JP2021085733A - Abnormality determining device - Google Patents

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Abstract

To provide an abnormality determining device which can appropriately detect the abnormality of a switch circuit.SOLUTION: Provided is a control device 21 applied to a first switch circuit SW1 provided in an electricity conducting path L1, and determining the abnormality of the switch circuit. The control device comprises: a setting unit which when on/off of the first switch circuit SW1 is switched, sets whether the switching is from an on state to an off state or from an off state to an on state and sets the sequence of on/off switching of two first switching elements 30A, 30B and two second switching elements 30C, 30D on the basis of a current direction at the switching time; a current acquisition unit for acquiring a current flowing through a switch being an abnormality determination object when on/off of each switching element 30 is switched in accordance with the switching sequence; and an abnormality determination unit for carrying out the abnormality determination of a circuit unit being the abnormality determination object, on the basis of the acquisition current acquired by the current acquisition unit.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、通電経路に設けられたスイッチ回路の異常判定装置に関するものである。 The present invention relates to an abnormality determination device for a switch circuit provided in an energization path.

近年、蓄電池から電気機器に電力を供給する電源回路において、蓄電池と電気機器との間に流れる電流が大きくなる傾向がある。例えば、特許文献1では、インバータと三相モータとの間の各相の経路に流れる電流を検知し、インバータから三相モータへの電流制御を実施する。各相の経路には、電流センサが設けられているが、大電流化に伴い、定格の大きい電流センサを用いる必要がある。しかしながら、定格の大きい電流センサを用いることは、コストアップにつながる。そこで、定格の大きい電流センサではなく、定格の小さい電流センサを用いるために、各相の経路が分岐されて並列になっている。そして、並列にされた各分岐経路に電流センサが設けられており、これら電流センサの値に基づいて、各相の電流を算出している。 In recent years, in a power supply circuit that supplies electric power from a storage battery to an electric device, the current flowing between the storage battery and the electric device tends to increase. For example, in Patent Document 1, the current flowing in each phase path between the inverter and the three-phase motor is detected, and the current is controlled from the inverter to the three-phase motor. A current sensor is provided in the path of each phase, but it is necessary to use a current sensor having a large rating as the current increases. However, using a current sensor with a large rating leads to an increase in cost. Therefore, in order to use a current sensor with a low rating instead of a current sensor with a high rating, the paths of each phase are branched and parallel. A current sensor is provided in each branch path arranged in parallel, and the current of each phase is calculated based on the values of these current sensors.

特開2018−77132号公報JP-A-2018-77132

ところで、電流センサだけではなく、電源回路の通電を制御するスイッチ回路においても、大電流化に対応する必要がある。そこで、スイッチ回路を設ける通電経路において、通電経路を分岐させ、スイッチ回路を構成する半導体スイッチング同士が並列になるようにすることがある。また、半導体スイッチング素子が有するダイオードにより、暗電流が流れることを抑制するために、各分岐通路にダイオードの向きが互いに反対になる半導体スイッチング素子を直接に接続することがある。そして、各分岐経路では、半導体スイッチング素子に異常が生じているかを検出する必要がある。そのため、各分岐経路には、半導体スイッチング素子に流れる電流を検出する電流センサがそれぞれ設けられている。 By the way, not only the current sensor but also the switch circuit that controls the energization of the power supply circuit needs to cope with the increase in current. Therefore, in the energization path in which the switch circuit is provided, the energization path may be branched so that the semiconductor switchings constituting the switch circuit are parallel to each other. Further, in order to suppress the flow of dark current by the diode included in the semiconductor switching element, a semiconductor switching element in which the directions of the diodes are opposite to each other may be directly connected to each branch passage. Then, in each branch path, it is necessary to detect whether or not an abnormality has occurred in the semiconductor switching element. Therefore, each branch path is provided with a current sensor that detects the current flowing through the semiconductor switching element.

2つの半導体スイッチング素子と電流センサが直列に接続された各分岐通路では、スイッチ回路のオン状態において、例えば並列な分岐経路のいずれか一方の半導体スイッチング素子でオフ異常(一方の分岐経路のスイッチング素子のオフ異常)が生じていてもスイッチ回路に電流が流れることがある。また、スイッチ回路のオフ状態において、例えば並列な分岐経路のいずれか一方の半導体スイッチング素子でオン異常(一方の分岐経路の半導体スイッチング素子のオン異常)が生じていてもスイッチ回路に電流が流れないことがある。そのため、スイッチ回路に流れる電流に基づき各半導体スイッチング素子のオフ異常又はオン異常を判定する場合に、その異常判定が困難になることが懸念される。 In each branch passage in which two semiconductor switching elements and a current sensor are connected in series, when the switch circuit is on, for example, one of the semiconductor switching elements in the parallel branch path has an off abnormality (switching element in one branch path). Current may flow in the switch circuit even if the off abnormality is occurring. Further, in the off state of the switch circuit, for example, even if an on abnormality occurs in one of the semiconductor switching elements in the parallel branch path (on abnormality of the semiconductor switching element in one branch path), no current flows in the switch circuit. Sometimes. Therefore, when determining an off abnormality or an on abnormality of each semiconductor switching element based on the current flowing through the switch circuit, there is a concern that the abnormality determination becomes difficult.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、適切にスイッチ回路の異常を検出することができる異常判定装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and a main object thereof is to provide an abnormality determination device capable of appropriately detecting an abnormality in a switch circuit.

第1の手段では、通電経路に設けられたスイッチ回路に適用され、該スイッチ回路の異常を判定する異常判定装置であって、前記スイッチ回路は、互いに並列に設けられた第1経路と第2経路とを有し、前記第1経路には、並列に接続されたダイオードを有する2つの第1スイッチング素子を、そのダイオードが互いに逆向きになるように直列に接続して構成された第1回路部が設けられ、前記第2経路には、並列に接続されたダイオードを有する2つの第2スイッチング素子を、そのダイオードが互いに逆向きになるように直列に接続して構成された第2回路部が設けられており、前記スイッチ回路のオンオフが切り替えられる場合において、その切替がオン状態からオフ状態への切替とオフ状態からオン状態への切替とのいずれであるかと、その切替時の電流の向きとに基づいて、前記2つの第1スイッチング素子と前記2つの第2スイッチング素子とのオンオフの切替順序を設定する設定部と、前記切替順序に応じて前記各スイッチング素子のオンオフが切り替えられる場合に、前記第1回路部及び前記第2回路部のうち異常判定対象となる回路部に流れる電流を取得する電流取得部と、前記電流取得部により取得された取得電流に基づいて、前記第1回路部及び前記第2回路部のうち異常判定対象となる回路部の異常判定を実施する異常判定部と、を備える。 The first means is an abnormality determination device that is applied to a switch circuit provided in an energization path and determines an abnormality in the switch circuit. The switch circuits are provided in parallel with each other in a first path and a second path. A first circuit having a path and connecting two first switching elements having diodes connected in parallel in the first path in series so that the diodes are opposite to each other. A second circuit unit is provided, and in the second path, two second switching elements having diodes connected in parallel are connected in series so that the diodes are opposite to each other. Is provided, and when the switch circuit is switched on and off, whether the switching is from the on state to the off state or from the off state to the on state, and the current at the time of the switching. A setting unit that sets the on / off switching order of the two first switching elements and the two second switching elements based on the orientation, and a case where the on / off of each switching element is switched according to the switching order. In addition, based on the current acquisition unit that acquires the current flowing through the circuit unit that is the target of abnormality determination among the first circuit unit and the second circuit unit, and the acquisition current acquired by the current acquisition unit, the first It includes a circuit unit and an abnormality determination unit that performs abnormality determination of the circuit unit to be an abnormality determination target among the second circuit units.

スイッチ回路に設けられた並列な第1回路部と第2回路部は、それぞれ並列に接続されたダイオードを有する2つのスイッチング素子から構成されている。このような構成では、スイッチ回路のオン状態において、例えば第1スイッチ側及び第2スイッチ側のいずれか一方でオフ異常(一方のスイッチのスイッチング素子のオフ異常)が生じていてもスイッチ回路に電流が流れることがある。また、スイッチ回路のオフ状態において、例えば第1回路部側及び第2回路部側のいずれか一方でオン異常(一方の回路部のスイッチング素子のオン異常)が生じていてもスイッチ回路に電流が流れないことがある。そのため、スイッチ回路に流れる電流に基づき各スイッチング素子のオフ異常又はオン異常を判定する場合に、その異常判定が困難になることが懸念される。 The parallel first circuit section and the second circuit section provided in the switch circuit are composed of two switching elements each having a diode connected in parallel. In such a configuration, even if an off abnormality (off abnormality of the switching element of one switch) occurs on either the first switch side or the second switch side in the on state of the switch circuit, the current is applied to the switch circuit. May flow. Further, in the off state of the switch circuit, for example, even if an on abnormality occurs on either the first circuit portion side or the second circuit portion side (on abnormality of the switching element of one circuit portion), a current is applied to the switch circuit. It may not flow. Therefore, when determining an off abnormality or an on abnormality of each switching element based on the current flowing through the switch circuit, there is a concern that the abnormality determination becomes difficult.

上記構成では、スイッチ回路のオンオフが切り替えられる場合において、その切替がオン状態からオフ状態への切替とオフ状態からオン状態への切替とのいずれであるか(第1条件)と、その切替時の電流の向き(第2条件)とに基づいて、2つの第1スイッチング素子と2つの第2スイッチング素子とのオンオフの切替順序を設定するようにした。この場合、これら各条件に応じて、各スイッチング素子のオンオフの切替順序を定めることで、スイッチング素子の異常に起因して生じる電流変化を適正に把握できる。そして、切替順序に応じて各スイッチング素子のオンオフが切り替えられる場合において、取得電流に基づいて第1回路部及び第2回路部のうち少なくとも一方の異常判定を実施することで、スイッチ回路の異常判定を適正に実施することができる。 In the above configuration, when the switch circuit is switched on and off, whether the switching is from the on state to the off state or from the off state to the on state (first condition) and at the time of the switching. The on / off switching order of the two first switching elements and the two second switching elements is set based on the direction of the current (second condition). In this case, by determining the on / off switching order of each switching element according to each of these conditions, it is possible to appropriately grasp the current change caused by the abnormality of the switching element. Then, when the on / off of each switching element is switched according to the switching order, the abnormality determination of the switch circuit is performed by performing the abnormality determination of at least one of the first circuit unit and the second circuit unit based on the acquired current. Can be carried out properly.

第2の手段では、前記設定部は、前記第1回路部を異常判定対象とする場合において、当該第1回路部における前記2つの第1スイッチング素子のうち前記ダイオードが通電順方向となるスイッチング素子である順方向素子のオンオフが、前記ダイオードが通電逆方向となるスイッチング素子である逆方向素子がオンになっている状態で切り替えられるように前記切替順序を設定する。 In the second means, when the first circuit unit is targeted for abnormality determination, the setting unit is a switching element in which the diode of the two first switching elements in the first circuit unit is in the energization forward direction. The switching order is set so that the on / off of the forward element is switched in a state where the reverse element, which is a switching element in which the diode is energized in the opposite direction, is on.

ダイオードが互いに逆向きに接続された2つのスイッチング素子を有する構成では、スイッチング素子の切替順序によっては、通電状態の変化が生じない。そこで、スイッチ回路のオンオフの切替時における電流の向きに応じて、いずれか一方のスイッチング素子が順方向素子、他方のスイッチング素子が逆方向素子になる。そして、各スイッチング素子の切替順序として、逆方向素子がオンになっている状態で、順方向素子のオンオフが切り替えられるような順序が設定される。これにより、経路に電流が流れている状態で、順方向素子のオンオフが切り替えられ、経路の経路抵抗が変化する。そして、順方向素子のオンまたはオフに伴って、電流変化が生じたかによって、順方向素子の異常を判定することができる。 In a configuration having two switching elements in which diodes are connected in opposite directions, the energized state does not change depending on the switching order of the switching elements. Therefore, one of the switching elements becomes a forward element and the other switching element becomes a reverse element according to the direction of the current when the switch circuit is switched on and off. Then, as the switching order of each switching element, an order is set so that the on / off of the forward element can be switched while the reverse element is on. As a result, the forward element is switched on and off while the current is flowing in the path, and the path resistance of the path changes. Then, it is possible to determine the abnormality of the forward element depending on whether or not a current change occurs as the forward element is turned on or off.

第3の手段では、前記設定部は、前記第1回路部を異常判定対象とする場合において、前記順方向素子のオンオフが、前記第2経路が通電状態になっている状態で切り替えられるように前記切替順序を設定する。 In the third means, the setting unit switches the on / off of the forward element in a state where the second path is energized when the first circuit unit is targeted for abnormality determination. The switching order is set.

異常判定対象である第1回路部の順方向素子のオンオフは、第1回路部の逆方向素子がオンになっている状態、つまり第1経路が通電されている状態で、かつ第2経路が通電されている状態で切り替えられるように切替順序が設定されている。つまり、第1経路と第2経路が共に通電されている状態で、第1回路部の順方向素子のオンオフが切り替えられるように切替順序が設定されている。第1経路と第2経路が共に通電されている状態では、第1経路と第2経路が所定の分流比で流れている。この状態で、順方向素子のオンオフが切り替えられると、第1経路の経路抵抗が変更されるため、第1経路と第2経路の分流比が変わる。そのため、第2経路が通電されていない状態で順方向素子のオンオフを切り替えた場合に比べて電流変化が顕著になり、第1経路が通電状態で、順方向素子のオンまたはオフに伴う電流変化が生じたかによって、順方向素子の異常をより確実に判定することができる。 The on / off of the forward element of the first circuit unit, which is the target of abnormality determination, is the state in which the reverse element of the first circuit unit is on, that is, the state in which the first path is energized and the second path is on. The switching order is set so that switching can be performed while the power is on. That is, the switching order is set so that the on / off of the forward element of the first circuit unit can be switched while both the first path and the second path are energized. In a state where both the first path and the second path are energized, the first path and the second path flow at a predetermined diversion ratio. In this state, when the forward element is switched on and off, the path resistance of the first path is changed, so that the diversion ratio of the first path and the second path changes. Therefore, the current change becomes remarkable as compared with the case where the forward element is switched on and off when the second path is not energized, and the current change due to the on or off of the forward element when the first path is energized. It is possible to more reliably determine the abnormality of the forward element depending on whether or not the above occurs.

第4の手段では、前記スイッチ回路のオフ状態からオン状態への切替を実施する場合において、前記第1回路部における前記2つのスイッチング素子のうち一方を最初にオンに切り替え、そのオン切替に伴う前記スイッチ回路に流れる電流の変化に基づいて、前記スイッチ回路の状態切替時の電流の向きを判定する電流判定部を備え、前記電流判定部は、前記オン切替に伴い前記スイッチ回路に流れる電流に変化がある場合に、前記オン切替を行ったスイッチング素子が通電上流側となる向きで電流が流れると判定し、前記スイッチ回路に流れる電流に変化がない場合に、前記オン切替を行ったスイッチング素子が通電下流側となる向きで電流が流れると判定する。 In the fourth means, when switching from the off state to the on state of the switch circuit, one of the two switching elements in the first circuit unit is first turned on, and the switching is accompanied by the on switching. A current determination unit that determines the direction of the current when the state of the switch circuit is switched is provided based on a change in the current flowing through the switch circuit, and the current determination unit determines the current flowing through the switch circuit when the switch circuit is switched on. When there is a change, it is determined that the current flows in the direction in which the switching element that has been turned on is on the upstream side of energization, and when there is no change in the current flowing through the switch circuit, the switching element that has been turned on is switched. It is determined that the current flows in the direction in which is on the downstream side of the current.

オフ状態からオン状態への切替を実施する場合に、事前に電流の向きが把握できていないことがある。このような場合には、第1回路部における2つのスイッチング素子のうち一方をオンに切り替え、それに伴い電流に変化がある場合には、オンにしたスイッチング素子が通電上流側になる向きで電流が流れると判定する。一方、電流に変化がない場合には、オンにしたスイッチング素子が通電下流側となる向きで電流が流れると判定する。これにより、オフ状態からオン状態への切替を実施する場合において事前に電流の向きが把握できていなくても、電流の向きを把握でき、把握した電流の向きに基づいて、各スイッチング素子のオンオフの切替順序を定めることで、スイッチング素子の異常に起因して生じる電流変化を適正に把握できる。 When switching from the off state to the on state, the direction of the current may not be known in advance. In such a case, one of the two switching elements in the first circuit section is switched on, and if there is a change in the current accordingly, the current is directed toward the upstream side of the energized switching element. Judged to flow. On the other hand, when there is no change in the current, it is determined that the current flows in the direction in which the switched element turned on is on the downstream side of the energization. As a result, even if the direction of the current cannot be grasped in advance when switching from the off state to the on state, the direction of the current can be grasped, and the on / off of each switching element is based on the grasped direction of the current. By defining the switching order of, the current change caused by the abnormality of the switching element can be properly grasped.

第5の手段では、前記第1回路部及び前記第2回路部は、前記各スイッチング素子に並列に接続された前記ダイオードのアノード同士が互いに向かい合うように直列接続されて構成されており、前記スイッチ回路の一端側及び他端側のうち少なくとも一方が電源部に接続された電源側端子であり、前記第1回路部及び前記第2回路部の各々において前記2つのスイッチング素子の間の中間電圧を取得する中間電圧取得部を備え、前記スイッチ回路のオンオフが切り替えられる場合に、前記第1回路部又は前記第2回路部における各2つのスイッチング素子のうち前記電源側端子の側のスイッチング素子である電源側素子のオンオフを切り替え、その際に前記電流取得部による取得電流及び前記中間電圧がいずれも変化しない場合に、前記電源側素子に異常が発生していると判定する。 In the fifth means, the first circuit section and the second circuit section are configured by connecting the anodes of the diodes connected in parallel to the switching elements in series so as to face each other. At least one of one end side and the other end side of the circuit is a power supply side terminal connected to the power supply unit, and an intermediate voltage between the two switching elements is applied in each of the first circuit unit and the second circuit unit. It is provided with an intermediate voltage acquisition unit to be acquired, and is a switching element on the power supply side terminal side of each of the two switching elements in the first circuit unit or the second circuit unit when the switch circuit is switched on and off. When the power supply side element is switched on and off, and the current acquired by the current acquisition unit and the intermediate voltage do not change at that time, it is determined that an abnormality has occurred in the power supply side element.

各スイッチング素子に並列に接続されたダイオードのアノード同士が互いに向かい合うように、直列接続されて構成されている場合、各スイッチング素子がオフになっている状態では中間電圧がゼロ値になり、電源側素子がオンにされると、電源電圧に応じた電圧値となる。また、電源側素子がオンにされて、中間電圧が変化する場合であっても、電源側素子が通電下流側の場合には、取得電流が変化しない。 When the anodes of the diodes connected in parallel to each switching element are connected in series so as to face each other, the intermediate voltage becomes zero when each switching element is off, and the power supply side. When the element is turned on, the voltage value corresponds to the power supply voltage. Further, even when the power supply side element is turned on and the intermediate voltage changes, the acquisition current does not change when the power supply side element is on the downstream side of energization.

そこで、スイッチ回路のオンオフが切り替えられる場合に、電源側素子のオンオフを切り替える。電源側素子のオンオフを切り替えても取得電流及び中間電圧がいずれも変化しない場合には、電源側素子が通電下流側ではなく、電源側素子に異常が発生していると判定する。これにより、電源側素子をオンにしても取得電流が変化しない場合に、電源側素子が通電下流側であるのか、電源側素子に異常が発生しているかを判別することができる。そのため、電流の向きを正しく把握することができ、把握した電流の向きに基づいて、各スイッチング素子のオンオフの切替順序を定めることで、スイッチング素子の異常に起因して生じる電流変化を適正に把握できる。 Therefore, when the switch circuit is switched on and off, the power supply side element is switched on and off. If neither the acquisition current nor the intermediate voltage changes even if the power supply side element is switched on and off, it is determined that the power supply side element has an abnormality not on the energized downstream side but on the power supply side element. Thereby, when the acquisition current does not change even if the power supply side element is turned on, it is possible to determine whether the power supply side element is on the downstream side of energization or whether an abnormality has occurred in the power supply side element. Therefore, the direction of the current can be correctly grasped, and by determining the on / off switching order of each switching element based on the grasped direction of the current, the current change caused by the abnormality of the switching element can be properly grasped. it can.

第6の手段では、前記各回路部において前記2つのスイッチング素子のうち一方が、前記ダイオードが通電順方向となる前記スイッチング素子である順方向素子であり、他方が、前記ダイオードが通電逆方向となる前記スイッチング素子である逆方向素子であり、前記設定部は、前記第1経路及び前記第2経路のいずれか一方のみが通電状態となる場合に、その通電状態となる経路側において前記順方向素子がオフになっているように、前記切替順序を設定する。 In the sixth means, one of the two switching elements in each circuit unit is a forward-direction element which is the switching element in which the diode is in the energization forward direction, and the other is a forward-direction element in which the diode is in the energization reverse direction. This is a reverse direction element, which is the switching element, and the setting unit is in the forward direction on the path side in which the energized state is obtained when only one of the first path and the second path is energized. The switching order is set so that the element is turned off.

全てのスイッチング素子を同時にオンからオフ又はオフからオンに切り替えるのではなく、切替順序に従って各スイッチング素子のオンオフが切り替えられる場合には、第1経路及び第2経路のうち一方の経路だけに電流が流れる期間が生じる。また、一方の経路のみが通電される状態において、通電側の経路における各スイッチング素子が共にオンになっていると、各スイッチング素子のオン抵抗のみの経路抵抗が低い状態で、一方の経路に電流が集中してしまうおそれがある。 When the on / off of each switching element is switched according to the switching order instead of switching all the switching elements from on to off or from off to on at the same time, the current is applied to only one of the first path and the second path. There will be a period of flow. Further, when only one path is energized and each switching element in the energized path is turned on, the path resistance of only the on resistance of each switching element is low, and the current is applied to one path. May be concentrated.

