JP2017212770A - Abnormality detection device and power supply device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a configuration capable of specifically identifying an abnormal portion in a power supply device in which voltage conversion can be performed by multiple voltage conversion parts.SOLUTION: An abnormality detection device 3 comprises a control part 4 defining, as a control target, a multi-phase conversion part 2 including multiple voltage conversion parts CV each for converting an input voltage through an ON/OFF operation of a switch element. The control part 4 is configured to output a control signal for alternately switching an ON signal and an OFF signal to each of the switch elements provided in each of the voltage conversion parts CV of the multi-phase conversion part 2 and performs operation stop control for gradually increasing the number of the voltage conversion parts CV to stop operating upon the multi-phase conversion part 2 in predetermined timing. The control part 4 is functioned as an identification part and identifies one or more voltage conversion parts CV in which abnormality occurs based on a change at least in the output current or an output voltage from the multi-phase conversion part 2 during a period in which the operation stop control is performed.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、異常検出装置及び電源装置に関するものである。   The present invention relates to an abnormality detection device and a power supply device.

特許文献1には、並列接続された複数相のチョッパ部を含み、各相チョッパ部のスイッチ素子を異なる位相でスイッチ駆動し、発電装置からの直流電圧を所定の出力電圧に変換する多相チョッパと、各相チョッパ部のスイッチ素子の故障を検出する故障検出手段とを備えた電源装置が開示されている。   Patent Document 1 includes a multiphase chopper that includes a plurality of chopper units connected in parallel, switches the switch elements of each phase chopper unit in different phases, and converts a DC voltage from a power generator into a predetermined output voltage. And a failure detection means for detecting a failure of the switch element of each phase chopper section is disclosed.

特開2013−46541号公報JP 2013-46541 A

特許文献1の電源装置は、各相チョッパ部のスイッチ素子に対する制御信号の立下り(又は立上り)エッジのタイミングで出力電流値を取得し、取得した各電流値が異なれば故障と判断して出力電流を制限する構成となっている。しかし、特許文献1の技術では、並列接続された複数の電圧変換部(各相チョッパ部)において故障が生じている部分を具体的に特定できないという問題がある。   The power supply device of Patent Document 1 acquires an output current value at the timing of the falling (or rising) edge of the control signal for the switching element of each phase chopper unit, and outputs a judgment if there is a difference between the acquired current values. The current is limited. However, the technique disclosed in Patent Document 1 has a problem in that a part where a failure has occurred in a plurality of voltage conversion units (each phase chopper unit) connected in parallel cannot be specifically identified.

本発明は上述した事情に基づいてなされたものであり、複数の電圧変換部によって電圧変換を行うことができる電源装置の異常部分を具体的に特定することが可能な装置を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made based on the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a device that can specifically identify an abnormal portion of a power supply device that can perform voltage conversion by a plurality of voltage conversion units. It is what.

本発明の一例である異常検出装置は、
スイッチ素子のオンオフ動作によって入力電圧を昇圧又は降圧する電圧変換部を複数備えた多相変換部を制御対象とし、前記多相変換部の各々の前記電圧変換部に設けられた各々の前記スイッチ素子に対しオン信号とオフ信号とを交互に切り替える制御信号を出力する構成をなし、所定の時期に前記多相変換部に対して動作を停止させる前記電圧変換部の数を次第に増加させる動作停止制御を行う制御部と、
前記制御部が前記動作停止制御を行う期間における前記多相変換部からの出力電流又は出力電圧の少なくともいずれかの変化に基づいて、異常が生じている1又は複数の前記電圧変換部を特定する特定部と、
を含む。
An anomaly detection apparatus which is an example of the present invention,
Each of the switch elements provided in each of the voltage conversion units of the multiphase conversion unit is controlled by a multiphase conversion unit including a plurality of voltage conversion units that step up or down an input voltage by an on / off operation of the switch element. The operation stop control is configured to output a control signal that alternately switches between an on signal and an off signal, and to gradually increase the number of the voltage conversion units that stop the operation of the polyphase conversion unit at a predetermined time. A control unit for performing
Based on a change in at least one of an output current and an output voltage from the multiphase converter during a period in which the control unit performs the operation stop control, the one or more voltage converters in which an abnormality has occurred are identified. A specific part,
including.

上述した異常検出装置では、制御部が所定の時期に多相変換部に対して動作を停止させる電圧変換部の数を次第に増加させる動作停止制御を行う。この構成では、動作停止制御により、いずれか1又は複数の電圧変換部を切替対象として動作状態から停止状態に切り替えたとき、切替対象が正常であれば多相変換部の出力が切り替えの前後で適正に変化し、切替対象が異常(例えば、スイッチ素子のオープン異常など)であれば多相変換部の出力が切り替えの前後で異常な変化を示すことになる。このような特徴を利用し、特定部は、制御部が動作停止制御を行う期間における多相変換部からの出力電流又は出力電圧の少なくともいずれかの変化に基づいて、異常が生じている1又は複数の電圧変換部を特定する。よって、本構成によれば、複数の電圧変換部によって電圧変換を行い得る電源装置の異常部分を具体的に特定することができる。   In the abnormality detection device described above, the control unit performs operation stop control that gradually increases the number of voltage conversion units that stop the operation of the multiphase conversion unit at a predetermined time. In this configuration, when one or a plurality of voltage conversion units are switched from the operating state to the stopped state by the operation stop control, if the switching target is normal, the output of the polyphase conversion unit is before and after the switching. If it changes appropriately and the switching target is abnormal (for example, switching element open abnormality, etc.), the output of the polyphase converter will show an abnormal change before and after switching. Using such a feature, the specifying unit has an abnormality based on a change in at least one of the output current and the output voltage from the multiphase conversion unit during the period in which the control unit performs the operation stop control. A plurality of voltage conversion units are specified. Therefore, according to this structure, the abnormal part of the power supply device which can perform voltage conversion by several voltage conversion parts can be specified specifically.

実施例1の異常検出装置及び電源装置を含んだ車載電源システムを例示する回路図である。1 is a circuit diagram illustrating an in-vehicle power supply system including an abnormality detection device and a power supply device according to a first embodiment. 実施例1の異常検出装置における異常判定制御の流れを例示するフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a flow of abnormality determination control in the abnormality detection device according to the first embodiment. 実施例1の異常検出装置における再判定制御の流れを例示するフローチャートである。3 is a flowchart illustrating the flow of redetermination control in the abnormality detection device according to the first embodiment. 実施例1の異常検出装置を備えた電源装置において、2番目の相に異常が生じている時の動作停止制御中の出力電流の変化を例示するグラフである。5 is a graph illustrating a change in output current during operation stop control when an abnormality occurs in the second phase in the power supply device including the abnormality detection device according to the first embodiment. 実施例1の異常検出装置を備えた電源装置において、m番目の相に異常が生じている時の動作停止制御中の出力電流の変化を例示するグラフである。6 is a graph illustrating a change in output current during operation stop control when an abnormality occurs in the m-th phase in the power supply device including the abnormality detection device according to the first embodiment.

ここで、発明の望ましい例を示す。
制御部は、車両の動作を停止させる停止条件が成立した場合に動作停止制御を行う構成であってもよい。
Here, a desirable example of the invention will be shown.
The control unit may be configured to perform operation stop control when a stop condition for stopping the operation of the vehicle is satisfied.

この構成によれば、動作を停止させる電圧変換部の数を次第に増加させる動作停止制御を車両の動作を停止させる時期(即ち、車両の走行がなされない時期)に行うことができるため、異常部分を具体的に特定するための停止動作を、車両動作への影響を抑えて行うことができる。   According to this configuration, since the operation stop control that gradually increases the number of voltage conversion units that stop the operation can be performed at the time when the operation of the vehicle is stopped (that is, when the vehicle is not traveling), It is possible to perform the stop operation for specifically identifying the vehicle while suppressing the influence on the vehicle operation.

制御部は、停止条件の成立に応じて動作停止制御を行ったときに特定部によって異常が生じている1又は複数の電圧変換部が特定された場合、次回の車両始動条件の成立時に、前回の動作停止制御において特定部によって異常と特定された1又は複数の電圧変換部を選択的に動作させる構成であってもよい。そして、異常検出装置は、次回の車両始動条件の成立時に1又は複数の電圧変換部を選択的に動作させたときの多相変換部からの出力電流又は出力電圧の少なくともいずれかに基づいて、選択的に動作させた1又は複数の電圧変換部が異常であるか否かを判定し、異常である場合に所定の保護動作を行う保護動作部を有していてもよい。   When one or a plurality of voltage converters in which an abnormality has occurred are specified by the specifying unit when the operation stop control is performed according to the establishment of the stop condition, the control unit It may be configured to selectively operate one or a plurality of voltage conversion units identified as abnormal by the identification unit in the operation stop control. And the abnormality detection device is based on at least one of the output current or the output voltage from the multiphase converter when the one or more voltage converters are selectively operated when the next vehicle start condition is established, It may be determined whether or not one or a plurality of voltage converters that are selectively operated is abnormal, and may have a protective operation unit that performs a predetermined protective operation when abnormal.

この構成によれば、車両を停止させる時期に異常検出を行ったときに異常部分として1又は複数の電圧変換部が特定された場合、その特定された部分が異常であるか否かを始動時期に再度確認することができる。このような方法により、確実性の高い異常判定が可能となる。しかも、複数回の異常判定を、車両動作を停止させる時期及び次回の始動時期に行うため、動作停止制御や異常の再判定が、走行などの車両動作に影響を及ぼしにくくなる。   According to this configuration, when one or a plurality of voltage conversion units are specified as an abnormal part when an abnormality is detected at the time when the vehicle is stopped, it is determined whether the specified part is abnormal or not. Can be confirmed again. By such a method, it is possible to determine abnormality with high certainty. In addition, since the abnormality determination is performed a plurality of times at the time when the vehicle operation is stopped and the next start time, the operation stop control and the abnormality re-determination are less likely to affect the vehicle operation such as traveling.

制御部は、全ての電圧変換部を動作させる通常制御時には、多相変換部からの出力電流又は出力電圧が第1目標値となるように全ての電圧変換部の駆動を制御する構成であってもよい。次回の車両始動条件の成立時に1又は複数の電圧変換部を選択的に動作させる場合には、出力電流又は出力電圧が第1目標値よりも小さい第2目標値となるように選択された1又は複数の電圧変換部の駆動を制御してもよい。   The control unit is configured to control the driving of all the voltage conversion units so that the output current or the output voltage from the multiphase conversion unit becomes the first target value during normal control in which all the voltage conversion units are operated. Also good. When one or more voltage converters are selectively operated when the next vehicle start condition is satisfied, the output current or the output voltage is selected to be a second target value smaller than the first target value. Alternatively, the driving of a plurality of voltage conversion units may be controlled.

