. It can also be adopted in a system that boosts the voltage with a converter and supplies it to an in-vehicle electric device.

10…サスペンション本体、30…電磁アクチュエータ、40…電動モータ、50…モータEDU、51…3相インバータ、52…モータ制御部、53…電流センサ、54…電圧センサ、70…サスペンションECU、71…振動減衰制御力演算部、72…ロール抑制制御力演算部、73…目標モータ力演算部、74…補正演算部、100…DC/DCコンバータ、110…1次側スイッチング回路、111,112,113,114,121,122…スイッチング素子対、120…2次側スイッチング回路、130…トランス、131…1次側巻線、132…2次側巻線、140…スイッチ制御部、151,152,153,154,161,162…電流センサ、155…1次側電圧センサ、156…1次側電流センサ、157…2次側電圧センサ、158…2次側電流センサ、190…電力消費回路、200…高圧バッテリ、201…高圧電源ライン、202,204…グランドライン、203…降圧電源ライン、i1…1次側トータル電流、i11,i12,i13,i14,i21,i22…素子電流、i2…2次側トータル電流、SP…スイッチング素子対、S…スイッチング素子。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Suspension main body, 30 ... Electromagnetic actuator, 40 ... Electric motor, 50 ... Motor EDU, 51 ... Three-phase inverter, 52 ... Motor control part, 53 ... Current sensor, 54 ... Voltage sensor, 70 ... Suspension ECU, 71 ... Vibration Damping control force calculation unit, 72 ... Roll suppression control force calculation unit, 73 ... Target motor force calculation unit, 74 ... Correction calculation unit, 100 ... DC / DC converter, 110 ... Primary side switching circuit, 111, 112, 113, 114, 121, 122 ... switching element pair, 120 ... secondary side switching circuit, 130 ... transformer, 131 ... primary side winding, 132 ... secondary side winding, 140 ... switch control unit, 151, 152, 153 154, 161, 162 ... current sensor, 155 ... primary voltage sensor, 156 ... primary current sensor, 157 ... secondary Voltage sensor, 158 ... secondary current sensor, 190 ... power consumption circuit, 200 ... high voltage battery, 201 ... high voltage power line, 202, 204 ... ground line, 203 ... step-down power supply line, i1 ... primary side total current, i11 , I12, i13, i14, i21, i22 ... element current, i2 ... secondary side total current, SP ... switching element pair, S ... switching element.

Claims (9)