そこで、第1経路及び第2経路のいずれか一方のみが通電状態となる場合に、その通電状態となる通路側において順方向素子がオフになっているように切替順序を設定する。具体的には、スイッチ回路をオフ状態からオン状態に切り替える際には、第1経路及び第2経路の両方が通電状態となる前に先に通電状態となる経路において、順方向素子をオフにしたまま、逆方向素子をオンにし、その状態下で第1経路及び第2経路の両方を通電状態に移行させるように切替順序を設定する。また、スイッチ回路をオン状態からオフ状態に切り替える際には、第1経路及び第2経路のうち一方の経路の順方向素子をオフにした後、他方の経路の遮断を行って一方の経路のみを通電状態とし、その後、当該一方の経路を遮断するように切替順序を設定する。 Therefore, when only one of the first path and the second path is energized, the switching order is set so that the forward element is turned off on the passage side where the energized state is established. Specifically, when switching the switch circuit from the off state to the on state, the forward element is turned off in the path that is energized before both the first path and the second path are energized. With this, the reverse element is turned on, and the switching order is set so that both the first path and the second path are transferred to the energized state under that state. When switching the switch circuit from the on state to the off state, after turning off the forward element of one of the first path and the second path, the other path is cut off and only one path is used. Is energized, and then the switching order is set so as to block the one path.

これにより、第1経路及び第2経路のうち一方の経路で逆方向素子がオンになっている場合、順方向素子はオフになり、ダイオードを経由して電流が流れる。そのため、一方の経路に電流が流れている状態での経路抵抗が高くなり、一方の経路に経路抵抗が低い状態で電流が集中することを抑制でき、各スイッチング素子に大きい電流が流れることを抑制できる。 As a result, when the reverse element is turned on in one of the first path and the second path, the forward element is turned off and a current flows through the diode. Therefore, the path resistance is high when the current is flowing in one path, and it is possible to suppress the concentration of the current in the state where the path resistance is low in one path, and it is possible to suppress the large current from flowing in each switching element. it can.

第7の手段では、前記第1回路部及び前記第2回路部の温度をそれぞれ取得する温度取得部を有しており、前記設定部は、前記各回路部の温度に基づいて、前記第1経路及び前記第2経路のうち一方の経路を通電状態にするように、前記スイッチング素子の前記切替順序を設定する。 The seventh means has a temperature acquisition unit that acquires the temperatures of the first circuit unit and the second circuit unit, respectively, and the setting unit has the first circuit unit based on the temperature of each circuit unit. The switching order of the switching element is set so that one of the path and the second path is energized.

全てのスイッチング素子を同時にオンからオフ又はオフからオンに切り替えるのではなく、切替順序に従って各スイッチング素子のオンオフが切り替えられる場合には、第1経路及び第2経路のうち一方の経路だけに電流が流れる期間が生じる。一方の経路だけに電流が流れる期間では、その経路の温度が上昇しやすくなる。 When the on / off of each switching element is switched according to the switching order instead of switching all the switching elements from on to off or from off to on at the same time, the current is applied to only one of the first path and the second path. There will be a period of flow. During the period when current flows only in one path, the temperature of that path tends to rise.

そこで、各回路部の温度をそれぞれ取得し、その温度に基づいて、第1経路及び第2経路のうち一方の経路を通電状態とするように、スイッチング素子の切替順序を設定する。これにより、温度が高い方の回路部が設けられた経路だけに電流が流れることを抑制することができる。そのため、一方の回路部のスイッチング素子の温度だけが上昇することを抑制できる。 Therefore, the temperature of each circuit unit is acquired, and the switching order of the switching elements is set so that one of the first path and the second path is energized based on the temperature. As a result, it is possible to suppress the flow of current only in the path provided with the circuit portion having the higher temperature. Therefore, it is possible to suppress an increase in the temperature of only the switching element of one of the circuit units.

第8の手段では、前記第1回路部を異常判定対象とする場合において、前記切替順序に応じて前記各スイッチング素子のオンオフが切り替えられる場合に、前記第1経路の所定位置での電圧を取得する電圧取得部を備えており、前記電流取得部は、前記第1経路上に設けられた電流センサの検出値を前記取得電流として取得し、前記異常判定部は、前記切替順序に応じて前記各スイッチング素子のオンオフが切り替えられる場合に、前記取得電流に変化がなく、前記第1経路の所定位置での電圧に変化があれば、前記電流センサの異常であると判定する。 In the eighth means, when the first circuit unit is targeted for abnormality determination and the on / off of each switching element is switched according to the switching order, the voltage at a predetermined position of the first path is acquired. The current acquisition unit acquires the detected value of the current sensor provided on the first path as the acquisition current, and the abnormality determination unit obtains the detection value according to the switching order. When the on / off of each switching element is switched, if there is no change in the acquired current and there is a change in the voltage at the predetermined position of the first path, it is determined that the current sensor is abnormal.

各スイッチング素子のオンオフの切替時に電流に変化がなかった場合であっても、各スイッチング素子の異常ではなく、電流センサの異常であることがある。例えば、オフからオンへのスイッチ切替であってそのダイオードが通電逆方向である逆方向素子で異常が発生した場合には、第1経路に電流が流れず、取得電流に変化が生じない。一方、逆方向素子で異常が発生しておらず電流センサで異常が発生した場合にも、取得電流に変化が生じない。このような場合に、各スイッチング素子の異常であると判定し、フェイルセーフ処理を実施すると、実際には電流センサの異常であった場合にそのフェイルセーフ処理が過剰となることがある。 Even if there is no change in the current when switching on / off of each switching element, it may be an abnormality of the current sensor rather than an abnormality of each switching element. For example, when the switch is switched from off to on and an abnormality occurs in a reverse element whose diode is in the reverse direction of energization, no current flows in the first path and the acquired current does not change. On the other hand, even if an abnormality does not occur in the reverse element and an abnormality occurs in the current sensor, the acquired current does not change. In such a case, if it is determined that each switching element is abnormal and the fail-safe process is performed, the fail-safe process may be excessive if the current sensor is actually abnormal.

そこで、スイッチ回路のオンオフが切り替えられる場合において、検出対象である第1回路部が設けられた第1経路の所定位置での電圧を取得している。第1経路の所定位置での電圧は、第1スイッチング素子のオンオフの切替に伴い変化する。これにより、第1スイッチング素子のオンオフ切替により、取得電流に変化がなく、所定位置での電圧の変化を検出した場合には、電流センサの異常であると判定することができる。そのため、電流センサの異常の場合に、フェイルセーフ処理が過剰となることを抑制できる。 Therefore, when the switch circuit is switched on and off, the voltage at a predetermined position of the first path provided with the first circuit unit to be detected is acquired. The voltage at a predetermined position in the first path changes as the first switching element is switched on and off. As a result, when there is no change in the acquired current by switching the first switching element on and off and a change in the voltage at a predetermined position is detected, it can be determined that the current sensor is abnormal. Therefore, it is possible to prevent the fail-safe process from becoming excessive in the case of an abnormality of the current sensor.

第9の手段では、第1電源と第2電源とを有し、それらが電気機器に対して前記通電経路により並列に接続されており、前記通電経路において、前記スイッチ回路として、前記第1電源に接続される第1通電経路に第1スイッチ回路が設けられ、前記第2電源に接続される第2通電経路に第2スイッチ回路が設けられている電源システムに適用され、前記第1スイッチ回路及び前記第2スイッチ回路のうちオン状態にするスイッチ回路を切り替える際に、両スイッチ回路を一時的に共にオン状態にする重複期間が設けられており、前記電流取得部は、前記重複期間中に前記切替順序に応じて前記各スイッチング素子のオンオフが切り替えられる場合に、前記異常判定対象となる回路部に流れる電流を取得し、前記異常判定部は、前記重複期間中に前記電流取得部により取得された前記取得電流に基づいて、前記異常判定対象となる回路部の異常判定を実施する。 The ninth means has a first power supply and a second power supply, which are connected in parallel to the electric device by the current-carrying path, and in the power-carrying path, the first power supply is used as the switch circuit. It is applied to a power supply system in which a first switch circuit is provided in a first energization path connected to the second power supply and a second switch circuit is provided in a second energization path connected to the second power supply. And when switching the switch circuit to be turned on in the second switch circuit, an overlapping period is provided in which both switch circuits are temporarily turned on, and the current acquisition unit is provided with the current acquisition unit during the overlapping period. When the on / off of each of the switching elements is switched according to the switching order, the current flowing through the circuit unit to be determined for abnormality is acquired, and the abnormality determination unit is acquired by the current acquisition unit during the overlapping period. Based on the acquired current obtained, the abnormality determination of the circuit unit to be the abnormality determination target is performed.

電気機器に対して、第1蓄電池と第2蓄電器から電力が供給されており、電力の供給元を第1蓄電池及び第2蓄電池との間で切り替える場合に、電源失陥が生じないように第1スイッチ回路及び第2スイッチ回路がオン状態となる重複期間を設けている。この重複期間中に、スイッチの異常判定を行っている。そのため、各回路部に異常が見つかった場合に、オン状態となるスイッチ回路の切替を中止する等電源失陥しないような対応をフェイルセーフ処理として実行することができる。 Electric power is supplied to the electric device from the first storage battery and the second storage battery, and when the power supply source is switched between the first storage battery and the second storage battery, the power failure does not occur. An overlapping period is provided in which the 1-switch circuit and the 2nd switch circuit are turned on. During this overlapping period, an abnormality determination of the switch is performed. Therefore, when an abnormality is found in each circuit unit, it is possible to execute a fail-safe process so as not to cause a power failure, such as stopping the switching of the switch circuit that is turned on.

本実施形態の電源システムの概略構成図Schematic configuration diagram of the power supply system of this embodiment 第1スイッチ回路の概略構成図Schematic configuration of the first switch circuit スイッチング素子の切替順序を説明するための説明図Explanatory drawing for explaining the switching order of a switching element 第1スイッチ回路をオン状態からオフ状態に切り替える際のタイムチャートTime chart when switching the 1st switch circuit from the on state to the off state 第1スイッチ回路をオン状態からオフ状態に切り替える際のタイムチャートTime chart when switching the 1st switch circuit from the on state to the off state 第1スイッチ回路をオフ状態からオン状態に切り替える際のタイムチャートTime chart when switching the 1st switch circuit from the off state to the on state 第1スイッチ回路をオフ状態からオン状態に切り替える際のタイムチャートTime chart when switching the 1st switch circuit from the off state to the on state 第1スイッチ回路をオフ状態からオン状態に切り替える際のタイムチャートTime chart when switching the 1st switch circuit from the off state to the on state 第1スイッチ回路をオフ状態からオン状態に切り替える際のタイムチャートTime chart when switching the 1st switch circuit from the off state to the on state 第1スイッチ回路の切替のフローチャートFlow chart for switching the first switch circuit 異常判定処理のフローチャートFlow chart of abnormality judgment processing 第1スイッチ回路をオン状態からオフ状態に切り替える際のタイムチャートTime chart when switching the 1st switch circuit from the on state to the off state 第1スイッチ回路をオフ状態からオン状態に切り替える際のタイムチャートTime chart when switching the 1st switch circuit from the off state to the on state

<実施形態>
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、エンジン(内燃機関)を駆動源として走行する車両において、当該車両の各種機器に電力を供給する車載電源システムに用いられる異常判定装置(制御装置)として具体化するものとしている。
<Embodiment>
Hereinafter, embodiments embodying the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, in a vehicle traveling with an engine (internal combustion engine) as a drive source, it is embodied as an abnormality determination device (control device) used in an in-vehicle power supply system that supplies electric power to various devices of the vehicle.

図1に示すように、電源システムSは、鉛蓄電池11とリチウムイオン蓄電池12とを有している。各蓄電池11,12からはスタータ13や、回転電機15、各種の電気負荷14,16への給電が可能となっている。また、各蓄電池11,12に対しては回転電機15による充電が可能となっている。本実施形態では、鉛蓄電池11が「電源部」及び「第1電源」に相当し、リチウムイオン蓄電池12が「電源部」及び「第2電源」に相当し、回転電機15が「電気機器」に相当する。 As shown in FIG. 1, the power supply system S includes a lead storage battery 11 and a lithium ion storage battery 12. The storage batteries 11 and 12 can supply power to the starter 13, the rotary electric machine 15, and various electric loads 14 and 16. Further, each of the storage batteries 11 and 12 can be charged by the rotary electric machine 15. In the present embodiment, the lead-acid battery 11 corresponds to the "power supply unit" and the "first power source", the lithium ion storage battery 12 corresponds to the "power supply unit" and the "second power source", and the rotary electric machine 15 corresponds to the "electric device". Corresponds to.

鉛蓄電池11は周知の汎用蓄電池である。これに対し、リチウムイオン蓄電池12は、鉛蓄電池11に比べて、充放電における電力損失が少なく、出力密度、及びエネルギ密度の高い高密度蓄電池である。リチウムイオン蓄電池12は、鉛蓄電池11に比べて充放電時のエネルギ効率が高い蓄電池であるとよい。また、リチウムイオン蓄電池12は、それぞれ複数の単電池を有してなる組電池として構成されている。これら各蓄電池11,12の定格電圧はいずれも同じであり、例えば12Vである。 The lead storage battery 11 is a well-known general-purpose storage battery. On the other hand, the lithium ion storage battery 12 is a high-density storage battery having a smaller power loss during charging / discharging, a higher output density, and a higher energy density than the lead storage battery 11. The lithium ion storage battery 12 is preferably a storage battery having higher energy efficiency during charging / discharging than the lead storage battery 11. Further, the lithium ion storage battery 12 is configured as an assembled battery each having a plurality of cell cells. The rated voltage of each of these storage batteries 11 and 12 is the same, for example, 12V.

リチウムイオン蓄電池12は、収容ケースに収容されて基板一体の電池ユニットUとして構成されている。図1では、電池ユニットUを破線で囲んで示す。電池ユニットUは、外部端子P0,P1,P2を有しており、このうち外部端子P1に配線を介して鉛蓄電池11とスタータ13と電気負荷14が接続され、外部端子P2に配線を介して回転電機15が接続され、外部端子P3に配線を介して電気負荷16が接続されている。なお、外部端子P1は、ヒューズ17を介して鉛蓄電池11に接続されており、外部端子P3は、ヒューズ18を介して電気負荷16と接続されている。 The lithium ion storage battery 12 is housed in a storage case and is configured as a battery unit U integrated with a substrate. In FIG. 1, the battery unit U is shown surrounded by a broken line. The battery unit U has external terminals P0, P1, and P2, of which the lead-acid battery 11, the starter 13, and the electric load 14 are connected to the external terminal P1 via wiring, and the external terminal P2 is connected to the external terminal P2 via wiring. The rotary electric machine 15 is connected, and the electric load 16 is connected to the external terminal P3 via wiring. The external terminal P1 is connected to the lead-acid battery 11 via a fuse 17, and the external terminal P3 is connected to the electric load 16 via a fuse 18.

電気負荷14は、定電圧要求負荷以外の一般的な電気負荷である。電気負荷14の具体例としては、シートヒータやリヤウインドウのデフロスタ用ヒータ、ヘッドライト、フロントウインドウのワイパ、空調装置の送風ファン等が挙げられる。 The electric load 14 is a general electric load other than the constant voltage required load. Specific examples of the electric load 14 include a seat heater, a heater for a defroster of a rear window, a headlight, a wiper of a front window, a blower fan of an air conditioner, and the like.

回転電機15は、3相交流モータや電力変換装置としてのインバータを有するモータ機能付き発電機であり、機電一体型のISG(Integrated Starter Generator)として構成されている。回転電機15は、エンジン出力軸や車軸の回転により発電(回生発電)を行う発電機能と、エンジン出力軸に回転力を付与する力行機能とを備えている。回転電機15の力行機能により、アイドリングストップ中、自動停止されているエンジンを再始動させる際に、エンジンに回転力を付与することができる。また、回転電機15に対して並列に鉛蓄電池11及びリチウムイオン蓄電池12が接続されており、回転電機15は、発電電力を各蓄電池11,12や電気負荷14,16に供給する。 The rotary electric machine 15 is a generator with a motor function having a three-phase AC motor and an inverter as a power conversion device, and is configured as an ISG (Integrated Starter Generator) integrated with mechanical and electrical equipment. The rotary electric machine 15 has a power generation function of generating power (regenerative power generation) by rotating the engine output shaft and the axle, and a power running function of applying a rotational force to the engine output shaft. The power running function of the rotary electric machine 15 makes it possible to apply a rotational force to the engine when the engine that is automatically stopped is restarted during idling stop. Further, the lead storage battery 11 and the lithium ion storage battery 12 are connected in parallel to the rotary electric machine 15, and the rotary electric machine 15 supplies the generated electric power to the storage batteries 11 and 12 and the electric loads 14 and 16.

電気負荷16には、供給電力の電圧が一定、又はあらかじめ決められた範囲内で変動することが要求される定電圧負荷が含まれる。定電圧要求負荷である電気負荷16の具体例としては、ナビゲーション装置やオーディオ装置、エンジンECU等の各種ECUが挙げられる。この場合、供給電力の電圧変動が抑えられることで、上記各装置において不要なリセット等が生じることが抑制され、安定動作が実現可能となっている。また、電気負荷16に対して並列に鉛蓄電池11及びリチウムイオン蓄電池12が接続されており、各蓄電池11,12から電気負荷16に電力が供給される。なお、電気負荷16として、電動ステアリング装置やブレーキ装置等の走行系アクチュエータが含まれていてもよい。 The electric load 16 includes a constant voltage load in which the voltage of the supplied power is required to be constant or fluctuate within a predetermined range. Specific examples of the electric load 16 which is a constant voltage required load include various ECUs such as a navigation device, an audio device, and an engine ECU. In this case, by suppressing the voltage fluctuation of the supplied power, unnecessary resets and the like are suppressed in each of the above devices, and stable operation can be realized. Further, a lead storage battery 11 and a lithium ion storage battery 12 are connected in parallel with the electric load 16, and electric power is supplied to the electric load 16 from each of the storage batteries 11 and 12. The electric load 16 may include a traveling system actuator such as an electric steering device or a braking device.

次に、電池ユニットUについて説明する。電池ユニットU内の電気経路として、各外部端子P1,P2を繋ぐ電気経路L1と、電気経路L1上の接続点N1とリチウムイオン蓄電池12とを繋ぐ電気経路L2とが設けられている。このうち電気経路L1に第1スイッチ回路SW1が設けられ、電気経路L2に第2スイッチ回路SW2が設けられている。電気経路L1,L2は、回転電機15に対する入出力電流を流すことを想定した大電流経路であり、この電気経路L1,L2を介して、各蓄電池11,12と回転電機15との間の相互の通電が行われる。なお、電気経路L1が「通電経路」に相当する。 Next, the battery unit U will be described. As an electric path in the battery unit U, an electric path L1 connecting the external terminals P1 and P2 and an electric path L2 connecting the connection point N1 on the electric path L1 and the lithium ion storage battery 12 are provided. Of these, the electric path L1 is provided with the first switch circuit SW1, and the electric path L2 is provided with the second switch circuit SW2. The electric paths L1 and L2 are large current paths assuming that an input / output current is passed through the rotary electric machine 15, and the mutual storage batteries 11 and 12 and the rotary electric machine 15 pass through the electric paths L1 and L2. Is energized. The electric path L1 corresponds to the "energization path".

また、本実施形態の電池ユニットUでは、電気経路L1,L2以外に、電気経路L1上の接続点N2(外部端子P1と第1スイッチ回路SW1との間の点)と、外部端子P3と、を接続する電気経路L3を有している。電気経路L3により、鉛蓄電池11から電気負荷16への電力供給を可能とする経路が形成されている。電気経路L3(詳しくは接続点N2−接続点N4の間)には、第3スイッチ回路SW3が設けられている。 Further, in the battery unit U of the present embodiment, in addition to the electric paths L1 and L2, a connection point N2 (a point between the external terminal P1 and the first switch circuit SW1) on the electric path L1 and an external terminal P3 are used. It has an electric path L3 for connecting the above. The electric path L3 forms a path that enables power to be supplied from the lead-acid battery 11 to the electric load 16. A third switch circuit SW3 is provided in the electric path L3 (specifically, between the connection point N2-connection point N4).

また、電池ユニットUでは、電気経路L2の接続点N3(第2スイッチ回路SW2とリチウムイオン蓄電池12の間の点)と、電気経路L3上の接続点N4(第3スイッチ回路SW3と外部端子P3の間の点)と、を接続する電気経路L4が設けられている。電気経路L4により、リチウムイオン蓄電池12から電気負荷16への電力供給を可能とする経路が形成されている。電気経路L4(詳しくは接続点N3−接続点N4の間)には、第4スイッチ回路SW4が設けられている。 Further, in the battery unit U, the connection point N3 of the electric path L2 (the point between the second switch circuit SW2 and the lithium ion storage battery 12) and the connection point N4 on the electric path L3 (the third switch circuit SW3 and the external terminal P3). An electrical path L4 is provided to connect the point between) and. The electric path L4 forms a path that enables power to be supplied from the lithium ion storage battery 12 to the electric load 16. A fourth switch circuit SW4 is provided in the electric path L4 (specifically, between the connection points N3- and the connection points N4).