異常の可能性が高い部分を選択的に動作させて再判定する場合、動作させる電圧変換部には通常とは異なる過大な出力が生じる可能性があるため、上記構成のように目標値を抑えた動作により再判定を行えば、再判定時の過大な出力が抑えられやすくなる。   When re-decisioning by selectively operating a part that has a high possibility of abnormality, the voltage converter to be operated may generate an excessive output that is different from normal, so the target value is suppressed as in the above configuration. If the re-determination is performed by the operation, the excessive output at the time of re-determination is easily suppressed.

特定部は、制御部が動作停止制御を行う期間において、いずれか1又は複数の電圧変換部が動作状態から停止状態に切り替えられるときの切り替えの前後で出力電流又は出力電圧の変動量が所定値以下である場合に、変動量が所定値以下となる切り替えがなされた1又は複数の電圧変換部を異常と判定する構成であってもよい。   In the period when the control unit performs the operation stop control, the specifying unit has a predetermined amount of variation in the output current or the output voltage before and after switching when any one or a plurality of voltage conversion units are switched from the operation state to the stop state. In the case of the following, the configuration may be such that one or a plurality of voltage conversion units that are switched so that the fluctuation amount is equal to or less than a predetermined value are determined to be abnormal.

このような方式で異常判定を行えば、十分な出力がなされない異常部分をより正確に特定することができる。   If abnormality determination is performed by such a method, it is possible to more accurately identify an abnormal portion where sufficient output is not made.

特定部は、制御部が動作停止制御を行う期間において、いずれか1又は複数の電圧変換部が動作状態から停止状態に切り替えられたことにより、出力電流又は出力電圧が所定の出力閾値を超えた状態から所定の出力閾値以下の状態に変化し且つ変化後に停止状態に切り替えられていない残余の電圧変換部が存在する場合、変化後に存在する残余の電圧変換部を異常と判定する構成であってもよい。   In the period during which the control unit performs the operation stop control, the specifying unit is configured such that the output current or the output voltage exceeds a predetermined output threshold because any one or a plurality of voltage conversion units are switched from the operation state to the stop state. When there is a residual voltage conversion unit that changes from a state to a state below a predetermined output threshold and is not switched to a stopped state after the change, the remaining voltage conversion unit that exists after the change is determined to be abnormal. Also good.

このような方式で異常判定を行えば、十分な出力がなされない異常部分をより正確に特定することができ、しかも、全部の電圧変換部についての異常判定をより早期に終了することができる。   If abnormality determination is performed by such a method, it is possible to more accurately identify an abnormal portion where sufficient output is not performed, and it is possible to end abnormality determination for all voltage conversion units earlier.

上記異常検出装置と、多相変換部とを含む形で電源装置を構成し得る。この構成によれば、上記異常検出装置と同様の効果を奏する電源装置を実現できる。   The power supply device can be configured to include the abnormality detection device and the polyphase conversion unit. According to this configuration, it is possible to realize a power supply device that exhibits the same effect as the abnormality detection device.

<実施例1>
以下、本発明を具体化した実施例1について説明する。
図1で示す電源装置1は、車載用の多相型DCDCコンバータとして構成されており、入力側導電路6に印加された直流電圧(入力電圧)を多相方式且つ降圧方式で電圧変換し、入力電圧を降圧した出力電圧を出力側導電路7に出力する構成となっている。更に、電源装置1は、異常検出装置3を備えている。
<Example 1>
Embodiment 1 of the present invention will be described below.
The power supply device 1 shown in FIG. 1 is configured as an on-vehicle multiphase DCDC converter, and converts a DC voltage (input voltage) applied to the input-side conductive path 6 by a multiphase method and a step-down method, The output voltage obtained by stepping down the input voltage is output to the output-side conductive path 7. Furthermore, the power supply device 1 includes an abnormality detection device 3.

電源装置1は、入力側導電路6と出力側導電路7とを備えた電源ライン5と、入力された電圧を変換して出力するn個の電圧変換部CV1,CV2…CVnを備えた多相変換部2と、電圧変換部CV1,CV2…CVnを制御信号によって個々に制御する制御部4とを備える。なお、電圧変換部の個数(多相変換部2における最大相数)であるnは2以上の自然数であればよい。以下では、図1で示す構成、即ち、n=4である場合を代表例として説明する。   The power supply device 1 includes a power supply line 5 having an input-side conductive path 6 and an output-side conductive path 7, and n voltage conversion units CV1, CV2,... CVn that convert and output an input voltage. Phase conversion unit 2 and voltage conversion units CV1, CV2,... CVn are individually controlled by control signals. Note that n, which is the number of voltage conversion units (the maximum number of phases in the multiphase conversion unit 2), may be a natural number of 2 or more. In the following, the configuration shown in FIG. 1, that is, the case where n = 4 will be described as a representative example.

以下では、制御部4によって異常検出装置3が構成される例を代表例として説明する。但し、この例はあくまで一例であり、異常検出装置3は、制御部4以外の部品を含んだ形で構成されていてもよい。   Below, the example in which the abnormality detection apparatus 3 is comprised by the control part 4 is demonstrated as a representative example. However, this example is merely an example, and the abnormality detection device 3 may be configured to include parts other than the control unit 4.

入力側導電路6は、例えば、相対的に高い電圧が印加される一次側(高圧側)の電源ラインとして構成され、一次側電源部91の高電位側の端子に導通するとともに、その一次側電源部91から所定の直流電圧(例えば、48V)が印加される構成をなす。この入力側導電路6は、各電圧変換部CV1,CV2,CV3,CV4の個別入力路LA1,LA2,LA3,LA4にそれぞれ接続されている。一次側電源部91は、例えば、リチウムイオン電池、電気二重層キャパシタ等の蓄電手段によって構成され、高電位側の端子は所定の高電位(例えば48V)に保たれ、低電位側の端子は例えばグラウンド電位(0V)に保たれている。また、入力側導電路6には、オルタネータとして構成される発電機90も接続されている。   The input side conductive path 6 is configured as, for example, a primary side (high voltage side) power supply line to which a relatively high voltage is applied, and is connected to a high potential side terminal of the primary side power supply unit 91 and the primary side thereof. A predetermined DC voltage (for example, 48V) is applied from the power supply unit 91. The input side conductive path 6 is connected to the individual input paths LA1, LA2, LA3, LA4 of the voltage converters CV1, CV2, CV3, CV4, respectively. The primary power supply unit 91 is configured by power storage means such as, for example, a lithium ion battery or an electric double layer capacitor, the high potential side terminal is maintained at a predetermined high potential (for example, 48 V), and the low potential side terminal is, for example, It is kept at ground potential (0V). Further, a generator 90 configured as an alternator is also connected to the input side conductive path 6.

出力側導電路7は、相対的に低い電圧が印加される二次側(低圧側)の電源ラインとして構成されている。この出力側導電路7には、出力側導電路7には、一次側電源部91の出力電圧よりも小さい直流電圧(例えば12V)を出力する蓄電手段(鉛蓄電池等)が接続されている。なお、出力側導電路7には、車載用電気機器などの図示しない負荷も接続されている。   The output side conductive path 7 is configured as a secondary (low voltage side) power supply line to which a relatively low voltage is applied. The output-side conductive path 7 is connected to the output-side conductive path 7 with a storage means (such as a lead storage battery) that outputs a DC voltage (for example, 12 V) smaller than the output voltage of the primary-side power supply unit 91. The output-side conductive path 7 is also connected to a load (not shown) such as an on-vehicle electric device.

入力側導電路6と出力側導電路7との間には、多相変換部2が設けられている。この多相変換部2は、入力側導電路6と出力側導電路7との間に並列に接続されたn個の電圧変換部CV1,CV2…CVnを備える。n個の電圧変換部CV1,CV2…CVnは、同様の構成をなし、いずれも同期整流方式の降圧型コンバータとして機能する。なお、以下では、n個の電圧変換部CV1,CV2…CVnの各電圧変換部を電圧変換部CVとも称する。入力側導電路6からはn個の電圧変換部CV1,CV2…CVnの各個別入力路LA1,LA2…LAnが分岐している。また、n個の電圧変換部CV1,CV2…CVnの各個別出力路LB1,LB2…LBnは、共通の出力路である出力側導電路7に接続されている。なお、n個の電圧変換部CV1,CV2…CVnは、それぞれ1相目、2相目…n相目とされている。なお、本明細書では、「相に対応する電圧変換部」を単に「相」と称することもある。   A multiphase converter 2 is provided between the input side conductive path 6 and the output side conductive path 7. The multiphase converter 2 includes n voltage converters CV1, CV2,... CVn connected in parallel between the input side conductive path 6 and the output side conductive path 7. The n voltage converters CV1, CV2,... CVn have the same configuration and all function as a synchronous rectification step-down converter. Hereinafter, each of the n voltage converters CV1, CV2,... CVn is also referred to as a voltage converter CV. The individual input paths LA1, LA2,... LAn of the n voltage converters CV1, CV2,. The individual output paths LB1, LB2,... LBn of the n voltage conversion units CV1, CV2,... CVn are connected to the output side conductive path 7 that is a common output path. Note that the n voltage converters CV1, CV2,... CVn are in the first phase, the second phase, and the n phase, respectively. In the present specification, the “voltage conversion unit corresponding to the phase” may be simply referred to as “phase”.

n個の電圧変換部CV1,CV2…CVnのうち、第k相の電圧変換部CVkについて説明する。以下において、kは、n以下の自然数である。第k相の電圧変換部CVkは、ハイサイド側のスイッチ素子SAkと、ローサイド側のスイッチ素子SBkと、インダクタLkと、保護用のスイッチ素子SCkとを備える。例えば、第1相の電圧変換部CV1は、ハイサイド側のスイッチ素子SA1と、ローサイド側のスイッチ素子SB1と、インダクタL1と、保護用のスイッチ素子SC1とを備えており、第2相の電圧変換部CV2は、ハイサイド側のスイッチ素子SA2と、ローサイド側のスイッチ素子SB2と、インダクタL2と、保護用のスイッチ素子SC2とを備えている。第3相、第4相も同様である。   Of the n voltage converters CV1, CV2,... CVn, the k-th phase voltage converter CVk will be described. In the following, k is a natural number of n or less. The k-th phase voltage converter CVk includes a high-side switch element SAk, a low-side switch element SBk, an inductor Lk, and a protective switch element SCk. For example, the first-phase voltage conversion unit CV1 includes a high-side switch element SA1, a low-side switch element SB1, an inductor L1, and a protective switch element SC1. The conversion unit CV2 includes a high-side switch element SA2, a low-side switch element SB2, an inductor L2, and a protective switch element SC2. The same applies to the third phase and the fourth phase.