車載バッテリと車載電気機器とを双方向性の直流電圧変換器を介して接続し、前記車載バッテリから出力される電力を前記直流電圧変換器で変圧して前記車載電気機器に供給するとともに、前記車載電気機器で発生した起電力を前記直流電圧変換器で変圧して前記車載バッテリに回生させる車両用電力供給システムにおいて、
前記直流電圧変換器は、前記車載バッテリに接続される1次側巻線と前記車載電気機器に接続される2次側巻線とを有するトランスと、前記1次側巻線に電流を正逆交互に流すための1次側スイッチング回路と、前記2次側巻線に電流を正逆交互に流すための2次側スイッチング回路とを備え、
前記1次側スイッチング回路と前記2次側スイッチング回路は、それぞれスイッチングする部位に、2つのスイッチング素子を並列に接続したスイッチング素子対を備えたことを特徴とする車両用電力供給システム。
The in-vehicle battery and the in-vehicle electric device are connected via a bidirectional DC voltage converter, and the electric power output from the in-vehicle battery is transformed by the DC voltage converter and supplied to the in-vehicle electric device, and In the vehicle power supply system for regenerating the in-vehicle battery by transforming the electromotive force generated in the in-vehicle electric device with the DC voltage converter,
The DC voltage converter includes a transformer having a primary side winding connected to the in-vehicle battery and a secondary side winding connected to the in-vehicle electrical device, and forward / reverse current to the primary side winding. A primary-side switching circuit for alternately flowing, and a secondary-side switching circuit for alternately flowing a current through the secondary-side winding in the forward and reverse directions,
The vehicular power supply system, wherein the primary side switching circuit and the secondary side switching circuit each include a switching element pair in which two switching elements are connected in parallel at a portion to be switched.
前記1次側スイッチング回路と前記2次側スイッチング回路とにおける各スイッチング素子対の故障を検出する故障検出手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の車両用電力供給システム。   2. The vehicle power supply system according to claim 1, further comprising failure detection means for detecting a failure of each switching element pair in the primary side switching circuit and the secondary side switching circuit. 前記故障検出手段は、
前記車載バッテリと前記1次側スイッチング回路との間を流れる1次側電流値を表す1次側トータル電流情報を取得する1次側トータル電流取得手段と、
前記1次側スイッチング回路に設けられた各スイッチング素子対における片側のスイッチング素子に流れる電流値を表す1次側片側素子電流情報を取得する1次側片側素子電流取得手段と、
前記車載電気機器と前記2次側スイッチング回路との間を流れる2次側電流値を表す2次側トータル電流情報を取得する2次側トータル電流取得手段と、
前記2次側スイッチング回路に設けられた各スイッチング素子対における片側のスイッチング素子に流れる電流値を表す2次側片側素子電流情報を取得する2次側片側素子電流取得手段と、
前記取得した1次側トータル電流情報と1次側片側素子電流情報とに基づいて、前記1次側スイッチング回路に設けられた各スイッチング素子対の故障を検出する1次側スイッチング素子対故障検出手段と、
前記取得した2次側トータル電流情報と2次側片側素子電流情報とに基づいて、前記2次側スイッチング回路に設けられた各スイッチング素子対の故障を検出する2次側スイッチング素子対故障検出手段と
を備えたことを特徴とする請求項2記載の車両用電力供給システム。
The failure detection means includes
Primary-side total current acquisition means for acquiring primary-side total current information representing a primary-side current value flowing between the in-vehicle battery and the primary-side switching circuit;
Primary-side one-side element current acquisition means for acquiring primary-side one-side element current information representing a current value flowing through one-side switching element in each switching element pair provided in the primary-side switching circuit;
Secondary-side total current acquisition means for acquiring secondary-side total current information representing a secondary-side current value flowing between the in-vehicle electric device and the secondary-side switching circuit;
Secondary-side single-side element current acquisition means for acquiring secondary-side single-side element current information representing a current value flowing through the switching element on one side in each switching element pair provided in the secondary-side switching circuit;
Primary switching element pair failure detecting means for detecting a failure of each switching element pair provided in the primary side switching circuit based on the acquired primary side total current information and primary side one side element current information. When,
Secondary-side switching element pair failure detection means for detecting a failure of each switching element pair provided in the secondary-side switching circuit based on the acquired secondary-side total current information and secondary-side single-side element current information The vehicle power supply system according to claim 2, further comprising:
前記故障検出手段により前記スイッチング素子対における一方のスイッチング素子のオフ故障が検出された場合、前記故障が検出されたスイッチング素子を有する故障スイッチング素子対をオン状態にするオン期間を、前記故障が検出されていないスイッチング素子対であって前記故障スイッチング素子対と交互にオン・オフするスイッチング素子対をオン状態にするオン期間に比べて短くするオン期間比変更手段を備えたことを特徴とする請求項2または3記載の車両用電力供給システム。   When the failure detecting means detects an off-failure of one switching element in the switching element pair, the failure detects an on period during which the failure switching element pair having the switching element in which the failure is detected is turned on. An on-period ratio changing unit that shortens the switching element pair that is not turned on and that is alternately turned on / off with the failed switching element pair, as compared with an on-period in which the switching element pair is turned on. Item 4. The vehicle power supply system according to Item 2 or 3. 前記故障検出手段により検出された前記スイッチング素子対の故障に基づいて、前記車載電気機器の作動を制限する作動制限手段を備えたことを特徴とする請求項2ないし請求項4の何れか一項記載の車両用電力供給システム。   5. The apparatus according to claim 2, further comprising an operation restriction unit that restricts the operation of the in-vehicle electric device based on a failure of the switching element pair detected by the failure detection unit. The vehicle power supply system described. 前記車載電気機器は、電動モータを備えており、
前記作動制限手段は、前記電動モータに流れる電流の上限値を低くする、あるいは、前記電動モータの制御量を低減補正することを特徴とする請求項5記載の車両用電力供給システム。
The in-vehicle electric device includes an electric motor,
6. The vehicle power supply system according to claim 5, wherein the operation limiting means lowers an upper limit value of a current flowing through the electric motor, or reduces and corrects a control amount of the electric motor.
前記車載電気機器は、電磁サスペンション装置に設けられ、バネ上部材とバネ下部材との間の相対移動に対する推進力および減衰力を発生する電動モータを備えており、
前記作動制限手段は、前記故障検出手段により前記2次側スイッチング回路のみにおいてスイッチング素子対の故障が検出されている場合には、前記電動モータで発生した起電力による前記電動モータから前記車載バッテリへの電力回生のみが制限されるように前記電動モータの作動を制限することを特徴とする請求項5または6記載の車両用電力供給システム。
The in-vehicle electric device is provided in an electromagnetic suspension device, and includes an electric motor that generates a propulsive force and a damping force with respect to relative movement between the sprung member and the unsprung member,
When the failure detection unit detects a failure of the switching element pair only in the secondary side switching circuit, the operation limiting unit is configured to transfer the electric motor generated by the electric motor to the vehicle battery. 7. The vehicle power supply system according to claim 5, wherein the operation of the electric motor is limited so that only the power regeneration is limited.
前記車載電気機器は、電磁サスペンション装置に設けられ、バネ上部材とバネ下部材との間の相対移動に対する推進力および減衰力を発生する電動モータを備えており、
前記作動制限手段は、前記故障検出手段により前記1次側スイッチング回路のみにおいてスイッチング素子対の故障が検出されている場合には、前記車載バッテリから前記電動モータへの電力供給のみが制限されるように前記電動モータの作動を制限することを特徴とする請求項5ないし請求項7の何れか一項記載の車両用電力供給システム。
The in-vehicle electric device is provided in an electromagnetic suspension device, and includes an electric motor that generates a propulsive force and a damping force with respect to relative movement between the sprung member and the unsprung member,
The operation restricting means restricts only power supply from the in-vehicle battery to the electric motor when a failure of the switching element pair is detected only in the primary side switching circuit by the failure detecting means. The vehicle power supply system according to any one of claims 5 to 7, wherein the operation of the electric motor is limited to the above.
前記電動モータで発生した起電力により前記電動モータから前記車載バッテリに回生される電力が設定閾値を超える場合に、前記電動モータの相間を短絡させて前記電力回生を不能にする相間短絡手段を備え、
前記作動制限手段は、前記設定閾値を低くすることにより前記電力回生を制限することを特徴とする請求項7記載の車両用電力供給システム。
When the electric power regenerated from the electric motor to the in-vehicle battery exceeds a set threshold due to the electromotive force generated by the electric motor, the electric motor includes a phase short-circuit unit that short-circuits the phases of the electric motor and disables the power regeneration. ,
The vehicle power supply system according to claim 7, wherein the operation limiting unit limits the power regeneration by lowering the setting threshold.
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