各スイッチ回路SW3,SW4は、それぞれ2つ一組の半導体スイッチング素子を備えている。半導体スイッチング素子は、MOSFETであり、その2つ一組のMOSFETの寄生ダイオードが互いに逆向きになるように直列に接続されている。なお、各スイッチ回路SW3,SW4に用いる半導体スイッチング素子として、MOSFETに代えて、IGBTやバイポーラトランジスタ等を用いることも可能である。IGBTやバイポーラトランジスタを用いた場合には、上記寄生ダイオードの代わりとなるダイオードをそれぞれ並列に接続させればよい。 Each of the switch circuits SW3 and SW4 includes a set of two semiconductor switching elements. The semiconductor switching element is a MOSFET, and the parasitic diodes of the two sets of MOSFETs are connected in series so as to be opposite to each other. As the semiconductor switching element used in each of the switch circuits SW3 and SW4, it is also possible to use an IGBT, a bipolar transistor, or the like instead of the MOSFET. When an IGBT or a bipolar transistor is used, a diode instead of the parasitic diode may be connected in parallel.

電池ユニットUは、各スイッチ回路SW1〜SW4を制御する制御装置21を備えている。制御装置21は、CPU、ROM、RAM、入出力インターフェース等を含むマイコンにより構成されている。制御装置21は、各蓄電池11,12の蓄電状態等に基づいて、各スイッチ回路SW1〜SW4等を制御する。例えば、制御装置21は、鉛蓄電池11とリチウムイオン蓄電池12とを選択的に用いて充放電を実施する。また、制御装置21には、その上位の制御装置であるECU22が接続されている。制御装置21は、CAN等の通信ネットワークによりECU22等に接続されて相互に通信可能となっており、各種データが互いに共有できるものとなっている。また、電池ユニットUには外部端子P1の電圧を検出する電圧検出器23と、外部端子P2の電圧を検出する電圧検出器24が設けられている。 The battery unit U includes a control device 21 that controls each switch circuit SW1 to SW4. The control device 21 is composed of a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, an input / output interface, and the like. The control device 21 controls the switch circuits SW1 to SW4 and the like based on the storage state and the like of the storage batteries 11 and 12. For example, the control device 21 selectively uses the lead storage battery 11 and the lithium ion storage battery 12 to charge and discharge. Further, the control device 21 is connected to an ECU 22 which is a higher-level control device. The control device 21 is connected to the ECU 22 or the like by a communication network such as CAN so that it can communicate with each other, and various data can be shared with each other. Further, the battery unit U is provided with a voltage detector 23 for detecting the voltage of the external terminal P1 and a voltage detector 24 for detecting the voltage of the external terminal P2.

次に、第1スイッチ回路SW1の構成について説明する。図2は、電池ユニットUにおける第1スイッチ回路SW1の概略構成図である。なお、便宜上第1スイッチ回路SW1を用いて説明するが、第2スイッチ回路SW2の場合でも、接続される蓄電池が、鉛蓄電池11ではなくリチウムイオン蓄電池12となり、第2スイッチ回路SW2が設けられた電気経路L1が電気経路L2となるだけで、その構成は同様である。 Next, the configuration of the first switch circuit SW1 will be described. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the first switch circuit SW1 in the battery unit U. Although the first switch circuit SW1 will be described for convenience, even in the case of the second switch circuit SW2, the connected storage battery is not the lead storage battery 11 but the lithium ion storage battery 12, and the second switch circuit SW2 is provided. The configuration is the same except that the electric path L1 becomes the electric path L2.

電気経路L1は、分岐点N11と分岐点N12との間に互いに並列に設けられた第1経路L11と第2経路L12とを有している。各経路L11,L12には、スイッチング素子30がそれぞれ2つずつ設けられている。各スイッチング素子30は、周知の大電力用のn型のMOSFETであって、常開式の半導体スイッチング素子である。各スイッチング素子30には、そのPN接合に起因した寄生ダイオード31が設けられている。この寄生ダイオード31が「スイッチング素子に並列に接続されたダイオード」に相当する。 The electric path L1 has a first path L11 and a second path L12 provided in parallel between the branch point N11 and the branch point N12. Two switching elements 30 are provided in each of the paths L11 and L12. Each switching element 30 is a well-known n-type MOSFET for high power, and is a normally open type semiconductor switching element. Each switching element 30 is provided with a parasitic diode 31 due to its PN junction. The parasitic diode 31 corresponds to a "diode connected in parallel to a switching element".

各スイッチング素子30には、スイッチング素子30をオンオフするMOSドライバ32が接続されている。MOSドライバ32がスイッチング素子30を駆動するための電圧を印加する。スイッチング素子30がオンになっている状態では、スイッチング素子30のオン抵抗は極めて小さく、その経路抵抗が小さい状態でその経路が通電可能となる。そして、MOSドライバ32は、制御装置21の開閉指令信号に基づいて、スイッチング素子30の駆動を制御する。具体的には、制御装置21によりスイッチング素子30をオンにする(閉状態として電流を流す)指令が出た場合には、スイッチング素子30に所定の電圧を印加する。また、制御装置21によりスイッチング素子30をオフにする(開状態として電流を流さない)指令が出た場合には、スイッチング素子30に印加する電圧を0とする。 A MOS driver 32 that turns on and off the switching element 30 is connected to each switching element 30. The MOS driver 32 applies a voltage for driving the switching element 30. When the switching element 30 is on, the on-resistance of the switching element 30 is extremely small, and the path can be energized when the path resistance is small. Then, the MOS driver 32 controls the drive of the switching element 30 based on the open / close command signal of the control device 21. Specifically, when the control device 21 issues a command to turn on the switching element 30 (flow a current in a closed state), a predetermined voltage is applied to the switching element 30. When the control device 21 issues a command to turn off the switching element 30 (do not allow current to flow in the open state), the voltage applied to the switching element 30 is set to 0.

各経路L11,L12では、2つ一組のスイッチング素子30が、寄生ダイオード31が互いに逆向きになるように直列に接続されている。より具体的には、各寄生ダイオード31のアノード同士が互いに向き合う状態(バックツーバック状態)で、各スイッチング素子30が直列接続されている。これらのスイッチング素子30のうち、第1経路L11に設けられた2つの第1スイッチング素子30A,30Bが第1回路部C1を構成しており、第2経路L12に設けられた2つの第2スイッチング素子30C,30Dが第2回路部C2を構成している。つまり、第1経路L11には、2つの第1スイッチング素子30A,30Bが、寄生ダイオード31が互いに逆向きになるように直列に接続された第1回路部C1が設けられている。また、第2経路L12には、2つの第2スイッチング素子30C,30Dが、寄生ダイオード31が互いに逆向きになるように直列に接続された第2回路部C2が設けられている。そして、第1回路部C1と第2回路部C2とは互いに並列になっている。 In each of the paths L11 and L12, a pair of switching elements 30 are connected in series so that the parasitic diodes 31 are opposite to each other. More specifically, the switching elements 30 are connected in series in a state where the anodes of the parasitic diodes 31 face each other (back-to-back state). Of these switching elements 30, two first switching elements 30A and 30B provided in the first path L11 form the first circuit unit C1, and two second switching elements provided in the second path L12. The elements 30C and 30D form the second circuit unit C2. That is, the first path L11 is provided with a first circuit unit C1 in which two first switching elements 30A and 30B are connected in series so that the parasitic diodes 31 are opposite to each other. Further, the second path L12 is provided with a second circuit unit C2 in which two second switching elements 30C and 30D are connected in series so that the parasitic diodes 31 are oriented in opposite directions. The first circuit unit C1 and the second circuit unit C2 are in parallel with each other.

第1スイッチ回路SW1の一端側及び他端側のうち少なくとも一方が鉛蓄電池11に接続された電源側端子になっている。各回路部C1,C2において、分岐点N11側に鉛蓄電池11が接続されており、分岐点N12側に回転電機15が接続されている。そして、各スイッチング素子30のうち、電源側端子の側のスイッチング素子30A,30Cである、つまり分岐点N11側のスイッチング素子30A,30Cが電源側素子となっている。 At least one of one end side and the other end side of the first switch circuit SW1 is a power supply side terminal connected to the lead storage battery 11. In each of the circuit units C1 and C2, the lead storage battery 11 is connected to the branch point N11 side, and the rotary electric machine 15 is connected to the branch point N12 side. Among the switching elements 30, the switching elements 30A and 30C on the power supply side terminal side, that is, the switching elements 30A and 30C on the branch point N11 side are power supply side elements.

第1経路L11で直列に接続された各第1スイッチング素子30A,30Bの間には、第1回路部C1に流れる電流を測定するための第1電流センサ40Aが設けられている。また、第2経路L12で直列に接続された各第2スイッチング素子30C,30Dの間には、第2回路部C2に流れる電流を測定するための第2電流センサ40Bが設けられている。各電流センサ40A,40Bは、シャント抵抗41と、シャント抵抗41の両端に接続されるアンプ42と、を有している。そして、各経路L11,L12において、各スイッチング素子30とシャント抵抗41とが直列に接続されている。また、アンプ42は、シャント抵抗41の両端での端子間電圧を検出して、制御装置21に出力する。 A first current sensor 40A for measuring the current flowing through the first circuit unit C1 is provided between the first switching elements 30A and 30B connected in series by the first path L11. Further, a second current sensor 40B for measuring the current flowing through the second circuit unit C2 is provided between the second switching elements 30C and 30D connected in series by the second path L12. Each of the current sensors 40A and 40B has a shunt resistor 41 and an amplifier 42 connected to both ends of the shunt resistor 41. Then, in each of the paths L11 and L12, each switching element 30 and the shunt resistor 41 are connected in series. Further, the amplifier 42 detects the voltage between the terminals at both ends of the shunt resistor 41 and outputs the voltage to the control device 21.

また、第1経路L11には、第1経路L11の所定位置での電圧を検出する第1電圧センサ45Aが接続されている。より具体的には、第1電圧センサ45Aは、第1スイッチング素子30A,30Bの間の中間電圧V1を検出している。同様に、第2経路L12にも、第2電圧センサ45Bが設けられ、第2スイッチング素子30C,30Dの間の中間電圧V2を検出している。各スイッチング素子30の中間位置で電圧を検出することで、各スイッチング素子30がオンにならなければ、検出する電圧が0になっている。そして、各電圧センサ45A,45Bで検出した電圧は、制御装置21に出力されている。 Further, a first voltage sensor 45A that detects a voltage at a predetermined position of the first path L11 is connected to the first path L11. More specifically, the first voltage sensor 45A detects the intermediate voltage V1 between the first switching elements 30A and 30B. Similarly, the second voltage sensor 45B is also provided in the second path L12 to detect the intermediate voltage V2 between the second switching elements 30C and 30D. By detecting the voltage at the intermediate position of each switching element 30, if each switching element 30 is not turned on, the detected voltage is 0. The voltage detected by the voltage sensors 45A and 45B is output to the control device 21.

本実施形態のような構成では、例えばリチウムイオン蓄電池12の蓄電量に基づいて、第1スイッチ回路SW1をオフ、第2スイッチ回路SW2をオンとしてリチウムイオン蓄電池12の充放電を可能にする状態と、第1スイッチ回路SW1をオン、第2スイッチ回路SW2をオフとして鉛蓄電池11の充放電を可能にする状態との切替が行われる。また、これら各スイッチ回路S1,SW2のオンオフの切替時に、各スイッチ回路SW1,SW2での異常の有無が判定される。ただし、第1スイッチ回路SW1のオン状態において、例えば第1回路部C1側及び第2回路部C2側のいずれかのスイッチング素子30でオフ異常が生じていても第1スイッチ回路SW1に電流が流れることがある。また、第1スイッチ回路SW1のオフ状態において、例えば第1回路部C1側及び第2回路部C2側のいずれかのスイッチング素子30でオン異常が生じていても第1スイッチ回路SW1に電流が流れないことがある。そのため、第1スイッチ回路SW1に流れる電流に基づき各スイッチング素子30のオフ異常又はオン異常を判定する場合に、その異常判定が困難になることが懸念される。 In the configuration as in this embodiment, for example, based on the amount of electricity stored in the lithium ion storage battery 12, the first switch circuit SW1 is turned off and the second switch circuit SW2 is turned on to enable charging and discharging of the lithium ion storage battery 12. , The first switch circuit SW1 is turned on and the second switch circuit SW2 is turned off to switch to a state in which the lead-acid battery 11 can be charged and discharged. Further, when the switch circuits S1 and SW2 are switched on and off, the presence or absence of an abnormality in the switch circuits SW1 and SW2 is determined. However, in the ON state of the first switch circuit SW1, a current flows through the first switch circuit SW1 even if an off abnormality occurs in the switching element 30 on either the first circuit section C1 side or the second circuit section C2 side, for example. Sometimes. Further, in the off state of the first switch circuit SW1, a current flows through the first switch circuit SW1 even if an ON abnormality occurs in the switching element 30 on either the first circuit section C1 side or the second circuit section C2 side, for example. Sometimes not. Therefore, when determining an off abnormality or an on abnormality of each switching element 30 based on the current flowing through the first switch circuit SW1, there is a concern that the abnormality determination becomes difficult.

そこで、第1スイッチ回路SW1のオンオフが切り替えられる際に、全てのスイッチング素子30を同時にオンからオフ又はオフからオンに切り替えるのではなく、切替順序に従って各スイッチング素子30のオンオフを切り替える。そして、切替順序に従って各スイッチング素子30のオンオフを切り替えた際の電流の変化を検出することで、各スイッチング素子30の異常を判定することとしている。 Therefore, when the on / off of the first switch circuit SW1 is switched, instead of switching all the switching elements 30 from on to off or from off to on at the same time, the on / off of each switching element 30 is switched according to the switching order. Then, the abnormality of each switching element 30 is determined by detecting the change in the current when the switching elements 30 are switched on and off according to the switching order.

また、各スイッチング素子30のオンオフに伴う電流変化に基づいて、各スイッチング素子30の異常を判定する際に、各電流センサ40A,40Bに異常が生じると、電流変化を適正に把握することができない。各電流センサ40A,40Bの異常の場合に、各スイッチング素子30の異常であると判定しフェイルセーフ処理を行うと、そのフェイルセーフ処理が過剰となることが懸念される。そこで、各スイッチング素子30の異常と各電流センサ40A,40Bの異常とを判別できることが望ましい。 Further, when determining an abnormality of each switching element 30 based on the current change accompanying the on / off of each switching element 30, if an abnormality occurs in each of the current sensors 40A and 40B, the current change cannot be properly grasped. .. In the case of an abnormality of the current sensors 40A and 40B, if it is determined that the switching element 30 is abnormal and the fail-safe process is performed, there is a concern that the fail-safe process will be excessive. Therefore, it is desirable to be able to discriminate between the abnormality of each switching element 30 and the abnormality of each of the current sensors 40A and 40B.

以下に、各スイッチ回路SW1,SW2のオンオフを切り替える際、つまりオン状態とするスイッチ回路を切り替える際の制御について具体的に説明する。なお、各スイッチ回路SW1,SW2を切り替える際には、第1スイッチ回路SW1及び第2スイッチ回路SW2が一時的に共にオン状態となる重複期間を設けている。ここでは、第1スイッチ回路SW1における各スイッチング素子30の異常判定について説明する。 Hereinafter, control when switching the on / off of each switch circuit SW1 and SW2, that is, when switching the switch circuit to be turned on will be specifically described. When switching the switch circuits SW1 and SW2, an overlapping period is provided in which both the first switch circuit SW1 and the second switch circuit SW2 are temporarily turned on. Here, the abnormality determination of each switching element 30 in the first switch circuit SW1 will be described.

第1スイッチ回路SW1の異常判定時には、第1スイッチ回路SW1の切替がオン状態からオフ状態への切替とオフ状態からオン状態への切替とのいずれであるかを第1条件、切替時の電流の向きを第2条件とし、それら各条件に基づいて、各スイッチング素子30の切替順序が設定される。 When determining an abnormality in the first switch circuit SW1, the first condition is whether the switching of the first switch circuit SW1 is from the on state to the off state or from the off state to the on state, and the current at the time of switching. Is the second condition, and the switching order of each switching element 30 is set based on each of these conditions.

第1スイッチ回路SW1のオンオフ切替は、
(1)第1スイッチ回路SW1がオンからオフに切り替えられる場合と、
(2)第1スイッチ回路SW1がオフからオンに切り替えられる場合と、
に分けることができ、それら(1),(2)についてそれぞれ別々に切替順序が設定される。そして、その切替順序に応じた各スイッチング素子30の切替が行われる切替期間において、各スイッチング素子30等の異常判定が行われる。
On / off switching of the first switch circuit SW1
(1) When the first switch circuit SW1 is switched from on to off, and when
(2) When the first switch circuit SW1 is switched from off to on, and when
It can be divided into, and the switching order is set separately for each of them (1) and (2). Then, during the switching period in which the switching elements 30 are switched according to the switching order, the abnormality determination of each switching element 30 or the like is performed.

図3は、上記(1),(2)の場合における各スイッチング素子30の切替順序を説明するための説明図である。図3において(a)は、第1スイッチ回路SW1においてオン状態での電流の向きを示し、(b)は、上記(1)の場合における各スイッチング素子30の切替順序とその切替に伴う電流及び電圧の変化とを示し、(c)は、上記(2)の場合における各スイッチング素子30の切替順序とその切替に伴う電流及び電圧の変化とを示している。 FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the switching order of each switching element 30 in the cases (1) and (2) above. In FIG. 3, (a) shows the direction of the current in the on state in the first switch circuit SW1, and (b) shows the switching order of each switching element 30 in the case of the above (1), the current associated with the switching, and the current. The change in voltage is shown, and (c) shows the switching order of each switching element 30 in the case of (2) above, and the change in current and voltage accompanying the switching.

図3(a)では、第1スイッチ回路SW1において、オン状態での電流の向き(第2条件)を、いずれも鉛蓄電池11側から回転電機15側に電流が流れる向きとしている。図3(a)に示す電流の向きは、上記(1)の場合にはオフ状態への切替前のオン状態での電流の向きであり、上記(2)の場合にはオフ状態からの切替後のオン状態での電流の向きである。 In FIG. 3A, in the first switch circuit SW1, the direction of the current in the ON state (second condition) is the direction in which the current flows from the lead-acid battery 11 side to the rotary electric machine 15 side. The direction of the current shown in FIG. 3A is the direction of the current in the on state before switching to the off state in the case of the above (1), and the direction of the current in the on state before switching to the off state in the case of the above (1), and switching from the off state in the case of the above (2). The direction of the current in the later on state.

ここで、第1回路部C1及び第2回路部C2では、直列接続された各スイッチング素子30は、それらの寄生ダイオード31の向きと電流の向きとに応じて、一方が電流の向きに対して逆方向(通電逆方向)となる「逆方向素子」と、他方が電流の向きに対して順方向(通電順方向)となる「順方向素子」とのいずれかとなる。図3(a)の場合には、鉛蓄電池11側から回転電機15側に電流が流れるため、第1回路部C1の第1スイッチング素子30Aと第2回路部C2の第2スイッチング素子30Cとが逆方向素子になり、第1回路部C1の第1スイッチング素子30Bと第2回路部C2の第2スイッチング素子30Dとが順方向素子になっている。説明の便宜上、図3(a)の状態を前提とする記載では、第1スイッチング素子30Aを「逆方向素子30A」、第1スイッチング素子30Bを「順方向素子30B」、第2スイッチング素子30Cを「逆方向素子30C」、第2スイッチング素子30Dを「順方向素子30D」とも称する。 Here, in the first circuit unit C1 and the second circuit unit C2, one of the switching elements 30 connected in series with respect to the direction of the current depends on the direction of the parasitic diode 31 and the direction of the current. It is either a "reverse element" that is in the reverse direction (reverse direction of energization) and a "forward element" that is in the forward direction (forward direction of energization) with respect to the direction of the current. In the case of FIG. 3A, since the current flows from the lead storage battery 11 side to the rotary electric machine 15 side, the first switching element 30A of the first circuit unit C1 and the second switching element 30C of the second circuit unit C2 are connected. It is a reverse element, and the first switching element 30B of the first circuit unit C1 and the second switching element 30D of the second circuit unit C2 are forward elements. For convenience of explanation, in the description assuming the state of FIG. 3A, the first switching element 30A is referred to as the “reverse direction element 30A”, the first switching element 30B is referred to as the “forward direction element 30B”, and the second switching element 30C is referred to as the second switching element 30C. The "reverse direction element 30C" and the second switching element 30D are also referred to as "forward direction element 30D".

逆方向素子30A,30Cでは、オンになっている状態で導通状態となり、オフになっている状態で導通が遮断される。また、順方向素子30B,30Dでは、オンになっている状態及びオフになっている状態のいずれでも導通状態となる。ただし、順方向素子30B,30Dにおいてオフになっている状態での導通時には、寄生ダイオード31を介した導通となるため、オンになっている状態に比べて経路抵抗が大きくなるようになっている。 The reverse direction elements 30A and 30C are in a conductive state when they are on, and are cut off when they are off. Further, the forward elements 30B and 30D are in a conductive state in both the on state and the off state. However, when the forward elements 30B and 30D are conducting in the off state, the conduction is conducted through the parasitic diode 31, so that the path resistance is larger than in the on state. ..

(1)オン→オフ切替の場合
第1スイッチ回路SW1のオンからオフへの切替時には、図3(b)に示すように、順方向素子30B→順方向素子30D→逆方向素子30A→逆方向素子30Cの順で切替順序が設定され、各々異なるタイミングで各スイッチング素子30がオンからオフに切り替えられる。
(1) On-to-off switching When switching the first switch circuit SW1 from on to off, as shown in FIG. 3 (b), the forward element 30B → the forward element 30D → the reverse element 30A → the reverse direction. The switching order is set in the order of the elements 30C, and each switching element 30 is switched from on to off at different timings.