第k相の電圧変換部CVkにおいて、スイッチ素子SAkは、Nチャネル型のMOSFETとして構成され、スイッチ素子SAkのドレインには、入力側導電路6から分岐した個別入力路LAkが接続されている。スイッチ素子SAkのソースには、ローサイド側のスイッチ素子SBkのドレイン及びインダクタLkの一端が接続されている。スイッチ素子SBkは、スイッチ素子SAkとインダクタLkとの接続点にドレインが接続され、ソースはグラウンドに接続されている。インダクタLkの他端は、スイッチ素子SCkのソースに接続されている。スイッチ素子SCkのドレインは、出力側導電路7に接続されている。スイッチ素子SCkは、過電流、過電圧、逆流等の異常時に経路の導通を遮断するように機能するものである。なお、図1ではスイッチ素子SAk,SBk,SCkの各ゲートに接続される制御線は省略しているが、各スイッチ素子SAk,SBk,SCkが個別の制御線を介して制御部4によって制御され得る。   In the k-th phase voltage converter CVk, the switch element SAk is configured as an N-channel MOSFET, and the individual input path LAk branched from the input-side conductive path 6 is connected to the drain of the switch element SAk. The source of the switch element SAk is connected to the drain of the low-side switch element SBk and one end of the inductor Lk. The switch element SBk has a drain connected to a connection point between the switch element SAk and the inductor Lk, and a source connected to the ground. The other end of the inductor Lk is connected to the source of the switch element SCk. The drain of the switch element SCk is connected to the output side conductive path 7. The switch element SCk functions to cut off the conduction of the path when an abnormality such as overcurrent, overvoltage, or reverse flow occurs. In FIG. 1, control lines connected to the gates of the switch elements SAk, SBk, and SCk are omitted. However, the switch elements SAk, SBk, and SCk are controlled by the control unit 4 via individual control lines. obtain.

制御部4は、主として、制御回路10とPWM駆動部18とを備える。制御回路10は、例えばCPUを有するマイクロコンピュータを含んでなる。この制御回路10は、後述する特定部及び保護動作部等として機能する部分(CPU等)と、ROM、RAMなどによって構成される記憶部と、アナログ電圧をデジタル信号に変換するA/D変換器16とを備える。A/D変換器16には、後述する電流検出回路9A、電圧検出回路9Bなどから出力される各電圧値が入力される。   The control unit 4 mainly includes a control circuit 10 and a PWM drive unit 18. The control circuit 10 includes a microcomputer having a CPU, for example. The control circuit 10 includes a part (CPU or the like) that functions as a specific unit and a protection operation unit, which will be described later, a storage unit configured by ROM, RAM, and the like, and an A / D converter that converts an analog voltage into a digital signal 16. Each voltage value output from a current detection circuit 9A, a voltage detection circuit 9B, etc., which will be described later, is input to the A / D converter 16.

制御部4において、制御回路10は、デューティ比を決定する機能、及び決定したデューティ比のPWM信号を生成し出力する機能を有しており、具体的には、n個の電圧変換部CV1,CV2…CVnのそれぞれに対するPWM信号を生成し、出力する。例えば、定常出力状態において、n個の電圧変換部CV1,CV2…CVnを全て駆動する場合、制御回路10は、位相が2π/nずつ異なるPWM信号を生成し、n個の電圧変換部CV1,CV2…CVnのそれぞれに出力する。図1の例のように多相変換部2が4個の電圧変換部CV1,CV2,CV3,CV4によって構成されていれば、制御部4からそれぞれに対して位相が2π/4ずつ異なるPWM信号が与えられる。   In the control unit 4, the control circuit 10 has a function of determining a duty ratio and a function of generating and outputting a PWM signal of the determined duty ratio. Specifically, the n voltage conversion units CV1, A PWM signal for each of CV2... CVn is generated and output. For example, when driving all the n voltage converters CV1, CV2,... CVn in a steady output state, the control circuit 10 generates PWM signals having phases different by 2π / n, and the n voltage converters CV1, CV1, CV1,. Output to each of CV2... CVn. If the polyphase converter 2 is constituted by four voltage converters CV1, CV2, CV3, and CV4 as in the example of FIG. 1, the PWM signals having phases different from each other by 2π / 4 from the controller 4 respectively. Is given.

PWM駆動部18は、制御回路10で生成された各相に対するPWM信号に基づき、各相のスイッチ素子SAk,SBk(kは、1〜nの自然数)のそれぞれを交互にオンするためのオン信号をスイッチ素子SAk,SBkのゲートに印加する。スイッチ素子SAk,SBkへのPWM信号の出力中においてスイッチ素子SBkのゲートに与えられる信号は、デッドタイムが確保された上で、スイッチ素子SAkのゲートに与えられる信号に対して位相が反転する。   Based on the PWM signal for each phase generated by the control circuit 10, the PWM drive unit 18 turns on each of the switch elements SAk and SBk (k is a natural number of 1 to n) of each phase alternately. Is applied to the gates of the switch elements SAk and SBk. The phase of the signal applied to the gate of the switch element SBk during the output of the PWM signal to the switch elements SAk and SBk is reversed with respect to the signal applied to the gate of the switch element SAk after ensuring the dead time.

電源装置1は、複数の電圧変換部CV1,CV2…CVnからの共通の出力経路(出力側導電路7)における出力電流及び出力電圧を反映した値をそれぞれ検出する検出部を備える。電流検出回路9Aは、出力側導電路7を流れる電流に対応する電圧値を検出値として出力する構成であればよい。例えば、電流検出回路9Aは、出力側導電路7に介在する抵抗器と差動増幅器とを有し、抵抗器の両端電圧が差動増幅器に入力され、出力側導電路7を流れる電流によって抵抗器に生じた電圧降下量が差動増幅器で増幅され、これを検出値として制御回路10のA/D変換器16に出力するようになっている。電圧検出回路9Bは、例えば出力側導電路7の電圧を反映した値(例えば、出力側導電路7の電圧そのもの、或いは分圧値等)を制御回路10のA/D変換器16に出力する部分として構成されている。以下では、電流検出回路9Aから出力される検出値を「検出電流値」とし、電圧検出回路9Bから出力される検出値を「検出電圧値」として説明する。   The power supply device 1 includes detection units that detect values reflecting output current and output voltage in a common output path (output-side conductive path 7) from the plurality of voltage conversion units CV1, CV2,. The current detection circuit 9A may be configured to output a voltage value corresponding to the current flowing through the output side conductive path 7 as a detection value. For example, the current detection circuit 9 </ b> A has a resistor and a differential amplifier that are interposed in the output-side conductive path 7. The voltage drop generated in the converter is amplified by the differential amplifier, and this is output as a detection value to the A / D converter 16 of the control circuit 10. The voltage detection circuit 9B outputs, for example, a value reflecting the voltage of the output-side conductive path 7 (for example, the voltage of the output-side conductive path 7 or a divided value) to the A / D converter 16 of the control circuit 10. Configured as part. In the following description, the detection value output from the current detection circuit 9A is referred to as “detection current value”, and the detection value output from the voltage detection circuit 9B is described as “detection voltage value”.

次に、制御部4によって行われる多相変換部2の駆動制御について説明する。
まず、定常状態での基本動作について説明する。定常状態での基本動作は、後述する図2の処理が実行される前の動作であり、且つ、後述する図3の処理が実行された後の動作である。制御部4は、電圧変換部CVk(kは、1〜nの自然数)を複数備えてなる多相変換部2を制御対象とし、多相変換部2の各々の電圧変換部CVkに設けられた各々のスイッチ素子SAk,SBkに対しオン信号とオフ信号とを交互に切り替える制御信号を出力する機能を有する。
Next, drive control of the multiphase converter 2 performed by the controller 4 will be described.
First, the basic operation in the steady state will be described. The basic operation in the steady state is an operation before the process of FIG. 2 described later is executed, and is an operation after the process of FIG. 3 described later is executed. The control unit 4 has a multiphase conversion unit 2 including a plurality of voltage conversion units CVk (k is a natural number of 1 to n) as a control target, and is provided in each voltage conversion unit CVk of the multiphase conversion unit 2. Each switch element SAk, SBk has a function of outputting a control signal for alternately switching on and off signals.

定常状態のとき、制御部4は、n個の電圧変換部CV1,CV2…CVnのそれぞれに対して、デッドタイムを設定した形でPWM信号を相補的に出力する。例えば、第k相の電圧変換部CVkを構成するスイッチ素子SAk,SBkの各ゲートに対しては、制御部4は、デッドタイムを設定した上で、スイッチ素子SAkのゲートへのオン信号の出力中には、スイッチ素子SBkのゲートにオフ信号を出力し、スイッチ素子SAkのゲートへのオフ信号の出力中には、スイッチ素子SBkのゲートにオン信号を出力する。電圧変換部CVkは、このような相補的なPWM信号に応じて、スイッチ素子SAkのオン動作とオフ動作との切り替えをスイッチ素子SBkのオフ動作とオン動作との切り替えと同期させて行い、これにより、個別入力路LAkに印加された直流電圧を降圧し、個別出力路LBkに出力する。個別出力路LBkの出力電圧は、スイッチ素子SAk,SBkの各ゲートに与えるPWM信号のデューティ比に応じて定まる。このような制御は、上述した自然数kが1からnのいずれの場合でも、即ち、第1相から第n相までのいずれの電圧変換部においても、同様に行われる。   In the steady state, the control unit 4 complementarily outputs a PWM signal with a dead time set for each of the n voltage conversion units CV1, CV2,... CVn. For example, for each gate of the switch elements SAk and SBk constituting the k-th phase voltage conversion unit CVk, the control unit 4 sets a dead time and then outputs an ON signal to the gate of the switch element SAk. During the output of the off signal to the gate of the switch element SBk, the on signal is output to the gate of the switch element SBk. In response to such a complementary PWM signal, the voltage conversion unit CVk performs switching between the ON operation and the OFF operation of the switch element SAk in synchronization with the switching between the OFF operation and the ON operation of the switch element SBk. As a result, the DC voltage applied to the individual input path LAk is stepped down and output to the individual output path LBk. The output voltage of the individual output path LBk is determined according to the duty ratio of the PWM signal applied to each gate of the switch elements SAk and SBk. Such control is similarly performed in any of the above-described natural numbers k from 1 to n, that is, in any voltage conversion unit from the first phase to the n-th phase.

制御部4は、多相変換部2を動作させる場合、複数の電圧変換部CV1,CV2…CVnの一部又は全部を、制御信号(PWM信号)によって個々に制御し、多相変換部2からの出力が設定された目標値となるようにフィードバック制御を行う。具体的には、制御部4は、電流検出回路9Aによって制御回路10に入力された検出値(出力側導電路7の電流値)と、出力電流の目標値(目標電流値)とに基づき、公知のPID制御方式によるフィードバック演算によって各相の制御量(デューティ比)を決定する。例えば、駆動相数がmのときの定常出力状態では、フィードバック演算によって決定したデューティ比のPWM信号を、位相を2π/mずつ異ならせてm個の電圧変換部のそれぞれに出力する。なお、n個の電圧変換部を全て駆動せる場合にはn=mであり、後述する故障判定などによってn個の電圧変換部のうちp個の電圧変換部を駆動させない場合には、m=n−pである。   When operating the polyphase converter 2, the controller 4 individually controls a part or all of the plurality of voltage converters CV1, CV2,... CVn with a control signal (PWM signal). The feedback control is performed so that the output becomes the set target value. Specifically, the control unit 4 is based on the detection value (current value of the output side conductive path 7) input to the control circuit 10 by the current detection circuit 9A and the target value (target current value) of the output current. The control amount (duty ratio) of each phase is determined by feedback calculation using a known PID control method. For example, in a steady output state when the number of drive phases is m, a PWM signal having a duty ratio determined by feedback calculation is output to each of the m voltage conversion units with a phase difference of 2π / m. Note that when all n voltage converters are driven, n = m. When not driving the p voltage converters among the n voltage converters due to failure determination described later, m = n-p.

次に、図2等を参照して異常判定制御を説明する。
図1で示す電源装置1では、制御部4が所定の時期に多相変換部2に対して動作停止制御(動作を停止させる電圧変換部CVの数を次第に増加させる制御)を行うとともに、異常判定を行う。具体的には、車両の動作を停止させる停止条件が成立したとき(例えば、図示しないイグニッションスイッチがオフ状態になり、制御部4にイグニッションスイッチがオフ状態であることを示すIGオフ信号が入力されたとき)から、図2で示す異常判定制御が終了するまでの間が「所定の時期」である。制御部4は、上述した停止条件の成立に応じて図2で示す異常判定制御を実行し、多相変換部2の動作を上述した定常状態のときの動作から切り替える。そして、制御部4は、図2で示す異常判定制御の最中に動作を停止させる電圧変換部CVの数を次第に増加させる動作停止制御を行う。更に、制御部4(具体的には、制御回路10)が特定部として機能し、図2の異常判定制御がなされる期間(動作停止制御を行う期間)における多相変換部2からの出力電流の変化に基づいて、異常が生じている1又は複数の電圧変換部を特定する。
Next, the abnormality determination control will be described with reference to FIG.
In the power supply device 1 shown in FIG. 1, the control unit 4 performs operation stop control (control for gradually increasing the number of voltage conversion units CV for stopping operation) on the polyphase conversion unit 2 at a predetermined time, Make a decision. Specifically, when a stop condition for stopping the operation of the vehicle is established (for example, an ignition switch (not shown) is turned off, and an IG off signal indicating that the ignition switch is turned off is input to the control unit 4). Until the end of the abnormality determination control shown in FIG. 2 is the “predetermined time”. The control unit 4 executes the abnormality determination control shown in FIG. 2 according to the establishment of the stop condition described above, and switches the operation of the polyphase conversion unit 2 from the operation in the steady state described above. Then, the control unit 4 performs operation stop control that gradually increases the number of voltage conversion units CV that stop the operation during the abnormality determination control shown in FIG. Further, the control unit 4 (specifically, the control circuit 10) functions as a specific unit, and the output current from the polyphase conversion unit 2 during the period in which the abnormality determination control in FIG. 2 is performed (period during which operation stop control is performed). On the basis of the change, the one or more voltage converters in which an abnormality has occurred are identified.

制御部4は、上述した定常状態の制御から図2の異常判定制御へと制御を切り替えた場合、切替直後には、多相変換部2からの出力電流を目標電流値X1とするように定常状態のときに動作していたm個の電圧変換部CVを定常状態のときと同様に動作させる。即ち、m個の電圧変換部CVに対して上述したフィードバック制御を行う。なお、図2の異常判定制御を行うときのフィードバック制御に用いる目標電流値X1は、定常状態の制御で用いる目標電流値と同一であってもよく、これよりも小さい値であってもよい。なお、多相変換部2における全数nの電圧変換部CVのうち、いくつかの電圧変換部CVの故障が既に確定しており、定常状態のときの動作数mがn未満である場合、図2で示す異常判定制御の開始直後にはそのm個の電圧変換部CVの動作を継続することになる。   When the control unit 4 switches the control from the above-described steady state control to the abnormality determination control of FIG. 2, immediately after the switching, the control unit 4 is in a steady state so that the output current from the multiphase conversion unit 2 becomes the target current value X1. The m voltage converters CV that have been operating in the state are operated in the same manner as in the steady state. That is, the feedback control described above is performed on the m voltage converters CV. Note that the target current value X1 used for feedback control when performing the abnormality determination control of FIG. 2 may be the same as or smaller than the target current value used for steady-state control. In the case where all of the n number of voltage conversion units CV in the multiphase conversion unit 2 have failed in some of the voltage conversion units CV, and the number of operations m in the steady state is less than n, FIG. Immediately after the start of the abnormality determination control indicated by 2, the operation of the m voltage converters CV is continued.

図2の異常判定制御では、まず、ステップS1においてi=1とし、m個の相(m個の電圧変換部CV)のうちのいずれか1つめの相(電圧変換部CV)を着目対象とする。iの値は、m個の相(電圧変換部CV)のうちの着目する相(電圧変換部CV)の番号を示す値である。なお、m個の電圧変換部CVにおいて、番号(順序)は予め決められた定め方で定めることができ、その定め方は特に限定されない。   In the abnormality determination control of FIG. 2, first, i = 1 is set in step S <b> 1, and one of the m phases (m voltage conversion units CV) is selected as a target of attention. To do. The value of i is a value indicating the number of the phase of interest (voltage converter CV) among m phases (voltage converter CV). Note that in the m voltage converters CV, the number (order) can be determined in a predetermined manner, and the manner of determination is not particularly limited.

制御部4は、ステップS1の後、又は後述するステップS10の後にステップS2の処理を行い、i番目の相(電圧変換部CV)の動作を停止させる。ステップS1の直後にステップS2の処理を行う場合、制御部4は、1番目の相(電圧変換部CV)の動作を停止させることになり、ステップS10の処理の後にステップS2の処理を行う場合、制御部4は、ステップS10で更新されたiで特定されるi番目の相(電圧変換部CV)の動作を停止させることになる。   The control unit 4 performs the process of step S2 after step S1 or after step S10 described later, and stops the operation of the i-th phase (voltage conversion unit CV). When the process of step S2 is performed immediately after step S1, the control unit 4 stops the operation of the first phase (voltage conversion unit CV), and the process of step S2 is performed after the process of step S10. The control unit 4 stops the operation of the i-th phase (voltage conversion unit CV) specified by i updated in step S10.

制御部4は、ステップS2の後のステップS3の処理において、所定時間tの間、多相変換部2からの出力電流が0(A)相当であるか否かを判断する。具体的には、ステップS2でi番目の相の動作停止処理がなされた直後から所定時間tが経過するまでの間、電流検出回路9Aから制御部4に入力される検出値(検出電流値)が、非通電状態を示す所定の出力閾値以下であるか否かを判断する。   In the process of step S3 after step S2, the control unit 4 determines whether or not the output current from the polyphase conversion unit 2 is equivalent to 0 (A) for a predetermined time t. Specifically, the detection value (detection current value) input from the current detection circuit 9A to the control unit 4 immediately after the operation stop process of the i-th phase is performed in step S2 until the predetermined time t elapses. Is less than or equal to a predetermined output threshold indicating a non-energized state.

制御部4は、ステップS3の処理において条件を満たすと判断した場合、即ち、S2で動作停止処理がなされた直後から所定時間tが経過するまでの間、電流検出回路9Aから制御部4に入力される検出値(検出電流値)が所定の出力閾値以下であると判断した場合(ステップS3でYESの場合)、ステップS4の処理に移行する。   When the control unit 4 determines that the condition is satisfied in the process of step S3, that is, immediately after the operation stop process is performed in S2, until the predetermined time t elapses, the control unit 4 inputs the control unit 4 from the current detection circuit 9A. If it is determined that the detected value (detected current value) is equal to or less than the predetermined output threshold value (YES in step S3), the process proceeds to step S4.

制御部4は、ステップS4の処理において、着目している相(着目している電圧変換部CV)の番号iが図2の異常判定制御を開始したときの動作総数(即ち、定常状態での動作相数)mと一致しているか否かを判断し、i=mであると判断した場合(ステップS4でYESの場合)、ステップS5に処理を移行し、ステップS5の処理においてm番目の相(最後の電圧変換部CV)を正常と判定する。逆に、ステップS4の処理においてiとmが一致していないと判断した場合(ステップS4でNOの場合)、制御部4は、ステップS6において残余の相(i+1番目〜m番目の電圧変換部CV)を故障と仮判定し且つi番目の相(電圧変換部CV)を正常と判定する。   In the process of step S4, the control unit 4 determines the total number of operations when the number i of the target phase (target voltage conversion unit CV) starts the abnormality determination control in FIG. It is determined whether or not the number of operating phases is equal to m. If it is determined that i = m (YES in step S4), the process proceeds to step S5, and the m-th in the process of step S5. The phase (last voltage conversion unit CV) is determined to be normal. Conversely, when it is determined in the process of step S4 that i and m do not match (NO in step S4), the control unit 4 determines the remaining phase (i + 1-th to m-th voltage conversion unit) in step S6. CV) is temporarily determined to be a failure, and the i-th phase (voltage conversion unit CV) is determined to be normal.

一方、制御部4は、ステップS3の処理において条件を満たさないと判断した場合、即ち、S2で動作停止処理がなされた直後から所定時間tが経過するまでの間に電流検出回路9Aから制御部4に入力される検出値(検出電流値)が所定の出力閾値を超えたと判断した場合(ステップS3でNOの場合)、ステップS7の処理に移行する。制御部4は、ステップS7において、所定時間tの間、多相変換部2からの出力電流が変動しないか否かを判断する。具体的には、ステップS2にてi番目の相(電圧変換部CV)の動作を停止させる際の停止直前の時点から所定時間tが経過するまでの間における多相変換部2からの出力電流の変動量が所定値以下であるかを判断する。所定値は、0より大きく目標電流値X1よりも小さい値であり、例えば、X1/mよりも小さい値とすることができる。   On the other hand, if the control unit 4 determines that the condition is not satisfied in the process of step S3, that is, immediately after the operation stop process is performed in S2, the current detection circuit 9A controls the control unit When it is determined that the detected value (detected current value) input to 4 exceeds a predetermined output threshold (NO in step S3), the process proceeds to step S7. In step S7, the control unit 4 determines whether or not the output current from the multiphase conversion unit 2 does not fluctuate for a predetermined time t. Specifically, the output current from the multiphase converter 2 from the time immediately before stopping when the operation of the i-th phase (voltage converter CV) is stopped in step S2 until the predetermined time t elapses. It is determined whether or not the fluctuation amount is less than a predetermined value. The predetermined value is a value larger than 0 and smaller than the target current value X1, and may be a value smaller than X1 / m, for example.