各タイミングについて具体的に説明する。順方向素子30Bがオフに切り替えられるタイミングt1では、順方向の寄生ダイオード31により順方向素子30Bの導通状態は継続されるものの、経路抵抗が増加する。そのため、第1回路部C1に流れる電流I1が減少する。また、第1回路部C1及び第2回路部C2の経路抵抗の差に応じて、第2回路部C2に流れる電流I2が増加する。 Each timing will be described in detail. At the timing t1 when the forward element 30B is switched off, the conductive state of the forward element 30B is continued by the forward parasitic diode 31, but the path resistance increases. Therefore, the current I1 flowing through the first circuit unit C1 is reduced. Further, the current I2 flowing through the second circuit unit C2 increases according to the difference in the path resistance between the first circuit unit C1 and the second circuit unit C2.

順方向素子30Dがオフに切り替えられるタイミングt2では、順方向の寄生ダイオード31により順方向素子30Dの導通状態は継続されるものの、経路抵抗が増加する。この場合、各回路部C1,C2で経路抵抗が等しい状態に戻るため、電流I1が増加するとともに電流I2が減少し、各回路部C1,C2に流れる電流I1,I2が等しい状態となる。 At the timing t2 when the forward element 30D is switched off, the conductive state of the forward element 30D is continued by the forward parasitic diode 31, but the path resistance increases. In this case, since the path resistances of the circuit units C1 and C2 return to the same state, the current I1 increases and the current I2 decreases, and the currents I1 and I2 flowing through the circuit units C1 and C2 become equal.

逆方向素子30Aがオフに切り替えられるタイミングt3では、逆方向素子30Dの導通遮断に伴い、第1回路部C1の通電が遮断される。そのため、電流I1がゼロになる。また、第1スイッチ回路SW1の通電が第1回路部C1及び第2回路部C2の並列通電から、第2回路部C2のみの通電に切り替わるため、電流I2が増加する。さらに、第1回路部C1の通電遮断に伴い、第1回路部C1の中間電圧V1がゼロになる。 At the timing t3 when the reverse direction element 30A is switched off, the energization of the first circuit unit C1 is cut off as the reverse direction element 30D is cut off. Therefore, the current I1 becomes zero. Further, since the energization of the first switch circuit SW1 is switched from the parallel energization of the first circuit section C1 and the second circuit section C2 to the energization of only the second circuit section C2, the current I2 increases. Further, the intermediate voltage V1 of the first circuit unit C1 becomes zero as the energization of the first circuit unit C1 is cut off.

逆方向素子30Cがオフに切り替えられるタイミングt4では、逆方向素子30Cの導通遮断に伴い、第2回路部C2の通電が遮断される。そのため、電流I2もゼロになる。また、第2回路部C2の通電遮断に伴い、第2回路部C2の中間電圧V2がゼロになる。 At the timing t4 when the reverse element 30C is switched off, the energization of the second circuit unit C2 is cut off as the conduction of the reverse element 30C is cut off. Therefore, the current I2 also becomes zero. Further, the intermediate voltage V2 of the second circuit unit C2 becomes zero as the energization of the second circuit unit C2 is cut off.

次に、上記のとおり第1スイッチ回路SW1のオンからオフへの切替が行われる際の各部の異常判定について、図4及び図5を用いて説明する。 Next, the abnormality determination of each part when the first switch circuit SW1 is switched from on to off as described above will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

第1回路部C1においては、
図4(a1)に示す逆方向素子30Aのオン故障
図4(a2)に示す順方向素子30Bのオン故障
図4(a3)に示す第1電流センサ40Aの故障
図4(a4)に示す第1電圧センサ45Aの故障
について異常判定が可能である。なお、図4において、各スイッチング素子30A〜30Dの切替順序は、図3(b)と同様である。また、図4において、異常時との比較のために、図3(b)で示した正常時の電流等を「(a0)正常」として示す。
In the first circuit section C1,
On-failure of the reverse element 30A shown in FIG. 4 (a1) On-failure of the forward element 30B shown in FIG. 4 (a2) Failure of the first current sensor 40A shown in FIG. 4 (a3). 1 It is possible to determine an abnormality about the failure of the voltage sensor 45A. In FIG. 4, the switching order of the switching elements 30A to 30D is the same as that in FIG. 3B. Further, in FIG. 4, the current or the like in the normal state shown in FIG. 3 (b) is shown as “(a0) normal” for comparison with the abnormal time.

逆方向素子30Aのオン故障が生じている場合には、図4(a1)に示すように、逆方向素子30Aに対してオフ切替を指令してもその前後で電流I1や中間電圧V1の変化が生じない(図4のタイミングt3)。これにより、逆方向素子30Aのオン故障の判定が可能となっている。 When the reverse element 30A is on-failed, as shown in FIG. 4A1, even if the reverse element 30A is instructed to switch off, the current I1 and the intermediate voltage V1 change before and after that. Does not occur (timing t3 in FIG. 4). This makes it possible to determine the on-failure of the reverse element 30A.

順方向素子30Bのオン故障が生じている場合には、図4(a2)に示すように、順方向素子30Bに対してオフ切替を指令してもその前後で電流I1の変化が生じない(図4のタイミングt1)。また、第1回路部C1の経路抵抗が変化しないため、電流I2にも変化が生じない(図4のタイミングt1)。 When the forward element 30B is on-failed, as shown in FIG. 4A2, even if the forward element 30B is instructed to switch off, the current I1 does not change before and after that (the current I1 does not change). Timing t1) in FIG. Further, since the path resistance of the first circuit unit C1 does not change, the current I2 does not change (timing t1 in FIG. 4).

また、第1電流センサ40Aの故障が生じている場合には、図4(a3)に示すように、逆方向素子30A及び順方向素子30Bをオフにしても、電流I1に変化が生じない(図4のタイミングt1、t3)。一方で、逆方向素子30Aをオフにした際に中間電圧V1が変化する(図4のタイミングt3)。逆方向素子30Aをオフにした際に電流I1が変化せず、中間電圧V1が変化する場合には、第1電流センサ40Aの故障であると判別できる。 Further, when the first current sensor 40A has a failure, as shown in FIG. 4A3, even if the reverse direction element 30A and the forward direction element 30B are turned off, the current I1 does not change ( Timing t1, t3) in FIG. On the other hand, the intermediate voltage V1 changes when the reverse element 30A is turned off (timing t3 in FIG. 4). If the current I1 does not change and the intermediate voltage V1 changes when the reverse element 30A is turned off, it can be determined that the first current sensor 40A has failed.

第1電圧センサ45Aの故障が生じている場合には、図4(a4)に示すように、逆方向素子30Aをオフにすると、電流I1の変化が生じる一方で、中間電圧V1の変化が生じない(図4のタイミングt3)。これにより、第1電圧センサ45Aの故障が判定できる。 When the first voltage sensor 45A has a failure, as shown in FIG. 4A4, when the reverse element 30A is turned off, the current I1 changes while the intermediate voltage V1 changes. No (timing t3 in FIG. 4). Thereby, the failure of the first voltage sensor 45A can be determined.

また、第2回路部C2においては、
図5(b1)に示す逆方向素子30Cのオン故障
図5(b2)に示す順方向素子30Dのオン故障
図5(b3)に示す第2電流センサ40Bの故障
図5(b4)に示す第2電圧センサ45Bの故障
について異常判定が可能である。なお、図5において、各スイッチング素子30A〜30Dの切替順序は、図3(b)と同様である。また、図5において、異常時との比較のために、図3(b)で示した正常時の電流等を「(b0)正常」として示す。
Further, in the second circuit unit C2,
On-failure of the reverse element 30C shown in FIG. 5 (b1) On-failure of the forward element 30D shown in FIG. 5 (b2) Failure of the second current sensor 40B shown in FIG. 5 (b3). 2 It is possible to determine an abnormality about the failure of the voltage sensor 45B. In FIG. 5, the switching order of the switching elements 30A to 30D is the same as in FIG. 3B. Further, in FIG. 5, the current or the like in the normal state shown in FIG. 3 (b) is shown as “(b0) normal” for comparison with the abnormal time.

逆方向素子30Cのオン故障が生じている場合には、図5(b1)に示すように、逆方向素子30Cに対してオフ切替を指令してもその前後で電流I2や中間電圧V2の変化が生じない(図5のタイミングt4)。これにより、逆方向素子30Cのオン故障の判定が可能となっている。 When the reverse element 30C is on-failed, as shown in FIG. 5 (b1), even if the reverse element 30C is instructed to switch off, the current I2 and the intermediate voltage V2 change before and after that. Does not occur (timing t4 in FIG. 5). This makes it possible to determine the on-failure of the reverse element 30C.

順方向素子30Dのオン故障が生じている場合には、図5(b2)に示すように、順方向素子30Dに対してオフ切替を指令してもその前後で電流I2の変化が生じない(図5のタイミングt2)。また、第2回路部C2の経路抵抗が変化しないため、電流I1にも変化が生じない(図5のタイミングt2)。 When the forward element 30D is on-failed, as shown in FIG. 5 (b2), the current I2 does not change before and after the command to switch off the forward element 30D (as shown in FIG. 5 (b2)). Timing t2 in FIG. 5). Further, since the path resistance of the second circuit unit C2 does not change, the current I1 does not change (timing t2 in FIG. 5).

また、第2電流センサ40Bの故障が生じている場合には、図5(b3)に示すように、逆方向素子30C及び順方向素子30Dをオフにしても、電流I2に変化が生じない(図5のタイミングt2、t4)。一方で、逆方向素子30Cをオフにした際に中間電圧V2が変化する(図5のタイミングt4)。逆方向素子30Cをオフにした際に電流I2が変化せず、中間電圧V2が変化する場合には、第2電流センサ40Bの故障であると判別できる。 Further, when the second current sensor 40B has a failure, the current I2 does not change even if the reverse element 30C and the forward element 30D are turned off, as shown in FIG. 5 (b3). Timing t2, t4) in FIG. On the other hand, when the reverse element 30C is turned off, the intermediate voltage V2 changes (timing t4 in FIG. 5). If the current I2 does not change and the intermediate voltage V2 changes when the reverse element 30C is turned off, it can be determined that the second current sensor 40B has failed.

第2電圧センサ45Bの故障が生じている場合には、図5(b4)に示すように、逆方向素子30Cをオフにすると、電流I2の変化が生じる一方で、中間電圧V2の変化が生じない(図5のタイミングt4)。これにより、第2電圧センサ45Bの故障が判定できる。 When the second voltage sensor 45B has a failure, as shown in FIG. 5 (b4), when the reverse element 30C is turned off, the current I2 changes while the intermediate voltage V2 changes. No (timing t4 in FIG. 5). Thereby, the failure of the second voltage sensor 45B can be determined.

第1スイッチ回路SW1をオンからオフに切り替える際には、逆方向素子30A,30Cと順方向素子30B,30Dとは、順方向素子30B,30Dが先、逆方向素子30A,30Cが後となる順序で、これら各スイッチング素子30がオンからオフに切り替えられる。つまり、異常判定対象となる第1回路部C1における2つの第1スイッチング素子30A,30Bのうち順方向素子30Bのオフ切替が、逆方向素子30Aがオンになっている状態で切り替えられるように切替順序が設定されている。同様に、異常判定対象となる第2回路部C2における2つの第2スイッチング素子30C,30Dのうち順方向素子30Dのオフ切替が、逆方向素子30Cがオンになっている状態で切り替えられるように切替順序が設定されている。これにより、各回路部C1,C2が導通状態で、順方向素子30B,30Dを切り替えることで、正常時には順方向素子30B,30Dのオンオフに伴い電流I1,I2が変化する一方、異常時には電流I1,I2が変化しないことで、順方向素子30B,30Dの異常判定を行うことができる。 When switching the first switch circuit SW1 from on to off, the reverse elements 30A and 30C and the forward elements 30B and 30D are the forward elements 30B and 30D first and the reverse elements 30A and 30C later. In order, each of these switching elements 30 is switched from on to off. That is, the off switching of the forward element 30B among the two first switching elements 30A and 30B in the first circuit unit C1 to be an abnormality determination is switched so as to be switched with the reverse element 30A turned on. The order is set. Similarly, of the two second switching elements 30C and 30D in the second circuit unit C2 to be determined for abnormality, the off switching of the forward element 30D can be switched while the reverse element 30C is on. The switching order is set. As a result, by switching the forward elements 30B and 30D while the circuit units C1 and C2 are in a conductive state, the currents I1 and I2 change as the forward elements 30B and 30D are turned on and off in the normal state, while the current I1 in the abnormal state. Since I2 does not change, it is possible to determine the abnormality of the forward elements 30B and 30D.

また、逆方向素子30Cがオンになっている状態で、順方向素子30B,30Dは、オンからオフに切り替えられる。つまり、順方向素子30Bについては、第2経路L12が通電状態になっている状態でオンからオフに切り替えられるように切替順序が設定されている。同様に、順方向素子30Dについては、第1経路L11が通電状態になっている状態でオンからオフに切り替えられるように切替順序が設定されている。これにより、順方向素子30B,30Dのオンオフに伴って、第1経路L11と第2経路L12との分流比が変わるため、電流変化が顕著になる。 Further, the forward elements 30B and 30D are switched from on to off while the reverse element 30C is on. That is, for the forward element 30B, the switching order is set so that the second path L12 can be switched from on to off while the second path L12 is energized. Similarly, for the forward element 30D, the switching order is set so that it can be switched from on to off while the first path L11 is in the energized state. As a result, the current diversion ratio between the first path L11 and the second path L12 changes as the forward elements 30B and 30D are turned on and off, so that the current change becomes remarkable.

さらに、逆方向素子30Aがオフになり、第2経路L12のみが通電状態となる場合に、その時点では順方向素子30Dがオフになっている。つまり、第1経路L11及び第2経路L12のうち一方の経路のみが通電される状態において、順方向素子30Dがオフになっているように切替順序が設定されている。これにより、一方の経路のみが通電状態となる場合には、その経路の経路抵抗が高い状態となっている。そのため、大電流が流れることを抑制できる。 Further, when the reverse direction element 30A is turned off and only the second path L12 is energized, the forward direction element 30D is turned off at that time. That is, the switching order is set so that the forward element 30D is turned off in a state where only one of the first path L11 and the second path L12 is energized. As a result, when only one path is energized, the path resistance of that path is high. Therefore, it is possible to suppress the flow of a large current.

(2)オフ→オン切替の場合
第1スイッチ回路SW1のオフからオンへの切替時には、図3(c)に示すように、逆方向素子30A→逆方向素子30C→順方向素子30B→順方向素子30Dの順で切替順序が設定され、各々異なるタイミングで各スイッチング素子30がオフからオンに切り替えられる。
(2) In the case of switching from off to on When switching from off to on in the first switch circuit SW1, as shown in FIG. 3 (c), the reverse element 30A → the reverse element 30C → the forward element 30B → the forward direction. The switching order is set in the order of the elements 30D, and each switching element 30 is switched from off to on at different timings.

各タイミングについて具体的に説明する。逆方向素子30Aがオンに切り替えられるタイミングt11では、第1回路部C1が通電状態となり、電流I1が流れる。また、中間電圧V1が発生する。 Each timing will be described in detail. At the timing t11 when the reverse element 30A is switched on, the first circuit unit C1 is energized and the current I1 flows. Further, an intermediate voltage V1 is generated.

逆方向素子30Cがオンに切り替えられるタイミングt12では、第2回路部C2が通電状態となり、電流I2が流れる。このとき、各回路部C1,C2で経路抵抗が等しくなり、I1=I2となる。また、中間電圧V2が発生する。 At the timing t12 when the reverse element 30C is switched on, the second circuit unit C2 is energized and the current I2 flows. At this time, the path resistances of the circuit units C1 and C2 become equal, and I1 = I2. Further, an intermediate voltage V2 is generated.

順方向素子30Bがオンに切り替えられるタイミングt13では、順方向素子30Bの経路抵抗が減少するため、電流I1が増加する。また、各回路部C1,C2の経路抵抗の差に応じて、電流I2が減少する。 At the timing t13 when the forward element 30B is switched on, the path resistance of the forward element 30B decreases, so that the current I1 increases. Further, the current I2 decreases according to the difference in the path resistance of each circuit unit C1 and C2.

順方向素子30Dがオンに切り替えられるタイミングt14では、順方向素子30Dの経路抵抗が減少し、各回路部C1,C2で経路抵抗が等しい状態に戻るため、電流I1が減少するとともに電流I2が増加し、各回路部C1,C2に流れる電流I1,I2が等しい状態となる。 At the timing t14 when the forward element 30D is switched on, the path resistance of the forward element 30D decreases and the path resistances of the circuit units C1 and C2 return to the same state, so that the current I1 decreases and the current I2 increases. Then, the currents I1 and I2 flowing through the circuit units C1 and C2 are equal.

次に、上記のとおり第1スイッチ回路SW1のオフからオンへの切替が行われる際の各部の異常判定について、図6及び図7を用いて説明する。 Next, the abnormality determination of each part when the first switch circuit SW1 is switched from off to on as described above will be described with reference to FIGS. 6 and 7.

第1回路部C1においては、
図6(a1)に示す逆方向素子30Aのオフ故障
図6(a2)に示す順方向素子30Bのオフ故障
図6(a3)に示す第1電流センサ40Aの故障
図6(a4)に示す第1電圧センサ45Aの故障
を対象にして異常判定が可能である。なお、図6において、各スイッチング素子30A〜30Dの切替順序は、図3(c)と同様である。また、図6において、異常時との比較のために、図3(c)で示した正常時の電流等を「(a0)正常」として示す。
In the first circuit section C1,
Off failure of the reverse element 30A shown in FIG. 6 (a1) Off failure of the forward element 30B shown in FIG. 6 (a2) Failure of the first current sensor 40A shown in FIG. 6 (a3). 1 It is possible to determine an abnormality by targeting a failure of the voltage sensor 45A. In FIG. 6, the switching order of the switching elements 30A to 30D is the same as in FIG. 3C. Further, in FIG. 6, the current or the like in the normal state shown in FIG. 3C is shown as “(a0) normal” for comparison with the abnormal time.

逆方向素子30Aのオフ故障が生じている場合には、図6(a1)に示すように、逆方向素子30Aに対してオン切替を指令してもその前後で電流I1や中間電圧V1の変化が生じない(図6のタイミングt11)。これにより、逆方向素子30Aのオフ故障の判定が可能となっている。なお、逆方向素子30Aがオフ故障の場合には、順方向素子30Bがオンになると中間電圧V1が変化する(図6のタイミングt13)。 When the reverse element 30A has an off failure, as shown in FIG. 6A1, even if the reverse element 30A is instructed to switch on, the current I1 and the intermediate voltage V1 change before and after that. Does not occur (timing t11 in FIG. 6). This makes it possible to determine the off failure of the reverse element 30A. When the reverse element 30A is off, the intermediate voltage V1 changes when the forward element 30B is turned on (timing t13 in FIG. 6).

順方向素子30Bのオフ故障が生じている場合には、図6(a2)に示すように、順方向素子30Bに対してオン切替を指令してもその前後で電流I1の変化が生じない(図6のタイミングt13)。また、第1回路部C1の経路抵抗が変化しないため、電流I2にも変化が生じない(図6のタイミングt11)。 When the forward element 30B has an off failure, as shown in FIG. 6A2, even if the forward element 30B is instructed to switch on, the current I1 does not change before and after that (). Timing t13 in FIG. 6). Further, since the path resistance of the first circuit unit C1 does not change, the current I2 does not change (timing t11 in FIG. 6).

また、第1電流センサ40Aの故障が生じている場合には、図6(a3)に示すように、逆方向素子30A及び順方向素子30Bをオンにしても、電流I1に変化が生じない(図6のタイミングt11、t13)。一方で、逆方向素子30Aをオンにした際に中間電圧V1が変化する(図6のタイミングt11)。逆方向素子30Aをオンにした際に電流I1が変化せず、中間電圧V1が変化する場合には、第1電流センサ40Aの故障であると判別できる。 Further, when the first current sensor 40A has a failure, as shown in FIG. 6A3, the current I1 does not change even if the reverse element 30A and the forward element 30B are turned on (as shown in FIG. 6A3). The timings t11 and t13 in FIG. 6). On the other hand, the intermediate voltage V1 changes when the reverse element 30A is turned on (timing t11 in FIG. 6). If the current I1 does not change and the intermediate voltage V1 changes when the reverse element 30A is turned on, it can be determined that the first current sensor 40A has failed.

第1電圧センサ45Aの故障が生じている場合には、図6(a4)に示すように、逆方向素子30Aをオンにすると、電流I1の変化が生じる一方で、中間電圧V1の変化が生じない(図6のタイミングt11)。これにより、第1電圧センサ45Aの故障が判定できる。 When the first voltage sensor 45A has a failure, as shown in FIG. 6A4, when the reverse element 30A is turned on, the current I1 changes while the intermediate voltage V1 changes. No (timing t11 in FIG. 6). Thereby, the failure of the first voltage sensor 45A can be determined.

また、第2回路部C2においては、
図7(b1)に示す逆方向素子30Cのオン故障
図7(b2)に示す順方向素子30Dのオン故障
図7(b3)に示す第2電流センサ40Bの故障
図7(b4)に示す第2電圧センサ45Bの故障
を対象にして異常判定が可能である。なお、図7において、各スイッチング素子30A〜30Dの切替順序は、図3(c)と同様である。また、図7において、異常時との比較のために、図3(c)で示した正常時の電流等を「(b0)正常」として示す。
Further, in the second circuit unit C2,
On-failure of the reverse element 30C shown in FIG. 7 (b1) On-failure of the forward element 30D shown in FIG. 7 (b2) Failure of the second current sensor 40B shown in FIG. 7 (b3). 2 It is possible to determine an abnormality by targeting the failure of the voltage sensor 45B. In FIG. 7, the switching order of the switching elements 30A to 30D is the same as in FIG. 3C. Further, in FIG. 7, the current or the like in the normal state shown in FIG. 3C is shown as “(b0) normal” for comparison with the abnormal time.