制御部4は、ステップS7の判断において条件を満たすと判断した場合、即ち、ステップS2にてi番目の相(電圧変換部CV)の動作を停止させる直前の時点から所定時間tが経過するまでの間における多相変換部2からの出力電流の変動量が所定値以下であると判断した場合、ステップS8に処理を移行し、i番目の相(電圧変換部CV)を故障と仮判定する。逆に、ステップS2にてi番目の相(電圧変換部CV)の動作を停止させる直前の時点から所定時間tが経過するまでの間における多相変換部2からの出力電流の変動量が所定値を超えると判断した場合、ステップS9に処理を移行し、i番目の相(電圧変換部CV)を正常と判定する。   When it is determined that the condition is satisfied in the determination in step S7, that is, when the predetermined time t elapses from the time immediately before the operation of the i-th phase (voltage conversion unit CV) is stopped in step S2, the control unit 4 When it is determined that the fluctuation amount of the output current from the multiphase converter 2 during the period is equal to or less than a predetermined value, the process proceeds to step S8, and the i-th phase (voltage converter CV) is provisionally determined to be faulty. . Conversely, the fluctuation amount of the output current from the multi-phase conversion unit 2 from the time immediately before stopping the operation of the i-th phase (voltage conversion unit CV) in step S2 until the predetermined time t elapses is predetermined. When it is determined that the value is exceeded, the process proceeds to step S9, and the i-th phase (voltage conversion unit CV) is determined to be normal.

制御部4は、ステップS8、S9のいずれの処理を行った場合でも、ステップS10において、iの値をインクリメントする。即ち、ステップS10の前に設定されたiの値に1を加算し、その加算後の値を新たなiとする。そして、制御部4は、ステップS10が終わると、ステップS2に処理を移行し、ステップS2以降の処理を上述した流れで同様に行う。   The control unit 4 increments the value of i in step S10 regardless of which of the processes in steps S8 and S9 is performed. That is, 1 is added to the value of i set before step S10, and the value after the addition is set as a new i. And control part 4 will transfer processing to Step S2, after Step S10 is completed, and will perform processing after Step S2 similarly with the flow mentioned above.

本構成では、制御回路10が特定部の一例に相当し、制御部4が動作停止制御を行う期間における多相変換部2からの出力電流の変化に基づいて、異常が生じている電圧変換部CVを特定する機能を有する。なお、上述した例では、ステップS6又はステップS8において故障と仮判定された電圧変換部CVが「異常が生じている電圧変換部」に相当する。   In this configuration, the control circuit 10 corresponds to an example of a specific unit, and the voltage conversion unit in which an abnormality has occurred based on the change in the output current from the multiphase conversion unit 2 during the period in which the control unit 4 performs the operation stop control. It has a function to specify CV. In the above-described example, the voltage converter CV that is provisionally determined to be a failure in step S6 or step S8 corresponds to the “voltage converter having an abnormality”.

具体的には、特定部に相当する制御回路10は、ステップS3、S4、S5、S6の処理を行うように構成され、制御部4が動作停止制御を行う期間において、いずれかの電圧変換部CVが動作状態から停止状態に切り替えられたことにより出力電流が所定の出力閾値を超えた状態から所定の出力閾値以下の状態に変化し且つ変化後に停止状態に切り替えられていない残余の電圧変換部CVが存在する場合、変化後に存在する残余の電圧変換部CVを異常(具体的には仮故障)と判定する。   Specifically, the control circuit 10 corresponding to the specifying unit is configured to perform the processes of steps S3, S4, S5, and S6, and any voltage conversion unit is in a period during which the control unit 4 performs the operation stop control. Residual voltage converter that changes from a state in which the output current exceeds a predetermined output threshold to a state below a predetermined output threshold due to the CV being switched from the operating state to the stopped state, and is not switched to the stopped state after the change When CV exists, it is determined that the remaining voltage conversion unit CV existing after the change is abnormal (specifically, a temporary failure).

また、特定部に相当する制御回路10は、ステップS7、S8、S9の処理を行うように構成され、制御部4が動作停止制御を行う期間において、いずれかの電圧変換部CVが動作状態から停止状態に切り替えられるときの切り替えの前後で出力電流の変動量(具体的には、ステップS2で動作停止がなされる直前の時点から所定時間tの間における電流の最大値と最小値との差)が所定値以下である場合(即ち、ステップS7でYESと判断される場合)に、変動量が所定値以下となる切り替えがなされた電圧変換部CVを異常(具体的には仮故障)と判定する。   In addition, the control circuit 10 corresponding to the specifying unit is configured to perform the processes of steps S7, S8, and S9, and any voltage conversion unit CV is in an operating state during the period in which the control unit 4 performs the operation stop control. The amount of fluctuation in the output current before and after switching when switching to the stop state (specifically, the difference between the maximum value and the minimum value of current during a predetermined time t from the time immediately before the operation is stopped in step S2) ) Is equal to or less than a predetermined value (that is, when YES is determined in step S7), the voltage conversion unit CV that has been switched so that the fluctuation amount is equal to or less than the predetermined value is abnormal (specifically, a temporary failure). judge.

次に、図3等を参照し、再判定制御について説明する。
上述したように、制御部4は、停止条件の成立(具体的には制御部4へのイグニッションオフ信号の入力)に応じて動作停止制御を行うとともに、異常が生じている電圧変換部CVの特定を試みる。そして、その動作停止制御中に異常が生じている電圧変換部CVが特定された場合、制御部4は、次回の車両始動条件の成立時に、前回の動作停止制御において異常と特定された電圧変換部CVを選択的に動作させる。
Next, the redetermination control will be described with reference to FIG.
As described above, the control unit 4 performs the operation stop control according to the establishment of the stop condition (specifically, the input of the ignition off signal to the control unit 4), and the voltage conversion unit CV in which an abnormality has occurred. Try to identify. When the voltage conversion unit CV in which an abnormality has occurred during the operation stop control is identified, the control unit 4 converts the voltage conversion identified as abnormal in the previous operation stop control when the next vehicle start condition is satisfied. The part CV is selectively operated.

制御部4は、車両の始動時(具体的には、制御部4に対してイグニンションスイッチがオン状態に切り替わったことを示すIGオン信号が入力されたとき)に、上述した定常状態の制御に先立って図3で示す再判定制御を行う。なお、図3の再判定制御が行われる前は、多相変換部2の全ての電圧変換部CVを動作停止状態で維持する。   The control unit 4 controls the above-described steady state when the vehicle is started (specifically, when an IG ON signal indicating that the ignition switch has been switched to the ON state is input to the control unit 4). Prior to this, redetermination control shown in FIG. 3 is performed. Before the redetermination control in FIG. 3 is performed, all the voltage conversion units CV of the multiphase conversion unit 2 are maintained in the operation stopped state.

図3で示す再判定制御では、まず、故障と仮判定された相(電圧変換部CV)が存在するか否かを判断する。具体的には、前回の車両の停止時に行われた異常判定制御(即ち、図3の再判定制御の前に行われた直近の異常判定制御)において、いずれかの電圧変換部CVが故障と仮判定されているか否かを判断する。前回の車両の停止時に行われた異常判定制御(図2)においてS6又はS8の処理がなされ、いずれかの電圧変換部CVが故障と仮判定されている場合、ステップS11に処理を移行し、全数nの電圧変換部CVのうち、その電圧変換部CV(即ち、前回の車両停止時に故障と仮判定された相)のみを選択的に動作させる。ステップS11において一部の電圧変換部CVを選択的に動作させる場合、制御部4は、多相変換部2からの出力電流(即ち選択された電圧変換部CVからの出力電流)を目標電流値X2とするように選択された電圧変換部CVに対して上述したフィードバック制御を行う。なお、図3のステップ11において、選択された電圧変換部CVを動作させるときのフィードバック制御に用いる目標電流値X2は、上述した異常判定制御で用いる目標電流値X1よりも小さく設定する。   In the redetermination control shown in FIG. 3, it is first determined whether or not there is a phase (voltage conversion unit CV) that is provisionally determined to be a failure. Specifically, in the abnormality determination control performed when the vehicle was stopped last time (that is, the latest abnormality determination control performed before the re-determination control in FIG. 3), one of the voltage conversion units CV has failed. It is determined whether or not provisional determination has been made. In the abnormality determination control (FIG. 2) performed at the time of the previous stop of the vehicle, when the process of S6 or S8 is performed and any of the voltage conversion units CV is provisionally determined to be faulty, the process proceeds to step S11. Of the total number n of voltage conversion units CV, only the voltage conversion unit CV (that is, the phase temporarily determined to be a failure when the vehicle was stopped last time) is selectively operated. When selectively operating some voltage conversion units CV in step S11, the control unit 4 uses the output current from the multiphase conversion unit 2 (that is, the output current from the selected voltage conversion unit CV) as a target current value. The above-described feedback control is performed on the voltage converter CV selected to be X2. In step 11 of FIG. 3, the target current value X2 used for feedback control when operating the selected voltage converter CV is set to be smaller than the target current value X1 used in the above-described abnormality determination control.

このように、制御部4は、全ての電圧変換部CVを動作させる通常制御時(定常状態において全数nの電圧変換部CVを動作させるとき)には、多相変換部2からの出力電流が第1目標値(例えば目標電流値X1)となるように全ての電圧変換部CVの駆動を制御する。一方、図2の異常判定制御の後、次回の車両始動条件の成立時にいずれかの電圧変換部CVを選択的に動作させる場合には、出力電流が第1目標値(例えば目標電流値X1)よりも小さい第2目標値(目標電流値X2)となるように選択された電圧変換部CVの駆動を制御し、選択された電圧変換部CVのみによって降圧動作を行う。   As described above, the control unit 4 outputs the output current from the multiphase conversion unit 2 during normal control in which all the voltage conversion units CV are operated (when all the n voltage conversion units CV are operated in a steady state). The drive of all the voltage converters CV is controlled so as to be the first target value (for example, the target current value X1). On the other hand, when the voltage conversion unit CV is selectively operated when the next vehicle start condition is satisfied after the abnormality determination control of FIG. 2, the output current is the first target value (for example, the target current value X1). The drive of the voltage conversion unit CV selected so as to be smaller than the second target value (target current value X2) is controlled, and the step-down operation is performed only by the selected voltage conversion unit CV.