逆方向素子30Cのオフ故障が生じている場合には、図7(b1)に示すように、逆方向素子30Cに対してオン切替を指令してもその前後で電流I2や中間電圧V2の変化が生じない(図7のタイミングt12)。これにより、逆方向素子30Cのオフ故障の判定が可能となっている。 When the reverse element 30C has an off failure, as shown in FIG. 7 (b1), even if the reverse element 30C is instructed to switch on, the current I2 and the intermediate voltage V2 change before and after that. Does not occur (timing t12 in FIG. 7). This makes it possible to determine the off failure of the reverse element 30C.

順方向素子30Dのオフ故障が生じている場合には、図7(b2)に示すように、順方向素子30Dに対してオン切替を指令してもその前後で電流I2の変化が生じない(図7のタイミングt14)。また、第2回路部C2の経路抵抗が変化しないため、電流I1にも変化が生じない(図7のタイミングt14)。 When the forward element 30D has an off failure, as shown in FIG. 7 (b2), even if the forward element 30D is instructed to switch on, the current I2 does not change before and after that (the current I2 does not change). Timing t14 in FIG. 7). Further, since the path resistance of the second circuit unit C2 does not change, the current I1 does not change (timing t14 in FIG. 7).

また、第2電流センサ40Bの故障が生じている場合には、図7(b3)に示すように、逆方向素子30C及び順方向素子30Dをオンにしても、電流I2に変化が生じない(図7のタイミングt12、t14)。一方で、逆方向素子30Cをオンにした際に中間電圧V2が変化する(図7のタイミングt12)。逆方向素子30Cをオンにした際に電流I2が変化せず、中間電圧V2が変化する場合には、第2電流センサ40Bの故障であると判別できる。 Further, when the second current sensor 40B has a failure, as shown in FIG. 7 (b3), the current I2 does not change even if the reverse element 30C and the forward element 30D are turned on (as shown in FIG. 7 (b3)). The timings t12 and t14 in FIG. 7). On the other hand, the intermediate voltage V2 changes when the reverse element 30C is turned on (timing t12 in FIG. 7). If the current I2 does not change and the intermediate voltage V2 changes when the reverse element 30C is turned on, it can be determined that the second current sensor 40B has failed.

第2電圧センサ45Bの故障が生じている場合には、図7(b4)に示すように、逆方向素子30Cをオンにすると、電流I2の変化が生じる一方で、中間電圧V2の変化が生じない(図7のタイミングt12)。これにより、第2電圧センサ45Bの故障が判定できる。 When the second voltage sensor 45B has a failure, as shown in FIG. 7 (b4), when the reverse element 30C is turned on, the current I2 changes while the intermediate voltage V2 changes. No (timing t12 in FIG. 7). Thereby, the failure of the second voltage sensor 45B can be determined.

第1スイッチ回路SW1をオフからオンに切り替える際には、逆方向素子30A,30Cと順方向素子30B,30Dとは、逆方向素子30A,30Cが先、順方向素子30B,30Dが後となる順序で、これら各スイッチング素子30がオフからオンに切り替えられる。つまり、異常判定対象となる第1回路部C1における2つの第1スイッチング素子30A,30Bのうち順方向素子30Bのオン切替が、逆方向素子30Aがオンになっている状態で切り替えられるように切替順序が設定されている。同様に、異常判定対象となる第2回路部C2における2つの第2スイッチング素子30C,30Dのうち順方向素子30Dのオン切替が、逆方向素子30Cがオンになっている状態で切り替えられるように切替順序が設定されている。これにより、各回路部C1,C2が導通状態で、順方向素子30B,30Dを切り替えることで、正常時には順方向素子30B,30Dのオンオフに伴い電流I1,I2が変化する一方、異常時には電流I1,I2が変化しないことで、順方向素子30B,30Dの異常判定を行うことができる。 When switching the first switch circuit SW1 from off to on, the reverse elements 30A and 30C and the forward elements 30B and 30D are the reverse elements 30A and 30C first and the forward elements 30B and 30D later. In order, each of these switching elements 30 is switched from off to on. That is, of the two first switching elements 30A and 30B in the first circuit unit C1 to be an abnormality determination target, the on switching of the forward element 30B is switched so as to be switched while the reverse element 30A is on. The order is set. Similarly, of the two second switching elements 30C and 30D in the second circuit unit C2 to be an abnormality determination target, the on switching of the forward element 30D can be switched while the reverse element 30C is on. The switching order is set. As a result, by switching the forward elements 30B and 30D while the circuit units C1 and C2 are in a conductive state, the currents I1 and I2 change as the forward elements 30B and 30D are turned on and off in the normal state, while the current I1 in the abnormal state. Since I2 does not change, it is possible to determine the abnormality of the forward elements 30B and 30D.

また、逆方向素子30Cがオンになっている状態で、順方向素子30Bは、オフからオンに切り替えられる。つまり、順方向素子30Bについては、第2経路L12が通電状態でオフからオンに切り替えられるように切替順序が設定されている。同様に、順方向素子30Dについては、第1経路L11が通電状態でオフからオンに切り替えられるように切替順序が設定されている。これにより、順方向素子30B,30Dのオンオフに伴って、第1経路L11と第2経路L12との分流比が変わるため、電流変化が顕著になる。 Further, the forward element 30B is switched from off to on while the reverse element 30C is on. That is, for the forward element 30B, the switching order is set so that the second path L12 can be switched from off to on while the second path L12 is energized. Similarly, for the forward element 30D, the switching order is set so that the first path L11 can be switched from off to on while the first path L11 is energized. As a result, the current diversion ratio between the first path L11 and the second path L12 changes as the forward elements 30B and 30D are turned on and off, so that the current change becomes remarkable.

さらに、逆方向素子30Aがオンになり、第1経路L11のみが通電状態となる場合に、その時点では順方向素子30Bがオフになっている。つまり、第1経路L11及び第2経路L12のうち一方の経路のみが通電される状態において、順方向素子30Bがオフになっているように切替順序が設定されている。これにより、一方の経路のみが通電状態となる場合には、その経路の経路抵抗が高い状態となっている。そのため、大電流が流れることを抑制できる。 Further, when the reverse direction element 30A is turned on and only the first path L11 is energized, the forward direction element 30B is turned off at that time. That is, the switching order is set so that the forward element 30B is turned off in a state where only one of the first path L11 and the second path L12 is energized. As a result, when only one path is energized, the path resistance of that path is high. Therefore, it is possible to suppress the flow of a large current.

また、第1スイッチ回路SW1のオフ状態からオン状態への切替時に、オン切替直後の電流の向きが不明なことがある。重複期間においては、第1スイッチ回路SW1と第2スイッチ回路SW2とが共にオンとなり、両蓄電池11,12が互いに電気接続された状態になることから、両蓄電池11,12の電圧差に応じて意図せぬ向きで電流が流れることも考えられる。 Further, when switching from the off state to the on state of the first switch circuit SW1, the direction of the current immediately after the on switching may be unknown. In the overlapping period, both the first switch circuit SW1 and the second switch circuit SW2 are turned on, and both storage batteries 11 and 12 are electrically connected to each other. Therefore, depending on the voltage difference between the two storage batteries 11 and 12. It is possible that the current flows in an unintended direction.

そこで、本実施形態では、第1スイッチ回路SW1の4つのスイッチング素子30のうちいずれか1つ(例えば、第1回路部C1における2つのスイッチング素子30A,30Bのうち一方)をオンに切り替え、そのオン切替に伴う第1スイッチ回路SW1に流れる電流の変化に基づいて、第1スイッチ回路SW1における電流の向きを判定することとしている。 Therefore, in the present embodiment, any one of the four switching elements 30 of the first switch circuit SW1 (for example, one of the two switching elements 30A and 30B in the first circuit unit C1) is switched on, and the switch is turned on. The direction of the current in the first switch circuit SW1 is determined based on the change in the current flowing through the first switch circuit SW1 due to the on switching.

例えば、図2において、第1回路部C1における電源側素子である第1スイッチング素子30Aをオンにする。この第1スイッチング素子30Aのオン切替に伴い、第1回路部C1に流れる電流に変化がある場合、つまり第1回路部C1に電流が流れる場合、この第1スイッチング素子30Aが通電上流側となる向きで電流が流れると判定する。つまり、電源側素子である第1スイッチング素子30Aが逆方向素子であるととみなすことができる。この場合、第1スイッチ回路SW1のオフ状態からオン状態への切替であり、かつ鉛蓄電池11から回転電機15に電流が流れることに基づいて、各スイッチング素子30の切替順序が設定される。ただし、その切替順序及び異常判定は、図3(c)、図6及び図7と同様になるため、その説明を省略する。 For example, in FIG. 2, the first switching element 30A, which is the power supply side element in the first circuit unit C1, is turned on. When there is a change in the current flowing through the first circuit unit C1 due to the on-switching of the first switching element 30A, that is, when a current flows through the first circuit unit C1, the first switching element 30A is on the upstream side of energization. It is determined that the current flows in the direction. That is, the first switching element 30A, which is the power supply side element, can be regarded as the reverse direction element. In this case, the switching order of each switching element 30 is set based on the switching from the off state to the on state of the first switch circuit SW1 and the current flowing from the lead storage battery 11 to the rotary electric machine 15. However, since the switching order and the abnormality determination are the same as those in FIGS. 3 (c), 6 and 7, the description thereof will be omitted.

一方、この第1スイッチング素子30Aのオン切替に伴い、第1回路部C1に流れる電流に変化がない場合、つまり第1回路部C1に電流が流れないままとなる場合には、第1スイッチング素子30Aが通電下流側となる向きで電流が流れているか、又は第1スイッチング素子30Aの故障が生じているかのいずれかであると判定する。これらのいずれかであるかは、第1電圧センサ45Aで取得される中間電圧V1により判定が可能である。中間電圧V1が変化する場合、つまり中間電圧V1が鉛蓄電池11の電源電圧に応じた値になる場合には、第1スイッチング素子30Aが通電下流側となる向きで電流が流れる(図8(a0)参照)と判定される。中間電圧V1が変化しない場合、つまり中間電圧V1が0Vのままの場合、第1スイッチング素子30Aが故障であると判定される(図6(a1)及び図8(a1)参照)。 On the other hand, when there is no change in the current flowing through the first circuit unit C1 due to the on-switching of the first switching element 30A, that is, when the current does not flow through the first circuit unit C1, the first switching element It is determined that either the current is flowing in the direction in which 30A is on the downstream side of the energization, or the first switching element 30A has a failure. Whether it is any of these can be determined by the intermediate voltage V1 acquired by the first voltage sensor 45A. When the intermediate voltage V1 changes, that is, when the intermediate voltage V1 becomes a value corresponding to the power supply voltage of the lead storage battery 11, a current flows in the direction in which the first switching element 30A is on the downstream side of energization (FIG. 8 (a0)). ) Refer to). When the intermediate voltage V1 does not change, that is, when the intermediate voltage V1 remains 0V, it is determined that the first switching element 30A has failed (see FIGS. 6 (a1) and 8 (a1)).

なお、第1スイッチング素子30Bをオンにした場合であっても、同様に電流の向きを判定することができる。具体的には、第1スイッチング素子30Bのオン切替に伴い、第1回路部C1に流れる電流に変化がある場合、この第1スイッチング素子30Bが通電上流側となる向きで電流が流れると判定できる。第1スイッチング素子30Bのオン切替に伴い、第1回路部C1に流れる電流に変化がない場合、この第1スイッチング素子30Bが通電下流側となる向きで電流が流れると判定できる。また、重複期間中は、第2スイッチ回路SW2もオン状態となっていることから、分岐点N12にもリチウムイオン蓄電池12の電圧が印加されていることになる。そのため、重複期間中は、第1スイッチング素子30Bも電源側素子とみなすことができる。 Even when the first switching element 30B is turned on, the direction of the current can be determined in the same manner. Specifically, when there is a change in the current flowing through the first circuit unit C1 due to the on-switching of the first switching element 30B, it can be determined that the current flows in the direction in which the first switching element 30B is on the upstream side of energization. .. If there is no change in the current flowing through the first circuit unit C1 as the first switching element 30B is switched on, it can be determined that the current flows in the direction in which the first switching element 30B is on the downstream side of energization. Further, since the second switch circuit SW2 is also in the ON state during the overlapping period, the voltage of the lithium ion storage battery 12 is also applied to the branch point N12. Therefore, during the overlapping period, the first switching element 30B can also be regarded as the power source side element.

図8及び図9は、オフ状態で電流の向きが不明で、電流の向きを判定して、切替順序を設定した場合の説明図である。この図においては、電流の向きが回転電機15側から鉛蓄電池11側に流れることが判定されている。図8(a0)を用いて、切替順序を説明する。なお、図8(a0)は、図9(b0)と同じ図である。また、図8及び図9において各スイッチング素子30A〜30Dの切替順序は、図8(a0)と同じである。 8 and 9 are explanatory views when the direction of the current is unknown in the off state, the direction of the current is determined, and the switching order is set. In this figure, it is determined that the direction of the current flows from the rotary electric machine 15 side to the lead storage battery 11 side. The switching order will be described with reference to FIG. 8 (a0). Note that FIG. 8 (a0) is the same as FIG. 9 (b0). Further, in FIGS. 8 and 9, the switching order of the switching elements 30A to 30D is the same as that in FIG. 8 (a0).

図8(a0)の場合には、回転電機15側から鉛蓄電池11側に電流が流れるため、第1回路部C1の第1スイッチング素子30Aと第2回路部C2の第2スイッチング素子30Cとが順方向素子になり、第1回路部C1の第1スイッチング素子30Bと第2回路部C2の第2スイッチング素子30Dとが逆方向素子になっている。説明の便宜上、図8(a0)の状態を前提とする記載では、第1スイッチング素子30Aを「順方向素子30A」、第1スイッチング素子30Bを「逆方向素子30B」、第2スイッチング素子30Cを「順方向素子30C」、第2スイッチング素子30Dを「逆方向素子30D」とも称する。 In the case of FIG. 8A0, since the current flows from the rotary electric machine 15 side to the lead storage battery 11 side, the first switching element 30A of the first circuit unit C1 and the second switching element 30C of the second circuit unit C2 are connected. It is a forward element, and the first switching element 30B of the first circuit unit C1 and the second switching element 30D of the second circuit unit C2 are opposite elements. For convenience of explanation, in the description assuming the state of FIG. 8A0, the first switching element 30A is referred to as the “forward element 30A”, the first switching element 30B is referred to as the “reverse element 30B”, and the second switching element 30C is referred to as the second switching element 30C. The "forward element 30C" and the second switching element 30D are also referred to as "reverse element 30D".

第1スイッチ回路SW1のオフからオンへの切替時には、図8(a0)に示すように、まず、電流の向きを判定するために、電源側素子である鉛蓄電池11側の第1スイッチング素子30Aがオンにされる(図8タイミングt21)。そして、この結果、第1回路部C1が通電状態にならず、中間電圧V1に変化があった場合には、このスイッチング素子が通電下流側となる向き、つまり回転電機15側から鉛蓄電池11側に電流が流れると判定する。そして、電流の向きを判定した結果、オンにした第1スイッチング素子30Aが順方向素子になるため、一端オフにする。 When switching the first switch circuit SW1 from off to on, as shown in FIG. 8A0, first, in order to determine the direction of the current, the first switching element 30A on the lead storage battery 11 side, which is the power supply side element, is used. Is turned on (timing t21 in FIG. 8). As a result, when the first circuit unit C1 is not energized and the intermediate voltage V1 is changed, the switching element is directed to the downstream side of energization, that is, from the rotary electric machine 15 side to the lead storage battery 11 side. It is determined that a current flows through. Then, as a result of determining the direction of the current, the first switching element 30A turned on becomes a forward-direction element, so that the first switching element 30A is turned off once.

そして、判定した電流の向きに基づいて、逆方向素子30D→逆方向素子30B→順方向素子30C及び順方向素子30Aの順で切替順序が設定され、各々異なるタイミングで各スイッチング素子30がオフからオンに切り替えられる。なお、順方向素子30Aが正常であると判定されているため順方向素子30A,30Cを同時にオンにしているが、別々のタイミングでオンにしてもよい。 Then, based on the determined current direction, the switching order is set in the order of reverse element 30D → reverse element 30B → forward element 30C and forward element 30A, and each switching element 30 is turned off at different timings. Can be switched on. Since it is determined that the forward element 30A is normal, the forward elements 30A and 30C are turned on at the same time, but they may be turned on at different timings.

電流の向きが判定された後の各タイミングについて具体的に説明する。逆方向素子30Dがオンに切り替えられるタイミングt22では、第2回路部C2が通電状態となり、電流I2が流れる。また、中間電圧V2が発生する。 Each timing after the direction of the current is determined will be specifically described. At the timing t22 when the reverse element 30D is switched on, the second circuit unit C2 is energized and the current I2 flows. Further, an intermediate voltage V2 is generated.

逆方向素子30Bがオンに切り替えられるタイミングt23では、第1回路部C1が通電状態となり、電流I1が流れる。このとき、各回路部C1,C2で経路抵抗が等しくなり、I1=I2となる。また、中間電圧V1が発生する。 At the timing t23 when the reverse element 30B is switched on, the first circuit unit C1 is energized and the current I1 flows. At this time, the path resistances of the circuit units C1 and C2 become equal, and I1 = I2. Further, an intermediate voltage V1 is generated.

順方向素子30A,30Cがオンに切り替えられるタイミングt24では、順方向素子30A,30Cの経路抵抗が減少し、各回路部C1,C2で経路抵抗が等しい状態であるため、電流I1,I2が増加し、各回路部C1,C2に流れる電流I1,I2が等しい状態となる。 At the timing t24 when the forward elements 30A and 30C are switched on, the path resistances of the forward elements 30A and 30C decrease, and the path resistances of the circuit units C1 and C2 are equal, so that the currents I1 and I2 increase. Then, the currents I1 and I2 flowing through the circuit units C1 and C2 are equal.

次に、上記のとおり第1スイッチ回路SW1のオフからオンへの切替が行われる際の各部の異常判定について説明する。第1回路部C1においては、図8(a1)に示す順方向素子30Aのオン故障、図8(a2)に示す逆方向素子30Bのオン故障、図8(a3)に示す第1電流センサ40Aの故障、図8(a4)に示す第1電圧センサ45Aの故障について異常判定が可能である。なお、図8において、各スイッチング素子30A〜30Dの切替順序は、図8(a0)と同様である。また、具体的な判定方法については、順方向素子30Aについての判定方法が上述の通り異なる他は、図6とほぼ同じであるため、その説明を省略する。 Next, the abnormality determination of each part when the first switch circuit SW1 is switched from off to on as described above will be described. In the first circuit unit C1, the forward element 30A shown in FIG. 8 (a1) is turned on, the reverse element 30B shown in FIG. 8 (a2) is turned on, and the first current sensor 40A shown in FIG. 8 (a3) is turned on. It is possible to determine an abnormality about the failure of the first voltage sensor 45A shown in FIG. 8A4. In FIG. 8, the switching order of the switching elements 30A to 30D is the same as that in FIG. 8 (a0). Further, the specific determination method is almost the same as that of FIG. 6, except that the determination method for the forward element 30A is different as described above, and thus the description thereof will be omitted.

また、第2回路部C2においては、図9(b1)に示す順方向素子30Cのオン故障、図9(b2)に示す逆方向素子30Dのオン故障、図9(b3)に示す第2電流センサ40Bの故障、図9(b4)に示す第2電圧センサ45Bの故障について異常判定が可能である。なお、図9において、各スイッチング素子30A〜30Dの切替順序は、図8(a0)と同様である。また、具体的な判定方法については、図7とほぼ同じであるため、その説明を省略する。 Further, in the second circuit unit C2, the forward failure of the forward element 30C shown in FIG. 9 (b1), the on failure of the reverse element 30D shown in FIG. 9 (b2), and the second current shown in FIG. 9 (b3). It is possible to determine an abnormality about the failure of the sensor 40B and the failure of the second voltage sensor 45B shown in FIG. 9 (b4). In FIG. 9, the switching order of the switching elements 30A to 30D is the same as that in FIG. 8 (a0). Further, since the specific determination method is almost the same as that in FIG. 7, the description thereof will be omitted.

第1スイッチ回路SW1をオフからオンに切り替える際に、まず電流の向きを判定することがある。この場合に、電源側素子である第1スイッチング素子30Aをまずオンに切り替え、そのオン切替に伴う電流の変化に基づいて、電流の向きを判定する。電源側素子である第1スイッチング素子30Aをオンにしても電流が流れなければ、この素子30Aが通電下流側であると判定する。一方、この素子30Aをオンにして、電流が流れれば、この素子が通電上流側であると判定する。このように、オフ状態からオン状態への切替を実施する場合において事前に電流の向きが把握できていなくても、電流の向きを把握でき、把握した電流の向きに基づいて、各スイッチング素子30のオンオフの切替順序を定めることで、スイッチング素子30の異常に起因して生じる電流変化を適正に把握できる。 When switching the first switch circuit SW1 from off to on, the direction of the current may be determined first. In this case, the first switching element 30A, which is the power supply side element, is first switched on, and the direction of the current is determined based on the change in the current accompanying the on switching. If no current flows even when the first switching element 30A, which is the power supply side element, is turned on, it is determined that this element 30A is on the downstream side of energization. On the other hand, if the element 30A is turned on and a current flows, it is determined that this element is on the upstream side of energization. In this way, when switching from the off state to the on state, even if the direction of the current cannot be grasped in advance, the direction of the current can be grasped, and each switching element 30 is based on the grasped direction of the current. By defining the on / off switching order of, the current change caused by the abnormality of the switching element 30 can be properly grasped.