ステップS11においていずれかの電圧変換部CVを選択的に動作させた場合、目標の出力がなされているか(即ち、ステップS11においていずれかの電圧変換部CVを選択的に動作させたときの出力電流値が所定電流値に達しているか)否かを判断する。ステップS12において、出力電流値が所定電流値に達していると判断した場合、制御部4は、ステップS13に処理を移行し、ステップS11で動作させた電圧変換部CV(即ち、図2の異常判定制御で故障と仮判定された相)についての故障の仮判定を解除し、その電圧変換部CVを正常と判定する。逆に、ステップS12において、出力電流値が所定電流値に達していないと判断した場合、制御部4は、ステップS14に処理を移行し、ステップS11で動作させた電圧変換部CV(即ち、故障と仮判定された相)を異常(故障)と再判定する。ステップS13又はステップS14の後、図3の再判定制御を終了し、上述した定常状態の制御に移行する。   If any of the voltage converters CV is selectively operated in step S11, is the target output being made (that is, the output current when any of the voltage converters CV is selectively operated in step S11)? Whether or not the value has reached a predetermined current value). If it is determined in step S12 that the output current value has reached the predetermined current value, the control unit 4 shifts the process to step S13 and operates the voltage conversion unit CV operated in step S11 (that is, the abnormality in FIG. 2). The temporary determination of failure for the phase temporarily determined as failure in the determination control is canceled, and the voltage conversion unit CV is determined to be normal. Conversely, when it is determined in step S12 that the output current value has not reached the predetermined current value, the control unit 4 shifts the process to step S14 and operates the voltage conversion unit CV operated in step S11 (that is, a failure). Are re-determined as abnormal (failure). After step S13 or step S14, the re-determination control in FIG. 3 is terminated, and the control proceeds to the steady state control described above.

本構成では、図3の再判定処理においていずれかの電圧変換部CVが異常と再判定された場合(S14で故障と判定された場合)、その電圧変換部CVの異常(故障)を確定させる。そして、図3の後に行う定常状態の制御では、S14で異常(故障)が確定した電圧変換部CVを動作させずに動作禁止状態とし、残りの電圧変換部CVを動作させて電圧変換を行う。   In this configuration, when any voltage conversion unit CV is redetermined to be abnormal in the redetermination process of FIG. 3 (when it is determined to be faulty in S14), the abnormality (failure) of the voltage conversion unit CV is determined. . In the steady state control performed after FIG. 3, the voltage conversion unit CV in which an abnormality (failure) is determined in S <b> 14 is not operated and the remaining voltage conversion unit CV is operated to perform voltage conversion. .

本構成では、制御部4(具体的には制御回路10)が保護動作部の一例に相当し、図2の異常判定制御の後、次回の車両始動条件の成立時に電圧変換部CVを選択的に動作させたときの多相変換部2からの出力電流にいずれかに基づいて、選択的に動作させた電圧変換部CVが異常であるか否かを判定し、異常である場合に保護動作を行うように機能する。なお、上述した例では、保護動作の一例として、S14で異常(故障)と再判定された電圧変換部CVの動作を禁止する例を示したが、保護動作はこの例に限定されず、例えば、S14で異常(故障)と再判定された電圧変換部CVが異常である旨の情報を外部装置(例えば上位ECUなど)に通知するような動作であってもよい。   In this configuration, the control unit 4 (specifically, the control circuit 10) corresponds to an example of a protection operation unit, and after the abnormality determination control in FIG. 2, the voltage conversion unit CV is selectively selected when the next vehicle start condition is satisfied. Based on one of the output currents from the polyphase converter 2 when it is operated normally, it is determined whether or not the selectively operated voltage converter CV is abnormal. To function. In the above-described example, as an example of the protection operation, the example of prohibiting the operation of the voltage conversion unit CV that has been re-determined as abnormal (failure) in S14 is shown, but the protection operation is not limited to this example. The operation may be such that information indicating that the voltage conversion unit CV that has been determined to be abnormal (failure) in S14 is abnormal is notified to an external device (for example, a host ECU).

制御部4は、図3のステップS10において、故障と仮判定された相(電圧変換部CV)が存在しないと判断した場合、図3の処理を終了する。この場合、ステップS11〜ステップS14の処理を行わずに、上述した定常状態の制御に移行する。   If the control unit 4 determines in step S10 of FIG. 3 that there is no phase (voltage conversion unit CV) that is provisionally determined to be a failure, the process of FIG. 3 ends. In this case, the process proceeds to the above-described steady state control without performing steps S11 to S14.

なお、上述した説明では、図2の異常判定制御でいずれかの電圧変換部CVが故障(異常)と仮判定される例を示したが、図2の異常判定制御で複数の電圧変換部CVが故障(異常)と仮判定された場合、それぞれの電圧変換部CVに対して図3のステップS11〜S14の処理を行い、それぞれの電圧変換部CVの故障(異常)を個別に再判定すればよい。   In the above description, an example is shown in which one of the voltage conversion units CV is provisionally determined to be faulty (abnormal) in the abnormality determination control of FIG. 2, but a plurality of voltage conversion units CV are detected in the abnormality determination control of FIG. 2. 3 is temporarily determined as a failure (abnormal), the processing of steps S11 to S14 in FIG. 3 is performed on each voltage conversion unit CV, and the failure (abnormality) of each voltage conversion unit CV is individually re-determined. That's fine.

以上のように、本構成の異常検出装置3では、制御部4が所定の時期に多相変換部2に対して動作を停止させる電圧変換部CVの数を次第に増加させる動作停止制御を行う。この構成では、動作停止制御によりいずれかの電圧変換部CVを切替対象として動作状態から停止状態に切り替えたとき、切替対象が正常であれば多相変換部2の出力が切り替えの前後で適正に変化し、切替対象が異常(例えば、スイッチ素子のオープン異常など)であれば多相変換部2の出力が切り替えの前後で異常な変化を示すことになる。このような特徴を利用し、特定部に相当する制御回路10は、制御部4が動作停止制御を行う期間における多相変換部2からの出力電流の変化に基づいて、異常が生じている電圧変換部CVを特定する。よって、本構成によれば、複数の電圧変換部CVによって電圧変換を行い得る電源装置1の異常部分を具体的に特定することができる。   As described above, in the abnormality detection device 3 of this configuration, the control unit 4 performs operation stop control that gradually increases the number of voltage conversion units CV that cause the polyphase conversion unit 2 to stop operation at a predetermined time. In this configuration, when one of the voltage conversion units CV is switched from the operation state to the stop state by the operation stop control, if the switching target is normal, the output of the multiphase conversion unit 2 is appropriately set before and after the switching. If the switching target is abnormal (for example, switching element open abnormality, etc.), the output of the polyphase converter 2 will show an abnormal change before and after switching. Using such a feature, the control circuit 10 corresponding to the specific unit is a voltage at which an abnormality has occurred based on a change in the output current from the polyphase conversion unit 2 during the period in which the control unit 4 performs the operation stop control. The conversion unit CV is specified. Therefore, according to this structure, the abnormal part of the power supply device 1 which can perform voltage conversion by the several voltage conversion part CV can be specified concretely.

制御部4は、車両の動作を停止させる停止条件が成立した場合(具体的には、イグニッションスイッチがオン状態に切り替わったことを示すイグニッションオン信号が入力された場合)に動作停止制御を行う構成である。この構成によれば、動作停止制御(動作を停止させる電圧変換部CVの数を次第に増加させる制御)を車両の動作を停止させる時期(即ち、車両の走行がなされない時期)に行うことができるため、異常部分を具体的に特定するための停止動作を、車両動作への影響を抑えて行うことができる。   The control unit 4 is configured to perform operation stop control when a stop condition for stopping the operation of the vehicle is satisfied (specifically, when an ignition on signal indicating that the ignition switch is turned on is input). It is. According to this configuration, the operation stop control (control that gradually increases the number of voltage conversion units CV that stop the operation) can be performed at the time when the operation of the vehicle is stopped (that is, when the vehicle does not travel). Therefore, the stop operation for specifically specifying the abnormal part can be performed while suppressing the influence on the vehicle operation.

制御部4は、停止条件の成立に応じて動作停止制御を行ったときに特定部によって異常が生じている電圧変換部CVが特定された場合、次回の車両始動条件の成立時に、前回の動作停止制御において異常と特定された電圧変換部CVを選択的に動作させる。そして、制御回路10が保護動作部として機能し、次回の車両始動条件の成立時に電圧変換部CVを選択的に動作させたときの多相変換部2からの出力電流に基づいて、選択的に動作させた電圧変換部CVが異常であるか否かを判定し、異常である場合に所定の保護動作を行う。   When the voltage conversion unit CV in which an abnormality has occurred is specified by the specifying unit when the operation stop control is performed according to the establishment of the stop condition, the control unit 4 performs the previous operation when the next vehicle start condition is satisfied. The voltage converter CV identified as abnormal in the stop control is selectively operated. Then, the control circuit 10 functions as a protection operation unit, and selectively based on the output current from the polyphase conversion unit 2 when the voltage conversion unit CV is selectively operated when the next vehicle start condition is satisfied. It is determined whether or not the operated voltage conversion unit CV is abnormal, and when it is abnormal, a predetermined protection operation is performed.

この構成によれば、車両を停止させる時期に異常検出を行ったときに異常部分としての電圧変換部CVが特定された場合、その特定された部分が異常であるか否かを始動時期に再度確認することができる。このような方法により、確実性の高い異常判定が可能となる。しかも、複数回の異常判定を、車両動作を停止させる時期及び次回の始動時期に行うため、動作停止制御や異常の再判定が、走行などの車両動作に影響を及ぼしにくくなる。   According to this configuration, when the abnormality detection is performed at the time when the vehicle is stopped, when the voltage conversion unit CV as the abnormal part is specified, whether or not the specified part is abnormal is determined again at the start time. Can be confirmed. By such a method, it is possible to determine abnormality with high certainty. In addition, since the abnormality determination is performed a plurality of times at the time when the vehicle operation is stopped and the next start time, the operation stop control and the abnormality re-determination are less likely to affect the vehicle operation such as traveling.

制御部4は、全ての電圧変換部CVを動作させる通常制御時(定常状態の制御時)に、多相変換部2からの出力電流が第1目標値となるように全ての電圧変換部CVの駆動を制御する構成をなす。一方、図2の異常判定制御が行われた後の次回の車両始動条件の成立時に実行される図3の再判定制御においていずれかの電圧変換部CVを選択的に動作させる場合には、出力電流が第1目標値よりも小さい第2目標値となるように、選択された電圧変換部CVの駆動を制御する。異常の可能性が高い部分を選択的に動作させて再判定する場合、通常とは異なる過大な出力が生じる可能性もあるため、上記構成のように目標値を抑えた動作により再判定を行えば、再判定時の過大な出力が抑えられやすくなる。   The control unit 4 controls all the voltage conversion units CV so that the output current from the multiphase conversion unit 2 becomes the first target value at the time of normal control for operating all the voltage conversion units CV (during steady state control). The structure which controls the drive of is made. On the other hand, when any one of the voltage converters CV is selectively operated in the re-determination control of FIG. 3 executed when the next vehicle start condition is established after the abnormality determination control of FIG. The driving of the selected voltage converter CV is controlled so that the current becomes a second target value smaller than the first target value. When a part with high possibility of abnormality is selectively operated and re-determined, an excessive output different from the normal may occur.Therefore, re-determination is performed by operation with the target value suppressed as in the above configuration. For example, an excessive output at the time of redetermination is easily suppressed.