なお、電源側素子である第1スイッチング素子30Aをオンにしても、電流I1が変化せず、中間電圧V1が電源電圧に応じた電圧値とならない場合には、この素子30A自体に異常が発生していると判定する。これにより、素子30A自体に異常が発生しているのか、通電下流側になるから電流が流れないのかを判別することができる。 If the current I1 does not change and the intermediate voltage V1 does not reach the voltage value corresponding to the power supply voltage even when the first switching element 30A, which is the power supply side element, is turned on, an abnormality occurs in the element 30A itself. Judge that it is. This makes it possible to determine whether an abnormality has occurred in the element 30A itself or whether a current does not flow because it is on the downstream side of energization.

また、電流の向きの判定を行った電源側素子である順方向素子30Aが設けられていない回路部である第2回路部C2の逆方向素子30Dから通電を行うように切替順序を設定している。これにより、順方向素子30Aをオフにした過渡状態の影響を受けることを抑制することができる。 Further, the switching order is set so that the power is supplied from the reverse element 30D of the second circuit unit C2, which is a circuit unit in which the forward element 30A, which is the power supply side element for which the direction of the current is determined, is not provided. There is. As a result, it is possible to suppress the influence of the transient state in which the forward element 30A is turned off.

図10は、第1スイッチ回路SW1のオンオフを切り替える際のフローチャートである。本フローチャートによる処理は、制御装置21により、周期的に実行される。なお、図10では、第1スイッチ回路SW1を対象としているが、第2スイッチ回路SW2についても同様の処理を実施する。 FIG. 10 is a flowchart for switching on / off of the first switch circuit SW1. The process according to this flowchart is periodically executed by the control device 21. Although the first switch circuit SW1 is targeted in FIG. 10, the same processing is performed for the second switch circuit SW2.

S10では、各蓄電池11,12の充電状況等に基づいて、各スイッチ回路SW1,SW2のうちオン状態にするスイッチ回路を切り替えるかを判定する。具体的には、各蓄電池11,12の充電状況等に基づいて、第1スイッチ回路SW1をオン状態からオフ状態又はオフ状態からオン状態にするかを判定する。第1スイッチ回路SW1のオンオフを切り替える状態でないと判定されている場合(S10:No)には、本フローチャートの処理を終了する。 In S10, it is determined whether to switch the switch circuit to be turned on among the switch circuits SW1 and SW2 based on the charging status of the storage batteries 11 and 12 and the like. Specifically, it is determined whether the first switch circuit SW1 is changed from the on state to the off state or from the off state to the on state based on the charging status of each of the storage batteries 11 and 12. If it is determined that the first switch circuit SW1 is not in a state of switching on / off (S10: No), the process of this flowchart ends.

S10で、第1スイッチ回路SW1のオンオフを切り替える状態であると判定されている場合(S10:Yes)には、S11に進む。S11では、異常の判定対象を設定する。具体的には、第1回路部C1及び第2回路部C2の両方を異常判定対象とするのか、いずれか一方を異常判定対象とするのかを設定する。異常判定対象は、異常判定を前回実施してからの経過時間等に基づいて設定される。 If it is determined in S10 that the first switch circuit SW1 is in a state of switching on / off (S10: Yes), the process proceeds to S11. In S11, the abnormality determination target is set. Specifically, it is set whether both the first circuit unit C1 and the second circuit unit C2 are the abnormality determination targets, or one of them is the abnormality determination target. The abnormality determination target is set based on the elapsed time or the like since the previous abnormality determination was performed.

S12では、第1スイッチ回路SW1がオン状態からオフ状態になるのかを判定する。S12で、第1スイッチ回路SW1がオン状態からオフ状態になる場合、つまりオンオフの切替前の第1スイッチ回路SW1がオン状態である場合であると判定されると(S12:Yes)、S21に進む。 In S12, it is determined whether the first switch circuit SW1 changes from the on state to the off state. If it is determined in S12 that the first switch circuit SW1 is in the off state from the on state, that is, the first switch circuit SW1 before the on / off switching is in the on state (S12: Yes), S21 is set. move on.

S21では、電流の向きを取得する。第1スイッチ回路SW1がオン状態では、各電流センサ40A,40Bが各回路部C1,C2に流れる電流を検出している。そして、各回路部C1,C2に流れる電流の検出値から電流の向きを特定することができる。 In S21, the direction of the current is acquired. When the first switch circuit SW1 is on, the current sensors 40A and 40B detect the current flowing through the circuit units C1 and C2. Then, the direction of the current can be specified from the detected value of the current flowing through the circuit units C1 and C2.

S22では、各スイッチング素子30の切替順序を設定する。第1スイッチ回路SW1のオンオフ切替がオン状態からオフ状態への切替とオフ状態からオン状態への切替とのいずれであるか(第1条件)と、その切替時の電流の向き(第2条件)と、異常判定対象(第3条件)とに応じて切替順序を設定する。なお、S22が「設定部」に相当する。 In S22, the switching order of each switching element 30 is set. Whether the on / off switching of the first switch circuit SW1 is switching from the on state to the off state or switching from the off state to the on state (first condition) and the direction of the current at the time of the switching (second condition). ) And the abnormality determination target (third condition), the switching order is set. Note that S22 corresponds to the "setting unit".

異常判定対象が両回路部C1,C2であって、第1スイッチ回路SW1のオンオフ切替がオン状態からオフ状態への切替である場合には、図3(b)に示す切替順序を、各スイッチング素子30をオフする際の切替順序とする。また、異常判定対象が両回路部C1,C2であって、第1スイッチ回路SW1のオンオフ切替がオフ状態からオン状態への切替である場合には、図3(c)に示す切替順序を、各スイッチング素子30をオンする際の切替順序とする。 When the abnormality determination target is both circuit units C1 and C2 and the on / off switching of the first switch circuit SW1 is switching from the on state to the off state, the switching order shown in FIG. 3B is changed for each switching. This is the switching order when the element 30 is turned off. Further, when the abnormality determination target is both circuit units C1 and C2 and the on / off switching of the first switch circuit SW1 is the switching from the off state to the on state, the switching order shown in FIG. 3C is changed. This is the switching order when each switching element 30 is turned on.

続くS23では、S22で設定した切替順序に応じて、各スイッチング素子30のオンオフの切替を実施する。そして、S24では、各スイッチング素子30のオンオフを切り替えた際の、各回路部C1,C2に流れる各電流I1,I2及び各中間電圧V1,V2を取得する。具体的には、各スイッチング素子30のオンオフを切り替えた際の各電流センサ40A,40B及び各電圧センサ45A,45Bで検出した値を取得する。そして、S40では、異常判定対象となる各回路部C1,C2の異常判定を実施する。異常判定については後述する。なお、S24が「電流取得部」、「中間電圧取得部」及び「電圧取得部」に相当し、S40が「異常判定部」に相当する。 In the following S23, on / off switching of each switching element 30 is performed according to the switching order set in S22. Then, in S24, the currents I1 and I2 flowing through the circuit units C1 and C2 and the intermediate voltages V1 and V2 when the switching elements 30 are switched on and off are acquired. Specifically, the values detected by the current sensors 40A and 40B and the voltage sensors 45A and 45B when the switching elements 30 are switched on and off are acquired. Then, in S40, the abnormality determination of each circuit unit C1 and C2 to be the abnormality determination target is performed. The abnormality determination will be described later. In addition, S24 corresponds to "current acquisition unit", "intermediate voltage acquisition unit" and "voltage acquisition unit", and S40 corresponds to "abnormality determination unit".

S12で、第1スイッチ回路SW1がオン状態からオフ状態になる場合でない、つまりオンオフの切替前の第1スイッチ回路SW1がオフ状態である場合と判定されると(S12:No)、S31に進む。 If it is determined in S12 that the first switch circuit SW1 is not in the off state from the on state, that is, the first switch circuit SW1 before switching on / off is in the off state (S12: No), the process proceeds to S31. ..

S31では、電流の向きを判定する必要があるかを判定する。第1スイッチ回路SW1のオフ状態では、各電流センサ40A,40Bが電流を検出しておらず、各電流センサ40A,40Bの検出値から電流の向きを判定することができない。そこで、電流の向きを判定する必要があるか、具体的には、第1スイッチ回路SW1外部の情報、例えば、外部端子P1,P2の電圧から電流の向きを推定できるかを判定する。外部端子P1,P2の電圧(電圧検出器23,24の検出値)から電流の向きを推定でき、電流の向きを判定する必要がない場合(S31:No)には、S21に進む。なお、意図せぬ向きで電流が流れる可能性を考慮し、常に、S32に進むようにしてもよい。 In S31, it is determined whether or not it is necessary to determine the direction of the current. In the off state of the first switch circuit SW1, the current sensors 40A and 40B do not detect the current, and the direction of the current cannot be determined from the detected values of the current sensors 40A and 40B. Therefore, it is determined whether it is necessary to determine the direction of the current, specifically, whether the direction of the current can be estimated from the information outside the first switch circuit SW1, for example, the voltage of the external terminals P1 and P2. If the direction of the current can be estimated from the voltages of the external terminals P1 and P2 (detected values of the voltage detectors 23 and 24) and it is not necessary to determine the direction of the current (S31: No), the process proceeds to S21. In consideration of the possibility that the current flows in an unintended direction, the process may always proceed to S32.

S21では、電流の向きを取得する。外部端子P1,P2の電圧に基づいて、電流の向きを推定し、S22以降の処理を行う。 In S21, the direction of the current is acquired. The direction of the current is estimated based on the voltages of the external terminals P1 and P2, and the processing after S22 is performed.

S40の異常判定処理について、図11を用いて説明する。図11は、異常判定処理を実施するためのフローチャートである。 The abnormality determination process of S40 will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a flowchart for carrying out the abnormality determination process.

S41では、異常判定対象の逆方向素子のオンオフを切り替えた際に、電流変化があったかを判定する。S41で、電流変化がなかった場合(S41:No)、S42では、逆方向素子のオンオフを切り替えた際に、異常判定対象のスイッチ回路が設けられた経路の電圧に変化があったかを判定する。 In S41, it is determined whether or not there is a current change when the on / off of the reverse direction element to be determined for abnormality is switched. In S41, when there is no change in current (S41: No), in S42, when the on / off of the reverse direction element is switched, it is determined whether or not there is a change in the voltage of the path provided with the switch circuit to be determined for abnormality.

S42で、電圧に変化がなかった場合(S42:No)、S43では、逆方向素子の異常であると判定し、フェイルセーフ処理を行う。具体的には、フェイルセーフ処理として、第1スイッチ回路SW1と第2スイッチ回路SW2との切替を中止する。つまり、第1スイッチ回路SW1をオン状態からオフ状態に切り替える場合には、第1スイッチ回路SW1をオン状態に、つまり第1スイッチ回路SW1の全てのスイッチング素子30をオンにする。同時に、第2スイッチ回路SW2をオフ状態に、つまり第2スイッチ回路SW2の全てのスイッチング素子をオフにする。第1スイッチ回路SW1をオフ状態からオン状態に切り替える場合には、第1スイッチ回路SW1をオフ状態にし、第2スイッチ回路SW2をオン状態にする。また、異常をECU22等に通知する。 If there is no change in the voltage in S42 (S42: No), in S43, it is determined that the element in the reverse direction is abnormal, and a fail-safe process is performed. Specifically, as a fail-safe process, switching between the first switch circuit SW1 and the second switch circuit SW2 is stopped. That is, when the first switch circuit SW1 is switched from the on state to the off state, the first switch circuit SW1 is turned on, that is, all the switching elements 30 of the first switch circuit SW1 are turned on. At the same time, the second switch circuit SW2 is turned off, that is, all the switching elements of the second switch circuit SW2 are turned off. When switching the first switch circuit SW1 from the off state to the on state, the first switch circuit SW1 is turned off and the second switch circuit SW2 is turned on. In addition, the abnormality is notified to the ECU 22 and the like.

また、S42で、電圧に変化があった場合(S42:Yes)、S44では、電流センサの異常であると判定し、フェイルセーフ処理を行う。具体的には、フェイルセーフ処理として、一方の電流センサの異常の場合に他方の電流センサの値を用いるようにしつつ、異常をECU22等に通知する。 Further, in S42, when there is a change in voltage (S42: Yes), in S44, it is determined that the current sensor is abnormal, and a fail-safe process is performed. Specifically, as a fail-safe process, in the case of an abnormality in one current sensor, the value of the other current sensor is used, and the abnormality is notified to the ECU 22 or the like.

第1スイッチ回路SW1のオンからオフへの切替時には、例えば、図4(a1)に示すように、第1回路部C1において逆方向素子30Aのオフ切替時に電流I1の変化が生じておらず、かつ中間電圧V1の変化が生じていないことに基づいて、逆方向素子30Aが異常であると判定される。また、図4(a3)に示すように、逆方向素子30Aのオフ切替時に電流I1の変化が生じておらず、かつ中間電圧V1の変化が生じていることに基づいて、第1電流センサ40Aが異常であると判定される。第2回路部C2においても同様である。 When the first switch circuit SW1 is switched from on to off, for example, as shown in FIG. 4A1, the current I1 does not change when the reverse element 30A is switched off in the first circuit unit C1. Moreover, it is determined that the reverse element 30A is abnormal based on the fact that the intermediate voltage V1 has not changed. Further, as shown in FIG. 4A3, the first current sensor 40A is based on the fact that the current I1 does not change and the intermediate voltage V1 changes when the reverse element 30A is switched off. Is determined to be abnormal. The same applies to the second circuit unit C2.

また、第1スイッチ回路SW1のオフからオンへの切替時には、例えば、図6(a1)に示すように、第1回路部C1において逆方向素子30Aのオン切替時に電流I1の変化が生じておらず、かつ中間電圧V1の変化が生じていないことに基づいて、逆方向素子30Aが異常であると判定される。また、図6(a3)に示すように、逆方向素子30Aのオン切替時に電流I1の変化が生じておらず、かつ中間電圧V1の変化が生じていることに基づいて、第1電流センサ40Aが異常であると判定される。第2回路部C2においても同様である。 Further, when the first switch circuit SW1 is switched from off to on, for example, as shown in FIG. 6A1, a change in the current I1 occurs when the reverse element 30A is switched on in the first circuit unit C1. It is determined that the reverse element 30A is abnormal based on the fact that the intermediate voltage V1 has not changed. Further, as shown in FIG. 6A, the first current sensor 40A is based on the fact that the current I1 does not change and the intermediate voltage V1 changes when the reverse element 30A is switched on. Is determined to be abnormal. The same applies to the second circuit unit C2.

S41で、逆方向素子のオンオフを切り替えた際に電流変化があった場合(S41:Yes)、逆方向素子及び電流センサには異常がないと判定し、S45に進む。S45では、異常判定対象の順方向素子のオンオフを切り替えた際に、電流変化があったかを判定する。S45で、電流変化がなかった場合(S45:No)、S46では、順方向素子の異常であると判定し、フェイルセーフ処理を行う。具体的には、フェイルセーフ処理として、第1スイッチ回路SW1と第2スイッチ回路SW2との切替を中止しつつ、異常をECU22等に通知する。 If there is a current change when the reverse element is switched on and off in S41 (S41: Yes), it is determined that there is no abnormality in the reverse element and the current sensor, and the process proceeds to S45. In S45, it is determined whether or not there is a current change when the forward element of the abnormality determination target is switched on and off. In S45, when there is no change in current (S45: No), in S46, it is determined that the forward element is abnormal, and a fail-safe process is performed. Specifically, as a fail-safe process, the ECU 22 or the like is notified of an abnormality while stopping the switching between the first switch circuit SW1 and the second switch circuit SW2.

第1スイッチ回路SW1のオンからオフへの切替時には、例えば、図4(a2)に示すように、第1回路部C1において順方向素子30Bのオフ切替時に電流I1の変化が生じていないことに基づいて、順方向素子30Bが異常であると判定される。第2回路部C2においても同様である。また、第1スイッチ回路SW1のオフからオンへの切替時には、例えば、図6(a2)に示すように、第1回路部C1において順方向素子30Bのオン切替時に電流I1の変化が生じていないことに基づいて、順方向素子30Bが異常であると判定される。第2回路部C2においても同様である。 When the first switch circuit SW1 is switched from on to off, for example, as shown in FIG. 4A2, the current I1 does not change when the forward element 30B is switched off in the first circuit unit C1. Based on this, it is determined that the forward element 30B is abnormal. The same applies to the second circuit unit C2. Further, when the first switch circuit SW1 is switched from off to on, for example, as shown in FIG. 6A2, the current I1 does not change when the forward element 30B is switched on in the first circuit unit C1. Based on this, it is determined that the forward element 30B is abnormal. The same applies to the second circuit unit C2.

S45で、順方向素子のオンオフを切り替えた際に、電流変化があった場合(S45:Yes)、順方向素子には異常がないと判定し、S47に進む。S47では、逆方向素子のオンオフを切り替えた際に、異常判定対象のスイッチ回路が設けられた経路の電圧に変化があったかを判定する。S47で、電圧に変化がなかった場合(S47:No)、S48では、電圧センサの異常であると判定し、フェイルセーフ処理を行う。具体的には、フェイルセーフ処理として、一方の電圧センサの異常の場合に他方の電圧センサの値を用いるようにしつつ、異常をECU22等に通知する。 If there is a current change when the forward element is switched on and off in S45 (S45: Yes), it is determined that there is no abnormality in the forward element, and the process proceeds to S47. In S47, when the on / off of the reverse direction element is switched, it is determined whether or not there is a change in the voltage of the path provided with the switch circuit to be determined for abnormality. If there is no change in the voltage in S47 (S47: No), in S48, it is determined that the voltage sensor is abnormal, and a fail-safe process is performed. Specifically, as a fail-safe process, in the case of an abnormality in one voltage sensor, the value of the other voltage sensor is used, and the abnormality is notified to the ECU 22 or the like.

第1スイッチ回路SW1のオンからオフへの切替時には、例えば、図4(a4)に示すように、逆方向素子30Aのオフ切替時に中間電圧V1の変化が生じていないことに基づいて、第1電圧センサ45Aが異常であると判定される。第2回路部C2においても同様である。また、第1スイッチ回路SW1のオフからオンへの切替時には、図6(a4)に示すように、逆方向素子30Aのオン切替時に中間電圧V1の変化が生じていないことに基づいて、第1電圧センサ45Aが異常であると判定される。第2回路部C2においても同様である。 When switching the first switch circuit SW1 from on to off, for example, as shown in FIG. 4A4, the first switch circuit is based on the fact that the intermediate voltage V1 does not change when the reverse element 30A is switched off. It is determined that the voltage sensor 45A is abnormal. The same applies to the second circuit unit C2. Further, when the first switch circuit SW1 is switched from off to on, as shown in FIG. 6A4, the first switch circuit SW1 is first based on the fact that the intermediate voltage V1 does not change when the reverse element 30A is switched on. It is determined that the voltage sensor 45A is abnormal. The same applies to the second circuit unit C2.

図10のフローチャートに戻って説明する。S40で、図11の異常判定処理を実行すると、フローチャートの処理を終了する。 The following will be described by returning to the flowchart of FIG. When the abnormality determination process of FIG. 11 is executed in S40, the process of the flowchart ends.

また、S31で、電流の向きを判定する必要があると判定した場合(S31:Yes)には、S32に進む。S32では、電源である鉛蓄電池11側のスイッチング素子である電源側素子のオンオフを切り替える。 If it is determined in S31 that the direction of the current needs to be determined (S31: Yes), the process proceeds to S32. In S32, the power supply side element, which is the switching element on the lead storage battery 11 side, which is the power supply, is switched on and off.

S33では、電源側素子に異常が有るかを判定する。具体的には、各電流センサ40A,40Bで検出した電流I1,I2及び各電圧センサ45A,45Bで検出した中間電圧V1,V2に変化があるかを判定する。各電流I1,I2及び各中間電圧V1,V2に変化がない場合(S33:Yes)には、電源側素子が異常であると判定し、S34に進む。 In S33, it is determined whether or not there is an abnormality in the power source side element. Specifically, it is determined whether or not there is a change in the currents I1 and I2 detected by the current sensors 40A and 40B and the intermediate voltages V1 and V2 detected by the voltage sensors 45A and 45B. When there is no change in the currents I1 and I2 and the intermediate voltages V1 and V2 (S33: Yes), it is determined that the power source side element is abnormal, and the process proceeds to S34.

例えば、図6(a1)に示すように、第1回路部C1において電源側素子である逆方向素子30Aのオン切替時に電流I1の変化が生じておらず、かつ中間電圧V1の変化が生じていないことに基づいて、逆方向素子30Aが異常であると判定される。また、図8(a1)に示すように、第1回路部C1において電源側素子である順方向素子30Aのオン切替時に電流I1の変化が生じておらず、かつ中間電圧V1の変化が生じていないことに基づいて、順方向素子30Aが異常であると判定される。 For example, as shown in FIG. 6A1, the current I1 does not change and the intermediate voltage V1 does not change when the reverse element 30A, which is the power supply side element, is switched on in the first circuit unit C1. Based on the absence, it is determined that the reverse element 30A is abnormal. Further, as shown in FIG. 8A1, the current I1 does not change and the intermediate voltage V1 changes when the forward element 30A, which is the power supply side element, is switched on in the first circuit unit C1. Based on the absence, it is determined that the forward element 30A is abnormal.

S34では、電源側素子の異常であるとして、フェイルセーフ処理を行う。具体的には、フェイルセーフ処理として、第1スイッチ回路SW1と第2スイッチ回路SW2との切替を中止しつつ、異常をECU22等に通知する。 In S34, a fail-safe process is performed on the assumption that the power source side element is abnormal. Specifically, as a fail-safe process, the ECU 22 or the like is notified of an abnormality while stopping the switching between the first switch circuit SW1 and the second switch circuit SW2.

電流I1,I2や中間電圧V1,V2に変化がある場合(S33:No)には、電源側素子に異常がないと判定し、S35に進む。S35では、電源側素子のオンオフを切り替えに伴う電流の変化に基づいて、電流の向きを判定する。具体的には、電源側素子のオンオフに伴い電流に変化がある場合には、オンにした電源素子が通電上流側になる向きで電流が流れると判定する。一方、電流に変化がない場合には、オンにしたスイッチング素子が通電下流側となる向きで電流が流れると判定する。なお、S35が「電流判定部」に相当する。 When there is a change in the currents I1 and I2 and the intermediate voltages V1 and V2 (S33: No), it is determined that there is no abnormality in the power source side element, and the process proceeds to S35. In S35, the direction of the current is determined based on the change in the current accompanying the switching on / off of the power source side element. Specifically, when the current changes with the on / off of the power supply side element, it is determined that the current flows in the direction in which the turned on power supply element is on the upstream side of energization. On the other hand, when there is no change in the current, it is determined that the current flows in the direction in which the switched element turned on is on the downstream side of the energization. In addition, S35 corresponds to a "current determination unit".

S36では、S35で判定した電流の向きに基づいて、各スイッチング素子30の切替順序を設定する。異常判定対象が両回路部C1,C2であって、鉛蓄電池11側から回転電機15側に電流が流れ、第1スイッチ回路SW1のオンオフ切替がオフ状態からオン状態への切替である場合には、図3(c)に示す切替順序を、各スイッチング素子30をオンする際の切替順序とする。異常判定対象が両回路部C1,C2であって、回転電機15側から鉛蓄電池11側に電流が流れ、第1スイッチ回路SW1のオンオフ切替がオフ状態からオン状態への切替である場合には、図8(a0)に示す切替順序を、各スイッチング素子30をオンする際の切替順序とする。 In S36, the switching order of each switching element 30 is set based on the direction of the current determined in S35. When the abnormality determination target is both circuit units C1 and C2, a current flows from the lead-acid battery 11 side to the rotary electric machine 15 side, and the on / off switching of the first switch circuit SW1 is from the off state to the on state. , The switching order shown in FIG. 3C is the switching order when each switching element 30 is turned on. When the abnormality determination target is both circuit units C1 and C2, a current flows from the rotary electric machine 15 side to the lead storage battery 11 side, and the on / off switching of the first switch circuit SW1 is from the off state to the on state. , The switching order shown in FIG. 8A0 is the switching order when each switching element 30 is turned on.

S37では、S36で設定した切替順序に応じて、各スイッチング素子30のオンオフが切り替えられる。そして、S38では、各スイッチング素子30のオンオフを切り替えた際の、各回路部C1,C2に流れる各電流I1,I2及び各中間電圧V1,V2を取得する。そして、S40では、異常判定処理を実行して、処理を終了する。 In S37, the on / off of each switching element 30 is switched according to the switching order set in S36. Then, in S38, the currents I1 and I2 flowing through the circuit units C1 and C2 and the intermediate voltages V1 and V2 when the switching elements 30 are switched on and off are acquired. Then, in S40, the abnormality determination process is executed and the process is terminated.

次に、異常判定対象が第1回路部C1だけの場合の切替順序の設定および異常判定処理について説明する。図12は、第1スイッチ回路SW1をオン状態からオフ状態に切り替える場合のタイムチャートである。図12では、鉛蓄電池11側から回転電機15側に電流が流れており、第1回路部C1のみを異常判定の対象としている。 Next, the setting of the switching order and the abnormality determination process when the abnormality determination target is only the first circuit unit C1 will be described. FIG. 12 is a time chart when the first switch circuit SW1 is switched from the on state to the off state. In FIG. 12, a current flows from the lead-acid battery 11 side to the rotary electric machine 15 side, and only the first circuit unit C1 is targeted for abnormality determination.

第1スイッチ回路SW1のオンからオフへの切替時には、図12(a0)に示すように、順方向素子30B→逆方向素子30C及び順方向素子30D→逆方向素子30Aの順で切替順序が設定され、異常判定対象となる第1回路部C1の第1スイッチング素子30A,30Bが異なるタイミングとなるように、各スイッチング素子30がオンからオフに切り替えられる。なお、切替にかかる時間を抑制するために、異常判定の対象となっていない第2スイッチング素子30C,30Dは同時にオフにされることが望ましい。 When switching the first switch circuit SW1 from on to off, as shown in FIG. 12A0, the switching order is set in the order of forward element 30B → reverse element 30C and forward element 30D → reverse element 30A. Then, each switching element 30 is switched from on to off so that the first switching elements 30A and 30B of the first circuit unit C1 which are the targets of abnormality determination have different timings. It is desirable that the second switching elements 30C and 30D, which are not subject to abnormality determination, are turned off at the same time in order to suppress the time required for switching.

各タイミングについて具体的に説明する。順方向素子30Bがオフに切り替えられるタイミングt31では、順方向の寄生ダイオード31により順方向素子30Bの導通状態は継続されるものの、経路抵抗が増加する。そのため、第1回路部C1に流れる電流I1が減少する。また、第1回路部C1及び第2回路部C2の経路抵抗の差に応じて、第2回路部C2に流れる電流I2が増加する。 Each timing will be described in detail. At the timing t31 when the forward element 30B is switched off, the conductive state of the forward element 30B is continued by the forward parasitic diode 31, but the path resistance increases. Therefore, the current I1 flowing through the first circuit unit C1 is reduced. Further, the current I2 flowing through the second circuit unit C2 increases according to the difference in the path resistance between the first circuit unit C1 and the second circuit unit C2.

逆方向素子30C及び順方向素子30Dがオフに切り替えられるタイミングt32では、逆方向素子30Cの導通遮断に伴い、第2回路部C2の通電が遮断される。そのため、電流I2もゼロになる。また、第2回路部C2の通電遮断に伴い、第2回路部C2の中間電圧V2がゼロになる。さらに、第1スイッチ回路SW1の通電が第1回路部C1及び第2回路部C2の並列通電から、第1回路部C1のみの通電に切り替わるため、電流I1が増加する。 At the timing t32 when the reverse element 30C and the forward element 30D are switched off, the energization of the second circuit unit C2 is cut off as the continuity of the reverse element 30C is cut off. Therefore, the current I2 also becomes zero. Further, the intermediate voltage V2 of the second circuit unit C2 becomes zero as the energization of the second circuit unit C2 is cut off. Further, since the energization of the first switch circuit SW1 is switched from the parallel energization of the first circuit section C1 and the second circuit section C2 to the energization of only the first circuit section C1, the current I1 increases.

逆方向素子30Aがオフに切り替えられるタイミングt3では、逆方向素子30Dの導通遮断に伴い、第1回路部C1の通電が遮断される。そのため、電流I1がゼロになる。さらに、第1回路部C1の通電遮断に伴い、第1回路部C1の中間電圧V1がゼロになる。 At the timing t3 when the reverse direction element 30A is switched off, the energization of the first circuit unit C1 is cut off as the reverse direction element 30D is cut off. Therefore, the current I1 becomes zero. Further, the intermediate voltage V1 of the first circuit unit C1 becomes zero as the energization of the first circuit unit C1 is cut off.

第1回路部C1においては、図12(a1)に示す逆方向素子30Aのオン故障、図12(a2)に示す順方向素子30Bのオン故障、図12(a3)に示す第1電流センサ40Aの故障、図12(a4)に示す第1電圧センサ45Aの故障について異常判定が可能である。なお、図12において、各スイッチング素子30A〜30Dの切替順序は、図12(a0)と同様である。なお、具体的な判定方法については、図4とほぼ同じであるため、その説明を省略する。 In the first circuit unit C1, the reverse element 30A shown in FIG. 12 (a1) is turned on, the forward element 30B shown in FIG. 12 (a2) is turned on, and the first current sensor 40A shown in FIG. 12 (a3) is turned on. It is possible to determine an abnormality about the failure of the first voltage sensor 45A shown in FIG. 12 (a4). In FIG. 12, the switching order of the switching elements 30A to 30D is the same as that in FIG. 12 (a0). Since the specific determination method is almost the same as that in FIG. 4, the description thereof will be omitted.

図13は、第1スイッチ回路SW1をオフ状態からオン状態に切り替える場合のタイムチャートである。図13では、鉛蓄電池11側から回転電機15側に電流が流れており、第1回路部C1のみを異常判定の対象としている。この場合の切替順序の設定について説明する。 FIG. 13 is a time chart when the first switch circuit SW1 is switched from the off state to the on state. In FIG. 13, a current flows from the lead-acid battery 11 side to the rotary electric machine 15 side, and only the first circuit unit C1 is targeted for abnormality determination. The setting of the switching order in this case will be described.

第1スイッチ回路SW1のオフからオンへの切替時には、図13(a0)に示すように、逆方向素子30C及び順方向素子30D→逆方向素子30A→順方向素子30Bの順で切替順序が設定され、異常判定対象となる第1回路部C1の第1スイッチング素子30A,30Bが異なるタイミングとなるように、各スイッチング素子30がオフからオンに切り替えられる。なお、切替にかかる時間を抑制するために、異常判定の対象となっていない第2スイッチング素子30C,30Dは同時にオンにされることが望ましい。 When switching the first switch circuit SW1 from off to on, as shown in FIG. 13 (a0), the switching order is set in the order of the reverse element 30C and the forward element 30D → the reverse element 30A → the forward element 30B. Then, each switching element 30 is switched from off to on so that the first switching elements 30A and 30B of the first circuit unit C1 which are the targets of abnormality determination have different timings. It is desirable that the second switching elements 30C and 30D, which are not subject to abnormality determination, are turned on at the same time in order to suppress the time required for switching.

各タイミングについて具体的に説明する。逆方向素子30C及び順方向素子30Dがオンに切り替えられるタイミングt41では、第2回路部C2が通電状態となり、電流I2が流れる。また、中間電圧V2が発生する。 Each timing will be described in detail. At the timing t41 when the reverse element 30C and the forward element 30D are switched on, the second circuit unit C2 is energized and the current I2 flows. Further, an intermediate voltage V2 is generated.

逆方向素子30Aがオンに切り替えられるタイミングt42では、第1回路部C1が通電状態となり、電流I1が流れる。また、中間電圧V1が発生する。また、第1回路部C1が通電状態となることで、電流I2が減少する。 At the timing t42 when the reverse element 30A is switched on, the first circuit unit C1 is energized and the current I1 flows. Further, an intermediate voltage V1 is generated. Further, when the first circuit unit C1 is energized, the current I2 is reduced.

順方向素子30Bがオンに切り替えられるタイミングt43では、順方向素子30Bの経路抵抗が減少し、各回路部C1,C2で経路抵抗が等しい状態になるため、電流I2が減少するとともに電流I1が増加し、各回路部C1,C2に流れる電流I1,I2が等しい状態となる。 At the timing t43 when the forward element 30B is switched on, the path resistance of the forward element 30B decreases and the path resistances of the circuit units C1 and C2 become equal, so that the current I2 decreases and the current I1 increases. Then, the currents I1 and I2 flowing through the circuit units C1 and C2 are equal.

第1回路部C1においては、図13(a1)に示す逆方向素子30Aのオン故障、図13(a2)に示す順方向素子30Bのオン故障、図13(a3)に示す第1電流センサ40Aの故障、図13(a4)に示す第1電圧センサ45Aの故障について異常判定が可能である。なお、図13において、各スイッチング素子30A〜30Dの切替順序は、図13(a0)と同様である。なお、具体的な判定方法については、図6とほぼ同じであるため、その説明を省略する。 In the first circuit unit C1, the reverse element 30A shown in FIG. 13 (a1) is turned on, the forward element 30B shown in FIG. 13 (a2) is turned on, and the first current sensor 40A shown in FIG. 13 (a3) is turned on. It is possible to determine an abnormality about the failure of the first voltage sensor 45A shown in FIG. 13 (a4). In FIG. 13, the switching order of the switching elements 30A to 30D is the same as that in FIG. 13 (a0). Since the specific determination method is almost the same as that in FIG. 6, the description thereof will be omitted.

以上のように、各スイッチング素子30の切替順序を設定し、各スイッチング素子30のオンオフに伴う電流の変化に基づいて、各スイッチング素子30の異常判定を実施することができる。また、第1スイッチ回路SW1と第2スイッチ回路SW2の両方がオン状態となる重複期間に異常判定を実施することで、各スイッチ回路SW1,SW2のスイッチング素子30に異常が見つかった場合に、オン状態となるスイッチ回路の切替を中止する等電源失陥を防ぐ対応をフェイルセーフ処理として行うことができる。 As described above, the switching order of each switching element 30 can be set, and the abnormality determination of each switching element 30 can be performed based on the change in the current accompanying the on / off of each switching element 30. Further, by performing an abnormality determination during the overlapping period in which both the first switch circuit SW1 and the second switch circuit SW2 are in the ON state, when an abnormality is found in the switching element 30 of each switch circuit SW1 and SW2, the abnormality is turned on. As a fail-safe process, it is possible to take measures to prevent power failure, such as stopping the switching of the switch circuit that is in a state.

以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。 According to the present embodiment described in detail above, the following excellent effects can be obtained.

本実施形態では、第1スイッチ回路SW1のオンオフが切り替えられる場合において、その切替がオン状態からオフ状態への切替とオフ状態からオン状態への切替とのいずれであるか(第1条件)と、その切替時の電流の向き(第2条件)とに基づいて、2つの第1スイッチング素子30A,30Bと2つの第2スイッチング素子30C,30Dとのオンオフの切替順序を設定するようにした。この場合、これら各条件に応じて、各スイッチング素子30のオンオフの切替順序を定めることで、スイッチング素子30の異常に起因して生じる電流変化を適正に把握できる。そして、切替順序に応じて各スイッチング素子30のオンオフが切り替えられる場合において、取得電流に基づいて第1回路部C1及び第2回路部C2のうち少なくとも一方の異常判定を実施することで、各回路部C1,C2の異常判定を適正に実施することができる。 In the present embodiment, when the on / off of the first switch circuit SW1 is switched, whether the switching is from the on state to the off state or from the off state to the on state (first condition). , The on / off switching order between the two first switching elements 30A and 30B and the two second switching elements 30C and 30D is set based on the direction of the current at the time of switching (second condition). In this case, by determining the on / off switching order of each switching element 30 according to each of these conditions, it is possible to appropriately grasp the current change caused by the abnormality of the switching element 30. Then, when the on / off of each switching element 30 is switched according to the switching order, each circuit is determined to have an abnormality of at least one of the first circuit unit C1 and the second circuit unit C2 based on the acquired current. The abnormality determination of parts C1 and C2 can be properly performed.

寄生ダイオード31が互いに逆向きに接続された2つのスイッチング素子30を有する構成では、スイッチング素子30の切替順序によっては、通電状態の変化が生じない。そこで、第1スイッチ回路SW1のオンオフの切替時における電流の向きに応じて、いずれか一方のスイッチング素子30が順方向素子、他方のスイッチング素子30が逆方向素子になり、各スイッチング素子30の切替順序として、逆方向素子がオンになっている状態で、順方向素子のオンオフが切り替えられるような順序が設定される。これにより、経路L11,L12に電流が流れている状態で、順方向素子のオンオフが切り替えられ、経路L11.L12の経路抵抗が変化する。そして、順方向素子のオンまたはオフに伴って、電流変化が生じたかによって、順方向素子の異常を判定することができる。 In the configuration having two switching elements 30 in which the parasitic diodes 31 are connected in opposite directions to each other, the energization state does not change depending on the switching order of the switching elements 30. Therefore, depending on the direction of the current when the first switch circuit SW1 is switched on and off, one of the switching elements 30 becomes a forward element and the other switching element 30 becomes a reverse element, and each switching element 30 is switched. As the order, an order is set so that the forward element can be turned on and off while the reverse element is on. As a result, the forward element is switched on and off while the current is flowing through the paths L11 and L12, and the path L11. The path resistance of L12 changes. Then, it is possible to determine the abnormality of the forward element depending on whether or not a current change occurs as the forward element is turned on or off.

異常判定対象である第1回路部C1の順方向素子のオンオフは、第1回路部C1の逆方向素子がオンになっていることで、第1経路L11が通電されており、かつ第2経路L12が通電されている状態で切り替えられるように切替順序が設定されている。つまり、第1経路L11と第2経路L12が共に通電されている状態で、第1経路L11の順方向素子のオンオフが切り替えられるように切替順序が設定されている。第1経路L11と第2経路L12が共に通電されている状態では、第1経路L11と第2経路L12が所定の分流比で流れている。この状態で、順方向素子のオンオフが切り替えられると、第1経路L11の経路抵抗が変更されるため、第1経路L11と第2経路L12の分流比が変わる。そのため、第2経路L12が通電されていない状態で順方向素子のオンオフを切り替えた場合に比べて電流変化が顕著になり、第1経路L11が通電状態で、順方向素子のオンまたはオフに伴う電流変化が生じたかによって、順方向素子の異常をより確実に判定することができる。 As for the on / off of the forward element of the first circuit unit C1 which is the abnormality determination target, the reverse element of the first circuit unit C1 is turned on, so that the first path L11 is energized and the second path is energized. The switching order is set so that the switching can be performed while the L12 is energized. That is, the switching order is set so that the on / off of the forward element of the first path L11 can be switched while both the first path L11 and the second path L12 are energized. In a state where both the first path L11 and the second path L12 are energized, the first path L11 and the second path L12 are flowing at a predetermined diversion ratio. In this state, when the forward-direction element is switched on and off, the path resistance of the first path L11 is changed, so that the diversion ratio of the first path L11 and the second path L12 changes. Therefore, the current change becomes remarkable as compared with the case where the forward element is switched on and off when the second path L12 is not energized, and the current changes as the first path L11 is energized and the forward element is turned on or off. It is possible to more reliably determine the abnormality of the forward element depending on whether or not a current change has occurred.

オフ状態からオン状態への切替を実施する場合に、事前に電流の向きが把握できていないことがある。このような場合には、第1回路部C1における2つのスイッチング素子30A,30Bのうち一方をオンに切り替え、それに伴い電流に変化がある場合には、オンにしたスイッチング素子が通電上流側になる向きで電流が流れると判定する。一方、電流に変化がない場合には、オンにしたスイッチング素子が通電下流側となる向きで電流が流れると判定する。これにより、オフ状態からオン状態への切替を実施する場合において事前に電流の向きが把握できていなくても、電流の向きを把握でき、把握した電流の向きに基づいて、各スイッチング素子30のオンオフの切替順序を定めることで、スイッチング素子30の異常に起因して生じる電流変化を適正に把握できる。 When switching from the off state to the on state, the direction of the current may not be known in advance. In such a case, one of the two switching elements 30A and 30B in the first circuit unit C1 is switched on, and if the current changes accordingly, the turned on switching element is on the upstream side of energization. It is determined that the current flows in the direction. On the other hand, when there is no change in the current, it is determined that the current flows in the direction in which the switched element turned on is on the downstream side of the energization. As a result, even if the direction of the current cannot be grasped in advance when switching from the off state to the on state, the direction of the current can be grasped, and based on the grasped direction of the current, each switching element 30 By determining the on / off switching order, it is possible to properly grasp the current change caused by the abnormality of the switching element 30.

各スイッチング素子30に並列に接続された寄生ダイオード31のアノード同士が互いに向かい合うように、直列接続されて構成されている場合、各スイッチング素子30がオフになっている状態では中間電圧がゼロ値になり、電源側素子がオンにされると、電源電圧に応じた電圧値となる。また、電源側素子がオンにされて、中間電圧が変化する場合であっても、電源側素子が通電下流側の場合には、取得電流が変化しない。 When the anodes of the parasitic diodes 31 connected in parallel to each switching element 30 are connected in series so as to face each other, the intermediate voltage becomes a zero value when each switching element 30 is off. When the power supply side element is turned on, the voltage value corresponds to the power supply voltage. Further, even when the power supply side element is turned on and the intermediate voltage changes, the acquisition current does not change when the power supply side element is on the downstream side of energization.

そこで、第1スイッチ回路SW1のオンオフが切り替えられる場合に、電源側素子のオンオフを切り替える。電源側素子のオンオフを切り替えても取得電流及び中間電圧がいずれも変化しない場合には、電源側素子が通電下流側ではなく、電源側素子に異常が発生していると判定する。これにより、電源側素子をオンにしても取得電流が変化しない場合に、電源側素子が通電下流側であるのか、電源側素子に異常が発生しているかを判別することができる。そのため、電流の向きを正しく把握することができ、把握した電流の向きに基づいて、各スイッチング素子30のオンオフの切替順序を定めることで、スイッチング素子30の異常に起因して生じる電流変化を適正に把握できる。 Therefore, when the on / off of the first switch circuit SW1 is switched, the on / off of the power supply side element is switched. If neither the acquisition current nor the intermediate voltage changes even if the power supply side element is switched on and off, it is determined that the power supply side element has an abnormality not on the energized downstream side but on the power supply side element. Thereby, when the acquisition current does not change even if the power supply side element is turned on, it is possible to determine whether the power supply side element is on the downstream side of energization or whether an abnormality has occurred in the power supply side element. Therefore, the direction of the current can be correctly grasped, and by determining the on / off switching order of each switching element 30 based on the grasped direction of the current, the current change caused by the abnormality of the switching element 30 is appropriate. Can be grasped.