特定部に相当する制御回路10は、制御部4が動作停止制御を行う期間において、いずれかの電圧変換部CVが動作状態から停止状態に切り替えられるときの切り替えの前後で出力電流の変動量が予め定められた所定値以下である場合に、その電圧変換部CV(変動量が所定値以下となる切り替えがなされた電圧変換部CV)を異常と判定する。   In the control circuit 10 corresponding to the specific unit, the fluctuation amount of the output current before and after switching when any of the voltage conversion units CV is switched from the operating state to the stopped state during the period in which the control unit 4 performs the operation stop control. When the voltage conversion unit CV is equal to or less than a predetermined value, the voltage conversion unit CV (the voltage conversion unit CV that has been switched so that the fluctuation amount is equal to or less than the predetermined value) is determined to be abnormal.

この効果については、図4を参照して説明する。図4の例は、駆動するm個の電圧変換部CVのうち2番目の相(電圧変換部CV)のスイッチ素子にオープン故障が生じており、2番目の相に電流が流れない異常が生じている例である。なお、図4では、横軸が時間であり、縦軸が出力電流であり、時間0のときが定常状態の制御から動作停止制御に切り替わったタイミングである。そして、時間0の後、時間T1で駆動数mのうちの1番目の相(電圧変換部CV)を停止させ、時間T2で、駆動数mのうちの2番目の相(電圧変換部CV)を停止させ、時間Tmで、駆動数mのうちのm番目の相(電圧変換部CV)を停止させている。   This effect will be described with reference to FIG. In the example of FIG. 4, an open failure has occurred in the switch element of the second phase (voltage converter CV) among the m voltage converters CV to be driven, and an abnormality in which no current flows in the second phase has occurred. This is an example. In FIG. 4, the horizontal axis is time, the vertical axis is output current, and the time 0 is the timing when switching from steady state control to operation stop control. Then, after time 0, the first phase (voltage converter CV) of the drive number m is stopped at time T1, and the second phase (voltage converter CV) of the drive number m is stopped at time T2. And the m-th phase (voltage converter CV) of the drive number m is stopped at time Tm.

本構成では、定常状態のとき及び図2の動作停止制御時の目標電流値がX1であり、m個の電圧変換部CVを動作させる場合には各相の電流値はX1/mに制御される。全ての電圧変換部CVが正常状態である多相変換部2に対して上述した動作停止制御を行う場合、電圧変換部CVの動作が停止する毎に、停止する電圧変換部CVに流れていた電流分の電流変動(電流低下)が生じ、その後、残余の電圧変換部CVに対するフィードバック制御によって出力電流値は目標電流値X1に戻されることになる。しかし、図4のように2番目の相(電圧変換部CV)のスイッチ素子にオープン故障が生じており、2番目の相に電流が流れないようになっている場合、時間T1で正常な1番目の相(電圧変換部CV)の動作を停止させたときには電流変動が生じるが、オープン故障が生じている2番目の相(電圧変換部CV)の動作を停止させたときには停止前後で電流変動が生じないため、電流変動量は所定値(例えば0よりも大きくX1/mよりも小さく設定された所定の値)以下となる。図2で示す異常判定制御では、このような異常をステップS7〜S9の処理によって特定することができる。このような方式で異常判定を行えば、十分な出力がなされない異常部分をより正確に特定することができる。   In this configuration, the target current value in the steady state and during the operation stop control in FIG. 2 is X1, and when operating the m voltage converters CV, the current value of each phase is controlled to X1 / m. The When the above-described operation stop control is performed on the polyphase converter 2 in which all the voltage converters CV are in the normal state, the voltage converter CV flows to the stopped voltage converter CV every time the operation of the voltage converter CV stops. Current fluctuation (current drop) corresponding to the current occurs, and thereafter, the output current value is returned to the target current value X1 by feedback control on the remaining voltage conversion unit CV. However, when an open failure has occurred in the switch element of the second phase (voltage conversion unit CV) as shown in FIG. 4 and no current flows in the second phase, a normal 1 is obtained at time T1. When the operation of the second phase (voltage conversion unit CV) is stopped, current fluctuation occurs, but when the operation of the second phase (voltage conversion unit CV) in which an open failure occurs is stopped, current fluctuation occurs before and after the stop. Therefore, the current fluctuation amount is equal to or less than a predetermined value (for example, a predetermined value set larger than 0 and smaller than X1 / m). In the abnormality determination control shown in FIG. 2, such an abnormality can be specified by the processes in steps S7 to S9. If abnormality determination is performed by such a method, it is possible to more accurately identify an abnormal portion where sufficient output is not made.

特定部に相当する制御回路10は、制御部4が動作停止制御を行う期間において、いずれかの電圧変換部CVが動作状態から停止状態に切り替えられたことにより、出力電流が所定の出力閾値(0よりも大きく目標電流値X1よりも小さい所定の閾値であり、例えばX1/m以下の値)を超えた状態から所定の出力閾値以下の状態に変化し且つ変化後に停止状態に切り替えられていない残余の電圧変換部CVが存在する場合、変化後に存在する残余の電圧変換部CVを異常と判定する。   The control circuit 10 corresponding to the specific unit is configured such that, during the period in which the control unit 4 performs the operation stop control, when any voltage conversion unit CV is switched from the operation state to the stop state, the output current is set to a predetermined output threshold value ( It is a predetermined threshold value that is larger than 0 and smaller than the target current value X1, for example, a value that exceeds X1 / m or less), and changes to a state that is equal to or less than a predetermined output threshold value and is not switched to a stopped state after the change. When the remaining voltage converter CV exists, the remaining voltage converter CV existing after the change is determined to be abnormal.

この効果については、図5を参照して説明する。図5の例は、駆動するm個の電圧変換部CVのうちm番目の相(電圧変換部CV)のスイッチ素子にオープン故障が生じており、m番目の相に電流が流れない異常が生じている例である。本構成では、時間T1、T2、T3・・・と電圧変換部CVを順次停止させた場合、それぞれの停止タイミングで電圧変動が生じ、それぞれの停止タイミングの後には、再び出力電流を目標電流値X1に戻すように制御がなされる。しかし、図5のようにm番目の相(電圧変換部CV)のスイッチ素子にオープン故障が生じており、m番目の相に電流が流れないようになっている場合、時間Tm-1でm−1番目の相(電圧変換部CV)の動作を停止させたときに電流が0まで低下することになる。図2で示す異常判定制御では、このような異常をステップS3〜S6の処理によって特定することができる。このような方式で異常判定を行えば、十分な出力がなされない異常部分をより正確に特定することができ、しかも、全部の電圧変換部CVについての異常判定をより早期に終了することができる。   This effect will be described with reference to FIG. In the example of FIG. 5, an open failure has occurred in the switch element of the m-th phase (voltage conversion unit CV) among the m voltage conversion units CV to be driven, and an abnormality in which no current flows in the m-th phase has occurred. This is an example. In this configuration, when the times T1, T2, T3... And the voltage conversion unit CV are sequentially stopped, voltage fluctuation occurs at each stop timing, and after each stop timing, the output current is again set to the target current value. Control is performed to return to X1. However, when an open failure has occurred in the switch element of the m-th phase (voltage conversion unit CV) as shown in FIG. 5 and no current flows in the m-th phase, m at time Tm−1. When the operation of the −1st phase (voltage conversion unit CV) is stopped, the current decreases to 0. In the abnormality determination control shown in FIG. 2, such an abnormality can be specified by the processes in steps S <b> 3 to S <b> 6. If abnormality determination is performed by such a method, it is possible to more accurately identify an abnormality portion where sufficient output is not performed, and it is possible to end abnormality determination for all voltage conversion units CV earlier. .

<他の実施例>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the embodiments described with reference to the above description and drawings. For example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention.

(1)実施例1では、降圧型の多相コンバータを例示したが、昇圧型の多相コンバータであってもよく昇降圧型の多相コンバータであってもよい。いずれの場合でも、所定の時期に1相ずつ又は複数相ずつ電圧変換部の動作を停止させ、いずれかの停止前後で出力電流の変動量が所定値未満になった場合にその停止対象となった1又は複数の電圧変換部を異常と判定するような方法を用いることができる。
(2)実施例1では、kを1〜nの自然数とし、各相のローサイド側にスイッチ素子SBkを設けたが、接地電位にアノードが接続されたダイオードに置き換えることが可能である。また、スイッチ素子SAk,SBkは、Pチャネル型のMOSFETであってもよく、バイポーラトランジスタ等の他のスイッチ素子であってもよい。
(3)実施例1における一次側電源部91や二次側電源部92はあくまで一例であり、公知の様々な蓄電手段を適用することができる。
(4)実施例1における入力側や出力側の出力構成はあくまで一例であり、いずれの例においても、様々な装置や電子部品を入力側導電路6や出力側導電路7に接続することができる。
(5)図1では、4つの電圧変換部CV1,CV2,CV3,CV4が並列に接続された4相構造の電源装置1を代表例として例示したが、電圧変換部の数は4未満の複数であってもよく、5以上の複数であってもよい。
(6)制御部4は、制御回路10に入力された出力側導電路7の電圧値(検出電圧値)と、出力電圧の目標値(目標電圧値)とに基づき、出力電圧を目標電圧値に近づけるように公知のPID制御方式によるフィードバック演算を行うとともに各電圧変換部CVに与える制御量(デューティ比)を決定してもよい。
(7)実施例1では、イグニッションスイッチがオフ状態になったときに動作停止制御を行う例を示したが、いずれの例においても、この例に限定されない。例えば、エンジン動作中の所定の時期に動作停止制御を行うようにしてもよい。或いは、エンジン始動直後に動作停止制御を行うようにしてもよい。
(8)実施例1では、動作停止制御において、動作を停止させる電圧変換部CVの数を1つずつ増加させる例を示したが、動作を停止させる電圧変換部CVの数を複数個(例えば2個)ずつ増加させるようにしてもよい。この場合も、実施例1と同様の方法で異常を判定することができる。例えば、制御部4が動作停止制御を行う期間において、いずれか2つの電圧変換部CVが動作状態から停止状態に切り替えられるときの切り替えの前後で出力電流の変動量が所定値以下である場合に、それら2つの電圧変換部CVを異常と判定してもよい。この場合、図3の再判定制御では、異常と判定された2つの電圧変換部CVを動作させ、出力電流値が一定値以下の場合にこれら2つの電圧変換部CVを異常と判定し、一定値を超える場合には2つの電圧変換部CVをいずれも正常と判断してもよい。また、この構成では、制御部4が動作停止制御を行う期間において、いずれか2つの電圧変換部CVが動作状態から停止状態に切り替えられたことにより、出力電流が所定の出力閾値を超えた状態から所定の出力閾値以下の状態に変化し且つ変化後に停止状態に切り替えられていない残余の電圧変換部が存在する場合、変化後に存在する残余の電圧変換部を異常と判定してもよい。
(9)特定部に相当する制御回路10は、制御部4が動作停止制御を行う期間において、いずれか1又は複数の電圧変換部CVが動作状態から停止状態に切り替えられるときの切り替えの前後で出力電圧の変動量が所定値以下である場合に、その電圧変換部(変動量が所定値以下となる切り替えがなされた1又は複数の電圧変換部CV)を異常と判定してもよい。
(1) In the first embodiment, the step-down type multi-phase converter is exemplified, but it may be a step-up type multi-phase converter or a step-up / step-down type multi-phase converter. In any case, the operation of the voltage conversion unit is stopped one phase at a time or a plurality of phases at a predetermined time, and when the amount of fluctuation in the output current becomes less than a predetermined value before or after any stop, it becomes the target of the stop. In addition, it is possible to use a method in which one or more voltage conversion units are determined to be abnormal.
(2) In the first embodiment, k is a natural number of 1 to n, and the switch element SBk is provided on the low side of each phase. However, it can be replaced with a diode whose anode is connected to the ground potential. The switch elements SAk and SBk may be P-channel MOSFETs or other switch elements such as bipolar transistors.
(3) The primary-side power supply unit 91 and the secondary-side power supply unit 92 in Example 1 are merely examples, and various known power storage units can be applied.
(4) The output configuration on the input side and output side in the first embodiment is merely an example, and in any example, various devices and electronic components can be connected to the input side conductive path 6 and the output side conductive path 7. it can.
(5) In FIG. 1, the power supply device 1 having a four-phase structure in which four voltage conversion units CV1, CV2, CV3, and CV4 are connected in parallel is illustrated as a representative example. However, the number of voltage conversion units is less than four. It may be 5 or more.
(6) The control unit 4 sets the output voltage to the target voltage value based on the voltage value (detected voltage value) of the output-side conductive path 7 input to the control circuit 10 and the target value (target voltage value) of the output voltage. The feedback calculation by a known PID control method may be performed so as to be close to, and the control amount (duty ratio) to be given to each voltage converter CV may be determined.
(7) In the first embodiment, the example in which the operation stop control is performed when the ignition switch is turned off has been described. However, any example is not limited to this example. For example, the operation stop control may be performed at a predetermined time during engine operation. Alternatively, the operation stop control may be performed immediately after the engine is started.
(8) In the first embodiment, in the operation stop control, the example in which the number of the voltage conversion units CV for stopping the operation is increased one by one. However, a plurality of voltage conversion units CV for stopping the operation (for example, You may make it increase by 2). Also in this case, the abnormality can be determined by the same method as in the first embodiment. For example, in the period when the control unit 4 performs the operation stop control, when the fluctuation amount of the output current is equal to or less than a predetermined value before and after switching when any two voltage conversion units CV are switched from the operation state to the stop state. The two voltage converters CV may be determined as abnormal. In this case, in the redetermination control of FIG. 3, the two voltage converters CV determined to be abnormal are operated, and when the output current value is equal to or less than a certain value, the two voltage converters CV are determined to be abnormal and constant. When the value is exceeded, both of the two voltage conversion units CV may be determined to be normal. Further, in this configuration, when the control unit 4 performs the operation stop control, any two voltage conversion units CV are switched from the operation state to the stop state, so that the output current exceeds the predetermined output threshold value. When there is a residual voltage conversion unit that changes from a current state to a state below a predetermined output threshold and is not switched to a stopped state after the change, the remaining voltage conversion unit that exists after the change may be determined to be abnormal.
(9) The control circuit 10 corresponding to the specific unit is before and after switching when any one or a plurality of voltage conversion units CV are switched from the operating state to the stopped state during the period in which the control unit 4 performs the operation stop control. When the variation amount of the output voltage is equal to or less than a predetermined value, the voltage conversion unit (one or more voltage conversion units CV that have been switched so that the variation amount is equal to or less than the predetermined value) may be determined to be abnormal.

(10)特定部に相当する制御回路10は、制御部4が動作停止制御を行う期間において、いずれか1又は複数の電圧変換部CVが動作状態から停止状態に切り替えられたことにより、出力電圧が所定の出力閾値を超えた状態から所定の出力閾値以下の状態に変化し且つ変化後に停止状態に切り替えられていない残余の前記電圧変換部が存在する場合、変化後に存在する残余の電圧変換部を異常と判定してもよい。 (10) The control circuit 10 corresponding to the specific unit outputs the output voltage when one or more of the voltage conversion units CV are switched from the operation state to the stop state during the period in which the control unit 4 performs the operation stop control. Is changed from a state exceeding a predetermined output threshold to a state equal to or lower than a predetermined output threshold, and when there is a residual voltage converter that has not been switched to a stopped state after the change, a residual voltage converter present after the change May be determined as abnormal.

1…電源装置
2…多相変換部
3…異常検出装置
4…制御部
10…制御回路(特定部、保護動作部)
CV…電圧変換部
SA1,SA2,SA3,SA4,SB1,SB2,SB3,SB4…スイッチ素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Power supply device 2 ... Polyphase conversion part 3 ... Abnormality detection apparatus 4 ... Control part 10 ... Control circuit (specific part, protection operation | movement part)
CV: Voltage converter SA1, SA2, SA3, SA4, SB1, SB2, SB3, SB4 ... Switch element

Claims (7)

スイッチ素子のオンオフ動作によって入力電圧を昇圧又は降圧する電圧変換部を複数備えた多相変換部を制御対象とし、前記多相変換部の各々の前記電圧変換部に設けられた各々の前記スイッチ素子に対しオン信号とオフ信号とを交互に切り替える制御信号を出力する構成をなし、所定の時期に前記多相変換部に対して動作を停止させる前記電圧変換部の数を次第に増加させる動作停止制御を行う制御部と、
前記制御部が前記動作停止制御を行う期間における前記多相変換部からの出力電流又は出力電圧の少なくともいずれかの変化に基づいて、異常が生じている1又は複数の前記電圧変換部を特定する特定部と、
を含む異常検出装置。
Each of the switch elements provided in each of the voltage conversion units of the multiphase conversion unit is controlled by a multiphase conversion unit including a plurality of voltage conversion units that step up or down an input voltage by an on / off operation of the switch element. The operation stop control is configured to output a control signal that alternately switches between an on signal and an off signal, and to gradually increase the number of the voltage conversion units that stop the operation of the polyphase conversion unit at a predetermined time. A control unit for performing
Based on a change in at least one of an output current and an output voltage from the multiphase converter during a period in which the control unit performs the operation stop control, the one or more voltage converters in which an abnormality has occurred are identified. A specific part,
An abnormality detection device including:
前記制御部は、車両の動作を停止させる停止条件が成立した場合に前記動作停止制御を行う請求項1記載の異常検出装置。   The abnormality detection device according to claim 1, wherein the control unit performs the operation stop control when a stop condition for stopping the operation of the vehicle is satisfied. 前記制御部は、前記停止条件の成立に応じて前記動作停止制御を行ったときに前記特定部によって異常が生じている1又は複数の前記電圧変換部が特定された場合、次回の車両始動条件の成立時に、前回の前記動作停止制御において前記特定部によって異常と特定された1又は複数の前記電圧変換部を選択的に動作させ、
更に、前記次回の車両始動条件の成立時に1又は複数の前記電圧変換部を選択的に動作させたときの前記多相変換部からの出力電流又は出力電圧の少なくともいずれかに基づいて、選択的に動作させた1又は複数の前記電圧変換部が異常であるか否かを判定し、異常である場合に所定の保護動作を行う保護動作部を有する請求項2に記載の異常検出装置。
When one or more of the voltage converters that are abnormal are specified by the specifying unit when the operation stop control is performed according to the establishment of the stop condition, the control unit determines that the next vehicle start condition At the time of establishment, selectively operating one or more of the voltage converters identified as abnormal by the specific unit in the previous operation stop control,
Further, based on at least one of the output current or the output voltage from the multiphase converter when the one or more voltage converters are selectively operated when the next vehicle start condition is satisfied, The abnormality detection device according to claim 2, further comprising: a protection operation unit that determines whether or not one or more of the voltage conversion units that are operated in an abnormal state is abnormal, and performs a predetermined protective operation when the voltage conversion unit is abnormal.
前記制御部は、
全ての前記電圧変換部を動作させる通常制御時には、前記多相変換部からの出力電流又は出力電圧が第1目標値となるように全ての前記電圧変換部の駆動を制御し、
前記次回の車両始動条件の成立時に1又は複数の前記電圧変換部を選択的に動作させる場合には、出力電流又は出力電圧が前記第1目標値よりも小さい第2目標値となるように選択された1又は複数の前記電圧変換部の駆動を制御する請求項3に記載の異常検出装置。
The controller is
At the time of normal control for operating all the voltage conversion units, the drive of all the voltage conversion units is controlled so that the output current or output voltage from the multiphase conversion unit becomes the first target value,
When selectively operating one or a plurality of the voltage converters when the next vehicle start condition is satisfied, the output current or the output voltage is selected to be a second target value smaller than the first target value. The abnormality detection device according to claim 3, wherein the driving of one or a plurality of the voltage conversion units is controlled.
前記特定部は、前記制御部が前記動作停止制御を行う期間において、いずれか1又は複数の前記電圧変換部が動作状態から停止状態に切り替えられるときの切り替えの前後で前記出力電流又は前記出力電圧の変動量が所定値以下である場合に、変動量が前記所定値以下となる切り替えがなされた1又は複数の前記電圧変換部を異常と判定する請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の異常検出装置。   The specifying unit includes the output current or the output voltage before and after switching when any one or a plurality of the voltage conversion units are switched from the operating state to the stopped state during the period in which the control unit performs the operation stop control. 5. The one or more of the voltage conversion units that have been switched so that the fluctuation amount is equal to or less than the predetermined value when the fluctuation amount is less than or equal to the predetermined value are determined to be abnormal. The abnormality detection device described in 1. 前記特定部は、前記制御部が前記動作停止制御を行う期間において、いずれか1又は複数の前記電圧変換部が動作状態から停止状態に切り替えられたことにより、前記出力電流又は前記出力電圧が所定の出力閾値を超えた状態から前記所定の出力閾値以下の状態に変化し且つ変化後に停止状態に切り替えられていない残余の前記電圧変換部が存在する場合、変化後に存在する残余の前記電圧変換部を異常と判定する請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の異常検出装置。   In the period when the control unit performs the operation stop control, the specifying unit is configured so that the output current or the output voltage is predetermined when one or more of the voltage conversion units are switched from the operation state to the stop state. If there is a residual voltage converter that has changed from a state exceeding the output threshold to a state equal to or lower than the predetermined output threshold and has not been switched to the stopped state after the change, the residual voltage converter that exists after the change The abnormality detection device according to any one of claims 1 to 5, wherein the abnormality is determined to be abnormal. 請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の異常検出装置と、前記多相変換部とを含む電源装置。   The power supply device containing the abnormality detection apparatus as described in any one of Claims 1-6, and the said polyphase conversion part.
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