第1経路L11及び第2経路L12のいずれか一方のみが通電状態となる場合に、その通電状態となる通路側において順方向素子がオフになっているように切替順序を設定する。これにより、第1経路L11及び第2経路L12のうち一方の経路で逆方向素子がオンになっている場合、順方向素子はオフになり、寄生ダイオード31を経由して電流が流れる。そのため、一方の経路に電流が流れている状態での経路抵抗が高くなり、一方の経路に経路抵抗が低い状態で電流が集中することを抑制でき、各スイッチング素子30に大きい電流が流れることを抑制できる。 When only one of the first path L11 and the second path L12 is in the energized state, the switching order is set so that the forward element is turned off on the passage side in which the energized state is energized. As a result, when the reverse element is turned on in one of the first path L11 and the second path L12, the forward element is turned off and a current flows through the parasitic diode 31. Therefore, the path resistance becomes high when the current is flowing in one path, and it is possible to suppress the concentration of the current in the state where the path resistance is low in one path, so that a large current flows through each switching element 30. Can be suppressed.

第1スイッチ回路SW1のオンオフが切り替えられる場合において、検出対象である第1回路部C1が設けられた第1経路L11の所定位置での中間電圧V1を取得している。第1経路L11の所定位置での中間電圧V1は、第1スイッチング素子30A,30Bのオンオフの切替に伴い変化する。これにより、第1スイッチング素子30A,30Bのオンオフ切替により、取得電流に変化がなく、所定位置での中間電圧V1の変化を検出した場合には、第1電流センサ40Aの異常であると判定することができる。そのため、第1電流センサ40Aの異常の場合に、フェイルセーフ処理が過剰となることを抑制できる。 When the first switch circuit SW1 is switched on and off, the intermediate voltage V1 at a predetermined position of the first path L11 provided with the first circuit unit C1 to be detected is acquired. The intermediate voltage V1 at a predetermined position of the first path L11 changes as the first switching elements 30A and 30B are switched on and off. As a result, when there is no change in the acquired current by switching the first switching elements 30A and 30B on and off and a change in the intermediate voltage V1 at a predetermined position is detected, it is determined that the first current sensor 40A is abnormal. be able to. Therefore, it is possible to prevent the fail-safe process from becoming excessive in the case of an abnormality of the first current sensor 40A.

回転電機15に対して、鉛蓄電池11とリチウムイオン蓄電池12から電力が供給されており、電力の供給元を鉛蓄電池11及びリチウムイオン蓄電池12との間で切り替える場合に、電源失陥が生じないように第1スイッチ回路SW1及び第2スイッチ回路SW2がオン状態となる重複期間を設けている。この重複期間中に、回路部C1,C2の異常判定を行っている。そのため、各回路部C1,C2に異常が見つかった場合に、オン状態となる第1スイッチ回路SW1の切替を中止する等電源失陥しないような対応をフェイルセーフ処理として実行することができる。 Electric power is supplied to the rotary electric machine 15 from the lead-acid battery 11 and the lithium-ion storage battery 12, and when the power supply source is switched between the lead-acid battery 11 and the lithium-ion storage battery 12, power failure does not occur. As described above, an overlapping period is provided in which the first switch circuit SW1 and the second switch circuit SW2 are in the ON state. During this overlapping period, abnormality determination of the circuit units C1 and C2 is performed. Therefore, when an abnormality is found in each of the circuit units C1 and C2, it is possible to execute as a fail-safe process a measure that does not cause a power failure, such as stopping the switching of the first switch circuit SW1 that is turned on.

本発明は、上記実施形態に限定されず、例えば以下のように実施してもよい。ちなみに、以下の別例の構成を、上記実施形態の構成に対して、個別に適用してもよく、また、任意に組み合わせて適用してもよい。 The present invention is not limited to the above embodiment, and may be implemented as follows, for example. Incidentally, the configuration of the following alternative example may be applied individually to the configuration of the above embodiment, or may be applied in any combination.

・上記実施形態では、2つの蓄電池11,12を備える電源システムSとなっていたが、いずれか片方の蓄電池のみを備えるものであってもよい。 -In the above embodiment, the power supply system S is provided with two storage batteries 11 and 12, but it may be provided with only one of the storage batteries.

・上記実施形態では、リチウムイオン蓄電池12を用いているが、他の高密度蓄電池を用いてもよい。例えば、ニッケル−水素電池を用いてもよい。その他、いずれも同じ蓄電池(例えば鉛蓄電池、又はリチウムイオン蓄電池等)を用いることも可能である。 -In the above embodiment, the lithium ion storage battery 12 is used, but other high-density storage batteries may be used. For example, a nickel-metal hydride battery may be used. In addition, it is also possible to use the same storage battery (for example, a lead storage battery, a lithium ion storage battery, etc.).

・スイッチSW3,SW4についてもスイッチング素子であるMOSFETが互いに並列に接続されるようにして、本構成の対象としてもよい。その場合には、「電気機器」には、電気負荷16が含まれる。 -The switches SW3 and SW4 may also be the target of this configuration by connecting MOSFETs, which are switching elements, in parallel with each other. In that case, the "electrical device" includes the electrical load 16.

・各回路部C1,C2に用いられるスイッチング素子30として、MOSFETに代えて、IGBTやバイポーラトランジスタ等を用いてもよい。IGBTやバイポーラトランジスタを用いた場合には、上記寄生ダイオード31の代わりとなるダイオードをそれぞれ並列に接続させればよい。また、スイッチング素子30は、半導体スイッチング素子ではなく、機械的なスイッチ素子であってもよい。 -As the switching element 30 used in each circuit unit C1 and C2, an IGBT, a bipolar transistor, or the like may be used instead of the MOSFET. When an IGBT or a bipolar transistor is used, a diode that replaces the parasitic diode 31 may be connected in parallel. Further, the switching element 30 may be a mechanical switch element instead of a semiconductor switching element.

・上記実施形態では、電流を検出するためのシャント抵抗41は、直列に接続されたスイッチング素子30の間に設けられていたが、電流を検出するための回路(シャント抵抗41)はスイッチング素子30の前後に設けられていてもよい。つまり、電流を検出するための回路は、各経路L11,L12上に設けられていればよい。また、電流センサとして、シャント抵抗41とアンプ42ではなく、他の方式の電流検出センサを用いてもよい。 -In the above embodiment, the shunt resistor 41 for detecting the current is provided between the switching elements 30 connected in series, but the circuit for detecting the current (shunt resistor 41) is the switching element 30. It may be provided before and after. That is, the circuit for detecting the current may be provided on each of the paths L11 and L12. Further, as the current sensor, a current detection sensor of another type may be used instead of the shunt resistor 41 and the amplifier 42.

・図10のS22で切替順序を設定する前に、温度取得部として、各回路部C1,C2の温度を取得するようにしてもよい。そして、第1回路部C1よりも第2回路部C2の方がその温度が高い場合には、S22で、第1回路部C1側が単独で通電状態となるように切替順序を設定してもよい。例えば、オンからオフにする場合(図3(b))では、逆方向素子30Cをオフに切り替えた後に、第1回路部C1側の逆方向素子30Aをオフに切り替えるようにしてもよい。このように、各回路部C1,C2の温度に基づいて、第1経路L11及び第2経路L12の一方の経路を通電状態とするように、各スイッチング素子30の切替順序を設定してもよい。これにより、温度が高い方のスイッチが設けられた経路だけに電流が流れることを抑制することができる。そのため、一方の回路部のスイッチング素子の温度だけが上昇することを抑制できる。 Before setting the switching order in S22 of FIG. 10, the temperature of each circuit unit C1 or C2 may be acquired as the temperature acquisition unit. Then, when the temperature of the second circuit unit C2 is higher than that of the first circuit unit C1, the switching order may be set in S22 so that the first circuit unit C1 side is independently energized. .. For example, in the case of turning from on to off (FIG. 3B), the reverse element 30A on the first circuit unit C1 side may be switched off after the reverse element 30C is switched off. In this way, the switching order of each switching element 30 may be set so that one of the first path L11 and the second path L12 is energized based on the temperature of each circuit unit C1 and C2. .. As a result, it is possible to suppress the flow of current only in the path provided with the switch having the higher temperature. Therefore, it is possible to suppress an increase in the temperature of only the switching element of one of the circuit units.

・図10のS33で電源側素子である第1スイッチング素子30Aをオンにして中間電圧V1が変化しない場合には、この第1スイッチング素子30Aの異常であると判定し、S34に進んでいたが、電流I1が変化しないことに基づいて、第1スイッチング素子30Aが電流下流側となる向きで電流が流れると判定してもよい。これにより、電流I1が変化せず、中間電圧V1が変化しない場合に、第1電圧センサ45Aの異常でないことを確認することができる。 When the first switching element 30A, which is the power supply side element, is turned on in S33 of FIG. 10 and the intermediate voltage V1 does not change, it is determined that the first switching element 30A is abnormal, and the process proceeds to S34. Based on the fact that the current I1 does not change, it may be determined that the current flows in the direction in which the first switching element 30A is on the downstream side of the current. Thereby, when the current I1 does not change and the intermediate voltage V1 does not change, it can be confirmed that the first voltage sensor 45A is not abnormal.

・上記実施形態では、図11のS44で、各電流センサ40A,40Bの異常判定を実施していたが、各経路L11,L12の経路抵抗が同じタイミング、つまり第1経路L11及び第2経路L12に流れる電流が同じになるタイミング(例えば、図6のタイミングt4以降)で、各電流センサ40A,40Bの検出値が同じであるかによって、各電流センサ40A,40Bの異常判定を実施してもよい。 -In the above embodiment, the abnormality determination of the current sensors 40A and 40B was performed in S44 of FIG. 11, but the path resistances of the respective paths L11 and L12 are the same timing, that is, the first path L11 and the second path L12. Even if the abnormality determination of the current sensors 40A and 40B is performed depending on whether the detected values of the current sensors 40A and 40B are the same at the timing when the currents flowing through the currents are the same (for example, after the timing t4 in FIG. 6). Good.

11…鉛蓄電池、12…リチウムイオン蓄電池、15…回転電機、30…スイッチング素子、31…寄生ダイオード、L1…電気経路、L11…第1経路、L12…第2経路、L2…電気経路、S…電源システム、SW1…第1スイッチ回路、SW2…第2スイッチ回路、C1…第1回路部、C2…第2回路部。 11 ... lead storage battery, 12 ... lithium ion storage battery, 15 ... rotary electric machine, 30 ... switching element, 31 ... parasitic diode, L1 ... electric path, L11 ... first path, L12 ... second path, L2 ... electric path, S ... Power supply system, SW1 ... 1st switch circuit, SW2 ... 2nd switch circuit, C1 ... 1st circuit section, C2 ... 2nd circuit section.

Claims (9)

通電経路(L1,L2)に設けられたスイッチ回路(PM1,PM2)に適用され、該スイッチ回路の異常を判定する異常判定装置(21)であって、
前記スイッチ回路は、互いに並列に設けられた第1経路(L11)と第2経路(L12)とを有し、
前記第1経路には、並列に接続されたダイオード(31)を有する2つの第1スイッチング素子(30A,30B)を、そのダイオードが互いに逆向きになるように直列に接続して構成された第1回路部(C1)が設けられ、
前記第2経路には、並列に接続されたダイオード(31)を有する2つの第2スイッチング素子(30C,30D)を、そのダイオードが互いに逆向きになるように直列に接続して構成された第2回路部(C2)が設けられており、
前記スイッチ回路のオンオフが切り替えられる場合において、その切替がオン状態からオフ状態への切替とオフ状態からオン状態への切替とのいずれであるかと、その切替時の電流の向きとに基づいて、前記2つの第1スイッチング素子と前記2つの第2スイッチング素子とのオンオフの切替順序を設定する設定部と、
前記切替順序に応じて前記各スイッチング素子のオンオフが切り替えられる場合に、前記第1回路部及び前記第2回路部のうち異常判定対象となる回路部に流れる電流を取得する電流取得部と、
前記電流取得部により取得された取得電流に基づいて、前記異常判定対象となる回路部の異常判定を実施する異常判定部と、
を備える異常判定装置。
An abnormality determination device (21) that is applied to switch circuits (PM1, PM2) provided in energization paths (L1, L2) and determines an abnormality in the switch circuit.
The switch circuit has a first path (L11) and a second path (L12) provided in parallel with each other.
The first path is configured by connecting two first switching elements (30A, 30B) having diodes (31) connected in parallel in series so that the diodes are opposite to each other. One circuit unit (C1) is provided,
In the second path, two second switching elements (30C, 30D) having diodes (31) connected in parallel are connected in series so that the diodes are opposite to each other. Two circuits (C2) are provided,
When the switch circuit is switched on and off, it is based on whether the switching is from the on state to the off state or from the off state to the on state, and the direction of the current at the time of the switching. A setting unit for setting an on / off switching order between the two first switching elements and the two second switching elements, and a setting unit.
When the on / off of each switching element is switched according to the switching order, a current acquisition unit that acquires a current flowing through a circuit unit that is a target of abnormality determination among the first circuit unit and the second circuit unit, and a current acquisition unit.
Based on the acquired current acquired by the current acquisition unit, the abnormality determination unit that performs the abnormality determination of the circuit unit to be the abnormality determination target, and the abnormality determination unit.
An abnormality determination device including.
前記設定部は、前記第1回路部を異常判定対象とする場合において、当該第1回路部における前記2つの第1スイッチング素子のうち前記ダイオードが通電順方向となるスイッチング素子である順方向素子のオンオフが、前記ダイオードが通電逆方向となるスイッチング素子である逆方向素子がオンになっている状態で切り替えられるように前記切替順序を設定する請求項1に記載の異常判定装置。 When the first circuit unit is targeted for abnormality determination, the setting unit is a forward-direction element which is a switching element in which the diode is in the energization forward direction among the two first switching elements in the first circuit unit. The abnormality determination device according to claim 1, wherein the switching order is set so that the on / off can be switched in a state where the reverse direction element, which is a switching element in which the diode is energized in the reverse direction, is turned on. 前記設定部は、前記第1回路部を異常判定対象とする場合において、前記順方向素子のオンオフが、前記第2経路が通電状態になっている状態で切り替えられるように前記切替順序を設定する請求項2に記載の異常判定装置。 The setting unit sets the switching order so that the on / off of the forward element can be switched while the second path is energized when the first circuit unit is targeted for abnormality determination. The abnormality determination device according to claim 2. 前記スイッチ回路のオフ状態からオン状態への切替を実施する場合において、前記第1回路部における前記2つのスイッチング素子のうち一方を最初にオンに切り替え、そのオン切替に伴う前記スイッチ回路に流れる電流の変化に基づいて、前記スイッチ回路の状態切替時の電流の向きを判定する電流判定部を備え、
前記電流判定部は、前記オン切替に伴い前記スイッチ回路に流れる電流に変化がある場合に、前記オン切替を行ったスイッチング素子が通電上流側となる向きで電流が流れると判定し、前記スイッチ回路に流れる電流に変化がない場合に、前記オン切替を行ったスイッチング素子が通電下流側となる向きで電流が流れると判定する請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の異常判定装置。
When switching from the off state to the on state of the switch circuit, one of the two switching elements in the first circuit unit is first turned on, and the current flowing through the switch circuit due to the on switching is performed. It is provided with a current determination unit that determines the direction of the current when the state of the switch circuit is switched based on the change of.
The current determination unit determines that when there is a change in the current flowing through the switch circuit due to the on-switching, the current flows in the direction in which the switching element that has performed the on-switching is on the upstream side of energization, and the switch circuit. The abnormality determination device according to any one of claims 1 to 3, wherein when there is no change in the current flowing through the current, it is determined that the current flows in the direction in which the switching element that has been switched on is on the downstream side of energization. ..
前記第1回路部及び前記第2回路部は、前記各スイッチング素子に並列に接続された前記ダイオードのアノード同士が互いに向かい合うように直列接続されて構成されており、
前記スイッチ回路の一端側及び他端側のうち少なくとも一方が電源部(11,12)に接続された電源側端子であり、
前記第1回路部及び前記第2回路部の各々において前記2つのスイッチング素子の間の中間電圧を取得する中間電圧取得部を備え、
前記スイッチ回路のオンオフが切り替えられる場合に、前記第1回路部又は前記第2回路部における各2つのスイッチング素子のうち前記電源側端子の側のスイッチング素子である電源側素子のオンオフを切り替え、その際に前記電流取得部による取得電流及び前記中間電圧がいずれも変化しない場合に、前記電源側素子に異常が発生していると判定する請求項4に記載の異常判定装置。
The first circuit section and the second circuit section are configured by connecting the anodes of the diodes connected in parallel to the switching elements in series so as to face each other.
At least one of one end side and the other end side of the switch circuit is a power supply side terminal connected to the power supply unit (11, 12).
Each of the first circuit unit and the second circuit unit includes an intermediate voltage acquisition unit that acquires an intermediate voltage between the two switching elements.
When the on / off of the switch circuit is switched, the on / off of the power supply side element which is the switching element on the power supply side terminal side of each of the two switching elements in the first circuit unit or the second circuit unit is switched. The abnormality determination device according to claim 4, wherein it is determined that an abnormality has occurred in the power supply side element when neither the acquisition current by the current acquisition unit nor the intermediate voltage changes.
前記各回路部において前記2つのスイッチング素子のうち一方が、前記ダイオードが通電順方向となる前記スイッチング素子である順方向素子であり、他方が、前記ダイオードが通電逆方向となる前記スイッチング素子である逆方向素子であり、
前記設定部は、前記第1経路及び前記第2経路のいずれか一方のみが通電状態となる場合にその通電状態となる経路側において前記順方向素子がオフになっているように、前記切替順序を設定する請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の異常判定装置。
In each of the circuit units, one of the two switching elements is a forward-direction element that is the switching element in which the diode is in the energization forward direction, and the other is the switching element in which the diode is in the energization reverse direction. It is a reverse element,
In the setting unit, when only one of the first path and the second path is energized, the switching order is such that the forward element is turned off on the path side that is energized. The abnormality determination device according to any one of claims 1 to 5.
前記第1回路部及び前記第2回路部の温度をそれぞれ取得する温度取得部を有しており、
前記設定部は、前記各回路部の温度に基づいて、前記第1経路及び前記第2経路のうち一方の経路を通電状態にするように、前記スイッチング素子の前記切替順序を設定する請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の異常判定装置。
It has a temperature acquisition unit that acquires the temperature of the first circuit unit and the second circuit unit, respectively.
Claim 1 in which the setting unit sets the switching order of the switching element so that one of the first path and the second path is energized based on the temperature of each circuit unit. The abnormality determination device according to any one of claims 6.
前記第1回路部を異常判定対象とする場合において、前記切替順序に応じて前記各スイッチング素子のオンオフが切り替えられる場合に、前記第1経路の所定位置での電圧を取得する電圧取得部を備えており、
前記電流取得部は、前記第1経路上に設けられた電流センサの検出値を前記取得電流として取得し、
前記異常判定部は、前記切替順序に応じて前記各スイッチング素子のオンオフが切り替えられる場合に、前記取得電流に変化がなく、前記第1経路の所定位置での電圧に変化があれば、前記電流センサの異常であると判定する請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の異常判定装置。
When the first circuit unit is targeted for abnormality determination, a voltage acquisition unit that acquires a voltage at a predetermined position of the first path when the on / off of each switching element is switched according to the switching order is provided. And
The current acquisition unit acquires the detection value of the current sensor provided on the first path as the acquisition current, and obtains the acquisition current.
When the switching elements are switched on and off according to the switching order, the abnormality determination unit does not change the acquired current, and if there is a change in the voltage at a predetermined position in the first path, the current. The abnormality determination device according to any one of claims 1 to 7, wherein the abnormality is determined to be an abnormality of the sensor.
第1電源(11)と第2電源(12)とを有し、それらが電気機器(15)に対して前記通電経路により並列に接続されており、
前記通電経路において、前記スイッチ回路として、前記第1電源に接続される第1通電経路(L1)に第1スイッチ回路(SW1)が設けられ、前記第2電源に接続される第2通電経路(L2)に第2スイッチ回路(SW2)が設けられている電源システム(S)に適用され、
前記第1スイッチ回路及び前記第2スイッチ回路のうちオン状態にするスイッチ回路を切り替える際に、両スイッチ回路を一時的に共にオン状態にする重複期間が設けられており、
前記電流取得部は、前記重複期間中に前記切替順序に応じて前記各スイッチング素子のオンオフが切り替えられる場合に、前記異常判定対象となる回路部に流れる電流を取得し、
前記異常判定部は、前記重複期間中に前記電流取得部により取得された前記取得電流に基づいて、前記異常判定対象となる回路部の異常判定を実施する請求項1〜請求項8のいずれか一項に記載の異常判定装置。
It has a first power source (11) and a second power source (12), which are connected in parallel to the electric device (15) by the energization path.
In the energization path, as the switch circuit, a first energization path (SW1) is provided in the first energization path (L1) connected to the first power supply, and a second energization path (SW1) connected to the second power supply is provided. It is applied to the power supply system (S) in which the second switch circuit (SW2) is provided in L2).
When switching the switch circuit to be turned on among the first switch circuit and the second switch circuit, an overlapping period is provided in which both switch circuits are temporarily turned on.
The current acquisition unit acquires the current flowing through the circuit unit to be determined for abnormality when the switching elements of the switching elements are switched on and off according to the switching order during the overlapping period.
Any of claims 1 to 8, wherein the abnormality determination unit performs abnormality determination of the circuit unit subject to the abnormality determination based on the acquisition current acquired by the current acquisition unit during the overlap period. The abnormality determination device according to item 1.
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